一、Gatt的概述
Bluetooth GATT (Generic Attribute Profile) 是蓝牙4.0新加入的一项协议，它规定了设备之间基于属性的通信方式。其主要作用是用于BLE(蓝牙低功耗)设备之间的数据传输。通过Gatt来完成对设备的控制、设置设备的属性、进行数据传输、监听设备的属性变化等。其主要的核心是通过UUID(通用唯一识别码)来区分不同的服务和特征(含多个属性)。Gatt的优势在于其低功耗、易于使用和大量使用的标准协议。
二、Gatt的体系架构
在Gatt的体系架构中包含了Service、Characteristic和Descriptor三个部分，它们构成了一个完整的Gatt服务。
Service：包含一个或多个Characteristic，一个Service可以包含多个Descriptor，可以理解为一个Service对应于一个设备模块(如温度计)或一组相关属性(如心率服务),每个Service均被分配了一个唯一的16位或128位的UUID。
Characteristic：由于service可能包含多个Characteristic，因此每一个Characteristic都应该包含一个唯一的UUID标识。Characteristic被用来表示一个数据的特征，一个Characteristic可能包含一个指针，指向当前Characteristic的值，也可能包含多个属性的集合。包括read(读取)、write(写入)、notify(通知)和indicate(指向)等操作。
Descriptor:为了描述一个Characteristics的属性，曲线求助 Descriptors。Descriptors也是包含一个唯一UUID标识，用来描述某个Characteristic中的一个特征，可以用于对Characteristic的Permissions(权限)和Characteristic的Value(数值)进行描述。
三、Gatt的实现方式
Gatt可以通过Android中的BluetoothGatt类进行实现。以下是Gatt实现的示例代码，其中主要包括了Gatt的连接、服务扫描、数据读写等操作。
/**
* 确保该操作完成后，才进行下一步操作
*/
private CountDownLatch countDownLatch = null;
public void getMtvAllNotification() {
List supportedGattServices = getSupportedGattServices();
Logger.i("服务数量 " + supportedGattServices.size());
for (BluetoothGattService bluetoothGattService : supportedGattServices) {
if (bluetoothGattService != null) {
Logger.i("服务uuid " + bluetoothGattService.getUuid().toString());
List
characteristics = bluetoothGattService.getCharacteristics();
for (BluetoothGattCharacteristic characteristic : characteristics) {
if (characteristic != null) {
Logger.i("特征uuid " + characteristic.getUuid().toString());
if (countDownLatch != null) {
try {
countDownLatch.await();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
final int charaProp = characteristic.getProperties();
Logger.d("当期操作属性 " + charaProp);
if ((charaProp & BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_READ) > 0) {
// 据说按照4.4 版本core specification 规定，android 4.3需要做这个特殊处理 不然会出现133错误
new Handler(Looper.getMainLooper()).postDelayed(new Runnable() {
@Override
public void run() {
Logger.d("readCharacteristic(characteristic) " + characteristic.getUuid());
readCharacteristic(characteristic);
}
}, 33);
}
if ((charaProp & BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_NOTIFY) > 0) {
boolean isAdded = enableNotification(true, characteristic);
if (isAdded) {
// 设置同步工具类初始值为1
countDownLatch = new CountDownLatch(1);
}
}
}
}
}
}
}
private void readCharacteristic(BluetoothGattCharacteristic characteristic) {
if (bluetoothGatt == null) {
return;
}
boolean isRead = bluetoothGatt.readCharacteristic(characteristic);
Logger.d("readCharacteristic isRead:" + isRead);
}
/**
* 注册/取消通知
*/
private List
characteristicNotificationList = new ArrayList<>();
public boolean enableNotification(boolean enable, BluetoothGattCharacteristic characteristic) {
if (bluetoothGatt == null || characteristic == null) {
return false;
}
int properties = characteristic.getProperties();
boolean success = bluetoothGatt.setCharacteristicNotification(characteristic, enable);
Logger.d("setCharacteristicNotification status = " + success);
/*
* 取得描述符
* 必须要有的代码，根据已有的uuid创建描述符，特征描述的UUID是固定的，根据业务逻辑定。
* 下面描述符的UUID固定为0x2902
*/
BluetoothGattDescriptor descriptor = characteristic.getDescriptor(
UUID.fromString(SampleGattAttributes.DESCRIPTOR_CONFIG));
if (descriptor != null) {
if (enable) {
descriptor.setValue(BluetoothGattDescriptor.ENABLE_NOTIFICATION_VALUE);
descriptor.setValue(BluetoothGattDescriptor.ENABLE_INDICATION_VALUE);
} else {
descriptor.setValue(BluetoothGattDescriptor.DISABLE_NOTIFICATION_VALUE);
}
success = bluetoothGatt.writeDescriptor(descriptor);
Logger.d("writeDescriptor status = " + success);
if (success) {
if (enable) {
characteristicNotificationList.add(characteristic);
} else {
characteristicNotificationList.remove(characteristic);
}
}
}
return success;
}
四、Gatt的相关注意事项
在使用Gatt时，需要注意以下事项：
1、Gatt的操作为异步操作，需要处理好操作完成后的回调；
2、Gatt的连接错误码较多，需要根据实际情况进行处理；
3、Gatt在传输数据时需要确保数据格式正确，如endian的问题；
4、Gatt的模式分为GATT、ATT，其中GATT区分操作和数据，ATT不区分操作和数据；
5、Gatt中的权限问题需要注意，需要确保应用有足够的权限进行Gatt操作。
五、Gatt的应用场景
Gatt主要应用于一些低功耗、易于连接和易于控制的设备中，如智能家居、智能穿戴、健康检测设备等。它可以通过传输数据来进行设备之间的通讯和控制，具有广泛的应用前景。
