第4章 蓝牙低功耗（BLE）技术：广播、扫描、连接、GATT 服务、面试高频题

面试问题：请解释 BLE 中广播者（Peripheral）和扫描者（Central）的工作流程，以及广播信道的选择策略。

面试官考察点：是否理解广播间隔、扫描窗口、被动扫描与主动扫描的区别，以及跳频在 BLE 中的作用。

回答框架：① 广播者按广播间隔（如 100ms）在三个广播信道（37/38/39）上依次发送广播 PDU。② 扫描者在每个扫描间隔内开窗监听，接收广播包；主动扫描还发送扫描请求获取更多数据。③ 扫描到目标后，通过 CONNECT_IND 建立连接，后续切到 37 个数据信道通信。

示例回答：广播者周期性地在 37/38/39 三个信道上发送广播包，每个事件间隔约几十到几百毫秒。扫描者以扫描窗口和扫描间隔交替监听，接收到广播后会发送扫描请求（主动扫描）以获取设备名等信息。连接建立后双方使用自适应跳频在数据信道通信。

可能追问：被动扫描与主动扫描的区别？广播间隔对功耗和发现延迟的影响？

避坑提醒：不要混淆广播事件与连接事件；主动扫描会多一条扫描请求→扫描响应交互，部分面试官会抠细节。

面试问题：描述 BLE 设备从扫描到连接建立的完整过程，涉及哪些参数和时序。

面试官考察点：是否掌握连接请求（CONNECT_IND）的结构，连接间隔、从机延迟、监督超时的作用。

回答框架：① 扫描者收到广播包后，提取设备地址和广播数据。② 扫描者发送 CONNECT_IND（LL_CONNECTION_IND）到广播者，该 PDU 包含初始连接参数。③ 双方按参数建立连接事件（Connection Event），从机延迟允许从机跳过若干事件，超时后断开。

示例回答：扫描者收到广播后，向广播者发送 CONNECT_IND，其中封装了连接间隔（如 30ms）、从机延迟（0~499）、监督超时（如 5s）。广播者收到后回复，双方进入第一个连接事件。此后每隔连接间隔交换一次数据，从机可跳过最多指定次数的事件来省电。

可能追问：连接间隔对功耗和吞吐量的影响？监督超时设置过短会怎样？

避坑提醒：不要遗漏 CONNECT_IND 由扫描者（Master）发出，广播者（Slave）只能等待连接。

面试问题：请画图或描述 BLE GATT 协议中 Profile、Service、Characteristic 的层次关系，以及 UUID 的作用。

面试官考察点：是否理解 GATT 服务模型，能解释包含关系、属性句柄、读写权限设置。

回答框架：① Profile 是服务的集合，例如心率 Profile 包含心率服务、电池服务等。② Service 分为主要服务和次要服务，每个 Service 包含一个或多个 Characteristic。③ Characteristic 是数据的最小单元，包含声明（Declaration）、值（Value）和可选描述符（Descriptor），通过 UUID 区分。

示例回答：一个 Profile 可包含多个 Service，如心率 Service（UUID: 0x180D）包含心率测量 Characteristic（UUID: 0x2A37）。每个 Characteristic 有一个属性句柄，客户端通过读/写/通知操作获取数据。Descriptors 提供配置（如 CCCD 开启通知）。

可能追问：CCCD 是什么？如何实现通知（Notification）与指示（Indication）的区别？

避坑提醒：不要把 Service 和 Characteristic 搞混层级；Characteristic 的 Value 在属性表中占据一个 Handle，但值本身不包含在声明内。