藍牙的 GATT（Generic Attribute Profile） 是藍牙低功耗（Bluetooth Low Energy，簡稱BLE）協議棧中的一個核心協議，用于定義設備如何通過藍牙進行數據傳輸和交互。GATT 是基于 ATT（Attribute Protocol） 的一個高層協議，它提供了一種標準化的方式來組織和訪問設備上的數據。

GATT 的核心概念

1. 服務（Service）：

   • 服務是一個邏輯分組，包含一組相關的特性（Characteristic）。
   • 每個服務都有一個唯一的 UUID（Universally Unique Identifier）來標識它。
   • 例如，心率監測服務（Heart Rate Service）是一個常見的服務，用于傳輸心率數據。

2. 特性（Characteristic）：

   • 特性是服務中的具體數據項，表示一個具體的值。
   • 每個特性都有一個唯一的 UUID，并且可以包含一個或多個描述符（Descriptor）。
   • 例如，心率監測服務中的“心率測量”特性，用于傳輸實時心率值。

3. 描述符（Descriptor）：

   • 描述符是特性值的附加信息，用于描述特性值的用途或格式。
   • 例如，特性值的單位、數據格式等。

4. 屬性（Attribute）：

   • 屬性是 GATT 中的最小數據單元，可以是服務、特性或描述符。
   • 每個屬性都有一個唯一的句柄（Handle），用于標識它。

GATT 的工作原理

GATT 通信通常涉及兩個角色：

• GATT 服務器（GATT Server）：提供數據的設備（通常是傳感器或外圍設備）。
• GATT 客戶端（GATT Client）：請求和訪問數據的設備（通常是智能手機或中央設備）。

通信流程：

1. 發現服務（Discover Services）：

   • 客戶端請求服務器列出所有可用的服務。

2. 發現特性（Discover Characteristics）：

   • 客戶端請求服務器列出某個服務中的所有特性。

3. 讀取特性值（Read Characteristic Value）：

   • 客戶端讀取某個特性的當前值。

4. 寫入特性值（Write Characteristic Value）：

   • 客戶端修改某個特性的值。

5. 通知和指示（Notification 和 Indication）：

   • 服務器可以主動向客戶端發送特性值的更新（通知）或等待客戶端確認后發送（指示）。

GATT 的應用示例

1. 心率監測：

   • 服務：心率監測服務。
   • 特性：心率測量、體感位置等。
   • 描述符：心率單位（如 BPM）。

2. 設備信息：

   • 服務：設備信息服務。
   • 特性：制造商名稱、型號、硬件版本等。

3. 環境傳感器：

   • 服務：環境傳感器服務。
   • 特性：溫度、濕度、壓力等。

GATT 的特點

1. 靈活性：

   • GATT 允許開發者自定義服務和特性，以滿足特定需求。

2. 標準化：

   • 藍牙 SIG（Special Interest Group）定義了許多標準服務（如心率服務、電池服務等），便于設備間互操作。

3. 低功耗：

   • GATT 是藍牙低功耗協議的一部分，適合電池供電設備。

4. 事件驅動：

   • 服務器可以主動向客戶端發送數據（如通知），無需客戶端頻繁輪詢。

總結

GATT 是藍牙低功耗通信的核心協議，它通過服務、特性和描述符的層次結構，提供了一種標準化的方式來組織和訪問設備上的數據。GATT 的靈活性和標準化特性使其成為物聯網設備（如傳感器、可穿戴設備等）通信的首選協議。