一、蓝牙广播的介绍

1.广播

        广播是两个设备之间建立联系的一个基础，广播设备周期性地发出广播，如果扫描设备接收到了广播且向广播设备发出了扫描请求，广播设备就会发出扫描响应（提供更多的信息），如果扫描者发起连接请求，二者就会建立BLE连接。

        就好比你一直给别人发餐厅传单（广播），但是一般没人接你的传单，有人接传单的话（扫描请求），你就会愿意和他介绍饭菜信息（扫描响应），最后他心动了，请你带他去你们餐厅吃饭（链接请求）。呵呵呵我真是举例子的天才！

        流程：设备广播时通过GAP层配置广播的参数和格式，L2CAP封装广播数据（转成LL层能识别的数据格式），HCI层主机给控制器下发广播命令，LL层生成一些广播帧，PHY层（即硬件层）将数字信号转为射频信号并发射出去。

了解一下：

        蓝牙总共有40个信道，其中有三个广播信道（37,38,39）和37个数据信道，频道范围从2404MHz到2484MHz。

2.广播包

广播设备一直广播的内容其实就是广播包，也就是你发的传单。

广播包的格式如下：

访问地址（Access Address）：

固定为 0x8E89BED6（4 字节），用于标识这是一个 BLE 广播包，让扫描设备能识别。

报头（Header 1）：控制广播的 “类型与身份”。

注：这报头对应后面代码esp_ble_adv_params_t 的配置

  • PDU Type（bit0~bit3）：广播类型，例如：
    • 0000 = ADV_IND（可连接通用广播，对应代码中 ADV_TYPE_IND）
    • 0010 = ADV_NONCONN_IND（不可连接广播）
  • TxAdd（bit6）：发送地址类型（0 = 公有地址（厂商规定），1 = 随机地址（每次开机后可能会变））。
  • RxAdd（bit7）：接收地址类型（广播时为 0，因为是向所有设备发送）。

长度字段（Header 2）：控制包的大小

这 1 字节定义了 PDU 的总长度：

length（bit0~bit5）：PDU 长度 = 自身地址（6 字节） + 有效载荷（0-31 字节），所以范围是 6-37 字节。（不包含CRC校验）

PDU（协议数据单元）：广播的核心内容

PDU 由两部分组成：

  • 自身地址（6 字节）：设备的 BLE MAC 地址 [ 公有或随机 ( 由TxAdd说明 ) ]，扫描方通过这个地址识别设备。
  • 有效载荷（Payload，0-31 字节）：这就是我们在代码中通过 esp_ble_adv_data_t 配置的 广播数据（Adv Data），也是最重要的数据

3. 广播数据

        广播数据里面包含若干个广播结构体，蓝牙规范里面称为AD Structure。如下

        每个结构体里面有三部分，分别是长度（一字节）、类型（一字节）、内容（n字节），其中，长度部分所标示的数据是类型的长度加上内容的长度，即n+1。

        举个例子（如下图），第一个结构体里面的长度是0x04，说明后面的类型加上数据总共有四个字节。

        广播数据总共最多能够有31个字节，如果所需的字节数不超过31个，后面会自动补零 。

        我们如果想知道广播结构体里面的数据的具体含义，需要知道它的类型是什么含义，下面是我们一些常用到的类型：

        这些类型在蓝牙协议规范的文档中都有说明，大家可以自行上网寻找文档查阅。

以下面为例：

        这样广播包就一定程度包含了广博设备的一些基础信息，但是有人就会问了：广播数据只有31字节，会不会不够用呢？那那一些放不下的数据咋办？

        别担心，只要思想不滑坡，办法总比困难多。前面提到 “ 如果扫描设备接收到了广播且向广播设备发出了扫描请求，广播设备就会发出扫描响应（提供更多的信息）”，这里的扫描响应就是用来提供在广播数据里放不下的数据和信息的，这里是广播的内容，具体事情我们后面在谈。

二、广播的代码实现

        在代码实现部分，我们主要是调用主机层的API进行驱动，而在广播流程中，在主机层中参与广播的有GAP层和L2CAP层，但是L2CAP层只负责广播数据的封装，不涉及广播参数的配置，所以我们需要学习的是GAP层的一些函数

