从ESP32 BLE应用理解GATT
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1、背景
1.1参考资料
1.2 GATT是什么玩意
2、ESP32 例程分析
2.1 GATT 服务器的架构组织
2.2 从GATT回调函数注册程序esp_ble_gatts_register_callback开始深入分析
3 建立连接之前的GATT状态机
3.1 创建服务 creating services
3.2 启动服务并创建Characteristics
3.2.1 添加Characteristic Value declaration ATT-------看这里
3.3 添加Characteristic descriptor 描述符
4 建立连接时GATT的状态机研究
4.1连接后触发的连接回调函数
4.2连接后MTU大小确定
4.3 发送应答数据
4.4 客户端和服务器端 收发数据
4.4.1 手机端的操作
4.4.2 设备端的操作
4.4.4.1 使能通知
4.4.4.2 读写数据
4.5 Characteristic结构
5. 数据交互其他必要知道的
6.结束语
1、背景
虽然看了一些BLE的资料，可是对蓝牙依旧不太了解。现在从ESP32 的示例出发结合esp_gatts_api.h学习GATT。
本文以创建Service和Characteristic为中心展开分析。
1.1参考资料
BLE GATT 介绍 http://www.cnblogs.com/smart-mutouren/p/5937990.html
ble v4.2
1.2 GATT是什么玩意
GATT是用A他tribute Protocal(属性协议)定义的一个service(服务)框架。这个框架定义了Services以及它们的Characteristics的格式和规程。规程就是定义了包括发现、读、写、通知、指示以及配置广播的characteristics。------BLE V4.2给出了如下定义(翻译有待加强)。
Profile中所使用的Protocols(协议)
为实现这个Profile的设备定义了两种角色：Client(客户端)、Server(服务器)。角色不是不固定的哦.....
在GATT的Profile的定义11个features，映射了程序Procedure。
| 序号 | Feature | Procedure |
| 1 | Server Configuration 服务器配置 | Exchange MTU 连接期间只能配置一次，确定连接通信的ATT_MTU大小；否则就用默认的23-3 = 20 |
| 2 | Primary Service Discover 主服务查找 | Discover All Primary Services/Discover Primary Services By Service UUID 把主服务都找出来， |
| 3 | Relationship Discover | 查找Included Services |
| 4 | Characteristic Discover 特征查找 | Discover All Characteristic of a Service./Discover Characteristic By UUID 这里找到的是Characteristic declaration的ATT Handle 和ATT Value。这个ATT value包括Characteristic Properties, 特征值的句柄和Characteristic UUID。特征值的句柄在读写特征值时要用到。 |
| 5 | ||
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| 7 | ||
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| 10 | ||
| 11 |
1）配置交换(exchanging configuration)
2）发现一个设备上的服务s和特征s
3）读取一个特征值(characteristic value)
4）写入一个特征值
5）通知一个特征值
6）指示一个特征值
2、ESP32 例程分析
一旦两个设备建立了连接，GATT就开始发挥效用，同时意味着GAP协议管理的广播过程结束了。
GATT连接是独占的，即一个BLE周边设备同时只能与一个中心设备连接。？？？？？？
profile 可以理解为一种规范，一个标准的通信协议中，存于从机(Server)中。蓝牙组织规定了一些标准的Profile。每个profile中包含多个Service，每个service代表从机的一种能力。
2.1 GATT 服务器的架构组织
一个GATT 服务器应用程序架构(由Application Profiles组织起来)如下:
每个Application Profile描述了一个方法来对为一个客户端应用程序设计的功能进行分组，例如在智能手机或平板电脑上运行的移动应用程序。
每个Profile定义为一个结构体，结构体成员依赖于该Application Profile 实现的services服务和characteristic特征。结构体成员还包括GATT interface(GATT 接口)、Application ID(应用程序ID)和处理profile事件的回调函数。
每个profile包括GATT interface(GATT 接口)、Application ID(应用程序ID)、 Connection ID(连接ID)、Service Handle(服务句柄)、Service ID(服务ID)、Characteristic handle(特征句柄)、Characteristic UUID(特征UUID)、ATT权限、Characteristic Properties、描述符句柄、描述符UUID。
如果Characteristic 支持通知(notifications)或指示(indicatons)，它就必须是实现CCCD(Client Characteristic Configuration Descriptor)----这是额外的ATT。描述符有一个句柄和UUID。
struct gatts_profile_inst {
esp_gatts_cb_t gatts_cb;
uint16_t gatts_if;
uint16_t app_id;
uint16_t conn_id;
uint16_t service_handle;
esp_gatt_srvc_id_t service_id;
uint16_t char_handle;
esp_bt_uuid_t char_uuid;
esp_gatt_perm_t perm;
esp_gatt_char_prop_t property;
uint16_t descr_handle;
esp_bt_uuid_t descr_uuid;
};Application Profile存储在数组中，并分配相应的回调函数gatts_profile_a_event_handler() 和 gatts_profile_b_event_handler()。
在GATT客户机上的不同的应用程序使用不同的接口，用gatts_if参数来表示。在初始化时，gatts-if参数初始化为ESP_GATT_IF_NONE，在注册客户端时(如注册profile A的客户端时gatt_if = 3,在注册profile B的客户端时gatt_if = 4)
/* One gatt-based profile one app_id and one gatts_if, this array will store the gatts_if returned by ESP_GATTS_REG_EVT */
static struct gatts_profile_inst gl_profile_tab[PROFILE_NUM] = {
[PROFILE_A_APP_ID] = {
.gatts_cb = gatts_profile_a_event_handler,
.gatts_if = ESP_GATT_IF_NONE, /* Not get the gatt_if, so initial is ESP_GATT_IF_NONE */
},
[PROFILE_B_APP_ID] = {
.gatts_cb = gatts_profile_b_event_handler,/* This demo does not implement, similar as profile A */
.gatts_if = ESP_GATT_IF_NONE, /* Not get the gatt_if, so initial is ESP_GATT_IF_NONE */
},
};这是两个元素的数组。可以用Application ID来注册Application Profiles，Application ID是由应用程序分配的用来标识每个Profile。 通过这种方法，可以在一个Server中run多个Application Profile。
esp_ble_gatts_app_register(PROFILE_A_APP_ID);
2.2 从GATT回调函数注册程序esp_ble_gatts_register_callback开始深入分析
看样子，也是一个状态机，下面是GATT回调函数的注册函数esp_ble_gatts_register_callback。
esp_err_t esp_ble_gatts_register_callback(esp_gatts_cb_t callback);作用:向BTA GATTS模块注册应用程序回调函数。
callback回调函数处理从BLE堆栈推送到应用程序的所有事件。
对于GATT server回调函数类型进行分析
typedef void (* esp_gatts_cb_t)(esp_gatts_cb_event_t event,
esp_gatt_if_t gatts_if, esp_ble_gatts_cb_param_t *param);回调函数的参数:
event: esp_gatts_cb_event_t 这是一个枚举类型，表示调用该回调函数时的事件(或蓝牙的状态)
gatts_if: esp_gatt_if_t (uint8_t) 这是GATT访问接口类型，通常在GATT客户端上不同的应用程序用不同的gatt_if(不同的Application profile对应不同的gatts_if) 调用esp_ble_gatts_app_register()时，注册Application profile 就会有一个gatts_if。
param: esp_ble_gatts_cb_param_t 指向回调函数的参数，是个联合体类型，不同的事件类型采用联合体内不同的成员结构体。
第一步、看看蓝牙状态机有哪些状态类型esp_gatts_cb_event_t
typedef enum {
ESP_GATTS_REG_EVT = 0, /*!< When register application id, the event comes */
ESP_GATTS_READ_EVT = 1, /*!< When gatt client request read operation, the event comes */
ESP_GATTS_WRITE_EVT = 2, /*!< When gatt client request write operation, the event comes */
ESP_GATTS_EXEC_WRITE_EVT = 3, /*!< When gatt client request execute write, the event comes */
ESP_GATTS_MTU_EVT = 4, /*!< When set mtu complete, the event comes */
ESP_GATTS_CONF_EVT = 5, /*!< When receive confirm, the event comes */
