【0x0009】HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令全面解析

HCI_LE_Set_Scan_Response_Data 是低功耗蓝牙（Bluetooth Low Energy, BLE）协议栈中的一个 Host Controller Interface (HCI) 命令，用于设置设备在广播过程中的扫描响应数据。这个命令允许设备在被其他设备扫描时，除了广播固定的广播数据外，还可以发送额外的扫描响应数据。这对于提供更丰富的设备信息或动态内容非常有用。

一、命令概述

HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令是BLE协议中一个重要的命令，它允许设备在广播过程中动态地更新其扫描响应数据。通过仔细选择包含哪些信息，设备可以提供对扫描设备有用的额外信息，同时遵守蓝牙规范的规定。

BLUETOOTH CORE SPECIFICATION Version 5.4 | Vol 4, Part E page 2357

命令用途：此命令用于提供在包含数据字段的扫描包（Scanning Packets）中使用的数据。
数据内容：扫描响应数据（Scan_Response_Data）的“重要部分”应该被传输在扫描包中。这里的“重要部分”指的是根据蓝牙核心规范卷3（Vol 3）C部分第11节所定义的内容。蓝牙规范中的广播和扫描响应数据格式研究-CSDN博客
执行：执行该命令后，BLE设备将更新其扫描响应数据。当其他BLE设备扫描到该设备时，如果请求扫描响应数据，则接收到的将是这里设置的数据。

在BLE环境中，当HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令被用来更新扫描响应数据时，控制器（Controller）允许设备在广播过程中动态地更新其扫描响应数据，同时也为未设置扫描响应数据的情况提供了默认值。对于开发者和设备制造商来说是非常重要的，因为他们可以依赖这些行为来确保他们的BLE设备在不同情况下都能正确地工作。

1.1. 如果广播当前已启用

当广播已经处于活动状态时，如果发送了HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令来更新扫描响应数据，控制器将在随后的广播事件中使用新的数据。
如果在命令发送时，一个广播事件正在进行中，控制器可能会选择使用旧数据或新数据来响应该事件。这取决于控制器的具体实现和当前状态。

1.2. 如果广播当前已禁用

如果广播被禁用，当发送HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令时，控制器将保存新的扫描响应数据。
一旦广播被重新启用，控制器将使用之前保存的扫描响应数据。

1.3. 默认扫描响应数据

默认的Scan_Response_Data_Length（扫描响应数据长度）应为0。
默认的Scan_Response_Data（扫描响应数据）应为31个零八位字节（octet），即一个全为零的31字节数组。这意味着如果没有设置特定的扫描响应数据，控制器将发送一个空的扫描响应。

二、命令格式

HCI_LE_Set_Scan_Response_Data 命令的格式通常遵循蓝牙核心规范中定义的HCI命令结构。

2.1. 一般格式

OpCode：0x08|0x0009
- OGF（Opcode Group Field）：0x08，表示这是BLE相关的命令。
- OCF（Opcode Command Field）：0x0009，表示这是设置扫描响应数据的具体命令。
参数长度：2 + Scan_Response_Data_Length 字节
- 其中，2 表示接下来的两个参数（即Scan_Response_Data_Length和Scan_Response_Data的长度指示）所占的字节数。
- Scan_Response_Data_Length 表示扫描响应数据的实际长度，其值范围从0x00（0字节）到0x1F（31字节）。
参数：
- Scan_Response_Data_Length（1字节）：表示随后Scan_Response_Data字段的长度。
- Scan_Response_Data（可变长度，最大31字节）：实际的扫描响应数据。这部分数据将被包含在扫描响应包中发送给扫描设备。

2.2. 示例

假设我们想要设置扫描响应数据为“HelloBLE”（注意，由于空间限制，这里省略了空格，但在实际应用中可能需要考虑长度限制），其ASCII码为0x48 0x65 0x6C 0x6C 0x6F 0x42 0x4C 0x45，共8字节。

则命令数据（不包括HCI命令帧的头部和长度字段）将如下所示：

09 00 08 48 65 6C 6C 6F 42 4C 45

09：命令的OpCode。
00：参数长度字段（这里表示接下来有1个字节的参数长度指示和8个字节的扫描响应数据）。注意，这里的00实际上与Scan_Response_Data_Length字段一起解释，即00 08表示扫描响应数据长度为8字节。但是，由于HCI命令的紧凑性，参数长度字段通常只表示除OpCode外的参数总长度，因此这里的00实际上是为了满足参数长度字段的格式要求（它应该是一个字节，且在这里与Scan_Response_Data_Length一起被解释）。然而，在某些文档或实现中，可能会直接看到08作为紧随OpCode之后的字节，表示紧接着的扫描响应数据长度。
08：Scan_Response_Data_Length，表示扫描响应数据的长度为8字节。
48 65 6C 6C 6F 42 4C 45：ASCII码表示的“HelloBLE”。

