4、第一个GATT Server：创建Service与Characteristic、配置属性权限（Read/Write/Notify）、实现基础数据收发、使用nRF Connect验证。

好，到了真正动手的时刻了。

前面几章我们聊了GATT的架构、Profile的结构，说白了都是理论。这一章，我们要亲手搭建一个GATT Server。你想想看，当你的手机通过nRF Connect连上你的开发板，看到你自己定义的Service和Characteristic，那种感觉是完全不一样的。

我个人习惯，每接触一个新的协议栈，第一件事就是跑通一个最简的GATT Server。这就像学编程先写“Hello World”一样，能帮你快速验证整个工具链是否正常。

4.1 从零搭建：Service与Characteristic的创建流程

我们先理清一个核心概念：Service是逻辑容器，Characteristic才是数据交换的实体。一个Service可以包含多个Characteristic，每个Characteristic负责一个具体的数据点。

以我们后续要做的数据采集为例，我通常会这样设计：

• Service：代表一个传感器或一个功能模块（比如“温湿度服务”）。
• Characteristic：代表具体的数据项（比如“温度值”、“湿度值”、“设备配置”）。

在代码层面，创建流程大致分三步：

1. 注册Service UUID：告诉协议栈我要创建一个什么类型的服务。
2. 添加Characteristic：在Service下挂载具体的特征值，并配置其属性（读、写、通知）。
3. 启动Service：将配置好的Service注册到GATT数据库中，等待客户端连接。

4.2 配置属性权限：Read、Write、Notify的区别

权限配置是新手最容易踩坑的地方。我刚开始做的时候，就遇到过“为什么我手机写进去了，设备收不到？”或者“设备数据变了，手机为什么不通知？”这类问题。

说白了，就是权限没配对。

我们常用的三种权限，它们的区别如下：

属性	含义	典型应用场景	注意事项
Read	客户端可以主动读取Characteristic的值	读取设备静态信息（如固件版本、设备名称）	读操作是同步的，数据量大时会阻塞连接
Write	客户端可以主动写入数据到Characteristic	下发配置参数、控制指令	注意区分“有响应写”和“无响应写”，后者更快但不可靠
Notify	设备主动推送数据给客户端，无需客户端轮询	实时传感器数据上报（温度、心率等）	客户端必须先使能CCCD（Client Characteristic Configuration Descriptor）

4.3 代码实战：实现基础数据收发

我们以Nordic的nRF5 SDK为例，写一个最简的GATT Server。假设我们创建一个自定义Service（UUID: 0x180D），包含一个可读可写的Characteristic（UUID: 0x2A37）。

代码结构如下：

// 1. 定义Service和Characteristic的UUID
#define BLE_UUID_CUSTOM_SERVICE  0x180D
#define BLE_UUID_CUSTOM_CHAR     0x2A37

// 2. 添加Service
uint32_t ble_custom_service_init(void)
{
    uint32_t err_code;
    ble_uuid_t ble_uuid;

    // 设置UUID类型
    ble_uuid.type = BLE_UUID_TYPE_BLE;
    ble_uuid.uuid = BLE_UUID_CUSTOM_SERVICE;

    // 添加Service
    err_code = sd_ble_gatts_service_add(BLE_GATTS_SRVC_TYPE_PRIMARY,
                                        &ble_uuid,
                                        &m_custom_service.service_handle);
    APP_ERROR_CHECK(err_code);

    // 3. 添加Characteristic
    ble_gatts_char_md_t char_md;
    ble_gatts_attr_t    attr_char_value;
    ble_uuid_t          char_uuid;
    ble_gatts_attr_md_t attr_md;

    memset(&char_md, 0, sizeof(char_md));
    memset(&attr_char_value, 0, sizeof(attr_char_value));
    memset(&attr_md, 0, sizeof(attr_md));

    // 配置属性权限：可读、可写、可通知
    char_md.char_props.read   = 1;
    char_md.char_props.write  = 1;
    char_md.char_props.notify = 1;