ESP_GATTS_UNREG_EVT = 6, /*!< When unregister application id, the event comes */
ESP_GATTS_CREATE_EVT = 7, /*!< When create service complete, the event comes */
ESP_GATTS_ADD_INCL_SRVC_EVT = 8, /*!< When add included service complete, the event comes */
ESP_GATTS_ADD_CHAR_EVT = 9, /*!< When add characteristic complete, the event comes */
ESP_GATTS_ADD_CHAR_DESCR_EVT = 10, /*!< When add descriptor complete, the event comes */
ESP_GATTS_DELETE_EVT = 11, /*!< When delete service complete, the event comes */
ESP_GATTS_START_EVT = 12, /*!< When start service complete, the event comes */
ESP_GATTS_STOP_EVT = 13, /*!< When stop service complete, the event comes */
ESP_GATTS_CONNECT_EVT = 14, /*!< When gatt client connect, the event comes */
ESP_GATTS_DISCONNECT_EVT = 15, /*!< When gatt client disconnect, the event comes */
ESP_GATTS_OPEN_EVT = 16, /*!< When connect to peer, the event comes */
ESP_GATTS_CANCEL_OPEN_EVT = 17, /*!< When disconnect from peer, the event comes */
ESP_GATTS_CLOSE_EVT = 18, /*!< When gatt server close, the event comes */
ESP_GATTS_LISTEN_EVT = 19, /*!< When gatt listen to be connected the event comes */
ESP_GATTS_CONGEST_EVT = 20, /*!< When congest happen, the event comes */
/* following is extra event */
ESP_GATTS_RESPONSE_EVT = 21, /*!< When gatt send response complete, the event comes */
ESP_GATTS_CREAT_ATTR_TAB_EVT = 22, /*!< When gatt create table complete, the event comes */
ESP_GATTS_SET_ATTR_VAL_EVT = 23, /*!< When gatt set attr value complete, the event comes */
ESP_GATTS_SEND_SERVICE_CHANGE_EVT = 24, /*!< When gatt send service change indication complete, the event comes */
} esp_gatts_cb_event_t;第二步、再来看一个很有意思的联合体类型esp_ble_gatts_cb_param_t，不同的事件类型联合体的对象也不同。
typedef union {
/**
* @brief ESP_GATTS_REG_EVT
*/
struct gatts_reg_evt_param {
esp_gatt_status_t status; /*!< Operation status */
uint16_t app_id; /*!< Application id which input in register API */
} reg; /*!< Gatt server callback param of ESP_GATTS_REG_EVT */
........................
/**
* @brief ESP_GATTS_SET_ATTR_VAL_EVT
*/
struct gatts_set_attr_val_evt_param{
uint16_t srvc_handle; /*!< The service handle */
uint16_t attr_handle; /*!< The attribute handle */
esp_gatt_status_t status; /*!< Operation status*/
} set_attr_val; /*!< Gatt server callback param of ESP_GATTS_SET_ATTR_VAL_EVT */
/**
* @brief ESP_GATTS_SEND_SERVICE_CHANGE_EVT
*/
struct gatts_send_service_change_evt_param{
esp_gatt_status_t status; /*!< Operation status*/
} service_change; /*!< Gatt server callback param of ESP_GATTS_SEND_SERVICE_CHANGE_EVT */
} esp_ble_gatts_cb_param_t;示例中的gatts_event_handler()回调函数---调用esp_ble_gatts_app_register(1)，触发ESP_GATTS_REG_EVT时
1.完成对每个profile 的gatts_if 的注册
gl_profile_tab[param->reg.app_id].gatts_if = gatts_if;2.如果gatts_if == 某个Profile的gatts_if时，调用对应profile的回调函数处理事情。
if (gatts_if == ESP_GATT_IF_NONE||gatts_if == gl_profile_tab[idx].gatts_if) {
if (gl_profile_tab[idx].gatts_cb) {
gl_profile_tab[idx].gatts_cb(event, gatts_if, param);
}
}状态机一般状态转变过程：
以gatts_server这个demo为例，讲解GATT状态机的一般过程:
/*********************************建立连接之前*******************************************************/
ESP_GATTS_REG_EVT---->ESP_GATTS_CREATE_EVT---->ESP_GATTS_START_EVT---->ESP_GATTS_ADD_CHAR_EVT--->ESP_GATTS_ADD_CHAR_DESCR_EVT
注册->创建->启动->添加特征->添加特征描述
/*********************************有Client开始连接之后:*******************************************************/
CONNECT_EVT---->ESP_GATTS_MTU_EVT--->GATT_WRITE_EVT--->ESP_GATTS_CONF_EVT-->GATT_READ_EVT
/***********************
*建立连接之前回调函数事件分析
*********************/
在Demo的ESP_GATTS_REG_EVT事件中，调用esp_ble_gap_set_device_name(char *)来设置蓝牙设备名字；调用esp_ble_gap_config_adv_data(esp_ble_adv_data_t *adv_data)来配置广播数据；最后调用
esp_ble_gatts_create_service(esp_gatt_if_t gatts_if, esp_gatt_srvc_id_t *service_id, uint16_t num_handle)指定gatts_if和service_id来创建服务<实际调用btc_transfer_context()来完成服务的创建和调用回调函数>。服务创建完成就会触发回调函数向frofile报告状态和服务ID。Service_id对于后面添加included serivces 和 characteristics/descriptor都要用到。触发ESP_GATTS_CREATE_EVT事件
/**********************************************************************************************************************************************/
在Demo的ESP_GATTS_CREATE_EVT中调用esp_ble_gatts_start_service(uint16_t service_handle)来启动服务；再调用
esp_ble_gatts_add_char(uint16_t service_handle, esp_bt_uuid_t *char_uuid, esp_gatt_perm_t perm, esp_gatt_char_prop_t property, esp_attr_value_t *char_val, esp_attr_control_t *control)来添加特性(特征的UUID， 特征值描述符属性权限， 特征属性、特征值、属性响应控制字节)。
触发ESP_GATTS_START_EVT和ESP_GATTS_ADD_CHAR_EVT事件
/***************************************************************************************************/
在ESP_GATTS_ADD_CHAR_EVT事件中，获取特征值调用esp_err_tesp_ble_gatts_add_char_descr(uint16_t service_handle, esp_bt_uuid_t *descr_uuid, esp_gatt_perm_tperm, esp_attr_value_t *char_descr_val, esp_attr_control_t *control)来添加特征描述符
对于注册函数，还可以这样操作
1>当-调用esp_ble_gatts_app_register()注册一个应用程序Profile(Application Profile),触发ESP_GATTS_REG_EVT事件，除了可以完成对应profile的gatts_if的注册,还可以调用esp_bel_create_attr_tab()来创建profile Attributes 表或创建一个服务esp_ble_gatts_create_service()
esp_err_t esp_ble_gatts_create_attr_tab(const esp_gatts_attr_db_t *gatts_attr_db,
esp_gatt_if_t gatts_if,
uint8_t max_nb_attr,
uint8_t srvc_inst_id);作用:创建一个服务Attribute表。
参数
gatts_attr_db :指向加入profile的服务 attr 表 (从Service 到 Characteristic....)
