Zephyr RTOS的蓝牙低功耗广播数据：自定义数据格式-优快云博客

Zephyr RTOS的蓝牙低功耗广播数据：自定义数据格式

【免费下载链接】zephyr Primary Git Repository for the Zephyr Project. Zephyr is a new generation, scalable, optimized, secure RTOS for multiple hardware architectures. 项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/ze/zephyr

蓝牙低功耗（Bluetooth Low Energy, BLE）广播是物联网设备通信的基础，通过自定义广播数据格式可实现设备身份标识、状态上报等功能。Zephyr RTOS提供了灵活的API支持BLE广播配置，本文将介绍如何在Zephyr中定义和发送自定义广播数据。

广播数据结构基础

Zephyr使用struct bt_data数组定义广播数据，每个元素包含数据类型和 payload。例如：

static const struct bt_data ad[] = {
    BT_DATA_BYTES(BT_DATA_FLAGS, BT_LE_AD_NO_BREDR),
    BT_DATA_BYTES(BT_DATA_UUID16_ALL, 0xaa, 0xfe),
    BT_DATA_BYTES(BT_DATA_SVC_DATA16,
        0xaa, 0xfe, /* Eddystone UUID */
        0x10, /* Eddystone-URL frame type */
        0x00, /* Tx power */
        0x00, /* URL前缀 http://www. */
        'z','e','p','h','y','r', /* 自定义数据 */
        0x08) /* .org */
};

上述代码来自samples/bluetooth/beacon/src/main.c，定义了Eddystone协议的广播数据结构，包含UUID、帧类型和URL信息。

自定义数据格式设计

数据类型选择

根据蓝牙规范，常用自定义数据类型：

BT_DATA_MANUFACTURER_DATA（0xFF）：厂商自定义数据
BT_DATA_SVC_DATA16（0x16）：服务UUID关联数据

示例：温湿度传感器广播格式

字段	长度(字节)	说明
厂商ID	2	0xFFFF（测试用）
设备类型	1	0x01（温湿度传感器）
温度	2	小端格式，单位0.1°C
湿度	2	小端格式，单位0.1%
电池电压	2	单位mV

代码实现步骤

1. 定义自定义广播数据

#define VENDOR_ID 0xFFFF
#define DEVICE_TYPE_TEMP_HUM 0x01

static struct temp_hum_data {
    uint16_t vendor_id;
    uint8_t device_type;
    int16_t temperature; // 小端格式，实际值 = value / 10
    uint16_t humidity;   // 小端格式，实际值 = value / 10
    uint16_t battery_mv;
} __packed;

static struct temp_hum_data sensor_data = {
    .vendor_id = VENDOR_ID,
    .device_type = DEVICE_TYPE_TEMP_HUM,
};

static const struct bt_data ad[] = {
    BT_DATA_BYTES(BT_DATA_FLAGS, BT_LE_AD_NO_BREDR),
    BT_DATA(
        BT_DATA_MANUFACTURER_DATA,
        &sensor_data, sizeof(sensor_data)
    )
};

2. 启动广播

调用bt_le_adv_start启动非连接广播：

err = bt_le_adv_start(BT_LE_ADV_NCONN_IDENTITY, ad, ARRAY_SIZE(ad),
                      sd, ARRAY_SIZE(sd));

samples/bluetooth/beacon/src/main.c中实现了广播启动逻辑，返回值err为0表示成功。

3. 动态更新广播数据

使用bt_le_adv_update_data动态修改广播内容：

// 更新温度值（25.5°C）
sensor_data.temperature = 255; // 255 = 25.5 * 10
err = bt_le_adv_update_data(ad, ARRAY_SIZE(ad), sd, ARRAY_SIZE(sd));
if (err) {
    printk("Failed to update advertising data (err %d)\n", err);
}

调试与验证

广播数据监控

使用bt_monitor工具监控广播数据：

west build -b nrf52840dk_nrf52840 samples/bluetooth/beacon
west flash

连接开发板后，通过nRF Connect应用可观察到自定义广播数据。

常见问题排查

数据长度超限：单条广播数据最大31字节
端序问题：多字节数据需统一使用小端格式
类型错误：错误使用BT_DATA_NAME_COMPLETE等保留类型

函数原型	说明
`int bt_le_adv_start(...)`	启动广播
`int bt_le_adv_update_data(...)`	更新广播数据
`int bt_data_parse(...)`	解析接收到的广播数据

总结

通过Zephyr的蓝牙广播API，开发者可灵活实现自定义数据格式。关键步骤包括：

选择合适的数据类型（厂商数据或服务数据）
设计紧凑的二进制数据结构
使用bt_data数组组织广播内容
调用bt_le_adv_start启动广播

建议参考samples/bluetooth/encrypted_advertising等高级示例，实现加密广播等安全功能。

本文示例代码已通过nRF52840开发板验证，完整工程可基于samples/bluetooth/peripheral模板修改实现。

创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考

Zephyr RTOS的蓝牙低功耗广播数据：自定义数据格式