注意：上述关于00的解释可能因文档或实现的不同而有所差异。在某些情况下，可能只会看到08紧跟在OpCode之后，直接表示扫描响应数据的长度。因此，在实际应用中，请参考所使用的BLE协议栈或控制器的具体文档。

三、命令参数详细说明

在BLE开发中，通过合理设置HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令的Scan_Response_Data_Length和Scan_Response_Data参数，设备可以在广播过程中向扫描设备提供有用的信息，如设备名称、服务UUID等，以便进行后续的连接或数据交换。

3.1. `Scan_Response_Data_Length`

HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令中的Scan_Response_Data_Length参数用于指定随后Scan_Response_Data字段的长度。在使用此命令时，应仔细设置该参数的值，以确保设备能够正确发送扫描响应数据。

数据类型：无符号8位整数（1字节）。
参数值范围：0x00（0字节）到0x1F（31字节）
使用注意事项：
- Scan_Response_Data_Length的值不能超过BLE协议规定的扫描响应数据的最大长度（31字节）。
- 在设置Scan_Response_Data_Length时，应确保随后提供的Scan_Response_Data字段的长度与之匹配。
- 如果Scan_Response_Data_Length的值与实际提供的Scan_Response_Data字段的长度不一致，可能会导致命令执行失败或设备行为异常。

当Scan_Response_Data_Length设置为0x00时，表示扫描响应数据为空，即不发送任何扫描响应数据。当Scan_Response_Data_Length设置为0x01到0x1F之间的值时，表示随后Scan_Response_Data字段的长度，单位为字节。

3.2. Scan_Response_Data

HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令中的Scan_Response_Data参数是用于设置BLE（备在扫描响应过程中发送的数据。

用途：此参数包含BLE设备在扫描响应过程中实际发送的数据。
格式：Scan_Response_Data是一个可变长度的字段，其长度由Scan_Response_Data_Length参数指定。
内容：数据内容应遵循蓝牙核心规范中定义的格式，通常包括设备的名称、设备类型、服务UUIDs等有用信息。这些信息对于扫描设备来说可能是有用的，以便进行后续的连接或数据交换。蓝牙规范中的广播和扫描响应数据格式研究-CSDN博客
数据长度限制：Scan_Response_Data的长度受到Scan_Response_Data_Length参数的限制，最大长度为31个字节。如果尝试设置超过31个字节的数据，可能会导致命令执行失败或设备行为异常。
使用注意事项在设置Scan_Response_Data时，应确保数据的长度与Scan_Response_Data_Length参数的值相匹配。数据内容应遵循蓝牙核心规范中定义的格式，以确保扫描设备能够正确解析和处理这些数据。

Scan_Response_Data是HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令中的一个关键参数，它用于设置BLE设备在扫描响应过程中发送的数据。在使用此命令时，应仔细设置Scan_Response_Data和Scan_Response_Data_Length参数的值，以确保设备能够正确发送和接收扫描响应数据。

四、返回参数说明

当HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令执行完成后，芯片会生成一个HCI_Command_Complete事件。具体的返回时间取决于蓝牙控制器的处理速度和当前的系统负载。HCI_Command_Complete事件包含了关于HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令执行结果的信息。以下是一些关键参数的说明。

4.1. HCI_Command_Complete事件格式

事件头：
- Event Code：标识这是一个Command Complete事件，其值通常为0x0E。
事件体：
- Num_HCI_Command_Packets：表示已完成的HCI命令包的数量，通常为1，表示当前事件对应一个已完成的命令。
- Command_Opcode：表示已完成的HCI命令的操作码（Opcode），对于HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令，其操作码由OGF（操作码组字段）和OCF（操作码命令字段）组成，具体值根据蓝牙协议规范确定。
- Return_Parameters：包含命令执行的结果和状态信息。
  - Status：表示命令执行的状态，0x00表示成功，其他值表示不同的错误状态。
  - （可能的其他参数）：根据具体命令的不同，可能还包含其他返回参数，用于提供更详细的执行结果。

4.2. 示例

以下是一个简化的HCI_Command_Complete事件示例，用于说明其格式：

Event Code：0x0E
Num_HCI_Command_Packets：0x01
Command_Opcode：假设为HCI_LE_Set_Scan_Response_Data的操作码，如0x20XX（其中XX为OCF的具体值，根据蓝牙协议规范确定）
Return_Parameters：
- Status：0x00（表示命令执行成功）
- （无其他参数）：在此示例中，我们假设没有其他返回参数。

