低功耗藍牙芯片的廣播通道技術分析

低功耗藍牙芯片的廣播通道

從藍牙規范4.0開始，標準引入了低功耗藍牙，簡稱ULP或BLE。這種低功耗藍牙芯片的工作狀態大部分時間是在休眠狀態，當有事件喚醒的時候，設備進入連接狀態。這樣在整體的工作周期中，相比４。０之前的標準，ULP會節省更多的電能。

藍牙廣播是所有藍牙4.0以上設備必須支持的功能。它不涉及到更上層的連接層和協議層。因此利用藍牙廣播的數據包來傳遞的信息，在藍牙設備上具有更好的實時性和兼容性。同時藍牙廣播的字長最多31個字節，特別適合一些小量數據的傳輸。比如溫度計等傳感器。

藍牙廣播通道的重要功能就是是用于發現設備（Discovering devices），發起連接（Initiating a connection）和發放數據（Broadcasting data）。

藍牙廣播通道的設立和作用

BLE 中有兩種角色“中心設備”（Central）和“外圍設備”（Peripheral）。中心設備可以主動連接外圍設備，外圍設備發送廣播或者被中心設備連接。外圍通過廣播被中心設備發現，廣播中帶有外圍設備自身的相關信息。

廣播包有兩種：廣播包（Advertising Data）和響應包（Scan Response），其中廣播包是每個設備必須廣播的，而響應包是可選的。每個包都是31字節，數據包中分為有效數據（significant）和無效數據（non-significant）兩部分。

·有效數據部分：包含若干個廣播數據單元，稱為AD Structure。如圖中所示，AD Structure 的組成是：第一個字節是長度值Len，表示接下來的Len個字節是數據部分。數據部分的第一個字節表示數據的類型AD Type，剩下的Len - 1個字節是真正的數據AD data。其中AD type非常關鍵，決定了AD Data的數據代表的是什么和怎么解析，這個在后面會詳細講；

·無效數據部分：因為廣播包的長度必須是 31 個 byte，如果有效數據部分不到 31 自己，剩下的就用 0 補全。這部分的數據是無效的，解釋的時候，忽略即可。

廣播數據格式

所有的AD type的定義在文檔Core Specification Supplement中。 AD Type 包括如下類型：

發現設備（Discovering devices）

發起連接（Initiating a connection）的過程是低功耗藍牙芯片特有的設計，也是其快速建立連接的基礎。低功耗藍牙設備之間建立連接的過程如下：

傳播數據（Broadcasting data）

提供的MG127是內部集成了發射機、接收機、GFSK 調制解調器和 BLE 基帶處理的低功耗、低成本的 BLE 收發器。封裝采用 DFN3x3 ，只需搭配低成本 MCU 和少數外圍被動器件，即可實現 BLE 遙控、藍牙電子秤等應用。巨微出產的BLE-Beacon芯片兼容iBeacon， Eddystone， 微信周邊等標準。適用場合有廣泛的短距離/室內定位的應用;廣泛的無線傳感系統和應用;以BLE-Beacon方式操作的遙控器;點名器，電子圍欄等。

審核編輯：黃飛