gatts_if: GATT服务器的访问接口
max_nb_attr: 加入服务数据库的attr的数目
srvc_inst_id: 服务instance
typedef struct
{
esp_attr_control_t attr_control; /*!< The attribute control type */
esp_attr_desc_t att_desc; /*!< The attribute type */
} esp_gatts_attr_db_t;对于结构体esp_gatts_attr_db_t的成员attr_control的可取值
#define ESP_GATT_RSP_BY_APP 0 //由应用程序回复写入\读取操作应答
#define ESP_GATT_AUTO_RSP 1 //由GATT堆栈自动回复吸入\读取操作应答
成员 att_desc的结构体类型
/**
* @brief Attribute description (used to create database)
*/
typedef struct
{
uint16_t uuid_length; /*!< UUID length */
uint8_t *uuid_p; /*!< UUID value */
uint16_t perm; /*!< Attribute permission */
uint16_t max_length; /*!< Maximum length of the element*/
uint16_t length; /*!< Current length of the element*/
uint8_t *value; /*!< Element value array*/
} esp_attr_desc_t;以心率计Profile为例说明:
esp_ble_gatts_create_attr_tab(heart_rate_gatt_db, gatts_if,
HRS_IDX_NB, HEART_RATE_SVC_INST_ID);
详细的heart_rate_gatt_db
/// Full HRS Database Description - Used to add attributes into the database
static const esp_gatts_attr_db_t heart_rate_gatt_db[HRS_IDX_NB] =
{
// Heart Rate Service Declaration
[HRS_IDX_SVC] =
{{ESP_GATT_AUTO_RSP}, {ESP_UUID_LEN_16, (uint8_t *)&primary_service_uuid, ESP_GATT_PERM_READ,
sizeof(uint16_t), sizeof(heart_rate_svc), (uint8_t *)&heart_rate_svc}},
// Heart Rate Measurement Characteristic Declaration
[HRS_IDX_HR_MEAS_CHAR] =
{{ESP_GATT_AUTO_RSP}, {ESP_UUID_LEN_16, (uint8_t *)&character_declaration_uuid, ESP_GATT_PERM_READ,
CHAR_DECLARATION_SIZE,CHAR_DECLARATION_SIZE, (uint8_t *)&char_prop_notify}},
// Heart Rate Measurement Characteristic Value
[HRS_IDX_HR_MEAS_VAL] =
{{ESP_GATT_AUTO_RSP}, {ESP_UUID_LEN_16, (uint8_t *)&heart_rate_meas_uuid, ESP_GATT_PERM_READ,
HRPS_HT_MEAS_MAX_LEN,0, NULL}},
// Heart Rate Measurement Characteristic - Client Characteristic Configuration Descriptor
[HRS_IDX_HR_MEAS_NTF_CFG] =
{{ESP_GATT_AUTO_RSP}, {ESP_UUID_LEN_16, (uint8_t *)&character_client_config_uuid, ESP_GATT_PERM_READ|ESP_GATT_PERM_WRITE,
sizeof(uint16_t),sizeof(heart_measurement_ccc), (uint8_t *)heart_measurement_ccc}},
// Body Sensor Location Characteristic Declaration
[HRS_IDX_BOBY_SENSOR_LOC_CHAR] =
{{ESP_GATT_AUTO_RSP}, {ESP_UUID_LEN_16, (uint8_t *)&character_declaration_uuid, ESP_GATT_PERM_READ,
CHAR_DECLARATION_SIZE,CHAR_DECLARATION_SIZE, (uint8_t *)&char_prop_read}},
// Body Sensor Location Characteristic Value
[HRS_IDX_BOBY_SENSOR_LOC_VAL] =
{{ESP_GATT_AUTO_RSP}, {ESP_UUID_LEN_16, (uint8_t *)&body_sensor_location_uuid, ESP_GATT_PERM_READ_ENCRYPTED,
sizeof(uint8_t), sizeof(body_sensor_loc_val), (uint8_t *)body_sensor_loc_val}},
// Heart Rate Control Point Characteristic Declaration
[HRS_IDX_HR_CTNL_PT_CHAR] =
{{ESP_GATT_AUTO_RSP}, {ESP_UUID_LEN_16, (uint8_t *)&character_declaration_uuid, ESP_GATT_PERM_READ,
CHAR_DECLARATION_SIZE,CHAR_DECLARATION_SIZE, (uint8_t *)&char_prop_read_write}},
// Heart Rate Control Point Characteristic Value
[HRS_IDX_HR_CTNL_PT_VAL] =
{{ESP_GATT_AUTO_RSP}, {ESP_UUID_LEN_16, (uint8_t *)&heart_rate_ctrl_point, ESP_GATT_PERM_WRITE_ENCRYPTED|ESP_GATT_PERM_READ_ENCRYPTED,
sizeof(uint8_t), sizeof(heart_ctrl_point), (uint8_t *)heart_ctrl_point}},
};上面的att 表有一个service、三个characteristic。
........
先把建立连接之前的GATT状态机搞清楚。
3 建立连接之前的GATT状态机
3.1 创建服务 creating services
在触发ESP_GATTS_REG_EVT时，除了创建表还可以创建服务S，调用esp_ble_gatts_create_service来创建服务S。
esp_err_t esp_ble_gatts_create_service(esp_gatt_if_t gatts_if,
esp_gatt_srvc_id_t *service_id, uint16_t num_handle);作用:创建一个service。当一个service创建成功(done)后，ESP_CREATE_SERVICE_EVT事件触发回调函数被调用，该回调函数报告了profile的stauts和service ID。当要添加include service和 characteristics/descriptors入服务service，Service ID在回调函数中用到。
参数:gatts_if——GATT 服务器访问接口
service_id: 服务UUID相关信息
num_handle:该服务所需的句柄数 service handle、characteristic declaration handle、 characteristic value handle、characteristic description handle 的句柄数总和。Demo中用的是4.
查看参数service_id的类型
/// UUID type
typedef struct {
#define ESP_UUID_LEN_16 2
#define ESP_UUID_LEN_32 4
#define ESP_UUID_LEN_128 16
uint16_t len; /*!< UUID length, 16bit, 32bit or 128bit */
union {
uint16_t uuid16;
uint32_t uuid32;
uint8_t uuid128[ESP_UUID_LEN_128];
} uuid; /*!< UUID */
} __attribute__((packed)) esp_bt_uuid_t;
/**
* @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;
/**
* @brief Gatt service id, include id
* (uuid and instance id) and primary flag
*/
typedef struct {
esp_gatt_id_t id; /*!< Gatt id, include uuid and instance */
bool is_primary; /*!< This service is primary or not */
} __attribute__((packed)) esp_gatt_srvc_id_t;服务ID参数包括
is_primary参数当前服务是否是首要的；---------服务声明中的Attribute Type 0x2800---Primary/0x2801---Secondary
id参数UUID的信息(包括uuid 和服务实例instance id)
其中uuid是UUID的信息包括UUID的长度(16bit/32bit/128bit)及UUID具体值。
在Demo中，服务被定义为16bit的UUID的主服务。服务ID以实例ID为0，UUID为0x00FF来初始化，len为2个字节。
服务实例ID是用来区分在同一个Profile中具有相同UUID的多个服务。Application Profile中拥有相同UUID的两个服务，需要用不同的实例ID来引用。
如下示例展示了一个Service的创建。
switch (event) {
case ESP_GATTS_REG_EVT:
ESP_LOGI(GATTS_TAG, "REGISTER_APP_EVT, status %d, app_id %d\n", param->reg.status, param->reg.app_id);
gl_profile_tab[PROFILE_B_APP_ID].service_id.is_primary = true;
gl_profile_tab[PROFILE_B_APP_ID].service_id.id.inst_id = 0x00;
gl_profile_tab[PROFILE_B_APP_ID].service_id.id.uuid.len = ESP_UUID_LEN_16;
gl_profile_tab[PROFILE_B_APP_ID].service_id.id.uuid.uuid.uuid16 = GATTS_SERVICE_UUID_TEST_B;
esp_ble_gatts_create_service(gatts_if, &gl_profile_tab[PROFILE_B_APP_ID].service_id, GATTS_NUM_HANDLE_TEST_B);
break;
…
}一个profile有一个primary服务，服务有UUID以及服务实例的ID。
3.2 启动服务并创建Characteristics
当一个服务service创建成功(done)后，由该profile GATT handler 管理的 ESP_GATTS_CREATE_EVT事件被触发，在这个事件可以启动服务和添加characteristics到服务中。调用esp_ble_gatts_start_service来启动指定服务。
Characteristic是在GATT规范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。实际上，在与蓝牙设备打交道，主要就是读写Characteristic的value来完成。同样的，Characteristic也是通过16bit或128bit的UUID唯一标识。
我们根据蓝牙设备的协议用对应的Characteristci进行读写即可达到与其通信的目的。
ESP_GATTS_CREATE_EVT事件中回调函数参数的类型为gatts_create_evt_param(包括操作函数、servic的句柄、服务的id
/**
* @brief ESP_GATTS_CREATE_EVT
*/
struct gatts_create_evt_param {
esp_gatt_status_t status; /*!< Operation status */
uint16_t service_handle; /*!< Service attribute handle */
