原文 http://www.race604.com/ble-advertising/
從上一篇GATT Profile 簡介中提到過，BLE 設備工作的第一步就是向外廣播數據。廣播數據中帶有設備相關的信息。本文主要說一下 BLE 的廣播中的數據的規范以及廣播包的解析。
廣播模式
BLE 中有兩種角色 Central 和 Peripheral ，也就是中心設備和外圍設備。中心設備可以主動連接外圍設備，外圍設備發送廣播或者被中心設備連接。外圍通過廣播被中心設備發現，廣播中帶有外圍設備自身的相關信息。
廣播包有兩種： 廣播包 （Advertising Data）和 響應包 （Scan Response），其中廣播包是每個設備必須廣播的，而響應包是可選的。 數據包的格式如下圖所示（圖片來自官方 Spec）：
每個包都是 31 字節，數據包中分為有效數據（significant）和無效數據（non-significant）兩部分。
- 有效數據部分 ：包含若干個廣播數據單元，稱為 AD Structure 。如圖中所示，AD Structure 的組成是：第一個字節是長度值
Len，表示接下來的Len個字節是數據部分。數據部分的第一個字節表示數據的類型 AD Type ，剩下的Len - 1個字節是真正的數據 AD data 。其中 AD type 非常關鍵，決定了 AD Data 的數據代表的是什么和怎么解析，這個在后面會詳細講； - 無效數據部分 ：因為廣播包的長度必須是 31 個 byte，如果有效數據部分不到 31 自己，剩下的就用 0 補全。這部分的數據是無效的，解釋的時候，忽略即可。
廣播數據格式
所有的 AD type 的定義在文檔 Core Specification Supplement 中。 AD Type 包括如下類型：
-
Flags: TYPE = 0x01。這個數據用來標識設備 LE 物理連接的功能。DATA 是 0 到多個字節的 Flag 值，每個 bit 上用 0 或者 1 來表示是否為 True。如果有任何一個 bit 不為 0，並且廣播包是可連接的，就必須包含此數據。各 bit 的定義如下：
- bit 0: LE 有限發現模式
- bit 1: LE 普通發現模式
- bit 2: 不支持 BR/EDR
- bit 3: 對 Same Device Capable(Controller) 同時支持 BLE 和 BR/EDR
- bit 4: 對 Same Device Capable(Host) 同時支持 BLE 和 BR/EDR
- bit 5..7: 預留
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Service UUID: 廣播數據中一般都會把設備支持的 GATT Service 廣播出來，用來告訴外面本設備所支持的 Service。有三種類型的 UUID：16 bit, 32bit, 128 bit。廣播中，每種類型類型有有兩個類別：完整和非完整的。這樣就共有 6 種 AD Type。
- 非完整的 16 bit UUID 列表： TYPE = 0x02;
- 完整的 16 bit UUID 列表： TYPE = 0x03;
- 非完整的 32 bit UUID 列表： TYPE = 0x04;
- 完整的 32 bit UUID 列表： TYPE = 0x05;
- 非完整的 128 bit UUID 列表： TYPE = 0x06;
- 完整的 128 bit UUID 列表： TYPE = 0x07;
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Local Name: 設備名字，DATA 是名字的字符串。 Local Name 可以是設備的全名，也可以是設備名字的縮寫，其中縮寫必須是全名的前面的若干字符。
- 設備全名： TYPE = 0x08
- 設備簡稱： TYPE = 0x09
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TX Power Level: TYPE = 0x0A，表示設備發送廣播包的信號強度。DATA 部分是一個字節，表示 -127 到 + 127 dBm。
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帶外安全管理（Security Manager Out of Band）：TYPE = 0x11。DATA 也是 Flag，每個 bit 表示一個功能：
- bit 0: OOB Flag，0 表示沒有 OOB 數據，1 表示有
- bit 1: 支持 LE
- bit 2: 對 Same Device Capable(Host) 同時支持 BLE 和 BR/EDR
- bit 3: 地址類型，0 表示公開地址，1 表示隨機地址
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外設（Slave）連接間隔范圍：TYPE = 0x12。數據中定義了 Slave 最大和最小連接間隔，數據包含 4 個字節：
- 前 2 字節：定義最小連接間隔，取值范圍：0x0006 ~ 0x0C80，而 0xFFFF 表示未定義；
- 后 2 字節：定義最大連接間隔，同上，不過需要保證最大連接間隔大於或者等於最小連接間隔。
-
服務搜尋：外圍設備可以要請中心設備提供相應的 Service。其數據定義和前面的 Service UUID 類似：
- 16 bit UUID 列表： TYPE = 0x14
- 32 bit UUID 列表： TYPE = 0x??
