BLE廣告是藍牙低功耗技術的重要組成部分. 無論是發送天氣的信標, 地點, 或一個 健身追踪器 永久連接到主機 (手機或平板電腦), 這一切都始於一種廣告模式. 了解如何正確使用廣告可以降低功耗, 提高連接速度, 並提高藍牙廣告可靠性. BLE 廣告也是信標的關鍵, 在創建位置和跟踪方面變得越來越流行. 信標廣告的原理和用法本文也會涉及到.
低功耗藍牙有兩種通信方式. 第一個是使用廣告, BLE外圍設備向周圍的每個設備廣播數據包. 然後接收器可以操縱或連接此信息以接收更多信息. 藍牙信標 以這種方式交流, 他們只是傳輸數據包. 第二種方式是通過連接接收數據包, 其中外圍設備和中央設備都傳輸數據包. 由於以下原因，藍牙廣告是我們將重點關注的主題:
- 無廣告, 無法在兩個設備之間創建連接. 開發低功耗藍牙設備時首先需要定義廣告包的格式和數據.
- 很多BLE產品大部分時間都處於待命狀態, 他們只在需要時為廣告和連接而醒來. 這意味著廣告對用電量有很大影響.
- 用戶需要響應式產品, 廣告間距對於快速連接至關重要.
- 廣告是 Eddystone 的核心, 信標, 和其他信標.
廣告是朝著一個方向設計的. 沒有連接, 中央設備無法向外圍設備傳輸數據，而外圍設備可以向區域中的多個主機通告.
藍牙低功耗物理層
在討論如何發送 AD 包之前, 這裡有一些關於BLE物理層的知識你應該先學習. 物理實際上負責在空中發送信號. 這包括實際的射頻收音機.
低功耗藍牙和經典藍牙之間有一些相似之處. 它們都使用 2.4GHz 頻段和 1Mbps GFSK 調製, 但調製指數不同. 經典藍牙有 79 頻道, 而LE只有 40. 通道間距也不同. 這就是為什麼 BLE 和經典藍牙無法通信，因為它們不兼容.
藍牙的 2.4GHz 頻段從 2402MHz 擴展到 2480MHz. LE 使用的寬通道是 40 1以 2MHz 為間隔的 MHz.
頻道數 37, 38, 和 39 僅用於傳輸廣告數據包. 其餘的用於連接期間的數據交換. 需要注意的是，在最新的藍牙規範中, AD 擴展還允許使用其他渠道進行廣告, 但我們將首先關註三個主要渠道.
在 BLE 廣告期間, BLE 外設在三個廣播通道上依次發送相同的數據包. 掃描設備或信標的中央設備將偵聽這些通道上的廣告數據包, 這有助於它發現附近的設備.
頻道數 37, 38, 和 39 故意分佈在 2.4GHz 頻段. 如果任何人的廣告渠道被封鎖, 其他的可能仍然可用，因為它們被相當多的兆赫帶寬隔開. 尤其如此，因為大多數其他設備會干擾 BLE 成為窄帶. 廣播信道的寬間距有助於低功耗藍牙更好地管理來自 Wi-Fi 的干擾, 微波爐, 經典藍牙, 嬰兒監視器等, 確保廣告的成功.
BLE藍牙廣告間隔
當 BLE 外設處於發布模式時, 消息在每個發布通道上定期發送. 分組集之間的間隔可以是固定間隔或隨機延遲.
固定間隔範圍從 20ms 到 10.24 秒, 步長為 0.625ms. 隨機延遲從0ms自動添加到10ms. 這種隨機性有助於降低不同設備之間 AD 衝突的可能性 (如果他們有相同的掉率, 他們更容易乾擾). 我們提到尋找廣告至關重要, 所以避免衝突很重要.
您可能希望通過僅在一個或兩個通道而不是所有三個通道上做廣告來節省功耗，因為發送的每個數據包都有特定的成本, 這可以大大增加平均電流. 由於中斷，大多數公司不贊成這種方法. 如果您選擇的頻道被屏蔽, 您的設備將無法工作. 例如.
