1. BLE广播报文结构解析与自定义广播数据构造
任务说明
本案例基于 Nordic nRF52840 DK 开发板与 Zephyr RTOS，实现一个 BLE 外设：以可配置的广播间隔周期发送包含自定义厂商数据的广播包，并设定发射功率。完成目标后，可使用 nRF Connect 或手机 BLE 扫描工具观察到该设备及其广播数据。
硬件与软件准备
- 硬件：nRF52840 DK 开发板 ×1，USB 线 ×1
- 软件：Zephyr SDK（v3.4+），nRF Connect for Desktop（用于验证）
- 依赖：
CONFIG_BT=y、CONFIG_BT_EXT_ADV=y（Zephyr 广播扩展）
实现代码
在 prj.conf 中启用 BLE 与扩展广播：
CONFIG_BT=y
CONFIG_BT_EXT_ADV=y
CONFIG_BT_PERIPHERAL=y
CONFIG_BT_DEVICE_NAME="BLE5_Adv_Demo"
主程序 main.c 完整实现如下：
#include <zephyr/kernel.h>
#include <zephyr/bluetooth/bluetooth.h>
#include <zephyr/bluetooth/adv.h>
#include <zephyr/sys/printk.h>
/* 自定义厂商数据：Company ID 0x0059 (Nordic) */
static const struct bt_data adv_data[] = {
BT_DATA_BYTES(BT_DATA_FLAGS, BT_LE_AD_GENERAL | BT_LE_AD_NO_BREDR),
BT_DATA_BYTES(BT_DATA_MANUFACTURER_DATA,
0x59, 0x00, /* Company ID: Nordic */
0x01, 0x02, 0x03, 0x04), /* 自定义4字节负载 */
};
/* 广播参数：间隔 100ms，可连接 */
static const struct bt_le_adv_param adv_param =
BT_LE_ADV_PARAM_INIT(BT_LE_ADV_OPT_EXT_ADV |
BT_LE_ADV_OPT_USE_NAME,
BT_GAP_ADV_FAST_INT_MIN_2,
BT_GAP_ADV_FAST_INT_MAX_2,
NULL);
void main(void)
{
int err;
printk("BLE 5.0 Extended Advertising Demo\n");
/* 初始化蓝牙协议栈 */
err = bt_enable(NULL);
if (err) {
printk("Bluetooth init failed (err %d)\n", err);
return;
}
/* 设置发射功率为 0 dBm（典型值，范围 -20~+8 dBm） */
err = bt_le_set_tx_power(0);
if (err) {
printk("Set TX power failed (err %d)\n", err);
return;
}
/* 启动扩展广播 */
err = bt_le_adv_start(&adv_param, adv_data, ARRAY_SIZE(adv_data),
NULL, 0);
if (err) {
printk("Advertising start failed (err %d)\n", err);
return;
}
printk("Advertising started, interval=100ms, TX power=0dBm\n");
/* 主线程保持运行 */
while (1) {
k_sleep(K_SECONDS(10));
printk("Still advertising...\n");
}
}
广播数据布局
广播包中自定义厂商数据段的结构如下：
AD Type (0xFF) | Length | Company ID (2B) | Payload (4B)
1B | 1B | 0x0059 | 0x01 0x02 0x03 0x04
其中 Company ID 采用小端序发送（0x59 0x00），后接 4 字节自定义负载。扫描端可据此解析出厂商数据。
构建与烧录
west build -b nrf52840dk_nrf52840 .
west flash
验证方法
- 打开 nRF Connect 桌面版，进入 Bluetooth 扫描界面。
- 观察列表中出现名为
BLE5_Adv_Demo的设备。 - 点击设备查看广播数据，确认包含：
- Flags 字段（General Discoverable）
- 完整设备名称
- 厂商数据段：
0x59 0x00 0x01 0x02 0x03 0x04 - 使用 nRF Connect 的 RSSI 指示器，可观察到信号强度随距离变化，间接反映发射功率设置生效。
判定标准
- 扫描到设备名与预期一致，广播间隔约 100ms（可通过抓包工具确认）。
- 厂商数据内容与代码中定义的 4 字节负载完全匹配。
- 修改
bt_le_set_tx_power()参数（如 -8、+8）后重新烧录，近距离 RSSI 读数有明显差异，证明功率设置生效。
关键配置说明
- 广播间隔：
BT_GAP_ADV_FAST_INT_MIN_2/MAX_2对应 100ms，可改为BT_GAP_ADV_SLOW_INT_MIN/MAX（约 1s）以降低功耗。 - 发射功率：
bt_le_set_tx_power()参数单位为 dBm，nRF52840 支持 -20 至 +8 dBm，步进 4 dB。 - 扩展广播：
BT_LE_ADV_OPT_EXT_ADV启用 BLE 5.0 扩展广播特性，支持更大数据负载。