    // 配置安全权限（这里用Open，实际项目建议加密）
    attr_md.read_perm  = (ble_gap_conn_sec_mode_t){.sm = 1, .lv = 1};
    attr_md.write_perm = (ble_gap_conn_sec_mode_t){.sm = 1, .lv = 1};

    // 设置Characteristic的UUID
    char_uuid.type = BLE_UUID_TYPE_BLE;
    char_uuid.uuid = BLE_UUID_CUSTOM_CHAR;

    // 配置Characteristic值属性
    attr_char_value.p_uuid    = &char_uuid;
    attr_char_value.p_attr_md = &attr_md;
    attr_char_value.init_len  = sizeof(uint8_t);
    attr_char_value.max_len   = sizeof(uint8_t);
    attr_char_value.p_value   = NULL; // 初始值为空，后续通过sd_ble_gatts_value_set设置

    // 添加Characteristic到Service
    err_code = sd_ble_gatts_characteristic_add(m_custom_service.service_handle,
                                               &char_md,
                                               &attr_char_value,
                                               &m_custom_service.char_handles);
    APP_ERROR_CHECK(err_code);

    return NRF_SUCCESS;
}

这段代码做了三件事：

• 创建了一个Primary Service。
• 在这个Service下添加了一个Characteristic，支持读、写、通知。
• 配置了访问权限为Open（不加密），方便调试。

数据收发逻辑：

• 读操作：客户端发起读请求，协议栈自动返回当前Characteristic的值。
• 写操作：客户端写入数据，协议栈会触发一个写事件（BLE_GATTS_EVT_WRITE），你在事件处理函数中解析数据即可。
• 通知操作：设备端调用sd_ble_gatts_hvx()函数，将数据推送给已使能CCCD的客户端。

4.4 使用nRF Connect验证

代码烧录进去后，怎么知道它跑对了？nRF Connect就是你的照妖镜。

验证步骤：

1. 扫描设备：打开nRF Connect，点击Scan，找到你的设备（广播名可以在代码中配置）。
2. 连接设备：点击Connect，进入服务列表界面。
3. 查看Service：你应该能看到你定义的Service（UUID: 0x180D）出现在列表中。
4. 查看Characteristic：展开Service，看到Characteristic（UUID: 0x2A37），旁边有Read、Write、Notify三个按钮。
5. 测试读：点击Read按钮，看返回的值是不是你设置的初始值（比如0xAA）。
6. 测试写：在Write Value输入框中输入一个值（比如0x01），点击Send。如果代码中处理了写事件，你可以在串口日志中看到数据。
7. 测试通知：点击Notify按钮旁边的开关，使能CCCD。然后设备端主动调用sd_ble_gatts_hvx()，看手机是否收到推送。

下面这张图展示了整个GATT Server的创建与验证流程：

嗯，这里要注意一点：nRF Connect显示的Service和Characteristic，其UUID必须是标准的16位或128位格式。如果你用了自定义的128位UUID，记得在nRF Connect中手动添加，否则它只会显示Unknown Service。

4.5 常见问题与避坑指南

• 问题：nRF Connect扫描不到设备
  • 原因：广播没有启动，或者广播间隔设置太长。
  • 解决：检查sd_ble_gap_adv_start()是否调用成功，广播间隔建议设为100ms以内。
• 问题：读操作返回全0
  • 原因：Characteristic的初始值没有设置。
  • 解决：在添加Characteristic后，调用sd_ble_gatts_value_set()设置一个非零初始值。
• 问题：写操作无响应
  • 原因：写事件处理函数中没有正确处理数据。
  • 解决：在BLE事件回调中，检查事件类型是否为BLE_GATTS_EVT_WRITE，并解析ble_evt->evt.gatts_evt.params.write中的数据。
• 问题：Notify收不到数据
  • 原因：CCCD没有使能，或者sd_ble_gatts_hvx()调用失败。
  • 解决：先确认nRF Connect中Notify按钮已打开；再检查sd_ble_gatts_hvx()的返回值，常见错误是NRF_ERROR_INVALID_STATE（连接未建立）或BLE_ERROR_GATTS_SYS_ATTR_MISSING（系统属性未保存）。