BLE广播是蓝牙低功耗(BLE)技术的核心机制之一，主要用于设备发现、数据传输和连接建立。其内容涵盖广播帧结构、数据类型、参数配置等多个层面，以下从技术细节和应用角度进行详细解析：
一、BLE广播的基本功能
- 设备发现：通过周期性广播数据包，使周围设备感知自身存在，并传递基础信息(如设备名称、服务能力等)。
- 无连接数据传输：某些设备(如温度计、信标)仅通过广播传递数据，无需建立连接。
- 连接请求：广播中包含可连接标志，允许主设备发起连接。
二、BLE广播帧的结构
一个完整的BLE广播帧由以下四部分组成：
前导码（Preamble）：
1字节，用于接收端同步时序。
广播帧固定为0xAA。
接入地址（Access Address）：
4字节，广播帧固定为0x8E89BED6.区别于数据信道的随机地址。
协议数据单元（PDU）：
Header(2字节)：包含广播类型(如ADV_IND、ADV_NONCONN_IND等)和地址类型。
Payload(最多31字节)：
设备地址（Advertiser Address） ：6字节，支持公共地址(Public)或随机地址(Random)。
广播数据（AD Structures） ：由多个“长度-类型-值”(LTV)单元组成。
CRC校验码：3字节，用于检测数据完整性。
三、广播内容的具体字段类型
广播数据(AD Structures)以LTV格式组织，常见字段包括：
Flags（标志位）：
类型0x01.必填字段，用于指示设备特性(如是否支持经典蓝牙、是否可连接)。
示例：0x02表示“仅BLE可发现且不可连接”。
服务UUID（Service UUID）：
类型0x02(16位UUID)或0x03(128位UUID)，展示设备支持的服务。
示例：心率监测服务UUID为0x180D。
设备名称（Local Name）：
类型0x08(短名称)或0x09(完整名称)，显示在扫描设备列表中。
发射功率（TX Power Level）：
类型0x0A，1字节有符号整数，用于距离估算(RSSI校准)。
制造商数据（Manufacturer Specific Data）：
类型0xFF，包含厂商ID(2字节)和自定义数据(如iBeacon的Proximity UUID)。
示例：苹果iBeacon的数据结构包括UUID、Major、Minor和功率校准值。
外观类别（Appearance）：
类型0x19.2字节表示设备类型(如手表、键盘)。
示例：0x03C1表示“键盘”。
四、广播参数配置
广播间隔（Advertising Interval）：
范围：20ms至10.24s，步长0.625ms。
不可连接广播类型(如ADV_NONCONN_IND)最小间隔为100ms。
广播信道：
传统广播使用37、38、39三个主信道，扩展广播(BLE 5.0+)可使用37个数据信道。
信道间隔2MHz，避免与Wi-Fi频段冲突。
广播类型：
可连接非定向广播（ADV_IND） ：允许任意设备扫描和连接。
定向广播（ADV_DIRECT_IND） ：针对特定设备快速连接(高/低占空比)。
不可连接广播（ADV_NONCONN_IND） ：仅传输数据(如信标)。
MAC地址类型：
公共地址（Public Address） ：IEEE分配的固定地址。
随机地址（Random Address） ：分为静态地址(Static)和私有地址(Private)。
五、扩展广播（BLE 5.0+）
数据长度扩展：广播数据可扩展至254字节，支持更复杂的应用场景(如传输URL、传感器数据)。
信道优化：在37个数据信道上传输，减少主信道的拥塞。
周期性广播：通过固定间隔降低功耗，提升抗干扰能力。
六、典型应用场景
iBeacon/Eddystone：通过厂商数据字段广播位置信息或URL，用于室内导航、营销推送。
传感器数据广播：如温度计直接广播测量值，无需连接。
快速配对：定向广播用于设备快速发现和连接(如耳机配对)。
七、广播与扫描的交互
扫描响应（Scan Response）：
广播设备收到扫描请求(SCAN_REQ)后，通过SCAN_RSP发送附加数据(如完整设备名称)。
广播数据与扫描响应合计最多62字节。
主动扫描与被动扫描：
主动扫描：请求扫描响应以获取更多信息。
被动扫描：仅接收广播数据。
BLE广播通过灵活的结构设计和参数配置，实现了低功耗设备的高效通信。其核心在于广播帧的标准化格式(LTV结构)和多样化的数据类型，既能满足基础设备发现需求，也可扩展至复杂的数据传输场景(如信标、传感器网络)。随着BLE 5.0技术的普及，扩展广播进一步提升了数据传输能力和应用范围。
