BLE(中)

Posted 2020-08-12 arduino

1.1       GATT Manager

GATT MGR模块管理所有的GATT服务，同时也是连接GATT模块与GATT ServiceS模块的桥梁。

1.1.1    主要功能模块

先来看一张该模块的API关系图，sink_gatt_manager.c里面定义的接口主要供ApplicationLayer调用和回调，如用户(BLE Server)调用sinkGattManagerStartAdvertising()开始进行广播，用户(BLE Client)调用sinkGattManagerStartConnection()开始进行BLE连接。该该部分同时负责接收和处理来自ApplicationLayer的消息——GATT_MANAGER_DISCONNECT_IND，GATT_MANAGER_REGISTER_WITH_GATT_CFM等GATT_MANAGER_XXX系列消息。这些消息主要用来处理注册连接确认，断开连接请求等事件。

 

       Gatt_nanager_handler.c主要定义和实现了内部回调函数gattManagerMessageHandler()，该接口主要接收来自GATT模块的GATT_XXX系列消息，以及GATT MGR内部的消息GATT_MANAGER_INTERNAL_MSG_XXX。处理这些消息的函数接口主要分布在gatt_manager_server.c和gatt_manager_client.c两个函数内部。

       根据BLE工作的角色不同，BLE分别定义了两套接口，分别完成客户和服务的角色的任务。

         作为BLE客户主要完成的任务有：

1.连接到服务器。这里包括主导发起连接至服务器，以及接收到服务器连接请求的确认。即：GattManagerConnectToRemoteServer()用来主动发起连接请求，在接收到GATT_CONNECT_CFM消息后，调用gattManagerClientRemoteServerConnected ()接口用于确认连接，完成连接的三次握手过程。

2. GATT支持notification和indication操作，因此客户端需要有着两种请求操作对应的接口。gattManagerClientRemoteServerNotification()和gattManagerClientRemoteServerIndication()就是为了实现这两种操作巍峨设计的。

3. 获取服务器的服务。根据GATT标准，获取服务的服务主要有:获取服务器主要GATT服务，获取某个GATT服务的所有特征值定义，获取某个GATT服务的特征值描述符，读/写某个特征值等。

         作为BLE服务器主要完成的任务有：

1.广播，以及处理客户端的连接请求。gattManagerServerAdvertising()开启广播，GattManagerWaitForRemoteClient()等待远程客户发起连接，gattManagerServerConnectInd()处理连接请求。gattManagerServerRemoteClientConnected()处理连接请求确认(三次握手最后一次)消息。

2.注册GATT service。GattManagerRegisterServer()向GATT MGR模块注册一个GATT service。

3.处理来自客户端的GATT操作，如access，indication，notification等。其中indication，notification操作都是由服务器主动对客户端发起的操作，因此客户端和服务器端处理的消息刚好是互为匹配的，即服务器处理的消息有(GATT_ACCESS_IND, GATT_NOTIFICATION_CFM, GATT_INDICATION_CFM)，客户端对应的处理消息有(ATT_ACCESS_RSP, GATT_NOTIFICATION_IND, GATT_INDICATION_IND)。

1.1.2    GATT数据库

作为GATT的服务器，通常需要存储比较多的数据来支撑多个不同的GATT服务，因此在GATT服务器端，建立一个数据库是必要的。在CSR的BlueCore和CSRμEnergy软件开发工具包（SDK）中使用了一种特殊的数据库目标语言。该数据库通过GATT数据库生成器(CSR提供的gattdbgen.exe)自动生成。这就允许应用程序开发者以一种简单易读，便于维护的方式来创建一个数据库，避免采用诸如SDP这种用复杂的二进制形式表示方式。

数据库的生成

GATT数据库生成器输入一个用jeason语言描述的GATT服务文件foobar.db，输出一个foobar.c和foobar.h文件，这两个文件可以作为ADK工程的一部分进行编译和链接。可见数据库的生产是在整个工程编译前，准确的说是在预编译阶段就已经完成了。显然这样生产的数据是一个准常量的数据库，不能往里面新增记录，即不能动态的添加GATT服务，所有的服务必须在编译前就已经确定好。

例如，在ADK的sink例程中，sink_gatt_db.db作为数据库生成器的输入文件，输出sink_gatt_db.c和sink_gatt_db.h。

其中xxx_db.c文件有const uint16 gattDatabase[] = {}存储数据库记录。并提供两个接口工外部操作数据库，这两个接口分别为：

uint16 *GattGetDatabase(uint16 *len)；  /*获取数据库存储区首地址*/

uint16 GattGetDatabaseSize(void)；      /*获取数据库大小*/

在xxx_db.h文件中，除了GattGetDatabase()和GattGetDatabaseSize()接口的声明外，还有数据库中所有ATT记录的句柄(UUID)的宏定义，通常以HANDLE_GAIA_XXX的形式定义。通过该宏，可以快速索引某条ATT记录。

BLE在初始化GATT Manager模块时，对GATT database进行了初始化：

initialiseGattWithServers()->

GattManagerRegisterConstDB(&gattDatabase[0], GattGetDatabaseSize());

 

例如某个gaia_db.db内容为：

primary_service {

    uuid : 0x01, 

    name : "GAIA_SERVICE",

    characteristic {

        uuid        : 0x02,

        name        : "GAIA_COMMAND_ENDPOINT",

        flags       : [ FLAG_IRQ, FLAG_DYNLEN, FLAG_ENCR_W ],

        properties  : [ write ],

        value       : 0x0

    }

},

则其生成的gaia_db.c文件如下：

/* Static GATT database */

const uint16 gattDatabase[] = {

    /* 0001: Primary Service 0001 */

    0x0002, 0x0100,

    /* 0002: Characteristic Declaration 0002 */

    0x3005, 0x0803, 0x0002, 0x0000,

    /* 0003: . */

    0xdd01, 0x0000,

};

 

uint16 *GattGetDatabase(uint16 *len)

{

    uint16 *rc = PanicUnlessMalloc(sizeof(gattDatabase));

    *len = sizeof(gattDatabase);

    memmove(rc, gattDatabase, sizeof(gattDatabase));

    return rc;

}

 

uint16 GattGetDatabaseSize(void)

{

    return sizeof(gattDatabase);

}

其生成的gaia_db.h文件如下:

#define HANDLE_GAIA_SERVICE             (0x0001)

#define HANDLE_GAIA_SERVICE_END         (0xffff)

#define HANDLE_GAIA_COMMAND_ENDPOINT    (0x0003)

 

uint16 *GattGetDatabase(uint16 *len);

uint16 GattGetDatabaseSize(void);

 

数据库维护

         GATT数据库的数据单元是ATT记录，通过某条ATT记录的句柄(handler)可以快速和唯一地访问该条记录，例如，如果希望访问电池服务的电量特征值，该条特征值定义封装在一条句柄为0x0003的ATT记录中，通过句柄0x0003找到该条ATT记录，ATT.value即对应着电池电量值。