- 128 bit UUID 列表： TYPE = 0x15
-
Service Data: Service 對應的數據。
- 16 bit UUID Service: TYPE = 0x16, 前 2 字節是 UUID，后面是 Service 的數據；
- 32 bit UUID Service: TYPE = 0x??, 前 4 字節是 UUID，后面是 Service 的數據；
- 128 bit UUID Service: TYPE = 0x??, 前 16 字節是 UUID，后面是 Service 的數據；
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公開目標地址：TYPE = 0x17，表示希望這個廣播包被指定的目標設備處理，此設備綁定了公開地址，DATA 是目標地址列表，每個地址 6 字節。
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隨機目標地址：TYPE = 0x18，定義和前一個類似，表示希望這個廣播包被指定的目標設備處理，此設備綁定了隨機地址，DATA 是目標地址列表，每個地址 6 字節。
-
Appearance：TYPE = 0x19，DATA 是表示了設備的外觀。
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廠商自定義數據: TYPE = 0xFF，廠商自定義的數據中，前兩個字節表示廠商 ID，剩下的是廠商自己按照需求添加，里面的數據內容自己定義。
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還有一些其他的數據，我這里就不一一列舉了，有需要的可以從這個文檔查閱 Core Specification Supplement 。
廣播數據解析
在 Android 可以使用 BluetoothAdapter 來發起掃描。基本用法如下：
BluetoothAdapter.LeScanCallback mLeScanCallback =
new BluetoothAdapter.LeScanCallback() { @Override public void onLeScan(final BluetoothDevice device, int rssi, byte[] scanRecord) { // 解析廣播數據 parseAdvData(scanRecord); } }; mBluetoothAdapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter(); // 開始掃描設備 mBluetoothAdapter.startLeScan(mLeScanCallback); ... // 停止掃描設備 mBluetoothAdapter.stopLeScan(mLeScanCallback);
當掃描到設備以后，就會回調 onLeScan(...) ，這里的參數 scanRecord 就是廣播數據，這里同時包含 廣播數據 和 掃描相應數據 （如果有的話），所以長度一般就是 62 字節。
根據上一節的廣播數據格式的說明，可以實現解析廣播數據函數 parseAdvData(scanRecord); ，下面的代碼實現了解析幾個我關心的數據：
public static ParsedAd parseData(byte[] adv_data) { ParsedAd parsedAd = new ParsedAd(); ByteBuffer buffer = ByteBuffer.wrap(adv_data).order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN); while (buffer.remaining() > 2) { byte length = buffer.get(); if (length == 0) break; byte type = buffer.get(); length -= 1; switch (type) { case 0x01: // Flags parsedAd.flags = buffer.get(); length--; break; case 0x02: // Partial list of 16-bit UUIDs case 0x03: // Complete list of 16-bit UUIDs case 0x14: // List of 16-bit Service Solicitation UUIDs while (length >= 2) { parsedAd.uuids.add(UUID.fromString(String.format( "%08x-0000-1000-8000-00805f9b34fb", buffer.getShort()))); length -= 2; } break; case 0x04: // Partial list of 32 bit service UUIDs case 0x05: // Complete list of 32 bit service UUIDs while (length >= 4) { parsedAd.uuids.add(UUID.fromString(String.format( "%08x-0000-1000-8000-00805f9b34fb", buffer.getInt()))); length -= 4; } break; case 0x06: // Partial list of 128-bit UUIDs case 0x07: // Complete list of 128-bit UUIDs case 0x15: // List of 128-bit Service Solicitation UUIDs while (length >= 16) { long lsb = buffer.getLong(); long msb = buffer.getLong(); parsedAd.uuids.add(new UUID(msb, lsb)); length -= 16; } break; case 0x08: // Short local device name case 0x09: // Complete local device name byte sb[] = new byte[length]; buffer.get(sb, 0, length); length = 0; parsedAd.localName = new String(sb).trim(); break;