前言
- 前面我们已经了解了 ESP32 的 BLE 整体架构，现在我们开始实际学习一下Bluedroid 从机篇的广播和扫描。
- 本文将会以 ble_ibeacon demo 为例子进行讲解，需要注意的一点是。ibeacon 分为两个部分，一个是作为广播者，一个是作为观察者。
IBEACON_RECEIVER这个宏表示作为观察者，IBEACON_SENDER这个宏被置 1 表示为广播者。 - 需要注意的一点是，本文先仅介绍广播相关内容
ibeacon 介绍
ibeacon 是什么？
- 作为一名初学者，当听到 ibeacon 时候，大概率是一脸懵逼的。即使网上搜索大量资料，没有亲身体验，也是一头雾水。为了方便各位理解，就以我来上海实习，周末逛的第一个景点 – 豫园 为例子进行分析。
- 当我们进入景点，肯定会有一个二维码建议我们扫描，然后之后就会有电子讲解功能。例如我现在扫描了豫园的二维码，打开了一个微信小程序，此时微信小程序上就能够显示出我的位置在哪里。
3. 如果你移动到一个地方，该小程序就会进行相关讲解当前景点的一些历史文化信息。此时，各位有没有想过一个问题，该小程序，是如何精确的知道我们当前是在哪个景点呢？
4. 此时，就是利用的 ibeacon 技术进行的。如果你有兴趣的话，可以在走到某个景点，发现微信小程序播报讲解时刻停下来，然后在这个附近十米内的范围转转，会惊奇的发现，一些地方藏有这种小方块。
5. 这个小方块，就是本文要进行讲解的，ESP32 作为广播者的功能。而你手机，就是充当的观察者。
ibeacon 有什么用？
- 现在我们明白了 ibeacon 技术大概是什么东西了。那么这个有什么作用呢？从上面的例子我们就可以很好的知道，室内定位，广播信息。
- 当前，室内定位技术一直是一项值得探索的技术，ibeacon 可以说提供了一个不错的选择（不过个人感觉目前 BLE 室内定位更多的是聚焦于 AOA）。
- 同样，在商场，我们只需要打开微信小程序走到哪家店铺，就可以直接查看那家店铺的商品信息，这样一定程度上可以方便用户挑选商品。
ibeacon 工程介绍
工程源码
- 我们先拷贝 ble_ibeacon demo 例程出来，打开ibeacon_demo.c 文件，将其替换为如下内容。
/** SPDX-FileCopyrightText: 2021-2023 Espressif Systems (Shanghai) CO LTD** SPDX-License-Identifier: Unlicense OR CC0-1.0*//****************************************************************************
*
* This file is for iBeacon demo. It supports both iBeacon sender and receiver
* which is distinguished by macros IBEACON_SENDER and IBEACON_RECEIVER,
*
* iBeacon is a trademark of Apple Inc. Before building devices which use iBeacon technology,
* visit https://developer.apple.com/ibeacon/ to obtain a license.
*
****************************************************************************/#include <stdint.h>
#include <string.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdio.h>
#include "nvs_flash.h"#include "esp_bt.h"
#include "esp_gap_ble_api.h"
#include "esp_gattc_api.h"
#include "esp_gatt_defs.h"
#include "esp_bt_main.h"
#include "esp_bt_defs.h"
#include "esp_ibeacon_api.h"
#include "esp_log.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"static const char* DEMO_TAG = "IBEACON_DEMO";
extern esp_ble_ibeacon_vendor_t vendor_config;#if (IBEACON_MODE == IBEACON_RECEIVER)
// 在停止扫描请求发送后，蓝牙堆栈可能还会处理一些尚未完成的扫描结果。因此需要通过这个标志位来设置是否需要继续处理扫描完成事件
static bool is_scanning = false;
#endif///Declare static functions
static void esp_gap_cb(esp_gap_ble_cb_event_t event, esp_ble_gap_cb_param_t *param);#if (IBEACON_MODE == IBEACON_RECEIVER)
static esp_ble_scan_params_t ble_scan_params = {.scan_type = BLE_SCAN_TYPE_ACTIVE, // 主动扫描.own_addr_type = BLE_ADDR_TYPE_PUBLIC, // 公共地址.scan_filter_policy = BLE_SCAN_FILTER_ALLOW_ALL, // 允许扫描所有设备.scan_interval = 0x50,.scan_window = 0x30,.scan_duplicate = BLE_SCAN_DUPLICATE_DISABLE