        而开启蓝牙广播主要有下列步骤：初始化，配置广播参数和广播数据，GAP层操作

1.初始化

    esp_err_t ret = nvs_flash_init();
    if (ret == ESP_ERR_NVS_NO_FREE_PAGES || ret == ESP_ERR_NVS_NEW_VERSION_FOUND) {
        ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_erase());
        ret = nvs_flash_init();
    }
    ESP_ERROR_CHECK(ret);

    ESP_ERROR_CHECK(esp_bt_controller_mem_release(ESP_BT_MODE_CLASSIC_BT));


    // 初始化蓝牙控制器
    esp_bt_controller_config_t bt_cfg = BT_CONTROLLER_INIT_CONFIG_DEFAULT();
    ret = esp_bt_controller_init(&bt_cfg);
    if (ret != ESP_OK) {
        // ESP_LOGE(GAP_TAG, "初始化蓝牙控制器失败，错误码: 0x%x", ret);
        return;
    }

    // 启用 BLE 模式
    ret = esp_bt_controller_enable(ESP_BT_MODE_BLE);
    if (ret != ESP_OK) {
        //  ESP_LOGE(GAP_TAG, "启用蓝牙控制器失败，错误码: 0x%x", ret);
        return;
    }

    // 初始化 Bluedroid 协议栈
    ret = esp_bluedroid_init();
    if (ret != ESP_OK) {
        //   ESP_LOGE(GAP_TAG, "初始化 Bluedroid 失败，错误码: 0x%x", ret);
        return;
    }

    // 启用 Bluedroid 协议栈
    ret = esp_bluedroid_enable();
    if (ret != ESP_OK) {
        //  ESP_LOGE(GAP_TAG, "启用 Bluedroid 失败，错误码: 0x%x", ret);
        return;
    }

主要流程是：NVS 初始化 → 蓝牙控制器初始化 → BLE 模式启用 → 协议栈初始化。这里学会调用这些函数就可以了。

2.配置广播相应参数和广播数据

​
// ========================== 基础配置项 ==========================
// 蓝牙设备名称（广播包中会包含该名称，手机扫描时可直接看到）
#define DEVICE_NAME "ESP32_BLE"

// 自定义服务UUID（2字节，BLE广播中用于标识设备提供的服务类型）
// 注意：此处为16位UUID，若需使用128位UUID需改为16字节数组
static uint8_t service_uuid[] = {0x00, 0xFF};

// 厂商自定义数据（广播包中携带的厂商私有数据，格式：厂商ID + 自定义数据）
// 组成说明：
// - 前2字节：厂商ID（0x1234，BLE要求小端存储，所以实际是0x34, 0x12）
// - 后1字节：自定义数据（0x01，示例表示版本1.0）
static uint8_t manufacturer_data[] = {0x34, 0x12, 0x01};

// ========================== 广播参数配置 ==========================
// BLE广播参数结构体（控制广播的行为：间隔、类型、通道等）
esp_ble_adv_params_t adv_params = {
    .adv_int_min = 0x20,    // 最小广播间隔（单位：0.625ms）→ 0x20*0.625ms = 20ms
    .adv_int_max = 0x40,    // 最大广播间隔（单位：0.625ms）→ 0x40*0.625ms = 40ms
                            // 说明：实际广播间隔会在min~max之间随机，降低同频干扰
    .adv_type = ADV_TYPE_IND,       // 广播类型：ADV_TYPE_IND（可连接的非定向广播）
                                    // 常用类型：
                                    // - ADV_TYPE_IND：可连接、非定向（手机可扫描+连接）
                                    // - ADV_TYPE_NONCONN_IND：不可连接（仅广播，无法连接）
    .channel_map = ADV_CHNL_ALL,    // 广播通道：ADV_CHNL_ALL（37/38/39全通道广播）
                                    // BLE广播固定使用3个通道，全通道保证兼容性
    .adv_filter_policy = ADV_FILTER_ALLOW_SCAN_ANY_CON_ANY // 广播过滤策略
                                    // 此处表示：允许任意设备扫描、任意设备连接
};

