一分鐘讀懂低功耗藍芽（BLE)連線資料包
阿新 • • 發佈：2018-11-09
一分鐘讀懂低功耗藍芽（BLE)連線資料包
1.概述
BLE 連線過程中有三個重要的資料包：SCAN_REQ, SCAN_RSP 和 CONNECT_REQ。
SCAN_REQ： 掃描請求，由主裝置（MASTER DEVICE）向從裝置（SLAVE DEVICE）發出，目的是為了獲得從裝置的響應以得到更多的從裝置
廣播資料資訊（包括裝置名字，或者服務UUID，及其它如廠家特定格式的資訊（如硬體版本，軟體版本號，裝置系列號等等）
SCAN_RSP: 從裝置對就主裝置發起的SCAN_REQ的響應，作為廣播包的補充，從裝置可以給主裝置更多的廣播資料，比如說，有些裝置在廣播
包裡面沒有裝置名字，這個時候就可以把裝置名字放在這個包裡面發給主裝置
CONNECT_REQ：主裝置向從裝置發出連線請求。至此連線建立完成（從裝置不會響應這個請求），如果從裝置沒有連線上面的問題的話，以後
主從雙方會開始相互交換有效資料（基於GAP,GATT及SMP協議）或者交換空包。
以下對這三個資料包進行詳細解讀
2.關鍵字：Hollong BLE 偵聽儀，低功耗藍芽嗅探器, BLE 分析儀，BLE 資料抓取
Keyword: Hollong BLE Sniffer, BLE Data Analyzer，BLE Capture
3.抓取連線資料包的準備工作
* 硬體：一個BLE裝置（從裝置）及對應的主裝置（如智慧手機裡面的相關應用程式，或者通用BLE 工具軟體）；
一臺HOLLONG BLE SNIFFER （Hollong BLE 偵聽儀）
* 軟體：Hollong 藍芽4.0/4.1 BLE協議監控分析儀 軟體
下載連結：
http://www.viewtool.com/index.ph ... hollong-4-0-4-1-ble
4. SCAN_REQ 包
1）完整包
2) 存取地址 （Access Address) 對於廣播包，這是一個固定長度(4個位元組）及固定內容（0x8e89bed6)的主從裝置識別廣播包的存取地址。
3) 頭資訊 (Header Info) 固定為2個位元組：分解為16個位來使用
位[0:3]：P廣播包（PDU) 型別，總共有6個型別：
PDU Type
b3b2b1b0 Packet Name
0000 ADV_IND： 可連線通用連線廣播
0001 ADV_DIRECT_IND：可連線定向連線（指定裝置）廣播
0010 ADV_NONCONN_IND：不可連線通用廣播
0011 SCAN_REQ：掃描請求
0100 SCAN_RSP：掃描響應
0101 CONNECT_REQ：連線請求
0110 ADV_SCAN_IND：可掃描通用廣播
0111-1111 Reserved
位[4:5]：保留
位[6]：RxAdd
位[7]：TxAdd
位[8:13]：廣播資料長度 （最大為37 位元組）
位[14:15]：保留
4) 主裝置地址
5）從裝置地址
6）CRC
4. SCAN_RSP 包
1）存取地址
定義同上
2）頭資訊
定義同上
3）從裝置地址
固定6個位元組的從裝置地址（MAC ADDRESS)
4）響應資料（廣播資料）
格式同廣播資料格式（詳見文“1分鐘讀懂低功耗藍芽廣播資料”）， 在這個包裡面，資料為0（沒有資料）
5）CRC
固定為3個位元組
5. CONNECT_REQ 包
1）存取地址
固定4個位元組和內容（0x8e89bed6)的存取地址，BLE 晶片使用這個固定的地址作為廣播通道的BLE資料接收。
2）頭資訊
二個位元組的頭資訊（解析格式同上）
3）主裝置地址
4）從裝置地址
5）存取地址
在此指定連線後使用的存取地址（BLE 資料通道），這個地址是由內部指定的非確定的4個位元組長度的地址，不像廣播資料通道使用固定內容的存取地址。
6）CRC INIT
初始化的CRC 值，以後被使用於資料CRC 校驗
7）視窗時間 （Win Size)
8) 視窗偏移
9）資料間隔時間 （CONNECTION INTERVAL)
傳送兩個資料包（或者空包）的間隔時間。
計算公式為：24 (0x18) * 1.25ms = 30ms, 在抓取的資料包中可以看到，每兩個包之間的間隔是30MS。 下載此資料包需要註冊。
10）時延（Latency)
11) 中斷連線最大時延（TIME OUT)
當主從雙方有一方在大於此時間後沒有接收到任何資料包或者空包，則由連線狀態轉為非連線狀態（主裝置可以重新開始
掃描， 從裝置也可以重新開始廣播，具體做什麼由應用程式決定）。
計算方法： 最大時延 = TIME_OUT * 10MS， 在此為：72 （0X48) * 10 = 720 MS， 也就是說，如果雙方在0.72秒期間沒有收到任何資料包或者空包，則視為連線中斷，由連線狀態轉為非連線狀態，開始做應用程式要求做的事情。
12）跳頻通道圖（CHANNEL MAP)
這個跳頻圖是由BLE 晶片根據周圍環境中可以使用的BLE 通道而制定出來，根據掃描測試的環境不同（指被佔用的頻譜資源不同）而不同，當這個圖（表）通過CONNECT_REQ 包傳送給從裝置後，主從雙方都會根據這個圖來同步跳頻（HOPPING)，低功耗藍芽裝置通過這個方法能夠有效避開擁堵的頻道，使用比較“乾淨”，無（少）干擾的頻道來交換資料，從而大幅提升傳輸資料的穩定可靠性。
由於這個是在比較乾淨（周圍幾乎沒有任何BLE 裝置或者其它工作在2.4G頻段，類似頻道的強訊號裝置）的環境下面工作的主從裝置，所以可以看出，它使用了所有頻道（除了廣播專用頻道37,38,39)作為跳頻圖。
13） HOP 及CLOCK
0xAF (10101111)
HOP: 10101
CLOCK: 111 => 對應晶體精度 為0-20PPm
一個位元組的前5個位指定HOP（跳頻）演算法中需要的資料（HOPINCREMENT)，另外三個位指定晶體的精度等級（可以有多少PPM的誤差）
SCA masterSCA， 三個位對應的晶體精度等級如下： 000： 251 ppm to 500 ppm
001： 151 ppm to 250 ppm
010： 101 ppm to 150 ppm
011： 76 ppm to 100 ppm
100： 51 ppm to 75 ppm
101： 31 ppm to 50 ppm
110： 21 ppm to 30 ppm
111： 0 ppm to 20 ppm
14）CRC
同上
原文連結：
http://www.viewtool.com/bbs/foru ... e=1&extra=#pid71204
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