BLE 基础知识点

BLE 基础知识点

目录

1.BLE设备的MAC地址分类

2. MAC地址分类详解

3. 扫码机制

4. 扫描参数

5. 关闭扫描

1.BLE设备的MAC地址分类

BLE全称：Bluetooth Low Energy，低功耗蓝牙。

MAC全称：Media Access Control，设备的媒体存取控制地址，分类

2. MAC地址分类详解

Public Device Address(公共设备地址)：

该MAC地址是唯一的，48bit需要向IEE申请购买，高24bit是公司标识，由IEEE分配，低24bit由公司内部自行定义。

Random Device Address(随机设备地址):

该地址是BLE协议新增的一种地址类型，该类型的设备地址不是固定分配的，而是设备启动后随机生成的。最高两位为“11”，剩下的46bit是一个随机数，不能全部为0或者1,。这46位随机数在一个上电周期内保持不变，下一次上电时可以改变，也可以保持不变。

Private Device Address(私有设备地址)：

通过定时更新和地址加密两种方式，提高蓝牙地址的可靠性和安全性。根据地址是否加密分为Non_Resolvable Private Address和Resolvable Private Address。

1）Non_Resolvable Private Address：该地址不加密，不需要解析，会定时更新。相对安全，手机的蓝牙MAC地址一般属于这类。

2）Resolvable Private Address：该地址加密，需要解析，会定时更新。该类型的地址不能单独使用，需要和Public Device Address或者Static Device Address结合使用。

通过一个随机数和一个称为Identify Resolving Key（IRK）的密码生成地址，对地址进行加密。因此只能被具有相同IRK的设备扫描到，可以避免被未知设备扫描和追踪。低24位是随机数和IRK经过hash运算得到的hash值。

当对端BLE设备扫描到该类型的蓝牙地址后，会使用保存在本地的IRK和该地址中的Prand进行相同的hash运算，并将运算结果和地址中的hash字段比较，如果相同才进行后续操作，这个过程称为resolve（解析）。如果不同则继续使用下一个IRK重复上述过程，直至找到一个关键的IRK或者一个也找不到。

3. 扫码机制

扫描是主机设备在一定范围内寻址其他低功耗蓝牙设备广播的过程。扫描设备在扫描过程中活使用广播信道。

在BT 4.2协议中，广播包大小为31B，如果主机采用主动扫描，还有一个31B的广播回包，最多可实现63个字节的空间。BT5.0中，把广播信道抽象为两种，一种是主广播信道，类似于蓝牙4.x的广播，只在37，38，39三个信道工作，最大广播广播包大小为31个字节。另一种叫次广播信道，或者第二广播信道，允许在三个通道外的其他37个信道上发送长度在255B之内的数据。

1) 被动扫描

扫描设备仅仅监听广播，不向广播设备发送任何数据。  注意：被动扫描不会向从设备发送任何数据。 

2）主动扫描

主动扫描可以捕获到对端设备的广播数据包，还可以捕获到响应包，并区分这两种包。主机会给从设备发送一个扫描请求，从设备返回一个扫描响应包，同样也产生一个包含扫描响应数据的Adv_Report事件给主机。

4. 扫描参数

在执行扫描之前会先设置扫描参数，接着进行扫描初始化，调用nrf_ble_scan_start()启动主机扫描。LE扫描参数如下：

• LE_Scan_Type：设置扫描类型，1B

• LE_Scan_Interval：扫描的时间间隔，2B，是指从控制器开始最后一次LE扫描到后续LE扫描的时间间隔。默认10ms，时间范围为：2.5ms ~ 10.24s。
• LE_Scan_Window：扫描的持续时间，2B，默认10ms，时间范围2.5ms ~ 10.24s。
• Own_Address_Type：表示主机扫描解析地址，1B。
• Scanning_Filter_Policy：表示主机扫描过滤策略，1B。

5. 关闭扫描

• 主函数不需要关闭主机扫描，但是有几处关闭扫描的位置：
• 在开始设置扫描参数的nrf_ble_scan_default_param_set()里，会先调用nrf_ble_scan_stop()关闭之前的扫描。
• 在启动主机扫描函数nrf_ble_scan_start()里，调用协议栈开始扫描之前会调用nrf_ble_scan_stop()关闭之前的扫描。
• 在扫描完成后，主机发起连接时，连接从设备的函数中回调nrf_ble_scan_stop()关闭扫描。
• 在扫描参数timeout扫描超时时，超过指定时间后，没有扫描到设备将自动停止扫描。