今年CES展隨處可見CES is blue and thanks to you，生日快樂，藍(lán)牙。

新年伊始，在此祝大家新年快樂。

業(yè)精于勤荒于嬉，行成于思?xì)в陔S...。把這句話分享給大家和自己，18年擼起袖子加油干，幸福都是奮斗出來的。

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前面談完了藍(lán)牙5大數(shù)據(jù)傳輸，遠(yuǎn)距離傳輸，還剩最后也是很重要的一個(gè)特性，藍(lán)牙5大廣播包數(shù)據(jù)。

首先我們來科普一下何為藍(lán)牙的廣播包，以及它的用途。

藍(lán)牙廣播

藍(lán)牙從機(jī)設(shè)備正常工作時(shí)會(huì)以一定頻率發(fā)送廣播包，告知周圍設(shè)備可以來連接自己(connectable)，或者單純發(fā)送廣播數(shù)據(jù)(non-connectable)給到周圍主設(shè)備。從機(jī)廣播中可能包含設(shè)備的相關(guān)信息，設(shè)備名稱，設(shè)備具有的服務(wù)uuid 等，SIG有明確規(guī)定。

廣播包類型

廣播包可以拆分為兩種，一種是從機(jī)設(shè)備的廣播的數(shù)據(jù)，一種是主機(jī)設(shè)備掃描到從機(jī)的廣播包后響應(yīng)返回給沖擊設(shè)備的數(shù)據(jù)。

廣播包 （Advertising Data):設(shè)備端主動(dòng)發(fā)送的周期數(shù)據(jù)。

響應(yīng)包 （Scan Response):主機(jī)主動(dòng)掃描的情況下， 發(fā)送掃描請(qǐng)求給從機(jī)， 從機(jī)返回掃描響應(yīng)數(shù)據(jù)。

廣播數(shù)據(jù)包格

有效數(shù)據(jù)（significant）和無效數(shù)據(jù)（non-significant）兩部分。

有效數(shù)據(jù)部分包含若干個(gè)廣播數(shù)據(jù)單元，稱為 AD Structure 。如圖所示，AD Structure 的組成是：

長(zhǎng)度 Len ，表示這個(gè) AD Structure 的長(zhǎng)度（除去 len本身 1）

類型 AD Type

標(biāo)記這段廣播數(shù)據(jù)代表什么， 比如設(shè)備名， uuid 等。

數(shù)據(jù) AD data

無效數(shù)據(jù)部分廣播包的長(zhǎng)度必須是 31 個(gè) byte，如果有效數(shù)據(jù)部分不到 31 自己，剩下的就用 0 補(bǔ)全。這部分的數(shù)據(jù)是無效的。

我們以一個(gè)例子說明廣播包和他的作用：

下圖為CC2540 BLE抓包工具抓包的截圖，右邊AdvData內(nèi)的數(shù)據(jù)即為廣播數(shù)據(jù)，該廣播數(shù)據(jù)由工程師自己設(shè)計(jì)，最大支持的字節(jié)為31個(gè)直接，兩橫條之間Time的差值即為廣播間隔。

通常情況，廣播包的作用如下：

作為可連接設(shè)備時(shí)，廣播包內(nèi)帶有產(chǎn)品信息，比如品牌logo，MAC地址等.

作為beacon設(shè)備時(shí)，可能攜帶傳感器數(shù)據(jù)上報(bào)給集中器，可以攜帶beacon編號(hào)信息，MAC地址，特殊編碼數(shù)據(jù)。

作為可連接設(shè)備的廣播，藍(lán)牙4.2和藍(lán)牙5.0并無太多差異。

但對(duì)應(yīng)Beacon應(yīng)用來說，廣播數(shù)據(jù)和可傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長(zhǎng)度就顯得尤為重要。beacon廣播結(jié)合Scan端集中器(Broadcaster and Observer)可以用于智能家具節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)上報(bào)，工廠自動(dòng)化設(shè)備數(shù)據(jù)上傳，人員管控，冷鏈物流監(jiān)控，特殊區(qū)域布防等多種應(yīng)用場(chǎng)景；beacon廣播結(jié)合地圖亦可以作為室內(nèi)導(dǎo)航定位的輔助工具，為室內(nèi)定位提供良好的解決方案(目前已經(jīng)相繼出現(xiàn)好幾家機(jī)場(chǎng)，醫(yī)院，商城實(shí)現(xiàn)手機(jī)室內(nèi)導(dǎo)航，其原理即依靠大量布置beacon點(diǎn)和手機(jī)地圖匹配，利用手機(jī)掃描周圍beacon廣播信息，實(shí)現(xiàn)定位與導(dǎo)航，但定位精度存在偏差，不如UWB精度高)。

