低功耗蓝牙属性实例说明

一、属性（Attribute）

用过BLE的同学都知道“属性” （简称ATT），那么什么是属性呢？宽泛的讲，属性是一条带有标签的、可以被寻址的数据。

属性由3部分组成：属性句柄、属性类型、属性值，如图1所示。

图1 属性结构

1、属性句柄（Attribute Handle）

有效的ATT句柄范围是0x0001 ~ 0xFFFF。如图2所示，最左侧一列就是ATT句柄，从0x0001开始。

图2 通用属性

2、属性类型（Attribute Type）

128位通用唯一识别码（UUID）用来标识ATT的类型。为了提高传输效率，蓝牙技术联盟（SIG）定义了一个128位的“蓝牙UUID基数”（00000000-0000-1000-8000-00805F9B34FB），结合一个16位的数使用。

低功耗蓝牙使用的UUID被分为5组：

0x1800 ~ 0x26FF：服务类型；

0x2700 ~ 0x27FF：计量单位；

0x2800 ~ 0x28FF：属性类型；

0x2900 ~ 0x29FF：特性描述；

0x2A00 ~ 0x7FFF：特性类型；

下面是SIG官网对各组UUID定义的链接地址：

服务类型：https://www.bluetooth.com/specifications/gatt/services

属性类型：https://www.bluetooth.com/specifications/gatt/declarations

特性描述：https://www.bluetooth.com/specifications/gatt/descriptors

特性类型：https://www.bluetooth.com/specifications/gatt/characteristics

例如，在图3中

ATT句柄为0x0022的属性，第2列UUID “0x2800”表示ATT类型是“主服务”，第4列值为“0x1812”表示服务类型是“HID服务”；

ATT句柄为0x0023的属性，第2列UUID “0x2803”表示ATT类型是“特性声明”；

ATT句柄为0x0024的属性，第2列UUID “0x2A4D”表示ATT类型是“报告”；

ATT句柄为0x0025的属性，第2列UUID “0x2902”表示特性描述是“客户端特性配置”；

图3 HID服务

如果自定义一个服务，一般会指定一个128位的UUID，这个UUID不能和SIG已经定义的服务类型相同。

例如，图4展示了一个未知服务，包含1个主服务，UUID为“AB5E0001-5A21-4F05-BC7D-AF01F617B664”。

还包含3个特性，第1个特性声明了UUID为“AB5E0002-5A21-4F05-BC7D-AF01F617B664”的属性用于接收客户端发来的数据，支持写入操作（ATT句柄为0x0036的属性，属性值的第1个字节为0x08，即Bit3为1，所以支持写入操作。参考后面的“特性声明”部分）；

第2个特性声明了UUID为“AB5E0003-5A21-4F05-BC7D-AF01F617B664”的属性用于发送数据给客户端，支持读取和通知操作（ATT句柄为0x0038的属性，属性值的第1个字节为0x12。Bit1为1，所以支持读取操作；Bit4为1，所以支持通知操作。参考后面的“特性声明”部分），从图中蓝色部分可以看出数据长度为20字节；

第3个特性声明了UUID为“AB5E0004-5A21-4F05-BC7D-AF01F617B664”的属性用于发送数据给客户端，支持读取和通知操作（ATT句柄为0x003B的属性，属性值的第1个字节为0x12。Bit1为1，所以支持读取操作；Bit4为1，所以支持通知操作。参考后面的“特性声明”部分），从图中蓝色部分可以看出数据长度为1字节；

图4 未知服务

3、属性值（Attribute Value）

ATT值长度从0字节到最长512字节，但某些类型的ATT值长度是固定的。例如，图4中ATT句柄为0x003A的属性，UUID“0x2902”表示ATT类型是“客户端特性配置”，该属性的ATT值就是固定的2个字节长度（参考后面的“特性描述”部分）。

二、特性（Characteristic）

特性就是把一些属性组合在一起，归为一类。例如，图3中ATT句柄从0x002B到0x002E的4个属性就组成了一个特性，其行为就是要发送数据给客户端。

特性包含3个要素：

声明；

数值；

描述；

1、特性声明（Characteristic Declaration）

特性声明的UUID为0x2803，即ATT类型为特性声明（0x2803）。

图5 特性声明

（1）性质（Properties）

长度为8位，确定了特性数值属性对操作的支持情况，包括：读取、写入、通知、指示、广播、命令、签名认证。每一位表示一种操作，Bit位为1表示支持该项操作，为0表示不支持，如表1所示。

表1 特性的性质

（2）数值句柄（Value Handle）

与客户端进行数据交互的属性句柄，即实际用来传输数据的属性句柄。

（3）特性UUID（Characteristic UUID）

标识特性数值的类型的UUID。

例如，图3中ATT句柄为0x002B的属性就是一个“特性声明”，第4列ATT值为“1A:2C:00:4D:2A”。其中第1个字节0x1A（0b00011010），表示性质支持读取、写入和通知；第2和3字节组合后即0x002C，表示用来传递数据的ATT句柄为“0x002C”；第4和5字节组合后即0x2A4D，表示该特性数值的类型为“0x2A4D”(Report)。

2、特性数值

也是一个属性，属性类型必须与特性声明的特性UUID字段一致。

例如，图3中ATT句柄为0x002C的属性就是一个“特性数值”，ATT类型UUID为“0x2A4D”，就是在ATT句柄为0x002B的“特性声明”的ATT值中指定的。

3、特性描述

“特性描述”的UUID范围0x2900-0x290F，如表2所示。一个特性可以包含任意多的描述。

表2 特性描述

例如，客户端特性配置的ATT值长度2个字节，Bit0表示通知是否使能，Bit1表示指示是否使能，其它14个Bit未定义。在图3中，ATT句柄为0x002D的属性就是一个“客户端特性配置”，其ATT值为“0x0001”，就表示通知操作已打开。

三、服务

一个服务就描述了一种数值。例如，电池服务就描述了电量值是如何传给客户端的；设备信息服务描述了设备相关信息。HID服务描述了人机交互设备是如何交互数据的。从图2、3、4，我们也可以看出服务包含了一个或多个特性，可以简单的认为服务就是多个特性的集合。