// ========================== 广播数据配置 ==========================
// BLE广播数据包配置（控制广播包中携带的内容：设备名、UUID、厂商数据等）
// 触发：调用esp_ble_gap_config_adv_data()后，会触发ESP_GAP_BLE_ADV_DATA_SET_COMPLETE_EVT事件
esp_ble_adv_data_t adv_data = {
    .set_scan_rsp = false,  // 是否为扫描响应包：false（主广播包）、true（扫描响应包）
                            // 说明：主广播包长度有限（31字节），扫描响应包可补充更多数据
    .include_name = true,   // 是否在广播包中包含设备名称：true（包含）
    .include_txpower = NULL,// 是否包含发射功率：NULL（不包含）
    .min_interval = 0,      // 最小连接间隔（仅连接模式有效，广播模式下无意义）
    .max_interval = 0,      // 最大连接间隔（仅连接模式有效，广播模式下无意义）
    .appearance = 0,        // 设备外观（用于标识设备类型，如手环、耳机等）
                            // 0表示无特殊外观，可选值参考：https://www.bluetooth.com/specifications/assigned-numbers/appearance/
    // ---------------- 厂商数据配置（关键错误点） ----------------
    .manufacturer_len = 0,  // ★ 错误：厂商数据长度应设为sizeof(manufacturer_data)=3
                            // 此处设为0会导致厂商数据无法被广播
    .p_manufacturer_data = manufacturer_data, // 厂商数据指针（指向上面定义的数组）
    // ---------------- 服务数据配置（关键错误点） ----------------
    .service_data_len = sizeof(manufacturer_data), // ★ 错误：服务数据未使用，应设为0
    .p_service_data = NULL, // 服务数据指针（未使用，设为NULL）
    // ---------------- 服务UUID配置（关键错误点） ----------------
    .service_uuid_len = 16, // ★ 错误：service_uuid是2字节，应设为sizeof(service_uuid)=2
                            // 设为16会导致UUID解析异常
    .p_service_uuid = service_uuid, // 服务UUID指针（指向上面定义的数组）
    // ---------------- 广播标志位 ----------------
    .flag = (ESP_BLE_ADV_FLAG_GEN_DISC | ESP_BLE_ADV_FLAG_BREDR_NOT_SPT),
                            // 广播标志：
                            // - ESP_BLE_ADV_FLAG_GEN_DISC：通用可发现模式（手机能扫描到）
                            // - ESP_BLE_ADV_FLAG_BREDR_NOT_SPT：不支持经典蓝牙（仅BLE）
};

​
    adv_data定义广播包里面装什么数据（设备名、UUID等）
 adv_params定义广播包怎么发（间隔、类型、通道等）

3.GAP层

/**
 * @brief BLE GAP层事件回调函数
 * @param event 触发的GAP事件类型（如广播数据配置完成、广播启动完成等）
 * @param param 事件对应的参数结构体，包含事件结果、状态码等信息
 * @note ESP32 BLE的GAP操作均为异步触发，所有结果通过此回调函数返回
 */
void esp_gap_cb(esp_gap_ble_cb_event_t event, esp_ble_gap_cb_param_t *param) {
    // 存储函数调用返回值，用于判断操作是否成功
    esp_err_t ret;

    // 根据不同的GAP事件类型执行对应处理逻辑
    switch (event) {
        // 事件：广播数据配置完成（调用esp_ble_gap_config_adv_data后触发）
        case ESP_GAP_BLE_ADV_DATA_SET_COMPLETE_EVT:
            // 配置完广播数据后，立即启动BLE广播
            ret = esp_ble_gap_start_advertising(&adv_params);
            break;

        // 事件：广播启动操作完成（调用esp_ble_gap_start_advertising后触发）
        case ESP_GAP_BLE_ADV_START_COMPLETE_EVT:
            // 检查广播启动状态：失败/成功分支处理
            if (param->adv_start_cmpl.status != ESP_BT_STATUS_SUCCESS) {
                // 广播启动失败，param->adv_start_cmpl.status为错误码
            } else {
                // 广播启动成功，设备开始对外发送BLE广播包
            }
            break;