BLE的低功耗紐扣電池供電特性，小體積，可以和手機(jī)互聯(lián)互通，使得beacon在上述應(yīng)用呈爆發(fā)式增長(zhǎng)。但其中會(huì)存在一個(gè)棘手的問題，31字節(jié)的廣播包太短，每次廣播能攜帶的有效數(shù)據(jù)太少，另外廣播通道太少，只有37,38,39三個(gè)通道廣播，可能存在多設(shè)備上報(bào)數(shù)據(jù)信道的干擾問題。

藍(lán)牙5擴(kuò)展了廣播數(shù)據(jù)的有效載荷，提升了廣播通道數(shù)，為上述應(yīng)用和新的應(yīng)用提供了更多技術(shù)儲(chǔ)備。下面我們就來看看藍(lán)牙5的8x 大廣播包。

藍(lán)牙5特性三 【8X 大廣播包】

藍(lán)牙4.x協(xié)議規(guī)定藍(lán)牙廣播數(shù)據(jù)包每包數(shù)據(jù)最大只支持31字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸，廣播信道限制在37,38,39三個(gè)信道。在原有的用于傳輸廣播數(shù)據(jù)的PDU（ADV_IND、ADV_DIRECT_IND、ADV_NONCONN_IND以及ADV_SCAN_IND，稱作legacy PDUs）的基礎(chǔ)上，藍(lán)牙5增加了擴(kuò)展的PDU（ADV_EXT_IND、AUX_ADV_IND、AUX_SYNC_IND以及AUX_CHAIN_IND，稱作extended advertising PDUs)，同時(shí)也允許藍(lán)牙在除開37,38,39三個(gè)通道之外的其他37個(gè)信道上發(fā)送長(zhǎng)度介于0-255字節(jié)的數(shù)據(jù)。

藍(lán)牙5.0把廣播信道抽象為兩類，一種叫主廣播信道(primary advertisement channels)，另一種叫次廣播信道，或者第二廣播信道（Secondary Advertising Packets）。

主廣播信道只工作在37，38，39三個(gè)信道，最大廣播字節(jié)為31字節(jié)，廣播的數(shù)據(jù)類型增加了一個(gè)ADV_EXT_IND指令，ADV_EXT_IND指令即為告知監(jiān)聽設(shè)備，我要廣播大數(shù)據(jù)包廣播了。

ADV_EXT_IND指令包含要在第二類次廣播信道上發(fā)送的內(nèi)容，第二廣播信道發(fā)送廣播數(shù)據(jù)的信道，物理PHY層，1M PHY，Coded PHY，2M PHY 等。

其示意如下圖所示，首先在主廣播信道廣播ADV_EXT_IND信息，然后利用次廣播信道(0-36 channel)廣播255byte 數(shù)據(jù)。

如果我們有大于255字節(jié)的數(shù)據(jù)需要發(fā)送，藍(lán)牙5.0廣播協(xié)議棧中已經(jīng)定義了AUX_CHAIN_IND，用于在第二廣播信道上連續(xù)傳輸255字節(jié)數(shù)據(jù)，這樣我們可以利用它發(fā)送超過255字節(jié)的大數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)。

第二廣播信道（Secondary Advertising Packets）中的 AUX_ADV_IND、以及AUX_CHAIN_IND已經(jīng)介紹，下面再看看AUX_SYNC_IND指令。

AUX_SYNC_IND指令用于大廣播包數(shù)據(jù)的周期發(fā)送，廣播者可隨時(shí)修改其廣播數(shù)據(jù)，但其他監(jiān)聽者依然可以監(jiān)聽到其周期性的廣播內(nèi)容，AUX_SYNC_IND指令包含廣播間隔，調(diào)頻序列，廣播數(shù)據(jù)，廣播者M(jìn)AC地址等信息。

結(jié)論:

藍(lán)牙4.2的廣播數(shù)據(jù)31字節(jié)，藍(lán)牙5.0的廣播數(shù)據(jù)255字節(jié)，提升了8倍之多，由于使用了更多的廣播信道，多個(gè)設(shè)備上報(bào)數(shù)據(jù)的抗信道干擾能力得到提升，另外由于多信道的使用，可以同步廣播多種不同制式的信息，比如同時(shí)廣播ibeacon和eddstone。結(jié)合藍(lán)牙5 long range mode遠(yuǎn)距離傳輸模式，藍(lán)牙的遠(yuǎn)距離beacon可以用在冷鏈物流，gps追蹤器，工業(yè)自動(dòng)化等在之前距離和數(shù)據(jù)吞吐量受限的場(chǎng)合，藍(lán)牙5.0給我們更多創(chuàng)新的可能。