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BLE配网在IOS系统上绑定问题分析和解决.... 0

背景介绍.... 2

问题排查和分析.... 2

进一步分析.... 3

解决方案.... 4

总结回溯.... 5

背景介绍

       BLE配网在这里特指BLE设备和手机端进行BLE的connect连接，不包括其他认证，绑定等流程，按照要求也不应该存在其他动作和行为。

       在使用手机测试BLE配网的过程中，安卓系统的手机连接BLE完全正常，连接后可以进入正常的测试。但是IOS系统连接BLE过程中，手机端出现绑定请求弹框，由于APP不支持绑定相关业务，点击绑定后可以绑定成功，但是正常业务异常，如果取消绑定，那么设备不断请求绑定，最后因为没有绑定导致离网。

问题排查和分析

       从问题现象看，IOS系统上出现绑定的弹窗提示，说明设备端发起了绑定请求。但是相同的设备为什么在安卓系统上不存在这个绑定请求？在BLE连接过程中，IOS会发送特殊的数据导致这个奇怪的操作吗？

       对此，在IOS进行BLE连接时，使用hcidump进行抓包（BLE Host和controler之间的HCI数据通信），部分数据如下。Host端即主机的Bluez程序给controler发送smp请求，要求发送认证的请求，使用secureConnection方式进行绑定。从HCI协议看，并没有其他异常的数据，导致这个行为。

       同样情况下，使用安卓手机并不会出现上述的请求数据。通过安卓手机和IOS手机配网时候设备端的log分析，IOS手机配网出现如下打印，定位到具体代码如下。从代码看，如果检测到设备加密等级较低，但是实际需要绑定的情况下，设备自动调整加密等级。在加密等级较低的情况下，正常情况不能进行绑定。

       理论上如果需要设备绑定，必须设置合适的加密等级，因此可以将这部分代码进行屏蔽处理。代码重新编译后再次测试验证，HCI抓包看这个认证请求已经不会再次发起，但是后面还是会不断发起绑定请求，且每隔几秒发起一次，直到IOS手机断开连接。

       BLE设备的controler发送一个错误的回复Insufficient Authentication（身份验证不足），然后进行配对的请求（BLE无线发送），但是Host回复BLE配对不支持（Host已关闭配对功能）。这个过程每隔几秒进行一次，当然结果肯定都是失败，因为Host不支持配对。从这个信息可以初步判断，BLE设备对IOS手机进行某些数据请求，但是由于IOS手机回复身份验证不足的信息，从而触发BLE设备对IOS手机进行身份认证请求。

进一步分析

       对BLE设备对IOS手机进行认证绑定的情况，有了初步的判断和猜想，因此需要借助对BLE进行空口报文抓取和分析。为了方便理解，下面对BLE设备和IOS数据交互进行分析，需要注意BLE设备作为BLE的Slave（从机），IOS手机作为BLE的主机（master）。

       设备连接成功后对IOS手机进行电池电量请求，由于设备和手机没有绑定，所以手机回复设备身份认证不足。设备收到IOS的回复信息后，对手机进行加密请求，但是由于设备不支持绑定，最后流程终止。对于正常流程来说，设备和IOS手机应该打开绑定功能，进行绑定完成后，该流程不会存在问题。但是对于BLE配网功能来说，协议上明确要求不进行BLE绑定，因此IOS手机也不支持该功能。

       从无线抓包分析看，IOS手机和设备进行了很多BLE协议交互，但是抓包器无法解析对应信息内容。从设备进行电池电量请求这个行为看，这些数据请求中，必定有相关信息触发了设备的这个行为（同样情况安卓手机不会触发）。所以从上诉的情况分析看，最简单方式还是从这个电池电量请求入手进行修改，从业务角度看，设备端也无需关心手机端的电池电量。

解决方案

为了兼容性和修复的安全性考虑，采用已有的模块（IOS手机APP开发认可的BLE模块）进行BLE配网测试验证。从无线抓包看，已有模块确实没有相关流程，不会请求IOS手机上的电池电量，因此也没有加密认证请求相关的内容。

       通过上诉的综合分析，BLE设备上的电池电量请求进行修改即可。如果后期设备作为主机情况下，电池电量采集可能是一个需要使用的功能。因此，这个地方可能需要根据不同的产品形态进行对应的修改。

       设备端修改后，不再进行电池电量请求，因此不会去进行加密认证情况，设备和手机可以正常的connect，然后进行业务数据交互。

总结回溯

       设备和IOS设备绑定问题主要通过上述2个点进行修改来适配BLE配网。

1. 修改设备加密等级低的情况下，不再自动提升加密等级；
2. 设备不会主动请求IOS手机上的电池电量信息，避免触发认证加密；

通过上诉问题的分析，BLE配网在协议制定中需要充分的评估和确认。从原理上来说，通过屏蔽设备的某些功能来满足当前功能，并非一个合适的方案。

从问题定位看，在BLE开发过程中，我们可以充分的借助工具来进行问题定位，包括Hcidump，抓取无线报文，串口log等手段。