        // 事件：广播停止操作完成（调用esp_ble_gap_stop_advertising后触发）
        case ESP_GAP_BLE_ADV_STOP_COMPLETE_EVT:
            // 检查广播停止状态：失败/成功分支处理
            if (param->adv_stop_cmpl.status != ESP_BT_STATUS_SUCCESS) {
                // 广播停止失败，param->adv_stop_cmpl.status为错误码
            } else {
                // 广播已成功停止，设备不再发送广播包
            }
            break;

        // 其他未处理的GAP事件（如扫描请求、连接请求等）
        default:
            break;
    }
}

/**
 * @brief 初始化BLE GAP（通用访问配置文件）功能
 * @return esp_err_t 初始化结果：ESP_OK表示成功，其他值为错误码
 * @note 该函数完成两大核心操作：设置设备名称、配置广播数据包
 */
esp_err_t gap_init(void) {
    // 存储函数调用返回值，用于判断每一步操作是否成功
    esp_err_t ret;

    // 第一步：设置BLE设备名称（广播包中会携带此名称，手机扫描时可见）
    ret = esp_ble_gap_set_device_name(DEVICE_NAME);
    // 设备名称设置失败则直接返回错误码，终止初始化流程
    if (ret != ESP_OK) {
        return ret;
    }

    // 第二步：配置BLE广播数据包内容（如设备名、UUID、厂商数据等）
    // 调用后会异步触发ESP_GAP_BLE_ADV_DATA_SET_COMPLETE_EVT事件
    ret = esp_ble_gap_config_adv_data(&adv_data);
    // 广播数据配置失败仅记录状态，不终止流程（可根据需求修改为return ret）

    // GAP初始化核心步骤完成，返回成功
    return ESP_OK;
}

每调用一个 GAP 层 API（如配置广播、启动广播、设置设备名），系统完成该操作后就会触发对回调函数；

完整代码如下：（这是完整的正确的代码，修改过的，前面的代码有小纰漏）

​
​
#include "ble_ad.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "sdkconfig.h"
#include <stdint.h>
#include <string.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdio.h>
#include <inttypes.h>
#include "nvs.h"
#include "nvs_flash.h"
#include "esp_bt_main.h"
#include "esp_timer.h"
#include "esp_bt.h"
#include "esp_gap_ble_api.h"
#include "esp_log.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
// GAP 相关日志标签
#define GAP_TAG "GAP_BLE_demo"

// ========================== 基础配置项 ==========================
// 蓝牙设备名称（广播包中会包含该名称，手机扫描时可直接看到）
#define DEVICE_NAME "ESP32_BLE"

// 自定义服务UUID（2字节，BLE广播中用于标识设备提供的服务类型）
// 注意：此处为16位UUID，若需使用128位UUID需改为16字节数组
static uint8_t service_uuid[] = {0x00, 0xFF};

// 厂商自定义数据（广播包中携带的厂商私有数据，格式：厂商ID + 自定义数据）
// 组成说明：
// - 前2字节：厂商ID（0x1234，BLE要求小端存储，所以实际是0x34, 0x12）
// - 后1字节：自定义数据（0x01，示例表示版本1.0）
static uint8_t manufacturer_data[] = {0x34, 0x12, 0x01};

// ========================== 广播参数配置 ==========================
// BLE广播参数结构体（控制广播的行为：间隔、类型、通道等）
esp_ble_adv_params_t adv_params = {
    .adv_int_min = 0x20,    // 最小广播间隔（单位：0.625ms）→ 0x20*0.625ms = 20ms
    .adv_int_max = 0x40,    // 最大广播间隔（单位：0.625ms）→ 0x40*0.625ms = 40ms
                            // 说明：实际广播间隔会在min~max之间随机，降低同频干扰
    .adv_type = ADV_TYPE_IND,       // 广播类型：ADV_TYPE_IND（可连接的非定向广播）
                                    // 常用类型：
                                    // - ADV_TYPE_IND：可连接、非定向（手机可扫描+连接）
                                    // - ADV_TYPE_NONCONN_IND：不可连接（仅广播，无法连接）
    .channel_map = ADV_CHNL_ALL,    // 广播通道：ADV_CHNL_ALL（37/38/39全通道广播）
                                    // BLE广播固定使用3个通道，全通道保证兼容性
    .adv_filter_policy = ADV_FILTER_ALLOW_SCAN_ANY_CON_ANY // 广播过滤策略
                                    // 此处表示：允许任意设备扫描、任意设备连接
};

