目錄

概述

1 GATT 基本概念

1.1?GATT 的介紹

1.2?GATT 的角色

?1.3?核心組件

1.4?客戶端操作

2 ?bt_gatt_discover函數的功能和應用

2.1?函數介紹

?2.1 發現類型（Discover Type）

3?典型使用流程

3.1 服務發現示例

3.2 級聯發現模式

?3.3 按UUID過濾發現

?3.4 發現描述符

4 錯誤處理?

4.1 常見錯誤碼

4.2?錯誤處理示例

5 性能優化建議

6 資源管理注意事項

6.1?參數生命周期

6.2?取消發現

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概述

本文介紹了藍牙低功耗（BLE）中的GATT協議及其核心功能。GATT定義了BLE設備通過服務和特征交換數據的標準框架，包含服務器和客戶端兩種角色。文章詳細解析了GATT的核心組件（服務、特性、描述符）及其層級結構，并以Zephyr協議棧中的bt_gatt_discover函數為例，說明其參數配置、發現類型和使用流程，包括服務發現、級聯發現、UUID過濾等典型應用場景。最后還列舉了常見錯誤碼及處理方法，為BLE應用的開發提供了實用指導。

1 GATT 基本概念

1.1?GATT 的介紹

GATT (Generic Attribute Profile) 是?Bluetooth Low Energy (BLE)?的核心協議，定義了?數據通信的標準框架，使BLE設備能夠通過?服務（Services）?和?特征（Characteristics）?交換數據。

1.2?GATT 的角色

角色	說明	典型設備
GATT 服務器（Server）	存儲并提供數據（如傳感器數據）	心率帶、溫度計
GATT 客戶端（Client）	讀取或寫入服務器數據	手機、中央設備

?1.3?核心組件

?1）層級結構

GATT Profile
├── Services (服務)
│   ├── Characteristics (特性)
│   │   ├── Value (值)
│   │   ├── Descriptors (描述符)
│   │   │   └── Client Characteristic Configuration (CCC)
│   │   └── Properties (屬性)
│   └── Includes (包含服務)
└── Attributes (屬性)

2）?關鍵組件說明

組件	說明	示例UUID
服務(Service)	功能邏輯集合	0x180A (設備信息服務)
特性(Characteristic)	服務中的數據項	0x2A29 (廠商名稱)
描述符(Descriptor)	特性的元數據	0x2902 (CCC描述符)
屬性(Attribute)	數據庫基本單元	由協議棧管理

1.4?客戶端操作

操作	函數（Zephyr示例）	說明
發現服務	bt_gatt_discover()	掃描遠程設備的GATT表
讀取特征值	bt_gatt_read()	讀取數據（如電池電量）
寫入特征值	bt_gatt_write()	發送命令或配置
啟用通知	bt_gatt_subscribe()	訂閱實時數據（如心率）

2 ?bt_gatt_discover函數的功能和應用

2.1?函數介紹

bt_gatt_discover?是 Zephyr BLE 協議棧中用于發現遠程設備 GATT 服務的核心函數，下面我將從多個維度進行詳細說明：

1)?函數原型與參數

int bt_gatt_discover(struct bt_conn *conn,struct bt_gatt_discover_params *params
);

2)參數說明：

• conn：已建立的BLE連接句柄

• params：發現參數結構體，包含以下關鍵字段：

struct bt_gatt_discover_params {const struct bt_uuid *uuid;      // 目標UUID（可選過濾條件）uint16_t start_handle;           // 起始屬性句柄（通常0x0001）uint16_t end_handle;             // 結束屬性句柄（通常0xFFFF）enum bt_gatt_discover_type type; // 發現類型void (*func)(struct bt_conn *conn,const struct bt_gatt_attr *attr,struct bt_gatt_discover_params *params);
};

?2.1 發現類型（Discover Type）

類型枚舉值	說明	對應ATT操作
BT_GATT_DISCOVER_PRIMARY	發現主服務	ATT Read By Group Type Req
BT_GATT_DISCOVER_SECONDARY	發現次要服務	ATT Read By Group Type Req
BT_GATT_DISCOVER_INCLUDE	發現包含的服務	ATT Read By Type Req
BT_GATT_DISCOVER_CHARACTERISTIC	發現特性	ATT Read By Type Req
BT_GATT_DISCOVER_DESCRIPTOR	發現描述符	ATT Find Information Req
BT_GATT_DISCOVER_STD_CHAR_DESC	發現標準特性描述符	ATT Read By Type Req

