CN111918262B - 一种快速发现gatt服务的低功耗蓝牙通信的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的方法及系统，属于蓝牙通信技术领域。该方法包括：满足预设条件的客户端获取满足预设条件的服务端发送的按照预定方式设置的广播数据，其中广播数据中包括添加的GATT属性句柄信息；客户端对添加的GATT属性句柄信息进行解析，记录解析后的GATT属性句柄信息；客户端与服务端建立GATT连接；客户端根据解析后的GATT属性句柄信息对服务端的GATT服务进行配置，从而实现与服务端的交互。在本申请的技术方案中能够缩短客户端与服务端交互前的准备时间，并精简客户端的功能。
Description
技术领域
本申请涉及蓝牙通信技术领域，特别涉及一种快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的方法及系统。
背景技术
通用属性（Generic Attributes，简称GATT）是低功耗蓝牙设备之间进行通信的协议，在GATT中，客户端和服务端两者之间进行交互需要经过以下几个步骤：
1.客户端使用主要服务发现（primary service discovery）流程来发现服务端中的服务，并从响应数据中取出指定服务的起始句柄和结束句柄。
2.客户端根据服务句柄范围，使用特征发现（characteristic discovery）流程从指定的服务中发现服务特征，并从响应数据中取出指定特征的起始句柄和结束句柄。
3.客户端根据特征句柄范围，使用特征描述符发现（characteristic descriptordiscovery）流程从指定的特征中发现特征描述符，并找出特征描述符句柄。
4.客户端通过前几个步骤发现的属性句柄与服务端进行交互。
在许多应用场景中，往往仅需GATT服务端提供少量较简单的服务，如数据传输服务、电池服务等。而客户端通过GATT服务进行交互前需要执行多个发现流程，执行这些流程会增加设备进行互操作的准备时间，同时客户端必需支持以上的发现功能才能与服务端进行交互。
发明内容
针对现有技术中存在的上述技术问题，本申请提供了一种快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的方法及系统。
本申请的一个技术方案中，提供的快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的方法，包括：满足预设条件的客户端获取满足预设条件的服务端发送的按照预定方式设置的广播数据，其中广播数据中包括添加的GATT属性句柄信息；客户端对添加的GATT属性句柄信息进行解析，记录解析后的GATT属性句柄信息；客户端与服务端建立GATT连接；客户端根据解析后的GATT属性句柄信息对服务端的GATT服务进行配置，从而实现与服务端的交互。
本申请的另一个技术方案中，提供的快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的系统，包括：获取模块，其用于获取满足预设条件的服务端发送的按照预定方式设置的广播数据，其中广播数据中包括添加的GATT属性句柄信息；处理模块，其用于对添加的GATT属性句柄信息进行解析，记录解析后的GATT属性句柄信息；连接模块，其用于与服务端建立GATT连接；配置模块，其用于根据解析后的GATT属性句柄信息对服务端的GATT服务进行配置，从而实现与服务端的交互。
本申请采用的另一个技术方案是：一种计算机可读存储介质，其存储有计算机指令，计算机指令被操作以执行快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的方法。
本申请的技术方案中，客户端向服务端发起连接前，记录服务端广播数据中的属性句柄信息。在连接建立完成后，客户端即可直接通过属性句柄信息对服务端特征值进行读写操作。在本申请的技术方案中能够缩短客户端与服务端交互前的准备时间，并精简客户端的功能。
附图说明
图1为本申请快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的方法的一个具体实施方式的示意图；
图2为本申请快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的方法中不包含服务UUID的属性句柄信息数据结构的一个实例示意图；
图3为本申请快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的方法中包含服务UUID的属性句柄信息数据结构的一个实例示意图；
图4为本申请快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的方法中广播结构的一个具体实施例的示意图；
图5为本申请快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的方法的一个具体实施例的示意图；
图6为本申请快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的系统的一个具体实施方式的示意图。
