[ESP] ESP-IDF BLE配网(BLE + GATT Server)

ESP-IDF BLE配网(BLE + GATT Server)代备注

• ESP-IDF的版本是V5.0
• 使用 BLE 配网时，为了允许服务发现，必须在开始配置之前初始化 mDNS。
• protocomm_security 一共有3个选项，这里只说protocomm_security1
  • Curve25519 key exchange + AES-CTR encryption/decryption

蓝牙技术联盟UUID

蓝牙核心规范制定了两种不同的UUID，一种是基本的UUID，一种是代替基本UUID的16位UUID。

所有的蓝牙技术联盟定义UUID共用了一个基本的UUID：

0x0000xxxx-0000-1000-8000-00805F9B34FB

为了进一步简化基本UUID，每一个蓝牙技术联盟定义的属性有一个唯一的16位UUID，以代替上面的基本UUID的‘x’部分。例如，心率测量特性使用****0X2A37作为它的16位UUID，因此它完整的128位UUID为：

0x00002A37-0000-1000-8000-00805F9B34FB

虽然技术联盟使用相同的基本UUID，但是16位的UUID足够唯一地识别蓝牙技术联盟所定义的各种属性。

蓝牙技术联盟所用的基本UUID不能用于任何定制的属性、服务和特性。对于定制的属性，必须使用另外完整的128位UUID。

GATT(Generic Attribute profle)

GATT服务器通过一个称为属性表的表格组织数据，这些数据就是用于真正发送的数据。

ATT 属性协议

BLE ⾥⾯的数据以属性 (Attribute) ⽅式存在，每条属性由四个元素组成：

• 属性句柄 (Attribute Handle)：正如我们可以使⽤内存地址查找内存中的内容⼀样， ATT 属性的句柄也可以协助我们找到相应的属性，例如第⼀个属性的句柄是 0x0001，第⼆个属性的句柄是 0x0002，以此类推，最⼤可以到 0xFFFF。
• 属性类型 (Attribute UUID)：每个数据有⾃⼰需要代表的意思，例如表示温度、发射 功率、电池等等各种各样的信息。蓝⽛组织 (Bluetooth SIG) 对常⽤的⼀些数据类型 进⾏了归类，赋予不同的数据类型不同的标识码 (UUID)。例如 0x2A09 表示电池信 息，0x2A6E 表示温度信息。UUID 可以是 16 ⽐特的 (16-bit UUID)，也可以是 128 ⽐ 特的 (128-bit UUID)。
• 属性值 (Attribute Value)：属性值是每个属性真正要承载的信息，其他 3 个元素都是 为了让对⽅能够更好地获取属性值。有些属性的⻓度是固定的，例如电池属性 (Battery Level) 的⻓度只有 1 个字节，因为需要表示的数据仅有 0~100%，⽽ 1 个字 节⾜以表示 1～100 的范围；⽽有些属性的⻓度是可变的，例如基于 BLE 实现的透 传模块。
• 属性许可 (Attribute Permissions)：每个属性对各⾃的属性值有相应的访问限制，⽐ 如有些属性是可读的、有些是可写的、有些是可读⼜可写的等等。拥有数据的⼀⽅ 可以通过属性许可，控制本地数据的可读写属性。

GATT 规范

GATT 规范 定义了如何⽤特性值 和描述符表示⼀个数据，如何把相似的数据聚合成服务 (Service)，以及如何发现对端设备 拥有哪些服务和数据。

GATT 规范 引进了特性值的概念。这是由于在某些时候，⼀个数据可能并不只是单纯的数 值，还会带有⼀些额外的信息：

• ⽐如这个数据的单位是什么？是重量单位千克 kg、温度单位摄⽒度 ℃，还是其他单 位；
• ⽐如希望具体告知对⽅这个数值的名称，例如同为温度属性 UUID 下，希望告知对 ⽅该数据表示“主卧温度”，另⼀个数据表示“客厅温度”；
• ⽐如在表示 230000、460000 等⼤数据时，可以增加指数信息，告知对⽅该数据的 指数是 10^4，这样仅需在空中传递 23、46 即可。

上述内容仅为清楚描述⼀个数据众多需求中的⼏个例⼦，实际应⽤中还可能出现其他以各 种⽅式表达的数据需求。为了包含这些信息，每个属性中均需要安排⼀⼤段数据空间，存 储这些额外信息。然⽽，⼀个数据很有可能⽤不到绝⼤部分的额外信息，因此这种设计并 这不符合 BLE “协议尽可能精简”的要求。在此背景下，GATT 规范引进了描述符的概念， 每种描述符可以表达⼀种意思，⽤户可使⽤描述符，描述数据的额外信息。必需说明的是， 每个数据和描述符并⾮⼀⼀对应，即⼀个复杂的数据可以拥有多个描述符，⽽⼀个简单的 数据可以没有任何描述符。

ESP-IDF封装的默认UUID(Endpoint)

描述	UUID	备注
默认GATT服务器	/* LSB <----> MSB */ 0x07, 0xed, 0x9b, 0x2d, 0x0f, 0x06, 0x7c, 0x87, 0x9b, 0x43, 0x43, 0x6b, 0x4d, 0x24, 0x75, 0x17	替代默认的UUID 0000ffff-0000-1000-8000-00805f9b34fb
prov-scan	0xFF50	用于启动 Wi-Fi 扫描和接收扫描结果的端点
prov-session	0xFF51	用于会话建立的安全端点
prov-config	0xFF52	用于在设备上配置 Wi-Fi 凭据的端点
prov-ver	0xFF53	用于检索版本信息的端点

App测试