而且, AD 間隔與連接間隔分開. 因此，即使您的設備連接速度很慢, 一旦建立連接，您將不會被阻止快速發送數據.
即使有很寬的廣告間隔, 大多數設備使用以下指南:
- 小於 100 毫秒 – 對於非常激進的連接和短時間
- 100毫秒至 500 毫秒 – 大多數設備的快速廣告
- 1000毫秒至 2000 毫秒 – 適用於連接到網關且延遲不重要的設備
請注意，連接可能需要多個 AD 間隔. 實際上, 大多數設備創建了一個更複雜的廣告系統，該系統使用快速和慢速廣告模型. 因為用戶已經與設備進行了交互, 設備啟動或被告知以更快的速度開始播放廣告. 快速響應, 應該在有限的時間內完成.
經過預先設定的時間, 當沒有連接發生時, 設備切換到較慢的廣告速率, 它允許應用程序連接，但限制了功耗，因為用戶可能需要一些時間來連接.
廣告渠道PDU
AD 通道 PDU 本身俱有取決於 AD PDU 類型的有效負載. 該有效載荷有一個 6 字節的 AD 地址和可變數量的 AD 數據結構.
考慮到AD地址後 (這通常被稱為藍牙 MAC 地址, 雖然可以隨意改變), 我們留下了實際的 AD 數據結構 37-6 = 31 個字節. 這必須與長度一致, 類型, 和數據本身.
如你看到的, BLE包含大量數據, 這使您可以靈活地支持最適合您的產品的不同行為. 在最低級別, 廣告是 31 字節長，可以發布任意數量的不同內容.
BLE廣告包
藍牙規範對Ble中的頂層數據包定義了兩個數據單元. 包裝本身有幾個部分, 包括引導和訪問地址, 和兒童權利委員會.
AD 信道數據包數據單元由一個 2 字節的報頭和一個有效載荷組成， 6 至 37 個字節.
如下是幾種用於廣告的PDU:
- ADV_IND
也稱為 AD 指令 (ADV_IND), 外圍設備要求連接到任何中央設備 (那是, 不是特定的中央設備).
例如: 智能手錶請求連接到任何中央設備.
- ADV_DIRECT_IND
連接請求被定向到特定的中央設備.
例如: 智能手錶請求連接到特定的中央設備.
- ADV_NONCONN_IND
未連接的設備, 向任何收聽設備宣傳信息.
例如, 博物館中的信標用於確定與特定展覽的接近程度.
- ADV_SCAN_IND
通過掃描響應提供附加信息.
例子: 倉庫托盤信標, 允許中央設備請求有關托盤的附加信息.
在不建立長期連接的情況下廣播一般數據, 將 PDU 類型設置為 ADV_NONCONN_IND 或 ADV_SCAN_IND. 典型的信標將使用 ADV_NONCONN_IND.
藍牙廣告的接近範圍
藍牙廣告一般是廣播功能. 對於大多數藍牙移動設備, 第二種藍牙廣告的平均範圍是 15 米到 40 米. 就像許多無線傳輸一樣, 可達性, 大多數藍牙廣告的範圍和範圍取決於接收設備的個人便攜性和發射器功率水平. 然而, 隨著移動設備技術的進步, 距離越來越大 250 儀表，以便在智能手機和平板電腦等移動設備上正確接收信息. 選擇性隨著範圍的增加而降低, 因此，發射功率和接收器靈敏度的增加會減少接收器實際位置與廣播消息內容之間的上下文聯繫. 有幾種主要的藍牙廣告解決方案. 這通常是藍牙加密狗作為發射器硬件, 結合大多數 USB 連接的普通服務器功能. 嵌入式調度軟件通過加密狗傳輸到啟用的藍牙接收器. 由於藍牙接收模式需要電池供電, 它的分配取決於接收單元持有者是否準備好接收這個傳輸.