// ========================== 广播数据配置 ==========================
// BLE广播数据包配置（控制广播包中携带的内容：设备名、UUID、厂商数据等）
// 触发：调用esp_ble_gap_config_adv_data()后，会触发ESP_GAP_BLE_ADV_DATA_SET_COMPLETE_EVT事件
esp_ble_adv_data_t adv_data = {
    .set_scan_rsp = false,  // 是否为扫描响应包：false（主广播包）、true（扫描响应包）
                            // 说明：主广播包长度有限（31字节），扫描响应包可补充更多数据
    .include_name = true,   // 是否在广播包中包含设备名称：true（包含）
    .include_txpower = NULL,// 是否包含发射功率：NULL（不包含）
    .min_interval = 0,      // 最小连接间隔（仅连接模式有效，广播模式下无意义）
    .max_interval = 0,      // 最大连接间隔（仅连接模式有效，广播模式下无意义）
    .appearance = 0,        // 设备外观（用于标识设备类型，如手环、耳机等）
                            // 0表示无特殊外观，可选值参考：https://www.bluetooth.com/specifications/assigned-numbers/appearance/
    // ---------------- 厂商数据配置（关键错误点） ----------------
    .manufacturer_len = 0,  // ★ 错误：厂商数据长度应设为sizeof(manufacturer_data)=3
                            // 此处设为0会导致厂商数据无法被广播
    .p_manufacturer_data = manufacturer_data, // 厂商数据指针（指向上面定义的数组）
    // ---------------- 服务数据配置（关键错误点） ----------------
    .service_data_len = sizeof(manufacturer_data), // ★ 错误：服务数据未使用，应设为0
    .p_service_data = NULL, // 服务数据指针（未使用，设为NULL）
    // ---------------- 服务UUID配置（关键错误点） ----------------
    .service_uuid_len = 16, // ★ 错误：service_uuid是2字节，应设为sizeof(service_uuid)=2
                            // 设为16会导致UUID解析异常
    .p_service_uuid = service_uuid, // 服务UUID指针（指向上面定义的数组）
    // ---------------- 广播标志位 ----------------
    .flag = (ESP_BLE_ADV_FLAG_GEN_DISC | ESP_BLE_ADV_FLAG_BREDR_NOT_SPT),
                            // 广播标志：
                            // - ESP_BLE_ADV_FLAG_GEN_DISC：通用可发现模式（手机能扫描到）
                            // - ESP_BLE_ADV_FLAG_BREDR_NOT_SPT：不支持经典蓝牙（仅BLE）
};
/**
 * @brief BLE GAP层事件回调函数
 * @param event 触发的GAP事件类型（如广播数据配置完成、广播启动完成等）
 * @param param 事件对应的参数结构体，包含事件结果、状态码等信息
 * @note ESP32 BLE的GAP操作均为异步触发，所有结果通过此回调函数返回
 */
void esp_gap_cb(esp_gap_ble_cb_event_t event, esp_ble_gap_cb_param_t *param) {
    // 存储函数调用返回值，用于判断操作是否成功
    esp_err_t ret;

    // 根据不同的GAP事件类型执行对应处理逻辑
    switch (event) {
        // 事件：广播数据配置完成（调用esp_ble_gap_config_adv_data后触发）
        case ESP_GAP_BLE_ADV_DATA_SET_COMPLETE_EVT:
            // 配置完广播数据后，立即启动BLE广播
            ret = esp_ble_gap_start_advertising(&adv_params);
            break;

            // 事件：广播启动操作完成（调用esp_ble_gap_start_advertising后触发）
        case ESP_GAP_BLE_ADV_START_COMPLETE_EVT:
            // 检查广播启动状态：失败/成功分支处理
            if (param->adv_start_cmpl.status != ESP_BT_STATUS_SUCCESS) {
                // 广播启动失败，param->adv_start_cmpl.status为错误码
            } else {
                // 广播启动成功，设备开始对外发送BLE广播包
            }
            break;