};#elif (IBEACON_MODE == IBEACON_SENDER)
static esp_ble_adv_params_t ble_adv_params = {.adv_int_min = 0x20, // 0x20*0.625ms=20ms，Range: 0x0020 to 0x4000 (20ms to 10240ms).adv_int_max = 0x40, // 0x40*0.625ms=40ms.adv_type = ADV_TYPE_NONCONN_IND, // 不可连接广播// .adv_type = ADV_TYPE_DIRECT_IND_HIGH, // 设置为高占空比定向广播// .peer_addr = {0xA1, 0xB2, 0xC3, 0xD4, 0xE5, 0xF6}, // 目标设备MAC地址// .peer_addr_type = BLE_ADDR_TYPE_PUBLIC, // 目标设备的地址类型.own_addr_type = BLE_ADDR_TYPE_PUBLIC, // 公共地址.channel_map = ADV_CHNL_ALL, // 在 37,38,39 频道广播.adv_filter_policy = ADV_FILTER_ALLOW_SCAN_ANY_CON_ANY, // 允许任何设备扫描和连接
};
#endifstatic void esp_gap_cb(esp_gap_ble_cb_event_t event, esp_ble_gap_cb_param_t *param)
{esp_err_t err;ESP_LOGI(DEMO_TAG, "====> ESP_GAP_BLE_EVT %d <====", event);switch (event) {
#if (IBEACON_MODE == IBEACON_SENDER)case ESP_GAP_BLE_ADV_DATA_RAW_SET_COMPLETE_EVT: { // 原始广播数据设置完成事件if ((err = param->adv_data_raw_cmpl.status) != ESP_BT_STATUS_SUCCESS) {ESP_LOGE(DEMO_TAG, "Set raw adv data failed: %s", esp_err_to_name(err));return;}esp_ble_gap_start_advertising(&ble_adv_params);break;}case ESP_GAP_BLE_ADV_START_COMPLETE_EVT: { // 广播启动完成事件//adv start complete event to indicate adv start successfully or failedif ((err = param->adv_start_cmpl.status) != ESP_BT_STATUS_SUCCESS) {ESP_LOGE(DEMO_TAG, "Adv start failed: %s", esp_err_to_name(err));}break;}case ESP_GAP_BLE_ADV_STOP_COMPLETE_EVT: { // 广播停止完成事件if ((err = param->adv_stop_cmpl.status) != ESP_BT_STATUS_SUCCESS){ESP_LOGE(DEMO_TAG, "Adv stop failed: %s", esp_err_to_name(err));}else {ESP_LOGI(DEMO_TAG, "Stop adv successfully");}break;}
#endif
#if (IBEACON_MODE == IBEACON_RECEIVER)case ESP_GAP_BLE_SCAN_PARAM_SET_COMPLETE_EVT: { // 扫描参数设置完成事件//the unit of the duration is second, 0 means scan permanentlyuint32_t duration = 0;esp_ble_gap_start_scanning(duration);break;}case ESP_GAP_BLE_SCAN_START_COMPLETE_EVT: // 扫描启动完成事件//scan start complete event to indicate scan start successfully or failedif ((err = param->scan_start_cmpl.status) != ESP_BT_STATUS_SUCCESS) {ESP_LOGE(DEMO_TAG, "Scan start failed: %s", esp_err_to_name(err));} else {is_scanning = true;}break;case ESP_GAP_BLE_SCAN_RESULT_EVT: { // 扫描结果准备完毕事件if (is_scanning == false) { // 如果没有在扫描，则不处理扫描结果ESP_LOGW(DEMO_TAG, "Scan is not started yet");break;}esp_ble_gap_cb_param_t *scan_result = (esp_ble_gap_cb_param_t *)param;switch (scan_result->scan_rst.search_evt) {case ESP_GAP_SEARCH_INQ_RES_EVT: {/* 搜索 BLE iBeacon 数据包 */if (esp_ble_is_ibeacon_packet(scan_result->scan_rst.ble_adv, scan_result->scan_rst.adv_data_len)) {esp_ble_ibeacon_t *ibeacon_data = (esp_ble_ibeacon_t*)(scan_result->scan_rst.ble_adv);ESP_LOGI(DEMO_TAG, "----------iBeacon