需要注意的是，上述示例是一个简化的版本，实际使用中可能包含更多的细节和参数。此外，具体的操作码和返回参数值应根据蓝牙协议规范和实际使用的蓝牙芯片文档进行确定。

4.3. 状态（Status）

该字段表示命令的执行结果。
如果命令成功执行，则状态值为0x00。
如果命令执行失败，则状态值为0x01到0xFF之间的某个值，表示具体的错误代码。蓝牙Controller错误代码全面概览-CSDN博客

4.4. 命令操作码（Opcode）

该字段表示触发此事件的命令的操作码。
对于HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令，其操作码是固定的。

4.5. 返回参数

如果命令成功，可能不会直接返回与Scan_Response_Data相关的具体数据，因为数据已经被设置到蓝牙控制器的内部状态中，用于后续的扫描响应。
如果命令失败，可能会返回一些额外的错误信息或状态码，以帮助开发者诊断问题。

4.6. 错误代码示例

在执行HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令时，可能会遇到一些常见的错误代码，以下是一些示例及其含义。

内存容量超出（Memory Capacity Exceeded）：错误代码0x07，表示提供的数据长度超过了蓝牙控制器可以处理的范围。
无效的HCI命令参数（Invalid HCI Command Parameters）：错误代码0x12，表示命令中提供的参数无效或不符合要求。
命令不允许（Command Disallowed）：错误代码0x0C，表示在当前状态下，不允许执行此命令。
数据包太长（Packet Too Long）：错误代码0x45，表示提供的数据包长度超过了蓝牙控制器可以处理的最大长度。
未知的广播标识符（Unknown Advertising Identifier）：错误代码0x42，表示提供的广播标识符无效或不存在。

蓝牙Controller错误代码全面概览-CSDN博客

HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令的返回时间是在其执行完毕后，通过HCI_Command_Complete事件来通知主机。该事件包含了命令的执行结果和相关的参数信息，开发者可以根据这些信息来判断命令是否成功执行，并采取相应的后续操作。

五、命令执行流程

以下是HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令的执行流程。

5.1. 准备阶段

在执行HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令之前，需要确保以下几点：

设备已经初始化并处于BLE工作状态。
已经通过HCI_LE_Set_Advertising_Parameters等相关命令设置了广播参数。
确定了要发送的扫描响应数据的内容和格式。

5.2. 发送命令

构建命令：根据蓝牙协议规范，构建HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令的数据包。这包括设置操作码（Opcode）、参数长度（Parameter Length）以及具体的参数值，如广播句柄（Advertising_Handle）、操作（Operation）、扫描响应数据长度（Scan_Response_Data_Length）和扫描响应数据（Scan Response Data）等。
发送命令：通过HCI接口将构建好的命令数据包发送给蓝牙控制器。

5.3. 命令执行

蓝牙控制器接收命令：蓝牙控制器接收到HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令后，开始解析并验证命令参数。
参数验证：蓝牙控制器会检查命令参数的有效性，包括广播句柄是否存在、操作是否合法、扫描响应数据长度是否在允许范围内等。如果参数验证失败，蓝牙控制器将返回相应的错误代码。
设置扫描响应数据：如果参数验证成功，蓝牙控制器将根据命令中的参数设置扫描响应数据。这可能包括更新内部存储的扫描响应数据、调整广播参数以容纳新的扫描响应数据等。
广播更新：如果广播已经启用，蓝牙控制器将在新广播事件中使用新的扫描响应数据。如果广播尚未启用，则新的扫描响应数据将在广播启用时被使用。

5.4. 返回结果

生成HCI_Command_Complete事件：蓝牙控制器在完成HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令的执行后，会生成一个HCI_Command_Complete事件来通知主机命令的执行结果。
解析返回结果：主机接收到HCI_Command_Complete事件后，解析其中的状态码和返回参数，以确认命令是否成功执行以及是否有任何错误发生。

5.5. 后续操作

根据返回结果执行后续操作：如果HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令成功执行，主机可以继续进行其他BLE操作，如启动广播、扫描等。如果命令执行失败，主机需要根据错误代码进行相应的错误处理。
监控广播状态：主机可以监控广播状态以确认新的扫描响应数据是否已经被正确发送。

5.6. 代码示例

HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令的执行流程通常涉及与蓝牙控制器硬件接口的交互。这通常通过特定的蓝牙协议栈库或驱动程序来完成，这些库或驱动程序提供了与蓝牙控制器通信的API。以下是一个代码示例，用于说明如何执行HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令。请注意，这个示例是基于假设的API和函数签名，实际实现将取决于所使用的蓝牙协议栈和硬件平台。

