Service UUID: ano ito, format at saan ginagamit

Ano ang Service UUID sa BLE?

Service UUID — ay isang identifier na itinalaga sa isang GATT na serbisyo ng Bluetooth Low Energy para sa natatanging pagkilala ng iba pang mga device. Sa arkitektura ng BLE, ang bawat serbisyo ay kumakatawan sa isang lohikal na grupo ng mga katangian na pinag-isa ng isang karaniwang function. Halimbawa, ang serbisyong Battery Service ay naglalaman ng katangiang Battery Level, na naghahatid ng kasalukuyang antas ng charge ng baterya.

Ang Bluetooth SIG (Special Interest Group) ay namamahala ng rehistro ng standard na 16 bit na UUID na itinalaga sa mga pinakakaraniwang serbisyo. Ito ay nagpapahintulot sa mga device mula sa iba't ibang mga manufacturer na makilala ang mga serbisyo ng bawat isa nang walang paunang configuration. Ang fitness tracker ng anumang brand ay maaaring magdeklara ng Heart Rate Service na may UUID 0x180D, at anumang smartphone ay mauunawaan na ito ay isang serbisyo ng tibok ng puso.

Ayon sa Bluetooth Core Specification 5.4 (2023), ang hanay ng 16 bit na UUID (0x0000–0xFFFF) ay nahahati sa dalawang bahagi: mula 0x0001 hanggang 0xFFFE — standard na serbisyo ng Bluetooth SIG, at 0xFFFF ay nakalaan. Kung ang isang developer ay nangangailangan ng isang natatanging serbisyo na wala sa rehistro ng SIG, gumagamit siya ng 128 bit na UUID.

Ang pagkakaiba sa pagitan ng standard at custom na UUID ay hindi lamang sa haba: ang 16 bit na UUID ay nakakatipid ng air time ng advertising packet, dahil ang mga ito ay ipinapadala bilang 2 bytes sa halip na 16 bytes. Para sa mga device na may mahigpit na limitasyon sa laki ng advertising packet (hanggang 31 bytes), ito ay kritikal.

Standard at custom na UUID

Standard na 16 bit na UUID ay sumasaklaw sa mga pangunahing kategorya ng BLE device: medical sensor, fitness tracker, wearable electronics at accessories. Kung ang isang device ay nagpapatupad ng standard na function — ang developer ay inirerekomenda na gamitin ang kaukulang UUID mula sa Bluetooth SIG register para sa maximum na compatibility.

Narito ang ilang halimbawa ng standard na UUID ng serbisyo:

Custom na 128 bit na UUID ay kinakailangan kapag ang device ay nagbibigay ng natatanging functionality. Halimbawa, ang manufacturer ng isang smart lock ay lumilikha ng sarili nitong serbisyo na Lock Control na may UUID na anyong XXXXXXXX-XXXX-XXXX-XXXX-XXXXXXXXXXXX. Ang naturang UUID ay ginagarantiyang hindi makakasagutan sa iba pang mga serbisyo, dahil ang espasyo ng 128 bit na halaga ay praktikal na hindi mauubos.

Format ng 128 bit na UUID

128 bit na UUID ay isinusulat sa standard na format ng UUID RFC 4122: walong hexadecimal na karakter, gitling, apat, gitling, apat, gitling, apat, gitling, labindalawang karakter. Para sa BLE, ginagamit ang bersyon kung saan ang base na bahagi ng Bluetooth SIG UUID ay may fixed na bits.

Tinutukoy ng Bluetooth SIG ang base UUID: 0000XXXX-0000-1000-8000-00805F9B34FB. Para sa standard na 16 bit na serbisyo, ang halaga ng UUID ay inilalagay sa mask na ito: halimbawa, ang 0x180F ay nagiging 0000180F-0000-1000-8000-00805F9B34FB. Ang custom na serbisyo ay gumagamit ng ganap na independiyenteng UUID, na binuo ng developer.