具体实施方式
为了使本申请的上述特征和优点更加易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请做进一步详细说明。该详细说明仅仅是为了帮助理解本申请，本申请的保护范围不仅仅限于具体实施方式存储的具体说明。
需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
图1示出了快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的方法的一个具体实施方式。在该具体实施方式中，本申请快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的方法主要包括步骤S101。该步骤主要包括：满足预设条件的客户端获取满足预设条件的服务端发送的按照预定方式设置的广播数据，其中广播数据中包括添加的GATT属性句柄信息。
在本申请的一个具体实施例中，GATT属性句柄信息使用GATT属性句柄信息数据结构表示，包括GATT服务的属性句柄信息和对应的GATT特征的属性句柄信息，其中每个GATT属性句柄信息数据结构表示一个GATT服务的信息，所述广播数据中包括至少一个GATT属性句柄信息数据结构。
一个GATT服务端中可包含一个或多个GATT服务，GATT服务是完成特定功能的一系列数据的集合。一个服务中可包括多个特征，一个特征包括特征值、特征声明、客户端特征配置（CCCD）、特征用户描述四个属性，每个属性包含属性句柄、属性类型（UUID）、属性值和属性权限四个元素组成。
在本发明的一个具体实施例中，服务端需要满足以下两个预设条件：
（1）服务端中的GATT属性句柄固定；
（2）服务端中所有GATT服务中的GATT属性句柄信息总和在广播数据承载范围内。
服务端和客户端还需要满足以下预设条件：服务端和客户端分别按照预定规则对GATT属性句柄信息进行添加和解析。
其中，预定规则是根据服务端和客户端实际使用的GATT服务的情况而设定的。
在本申请的一个具体实施例中，预定规则包括：按照读（Read）属性、写（Write）属性、通知（Notification）属性和指示（Indication）属性的顺序，将GATT特征的属性句柄信息依次添加到GATT属性句柄信息数据结构中，若GATT特征缺少读属性、写属性、通知属性和指示属性中至少一个，则忽略缺少的属性。
具体地，以数据传输服务为例，若一特征具备Read、Write、Notification和Indication属性，则将特征一的Read、Write、Notification和Indication属性依次添加到GATT属性句柄信息数据结构中。
若一特征具备Read、Notification和Indication属性，则将特征一的Read、Notification和Indication属性依次添加到GATT属性句柄信息数据结构中，忽略Write属性。
在本申请的一个具体实施例中，预定规则包括：当GATT特征中存在客户端特征配置描述符CCCD时，将客户端特征配置描述符CCCD的属性句柄信息对应的添加到GATT特征的属性句柄信息的末尾。
具体地，以数据传输服务为例，若一特征具备Read、Notification和Indication属性，同时具备CCCD，则依次添加Read、Notification、Indication和CCCD属性句柄信息。
在本申请的一个具体实施例中，预定规则包括：当GATT服务中有多个GATT特征时，则根据每个GATT特征的属性数量，按照数量顺序将每个GATT特征的属性句柄信息依次添加到GATT属性句柄信息数据结构中。优选的，按照从少到多的顺序依次添加。
具体地，以数据传输服务为例，数据传输服务有三个特征，特征一具备Read属性、特征二具备Read、Write属性，特征三具备Read、Write、Notification属性，则先添加特征一的属性句柄信息，其次添加特征二，最后添加特征三。
若多个GATT特征中至少两者的属性数量相同，则按照读属性、写属性、通知属性和指示属性的顺序，将属性数量相同的每个GATT特征的属性句柄信息对应的依次添加到GATT属性句柄信息数据结构中。
具体地，以数据传输服务为例，数据传输服务中有三个特征的属性数量相同，特征一具备Read、Write属性、特征二具备Read、Notification属性，特征三具备Write、Notification属性，则先添加特征一的属性句柄信息，其次添加特征二，最后添加特征三。
值得说明的是，上述例子只是为了方便对预定规则进行说明，以使得其更具有形象性，不是对本申请预定规则的具体限制。
在本申请的一个具体实施例中，预定方式包括将GATT属性句柄信息数据结构中第一字节的低7位表示该GATT属性句柄信息数据结构的长度；将第一字节的最高位表示为是否包含GATT服务统一识别码（UUID），若第一字节的最高位为1，则GATT属性句柄信息数据结构的第二字节和第三字节为GATT服务统一识别码（UUID），GATT属性句柄信息数据结构的第四字节至GATT属性句柄信息数据结构的最后一字节为GATT特征的属性句柄信息，若第一字节的最高位为0，则GATT属性句柄信息数据结构的第二字节至GATT属性句柄信息数据结构的最后一字节为GATT特征的属性句柄信息。
