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磨刀不误砍柴工，本文了解一些根本的蓝牙协议基础常识

前语

可是关于蓝牙 GATT 概念，咱们仍是只停留留在 蓝牙协议栈根本结构层面的内容，关于更具体的了解咱们还不知道，所以针对示例来说，咱们也无从修正测验。

正所谓磨刀不误砍柴工，咱们有必要先深化的学习一下 GATT 以及 GATT 相关的一些常识。

本文咱们就来了解一下 蓝牙 GATT 究竟是什么？一起了解下咱们运用的 ESP32-C3 GATT示例的工程的代码结构。

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一、概念导图

☆ 即使看完了许多材料，博主自己仍是感觉蓝牙协议的专有名词界说有点杂乱（相对其他许多物联网无线协议来说），如果不是专门从事蓝牙行业的人，即使官方有材料，关于这些专有名词专有界说也难以全部了解到位。

☆ 可是咱们系列博文终究是以运用为意图，运用蓝牙终究仍是运用蓝牙做一些数据的传输交互运用。所以关于专有名词暂时不用研究那么深，知道一些根本概念的的作用和含义即可。

关于根本的概念常识，查阅了许多相关的材料后多少有了一个开端的知道，关于蓝牙 GATT 来说，以运用为主所需求的了解的根本概念，首要便是 GATT，GAP，ATT 这几个协议，在系列博文第一篇《ESP32-C3 学习测验 蓝牙 篇（一、知道 ESP-IDF 的蓝牙结构、简略的了解蓝牙协议栈）》关于蓝牙协议的阐明关于这几个协议的简略阐明，如下图：

关于咱们的运用来说，蓝牙无非是用来进行数据交互，咱们直接从运用说起，咱们运用手机和开发板进行蓝牙通讯，对应的 手机便是 Client 设备，开发板便是 Server 设备。

关于我的学习来说，便是从 BLE通讯的这两种设备下手的 ：Client 和 Server。

GATT 的结构

关于 Client 和 Server 的通讯，先来看一张图：

从上面的示意图可以看出，关于 GATT server 有许多分支，可想而知关于他的协议规则会有许多专有名词，咱们的运用程序也大多是对 GATT server 这些参数进行修正装备，我总结了几张概念导图。

图中用的是 GATT Server 后面的分支应该是 Service！！

Service 的结构

图中用的是 Server（服务器），应该用 Service ，做图的时候估量还有点蒙：

上图中尽管以 Server 作为开头，其实 Server 可组成一个叫 profile 的概念（下面概念阐明会讲到 ）。

Profile 的结构

蓝牙官方文档中关于 Profile 阐明图：

二、概念阐明

尽管上面上了一张概念导图，可是关于里边的一些根本概念咱们有必要一个一个单独阐明一下。

2.1 名词解释

对概念导图中说到的专有名词进行单独的阐明。

Server

• Service可以了解为一个服务，供给数据的服务，比方从机设备，可是在一个 Ble 从机中，可以有多个服务。

  Server 和 Client 经过ATT PDU进行交互。

  Server经过characteristic对数据进行封装，每个service中又包括多个characteristic特征值。

profile

• 如果上面说的 service 是一个蓝牙联盟界说的标准服务，也可以称其为profile。

  profile 可以了解为一种标准，一个标准的通讯协议，它存在于从机中。

  蓝牙安排规则了一些标准的profile，比方HID/心率计/体温计/血糖仪等，都是标准蓝牙服务，因而都有相应的profile规格书。

  每个从机都会有一个叫做profile的东西存在，不管是的自界说的simpleprofile，仍是标准的心率计profile。

  每个profile中会包括多个service，每个service代表从机的一种能力。

characteristic

• 上面讲到： Server经过characteristic对数据进行封装，每个service中又包括多个 characteristic
  特征值。

  ble主从机的通讯均是经过characteristic来实现，可以了解为一个标签，经过这个标签可以获取或许写入想要的内容。

  一个characteristic包括三种条目：characteristic声明，characteristic的值以及characteristic的描述符。

  这3个条意图含义可参阅上面的概念导图，这儿需求阐明的是它们是用attribute来表达的，它们每一个都是一个 attribute 。

  Characteristic是在GATT标准中最小的逻辑数据单元，由一个Value和多个描述特性的Desciptior组成。实践上，在与蓝牙设备打交道，首要便是读写Characteristic的value来完成。

attribute

• Attribute 是归于 ATT特点层的东西，它是 ATT层 的核心。

  Attribute其实便是一条一条的数据。前面说过，每个蓝牙设备便是用来供给服务的，而服务便是众多数据的合集，这个合集可以称为数据库，数据库里边每个条目都是一个attribute。

  Attribute 由以下 4 部分组成：特点句柄(Attribute Handler)、特点类型(Attribute
  Type)、特点值(Attribute Value)、特点权限(Attribute Permissions)。

  

UUID

• UUID（universally uniqueidentifier，通用仅有识别码）是一个软件构建标准，一个合法的UUID，一定是随机的、全球仅有的。（UUID并不是BLE独有的概念）

