[SDR] 蓝牙专项教程 —— 从 0 到 1 教小白基于 SDR 编写蓝牙协议栈

目录

• • 前言
  • 一、开题之作
  • 二、动态发送 BLE 广播包
  • 三、基于 PlutoSDR 实现 BLE 广播包的收发一体能力
  • 四、基于 PlutoSDR 的 BLE 广播包的收发实现接入涂鸦智能 APP
• 教程列表
  • 基础教程：
  • 综合教程：
  • SDR 小工具教程：
  • 基础块教程：
• 视频和博客

前言

之前我已经陆续出了 3 篇蓝牙收和 2 篇蓝牙发的视频，将蓝牙 BLE 广播收发的协议栈讲的非常清楚了：

^{图片来源：https://www.beautifulzzzz.com/gnuradio/}

这里将其单独拎出来组成一个 BLE + SDR 的专题，用于汇总关于蓝牙协议栈在 SDR 上实现的各种技术点。

一、开题之作

为了方便后续代码构建，我将之前零零散散的关于 BLE+SDR 的相关工程代码，全部合并到一个独立仓库中 auto_test_tool。

^{PS： 这个仓库是之前我的一个很老的仓库，用于编写一些简单的自动化测试的 python 串口工具，因为里面有些组件整合适合 BLE 广播包的解析与发送，因此就在这里附加了。}

为了防止后续的课程对代码修改导致老课程不方便复现，我这里每个课程都会生成一个 tag，这样每个课程都可以拉取对应的 tag 来还原现场。比如，我们这个开题之作采用的是 ble_course_1，因此可以使用下面三种方式拉取代码：

方法	命令	备注
https	git clone --branch ble_course_1 https://github.com/nbtool/auto_test_tool.git	小白懂 git 但不懂 ssh
ssh	git clone --branch ble_course_1 git@github.com:nbtool/auto_test_tool.git	既懂 git 又懂 ssh
点击下载	https://github.com/nbtool/auto_test_tool/releases/tag/ble_course_1	啥都不懂

OK，开题相关的铺垫到此结束，那么硬核的东西也不能少：

如上图，我将之前的所有 BLE 广播包接收教程的代码全部重新整理，形成上图所示能兼容 hackrf、plutosdr、limesdr 和 zmq 等不同 SDR 源的蓝牙广播接收解析系统（抓包器）。

具体的教程细节见：app/app_sdr_ble_adv_rx

二、动态发送 BLE 广播包

上节我们将 BLE 广播包接收代码进行全部整理，本节我们将 BLE 广播包发送代码进行全部整理，实现每隔 1S 更换广播内容，并从零开始合成 BLE 广播 IQ 数据，然后调用 SDR 发送，实现 BLE 动态广播能力：

具体的教程细节见：app/app_sdr_ble_adv_tx

三、基于 PlutoSDR 实现 BLE 广播包的收发一体能力

本节将前两节的知识结合起来，借助具有全双工双收双发能力的 PlutoSDR 实现 BLE 广播包收发一体能力：

具体的教程细节见：app/app_sdr_ble_adv_tx_rx

四、基于 PlutoSDR 的 BLE 广播包的收发实现接入涂鸦智能 APP

本节在上一节的基础上更进一步：通过叠加 TuyaOS BeaconMesh 上层应用协议，最终实现从电磁波开始，到全双工蓝牙广播收发接入涂鸦智能，变成一个物联网 BeaconMesh 灯节点：

具体的教程细节见：app/app_sdr_tuya_beacon_node

教程列表

基础教程：

• [1]. GNU Radio 系列教程（一） —— 什么是 GNU Radio
• [2]. GNU Radio 系列教程（二） —— 绘制第一个信号分析流程图
• [3]. GNU Radio 系列教程（三） —— 变量的使用
• [4]. GNU Radio 系列教程（四） —— 比特的打包与解包
• [5]. GNU Radio 系列教程（五） —— 流和向量
• [6]. GNU Radio 系列教程（六） —— 基于层创建自己的块
• [7]. GNU Radio 系列教程（七）—— 创建第一个块
• [8]. GNU Radio 系列教程（八）—— 创建能处理向量的 Python 块
• [9]. GNU Radio 系列教程（九）—— Python 块的消息传递
• [10]. GNU Radio 系列教程（十）—— Python 块的 Tags
• [11]. GNU Radio 系列教程（十一）—— 低通滤波器
• [12]. GNU Radio 系列教程（十二）—— 窄带 FM 收发系统（基于ZMQ模拟射频发送）
• [13]. GNU Radio 系列教程（十三）—— 用两个 HackRF 实现 FM 收发
• [14]. GNU Radio 系列教程（十四）—— GNU Radio 低阶到高阶用法的分水岭 ZMQ 的使用详解
• [15]. GNU Radio 系列教程（十五）—— GNU Radio GFSK 模块
• [16]. GNU Radio 系列教程（十六）—— GNU Radio 的调试利器 Message Strobe
• [17]. GNU Radio 系列教程（十七）—— GNU Radio PDU TX 利用三个块实现最小的数据包（帧头+数据+校验）
• [18]. GNU Radio 系列教程（十八）—— GNU Radio PDU TX 将帧头和 payload 消息合并为数据帧
• [19]. GNU Radio 系列教程（十九）—— GNU Radio PDU TX 将最小数据帧实施脉冲突发整形填充 --> 让帧更稳定
• [20]. GNU Radio 系列教程（二十）—— GNU Radio PDU TX 根升余弦深度介绍&发送数据帧的收尾之作
• [21]. GNU Radio 系列教程（二一）—— GNU Radio PDU RX 利用相关性估计器寻找数据帧的起始位置
• [22]. GNU Radio 系列教程（二二）—— GNU Radio PDU RX 利用多相时钟同步块实现消除时钟偏移
• [23]. GNU Radio 系列教程（二三）—— GNU Radio PDU RX 利用自适应线性均衡器消除 ISI
• [24]. GNU Radio 系列教程（二四）—— GNU Radio PDU RX 利用 Costas Loop 校正相位和频率偏移
• [25]. GNU Radio 系列教程（二五）—— 硬核，基于通信原理设计一个文件传输系统
• [26]. GNU Radio 系列教程（二六）—— 开胃菜，hackrf 发送 ble 广播包的简单 DEMO

综合教程：

• [1]. SDR 教程实战（一） —— 利用 GNU Radio + HackRF 做 FM 收音机
• [2]. SDR 教程实战（二） —— 利用 GNU Radio + HackRF 做蓝牙定频测试工具（超低成本）
• [3]. SDR 教程实战（三） —— 利用 GNU Radio + HackRF + WireShark 做蓝牙抓包器（超低成本）
• [4]. SDR 教程实战（四） —— 利用 GNU Radio + HackRF 手把手深入了解蓝牙协议栈（从电磁波 -> 01数据流 -> 蓝牙数据包）
• [5]. SDR 教程实战（五） —— 利用 GNU Radio + LimeSDR+ WireShark 做蓝牙抓包器（上上个视频使用 HackRF）
• [6]. SDR 教程实战（五） —— 利用两个 hackrf 实现大文件（视频）高速传输

SDR 小工具教程：

• [1]. SDR 小工具－－一分钟将吃灰的 hackrf 化作价值数千元的频谱分析仪

基础块教程：

• [1]. GNU Radio 块介绍（一）－－ GNU Radio 的绝对值(Abs)块

视频和博客

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