esp_gatt_srvc_id_t service_id; /*!< Service id, include service uuid and other information */
} create; /*!< Gatt server callback param of ESP_GATTS_CREATE_EVT */
esp_err_t esp_ble_gatts_start_service(uint16_t service_handle)
esp_ble_gatts_start_service()这个函数启动一个服务。
参数: service_handle-------要被启动的服务句柄。
首先，由BLE堆栈生成生成的服务句柄(service handle)存储在Profile表中，应用层将用服务句柄来引用这个服务。调用esp_ble_gatts_start_service()和先前产生服务句柄来启动服务。
esp_err_t
esp_ble_gatts_add_char(uint16_t service_handle, esp_bt_uuid_t *char_uuid,esp_gatt_perm_tperm, esp_gatt_char_prop_tproperty, esp_attr_value_t *char_val,
esp_attr_control_t *control)
这样ESP_ATTS_START_EVT事件触发时，将打印输出信息启动的Service Handle之类的信息。如图所示
添加特征到service中，调用esp_ble_gatts_add_char()来添加characteristics连同characteristic 权限和property(属性)到服务service中。
有必要再次解释一下property
Characteristic Properties这个域(bit控制)决定了Characteristic Value如何使用、Characteristic descriptors 如何访问。只要下标中对应bit被设备，那么对应描述的action就被允许。
在Demo中，特征uuid的len为2字节，uuid为0x00FF，权限是可读可写，属性的读、写、通知bit置1，且设置特征值，
gl_profile_tab.char_uuid.len = ESP_UUID_LEN_16;
gl_profile_tab.char_uuid.uuid.uuid16 = GATTS_CHAR_UUID_TEST_A;
a_property = ESP_GATT_CHAR_PROP_BIT_READ | ESP_GATT_CHAR_PROP_BIT_WRITE | ESP_GATT_CHAR_PROP_BIT_NOTIFY;
esp_err_t add_char_ret = esp_ble_gatts_add_char(gl_profile_tab.service_handle, &gl_profile_tab.char_uuid,
ESP_GATT_PERM_READ | ESP_GATT_PERM_WRITE,
a_property,
&gatts_demo_char1_val, NULL);
3.2.1 添加Characteristic Value declaration ATT-------看这里
添加Characteristic的接口
esp_err_t esp_ble_gatts_add_char(uint16_t service_handle, esp_bt_uuid_t *char_uuid,
esp_gatt_perm_t perm, esp_gatt_char_prop_t property, esp_attr_value_t *char_val, esp_attr_control_t *control)参数:service_handle-------Characteristic要添加到的服务的Service handler服务句柄,一个Characteristic至少包括2个属性ATT，一个属性用于characteristic declaration/另一个用于存放特征值(characteristic value declaration).
char_uuid-------Characteristic 的UUID; 属于Characteristic declaration 这个ATT
perm------特征值声明(Characteristic value declaration) 属性(Attribute)访问权限;
ATT具有一组与其关联的权限值，权限值指定了读/写权限、认证权限、授权许可
permission权限的可取值{可读、可加密读、可加密MITM读、可写、可加密写、可加密MITM写}
/**
* @brief Attribute permissions
*/
#define ESP_GATT_PERM_READ (1 << 0) /* bit 0 - 0x0001 */ /* relate to BTA_GATT_PERM_READ in bta/bta_gatt_api.h */
#define ESP_GATT_PERM_READ_ENCRYPTED (1 << 1) /* bit 1 - 0x0002 */ /* relate to BTA_GATT_PERM_READ_ENCRYPTED in bta/bta_gatt_api.h */
#define ESP_GATT_PERM_READ_ENC_MITM (1 << 2) /* bit 2 - 0x0004 */ /* relate to BTA_GATT_PERM_READ_ENC_MITM in bta/bta_gatt_api.h */
#define ESP_GATT_PERM_WRITE (1 << 4) /* bit 4 - 0x0010 */ /* relate to BTA_GATT_PERM_WRITE in bta/bta_gatt_api.h */
#define ESP_GATT_PERM_WRITE_ENCRYPTED (1 << 5) /* bit 5 - 0x0020 */ /* relate to BTA_GATT_PERM_WRITE_ENCRYPTED in bta/bta_gatt_api.h */
#define ESP_GATT_PERM_WRITE_ENC_MITM (1 << 6) /* bit 6 - 0x0040 */ /* relate to BTA_GATT_PERM_WRITE_ENC_MITM in bta/bta_gatt_api.h */
#define ESP_GATT_PERM_WRITE_SIGNED (1 << 7) /* bit 7 - 0x0080 */ /* relate to BTA_GATT_PERM_WRITE_SIGNED in bta/bta_gatt_api.h */
#define ESP_GATT_PERM_WRITE_SIGNED_MITM (1 << 8) /* bit 8 - 0x0100 */ /* relate to BTA_GATT_PERM_WRITE_SIGNED_MITM in bta/bta_gatt_api.h */property-----Characteristic Properties (特征值声明属性的Properties)
char_val------属性值 Characteristic Value
control-------属性响应控制字节
characteristic declaration的Attribute Value 包括 property、characteristic Value declaration handle、char_uuid 三个段；其中property、char_uuid在添加Characteristic调用的函数的参数中已经指明，只有characteristic Value declaration handle尚未明确指出。
示例:
gl_profile_tab[PROFILE_A_APP_ID].service_handle = param->create.service_handle;
gl_profile_tab[PROFILE_A_APP_ID].char_uuid.len = ESP_UUID_LEN_16;
gl_profile_tab[PROFILE_A_APP_ID].char_uuid.uuid.uuid16 = GATTS_CHAR_UUID_TEST_A;
esp_ble_gatts_add_char(gl_profile_tab[PROFILE_A_APP_ID].service_handle,
&gl_profile_tab[PROFILE_A_APP_ID].char_uuid,
ESP_GATT_PERM_READ | ESP_GATT_PERM_WRITE,
a_property,
&gatts_demo_char1_val,
NULL);characteristic value------这个属性ATT怎么添加入Characteristic中，看gatts_demo_char1_val的具体部分
/**
* @brief set the attribute value type
*/
typedef struct
{
uint16_t attr_max_len; /*!< attribute max value length */
uint16_t attr_len; /*!< attribute current value length */
uint8_t *attr_value; /*!< the pointer to attribute value */
} esp_attr_value_t;
uint8_t char1_str[] = {0x11,0x22,0x33};
esp_attr_value_t gatts_demo_char1_val =
{
.attr_max_len = GATTS_DEMO_CHAR_VAL_LEN_MAX,
.attr_len = sizeof(char1_str),
.attr_value = char1_str,
};
在这个结构体里面包括了属性值最大长度、当前长度、当前值。由这个来指定 characteristic value declaration的。有这些值就足以构成一个 characteristic value declaration ATT了。
3.3 添加Characteristic descriptor 描述符
当特征添加到service中成功(done)时，触发ESP_GATTS_ADD_CHAR_EVT事件。触发ESP_GATTS_ADD_CHAR_EVT事件时，回调函数参数param的结构体为gatts_add_char_evt_param，包括操作状态、特征ATT的handle()、service_handle(服务句柄)、characteristc uuid(服务的UUID)。
/**
* @brief ESP_GATTS_ADD_CHAR_EVT
*/
struct gatts_add_char_evt_param {
esp_gatt_status_t status; /*!< Operation status */
uint16_t attr_handle; /*!< Characteristic attribute handle */
uint16_t service_handle; /*!< Service attribute handle */
esp_bt_uuid_t char_uuid; /*!< Characteristic uuid */
} add_char; /*!< Gatt server callback param of ESP_GATTS_ADD_CHAR_EVT */还可以通过调用esp_ble_gatts_get_attr_value()来获取跟具体的Characteristic Value declartation 属性的具体信息。
下面是调用的例子，输入参数是特征句柄；输出参数是length和prf_char
esp_ble_gatts_get_attr_value(param->add_char.attr_handle, &length, &prf_char);查看esp_ble_gatts_get_attr_value() 源码，进行分析
esp_err_t esp_ble_gatts_get_attr_value(uint16_t attr_handle, uint16_t *length, const uint8_t **value)
{
if (attr_handle == ESP_GATT_ILLEGAL_HANDLE) {
return ESP_FAIL;
}
btc_gatts_get_attr_value(attr_handle, length, (uint8_t **)value);
return ESP_OK;
}
void btc_gatts_get_attr_value(uint16_t attr_handle, uint16_t *length, uint8_t **value)
{
BTA_GetAttributeValue(attr_handle, length, value);
}
void BTA_GetAttributeValue(UINT16 attr_handle, UINT16 *length, UINT8 **value)
{
bta_gatts_get_attr_value(attr_handle, length, value);
}
void bta_gatts_get_attr_value(UINT16 attr_handle, UINT16 *length, UINT8 **value)
{
GATTS_GetAttributeValue(attr_handle, length, value);