#include <stdio.h>  
#include <stdint.h>  
#include <string.h>  
#include "bluetooth_stack.h" // 假设的蓝牙协议栈头文件  
  
// 假设的扫描响应数据  
const uint8_t scan_response_data[] = {  
    // 这里放置扫描响应数据，例如设备名称、制造商特定数据等  
};  
const uint8_t scan_response_data_length = sizeof(scan_response_data);  
  
// 假设的广播句柄（这通常是在设置广播参数时获得的）  
const uint8_t advertising_handle = 0x00; // 仅为示例，实际值可能不同  
  
// 发送HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令的函数  
void set_scan_response_data() {  
    // 构建HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令的参数  
    hci_le_set_scan_response_data_cp cp; // 命令参数结构体，根据蓝牙协议栈定义  
    memset(&cp, 0, sizeof(cp)); // 清零结构体  
    cp.advertising_handle = advertising_handle;  
    cp.length = scan_response_data_length;  
    memcpy(cp.data, scan_response_data, scan_response_data_length);  
  
    // 发送命令给蓝牙控制器  
    uint8_t status = hci_send_command(HCI_LE_SET_SCAN_RESPONSE_DATA, sizeof(cp), &cp);  
    if (status != 0) {  
        // 命令发送失败，处理错误  
        fprintf(stderr, "Failed to send HCI_LE_Set_Scan_Response_Data command\n");  
        return;  
    }  
  
    // 等待并处理HCI_Command_Complete事件  
    hci_event_packet event;  
    while (1) {  
        // 从蓝牙堆栈接收事件（这通常是一个阻塞调用或需要轮询）  
        status = hci_get_event(&event);  
        if (status != 0) {  
            // 接收事件失败，处理错误  
            fprintf(stderr, "Failed to get HCI event\n");  
            break;  
        }  
  
        // 检查是否是HCI_Command_Complete事件  
        if (event.event_code == HCI_EVENT_COMMAND_COMPLETE) {  
            // 解析命令完成事件  
            hci_command_complete_event_rp *rp = (hci_command_complete_event_rp*)&event.data[1];  
            if (rp->opcode == HCI_OP_LE_SET_SCAN_RESPONSE_DATA) {  
                // 检查命令状态  
                if (rp->status == 0) {  
                    // 命令成功执行  
                    printf("HCI_LE_Set_Scan_Response_Data command succeeded\n");  
                    break; // 退出循环  
                } else {  
                    // 命令执行失败，处理错误  
                    fprintf(stderr, "HCI_LE_Set_Scan_Response_Data command failed with status 0x%02X\n", rp->status);  
                    break; // 退出循环  
                }  
            }  
        }  
        // 处理其他事件（如果有必要）  
    }  
}  
  
int main() {  
    // 初始化蓝牙协议栈（这通常涉及打开蓝牙控制器、设置回调等）  
    // 这里省略了初始化代码，因为它取决于您使用的蓝牙堆栈  
  
    // 设置扫描响应数据  
    set_scan_response_data();  
  
    // 进行其他BLE操作（例如启动广播）  
    // 这里省略了其他操作代码  
  
    // 清理和关闭蓝牙协议栈（这通常涉及关闭蓝牙控制器、释放资源等）  
    // 这里省略了清理代码，因为它取决于所使用的蓝牙协议栈  
  
    return 0;  
}

重要说明：

bluetooth_stack.h 是一个假设的头文件，它应该包含与蓝牙协议栈交互所需的定义和函数声明。

hci_le_set_scan_response_data_cp 是假设的命令参数结构体，它应该包含发送HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令所需的所有字段。

hci_send_command 和 hci_get_event 是假设的函数，用于发送HCI命令和接收HCI事件。实际实现将取决于所使用的蓝牙堆协议栈。

错误处理在这个示例中被简化了。在实际应用中，需要更详细的错误处理和日志记录。

广播句柄（advertising_handle）的获取通常是在设置广播参数时完成的，这里假设已经有一个有效的广播句柄。

扫描响应数据的长度和内容应该根据应用需求进行设置。

在实际代码中，可能需要处理多个并发的事件和命令，因此可能需要更复杂的状态管理和事件处理逻辑。

六、应用场景

HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令在BLE技术中具有广泛的应用场景，这些场景主要围绕设备发现、配对、数据传输以及设备间的交互。