Found----------");esp_log_buffer_hex("IBEACON_DEMO: Device address:", scan_result->scan_rst.bda, ESP_BD_ADDR_LEN );esp_log_buffer_hex("IBEACON_DEMO: Proximity UUID:", ibeacon_data->ibeacon_vendor.proximity_uuid, ESP_UUID_LEN_128);uint16_t major = ENDIAN_CHANGE_U16(ibeacon_data->ibeacon_vendor.major);uint16_t minor = ENDIAN_CHANGE_U16(ibeacon_data->ibeacon_vendor.minor);ESP_LOGI(DEMO_TAG, "Major: 0x%04x (%d)", major, major);ESP_LOGI(DEMO_TAG, "Minor: 0x%04x (%d)", minor, minor);ESP_LOGI(DEMO_TAG, "Measured power (RSSI at a 1m distance):%d dbm", ibeacon_data->ibeacon_vendor.measured_power);ESP_LOGI(DEMO_TAG, "RSSI of packet:%d dbm", scan_result->scan_rst.rssi);esp_err_t err = esp_ble_gap_stop_scanning();if (err != ESP_OK) {ESP_LOGE(DEMO_TAG, "Stop scaning failed: %s", esp_err_to_name(err));} else {is_scanning = false;ESP_LOGI(DEMO_TAG, "Stop scaning"); }}break;}default:break;}break;}case ESP_GAP_BLE_SCAN_STOP_COMPLETE_EVT: { // 扫描停止完成事件if ((err = param->scan_stop_cmpl.status) != ESP_BT_STATUS_SUCCESS){ESP_LOGE(DEMO_TAG, "Scan stop failed: %s", esp_err_to_name(err));}else {ESP_LOGI(DEMO_TAG, "Stop scan successfully");}break;}
#endifdefault:break;}
}void ble_ibeacon_appRegister(void)
{esp_err_t status;ESP_LOGI(DEMO_TAG, "register callback");/* 注册 GAP 回调函数 */if ((status = esp_ble_gap_register_callback(esp_gap_cb)) != ESP_OK) {ESP_LOGE(DEMO_TAG, "gap register error: %s", esp_err_to_name(status));return;}}void ble_ibeacon_init(void)
{/* 初始化蓝牙 HOST 层 */esp_bluedroid_init();/* 使能蓝牙 HOST 层 */esp_bluedroid_enable();/* 注册 ibeacon */ble_ibeacon_appRegister();
}void app_main(void)
{/* 初始化 NVS */ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_init());/* 释放经典蓝牙 Control 层内存 */ESP_ERROR_CHECK(esp_bt_controller_mem_release(ESP_BT_MODE_CLASSIC_BT));/* 初始化 BLE Control 层 */esp_bt_controller_config_t bt_cfg = BT_CONTROLLER_INIT_CONFIG_DEFAULT();esp_bt_controller_init(&bt_cfg);/* 启动 BLE Control 层 */esp_bt_controller_enable(ESP_BT_MODE_BLE);/* BLE Ibeacon 功能初始化 */ble_ibeacon_init();#if (IBEACON_MODE == IBEACON_RECEIVER)/* 设置扫描参数 */esp_ble_gap_set_scan_params(&ble_scan_params);#elif (IBEACON_MODE == IBEACON_SENDER)esp_ble_ibeacon_t ibeacon_adv_data;/* 填充 ibeacon 数据 */esp_err_t status = esp_ble_config_ibeacon_data (&vendor_config, &ibeacon_adv_data);if (status == ESP_OK) {for (int i = 0; i < sizeof(ibeacon_adv_data); i++) {ESP_LOGI(DEMO_TAG, "ibeacon_adv_data[%d] = 0x%x", i, *((uint8_t*)(&ibeacon_adv_data) + i));}/* 设置广播原始数据，此函数将会触发 ESP_GAP_BLE_ADV_DATA_RAW_SET_COMPLETE_EVT 事件 */esp_ble_gap_config_adv_data_raw((uint8_t*)&ibeacon_adv_data, sizeof(ibeacon_adv_data));}else {ESP_LOGE(DEMO_TAG, "Config iBeacon data failed: %s", esp_err_to_name(status));}
