一、背景

1.1 GATT協(xié)議

GATT（Generic Attributes Profile）的縮寫，中文是通用屬性協(xié)議，是已連接的低功耗藍(lán)牙設(shè)備之間進(jìn)行通信的協(xié)議。

一旦兩個(gè)設(shè)備建立起了連接，GATT 就開始起作用了，這也意味著，你必需完成前面的GAP協(xié)議。

GATT使用了 ATT（Attribute Protocol）協(xié)議，ATT 協(xié)議把 Service，Characteristic 對應(yīng)的數(shù)據(jù)保存在一個(gè)查找表中，查找表使用 16bit ID 作為每一項(xiàng)的索引。

GATT定義的多層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡要概括起來就是 服務(wù)（Service） 可以包含多個(gè) 特征（Characteristic），每個(gè)特征包含 屬性（Properties） 和 值（Value），還可以包含多個(gè) 描述（Descriptor）。

1.2 屬性協(xié)議（ATT）

屬性協(xié)議層 負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)檢索，允許一個(gè)設(shè)備暴露一些數(shù)據(jù)塊給其他設(shè)備，其他設(shè)備稱之為“屬性”。

在ATT環(huán)境中，展示屬性的設(shè)備稱之為服務(wù)器，與它配對的設(shè)備稱之為客戶端。鏈路層的主機(jī)從機(jī)和這里的服務(wù)器、客服端是兩種概念，主設(shè)備既可以是服務(wù)器，也可以是客戶端。從設(shè)備毅然。

1.3 GATT通信中角色

從GATT的角度來看，處于連接狀態(tài)時(shí)的兩個(gè)設(shè)備，它們各自充當(dāng)兩種角色中的一種：
服務(wù)端（Server）
包含被GATT客戶端讀取或?qū)懭氲奶卣鲾?shù)據(jù)的設(shè)備。
客戶端（Client）
從GATT服務(wù)器中讀取數(shù)據(jù)或向GATT服務(wù)器寫入數(shù)據(jù)的設(shè)備。

外圍設(shè)備（從機(jī)）作為 GATT 服務(wù)端（Server），它維持了 ATT 的查找表以及 service 和 characteristic 的定義；

客戶端和服務(wù)器的GATT角色獨(dú)立于外圍設(shè)備和中央設(shè)備的GAP角色。外圍設(shè)備可以是GATT客戶端或GATT服務(wù)器，中心可以是GATT客戶端或GATT服務(wù)器。

image

1.4 Bluedroid主機(jī)架構(gòu)

在 ESP-IDF 中，使用經(jīng)過大量修改后的 BLUEDROID 作為藍(lán)牙主機(jī) (Classic BT + BLE)。BLUEDROID 擁有較為完善的功能，?持常用的規(guī)范和架構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)也較為復(fù)雜。經(jīng)過大量修改后，BLUEDROID 保留了大多數(shù) BTA 層以下的代碼，幾乎完全刪去了 BTIF 層的代碼，使用了較為精簡的 BTC 層作為內(nèi)置規(guī)范及 Misc 控制層。修改后的 BLUEDROID 及其與控制器之間的關(guān)系如下圖：

二、API說明

以下 GATT 接口位于 bt/host/bluedroid/api/include/api/esp_gattc_api.h

2.1 esp_ble_gattc_search_service

2.2 esp_ble_gattc_get_char_by_uuid

2.3 esp_ble_gattc_get_descr_by_char_handle

2.4 esp_ble_gattc_get_attr_count

2.5 esp_ble_gattc_write_char

2.6 esp_ble_gattc_write_char_descr

2.7 esp_ble_gattc_register_for_notify

三、發(fā)現(xiàn)服務(wù)

本篇是關(guān)于GATT客戶端發(fā)現(xiàn)服務(wù)和讀寫特征值，連接服務(wù)端的流程查看 ESP32學(xué)習(xí)筆記（32）——BLE GAP主機(jī)端連接

MTU配置事件還用于開始發(fā)現(xiàn)客戶端剛剛連接到的服務(wù)器中可用的服務(wù)。要發(fā)現(xiàn)服務(wù)，可以使用esp_ble_gattc_search_service()函數(shù)。該函數(shù)的參數(shù)包括GATT接口、應(yīng)用程序配置文件連接ID和客戶端感興趣的應(yīng)用程序UUID。

我們正在尋找的服務(wù)定義為：

#define REMOTE_SERVICE_UUID        0x00FFstatic esp_bt_uuid_t remote_filter_service_uuid = {

    .len = ESP_UUID_LEN_16,

    .uuid = {.uuid16 = REMOTE_SERVICE_UUID,},};

隨后進(jìn)行查找服務(wù)：

esp_ble_gattc_search_service(gattc_if, param->cfg_mtu.conn_id, &remote_filter_service_uuid);

        break;

