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作者：XCODER
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前面談完了藍牙5大資料傳輸，遠距離傳輸，還剩最後也是很重要的一個特性，藍牙5大廣播包資料。
首先我們來科普一下何為藍牙的廣播包，以及它的用途。
藍牙廣播
藍牙從機裝置正常工作時會以一定頻率發送廣播包，告知周圍裝置可以來連接配接自己(connectable)，或者單純發送廣播資料(non-connectable)給到周圍主裝置。從機廣播中可能包含裝置的相關資訊，裝置名稱，裝置具有的服務uuid 等，SIG有明确規定。
廣播包類型
廣播包可以拆分為兩種，一種是從機裝置的廣播的資料，一種是主機裝置掃描到從機的廣播包後響應傳回給沖擊裝置的資料。
- 廣播包 （Advertising Data):裝置端主動發送的周期資料。
- 響應包 （Scan Response):主機主動掃描的情況下， 發送掃描請求給從機， 從機傳回掃描響應資料。
廣播資料包格
有效資料（significant）和無效資料（non-significant）兩部分。
有效資料部分包含若幹個廣播資料單元，稱為 AD Structure 。如圖所示，AD Structure 的組成是：
長度 Len ，表示這個 AD Structure 的長度（除去 len本身 1）
類型 AD Type
标記這段廣播資料代表什麼， 比如裝置名， uuid 等。
資料 AD data
無效資料部分廣播包的長度必須是 31 個 byte，如果有效資料部分不到 31 自己，剩下的就用 0 補全。這部分的資料是無效的。
我們以一個例子說明廣播包和他的作用：
下圖為CC2540 BLE抓包工具抓包的截圖，右邊AdvData内的資料即為廣播資料，該廣播資料由工程師自己設計，最大支援的位元組為31個直接，兩橫條之間Time的內插補點即為廣播間隔。
通常情況，廣播包的作用如下：
- 作為可連接配接裝置時，廣播包内帶有産品資訊，比如品牌logo，MAC位址等.
- 作為beacon裝置時，可能攜帶傳感器資料上報給集中器，可以攜帶beacon編号資訊，MAC位址，特殊編碼資料。
作為可連接配接裝置的廣播，藍牙4.2和藍牙5.0并無太多差異。
但對應Beacon應用來說，廣播資料和可傳輸的資料長度就顯得尤為重要。beacon廣播結合Scan端集中器(Broadcaster and Observer)可以用于智能家具節點資料上報，工廠自動化裝置資料上傳，人員管控，冷鍊物流監控，特殊區域布防等多種應用場景；beacon廣播結合地圖亦可以作為室内導航定位的輔助工具，為室内定位提供良好的解決方案(目前已經相繼出現好幾家機場，醫院，商城實作手機室内導航，其原理即依靠大量布置beacon點和手機地圖比對，利用手機掃描周圍beacon廣播資訊，實作定位與導航，但定位精度存在偏差，不如UWB精度高)。
BLE的低功耗紐扣電池供電特性，小體積，可以和手機互聯互通，使得beacon在上述應用呈爆發式增長。但其中會存在一個棘手的問題，31位元組的廣播包太短，每次廣播能攜帶的有效資料太少，另外廣播通道太少，隻有37,38,39三個通道廣播，可能存在多裝置上報資料信道的幹擾問題。
藍牙5擴充了廣播資料的有效載荷，提升了廣播通道數，為上述應用和新的應用提供了更多技術儲備。下面我們就來看看藍牙5的8x 大廣播包。
藍牙5特性三 【8X 大廣播包】
藍牙4.x協定規定藍牙廣播資料包每包資料最大隻支援31位元組資料傳輸，廣播信道限制在37,38,39三個信道。在原有的用于傳輸廣播資料的PDU（ADV_IND、ADV_DIRECT_IND、ADV_NONCONN_IND以及ADV_SCAN_IND，稱作legacy PDUs）的基礎上，藍牙5增加了擴充的PDU（ADV_EXT_IND、AUX_ADV_IND、AUX_SYNC_IND以及AUX_CHAIN_IND，稱作extended advertising PDUs)，同時也允許藍牙在除開37,38,39三個通道之外的其他37個信道上發送長度介于0-255位元組的資料。
藍牙5.0把廣播信道抽象為兩類，一種叫主廣播信道(primary advertisement channels)，另一種叫次廣播信道，或者第二廣播信道（Secondary Advertising Packets）。
主廣播信道隻工作在37，38，39三個信道，最大廣播位元組為31位元組，廣播的資料類型增加了一個ADV_EXT_IND指令，ADV_EXT_IND指令即為告知監聽裝置，我要廣播大資料包廣播了。
ADV_EXT_IND指令包含要在第二類次廣播信道上發送的内容，第二廣播信道發送廣播資料的信道，實體PHY層，1M PHY，Coded PHY，2M PHY 等。
其示意如下圖所示，首先在主廣播信道廣播ADV_EXT_IND資訊，然後利用次廣播信道(0-36 channel)廣播255byte 資料。
如果我們有大于255位元組的資料需要發送，藍牙5.0廣播協定棧中已經定義了AUX_CHAIN_IND，用于在第二廣播信道上連續傳輸255位元組資料，這樣我們可以利用它發送超過255位元組的大資料包資料。
第二廣播信道（Secondary Advertising Packets）中的 AUX_ADV_IND、以及AUX_CHAIN_IND已經介紹，下面再看看AUX_SYNC_IND指令。
AUX_SYNC_IND指令用于大廣播包資料的周期發送，廣播者可随時修改其廣播資料，但其他監聽者依然可以監聽到其周期性的廣播内容，AUX_SYNC_IND指令包含廣播間隔，調頻序列，廣播資料，廣播者MAC位址等資訊。
結論:
藍牙4.2的廣播資料31位元組，藍牙5.0的廣播資料255位元組，提升了8倍之多，由于使用了更多的廣播信道，多個裝置上報資料的抗信道幹擾能力得到提升，另外由于多信道的使用，可以同步廣播多種不同制式的資訊，比如同時廣播ibeacon和eddstone。結合藍牙5 long range mode遠距離傳輸模式，藍牙的遠距離beacon可以用在冷鍊物流，gps追蹤器，工業自動化等在之前距離和資料吞吐量受限的場合，藍牙5.0給我們更多創新的可能。
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