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一分鐘讀懂低功耗藍(lán)牙（BLE)連接數(shù)據(jù)包
1.概述
BLE 連接過程中有三個重要的數(shù)據(jù)包：SCAN_REQ, SCAN_RSP 和 CONNECT_REQ。
SCAN_REQ： 掃描請求，由主設(shè)備（MASTER DEVICE）向從設(shè)備（SLAVE DEVICE）發(fā)出，目的是為了獲得從設(shè)備的響應(yīng)以得到更多的從設(shè)備
廣播數(shù)據(jù)信息（包括設(shè)備名字，或者服務(wù)UUID，及其它如廠家特定格式的信息（如硬件版本，軟件版本號，設(shè)備系列號等等）
SCAN_RSP: 從設(shè)備對就主設(shè)備發(fā)起的SCAN_REQ的響應(yīng)，作為廣播包的補(bǔ)充，從設(shè)備可以給主設(shè)備更多的廣播數(shù)據(jù)，比如說，有些設(shè)備在廣播
包里面沒有設(shè)備名字，這個時候就可以把設(shè)備名字放在這個包里面發(fā)給主設(shè)備
CONNECT_REQ：主設(shè)備向從設(shè)備發(fā)出連接請求。至此連接建立完成（從設(shè)備不會響應(yīng)這個請求），如果從設(shè)備沒有連接上面的問題的話，以后
主從雙方會開始相互交換有效數(shù)據(jù)（基于GAP,GATT及SMP協(xié)議）或者交換空包。
以下對這三個數(shù)據(jù)包進(jìn)行詳細(xì)解讀
2.關(guān)鍵字：Hollong BLE 偵聽儀，低功耗藍(lán)牙嗅探器, BLE 分析儀，BLE 數(shù)據(jù)抓取
Keyword: Hollong BLE Sniffer, BLE Data Analyzer，BLE Capture
3.抓取連接數(shù)據(jù)包的準(zhǔn)備工作
* 硬件：一個BLE設(shè)備（從設(shè)備）及對應(yīng)的主設(shè)備（如智能手機(jī)里面的相關(guān)應(yīng)用程序，或者通用BLE 工具軟件）；
一臺HOLLONG BLE SNIFFER （Hollong BLE 偵聽儀）
* 軟件：Hollong 藍(lán)牙4.0/4.1 BLE協(xié)議監(jiān)控分析儀 軟件
下載鏈接：
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) 對于廣播包，這是一個固定長度(4個字節(jié)）及固定內(nèi)容（0x8e89bed6)的主從設(shè)備識別廣播包的存取地址。
3) 頭信息 (Header Info) 固定為2個字節(jié)：分解為16個位來使用
位[0:3]：P廣播包（PDU) 類型，總共有6個類型：
PDU Type
b3b2b1b0 Packet Name
0000 ADV_IND： 可連接通用連接廣播
0001 ADV_DIRECT_IND：可連接定向連接（指定設(shè)備）廣播
0010 ADV_NONCONN_IND：不可連接通用廣播
0011 SCAN_REQ：掃描請求
0100 SCAN_RSP：掃描響應(yīng)
0101 CONNECT_REQ：連接請求
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]：廣播數(shù)據(jù)長度 （最大為37 字節(jié)）
位[14:15]：保留
4) 主設(shè)備地址
5）從設(shè)備地址
6）CRC
4. SCAN_RSP 包
1）存取地址
定義同上
2）頭信息
定義同上
3）從設(shè)備地址
固定6個字節(jié)的從設(shè)備地址（MAC ADDRESS)
4）響應(yīng)數(shù)據(jù)（廣播數(shù)據(jù)）
格式同廣播數(shù)據(jù)格式（詳見文“1分鐘讀懂低功耗藍(lán)牙廣播數(shù)據(jù)”）， 在這個包里面，數(shù)據(jù)為0（沒有數(shù)據(jù)）
5）CRC
固定為3個字節(jié)
5. CONNECT_REQ 包
1）存取地址
固定4個字節(jié)和內(nèi)容（0x8e89bed6)的存取地址，BLE 芯片使用這個固定的地址作為廣播通道的BLE數(shù)據(jù)接收。
2）頭信息
二個字節(jié)的頭信息（解析格式同上）
3）主設(shè)備地址
4）從設(shè)備地址
5）存取地址
在此指定連接后使用的存取地址（BLE 數(shù)據(jù)通道），這個地址是由內(nèi)部指定的非確定的4個字節(jié)長度的地址，不像廣播數(shù)據(jù)通道使用固定內(nèi)容的存取地址。
6）CRC INIT
初始化的CRC 值，以后被使用于數(shù)據(jù)CRC 校驗(yàn)
7）窗口時間 （Win Size)
8) 窗口偏移
9）數(shù)據(jù)間隔時間 （CONNECTION INTERVAL)
發(fā)送兩個數(shù)據(jù)包（或者空包）的間隔時間。
計(jì)算公式為：24 (0x18) * 1.25ms = 30ms, 在抓取的數(shù)據(jù)包中可以看到，每兩個包之間的間隔是30MS。 下載此數(shù)據(jù)包需要注冊。
10）時延（Latency)
11) 中斷連接最大時延（TIME OUT)
當(dāng)主從雙方有一方在大于此時間后沒有接收到任何數(shù)據(jù)包或者空包，則由連接狀態(tài)轉(zhuǎn)為非連接狀態(tài)（主設(shè)備可以重新開始
掃描， 從設(shè)備也可以重新開始廣播，具體做什么由應(yīng)用程序決定）。
計(jì)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數(shù)據(jù)包或者空包，則視為連接中斷，由連接狀態(tài)轉(zhuǎn)為非連接狀態(tài)，開始做應(yīng)用程序要求做的事情。
12）跳頻通道圖（CHANNEL MAP)
這個跳頻圖是由BLE 芯片根據(jù)周圍環(huán)境中可以使用的BLE 通道而制定出來，根據(jù)掃描測試的環(huán)境不同（指被占用的頻譜資源不同）而不同，當(dāng)這個圖（表）通過CONNECT_REQ 包發(fā)送給從設(shè)備后，主從雙方都會根據(jù)這個圖來同步跳頻（HOPPING)，低功耗藍(lán)牙設(shè)備通過這個方法能夠有效避開擁堵的頻道，使用比較“干凈”，無（少）干擾的頻道來交換數(shù)據(jù)，從而大幅提升傳輸數(shù)據(jù)的穩(wěn)定可靠性。
由于這個是在比較干凈（周圍幾乎沒有任何BLE 設(shè)備或者其它工作在2.4G頻段，類似頻道的強(qiáng)信號設(shè)備）的環(huán)境下面工作的主從設(shè)備，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(yīng)晶體精度 為0-20PPm
一個字節(jié)的前5個位指定HOP（跳頻）算法中需要的數(shù)據(jù)（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(yīng)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
 Core_V4.0_LE.pdf (818.21 KB, 下載次數(shù): 140)
 em9304 fineme 071117.zip (19.05 KB, 下載次數(shù): 82)
原文鏈接：
http://www.viewtool.com/bbs/forum.php?mod=viewthread&tid=63206&extra=page%3D1
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