BLE分析仪讲解（BLE广播包讲解）

前言：

WCH-BLE 分析仪（WCH-BLEAnalyzer）是一款多用途的BLE 开发和测试工具。主要用于监听BLE 广播通道数据包或连接设备之间的通信，并通过PC软件(BleAnalyzer.exe)对数据包进行分析，最终以一种简明的方式显示给用户。

BLE分析仪的功能特点手册在下载PC软件时已附录，相应工具和使用说明见链接：https://www.wch.cn/downloads/WCH_BLEAnalyzer_zip.html 这里主要提供BLE分析仪具体使用说明。

一、广播包

BLE分析仪插在电脑上，然后打开官网提供的软件，打开如图所示：

 

补充：

①SCAN_REQ： 扫描请求，由主设备（MASTER DEVICE）向从设备（SLAVE DEVICE）发出，目的是为了获得从设备的响应以得到更多的从设备
广播数据信息（包括设备名字，或者服务UUID，及其它如厂家特定格式的信息（如硬件版本，软件版本号，设备系列号等等）
②SCAN_RSP:  从设备对就主设备发起的SCAN_REQ的响应，作为广播包的补充，从设备可以给主设备更多的广播数据，比如说，有些设备在广播包里面没有设备名字，这个时候就可以把设备名字放在这个包里面发给主设备

二、连接包

使用主机设备连接从机设备，此时若分析仪在广播通道监听到“连接请求包”后，则会开始跟踪连接通信，可抓取到连接通信的数据，如下图所示：

 

抓取到黄色的包及为我们所需要的连接包，如果设备已成功建立连接而我们没有抓到包，则需将设备断开重新建立连接，直到BLE分析仪可以抓取到连接包。

CONNECT_REQ，这是连接包之前必须有的一个包，具体含义：主设备向从设备发出连接请求。至此连接建立完成（从设备不会响应这个请求），如果从设备没有连接上面的问题的话，以后主从双方会开始相互交换有效数据（基于GAP,GATT及SMP协议）或者交换空包。CONNECT_REQ固定4个字节和内容（0x8e89bed6)的存取地址，BLE 芯片使用这个固定的地址作为广播通道的BLE数据接收。我们在检查连接包之前都是找这个包。包里面包含了一个重要信息：Interval = 0x24，及间隔为36。

 

主机在给从机发送一个包后，从机会在连接间隔的时间内返回一个应答包；如果从机没有返回应答包，主机会重新发送包给从机，直到从机返回OK。

刚建立连接时，连接包为粉色的，这些是属于蓝牙底层的协议解析。

Time(us)：8020186为绝对时间，可以使用最后断开的时间减去CONNECT_REQ的时间，即为主从机连接的时间；（+37940）为连接间隔，此时的连接间隔为37940us。建立连接的参数更新时，连接间隔也会跟着更新，这里也可以抓出相应的数据。

Channel：连接的通道。BLE分析仪监听的广播通道是37（0x25），可手动选择在37、38、39任意通道进行监听。建立连接后，主机和从机交互数据是在0~36通道进行的。

Access Address：接入地址有两种类型：广播接入地址和数据接入地址。

广播接入地址：固定为0x8E89BED6，在广播、扫描、发起连接时使用。

数据接入地址：随机值，不同的连接有不同的值。在连接建立之后的两个设备间使用。

Direction：M->S = 主机发给从机，S->M = 从机发给主机；

Data Type：发送的数据类型；

LL Opcode：控制包；

LL FEATURE REQ：数据包；

CRC：循环冗余码校验；

RSSI(dBm)：信号强度。

三、主机从机交流内容解析

1、

①LL Opcode（粉色包）属于控制包；L2CAP Header（棕色包）属于数据包

如上图四个黄包：①主机先给从机发送控制层的协议；②从机给主机发送加密请求；③主机没有给从机发送加密后的数据包；④从机给主机返回刚开始控制层的应答包。

②这里再看一点关于连接间隔：第一行绿包中Interval为0x28，换算十进制是40，再切换为时间是50ms（= 40×1.25ms）。我们查看第二次M->S&S->M之和，为50039us。

2、

这里重点看一下ACK Status，我们发现主机给从机发送一个包后，主机又给从机发送了一个数据包，从机才作了应答。这是因为主机给从机发送的第一个包有问题，从机没有收到，所以主机需要重新发送一次，也就是Retry，然后从机给了应答。

3、

 

这个包的内容是我们从机给主机传递的数据，为0x77、0x88、0x99，程序如下：

 

4、筛选

 

我们可以根据已知内容对广播包或者连接包进行筛选，这里以MAC地址筛选为例。输入已知需要解析的MAC地址，添加并且勾选条件显示区的内容，然后筛选。我们可以看到上述的广播包均为我们所需要的包内容，更方便解析。MAC地址的筛选仅对广播包有效。

四、小结

BLE分析仪主要是对蓝牙的广播包或者连接包进行抓取以及简要解析，上述是提供了一些基本概念和工具的简要介绍，具体的解析需要根据蓝牙协议规范对每一个包去进行分析。

附：