3?典型使用流程

3.1 服務發現示例

static struct bt_gatt_discover_params discover_params;static void discover_cb(struct bt_conn *conn,const struct bt_gatt_attr *attr,struct bt_gatt_discover_params *params)
{if (!attr) {printk("Discovery complete\n");return;}switch (params->type) {case BT_GATT_DISCOVER_PRIMARY: {struct bt_gatt_service_val *svc = attr->user_data;printk("Service found: start_handle=0x%04X, end_handle=0x%04X\n",attr->handle, svc->end_handle);break;}case BT_GATT_DISCOVER_CHARACTERISTIC: {struct bt_gatt_chrc *chrc = attr->user_data;printk("Characteristic: handle=0x%04X, properties=0x%02X\n",chrc->value_handle, chrc->properties);break;}}
}void start_discovery(struct bt_conn *conn)
{discover_params.uuid = NULL;  // 發現所有主服務discover_params.start_handle = 0x0001;discover_params.end_handle = 0xFFFF;discover_params.type = BT_GATT_DISCOVER_PRIMARY;discover_params.func = discover_cb;int err = bt_gatt_discover(conn, &discover_params);if (err) {printk("Discovery failed to start (err %d)\n", err);}
}

3.2 級聯發現模式

static void discover_chars(struct bt_conn *conn, uint16_t start, uint16_t end)
{static struct bt_gatt_discover_params params;params.start_handle = start;params.end_handle = end;params.type = BT_GATT_DISCOVER_CHARACTERISTIC;params.func = discover_cb;bt_gatt_discover(conn, &params);
}static void discover_cb(...)
{if (params->type == BT_GATT_DISCOVER_PRIMARY) {// 發現主服務后繼續發現特性struct bt_gatt_service_val *svc = attr->user_data;discover_chars(conn, attr->handle + 1, svc->end_handle);}
}

?3.3 按UUID過濾發現

static struct bt_uuid_16 find_uuid = BT_UUID_INIT_16(0x180F); // 電池服務void find_battery_service(struct bt_conn *conn)
{discover_params.uuid = &find_uuid.uuid;discover_params.type = BT_GATT_DISCOVER_PRIMARY;bt_gatt_discover(conn, &discover_params);
}

?3.4 發現描述符

void discover_descriptors(struct bt_conn *conn, uint16_t start, uint16_t end)
{discover_params.start_handle = start;discover_params.end_handle = end;discover_params.type = BT_GATT_DISCOVER_DESCRIPTOR;bt_gatt_discover(conn, &discover_params);
}

4 錯誤處理?

4.1 常見錯誤碼

錯誤碼	說明
0	成功
-ENOTCONN	未建立連接
-EINVAL	無效參數
-ENOMEM	內存不足
-EOPNOTSUPP	操作不支持

4.2?錯誤處理示例

int err = bt_gatt_discover(conn, &params);
if (err) {printk("Error %d during discovery\n", err);switch (err) {case -ENOTCONN:// 處理連接問題break;case -EINVAL:// 檢查參數有效性break;}
}

5 性能優化建議

1. 分階段發現：先發現服務，再根據需要發現特性和描述符

2. 緩存發現結果：避免重復發現

3. 合理設置句柄范圍：縮小start_handle/end_handle范圍

4. 使用UUID過濾：減少不必要的發現操作

6 資源管理注意事項

6.1?參數生命周期

// 錯誤：使用棧變量（函數返回后失效）
void start_temp_discovery(struct bt_conn *conn) {struct bt_gatt_discover_params temp_params = {...};bt_gatt_discover(conn, &temp_params); // 危險！
}// 正確：使用靜態或動態分配
static struct bt_gatt_discover_params persistent_params;

6.2?取消發現

void cancel_discovery(struct bt_conn *conn) {bt_gatt_discover_cancel(conn, &discover_params);
}