找到的服務(wù)結(jié)果（如果有的話）將從ESP_GATTC_SEARCH_RES_EVT返回。對于找到的每個(gè)服務(wù)，將觸發(fā)事件來打印所發(fā)現(xiàn)服務(wù)的信息，具體取決于UUID的大?。?p>

 case ESP_GATTC_SEARCH_RES_EVT: {

        esp_gatt_srvc_id_t *srvc_id = &p_data->search_res.srvc_id;

        conn_id = p_data->search_res.conn_id;

        if (srvc_id->id.uuid.len == ESP_UUID_LEN_16 && srvc_id->id.uuid.uuid.uuid16 == REMOTE_SERVICE_UUID) {

        get_server = true;

        gl_profile_tab[PROFILE_A_APP_ID].service_start_handle = p_data->search_res.start_handle;

        gl_profile_tab[PROFILE_A_APP_ID].service_end_handle = p_data->search_res.end_handle;

        ESP_LOGI(GATTC_TAG, 'UUID16: %x', srvc_id->id.uuid.uuid.uuid16);

        }

        break;

如果客戶端找到了它要查找的服務(wù)，就將get_server標(biāo)記設(shè)置為true，并保存開始句柄值和結(jié)束句柄值，稍后將使用它們來獲得該服務(wù)的所有特征。在返回所有服務(wù)結(jié)果之后，將完成搜索并觸發(fā)ESP_GATTC_SEARCH_CMPL_EVT事件。

四、獲取特征

此示例實(shí)現(xiàn)從預(yù)定義服務(wù)獲取特征數(shù)據(jù)。我們想要獲得特征的服務(wù)UUID是0x00FF，我們感興趣的特征UUID是0xFF01:

#define REMOTE_NOTIFY_CHAR_UUID    0xFF01

使用esp_gatt_srvc_id_t結(jié)構(gòu)定義服務(wù)：

/**

 * @brief Gatt id, include uuid and instance id

 */typedef struct {

    esp_bt_uuid_t   uuid;                   /*!< UUID */

    uint8_t         inst_id;                /*!< Instance id */} __attribute__((packed)) esp_gatt_id_t;

在這個(gè)例子中，我們定義了我們想要獲取特征的服務(wù)：

static esp_gatt_srvc_id_t remote_service_id = {

    .id = {

        .uuid = {

            .len = ESP_UUID_LEN_16,

            .uuid = {.uuid16 = REMOTE_SERVICE_UUID,},

        },

        .inst_id = 0,

    },

    .is_primary = true,};

定義之后，我們可以使用esp_ble_gattc_get_characteristic()函數(shù)從該服務(wù)獲取特征，該函數(shù)在服務(wù)搜索完成并且找到了它正在尋找的服務(wù)之后，在ESP_GATTC_SEARCH_CMPL_EVT事件中調(diào)用。

case ESP_GATTC_SEARCH_CMPL_EVT:

    if (p_data->search_cmpl.status != ESP_GATT_OK){

        ESP_LOGE(GATTC_TAG, 'search service failed, error status = %x', p_data->search_cmpl.status);

        break;

    }

    conn_id = p_data->search_cmpl.conn_id;

    if (get_server){

        uint16_t count = 0;

        esp_gatt_status_t status = esp_ble_gattc_get_attr_count( gattc_if,

                          p_data->search_cmpl.conn_id,ESP_GATT_DB_CHARACTERISTIC,                                                                                                                                           gl_profile_tab[PROFILE_A_APP_ID].service_start_handle,                                                                                              gl_profile_tab[PROFILE_A_APP_ID].service_end_handle,        

                                                                INVALID_HANDLE,                           

                                                                     &count);

        if (status != ESP_GATT_OK){

            ESP_LOGE(GATTC_TAG, 'esp_ble_gattc_get_attr_count error');

        }

        if (count > 0){

            char_elem_result = (esp_gattc_char_elem_t*)malloc                                          (sizeof(esp_gattc_char_elem_t) * count);

            if (!char_elem_result){

                ESP_LOGE(GATTC_TAG, 'gattc no mem');

            }else{

                status = esp_ble_gattc_get_char_by_uuid( gattc_if,

                                                       p_data->search_cmpl.conn_id,                                                                      

                              gl_profile_tab[PROFILE_A_APP_ID].service_start_handle,                                                            

                              gl_profile_tab[PROFILE_A_APP_ID].service_end_handle,

                                                         remote_filter_char_uuid,

                                                         char_elem_result,

                                                         &count);

                if (status != ESP_GATT_OK){

                    ESP_LOGE(GATTC_TAG, 'esp_ble_gattc_get_char_by_uuid error');

                }

                /*  Every service have only one char in our 'ESP_GATTS_DEMO' demo,     

                    so we used first 'char_elem_result' */

                if (count > 0 && (char_elem_result[0].properties                       

                                 &ESP_GATT_CHAR_PROP_BIT_NOTIFY)){

                    gl_profile_tab[PROFILE_A_APP_ID].char_handle =  

                    char_elem_result[0].char_handle;

                    esp_ble_gattc_register_for_notify (gattc_if,   

                                   gl_profile_tab[PROFILE_A_APP_ID].remote_bda, 

                                   char_elem_result[0].char_handle);