GATT（Generic Attribute Profile）详细解析

最新推荐文章于 2025-04-04 22:12:32 发布
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1. GATT 结构及基本概念

1.1 GATT 设备角色

1.2 GATT 关键组件

2. GATT 数据组织

3. GATT 服务（Services）

3.1 标准 BLE 服务

3.2 自定义服务

4. GATT 特征（Characteristic）

4.1 Characteristic 属性

4.2 示例：窗帘控制特征

5. GATT 数据交互流程

5.1 发现服务

5.2 读取数据

5.3 写入数据

5.4 订阅通知

6. GATT 操作命令

7. 真实应用案例：蓝牙窗帘电机

7.1 GATT 结构

7.2 交互流程

GATT（通用属性协议，Generic Attribute Profile）是 BLE（Bluetooth Low Energy，蓝牙低功耗）通信的核心协议，定义了客户端（Client）和服务器（Server）之间的数据交互方式。它构建在 ATT（Attribute Protocol）之上，负责服务发现、数据读写、通知等操作，适用于各种 BLE 设备，如智能家居、智能穿戴、健康监测等。

1. GATT 结构及基本概念

1.1 GATT 设备角色

在 GATT 交互中，设备分为以下两种角色：

  • GATT 服务器（Server）：存储数据并向客户端提供访问，如蓝牙窗帘电机。
  • GATT 客户端（Client）：请求数据或写入数据，如手机 App。

1.2 GATT 关键组件

GATT 设备的数据组织结构如下：

  • Profile（配置文件）：设备的功能集合，例如心率监测、智能窗帘控制等。
  • Service（服务）：一组相关的功能集合，如“窗帘电机控制服务”。
  • Characteristic（特征）：服务内的基本数据单元，如“当前窗帘位置”。
  • Descriptor（描述符）：存储关于特征的额外信息，如通知的使能状态。

2. GATT 数据组织

GATT 使用层级结构组织数据：

Profile（配置文件）
 ├── Service（服务）
 │    ├── Characteristic 1（特征 1）
 │    │    ├── Descriptor 1（描述符）
 │    │    ├── Descriptor 2（描述符）
 │    ├── Characteristic 2（特征 2）
 │    ├── Characteristic 3（特征 3）

示例：蓝牙窗帘 GATT 结构

Curtain Control Profile
 ├── Curtain Motor Service (UUID: 0xFFF0)
 │    ├── Curtain Position Characteristic (UUID: 0xFFF1) - Read, Notify
 │    ├── Curtain Control Characteristic (UUID: 0xFFF2) - Write
 │    ├── Motor Speed Characteristic (UUID: 0xFFF3) - Read, Write

3. GATT 服务（Services）

3.1 标准 BLE 服务

BLE SIG（蓝牙联盟）定义了一些通用服务，常见的有：

UUIDService Name说明
0x1800Generic Access设备基础信息（如名称、连接间隔）
0x1801Generic AttributeGATT 相关的服务
0x180ADevice Information设备信息（型号、固件版本）
0x181DWeight Scale体重秤数据
0x180FBattery Service设备电量信息

3.2 自定义服务

设备厂商可以定义自己的 UUID 进行 GATT 交互，如：

UUIDService Name说明
0xFFF0Curtain Motor Service窗帘电机控制服务
0xFFF5Temperature Service自定义温度数据
0xFFE0UART Over BLE串口透传服务

4. GATT 特征（Characteristic）

**Characteristic（特征）**是 GATT 交互的核心，包含：

  • Handle（句柄）：特征的唯一索引，用于 GATT 操作。
  • UUID：唯一标识特征。
  • Properties（属性）：特征支持的操作（如读、写、通知）。
  • Value（值）：存储的数据，如温度、电机状态等。

4.1 Characteristic 属性

特征的 Properties 决定了客户端可以执行的操作：

Property说明
Read客户端可以读取数据
Write客户端可以写入数据
Write Without Response客户端可以无确认写入
Notify服务器可以主动发送数据（无确认）
Indicate服务器可以主动发送数据（有确认）

4.2 示例：窗帘控制特征

UUIDNameProperty说明
0xFFF1Curtain PositionRead, Notify获取窗帘当前位置
0xFFF2Curtain ControlWrite发送开关指令
0xFFF3Motor SpeedRead, Write读取或设置电机速度