}
/*******************************************************************************
**
** Function GATTS_GetAttributeValue
**
** Description This function sends to set the attribute value .
**
** Parameter attr_handle: the attribute handle
** length:the attribute value length in the database
** value: the attribute value out put
**
** Returns GATT_SUCCESS if successfully sent; otherwise error code.
**
*******************************************************************************/
tGATT_STATUS GATTS_GetAttributeValue(UINT16 attr_handle, UINT16 *length, UINT8 **value)
{
tGATT_STATUS status;
tGATT_HDL_LIST_ELEM *p_decl;
GATT_TRACE_DEBUG("GATTS_GetAttributeValue: attr_handle: %u\n",
attr_handle);
if ((p_decl = gatt_find_hdl_buffer_by_attr_handle(attr_handle)) == NULL) {
GATT_TRACE_ERROR("Service not created\n");
return GATT_INVALID_HANDLE;
}
status = gatts_get_attribute_value(&p_decl->svc_db, attr_handle, length, value);
return status;
}关于gatts_get_attribute_value()更底层的东西就要看ble协议栈的更底层的实现,这里很难查下去。但是可以通过打印输出来判断这里实现些什么。
有上述打印可以看出，这里输出Characteristic value declaration的信息，因此esp_ble_gatts_get_attr_value()来输出特征值长度和特征值。
还可在ESP_GATTS_ADD_CHAR_EVT事件的回调函数中，给characteristic添加characteristic description ATT。
下面是添加char_descr的例子
gl_profile_tab[PROFILE_A_APP_ID].char_handle = param->add_char.attr_handle;
gl_profile_tab[PROFILE_A_APP_ID].descr_uuid.len = ESP_UUID_LEN_16;
gl_profile_tab[PROFILE_A_APP_ID].descr_uuid.uuid.uuid16 = ESP_GATT_UUID_CHAR_CLIENT_CONFIG;
esp_err_t add_descr_ret = esp_ble_gatts_add_char_descr(
gl_profile_tab[PROFILE_A_APP_ID].service_handle, &gl_profile_tab[PROFILE_A_APP_ID].descr_uuid,
ESP_GATT_PERM_READ | ESP_GATT_PERM_WRITE, NULL, NULL);
case ESP_GATTS_ADD_CHAR_DESCR_EVT:
gl_profile_tab[PROFILE_A_APP_ID].descr_handle = param->add_char_descr.attr_handle;
ESP_LOGI(GATTS_TAG, "ADD_DESCR_EVT, status %d, attr_handle %d, service_handle %d\n",
param->add_char_descr.status, param->add_char_descr.attr_handle, param->add_char_descr.service_handle);
break;看看esp_ble_gatts_add_char_descr()这个函数的原型
esp_err_t esp_ble_gatts_add_char_descr (uint16_t service_handle,
esp_bt_uuid_t *descr_uuid,
esp_gatt_perm_t perm, esp_attr_value_t *char_descr_val,
esp_attr_control_t *control);参数:service_handle:这个characteristic descriptor要添加的service handle。
perm: 描述符访问权限
descr_uuid:描述符UUID
char_descr_val:描述符值
control:ATT 应答控制字节
这个函数被用来添加Characteristic descriptor。当添加完成时，BTA_GATTS_ADD_DESCR_EVT 回调函数被调用去报告它的状态和ID。
gatt_server例子中：一共建立两个profile。A profile中包括的service UUID为0x00FF， characteristic UUID为0xFF01；
B profile中包括的service UUID为0x00EE， characteristic UUID为0xEE01
下面看是看开始建立连接后，GATT的状态机转变过程：
手机client连接到server，触发ESP_GATTS_CONNECT_EVT事件。
/**
* @brief ESP_GATTS_CONNECT_EVT
*/
struct gatts_connect_evt_param {
uint16_t conn_id; /*!< Connection id */
esp_bd_addr_t remote_bda; /*!< Remote bluetooth device address */
} connect; /*!< Gatt server callback param of ESP_GATTS_CONNECT_EVT */
/// Bluetooth address length
#define ESP_BD_ADDR_LEN 6
/// Bluetooth device address
typedef uint8_t esp_bd_addr_t[ESP_BD_ADDR_LEN];
ESP_GATTS_CONNECT_EVT事件回调函数param参数包括连接ID以及远端蓝牙设备地址。调用esp_ble_update_conn_params(&conn_params)来更新连接参数。这个函数只有在连接上以后才可以调用。
esp_ble_conn_update_params_t conn_params = {0};
memcpy(conn_params.bda, param->connect.remote_bda, sizeof(esp_bd_addr_t));
/* For the IOS system, please reference the apple official documents about the ble connection parameters restrictions. */
conn_params.latency = 0;
conn_params.max_int = 0x20; // max_int = 0x20*1.25ms = 40ms
conn_params.min_int = 0x10; // min_int = 0x10*1.25ms = 20ms
conn_params.timeout = 400; // timeout = 400*10ms = 4000ms
esp_ble_gap_update_conn_params(&conn_params);参数连接更新参数(蓝牙设备地址、最小连接间隔、最大连接间隔、连接数量、LE LINK超时)。
/// Connection update parameters
typedef struct {
esp_bd_addr_t bda; /*!< Bluetooth device address */
uint16_t min_int; /*!< Min connection interval */
uint16_t max_int; /*!< Max connection interval */
uint16_t latency; /*!< Slave latency for the connection in number of connection events. Range: 0x0000 to 0x01F3 */
uint16_t timeout; /*!< Supervision timeout for the LE Link. Range: 0x000A to 0x0C80.
