Hello BLE

广播与连接 — BLE GAP 广播、扫描、连接

学习目标

• 理解 BLE 的 Peripheral（广播方）和 Central（扫描方）角色模型
• 掌握 Peripheral 端广播配置和启动流程
• 掌握 Central 端扫描、匹配和连接流程
• 理解 BLE vs SLE 在广播/连接上的关键差异
• 能够在两块 WS63 开发板之间建立 BLE 连接

规格与功能

规格项	Peripheral 端	Central 端
广播模式	可连接可扫描（CONN_SCAN_UNDIR）	—
广播间隔	30ms	—
扫描 PHY	—	1M
扫描间隔/窗口	—	30ms / 30ms（持续扫描）
连接间隔	—	30ms（由 Central 决定）
监管超时	5 秒	—
匹配方式	广播名 ble_server	扫描结果中搜索 ble_server
断连行为	自动重新广播	自动重新扫描

基本概念

Peripheral 和 Central

BLE 的两大角色分工明确：

角色	职责	对标 SLE
Peripheral	周期性广播宣告自身存在，等待被连接，通常做数据提供方	Terminal (T)
Central	监听广播、发起连接，通常做数据消费方	Grant (G)

关键差异：BLE 中连接参数由 Central 决定（Peripheral 可以请求更新但 Central 不保证同意），而 SLE 中 G/T 通过协商确定。

通信流程

sequenceDiagram
    participant P as Peripheral
    participant C as Central

    P->>P: 配置广播参数 + 广播数据
    P->>P: 启动广播

    C->>C: 配置扫描参数
    C->>C: 启动扫描

    loop 广播/扫描
        P-->>C: CONN_SCAN_UNDIR 广播包 (ble_server)
    end

    C->>C: 匹配到 "ble_server"
    C->>C: 停止扫描
    C->>P: 发起连接请求
    Note over P,C: 连接建立

广播模式

模式	能被扫描	能接受连接	典型场景
不可连接不可扫描			仅广播信息，不接受连接
可连接不可扫描		✓	定向连接，不暴露自身
不可连接可扫描	✓		信息发布，不需要连接
可连接可扫描	✓	✓	常规交互——本案例使用

BLE vs SLE 关键差异

	BLE	SLE
角色名称	Peripheral / Central	Server(数据方) / Client(消费方)，G(调度方) / T(终端)
连接间隔决定权	Central 决定	G/T 协商
服务模型	GATT (Service→Characteristic→Descriptor)	SSAP (Service→Property→Descriptor)
广播 PHY	1M / 2M / Coded	1M / 2M / 4M

如果你先学了 SLE——BLE 的 Peripheral ≈ SLE 的 Server+Terminal，Central ≈ SLE 的 Client+Grant。但服务模型差异较大，后续 hello-notify 中会详细对比。

涉及 API

API	谁调用	用途
bts_le_gap_adv_set_param()	Peripheral	设置广播参数
bts_le_gap_adv_set_data()	Peripheral	设置广播数据
bts_le_gap_adv_start()	Peripheral	启动广播
bts_le_gap_scan_set_param()	Central	设置扫描参数
bts_le_gap_scan_start()	Central	启动扫描
bts_le_gap_scan_stop()	Central	停止扫描
bts_le_gap_connect()	Central	发起连接
bts_le_gap_register_callbacks()	双方	注册 GAP 回调（广播/扫描/连接状态）

案例说明

两块 WS63：Peripheral 周期性广播名为 ble_server 的广播包，Central 扫描到后发起连接。

案例操作指导

第一步：编译

fbb build ws63-liteos-app

第二步：烧录并运行

Peripheral 先上电（让广播先跑起来），Central 后上电。

第三步：验证

Peripheral 串口输出：

[ble peripheral] start advertising...
[ble peripheral] connected, conn_id=0xXX

Central 串口输出：

[ble central] start scanning...
[ble central] found ble_server, connecting...
[ble central] connected, conn_id=0xXX

关键配置

广播参数

// 广播间隔：30ms — BLE 最小广播间隔，平衡发现速度和功耗
// 广播模式：CONN_SCAN_UNDIR（可连接可扫描）
gap_ble_adv_param_t adv_param = {
    .adv_int_min = 0x30,          // 30 × 0.625ms = 18.75ms
    .adv_int_max = 0x30,          // 固定间隔
    .adv_type    = CONN_SCAN_UNDIR,       // 可连接可扫描
    .own_addr_type = 0x00,
    .channel_map   = 0x07, // 37/38/39 三信道
};

扫描参数

// 扫描间隔/窗口：30ms — 持续扫描
gap_ble_scan_param_t scan_param = {
    .scan_interval = 0x30,        // 30 × 0.625ms
    .scan_window   = 0x30,        // 窗口 = 间隔 = 持续扫描
    .scan_type     = ACTIVE_SCAN,
    .scan_phy      = PHY_1M,
};

BLE vs SLE 参数对比

参数	BLE 典型值	SLE 典型值	说明
广播间隔	30ms	25ms	BLE 最小 20ms，SLE 最小约 10ms
连接间隔	30ms	12.5ms	BLE 最小 7.5ms
广播信道	37/38/39	76/77/78	不同频段

代码详解

Peripheral 端

static int ble_peripheral_task_handler(void *data)
{
    (void)data;

    // 1. 注册 GAP 回调
    gap_ble_register_callbacks(&g_gap_callbacks);

    // 2. 配置广播参数
    gap_ble_adv_param_t adv_param = { ... };  // 见上方关键配置
    gap_ble_adv_set_param(&adv_param);

    // 3. 配置广播数据（设备名 = ble_server）
    uint8_t adv_data[31];
    adv_data[0] = 0x02; adv_data[1] = 0x01; adv_data[2] = 0x06;  // Flags
    adv_data[3] = 0x0B; adv_data[4] = 0x09;                      // Complete Local Name
    memcpy(&adv_data[5], "ble_server", 10);
    gap_ble_adv_set_data(adv_data, sizeof(adv_data), NULL, 0);

    // 4. 启动广播
    gap_ble_adv_start();
    return 0;
}

Central 端

static int ble_central_task_handler(void *data)
{
    (void)data;

    gap_ble_register_callbacks(&g_gap_callbacks);
    gap_ble_scan_set_param(&scan_param);  // 见上方关键配置
    gap_ble_scan_start();
    return 0;
}

// 扫描结果回调
static void scan_result_cb(const gap_ble_scan_result_t *result)
{
    // 按广播名匹配目标设备
    if (strstr((char *)result->adv_data, "ble_server") != NULL) {
        gap_ble_scan_stop();                          // 停止扫描
        memcpy(&g_peer_addr, &result->addr, sizeof(bd_addr_t));
        gap_ble_connect(&g_peer_addr);                 // 发起连接
    }
}

连接状态回调

static void conn_state_cb(uint16_t conn_id, const bd_addr_t *addr,
                           gap_ble_conn_state_t state)
{
    if (state == CONNECTED) {
        g_conn_id = conn_id;
        printf("connected, conn_id=0x%04X\n", conn_id);
    } else if (state == DISCONNECTED) {
        g_conn_id = 0;
        // 自动恢复
        gap_ble_adv_start();   // Peripheral 重广播
        // gap_ble_scan_start(); // Central 重扫描
    }
}

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