优选的，广播数据的广播类型（AD Type）为厂商特定数据0xFF。
优选的，每个属性句柄值占两字节空间，数值范围为0x0001~0xFFFF。
图2和图3分别示出了本申请快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的方法中不包含服务UUID和包含服务UUID的属性句柄信息数据结构的一个实例。在图2中，可以看出第一字节为GATT属性句柄信息数据结构的长度及UUID标志，GATT属性句柄信息数据结构的长度的数值范围为2~28，不包含长度字节本身。第二字节至第n字节为GATT特征的属性句柄值，其中第二字节为GATT特征的属性句柄值低字节，第三字节为GATT特征的属性句柄值高字节，第四字节到第n字节为GATT特征的属性句柄值，n为大于等于4小于等于29的整数。
在图3中，可以看出第一字节为GATT属性句柄信息数据结构的长度及UUID标志（数值范围0x84~0x9C），第二字节和第三字节为GATT服务UUID，第四字节到第n字节为GATT特征的属性句柄值，其中第二字节为GATT服务UUID值低字节，第三为GATT服务UUID值高字节，第四字节为GATT特征的属性句柄值低字节，第五字节为GATT特征的属性句柄值高字节，第六字节到第n字节为GATT特征的属性句柄值，n为大于等于6小于等于29的整数。
图4示出了本申请快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的方法中广播结构的一个具体实施例。图4以数据传输服务为例，其中该数据传输服务有两个特征，发送特征和接收特征，其中发送特征具备Notify属性和CCCD，接收特征具备Write属性。
此处仅需将数据传输服务的GATT属性句柄信息添加到广播数据中，因此广播结构中仅包含一个GATT属性句柄信息数据结构。因此广播数据的结构为，第一字节为广播结构中数据的总长度（数值为0x08），第二字节为广播数据类型，第三字节到第九字节为数据传输服务的GATT属性句柄信息数据结构。其中第三字节为GATT属性句柄信息数据结构长度，第四字节为Write属性句柄低字节，第五字节为Write属性句柄高字节，第六字节为Notify属性低字节，第七字节为Notify属性高字节，第八字节为CCCD低字节，第九字节为CCCD高字节。
在图1所示的具体实施方式中，本申请快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的方法还包括步骤S102。该步骤主要包括：客户端对添加的GATT属性句柄信息进行解析，记录解析后的GATT属性句柄信息。
在该具体实施方式中，服务端与客户端按照一致的方式对GATT属性句柄信息进行添加和/或解析，保证了GATT服务连接的准确性和缩短连接时间。
在图1所示的具体实施方式中，本申请快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的方法还包括步骤S103。该步骤主要包括：客户端与服务端建立GATT连接。
在图1所示的具体实施方式中，本申请快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的方法还包括步骤S104。该步骤主要包括：客户端根据解析后的GATT属性句柄信息对服务端的GATT服务进行配置，从而实现与服务端的交互。
图5示出了本申请快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的方法中的一个具体实施例。该实施例的主要过程为：
步骤一，蓝牙从机（GATT服务端）按照预定方式设置广播数据；
步骤二，蓝牙主机（GATT客户端）开启扫描，蓝牙从机（GATT服务端）发起广播，蓝牙主机（GATT客户端）对扫描到的广播数据进行解析；
步骤三，蓝牙主机（GATT客户端）记录蓝牙从机（GATT服务端）的GATT属性句柄信息，同时向该蓝牙从机（GATT服务端）发起连接请求，和该蓝牙从机（GATT服务端）建立连接；
步骤四，蓝牙主机（GATT客户端）根据CCCD对蓝牙从机（GATT服务端）进行配置；
步骤五，蓝牙主机（GATT客户端）和蓝牙从机（GATT服务端）通过特征值Read、Write、Notification、Indication进行交互。
在图1所示的具体实施方式中，GATT客户端向GATT服务端发起连接时，记录GATT服务端广播数据中的属性句柄信息。在连接建立完成后，GATT客户端即可直接通过属性句柄信息对GATT服务端特征值进行读写操作。在本申请的技术方案中能够缩短GATT客户端与GATT服务端交互前的准备时间，并精简GATT客户端的功能。
图6示出了本申请快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的系统的一个具体实施方式。在该具体实施方式中，本申请快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的系统主要包括：获取模块。该模块主要用于获取满足预设条件的服务端发送的按照预定方式设置的广播数据，其中广播数据中包括添加的GATT属性句柄信息。