Mandatory Range: 0x000A to 0x0C80 Time = N * 10 msec
Time Range: 100 msec to 32 seconds */
} esp_ble_conn_update_params_t;/***********************
*建立连接之后回调函数事件分析
*********************/
4 建立连接时GATT的状态机研究
设备设备连上外围蓝牙时，打印如下所示：第一个触发了CONNECT回调函数；接着触发了MTU尺寸的大小确认事件。
4.1连接后触发的连接回调函数
/**
* @brief ESP_GATTS_CONNECT_EVT
*/
struct gatts_connect_evt_param {
uint16_t conn_id; /*!< Connection id */
esp_bd_addr_t remote_bda; /*!< Remote bluetooth device address */
} connect;上面是连接回调函数param的参数结构体，包括连接id和远端(对端)蓝牙设备地址(bda)。
在一般回调函数处理中，记录对端的信息，且发送更新后的连接参数到对端设备 。
//start sent the update connection parameters to the peer device.
esp_ble_gap_update_conn_params(&conn_params);深入到 esp_ble_gap_update_conn_params(&conn_params)。这个函数只能在连接上时使用，用于更新连接参数。
/**
* @brief Update connection parameters, can only be used when connection is up.
*
* @param[in] params - connection update parameters
*
* @return
* - ESP_OK : success
* - other : failed
*
*/
/// Connection update parameters
typedef struct {
esp_bd_addr_t bda; /*!< Bluetooth device address */
uint16_t min_int; /*!< Min connection interval */
uint16_t max_int; /*!< Max connection interval */
uint16_t latency; /*!< Slave latency for the connection in number of connection events. Range: 0x0000 to 0x01F3 */
uint16_t timeout; /*!< Supervision timeout for the LE Link. Range: 0x000A to 0x0C80.
Mandatory Range: 0x000A to 0x0C80 Time = N * 10 msec
Time Range: 100 msec to 32 seconds */
} esp_ble_conn_update_params_t;
esp_err_t esp_ble_gap_update_conn_params(esp_ble_conn_update_params_t *params)
{
btc_msg_t msg;
btc_ble_gap_args_t arg;
ESP_BLUEDROID_STATUS_CHECK(ESP_BLUEDROID_STATUS_ENABLED);
msg.sig = BTC_SIG_API_CALL;
msg.pid = BTC_PID_GAP_BLE;
msg.act = BTC_GAP_BLE_ACT_UPDATE_CONN_PARAM;
memcpy(&arg.conn_update_params.conn_params, params, sizeof(esp_ble_conn_update_params_t));
return (btc_transfer_context(&msg, &arg, sizeof(btc_ble_gap_args_t), NULL) == BT_STATUS_SUCCESS ? ESP_OK : ESP_FAIL);
}继续深入bt_status_t btc_transfer_context(btc_msg_t *msg, void *arg, int arg_len, btc_arg_deep_copy_t copy_func)
bt_status_t btc_transfer_context(btc_msg_t *msg, void *arg, int arg_len, btc_arg_deep_copy_t copy_func)
{
btc_msg_t lmsg;
if (msg == NULL) {
return BT_STATUS_PARM_INVALID;
}
BTC_TRACE_DEBUG("%s msg %u %u %u %p\n", __func__, msg->sig, msg->pid, msg->act, arg);
memcpy(&lmsg, msg, sizeof(btc_msg_t));
if (arg) {
lmsg.arg = (void *)osi_malloc(arg_len);
if (lmsg.arg == NULL) {
return BT_STATUS_NOMEM;
}
memset(lmsg.arg, 0x00, arg_len); //important, avoid arg which have no length
memcpy(lmsg.arg, arg, arg_len);
if (copy_func) {
copy_func(&lmsg, lmsg.arg, arg);
}
} else {
lmsg.arg = NULL;
}
return btc_task_post(&lmsg, TASK_POST_BLOCKING);
}到此，不继续下去。
4.2连接后MTU大小确定
当有手机(client客户端)连上server时，触发ESP_GATTS_MTU_EVT事件，其打印如下图所示
ESP_GATTS_MTU_EVT事件对应的回调函数中参数param的结构体为gatts_mtu_evt_param（包括连接id和MTU大小）
/**
* @brief ESP_GATTS_MTU_EVT
*/
struct gatts_mtu_evt_param {
uint16_t conn_id; /*!< Connection id */
uint16_t mtu; /*!< MTU size */
} mtu; /*!< Gatt server callback param of ESP_GATTS_MTU_EVT */
在例子中设置本地的MTU大小为500，代码如下所示：
esp_err_t local_mtu_ret = esp_ble_gatt_set_local_mtu(500);如上所述，设置了MTU的值(经过MTU交换，从而设置一个PDU中最大能够交换的数据量)。例如：主设备发出一个150字节的MTU请求，但是从设备回应的MTU是23字节，那么今后双方要以较小的值23字节作为以后的MTU。即主从双方每次在做数据传输时不超过这个最大数据单元。 MTU交换通常发生在主从双方建立连接后。MTU比较小，就是为什么BLE不能传输大数据的原因所在。
-----参照一分钟读懂低功耗(BLE)MTU交换数据包https://blog.csdn.net/viewtoolsz/article/details/76177465 这篇文章就可以了解MTU交换过程。
MTU交换请求用于client通知server关于client最大接收MTU大小并请求server响应它的最大接收MTU大小。
Client的接收MTU 应该大于或等于默认ATT_MTU(23).这个请求已建立连接就由client发出。这个Client Rx MTU参数应该设置为client可以接收的attribute protocol PDU最大尺寸。
MTU交换应答发送用于接收到一个Exchange MTU请求
这个应答由server发出，server的接收MTU必须大于或等于默认ATT_MTU大小。这里的Server Rx MTU应该设置为 服务器可以接收的attribute protocol PDU 最大尺寸。
Server和Client应该设置ATT_MTU为Client Rx MTU和Server Rx MTU两者的较小值。
这个ATT_MTU在server在发出这个应答后，在发其他属性协议PDU之前生效；在client收到这个应答并在发其他属性协议PDU之前生效。
4.3 发送应答数据
#if (GATTS_INCLUDED == TRUE)
esp_err_t esp_ble_gatts_send_response(esp_gatt_if_t gatts_if, uint16_t conn_id, uint32_t trans_id,
esp_gatt_status_t status, esp_gatt_rsp_t *rsp);
btc_msg_t msg;
btc_ble_gatts_args_t arg;
ESP_BLUEDROID_STATUS_CHECK(ESP_BLUEDROID_STATUS_ENABLED);
msg.sig = BTC_SIG_API_CALL;
msg.pid = BTC_PID_GATTS;
msg.act = BTC_GATTS_ACT_SEND_RESPONSE;
arg.send_rsp.conn_id = BTC_GATT_CREATE_CONN_ID(gatts_if, conn_id);
arg.send_rsp.trans_id = trans_id;
arg.send_rsp.status = status;
arg.send_rsp.rsp = rsp;
return (btc_transfer_context(&msg, &arg, sizeof(btc_ble_gatts_args_t),
btc_gatts_arg_deep_copy) == BT_STATUS_SUCCESS ? ESP_OK : ESP_FAIL);
}
#endif这个函数用于发送应答给对应请求。
参数: gatts_if-------GATT server 访问接口
conn_id-----连接ID
trans_id-----传输ID
status----应答状态
rsp-----应答数据 gatt attribute value
查看GATT 读应答结构
#define ESP_GATT_MAX_ATTR_LEN 600 //as same as GATT_MAX_ATTR_LEN
/// Gatt attribute value
typedef struct {
uint8_t value[ESP_GATT_MAX_ATTR_LEN]; /*!< Gatt attribute value */
uint16_t handle; /*!< Gatt attribute handle */
uint16_t offset; /*!< Gatt attribute value offset */
uint16_t len; /*!< Gatt attribute value length */
uint8_t auth_req; /*!< Gatt authentication request */
} esp_gatt_value_t;
/// GATT remote read request response type
typedef union {
esp_gatt_value_t attr_value; /*!< Gatt attribute structure */
uint16_t handle; /*!< Gatt attribute handle */
} esp_gatt_rsp_t;