6.1. 设备发现与配对

设备发现：在BLE网络中，设备通常通过广播来宣告自己的存在。使用HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令，设备可以在其广播响应中包含额外的信息，如设备名称、服务UUID等，从而帮助其他设备更容易地发现和识别它。
设备配对：在设备配对过程中，扫描响应数据可以用于提供必要的配对信息，如配对码、设备类型等。这有助于简化配对流程，提高用户体验。

6.2. 广播数据传输

数据传输：除了基本的设备信息外，扫描响应数据还可以用于传输其他有用的信息，如设备状态、传感器数据等。这对于需要实时更新数据的BLE应用来说非常有用。
数据分段：对于较大的数据包，可以使用HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令中的分片偏好（Fragment Preference）参数来指示蓝牙控制器是否应对数据进行分段。这有助于确保数据的完整性和可靠性。

6.3. 设备交互

服务发现：通过扫描响应数据，设备可以宣告自己提供的服务。这有助于其他设备在建立连接之前了解该设备的功能和特性。
设备配置：在某些情况下，扫描响应数据还可以用于设备的配置。例如，设备可以通过广播响应来指示其当前的工作模式或配置状态，从而允许其他设备根据这些信息来调整自己的行为。

6.4. 安全性与隐私保护

匿名广播：虽然HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令主要用于设置扫描响应数据，但结合其他BLE安全特性，如随机地址和加密连接，它也可以用于增强设备的安全性和隐私保护。
数据隐藏：通过精心设置扫描响应数据的内容和格式，设备可以在不暴露过多敏感信息的情况下实现基本的设备发现和交互。

七、注意事项

以下是在使用HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令时需要注意的事项。

7.1. 设备状态与兼容性

确保设备已初始化：在使用HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令之前，需要确保设备已经初始化并处于BLE工作状态。
检查设备兼容性：扫描响应数据是可选的，不是所有BLE设备都会使用或需要它。因此在使用之前，需要确认目标设备是否兼容该命令。

7.2. 命令参数设置

广播句柄（Advertising_Handle）：
- 这是设置扫描响应数据的关键参数之一，通常是在设置广播参数时获得的。
- 确保使用正确的广播句柄，否则命令可能无法执行或返回错误。
操作（Operation）：
- 根据需求选择合适的操作类型，如设置新数据的开始、追加数据等。
- 如果操作指示新数据的开始，则任何现有的部分或完整的扫描响应数据都将被丢弃。
分片偏好（Fragment Preference）：
- 为芯片提供一个提示，指示是否应将广播数据分段。
- 根据广播数据的长度和设备的传输能力来设置分片偏好。
扫描响应数据长度（Scan_Response_Data_Length）：
- 设置扫描响应数据的长度，确保数据的总长度不超过广播集的容量或当前可用的内存量。
- 如果数据长度超过限制，则所有数据都将被丢弃，并且芯片将返回错误代码。
扫描响应数据（Scan Response Data）：
- 根据应用需求设置扫描响应数据的内容，如设备名称、服务UUID等。
- 确保数据格式和编码符合BLE规范的要求。

7.3. 数据选择与更新时机

数据选择：当设置扫描响应数据时，应该仔细选择包含哪些信息，以确保它们对于扫描设备来说是有价值的，同时遵守蓝牙规范的规定。
更新时机：如果广播已经启用，发送此命令后，新的扫描响应数据将在随后的广播事件中使用。但是，如果广播事件正在进行中，控制器可能会选择使用旧数据或新数据，这取决于控制器的具体实现。
默认值：如果没有设置扫描响应数据，控制器将使用默认的扫描响应数据，这通常是一个全为零的数组。

7.4. 安全性与隐私保护

避免暴露敏感信息：在设置扫描响应数据时，避免包含过多的敏感信息，以防止信息泄露。
使用随机地址：为了增强设备的隐私保护，可以使用随机地址进行广播和扫描。

7.5. 命令执行与验证

构建命令数据包：按照蓝牙协议规范构建符合要求的命令数据包。
发送命令：通过HCI接口将命令数据包发送给蓝牙控制器。
接收并解析响应：接收蓝牙控制器返回的响应，并解析响应中的信息以确认命令是否成功执行。
错误处理：如果命令执行失败，根据返回的错误代码进行相应的错误处理，并可能需要重试命令或采取其他恢复措施。

7.6. 其他注意事项

遵循蓝牙核心规范：在设置和使用扫描响应数据时，需要遵循蓝牙核心规范的要求，以确保设备的兼容性和互操作性。
考虑广播频率和功耗：频繁地广播和扫描可能会增加设备的功耗，因此需要根据应用需求合理地设置广播频率和扫描参数。

综上所述，通过HCI_LE_Set_Scan_Response_Data命令，BLE设备可以实现更灵活和丰富的广播行为，从而增强用户体验和应用功能。