在本申请的一个具体实施例中，GATT属性句柄信息使用GATT属性句柄信息数据结构表示，GATT属性句柄信息包括GATT服务的属性句柄信息和对应的GATT特征的属性句柄信息，其中每个GATT属性句柄信息数据结构表示一个GATT服务的信息，所述广播数据中包括至少一个GATT属性句柄信息数据结构。
在本发明的一个具体实施例中，服务端需要满足以下两个条件：
（1）服务端中的GATT属性句柄固定；
（2）服务端中所有GATT服务中的GATT属性句柄信息总和在广播数据承载范围内。
服务端和客户端还需要满足以下预设条件：服务端和客户端分别按照预定规则对GATT属性句柄信息进行添加和解析。
其中，预定规则是根据服务端和客户端实际使用的GATT服务的情况而设定的。
在本申请的一个具体实施例中，预定方式包括将GATT属性句柄信息数据结构中第一字节的低7位表示为该GATT属性句柄信息数据结构的长度；将第一字节的最高位表示为是否包含GATT服务统一识别码（UUID），若第一字节的最高位为1，则GATT属性句柄信息数据结构的第二字节和第三字节为GATT服务统一识别码（UUID），GATT属性句柄信息数据结构的第四字节至GATT属性句柄信息数据结构的最后一字节为GATT特征的属性句柄信息，若第一字节的最高位为0，则GATT属性句柄信息数据结构的第二字节至GATT属性句柄信息数据结构的最后一字节为GATT特征的属性句柄信息。
优选的，广播数据的广播类型（AD Type）为厂商特定数据0xFF。
优选的，每个属性句柄值占两字节空间，数值范围为0x0001~0xFFFF。
在图6所示的具体实施方式中，本申请快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的系统还包括处理模块。该模块主要用于对添加的GATT属性句柄信息进行解析，记录解析后的GATT属性句柄信息。
在该具体实施方式中，GATT服务端与GATT客户端按照一致的方式对GATT属性句柄信息进行添加和/或解析，保证了GATT服务连接的准确性和缩短连接时间。
在图6所示的具体实施方式中，本申请快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的系统还包括连接模块。该模块主要用于与服务端建立GATT连接。
在图6所示的具体实施方式中，本申请快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的系统还包括配置模块。该模块主要用于根据解析后的GATT属性句柄信息对服务端的GATT服务进行配置，从而实现与服务端的交互。
本申请提供的快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的系统，可用于执行上述任一实施例描述的快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的方法，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
在本申请的一个具体实施例中，本申请一种快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的系统中获取模块、处理模块、连接模块和配置模块可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中或在两者的组合中。
软件模块可驻留在RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可装卸盘、CD-ROM或此项技术中已知的任何其它形式的存储介质中。示范性存储介质耦合到处理器，使得处理器可从存储介质读取信息和向存储介质写入信息。
处理器可以是中央处理单元(英文：Central Processing Unit，简称：CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(英文：Digital Signal Processor，简称：DSP)、专用集成电路(英文：Application Specific Integrated Circuit，简称：ASIC)、现场可编程门阵列（英文：Field Programmable Gate Array，简称：FPGA）或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其任何组合等。通用处理器可以是微处理器，但在替代方案中，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP核心的一个或一个以上微处理器或任何其它此类配置。在替代方案中，存储介质可与处理器成一体式。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替代方案中，处理器和存储介质可作为离散组件驻留在用户终端中。
在本申请的另一个具体实施方式中，一种计算机可读存储介质，其存储有计算机指令，其特征在于，计算机指令被操作以执行上述任一实施例描述的快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的方法。