#endif
}解析代码流程
- 现在，我们开始捋一遍 ibeacon 工程代码顺序以方便我们后续理解。
NVS 分区
- 首先是 NVS 分区的初始化，他主要用于存储一些 RF（射频）校准数据，以确保无线通信的性能和稳定性。
- 当 ESP32 第一次启动并运行无线功能（如 Wi-Fi 或蓝牙）时，它会进行 RF 校准，以确定在当前硬件和环境条件下的最佳射频参数。
- 校准过程的结果会被存储在 NVS 中，这样在后续启动时，设备可以直接使用这些校准数据，避免每次启动都需要重新校准。从而提高设备运行效率。
/* 初始化 NVS */ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_init());
- 为了更为方便的理解 NVS 分区在当前的作用，我们可以进行如下实验。我们会发现，只有第一次才会产生 RF 校验数据失败，而后就将不再出现该信息。
- 这是因为，在第一次芯片启动时，芯片会去检测 NVS 分区是否存在 RF 校验数据。如果有，那么就马上利用该数据进行启动射频模块。如果没有，那么就先进行 RF 校准，然后将校准数据存储在 NVS 分区，方便后续芯片快速启动。
# 将 Flash 全部擦除，该命令必须执行，否则现象可能无法出现
idf.py erase-flash
# 重新烧录程序
idf.py flash monitor
# 烧录完成后，我们将能够看到这样的日志打印信息
# -------------
W (602) phy_init: failed to load RF calibration data (0x1102), falling back to full calibration
W (642) phy_init: saving new calibration data because of checksum failure, mode(2)
# -------------
# 看到这条信息后，复位芯片，我们将看不到这条信息。
idf.py monitor
bluedroid 协议栈启动
- 如下为 bluedroid 协议栈启动代码，为什么这样编写，我已经在 ESP32 的 BLE 整体架构 这篇博客讲解，不再进行赘述。
/* 释放经典蓝牙 Control 层内存 */ESP_ERROR_CHECK(esp_bt_controller_mem_release(ESP_BT_MODE_CLASSIC_BT));/* 初始化 BLE Control 层 */esp_bt_controller_config_t bt_cfg = BT_CONTROLLER_INIT_CONFIG_DEFAULT();esp_bt_controller_init(&bt_cfg);/* 启动 BLE Control 层 */esp_bt_controller_enable(ESP_BT_MODE_BLE);/* BLE Ibeacon 功能初始化 */ble_ibeacon_init();
esp_ble_gap_config_adv_data_raw() 设置广播数据
- 在设置广播数据之前，我们需要先知道 BLE 的广播数据包格式是什么样的。下面两张图即可展示出广播包的数据格式，具体含义请阅读 BTHome数据格式解析 的 BLE 广播包格式 章节，此处不做赘述。
- 了解了 BLE 广播格式之后，现在我们要做的就是分析一下 ibeacon 的广播包 AD Structure 应该如何编写。
- 首先，一个 BLE 广播包必须存在 0x01 类型的广播数据，该广播主要是用于指示当前设备能进行的一些行为。因为我们当前是单模，因此需要置位 bit1 和 bit2，因此 AD Data 为 0x06。
| bit | 描述 |
|---|---|
| 0 | 有限可发现模式 |
| 1 | 一般可发现模式 |
| 2 | 不支持 BR/EDR ，当前为单模设备 |
| 3 | 设备同时支持 LE 和 BR/EDR 的 Control |
| 4 | 设备同时支持 LE 和 BR/EDR 的 HOST，需要注意，在Core Specification Supplement 10 该位被取消 |
| 5~7 | 保留 |
- 通过上面分析，因此我们可以得到，第一个 flags 应该填入的数据内容如下：
esp_ble_ibeacon_head_t ibeacon_common_head = {.flags = {0x02, 0x01, 0x06},// ...
};
- 分析完 Flags 的数据包，我们再来看看最关键的 ibeacon 数据格式。
| byte | 描述 |
|---|---|
| 0 | 数据长度，固定为 0x1A |
| 1 | AD Type，固定为 0xFF 表示厂商自定义数据 |
| 2~3 | 固定为 0x004C ，此为 Apple 公司的标识符。可在Assigned Numbers Document (PDF) 7 Company Identifiers 章节查阅 |
| 4 | 固定为 0x02，这个是由 Apple 公司定义的数据类型 |
| 5 | ibeacon 数据长度，固定为 0x15 |
| 6~21 | 用户定义的 iBeacon UUID，用于唯一标识应用场景 |
| 22~23 | 用户自定义的主要值，用于分组或区域标识 |
| 24~25 | 用户自定义的次要值，用于更精细的分组或区域标识 |
| 26 | 发射功率，可通过该值配合 RSSI 获得当前位置与广播设备距离 |
- 通过上述分析，我们就可以将固定的报头数据先设置好。
// 注意：BLE 广播为小端存储
