11.7. GATT-operaatiot

Karakteristikka istuu GATT-tietokannassa pelkkänä nimettynä arvona. Sen tekee hyödylliseksi pieni, hyvin määritelty joukko operaatioita, joita asiakas voi suorittaa siihen. Jokainen karakteristikka ilmoittaa, mitä operaatioita se tukee, ominaisuusbittimaskina – palvelin, jolla ei ole mitään paljastettavaa, voi julkaista vain luettavan arvon, ohjausrekisteri voi olla vain kirjoitettava, ja päivityksiä virtaava sensori asettaisi notify-bitin. Asiakas löytää bittimaskin etsinnän aikana ja noudattaa sitä.

Viisi operaatiota ovat read, write, write without response, notify ja indicate. Ne jakautuvat kahteen ryhmään – nouto (asiakas pyytää) ja työntö (palvelin lähettää).

11.7.1. Nouto: read ja write

Nämä kaksi ovat yksinkertaisimmat ja näyttävät täsmälleen funktiokutsuilta.

• Read. Asiakas pyytää nykyistä arvoa, ja palvelin lähettää sen takaisin. Yksi edestakainen kierros, asiakas saa ne tavut, jotka palvelin on asettanut kyseiselle karakteristikalle, eikä palvelin saa tietoa siitä, kuka luki.

• Write. Asiakas lähettää uudet tavut, ja palvelin tallentaa ne (ja suorittaa valinnaisesti sovelluslogiikkaa uudelle arvolle). Kahta muotoa on olemassa:

  • Write with response – palvelin kuittaa ja nostaa mahdollisen sovellusvirheen, jos tila on nollasta poikkeava. Luotettava, yksi edestakainen kierros.

  • Write without response – palvelin tallentaa tavut hiljaisesti; asiakas ei saa lainkaan kuittausta. Nopeampi (ei kuittausta odottavaa edestakaista kierrosta) ja hyödyllinen virtauttamiseen, sillä kustannuksella että virheistä saa tiedon vain sivukanavalukemalla.

Moduulissa aioble asiakaspuolen rajapinta kätkee valinnan yksittäisen aioble.ClientCharacteristic.write() -metodin taakse response-avainsanalla (True / False / None valitsee automaattisesti sen perusteella, mitä vastapuoli mainostaa).

11.7.2. Työntö: notify ja indicate

Noutomalli on väärä sensoridatalle. Sykepanta, jota puhelimen olisi pollattava joka sekunti, kuluttaisi akkua sadassa tarpeettomassa radiotapahtumassa; sellainen, joka työntää arvon vain silloin kun sillä on uusi lukema, on BLE:n koko pointti.

GATT ratkaisee tämän palvelimen käynnistämillä operaatioilla. Asiakas tilaa karakteristikan; siitä eteenpäin joka kerta kun palvelin päivittää arvon, uusi arvo työnnetään linkin yli asiakkaalle. Kaksi muotoa:

• Notify. Lähetä ja unohda. Palvelin asettaa ilmoituksen jonoon, linkkikerros lähettää sen seuraavan yhteystapahtuman aikana, ja asiakas vastaanottaa sen. GATT-tasolla ei ole kuittausta; linkkikerroksen normaali uudelleenlähetys hoitaa hävikin radiopuolella, mutta sovellus ei näe vahvistusta siitä, että arvo käsiteltiin.

• Indicate. Palvelin lähettää ilmoituksen ja odottaa asiakkaan GATT-tason vahvistusta ennen seuraavan lähettämistä. Yksi indikaatio kerrallaan. Käytetään, kun palvelimen on tiedettävä, että asiakas todella näki arvon – kriittisen hälytyksen karakteristikka, kokoonpanon kuittaus.

Nouto (read) vastaan työntö (notify). Ilmoituksilla asiakas tilaa kerran ja palvelin työntää uudet arvot aina kun ne muuttuvat.

Tilaaminen tapahtuu kirjoittamalla karakteristikkaan liitettyyn kuvaajaan – Client Characteristic Configuration Descriptor (CCCD, 0x2902). Arvon 0x0001 kirjoittaminen ottaa käyttöön ilmoitukset, 0x0002 ottaa käyttöön indikaatiot ja 0x0000 poistaa molemmat käytöstä. Metodi aioble.ClientCharacteristic.subscribe() suorittaa kirjoituksen puolestasi avainsanalipuilla notify=True ja indicate=True.

Tilauksen jälkeen asiakas odottaa saapuvia työntöjä metodeilla notified() ja indicated() – molemmat ovat asynkronisia korutiineja, jotka pysähtyvät kunnes seuraava työntö saapuu.

11.7.3. MTU määrää hyötykuorman koon

Jokaista operaatiota rajoittaa neuvoteltu MTU, johon yhteys päätyi yhteyden muodostuksen yhteydessä. Oletus-MTU on 23 tavua, mikä jättää 20 tavua karakteristikan arvotavuille GATT-otsikon jälkeen. Mikä tahansa tätä suurempi joutuu joko mahtumaan suurempaan MTU:hun (neuvoteltu ylöspäin metodilla aioble.DeviceConnection.exchange_mtu(), jopa 512 tavuun kameralla) tai se on jaettava useaan karakteristikkaan tai useaan ilmoitukseen.

Asiakkaan käynnistämät MTU:ta suurempien arvojen luvut ja kirjoitukset hoidetaan GATT:n pitkillä menettelyillä kulissien takana (Read Long / Prepare-Write + Execute-Write); aioble suorittaa nämä läpinäkyvästi, joten metodien read() / write() kutsuminen ylisuurella arvolla maksaa vain enemmän edestakaisia kierroksia. Palvelimen käynnistämiä ilmoituksia ja indikaatioita ei pilkota – yhtä työntöä rajoittaa MTU, ja sovellus jakaa kaiken suuremman useaan ilmoitukseen tai luopuu GATT:sta kokonaan.

Aidosti suurille siirroille – tallennetulle kehykselle, mittauserälle, laiteohjelmiston blobille – oikea vastaus on yleensä luopua GATT:sta kokonaan ja käyttää sen sijaan L2CAP-kanavaa (katso L2CAP-kanavat).

11.7.4. Kaksi puolta yhdellä silmäyksellä

Viisi operaatiota näkyvät eri tavoin yhteyden kummallakin puolella:

• Palvelimella (oheislaite yleisessä asettelussa):

  • aioble.Characteristic.read() – lue nykyinen paikallinen arvo GATT-tietokannasta (palvelinpuolen ”mitä asiakas näkisi”).

  • aioble.Characteristic.write() – päivitä paikallinen arvo ja työnnä päivitys valinnaisesti jokaiselle tilanneelle asiakkaalle.

  • aioble.Characteristic.notify() / indicate() – lähetä työntö yhdelle tietylle asiakkaalle.

  • aioble.Characteristic.written() – odota seuraavaa saapuvaa kirjoitusta miltä tahansa asiakkaalta.

  • aioble.Characteristic.on_read() – takaisinkutsu, joka kutsutaan synkronisesti kun asiakas lukee, hyödyllinen arvon laskemiseen pyynnöstä.

• Asiakkaalla (keskuslaite yleisessä asettelussa):

  • aioble.ClientCharacteristic.read() – pyydä palvelimelta nykyistä arvoa.

  • aioble.ClientCharacteristic.write() – lähetä uusi arvo, kuittauksen kanssa tai ilman.

  • aioble.ClientCharacteristic.subscribe() – ota käyttöön / poista käytöstä ilmoitukset ja indikaatiot.

  • aioble.ClientCharacteristic.notified() / indicated() – odota seuraavaa työntöä.