第15节_BLE协议GATT层

学习资料：官方手册

Vol 3: Core System Package [Host volume]

Part G: Generic Attribute Profile (GATT)

这篇文章格式比较好，基本上就是对GATT官方文档的翻译：

Bluetooth GATT介绍 https://www.cnblogs.com/hzl6255/p/4158363.html

下面这个图是BLE协议各层跟医院的各个科室的类比图：

跟医院类比，GATT层就是医务室，通过它可以得到各种服务──这些服务由属性组成。

在医院里，底下的检验室提供各种检查结果，由医务室综合起来给病人提供服务。

在BLE里，通过ATT层可以读写对端设备的属性，但是属性之间有什么联系、各个属性怎么组合起来提供服务，由上层GATT负责。

服务，是GATT层的关键字。

在上一节讲述ATT层时，它的属性组成有三部分：handle、type、value，其实还有第4部分：Permissions(权限)。通过ATT边是看不到Permissions的，Permissions由上层定义、使用，ATT Server使用Permissions来决定某个属性是否可读、可写等等。

属性结构如下：

GATT就是在ATT的基础上做两件事：如何定义服务、如何访问服务。

一、如何定义服务

先定义2个名词：Server、Service。Server指服务器，Service指服务，服务器可以提供服务，一个服务器可以提供多个服务。

比如手环可以提供时间服务，心跳服务、计步服务等等。

一个Server可以含有1个或多个Service，

一个Service可以包含其他Service，

一个Service含有1个或多个Characteristic(特性)，

一个Characteristic含有性质(Property)、Value；还可以含有Desciptor(描述)。

名词解释：declaration和definition。

declaration含义为声明，definition含义为定义。

声明就是“咳咳咳，大家注意了，我已经把XXX做出来了”，起表明、宣示的作用；

定义就是“大家看一看，这就是我做的XXX”，把实质的内容列出来。

再举个例子，在C程序里，经常在头文件里declaration、声明某个函数，比如“int sum(int a, int b)”；然后在c文件里definition、定义、实现这个函数“int sum(int a, int b) { return a+b;}”。

在BLE中也涉及declaration和definition，比如用某个属性声明这是一个Service，接下来是Service的实质内容，即定义；用某个属性声明这是一个Characteristic，接下来是Characteristic的实质内容，即定义。

注意：这些declaration和definition，都是一个个ATT属性。

① Service的定义：

一个Service定义，从它的“声明”开始，到下一个Service的声明结束；或一直持续到最大的handle值。

所谓“声明”也就是一个属性，这个属性的type为0x2800或0x2801，表示这是一个首要服务(Primary Service)或次要服务(Secondary Service)。

它的value用来表示“这是什么服务”，即value为某个服务的UUID。

Permissions表示该声明即这个ATT属性是只读的，无需验证、无需授权。从这里可以知道，蓝牙设备能提供什么服务是公开的，它无法隐瞒，别的设备都可以来查询该设备提供什么服务。

② Characteristic的定义：

一个Characteristic定义，从它的“声明”开始，到下一个Characteristic的声明结束，或是直到下一个Service的声明结束，或一直持续到最大的handle值。

Characteristic = Characteristic声明 + Characteristic Value声明 + 可能的descriptor声明。

Characteristic声明也是一个ATT属性，type为0x2803，value含有3项内容：

a. Characteristic Properties(特性的性质)：

b. Characteristic Value Handle：表示Characteristic  Value的ATT属性的handle

c. Characteristic UUID：表示Characteristic Value的ATT属性的UUID

 

Characteristic Value声明也是一个ATT属性，这一属性的handle和type等于上述ATT属性的b、c两项。

Characteristic声明、Characteristic Value声明，这2个ATT属性的形式如下：

最精简的Service定义如下，它只含有一个Characteristic，一共3个ATT属性：

Service = Service声明 + Characteristic声明 + Characteristic Value声明

 

下面是一个例子(在BLE中，用“«xxx»”表示某个UUID，它实际上是一个值)：

其他的ATT属性，比如include definition、Characteristic Descriptor Declaration请看官方协议

二、如何访问服务

GATT层定义了11项Feature，即它可以做哪些事：

1. Server Configuration

2. Primary Service Discovery

3. Relationship Discovery

4. Characteristic Discovery

5. Characteristic Descriptor Discovery

6. Reading a Characteristic Value

7. Writing a Characteristic Value

8. Notification of a Characteristic Value

9. Indication of a Characteristic Value

10. Reading a Characteristic Descriptor

11. Writing a Characteristic Descriptor

这11项Feature，通过“Procedure”(规程)来实现，而Procedure要通过ATT层的Request、Response等等操作来传输数据。

比如“Server Configuration”这个Feature，需要通过“Exchange MTU”这个规程来实现；具体的操作需要Clinet向Server发出“Exchange MTU Request”，而Server可能回复“Exchange MTU Response”或“Error Response”。

Feature、Procedure和ATT层Opcode的对应关系如下图所示：