4.4 客户端和服务器端 收发数据
4.4.1 手机端的操作
接下去看，连接以后收发数据
首先了解一下手机端在蓝牙连接、数据交互过程中的操作。
作者：WuTa0
链接：https://www.jianshu.com/p/f8130a0bfd94
- 检测蓝牙是否可用，绑定蓝牙服务
- 使用BluetoothAdapter.startLeScan来扫描低功耗蓝牙设备
- 在扫描到设备的回调函数中会得到BluetoothDevice对象，并使用BluetoothAdapter.stopLeScan停止扫描
- 使用BluetoothDevice.connectGatt来获取到BluetoothGatt对象 /*****************************************************************************************************************************************/
- 执行BluetoothGatt.discoverServices，这个方法是异步操作，在回调函数onServicesDiscovered中得到status， 通过判断status是否等于BluetoothGatt.GATT_SUCCESS来判断查找服务Service是否成功
- 如果成功了，则通过BluetoothGatt.getServices()来获取所有的Services；根据Sevice_UUID来查找想要的服务BluetoothGattService
- 接着通过BluetoothGattService.getCharacteristic(spiecial_char_UUID)获取BluetoothGattCharacteristic，最基本的一般获取Read_UUID的Charcteristic、Write_UUID的Characteristic、Notification_UUID的Characteristic。
- 设置通知打开------通知打开或关闭实际山是一次写入操作
- 然后通过BluetoothGattCharacteristic.getDescriptor获取BluetoothGattDescriptor
- 对于发送和接收数据 都是从BluetoothGatt.readCharacteristic和BluetoothGatt.writeCharcteristic来实现。
- 注意：在写时参数characteristic，调用setValue设置Characteristic的属性值，调用setWriteType设置写的方式(如WRITR_TYPE_NO_RESPONSE)
第3步扫描到设备会触发回调，在回调中，通常根据设备名称找到想要连接的设备，完成连接；连接后，获取到BluetoothGATT 对象，再从BluetoothGatt.discoverServices中获取各个Services，根据硬件工程师提供的UUID连接你需要的Service。最后，根据硬件工程师提供的UUID找到读、写和通知的UUID，然后再进行读写操作。 读写和设置通知均为单步操作，执行完一个才能执行下一个。
从这里出发，现在仍感觉不是很痛快，因此我从小程序的低功耗蓝牙接口出发，两相对照看。
写特征值
wx.writeBLECharacteristicValue(Object object)
Object{
deviceId::string //必填，蓝牙设备id
serviceId::string //必填，蓝牙特征值Characteristic对应服务的UUID
characteristicId::string //必填，蓝牙特征值的UUID
value::ArrayBuffer //必填，蓝牙设备特征值对应的二进制值
success::function //非必填，接口调用成功后的回调函数
fail::function //非必填，接口调用失败后的回调函数
complete::function //非必填，接口调用结束后的回调函数(调用成功、失败都会执行)
}
向低功耗蓝牙设备特征值中写入二进制数据。 必须设备的特征值支持write权限才可以成功调用。具体的如下所示，
wx.writeBLECharacteristicValue({
deviceId: that.data.deviceId,//设备deviceId
serviceId: that.data.service_id,//设备service_id
characteristicId: that.data.write_id,//设备write特征值
value: buffer,//写入数据
success: function (res) {
console.log('发送数据:', res.errMsg)
}
});
---------------------
作者：Cc_JoJo
来源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/caohoucheng/article/details/81633822
版权声明：本文为博主原创文章，转载请附上博文链接！读特征值
wx.readBLECharacteristicValue(Object object)
Objcet{
deviceId::string //必填，蓝牙设备id
serviceId::string //必填，蓝牙特征值对应服务的UUID
characteristic::string //必填，蓝牙特征值UUID
success::function //非必填，接口调用成功后回调函数
fail::function //非必填，接口调用失败后回调函数
complete::function //非必填，接口调用结束后回调函数(调用成功、失败都会执行)
}具体的如下所示
wx.readBLECharacteristicValue({
// 这里的 deviceId 需要已经通过 createBLEConnection 与对应设备建立链接
deviceId,
// 这里的 serviceId 需要在 getBLEDeviceServices 接口中获取
serviceId,
// 这里的 characteristicId 需要在 getBLEDeviceCharacteristics 接口中获取
characteristicId,
success(res) {
console.log('readBLECharacteristicValue:', res.errCode)
}
})小程序上低功耗蓝牙一般操作流程
初始化蓝牙模块(wx.openBluetoothAdapter)------>开始搜索蓝牙外围设备(耗资源)(wx.startBluetoothDevicesDiscovery)----->
获取在蓝牙模块生效期间所有已发现的蓝牙设备(包括已经和本机处于连接状态的设备)(wx.getBluetoothDevices)----->
监听找到的新设备的事件(wx.onBluetoothDeviceFound(callback))------->连接低功耗蓝牙设备(wx.createBLEConnection())------>
获取蓝牙设备所有services（wx.getBLEDeviceServices())------>获取蓝牙设备某个服务中所有Characteristic(特征)（wx.getBLEDeviceCharacteristics）-------->启动低功耗蓝牙设备特征的值变化时的notify功能(wx.notifyBLECharacteristicValueChange())------->写入wx.writeBLECharactericValue()
目前，微信小程序上也应该是无应答写。
4.4.2 设备端的操作
将ESP_GATTS_READ_EVT、ESP_GATTS_WRITE_EVT和ESP_GATTS_EXEC_WRITE_EVT三类事件param参数的类型如下
/**
* @brief ESP_GATTS_READ_EVT
*/
struct gatts_read_evt_param {
uint16_t conn_id; /*!< Connection id */
uint32_t trans_id; /*!< Transfer id */
esp_bd_addr_t bda; /*!< The bluetooth device address which been read */
uint16_t handle; /*!< The attribute handle */
uint16_t offset; /*!< Offset of the value, if the value is too long */
bool is_long; /*!< The value is too long or not */
bool need_rsp; /*!< The read operation need to do response */
} read; /*!< Gatt server callback param of ESP_GATTS_READ_EVT */
/**
* @brief ESP_GATTS_WRITE_EVT
*/
struct gatts_write_evt_param {
uint16_t conn_id; /*!< Connection id */
uint32_t trans_id; /*!< Transfer id */
esp_bd_addr_t bda; /*!< The bluetooth device address which been written */
uint16_t handle; /*!< The attribute handle */
uint16_t offset; /*!< Offset of the value, if the value is too long */
bool need_rsp; /*!< The write operation need to do response */
bool is_prep; /*!< This write operation is prepare write */
uint16_t len; /*!< The write attribute value length */
uint8_t *value; /*!< The write attribute value */
} write; /*!< Gatt server callback param of ESP_GATTS_WRITE_EVT */
/**
* @brief ESP_GATTS_EXEC_WRITE_EVT
*/
struct gatts_exec_write_evt_param {
uint16_t conn_id; /*!< Connection id */
uint32_t trans_id; /*!< Transfer id */
esp_bd_addr_t bda; /*!< The bluetooth device address which been written */
#define ESP_GATT_PREP_WRITE_CANCEL 0x00 /*!< Prepare write flag to indicate cancel prepare write */
#define ESP_GATT_PREP_WRITE_EXEC 0x01 /*!< Prepare write flag to indicate execute prepare write */
uint8_t exec_write_flag; /*!< Execute write flag */
} exec_write; 4.4.4.1 使能通知
使能notify并读取蓝牙发过来的数据，开启这个后我们就能实时获取蓝牙发过来的值了。
使能通知(notify enable)的打印如下所示，打开通知实际上的一个WRITE。对应于手机端的mBluetoothGatt.setCharacteristicNotification(characteristic,true).
