5-BLE广播数据解析

目录

 

一、前言

二、认识iBeacon

1.iBeacon的特点

2.低功耗蓝牙的数据格式

3.iBeacon数据格式

三、解析广播数据

1.解析iBeacon数据：

2.设备基本参数：

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一、前言

对于低功耗蓝牙而言，一般分为两种类型的设备：一种为是Central devices(中心设备)，一种是Peripheral devices（外围设备）。中心设备一般为手机或者Pad等设备，外围设备一般为手环，iBeacon等低功耗蓝牙设备。外围设备一般低功耗蓝牙设备，时刻通过广播向外发送数据包。只要在范围内的中心设备都能够收到相关广播。对于不了解低功耗蓝牙的可以阅读我的文章：认识Bluetooth Low Energy

二、认识iBeacon

我们上面提到了iBeacon,其实iBeacon是基于低功耗蓝牙这项技术的。最早是苹果公司在移动设备上配备了iBeacon的，通过iBeacon发送广播数据，附近的设备可以接收数据然后进行相关操作。举个例子比如某些店铺安装了iBeacon设备，然后手机用户经过店铺就会收到店铺促销活动的相关消息。这类应用有很多。

1.iBeacon的特点

• 时刻发送广播数据包；
• 一般不可连接；
• 短距离传输，一般能达到50~80m；
• 信号强度和广播距离会受到周围环境的干扰；
• 可以通过信号强度（RSSI）粗略计算位置信息；

2.低功耗蓝牙的数据格式

完整数据包为：广播包（Advertising Data）和响应包(Scan Response Data)，对于每个低功耗设备而言，广播包都是必须有的，而响应包是可选的。在前面的文章中我们介绍过关于低功耗蓝牙的相关东西，不熟悉的童鞋可以阅读认识Bluetooth Low Energy。每个数据包格式如下图：

• 每个数据包都包含31个字节，一般都包含有效数据(Significant part)部分和无效数据部分（Non-sinificant part）;
• 有效数据部分：包含若干个广播数据单元，如图所示，称为AD Structure。其中每个数据单元都是Length+Data的格式，Length是一个字节的长度，Data包含AD Type+AD Data,数据长度为Length。AD Type是该数据单元所代表的数据类型，为一个字节；AD Data是该数据单元真正应该解析的数据部分，数据长度为Length-1。数据解析部分会在后面详细介绍；
• 无效数据部分：若有效数据不足31个字节，无效数据会用0进行补位；

注意：

bit：一个二进制数据0或者1；

1 byte = 8 bit

1 octets: 8 bit数组串；

3.iBeacon数据格式

iBeacon设备就是低功耗蓝牙的一种，它特有的参数，请阅读：iBeacon参数。

三、解析广播数据

在上一篇文章中，我们进行了低功耗蓝牙设备的扫描工作。不清楚蓝牙扫描的可以阅读低功耗蓝牙开发之设备扫描。当我们开启蓝牙扫描之后，会在ScanCallback的onScanResult方法中回调扫描到的低功耗蓝牙设备。在这个回调方法里第一个参数是callbackType，是在开始扫描的时候设置的回调类型；第二个参数是ScanResult，里面包含了扫描到设备的信息。

我们在这里使用云里物里这个设备厂商的iBeacon设备作为分析示例，打印一下ScanResult这个参数会发现：

ScanResult{

            device=C2:00:F4:00:00:4E,

            scanRecord=ScanRecord [mAdvertiseFlags=6,

                                   mServiceUuids=null,

                                   mManufacturerSpecificData={76=[2, 21, -30, -59, 109, -75, -33, -5, 72, -46, -80, 96, -48, -11, -89, 16, -106, -32, 39, 17, 76, -70, -59]},

                                   mServiceData={0000fff0-0000-1000-8000-00805f9b34fb=[100, 39, 17, 76, -70]},

                                   mTxPowerLevel=4,

                                   mDeviceName=MiniBeacon_00001],

            rssi=-70,

            timestampNanos=214956467801851,

            eventType=27,

            primaryPhy=1,

            secondaryPhy=0,

            advertisingSid=255,

            txPower=127,

            periodicAdvertisingInterval=0

            }

我们分析一下能从这个回调里拿到什么参数：

• BluetoothDevice：远程蓝牙设备的一些信息，包含设备名，设备MAC地址，蓝牙设备类型等信息；
• ScanRecord：低功耗蓝牙的扫描结果的原始信息，包含蓝牙的Flags，ManufacturerSpecificData，ServiceData，Tx Power Level(广播功率)等；
• Rssi：实时信号强度；
• TimestampNanos：自设备Boot为标准获得的该蓝牙设备扫描到的时间戳；

等；

 

下面我们针对低功耗蓝牙的主要参数进行解析:

1.解析iBeacon数据：

数据来源：ScanRecord；

通过ScanRecord获取Byte数组即可获取16进制Byte数组：

• 16进制Byte数组：

//广播包数据

[2, 1, 6, 26, -1, 76, 0, 2, 21,#iBeacon advertising prefix(9)

 -30, -59, 109, -75, -33, -5, 72, -46, -80, 96, -48, -11, -89, 16, -106, -32,# iBeacon profile serviceUuid(16)