  上面说到的 service 和 characteristic，都需求一个仅有的uuid来标识。

  UUID是128 bit的。

  蓝牙联盟选用为官方的UUID：0000xxxx-0000-1000-8000-00805F9B34FB（上面概念图和推荐博文有具体阐明）

2.2 GATT (Generic Attribute Profile)

GATT (通用特点装备) ，它界说两个 BLE 设备经过 Service 和 Characteristic 进行通讯；

GATT 便是运用了 ATT（Attribute Protocol）协议，ATT层界说了一个通讯的根本结构，数据的根本结构，以及通讯的指令，Service 和 characteristic 便是GATT层界说的， GATT层用来赋予每个数据一个具体的内涵，让数据变得有结构和含义。

前面说过 server 端供给服务，服务便是数据，而数据便是一条一条的attribute，而service和characteristic 便是数据的逻辑出现，或许说用户能看到的数据终究都转化为 service 和 characteristic。

一旦两个设备树立起了衔接，GATT 就开端起作用了，这儿需求阐明的是，GATT 衔接必需先经过 GAP 协议。

GATT 衔接需求特别留意的是：GATT 衔接是独占的。也便是一个 BLE 外设一起只能被一个中心设备衔接；

中心设备和外设需求双向通讯的话，仅有的方法便是树立 GATT 衔接。

2.3 GAP(Generic Access Profile)

Generic Access Profile（通用拜访标准） 它在用来操控设备衔接和广播，用于供给蓝牙设备的通用拜访功用，包括设备发现、衔接、鉴权、服务发现等等。

GATT是树立衔接后通讯标准， 而蓝牙是经过GAP树立通讯的。

GAP 使你的设备被其他设备可见，并决议了你的设备是否可以或许怎样与合同设备进行交互。

GAP 给设备界说了若干人物，其间首要的两个是：外围设备（Peripheral）和中心设备（Central）。

• 外围设备：这一般便是十分小或许简略的低功耗设备，用来供给数据，并衔接到一个更加相对强壮的中心设备。例如小米手环。
• 中心设备：中心设备相对比较强壮，用来衔接其他外围设备。例如手机等。

2.4 ATT(Attribute Protocol)

ATT（Attribute Protocol）特点层是 GATT 和 GAP 的基础，它界说了BLE协议栈上层的数据结构和安排方法。

ATT协议界说了两种人物：服务器人物和客户端人物。

站在蓝牙协议栈角度来看，ATT层界说了一个通讯的根本结构，数据的根本结构，以及通讯的指令，而GATT层便是前文所述的service和characteristic，GATT层用来赋予每个数据一个具体的内涵，让数据变得有结构和含义。

GATT 是脱胎于 ATT ，ATT 是 Attribute Protocol Specification 特点标准协议，留意ATT是协议，而GATT是标准，两者不同点在于 ATT规则了数据格式，而 GATT 则是依照 ATT 的格式将具体数据填充进去。

三、Client 设备衔接阐明

咱们上面讲了许多关于蓝牙 GATT 的概念常识，咱们开发板运用了 GATT server 示例后，便是一个 Server 设备，咱们的手机便是 Client 设备。

当咱们衔接上以后，其实可以检查 Server 的信息的，为了加深对上面的概念的了解，咱们运用手机衔接后的图片来阐明一些概念：

在上图中有一点，结合上面第一末节《一、概念导图》 中的 Profile的结构 阐明，每个 characteristic 都带有Properties，这个 Properties 为蓝牙特征值的读写权限：

特点称号	描述
read	支撑 read 操作
write	支撑 write 操作
notify	支撑 notify 操作
indicate	支撑 indicate 操作

上面是手机客户端与咱们烧录示例的 ESP32-C3 开发板衔接后的截图，配合本文的上面一些阐明，可以让咱们更直观的了解上面说到的概念。

结语

在写本文前，博主自己确实对蓝牙的这些概念不太了解，当初看这些概念的时候也参阅了许多许多文章，花了许多时刻去记住收拾这些概念，到现在运用起来仍是需求对着概念图看，为难 = =！

所谓开发蓝牙运用程序，其实便是开发 service 和 characteristic。经过API，添加自己需求的characteristic 和 service，一个蓝牙设备就诞生了。

只需 characteristic 和 service 是契合GATT标准的，你可以随意添加任何characteristic和service，并将他们组合成一个专门的蓝牙设备。由于这个蓝牙设备是依照标准来界说的，所以它可以与任何其他蓝牙设备，比方手机，互联互通，并完成所要求的的交互动作。

本文咱们根本上把蓝牙 GATT 的概念知道了一遍，就算从来没接触过蓝牙，从本文下手，应该也能算是入门了解过了一些。
当然，本文并没有深化的论述每一个概念，一来关于蓝牙协议，博主也是初学者；二来博主仍是以运用为意图，运用便是先可以运用修正起来，再谈深化。

那么蓝牙系列的下一篇文章，咱们就要回到示例 GATT server ，分析一下示例程序代码，经过实践的程序加深咱们对蓝牙 GATT的了解，一起开端进行开端的修正测验 。