藍牙 藍牙廣告擴展 5.0
雖然藍牙 5.0 以其更長的電池續航里程和更高的數據吞吐量而聞名, 藍牙 5 的廣告擴展將有助於提供更好的體驗. BLE 廣告不只是發送廣告數據 3 廣告渠道, 它允許您將 AD 包鏈接在一起並使用 37 以前不攜帶廣告數據的其他渠道. 即使存在大量干擾，這也有助於獲取 AD 數據.
藍牙 5 還允許 AD 數據包包含 255 數據字節, 這比 37 藍牙中可能的數據包 4.0 通過藍牙 4.2. 這使它能夠在沒有連接的情況下獲取數據, 節省電力消耗.
藍牙廣告應用
- 廣播基於位置的優惠券
- 內容相關廣告
- 本地化信息
- 玩 & 音樂
- 內容要求
- 具體和有針對性的活動
BLE 信標和 ibeacon
如果不討論 Beacon，就不會完整地討論 BLE 廣告, 具體來說 蘋果的 iBeacon 標準.
信標是 BLE 外圍設備，僅使用廣告並且不允許連接. 不允許連接的原因是如果信標要建立連接, 廣告將不得不停止, 所以其他設備找不到信標. 發送數據包格式不一致. 程序 Apple 的 iBeacon 使用一種非常特殊的有效載荷格式.
這些 ibeacon 數據包使用基本的 BLE 格式. 讓我們來看看每一個.
AD 消息包含藍牙 MAC 地址和負載. 有效載荷由兩個 AD 結構組成, 第一個使用 Flags 數據類型提供一般信息, 第二個是蘋果特定的 iBeacon 信息.
IBeacon 數據類型
第二類廣告最重要. 第一個字節代表字節數, 0x1A 代表總共 26 個字節, 負載 25 個字節, 和一個字節的類型.
前兩個字節代表公司標識符. 最後兩個字節是信標通知指示符. 它們總是 0x02 和 0x15. 關鍵字段是 iBeacon 相鄰的 UUID, 唯一標識 iBeacon, 其次是主要和次要領域. 每個 iBeacon 都有唯一的 UUID，這樣 iPhone 應用程序就可以準確地知道它相對於一個或多個 ibeacon 的位置. 最後, 校準的 TX 功率也有一個補充 2, 可用於提高定位精度並了解信標的功率水平.
什麼是信標廣告?
燈塔廣告 (也被稱為 “信標營銷”) 是一種使用小廣告的廣告形式, 電池供電的發射器稱為信標，通過藍牙向移動設備發送短程信號. 使用該技術, 店主和其他人可以收集數據或提供個性化的, 向商店內或商店附近的人投放基於位置的廣告.
MOKO Beacon 藍牙廣告用例
MOKOBlue 結束了 16 多年證明 ibeacon 解決方案. 以下是一些有效使用藍牙信標廣告的方法.
- 室內廣告: 在當地超市瀏覽商品的購物者將收到有關他們最喜歡的品牌的優惠的移動通知. 房地產經紀人還將使用待售標誌上的信標向潛在買家提供房產詳細信息. 信標營銷使您能夠根據過去的行動和位置來定位移動促銷, 這使得收件人更有可能採取行動.
- 個性化廣告: 廣告商可以將信標與鄰近營銷相結合. 這種類型的集成提供了有關購物者行為的更多數據. 所以當有人進店時, 您可以立即接收, 根據過去的瀏覽或購買行為提供建議, 通過移動通知提供有針對性的交易, 或相應地改進您的銷售策略. 信標還可以幫助組織者識別最繁忙的攤位，並通過自動註冊和註冊提醒人們附近發生的事情，從而幫助活動更順利地進行.
- 無縫簽到: 廣告商還可以利用與定位技術的集成，通過檢測一個人的位置來進行簽到. 您還可以使用信標向需要更多鼓勵購買的人投放重定向廣告.
