广播与扫描

广播的功能

广播是 BLE 设备发现和连接的基础。广播数据包由广播者（Peripheral）发送，主设备（Central）通过扫描广播数据包来发现 BLE 设备并可以与之建立连接。

BLE 广播功能
功能	描述
被扫描/连接发现	Peripheral（从设备）通过广播让 Central（主设备）发现并连接
无需连接直接传递数据	广播包中可以携带少量数据，适合发通知、位置信息、传感器数据等
发信号触发行为	如 iBeacon、Eddystone 用于定位、唤醒应用等场景
设备身份识别	广播中包含设备名、UUID、制造商信息等，便于识别设备类型

在阅读本节内容之前，建议先阅读 BLE 设备发现章节，了解 BLE 4.2 广播的相关介绍。

广播常见数据类型及其名称

在 BLE 广播包中，每段数据都由 Length + Type + Value 组成，Type（类型）字段是根据 Bluetooth SIG 规范定义的。以下是广播包中常见的数据类型。

BLE 广播数据类型
Type (Hex)	名称（英文）	中文说明	常见用途/备注
0x01	Flags	标志位，说明设备能力	标明是否支持 BR/EDR、是否在广播模式等，必须项
0x02	Incomplete List of 16-bit UUIDs	不完整 16 位服务 UUID 列表	广播设备提供的一部分 GATT 服务
0x03	Complete List of 16-bit UUIDs	完整 16 位服务 UUID 列表	告知所有服务，常用于通用 BLE 外设
0x06	Incomplete List of 128-bit UUIDs	不完整 128 位服务 UUID 列表	自定义服务的 UUID（128 位）的一部分
0x07	Complete List of 128-bit UUIDs	完整 128 位服务 UUID 列表	自定义服务完整广播
0x08	Shortened Local Name	缩短的设备名称	节省空间，优先显示短名
0x09	Complete Local Name	完整的设备名称	广播设备名，手机扫描会看到
0x0A	Tx Power Level	发射功率级别（dBm）	用于估算距离，配合 RSSI
0x16	Service Data - 16-bit UUID	附带 16 位 UUID 的服务数据	广播一些与服务相关的数据（如温度、电量）
0xFF	Manufacturer Specific Data	厂商自定义数据段	广泛用于 iBeacon、Eddystone、自定义协议

更多的广播数据类型请参考 Assigned Numbers 。

BLE 5.0 引入的广播新特性

在 BLE 5.0 引入了扩展广播（Extended Advertising）和周期性广播（Periodic Advertising）这些新机制，用于突破传统广播的一些限制。BLE 4.2 及以前版本的广播被称之为传统广播（Legacy Advertising），拓展广播相比 BLE 4.x 在广播方面带来了非常显著的改进和增强，主要目标是为了支持更远距离、更大数据量、更灵活的低功耗应用。下面是两种广播对比：

BLE 4.x vs BLE 5.0 广播特性对比
特性/区别	BLE 4.x	BLE 5.0
广播数据容量	最多 31 字节	最多 255 字节（扩展广播）
广播信道数量	固定 3 个（37,38,39）	支持更多信道（扩展广播可用所有 40 个）
广播距离支持	通常 50 米左右	最远可达 200 米（使用 Coded PHY）
广播速率	标准 1 Mbps	支持 2 Mbps 高速广播
广播方式	Legacy Advertising（传统广播）	增加 Extended Advertising（扩展广播）支持 Periodic Advertising（周期广播）
广播连接能力	广播中只能承载连接请求信息	广播数据和连接请求可以分离，更灵活
多 PHY 支持（物理层）	仅 1 Mbps	新增 2 Mbps 和 Coded PHY（500/125 kbps）
广播功耗 vs 距离/速率	受限	更远、更快、更省电（根据配置选择）

BLE 5.0 广播（拓展广播）带来最大的优势是广播数据容量的提升，然而部分主流手机对 BLE 5.0 广播支持并不完善，在实际使用中可能会遇到连接失败、无法搜索到广播、广播数据无法解析等问题。如果考虑最优兼容性，建议使用传统广播。

已知存在的拓展广播包兼容性问题包括：

IOS 18.5 的设备可能无法扫描到 1M PHY 的拓展广播包
部分安卓设备可能无法扫描到非 1M PHY 的拓展广播包

广播 API 使用说明

在 NimBLE 协议栈中提供了 BLE 4.x 和 BLE 5.0 两套广播 API，两套 API 分别有对应的配置项，无法同时使用。例如 bleprph_example 示例默认使用 BLE 5.0 广播 API，如果需要使用 BLE 4.x 广播 API，除了需要关闭例程配置项 EXAMPLE_EXTENDED_ADV 使主程序调用 4.x 广播 API 外，还需要关闭广播配置项 BT_NIMBLE_EXT_ADV。

在 BLE 5.0 推出之后，传统广播视为 BLE 5.0 广播的子集，使用 BLE 5.0 广播 API 也可以发送传统广播。具体的实现代码参考 ble_multi_adv_example 示例。

广播参数的说明

关于广播连接参数的配置，可以参考 ble_gap_ext_adv_params 结构体。

需要着重注意的配置项有以下几个：

itvl_min：单位为 1.25 ms，取值范围为 0x0006 到 0x0C80
itvl_max：单位为 1.25 ms，取值范围为 0x0006 到 0x0C80
channel_map：指定广播使用的信道，0x00 表示默认的三个信道，0x01、0x02、0x04 分别表示使用 37、38、39 信道，0x07 表示 37、38、39 全部三个信道
own_addr_type：0x00、0x01、0x02、0x03 分别表示广播地址类型为公共地址、随机地址、可解析公共地址和可解析随机地址

此外在配置广播类型时需要额外注意：非定向可连接广播必须是可扫描的。

扫描

扫描是发现和连接 BLE 设备的基础。主设备（Central）通过扫描广播数据包来发现 BLE 设备并可以与之建立连接。

关于扫描相关的理论知识，请参考扫描的基本概念章节。

扫描 API 使用说明

和广播类似，在 NimBLE 协议栈中，提供了两套 API 来开启扫描，分别是 ble_gap_disc 和 ble_gap_ext_disc。

使用 ble_gap_disc API 开启扫描，扫描相关的配置项由结构体 ble_gap_disc_params 配置。使用方式可参考例程 blecent 和 ble_multi_adv。
使用 ble_gap_ext_disc API 开启扫描，扫描相关的配置项由结构体 ble_gap_ext_disc_params 配置。使用方式可参考例程 ble_multi_conn。

备注

避免在扫描回调中打印过多的数据，否则在周围设备较多时可能因打印不及时触发任务看门狗。

广播包过滤

配置 disc_params.filter_duplicates = 1 开启广播包过滤。然而广播包过滤的具体方式由配置项 BT_CTRL_SCAN_DUPL_TYPE 决定：

Scan Duplicate By Device Address（默认）：过滤来自同一设备地址的广播包
Scan Duplicate By Advertising Data：过滤内容相同的广播包
Scan Duplicate By Advertising Set Handle：过滤来自于同一设备相同内容的广播包

扫描响应包和广播包接收个数不一致

协议规定了设备不应该对连续的每一个广告包都发送扫描请求，避免产生过多响应。如果确需此功能，ESP32-C3 及之前推出的芯片通过使能配置项 BT_CTRL_SCAN_BACKOFF_UPPERLIMITMAX ，ESP32-C2 及之后的芯片可通过将配置项 BT_CTRL_SCAN_BACKOFF_UPPERLIMITMAX 设置为 1 来强制发起扫描请求。