esp_ble_ibeacon_head_t ibeacon_common_head = {.flags = {0x02, 0x01, 0x06},.length = 0x1A, // iBeacon 数据长度为 26 bytes.type = 0xFF, // 自定义数据类型.company_id = 0x004C, // Apple 公司的标识符.beacon_type = 0x1502 // 0x02 表示 iBeacon 类型，0x15 表示接下来的 ibeacon 数据长度为 21 bytes。
};
- 之后我们就可以设置自己想要广播的数据了。
/* Vendor part of iBeacon data*/
esp_ble_ibeacon_vendor_t vendor_config = {.proximity_uuid = ESP_UUID, // 16 字节，用户定义的 iBeacon UUID，用于唯一标识应用场景。.major = ENDIAN_CHANGE_U16(ESP_MAJOR), // 2 字节，用户自定义的主要值，用于分组或区域标识。.minor = ENDIAN_CHANGE_U16(ESP_MINOR), // 2 字节，用户自定义的次要值，用于更精细的分组或区域标识。.measured_power = 0xC5 // 发射功率为 -59 dBm
};
- 一切设置完成后，我们只需要调用
esp_ble_config_ibeacon_data()函数将数据进行填充即可。该函数其实就是对 Payload 段数据进行了一下配置，看如下日志打印信息就可知道。如果感兴趣，各位可以看一下该函数实现，其实是非常简单的。
注意：
esp_ble_config_ibeacon_data()并不是 ESP32 官方的库函数！！！这个是编写例程的人写的自定义函数！！！
I (538) IBEACON_DEMO: ibeacon_adv_data[0] = 0x2
I (538) IBEACON_DEMO: ibeacon_adv_data[1] = 0x1
I (548) IBEACON_DEMO: ibeacon_adv_data[2] = 0x6
I (548) IBEACON_DEMO: ibeacon_adv_data[3] = 0x1a
I (558) IBEACON_DEMO: ibeacon_adv_data[4] = 0xff
I (558) IBEACON_DEMO: ibeacon_adv_data[5] = 0x4c
I (568) IBEACON_DEMO: ibeacon_adv_data[6] = 0x0
I (568) IBEACON_DEMO: ibeacon_adv_data[7] = 0x2
I (578) IBEACON_DEMO: ibeacon_adv_data[8] = 0x15
I (588) IBEACON_DEMO: ibeacon_adv_data[9] = 0xfd
I (588) IBEACON_DEMO: ibeacon_adv_data[10] = 0xa5
I (598) IBEACON_DEMO: ibeacon_adv_data[11] = 0x6
I (598) IBEACON_DEMO: ibeacon_adv_data[12] = 0x93
I (608) IBEACON_DEMO: ibeacon_adv_data[13] = 0xa4
I (608) IBEACON_DEMO: ibeacon_adv_data[14] = 0xe2
I (618) IBEACON_DEMO: ibeacon_adv_data[15] = 0x4f
I (618) IBEACON_DEMO: ibeacon_adv_data[16] = 0xb1
I (628) IBEACON_DEMO: ibeacon_adv_data[17] = 0xaf
I (628) IBEACON_DEMO: ibeacon_adv_data[18] = 0xcf
I (638) IBEACON_DEMO: ibeacon_adv_data[19] = 0xc6
I (638) IBEACON_DEMO: ibeacon_adv_data[20] = 0xeb
I (648) IBEACON_DEMO: ibeacon_adv_data[21] = 0x7
I (648) IBEACON_DEMO: ibeacon_adv_data[22] = 0x64
I (658) IBEACON_DEMO: ibeacon_adv_data[23] = 0x78
I (668) IBEACON_DEMO: ibeacon_adv_data[24] = 0x25
I (668) IBEACON_DEMO: ibeacon_adv_data[25] = 0x27
I (678) IBEACON_DEMO: ibeacon_adv_data[26] = 0xb7
I (678) IBEACON_DEMO: ibeacon_adv_data[27] = 0xf2
I (688) IBEACON_DEMO: ibeacon_adv_data[28] = 0x6
I (688) IBEACON_DEMO: ibeacon_adv_data[29] = 0xc5
- 配置好要广播的数据后，直接调用库函数
esp_ble_gap_config_adv_data_raw()即可。我们来看看 nrf Connect 结合上述打印信息，就会发现这个函数就是将你需要广播的数据存入 Payload 段 。
esp_ble_gap_start_advertising() 启动广播
- 在上面，我们调用
esp_ble_gap_config_adv_data_raw()函数设置原始广播数据完成之后，将会触发ESP_GAP_BLE_ADV_DATA_RAW_SET_COMPLETE_EVT事件。 - 我们可以在该事件中判断原始广播数据是否设置成功，如果设置成功，那么我们即可调用
esp_ble_gap_start_advertising()函数启动广播。 - 在调用
esp_ble_gap_start_advertising()函数时，需要传入如下结构体。
