3. GAP广播与扫描：广播包格式解析、扫描响应数据、广播间隔设置、被动扫描与主动扫描

好，咱们进入GAP广播与扫描这个环节。说实话，这是蓝牙开发里最基础、也最容易踩坑的部分。我当年刚做血糖仪项目时，就因为在广播包格式上栽了个跟头，导致设备死活连不上手机。今天咱们就把这块彻底讲透。

3.1 广播包格式解析

先看广播包长什么样。BLE广播包，说白了就是设备在“喊话”：我在这儿，我是谁，我能干啥。它的结构其实挺简单，但细节很多。

一个完整的广播包，由这么几部分组成：

• 前导码（Preamble）：1字节，固定0xAA或0x55，用于同步时钟。这个咱们不用管，芯片自动处理。
• 访问地址（Access Address）：4字节，广播时固定为0x8E89BED6。嗯，记住这个值就行，调试时偶尔会用到。
• PDU（Protocol Data Unit）：2~39字节，这是核心，包含广播数据。
• CRC（Cyclic Redundancy Check）：3字节，校验用。

PDU里又分两种：广播指示（ADV_IND）和扫描响应（SCAN_RSP）。咱们先看ADV_IND。

广播数据部分，采用AD Structure（Advertising Data Structure）格式。每个AD Structure由三部分组成：

字段	长度	说明
Length	1字节	表示后面Data的长度（不包括Length本身）
AD Type	1字节	数据类型标识，比如0x01表示Flags，0x09表示完整本地名称
AD Data	Length-1字节	具体数据内容

举个例子，血糖仪广播时，我通常会这样组织数据：

// 广播数据示例（十六进制）
02 01 06        // Flags: LE General Discoverable Mode
03 02 0D 18     // 完整16位UUID列表: 0x180D（心率服务，血糖仪常用）
09 09 47 6C 75 63 6F 6D 65 74 65 72  // 完整本地名称: "Glucometer"

这里要注意，广播数据总长度不能超过31字节。我在项目中就遇到过，想把设备序列号、电量、血糖值全塞进去，结果超了。后来只能精简，只放UUID和名称，其他数据放到扫描响应里。

3.2 扫描响应数据

扫描响应，说白了就是“你问我答”。当手机扫描到设备后，可以主动请求更多信息，设备就回复一个SCAN_RSP包。

SCAN_RSP的结构和ADV_IND几乎一样，只是PDU类型不同。它的数据也遵循AD Structure格式，同样不能超过31字节。

我个人习惯这样分配：

• 广播包：放Flags、UUID、设备名称（如果名称短的话）
• 扫描响应：放设备名称（如果名称长）、制造商自定义数据、设备状态等

举个例子，血糖仪的扫描响应可以这样：

// 扫描响应数据示例
09 09 47 6C 75 63 6F 6D 65 74 65 72 2D 41 42  // 完整本地名称: "Glucometer-AB"
05 FF 00 01 02 03 04  // 制造商自定义数据: 公司ID 0x0001，数据0x02,0x03,0x04

这里FF是制造商特定数据（Manufacturer Specific Data），前两个字节是公司ID（由蓝牙SIG分配），后面可以放任意数据。我在血糖仪项目里，就把设备序列号和当前电量放在这里，方便手机端快速识别。

3.3 广播间隔设置

广播间隔，就是设备每隔多久发一次广播包。这个参数直接影响功耗和发现速度。

BLE协议规定，广播间隔范围是20ms到10.24s，步进0.625ms。但实际开发中，咱们不会用这么极端的值。

应用场景	推荐间隔	说明
快速发现（如配对）	20~50ms	功耗高，但手机能秒发现
正常连接（如血糖仪）	100~500ms	平衡功耗和发现速度
低功耗（如信标）	1~5s	省电，但发现慢

我曾经在血糖仪项目里，默认用200ms间隔。结果测试时发现，手机靠近设备要等好几秒才能发现。后来改成100ms，发现速度明显提升，功耗也没增加多少。嗯，这里要注意，广播间隔不是固定值，芯片会在设定值上加上0~10ms的随机延迟，防止多个设备同时广播时碰撞。

另外，广播间隔还分两种模式：

• 高占空比广播（High Duty Cycle）：间隔20~100ms，用于快速连接。但只能持续30.72秒，之后必须切换到低占空比或停止。
• 低占空比广播（Low Duty Cycle）：间隔100ms~10.24s，可以一直广播。

我建议，血糖仪开机后先用高占空比广播30秒，让手机快速发现。如果30秒内没连接，就切换到低占空比，比如500ms，省电。

3.4 被动扫描与主动扫描

扫描，就是手机（或别的设备）在“听”广播。分两种：

• 被动扫描（Passive Scanning）：只监听广播包，不发送任何请求。说白了就是“只听不说”。
• 主动扫描（Active Scanning）：监听到广播包后，还会发送扫描请求（SCAN_REQ），设备回复扫描响应（SCAN_RSP）。就是“听了还要问”。

这两种方式有什么区别？

特性	被动扫描	主动扫描
功耗	低	高（因为要发送请求）
获取信息	仅广播包数据	广播包 + 扫描响应数据
适用场景	简单发现、信标	需要更多设备信息时

我遇到过一个问题：有些设备在主动扫描时，会回复扫描响应，但回复的内容可能和广播包重复。比如广播包已经放了设备名称，扫描响应又放一遍，白白浪费带宽。所以设计时要注意，广播包和扫描响应的数据不要重复。

最后总结一下：广播包是设备在“喊”，扫描响应是“回答”，广播间隔控制“喊”的频率，被动扫描和主动扫描决定“听”的方式。血糖仪开发中，我建议广播包放UUID和简短名称，扫描响应放完整名称和制造商数据，广播间隔用100ms（快速发现）或500ms（省电），手机端用主动扫描获取完整信息。

嗯，这块内容就到这里。下一章咱们讲连接建立，到时候会涉及更多实战细节。