在本申请的另一具体实施方式中，一种程序产品，程序产品包括计算机程序，计算机程序存储在可读存储介质中，至少一个处理器可以从可读存储介质读取计算机程序，至少一个处理器执行计算机程序使执行上述任一实施例描述的快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的方法。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的方法，其特征在于，
满足预设条件的客户端获取满足所述预设条件的服务端发送的按照预定方式设置的广播数据，其中所述广播数据中包括添加的GATT属性句柄信息；
所述客户端对所述添加的GATT属性句柄信息进行解析，记录解析后的GATT属性句柄信息；
所述客户端与所述服务端建立GATT连接；
所述客户端根据所述解析后的GATT属性句柄信息对所述服务端的GATT服务进行配置，从而实现与所述服务端的交互；
其中，所述服务端和所述客户端分别按照预定规则对所述GATT属性句柄信息进行添加和解析，且所述预定规则是根据所述服务端和所述客户端实际使用的GATT服务的情况而设定的；所述预定规则包括：按照读属性、写属性、通知属性和指示属性的顺序，将GATT特征的属性句柄信息依次添加到GATT属性句柄信息数据结构中。
2.根据权利要求1所述的快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的方法，其特征在于，所述GATT属性句柄信息用GATT属性句柄信息数据结构表示，包括GATT服务的属性句柄信息和对应的GATT特征的属性句柄信息，其中每个GATT属性句柄信息数据结构表示一个GATT服务的信息，所述广播数据中包括至少一个GATT属性句柄信息数据结构。
3.根据权利要求1所述的快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的方法，其特征在于，所述预设条件包括：
所述服务端中的GATT属性句柄固定；
所述服务端中的所有GATT服务中GATT属性句柄信息总和在所述广播数据承载范围内。
4.根据权利要求2所述的快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的方法，其特征在于，
所述预定方式包括将所述GATT属性句柄信息数据结构中第一字节的低7位表示为所述GATT属性句柄信息数据结构的长度；
将所述第一字节的最高位表示为是否包含GATT服务统一识别码，
若所述第一字节的最高位为1，则所述GATT属性句柄信息数据结构的第二字节和第三字节为所述GATT服务统一识别码，所述GATT属性句柄信息数据结构的第四字节至所述GATT属性句柄信息数据结构的最后一字节为GATT特征的属性句柄信息，
若所述第一字节的最高位为0，则所述GATT属性句柄信息数据结构的第二字节至所述GATT属性句柄信息数据结构的最后一字节为GATT特征的属性句柄信息。
5.一种快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的系统，该系统应用于客户端，其特征在于，包括：
获取模块，其用于获取满足预设条件的服务端发送的按照预定方式设置的广播数据，其中所述广播数据中包括添加的GATT属性句柄信息；
处理模块，其用于对所述添加的GATT属性句柄信息进行解析，记录解析后的GATT属性句柄信息；
连接模块，其用于与所述服务端建立GATT连接；
配置模块，其用于根据所述解析后的GATT属性句柄信息对所述服务端的GATT服务进行配置，从而实现与所述服务端的交互；
其中，所述服务端和所述客户端分别按照预定规则对所述GATT属性句柄信息进行添加和解析，且所述预定规则是根据所述服务端和所述客户端实际使用的GATT服务的情况而设定的；所述预定规则包括：按照读属性、写属性、通知属性和指示属性的顺序，将GATT特征的属性句柄信息依次添加到GATT属性句柄信息数据结构中。
6.根据权利要求5所述的快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的系统，其特征在于，所述GATT属性句柄信息用GATT属性句柄信息数据结构表示，包括GATT服务的属性句柄信息和对应的GATT特征的属性句柄信息，其中每个GATT属性句柄信息数据结构表示一个GATT服务的信息，所述广播数据中包括至少一个GATT属性句柄信息数据结构。
7.根据权利要求5所述的快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的系统，其特征在于，所述预设条件包括：
所述服务端中的GATT属性句柄固定；
所述服务端中的所有GATT服务中GATT属性句柄信息总和在所述广播数据承载范围内。
8.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被操作以执行权利要求1-4任一所述的快速发现GATT服务的低功耗蓝牙通信的方法。
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