gatt 蓝牙【GATT】协议介绍

在此之前，我们需要了解一些专业词汇:

1、简介

Profile可以理解为一种规范，一种标准的通信协议，存在于从机中。蓝牙组织已经指定了一些标准配置文件，如HID OVER GATT、防丢失设备、心率仪等。每个概要文件包含多个服务，每个服务代表从站的一个能力。

2、服务

服务可以理解为一种服务。在ble slave中，有多个服务，如电力信息服务和系统信息服务，每个服务都包含多个特征。每一个具体的特征值都是ble传播的主题。例如，当前功率为80%，因此功率的特征特征值存在于从机的配置文件中，这样主机可以通过该特征读取80%的数据

3、特性

特征特征值，通过特征实现主从之间的通信，特征可以理解为一个标签，通过标签可以获取或写入想要的内容。

4、UUID

UUID，我们刚才提到的统一识别码，服务和特性，都需要一个唯一的uuid来识别和分类。每个从机都有一个叫profile的东西，不管是上面的自定义simpleprofile还是标准防丢失设备profile，它们都是由一些服务列组成的。然后每个服务包含多个特征，通过特征实现主从之间的通信。

一.导言

目前，低功耗蓝牙(BLE)连接基于GATT(通用属性配置文件)协议。关贸总协定是通过蓝牙连接发送和接收短数据段的通用规范。这些短数据段称为属性。

二、差距

在详细介绍关贸总协定之前，我们需要了解GAP(通用访问配置文件)，它用于控制设备连接和广播。GAP使您的设备对其他设备可见，并确定您的设备是否可以或如何与合同设备交互。比如信标设备只对外广播，不支持连接，所以mi频段可以等待设备与中心设备连接。

1.设备角色

GAP为设备定义了几个角色，其中两个主要角色是外围设备和中央设备。

外围设备:这通常是一个非常小或简单的低功耗设备，用于提供数据和连接到更强大的中央设备。比如mi乐队。

中心设备:中心设备比较强大，用来连接其他外围设备。比如手机。

2.广播数据

在GAP中，外围设备以两种方式广播数据:广告数据负载和扫描响应数据负载，每种负载最多可包含31字节。这里需要广播数据，因为外围设备必须保持广播才能让中心设备知道它的存在。扫描回复是可选的，中央设备可以向外围设备请求扫描回复，扫描回复包含设备的一些附加信息，如设备名称。(我会写一篇关于广播的数据格式的博客。)

3.广播过程

GAP的播出工作流程如下图所示。

从图中我们可以清楚地看到广播数据和扫描回复数据是如何工作的。外围设备将设置广播间隔，并且在每个广播间隔中，它将重新发送其自己的广播数据。广播间隔越长，省电越多，不容易扫描。

4.广播网络拓扑

在大多数情况下，外围设备广播自己，让中心设备发现自己，建立关贸总协定连接，从而交换更多的数据。在某些情况下，不需要连接，只要外设广播自己的数据。这种方法的主要目的是让外围设备向多个中央设备发送自己的信息。因为基于GATT连接的模式，一个中心设备只能连接一个外围设备。广播最典型的应用是苹果的iBeacon。广播模式下的网络拓扑图如下:

三.关贸总协定

关贸总协定的全称是通用属性配置文件，它定义了两个BLE设备通过所谓的服务和特性进行通信。关贸总协定使用ATT(属性协议)协议，该协议将对应于服务、特征遗迹的数据保存在查找表中，二级查找表使用16位id作为每个项目的索引。

两个设备的连接一旦建立，GATT就开始工作，这意味着你必须完成之前的GAP协议。这里需要注意的是，关贸总协定的连接必须首先通过GAP协议。其实在Android开发中，我们可以直接使用设备的MAC地址发起连接，不需要扫描。这并不意味着你不需要通过GAP。其实已经在芯片层面为你做了。蓝牙芯片发起连接时，总是先扫描设备，扫描后再发起连接。

关贸总协定的联系需要特别注意:关贸总协定的联系是排他性的。也就是说，一个BLE外围设备只能同时由一个中央设备连接。外围设备一旦连接，就会立即停止广播，这样其他设备就看不到了。当设备断开连接时，它会再次开始广播。

如果中央设备和外围设备需要双向通信，唯一的办法是建立关贸总协定连接。

1.关贸总协定连接网络拓扑

下图显示了GTT连接网络拓扑。这里清楚地显示了一个外围设备只能连接到一个中央设备，一个中央设备可以连接到多个外围设备。一旦连接拓扑建立了连接，通信就是双向的。与以往GAP广播的网络拓扑相比，GAP通信是单向的。如果你想让两台设备互相通信，只能通过中心设备进行传输。

2.关贸总协定通信服务

关贸总协定交流的双方是碳硫关系。作为关贸总协定的一个服务器，外围设备维护着ATT的查询表以及服务和特性的定义。中央设备是总协定客户端，它向服务器发起请求。需要注意的是，所有的通信事件都是由客户端(也称为主机)发起，并接收来自服务器(也称为从机)的响应。

一旦建立连接，外围设备将向中央设备建议连接间隔，以便中央设备将尝试在每个连接间隔重新连接，以检查是否有新数据。但是这个连接间隔只是一个建议，你的中心设备可能并没有严格遵循这个间隔。例如，您的中央设备正忙于连接其他外围设备，或者其资源太忙。

下图显示了外围设备(关贸总协定服务器)和中央设备(关贸总协定客户端)之间的数据交换流程。可以看出，主设备每次都发起一个请求:

3.关贸总协定结构

关贸总协定交易基于嵌套的概况、服务和特征，如下图所示:

ProfileProfile实际上并不存在于BLE外围设备上，它只是由蓝牙SIG或外围设备设计者预定义的一组服务。配置文件(例如，心率配置文件是心率服务和设备信息服务的组合。所有官方关贸总协定简介的清单可以在这里找到。

服务服务是一个独立的逻辑项目，它将数据一个接一个地划分，它包含一个或多个特征项目。每个军种都由一个UUID唯一标识。UUID有16位或128位。16位UUID已获得官方认证，需要付费购买。128位UUID是自定义的，所以你可以随意设置。

官员们采用了一些标准的服务，完整的名单在这里。以心率服务为例，可以看到其官方16位UUID为0x180D，包含心率测量、身体传感器定位、心率控制点三个特征，定义为只需要第一个，可选。

关贸总协定交易中特性的最低部分是特性，它是最小的逻辑数据单元。当然，它可能包含与一个组相关联的数据，例如加速度计的X/Y/Z三轴值。

与服务类似，每个特征都由一个16位或128位的UUID唯一标识。可以免费使用蓝牙SIG定义的官方标准特性，使用官方定义保证BLE的软硬件可以互相理解。当然，您可以自定义特性，这样只有您自己的软件和外围设备才能相互理解。

例如，心率测量特性，这是上述心率服务必须实现的特性，其UUID是0x2A37。它的数据结构是前8位定义心率数据格式(是UINT8还是UINT16？)，后面是相应格式的实际心率数据。

实际上，处理BLE外围设备主要是通过特性。您可以从特性中读取数据或将数据写入特性。这样就实现了双向通信。因此，你可以自己实现一个类似串口(UART)的服务。此服务包含两个特征，一个配置为只读通道(接收)，另一个配置为只写通道(发送)。

文章转载自:第_ _届CSDN