5. GATT 数据交互流程

GATT 设备的交互通常包括以下步骤：

5.1 发现服务

客户端连接 BLE 设备后，首先需要发现可用的 GATT 服务：

  1. Discover Primary Services：获取所有服务的 UUID 和句柄。
  2. Discover Characteristics：获取服务下的所有特征。

5.2 读取数据

客户端想要获取某个特征值时：

  1. 发送 Read Request 请求特征值。
  2. 服务器返回 Read Response 并附带特征值。

示例：读取窗帘位置

Client: Write Request -> UUID: 0xFFF2, Value: 0x01
Server: (执行命令，不返回响应)

5.3 写入数据

客户端向设备写入数据：

  1. 发送 Write Request 请求修改特征值。
  2. 服务器返回 Write Response（如果是 Write Without Response，则不需要返回）。

示例：控制窗帘打开

Client: Subscribe Notification -> UUID: 0xFFF1
Server: Notify -> Value: 0x60 (60%)
Server: Notify -> Value: 0x80 (80%)
Server: Notify -> Value: 0xFF (100%)

5.4 订阅通知

客户端订阅 Notify 以监听特征值变化：

  1. 向 CCC（Client Characteristic Configuration） 写 0x01 启用通知。
  2. 服务器在特征值变化时主动发送 Notification。

示例：窗帘移动

Client: Subscribe Notification -> UUID: 0xFFF1
Server: Notify -> Value: 0x60 (60%)
Server: Notify -> Value: 0x80 (80%)
Server: Notify -> Value: 0xFF (100%)

6. GATT 操作命令

操作说明
Discover Services发现 GATT 服务器的服务
Discover Characteristics发现服务下的特征
Read Request读取特征值
Write Request写入特征值（需要响应）
Write Without Response写入特征值（无响应）
Enable Notifications订阅特征值更新
Enable Indications订阅带确认的特征值更新

7. 真实应用案例：蓝牙窗帘电机

7.1 GATT 结构

UUID名称Property
0xFFF0Curtain Motor Service-
0xFFF1Curtain PositionRead, Notify
0xFFF2Curtain ControlWrite
0xFFF3Motor SpeedRead, Write

7.2 交互流程

  1. App 连接窗帘电机
  2. 读取窗帘位置            Read(0xFFF1) -> 0x50 (50%)
  3. 写入控制命令            Write(0xFFF2, 0x01) -> 窗帘打开
  4. 接收窗帘位置更新     Notify(0xFFF1) -> 0x60, 0x70, 0xFF
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主机(Host): 通用属性配置文件GATT(Generic Attribute Profile)
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•Designed for use by the application or a profile, so that an attribute client can communicate with attribute server 为应用程序或配置而设计，使属性客户端可以和属性服务端通讯。 •GATT defines: 通用属性配置的定义 –Procedures for u
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https://developer.bluetooth.org/TechnologyOverview/Pages/GATT.aspx GENERIC ATTRIBUTE PROFILE (GATT) Generic Attribute Profile (GATT) is built on top of the Attribute Protocol (ATT) and estab
精通NXP蓝牙BLE5开发：5 Generic Attribute Profile (GATT) Layer(未完待续)
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对于EATT，应该使用特定的回调函数签名`gattClientEnhancedProcedureCallback_t`，它包含了设备ID（`deviceId_t`）、承载ID（`bearerId_t`）、程序类型（`gattProcedureType_t`）、程序结果（`gattProcedureResult_t`）和错误信息（`bleResult_t`）等参数。- `gattClientProcedureCallback`函数用于处理程序回调，根据`procedureType`的值进行相应的处理。
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关于Generic Access（UUID：1800）和Generic Attribute（UUID：1801）两个服务
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1、一些缩写字母的含义 ’ M '表示强制支持(用于配置文件中应使用的功能); ’ O '表示可选支持(用于可在配置文件中使用的功能); ’ C '表示条件支持(用于支持其他功能时应使用的功能); ’ E’表示在概要文件角色中排除(用于可能支持的功能由单位负责，但绝不可用于profile角色); 'N/A’表示不适用(在给定的上下文中不可能使用这个能力)； ‘C1’:如果服务器上的服务定义可以添加、更改或删除，则为强制;否则可选。 2、GAP服务需求 上面的LE表示BLE。 可以看出，对于Periphera
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声明：本文转载自http://blog.chinaunix.net/uid-21411227-id-5750680.html 1. 角色        除了GAP定义了角色之外，BLE还定义了另外2种角色：GATT服务器和GATT客户端，它们完全独立于GAP的角色。提供数据的设备称为GATT服务器，访问GATT服务器而获得数据的设备称为GATT客户端。 注意：一个设备可以同时作为
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