typedef struct {uint16_t adv_int_min; /*!< 最小的广告间隔无向和低占空比定向广告。取值范围:0x0020 ~ 0x4000 默认值:N = 0x0800(1.28秒)时间 = N * 0.625 ms 时间范围: 20 ms to 10.24 s */uint16_t adv_int_max; /*!< 无向和低占空比定向广告的最大广告间隔。取值范围:0x0020 ~ 0x4000 默认值:N = 0x0800(1.28秒)时间 = N * 0.625 ms 时间范围: 20 ms to 10.24 s */esp_ble_adv_type_t adv_type; /*!< 广播类型 */esp_ble_addr_type_t own_addr_type; /*!< 所有者蓝牙设备地址类型 */esp_bd_addr_t peer_addr; /*!< 对端设备蓝牙设备地址 */esp_ble_addr_type_t peer_addr_type; /*!< 对端设备蓝牙设备地址类型，仅支持公网地址类型和随机地址类型 */esp_ble_adv_channel_t channel_map; /*!< 广告频道图 */esp_ble_adv_filter_t adv_filter_policy; /*!< 广告过滤策略 */
} esp_ble_adv_params_t;
- 如果是对 BLE HCI 比较熟悉的朋友就会发现，这个函数其实就是让 HOST 层向 Control 层发送 LE Set Advertising Parameters command 命令。
- 我们可以打开 Core 5.3 的 2353 页，会发现这个命令传入的参数和
esp_ble_gap_start_advertising()函数传入的参数一模一样。
12. 关于这个命令，规范书中的描述如下：
- HCI_LE_Set_Advertising_Parameters 命令用于设置广播参数。
- advertissing_interval_min 小于或等于 Advertising_Interval_Max 。advertissing_interval_min 和 Advertising_Interval_Max 不应该是相同的值，以使控制器能够确定给定其他活动的最佳广告间隔。
- 对于高占空比定向广告，即当 Advertising_Type 为 0x01 (ADV_DIRECT_IND，高占空比)时，不使用 Advertising_Interval_Min 和 Advertising_Interval_Max 参数，应忽略。
- Advertising_Type 用于确定在启用发布时用于发布的数据包类型。
- “Own_Address_Type” 参数表示发布报文使用的地址类型。
- 如果 Own_Address_Type 等于 0x02 或 0x03， Peer_Address 参数包含对端设备的身份地址，Peer_Address_Type 参数包含对端设备的身份类型(即0x00或0x01)。这些参数用于在解析表中定位相应的本地 IRK；此 IRK 用于生成广告中使用的自己的地址。
- 如果是定向广播，即当 Advertising_Type 设置为 0x01 (ADV_DIRECT_IND，高占空比)或0x04 (ADV_DIRECT_IND，低占空比模式)时，则 Peer_Address_Type 和 Peer_Address 有效。
- 如果 Own_Address_Type 等于 0x02 或 0x03，Control 使用 Peer_Address 参数中包含的对端设备的身份地址和 Peer_Address_Type 参数中包含的对端设备的身份地址类型(即0x00或0x01)对应的对端设备的 IRK 生成对端设备的可解析私有地址。
- Advertising_Channel_Map 是一个位字段，表示发送广播报文时应使用的广告通道索引。在 Advertising_Channel_Map 参数中至少要设置一个通道位。
- 当定向广播被启用时，Advertising_Filter_Policy 参数应该被忽略。
- 如果 Control 启用了广播功能，则 HOST 不得发出该命令；如果启用了广播功能，则应使用 "命令禁用 "错误代码。
- 如果 HOST 提供的发布间隔范围(Advertising_Interval_Min, Advertising_Interval_Max)超出了 Control 支持的发布间隔范围，则 Control 将返回不支持的特征或参数值(0x11)错误码。
adv_int_min 和 adv_int_max
-
adv_int_min和adv_int_max用于指示广播的时间间隔。bluedroid 协议栈会选取该范围内的任意值作为广播间隔，但是实测后发现，他一般选取adv_int_max作为广播间隔。 -
adv_int_min和adv_int_max范围都要求在 0x0020 ~ 0x4000 之间，如果没有设置该值，默认为 0x0800 (1.28 s) 。时间计算公式为 Time = N * 0.625 ms，既最终的广播时间范围为 20 ms to 10.24 s。
-
此时有人可能会有疑问了，我代码里面命令设置的最大广播间隔时间为 40ms 啊，怎么抓包数据有些广播间隔为 48ms 多呢？
-
这个就需要涉及到 SIG 规定的广播间隔内容了。SIG 规定，为了解决多个设备同时广播时的冲突问题，从而避免广播包的碰撞，确保更加可靠的广播和接收，在 BLE 广播过程中，存在一个 随机延迟（random delay），通常称为 广播延迟（advertising delay）。
static esp_ble_adv_params_t ble_adv_params = {.adv_int_min = 0x20, // 0x20*0.625ms=20ms，Range: 0x0020 to 0x4000 (20ms to 10240ms).adv_int_max = 0x40, // 0x40*0.625ms=40ms// ...