【2018-12-25 16:01:24:307】_[0;32mI (27345) GATTS_DEMO: GATT_WRITE_EVT, conn_id 0, trans_id 3, handle 43_[0m
_[0;32mI (27345) GATTS_DEMO: GATT_WRITE_EVT, value len 2, value :_[0m
_[0;32mI (27345) GATTS_DEMO: 01 00 _[0m
_[0;32mI (27355) GATTS_DEMO: notify enable_[0m
_[0;33mW (27355) BT_BTC: btc_gatts_arg_deep_copy 11, NULL response_[0m
_[0;32mI (27365) GATTS_DEMO: ESP_GATTS_CONF_EVT, status 0 attr_handle 42_[0m
【2018-12-25 16:01:24:610】_[0;32mI (27645) GATTS_DEMO: GATT_WRITE_EVT, conn_id 0, trans_id 4, handle 47
_[0m
_[0;32mI (27645) GATTS_DEMO: GATT_WRITE_EVT, value len 2, value :_[0m
_[0;32mI (27645) GATTS_DEMO: 01 00 _[0m
_[0;32mI (27655) GATTS_DEMO: notify enable_[0m
_[0;33mW (27655) BT_BTC: btc_gatts_arg_deep_copy 11, NULL response_[0m
_[0;32mI (27665) GATTS_DEMO: ESP_GATTS_CONF_EVT status 0 attr_handle 46_[0m
_[0;32mI (27725) GATTS_DEMO: GATT_READ_EVT, conn_id 0, trans_id 5, handle 42
_[0m
如果write.handle和descr_handle相同，且长度==2，确定descr_value描述值，根据描述值开启/关闭 通知notify/indicate。
//the size of notify_data[] need less than MTU size
esp_ble_gatts_send_indicate(gatts_if, param->write.conn_id, gl_profile_tab[PROFILE_A_APP_ID].char_handle,
sizeof(notify_data), notify_data, false);深入看看esp_ble_gatts_send_indicate
/**
* @brief Send indicate or notify to GATT client.
* Set param need_confirm as false will send notification, otherwise indication.
*
* @param[in] gatts_if: GATT server access interface
* @param[in] conn_id - connection id to indicate.
* @param[in] attr_handle - attribute handle to indicate.
* @param[in] value_len - indicate value length.
* @param[in] value: value to indicate.
* @param[in] need_confirm - Whether a confirmation is required.
* false sends a GATT notification, true sends a GATT indication.
*
* @return
* - ESP_OK : success
* - other : failed
*
*/
esp_err_t esp_ble_gatts_send_indicate(esp_gatt_if_t gatts_if, uint16_t conn_id, uint16_t attr_handle,
uint16_t value_len, uint8_t *value, bool need_confirm);该函数将notify或indicate发给GATT的客户端；
need_confirm = false,则发送的是notification通知；
==true，发送的是指示indication。
其他参数: 服务端访问接口；连接id； 属性句柄，value_len; 值
4.4.4.2 读写数据
看看Write 和Read 触发的回调函数；读写打印如下所示：
【2019-01-02 10:37:09:539】[0;32mI (4697198) GATTS_DEMO: GATT_WRITE_EVT, conn_id 0, trans_id 11, handle 42[0m
[0;32mI (4697198) GATTS_DEMO: GATT_WRITE_EVT, value len 3, value :[0m
[0;32mI (4697208) GATTS_DEMO: 31 32 33 [0m
[0;33mW (4697208) BT_BTC: btc_gatts_arg_deep_copy 11, NULL response[0m
[0;32mI (4697278) GATTS_DEMO: GATT_READ_EVT, conn_id 0, trans_id 12, handle 42
[0m
/*************************************************************************************************************************************/
ESP_LOGI(GATTS_TAG, "GATT_WRITE_EVT, conn_id %d, trans_id %d, handle %d", param->write.conn_id, param->write.trans_id, param->write.handle);
if (!param->write.is_prep){
ESP_LOGI(GATTS_TAG, "GATT_WRITE_EVT, value len %d, value :", param->write.len);
esp_log_buffer_hex(GATTS_TAG, param->write.value, param->write.len);
example_write_event_env(gatts_if, &a_prepare_write_env, param);
break;
}深入example_write_event_env(),其核心代码如下 esp_ble_gatts_send_response函数
if (param->write.need_rsp){
.....
esp_err_t esp_ble_gatts_send_response(esp_gatt_if_t gatts_if, uint16_t conn_id, uint32_t trans_id,
esp_gatt_status_t status, esp_gatt_rsp_t *rsp);
}根据param->write.need_rsp是否需要应答来决定，是否调用esp_ble_gatts_send_response来应答。
而esp_ble_gatts_send_response()函数实际调用了btc_transfer_context，将信息发送出去。
need_rsp如何确定这个值，我很有疑问，看到这里的看客，知道的请回答我一下。
/***********************************************************************************************************************/
先把Write搞清楚，先看看写的事件参数
/**
* @brief ESP_GATTS_WRITE_EVT
*/
struct gatts_write_evt_param {
uint16_t conn_id; /*!< Connection id */
uint32_t trans_id; /*!< Transfer id */
esp_bd_addr_t bda; /*!< The bluetooth device address which been written */
uint16_t handle; /*!< The attribute handle */
uint16_t offset; /*!< Offset of the value, if the value is too long */
bool need_rsp; /*!< The write operation need to do response */
bool is_prep; /*!< This write operation is prepare write */
uint16_t len; /*!< The write attribute value length */
uint8_t *value; /*!< The write attribute value */
} write; 这里的is_prep 是针对单独一个Write Request Attribute Protocol 信息放不下的情况，即Write Long Characteristic；一般先prepare在excute； 由这个参数确定参数的是长包还是短包。
offset 是这包数据相对长数据的偏移，第一包是0x0000；
need_rsp是针对该写操作是否需要应答response。
value就是待写入的Characteristic Value的值。
目前，我弄的是Write Without Response。
/*****************************************************************************************************************************************/
接下去看看Read，看看读的事件参数
/**
* @brief ESP_GATTS_READ_EVT
*/
struct gatts_read_evt_param {
uint16_t conn_id; /*!< Connection id */
uint32_t trans_id; /*!< Transfer id */
esp_bd_addr_t bda; /*!< The bluetooth device address which been read */
uint16_t handle; /*!< The attribute handle */
uint16_t offset; /*!< Offset of the value, if the value is too long */
bool is_long; /*!< The value is too long or not */
bool need_rsp; /*!< The read operation need to do response */
} read; /*!< Gatt server callback param of ESP_GATTS_READ_EVT */
is_long针对客户端知道特征值句柄和特征值长度大于单独一个Read Response ATT 信息大小时，表示传输的是长数据，就用Read Blob Request。
handle 就是要读的Characteristic Value的句柄；
offset 就是要读的Characteristic Value偏移位置，第一包Read Blob Request时，offset为0x00；
对应的是Read Blob Response ATT 以一部分的Characteristic Value作为ATT Value 参数。
在看看ESP_IDF中关于read Response 的结构体。
/// Gatt attribute value
typedef struct {
uint8_t value[ESP_GATT_MAX_ATTR_LEN]; /*!< Gatt attribute value */
uint16_t handle; /*!< Gatt attribute handle */
uint16_t offset; /*!< Gatt attribute value offset */
uint16_t len; /*!< Gatt attribute value length */
uint8_t auth_req; /*!< Gatt authentication request */
} esp_gatt_value_t;
/// GATT remote read request response type
typedef union {
esp_gatt_value_t attr_value; /*!< Gatt attribute structure */
uint16_t handle; /*!< Gatt attribute handle */
} esp_gatt_rsp_t;在我的项目中，客户端先写再读。
4.5 Characteristic结构
再次对Characteristic的结构分析一遍，记不住啊。
Characteristic 声明、Characteistic Value 声明、Characteristic Descriptor 声明。
5. 数据交互其他必要知道的
权限对于数据交换，通常设置有读Characteristic和写Characteristic-----------Write_SSID/Read_SSID.
Read/Write读/写-----一次会同时出发读和写两个回调事件；如上打印结果所述。
Read Only只读-------只能触发读回调事件；
Write Only只写------只能触发写回调事件；
6.结束语
关于GATT就先告一个段落，其他还有很多不足一处，需要一一修正补充。如果上述内容有其他问题，请指正，及时纠正我。在此谢谢大家。