            // 事件：广播停止操作完成（调用esp_ble_gap_stop_advertising后触发）
        case ESP_GAP_BLE_ADV_STOP_COMPLETE_EVT:
            // 检查广播停止状态：失败/成功分支处理
            if (param->adv_stop_cmpl.status != ESP_BT_STATUS_SUCCESS) {
                // 广播停止失败，param->adv_stop_cmpl.status为错误码
            } else {
                // 广播已成功停止，设备不再发送广播包
            }
            break;

            // 其他未处理的GAP事件（如扫描请求、连接请求等）
        default:
            break;
    }
}

/**
 * @brief 初始化BLE GAP（通用访问配置文件）功能
 * @return esp_err_t 初始化结果：ESP_OK表示成功，其他值为错误码
 * @note 该函数完成两大核心操作：设置设备名称、配置广播数据包
 */
esp_err_t gap_init(void) {
    // 存储函数调用返回值，用于判断每一步操作是否成功
    esp_err_t ret;

    // 第一步：设置BLE设备名称（广播包中会携带此名称，手机扫描时可见）
    ret = esp_ble_gap_set_device_name(DEVICE_NAME);
    // 设备名称设置失败则直接返回错误码，终止初始化流程
    if (ret != ESP_OK) {
        return ret;
    }

    // 第二步：配置BLE广播数据包内容（如设备名、UUID、厂商数据等）
    // 调用后会异步触发ESP_GAP_BLE_ADV_DATA_SET_COMPLETE_EVT事件
    ret = esp_ble_gap_config_adv_data(&adv_data);
    // 广播数据配置失败仅记录状态，不终止流程（可根据需求修改为return ret）

    // GAP初始化核心步骤完成，返回成功
    return ESP_OK;
}

void system_run() {
    // 初始化 NVS
    esp_err_t ret = nvs_flash_init();
    if (ret == ESP_ERR_NVS_NO_FREE_PAGES || ret == ESP_ERR_NVS_NEW_VERSION_FOUND) {
        ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_erase());
        ret = nvs_flash_init();
    }
    ESP_ERROR_CHECK(ret);

    ESP_ERROR_CHECK(esp_bt_controller_mem_release(ESP_BT_MODE_CLASSIC_BT));


    // 初始化蓝牙控制器
    esp_bt_controller_config_t bt_cfg = BT_CONTROLLER_INIT_CONFIG_DEFAULT();
    ret = esp_bt_controller_init(&bt_cfg);
    if (ret != ESP_OK) {
        // ESP_LOGE(GAP_TAG, "初始化蓝牙控制器失败，错误码: 0x%x", ret);
        return;
    }

    // 启用 BLE 模式
    ret = esp_bt_controller_enable(ESP_BT_MODE_BLE);
    if (ret != ESP_OK) {
        //  ESP_LOGE(GAP_TAG, "启用蓝牙控制器失败，错误码: 0x%x", ret);
        return;
    }

    // 初始化 Bluedroid 协议栈
    ret = esp_bluedroid_init();
    if (ret != ESP_OK) {
        //   ESP_LOGE(GAP_TAG, "初始化 Bluedroid 失败，错误码: 0x%x", ret);
        return;
    }

    // 启用 Bluedroid 协议栈
    ret = esp_bluedroid_enable();
    if (ret != ESP_OK) {
        //  ESP_LOGE(GAP_TAG, "启用 Bluedroid 失败，错误码: 0x%x", ret);
        return;
    }


    // 注册 GAP 回调（放在广播配置前）
    ret = esp_ble_gap_register_callback(esp_gap_cb);
    if (ret != ESP_OK) {
        //   ESP_LOGE(GAP_TAG, "注册 GAP 回调失败，错误码: 0x%x", ret);
        return;
    }

    // 初始化 GAP 广播
    ret = gap_init();
    if (ret != ESP_OK) {
        //  ESP_LOGE(GAP_TAG, "GAP 初始化失败");
        return;
    }
    // 主循环
    while (1) {
        vTaskDelay(10);
    }
}

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