};
- 如果我们希望一个确切的广播间隔，那么就可以让
adv_int_min和adv_int_max相等即可。
注：
adv_int_min和adv_int_max相等只是让 advInterval 为我们设定的固定值，advDelay 依旧会存在！而且 SIG 不建议让adv_int_min和adv_int_max相等！
adv_int_max必须大于adv_int_min，否则就会出现如下报错。（部分日志信息是本例程用于调试写的）
I (658) IBEACON_DEMO: ====> ESP_GAP_BLE_EVT 4 <====
E (668) BT_APPL: bta_dm_ble_set_adv_params_all(), fail to set ble adv params.
E (678) BT_HCI: hci write adv params error 0x12
I (678) IBEACON_DEMO: ====> ESP_GAP_BLE_EVT 6 <====
E (688) IBEACON_DEMO: Adv start failed: ERROR
adv_type
- 该参数用于设置 BLE 的广播类型。
typedef enum {ADV_TYPE_IND = 0x00, // 可连接和可扫描的无定向广告(ADV_IND)(默认)ADV_TYPE_DIRECT_IND_HIGH = 0x01, // 可连接的高占空比定向广告(ADV_DIRECT_IND，高占空比)ADV_TYPE_SCAN_IND = 0x02, // 可扫描的非定向广告(ADV_SCAN_IND)ADV_TYPE_NONCONN_IND = 0x03, // 不可连接非定向广告(ADV_NONCONN_IND)ADV_TYPE_DIRECT_IND_LOW = 0x04, // 可连接低占空比定向广告(ADV_DIRECT_IND，低占空比)
} esp_ble_adv_type_t;
- 如果是学习 《低功耗权威指南》或者其他类型的熟记中会发现，广播类型只有四种：通用广播，定向广播，不可连接广播，可发现广播。这个时候有人肯定会疑问，为什么这里的定向广播有两种。
- 这个就设计到版本更替的问题了，《低功耗权威指南》是用于讲解 BLE 4.0 的权威书籍，但是 ESP32 的 Bluedroid 是支持 BLE 5.0 的。从 BLE 5.0 开始，广播拥有第五种类型，即可连接低占空比定向广告。
- 现在我就开始分别介绍一下这几种广播的区别：
| 广播类型 | 描述 | 关闭方式 |
|---|---|---|
| ADV_TYPE_IND | 这种广播是最常用的广播方式。进行通用广播的设备是能够被扫描，被连接的。 | 调用 esp_ble_gap_stop_advertising() 函数主动关闭广播，或者连接建立。 |
| ADV_TYPE_DIRECT_IND_HIGH | 该广播类型主要针对希望快速建立连接的需求，开启定向广播后，完整的广播事件必须每 3.75ms 重复一次，正因如此之快的广播速率，导致该广播包将在占满整个广播信道，进而导致该区域内其他设备无法进行广播，因此定向广播不可以持续超过 1.28s 之上。 | 该广播只有两种结束方式，第一种是收到指定的对端设备连接请求，第二种是超过 1.28s。一旦超过 1.28s 还没有建立连接，Control 层应该向 HOST 层发送 Advertising Timeout 事件，告知广播超时。（这里需要注意，ESP32 的该广播事件似乎有 bug，并不会上报广播超时事件） |
| ADV_TYPE_SCAN_IND | 该类型广播不可以用于发起连接，但允许其他设备进行扫描，可以理解为将连接功能去除的 ADV_TYPE_IND。 | 调用 esp_ble_gap_stop_advertising() 函数主动关闭广播。 |
| ADV_TYPE_NONCONN_IND | 该类型广播针对的是不想被连接，仅进行广播的设备，例如本文的 Ibeacon 设备。这也是唯一可用于只有发射机而没有接收机设备的广播类型。 | 调用 esp_ble_gap_stop_advertising() 函数主动关闭广播。 |
| ADV_TYPE_DIRECT_IND_LOW | 该广播属于定向广播，但是并不会像 ADV_TYPE_DIRECT_IND_HIGH 那样快速的将整个广播信道占满，他是会在 adv_int_min 和 adv_int_max 范围内保持一定的频率进行广播。 | 调用 esp_ble_gap_stop_advertising() 函数主动关闭广播，或者和指定的对端设备连接建立。 |
own_addr_type
- 这里设置设备的地址类型，没有特殊需求，直接设置为公共地址即可。