 39, 17,#major(2)

 76, -70,#minor(2)

 -59,#txPower 表示距离1米是应该接收到的信号强度，可用于计算距离(1)


//响应包数据

 2, 10, 4, #Tx Power Level

 8, 22, -16, -1, 100, 39, 17, 76, -70,#Service Data

 17, 9, 77, 105, 110, 105, 66, 101, 97, 99, 111, 110, 95, 48, 48, 48, 50, 55,#Complete Local Name

 0, 0]

有些心细的童鞋可能会发想上面的广播包和响应包不是31个字节啊！？？具体为什么我也没有深究过，通过ScanRecord获取字节数组就得到上面的结果，有可能是Android系统做了特殊的处理。大家可以发表一下自己的见解！不胜感激~

 

• 16进制HexString:

将上述数据转化成Hexadecimal Value(十六进制)，为什么需要转化为十进制呢？一方面是行业习惯，另一方面是方便查找AD type做数据解析。

//广播报数据

02 01 06 1A FF 4C 00 02 15 #iBeacon advertising prefix(9)

E2 C5 6D B5 DF FB 48 D2 B0 60 D0 F5 A7 10 96 E0 # iBeacon profile serviceUuid(16)

27 11 #major(2)

4C BA #minor(2)

C5 #txPower 表示距离1米是应该接收到的信号强度，可用于计算距离(1)


//响应包数据

02 0A 04 #Tx Power Level

08 16 F0 FF 64 27 11 4C BA #Service Data

11 09 4D 69 6E 69 42 65 61 63 6F 6E 5F 30 30 30 32 37 #Complete Local Name

00 00

 

• 按照GAP(蓝牙接入规范)解析

(1)《Flags》(02 01 06)-3

      0                               2

len:02    type:01    value:06(3)

 ##以value为06（HexString）为例

获取value的各bit位数据：0000 0110

解析结果：LE普通发现模式；不支持BR/EDR

##解析规则：各位值为1

 bit 0: LE有限发现模式 (LELimitDiscoverable)

 bit 1: LE普通发现模式 （LEGeneralDiscoverable）

 bit 2: 不支持BR/EDR (BrEdrNotSupported)

 bit 3: 对Same Device Capable(Controller)同时支持BLE和BR/EDR(LEAndBrEdrCapable(Controller))

 bit 4: 对Same Device Capable(Host)同时支持BLE和BR/EDR(LEAndBrEdrCapable(Host))

 bit 5..7: 预留

 

(2)《Manufacturer Specific Data》（1A FF 4C 00 02 15 E2 C5 6D B5 DF FB 48 D2 B0 60 D0 F5 A7 10 96 E0 27 11 4C BA C5）-27

      3                  4             5                                                                      29

len:1A(26) type:FF value:4C 00 02 15 E2 C5 6D B5 DF FB 48 D2 B0 60 D0 F5 A7 10 96 E0 27 11 4C BA C5 (5-29)

 

  ##Company identifier code (0x004C == Apple)

  02 Byte 0 of iBeacon advertisement indicator

 15  Byte 1 of iBeacon advertisement indicator

 

27 11 #major(2)

4C BA #minor(2)

C5 #txPower 表示距离1米是应该接收到的信号强度

 

(3)《Tx Power Level》(02 0A 00)-3

     30            31              32

len:02    type:0A    value:04(3)

 

(4)《Service Data》(08 16 F0 FF 64 27 11 4C BA)-09

     33            34              35                          41

len:08    type:16    value:F0 FF 64 27 11 4C BA

 

(5)《Complete Local Name》(11 09 4D 69 6E 69 42 65 61 63 6F 6E 5F 30 30 30 32 37)-18

 

len:11(17) type:09 value:4D 69 6E 69 42 65 61 63 6F 6E 5F 30 30 30 32 37

 

上面这些参数都是基于Generic Access Profile和Bluetooth Core Specification v4.0进行解析的。

 

2.设备基本参数：

• Name(设备名)：来源BluetoothDevice-device.getName();
• Address（Mac地址）:来源BluetoothDevice-device.getAddress();
• Device Type(蓝牙类型)：来源BluetoothDevice-device.getType();
• BondState(绑定状态)：来源BluetoothDevice-device.getBondState();
• Rssi(实时信号强度)：来源ScanResult-result.getRssi();
• Tx Power Level(发射功率等级)：来源ScanRecord-record.getTxPowerLevel()或通过响应包数据解析得到，类型为：0x0A;
• Flags（蓝牙的特性）：通过解析ManufacturerSpecificData获取，类型为：0x01;
• Manufacturer Specific Data(制造商特定数据)：通过ManufacturerSpecificData获取，类型为：0xFF。可以获取低功耗蓝牙设备的公司识别码，（iBeacon）设备的UUID,Major,Minor，Rssi at 1m(广播校验值)在此处解析;
• ServiceData(响应包数据)：通过ScanRecord获取，类型：0x16,可以获取ServiceData的UUID和附加数据等;

 

到这里就基本结束了，总的而言如果是自产设备，可以在响应包里根据业务需求添加需要的信息。

>>下一篇：6-低功耗蓝牙开发之建立连接