typedef enum {BLE_ADDR_TYPE_PUBLIC = 0x00, /*!< 公共地址 */BLE_ADDR_TYPE_RANDOM = 0x01, /*!< 随机设备地址。要设置此地址，请使用esp_ble_gap_set_rand_addr(esp_bd_addr_t rand_addr)函数 */BLE_ADDR_TYPE_RPA_PUBLIC = 0x02, /*!< 具有公共身份地址的可解析私有地址(RPA) */BLE_ADDR_TYPE_RPA_RANDOM = 0x03, /*!< 带有随机身份地址的可解析私有地址(RPA)。要设置此地址，请使用esp_ble_gap_set_rand_addr(esp_bd_addr_t rand_addr)函数 */
} esp_ble_addr_type_t;
| 设备地址类型 | 描述 |
|---|---|
| 公共地址（BLE_ADDR_TYPE_PUBLIC） | 全球唯一且固定的地址，需要向 IEEE 组织购买。因为全球唯一，因此容易被跟踪 |
| 静态地址（BLE_ADDR_TYPE_RANDOM） | 自己定义，上电初始化完成后不能再进行修改。每次芯片启动都可能会更换地址 |
| 可解析地址（BLE_ADDR_TYPE_RPA_PUBLIC） | 通讯双方共享 IRK ，生成随机可解析私有地址。只有拥有广播者的 IRK 时，才能跟踪其广播活动。目的是为了防止恶意第三方跟踪蓝牙设备。 |
| 不可解析地址（BLE_ADDR_TYPE_RPA_RANDOM） | 定期更新地址，SIG 推荐15 min 更新一次，更新时间间隔不要超过 1 小时。通常用于设备只需要一次性广播数据，且不需要被接收方识别或跟踪。例如，发送传感器数据的设备、匿名设备发现、或仅广播某些临时数据的场景。 |
peer_addr
- 对端设备 MAC 地址。只有当
adv_type为ADV_TYPE_DIRECT_IND_HIGH或者ADV_TYPE_DIRECT_IND_LOW才有效。
peer_addr_type
- 对端设备地址类型。只有当
adv_type为ADV_TYPE_DIRECT_IND_HIGH或者ADV_TYPE_DIRECT_IND_LOW才有效。
channel_map
- 广播的信道。你可以设置在指定的广播信道进行广播，或者是所有广播信道都广播。
typedef enum {ADV_CHNL_37 = 0x01, // 仅在 37 信道广播ADV_CHNL_38 = 0x02, // 仅在 38 信道广播ADV_CHNL_39 = 0x04, // 仅在 39 信道广播ADV_CHNL_ALL = 0x07, // 在 37,38,39 信道广播
} esp_ble_adv_channel_t;
adv_filter_policy
- 因为我们是 Ibeacon 所有需要让所有人能够扫描到，因此设置为
ADV_FILTER_ALLOW_SCAN_ANY_CON_ANY。 - 白名单是指的特定的对端设备地址，我们可以调用
esp_ble_gap_update_whitelist()函数更新白名单。
如果开发过 Nordic 的相关芯片，会发现一个问题，怎么 Nordic 的芯片还可以过滤 UUID，名称，外观等信息呢？这个就是 Nordic 的协议栈中软件实现的，和 SIG 相关规定无关，如果你希望有这样的功能，可以自行实现。
typedef enum {// 允许任何人的扫描和连接请求ADV_FILTER_ALLOW_SCAN_ANY_CON_ANY = 0x00,// 只允许来自白名单设备的扫描请求和来自任何人的连接请求ADV_FILTER_ALLOW_SCAN_WLST_CON_ANY,// 只允许任何人的扫描请求和来自白名单设备的连接请求ADV_FILTER_ALLOW_SCAN_ANY_CON_WLST,// 只允许来自白名单设备的扫描和连接请求ADV_FILTER_ALLOW_SCAN_WLST_CON_WLST,
} esp_ble_adv_filter_t;
广播启动完成
- 当调用
esp_ble_gap_start_advertising()函数之后，将会触发 ESP_GAP_BLE_ADV_START_COMPLETE_EVT 事件。在该事件中，我们可以知道广播是否完成。 - 当广播结束之后，将会触发
ESP_GAP_BLE_ADV_STOP_COMPLETE_EVT事件，不过当前的 Ibeacon 例程中，不会停止广播，因此该事件不会触发。
参考
- Apple Ibeacon 官方介绍
- 低功耗蓝牙开发者手册
- BTHome数据格式解析
- nRF52832蓝牙iBeacon广播
- 谷雨文档中心：BLE技术揭秘
- Core 5.3