Sa paggawa ng custom na UUID maaari kang gumamit ng anumang UUID generator (UUID v4). Ang random na UUID v4 ay nagbibigay ng 122 bits ng entropy, na ginagawang praktikal na imposible ang mga collision. Huwag gumamit ng binagong bersyon ng base Bluetooth SIG UUID para sa custom na serbisyo — ito ay lumalabag sa specifikasyon.

Paano ideklara ang isang serbisyo na may UUID sa code

Deklarasyon ng serbisyo na may UUID ay ginagawa sa panig ng Peripheral kapag lumilikha ng GATT server. Sa iOS, ginagamit ang Core Bluetooth para dito, sa Android — android.bluetooth.le. Tingnan natin ang parehong approach.

iOS: Core Bluetooth

Sa Swift, ang serbisyo ay nilikha sa pamamagitan ng CBMutableService na may pagtukoy ng UUID, pagkatapos nito ay idinaragdag ang mga katangian sa pamamagitan ng CBMutableCharacteristic.

import CoreBluetooth

// Standard na 16 bit na UUID
let batteryServiceUUID = CBUUID("180F")

// Custom na 128 bit na UUID
let customServiceUUID = CBUUID("E20A39F4-73F5-4BC4-A12F-17D1AD07A961")

let service = CBMutableService(
    type: customServiceUUID,
    primary: true
)

// Magdagdag ng mga katangian
service.characteristics = [characteristic]

// I-publish ang serbisyo sa pamamagitan ng peripheralManager
peripheralManager.add(service)

Android: Bluetooth GATT Server

Sa Android, ang serbisyo ay nirerehistro sa pamamagitan ng BluetoothGattServer at BluetoothGattService. Ang UUID ay ipinapasa bilang string sa java.util.UUID.fromString.

import android.bluetooth.*;

// Custom na UUID ng serbisyo
private static final UUID CUSTOM_SERVICE_UUID =
    UUID.fromString("E20A39F4-73F5-4BC4-A12F-17D1AD07A961");

BluetoothGattService service = new BluetoothGattService(
    CUSTOM_SERVICE_UUID,
    BluetoothGattService.SERVICE_TYPE_PRIMARY
);

// Magdagdag ng mga katangian
service.addCharacteristic(characteristic);

// Magrehistro sa GATT server
gattServer.addService(service);

Pag-scan ng mga serbisyo ayon sa UUID

Pag-scan ayon sa Service UUID ay nagpapahintulot sa Central na mahanap ang mga device na nag-aalok ng kinakailangang serbisyo nang hindi kumokonekta sa lahat ng natuklasang Peripheral. Ang BLE advertising packet ay maaaring maglaman ng listahan ng mga UUID ng serbisyo, na nagpapahintulot sa Central na i-filter ang mga device sa yugto ng pag-scan.

Sa iOS, ang CBCentralManager ay nag-scan ng mga device na may filter ayon sa UUID ng serbisyo. Ito ay nagbabawas ng konsumo ng kuryente at nagpapabilis ng pagtuklas ng mga kinakailangang device.

import CoreBluetooth

let centralManager = CBCentralManager()

func scanForHeartRateMonitor() {
    let services: [CBUUID] = [
        CBUUID("180D") // Heart Rate Service
    ]
    centralManager.scanForPeripherals(
        withServices: services,
        options: nil
    )
}

// Delegate ay tumatanggap lamang ng Heart Rate Service device
func centralManager(
    _ central: CBCentralManager,
    didDiscover peripheral: CBPeripheral,
    advertisementData: [String: Any],
    rssi RSSI: NSNumber
) {
    // peripheral ay mayroon lamang device na may UUID 0x180D
}

Sa Android, ang pag-filter ayon sa UUID ay sinusuportahan din sa pamamagitan ng ScanFilter.Builder. Ito ay isang epektibong paraan upang paliitin ang saklaw ng paghahanap nang hindi kumokonekta sa bawat device.

import android.bluetooth.le.*;

ScanFilter filter = new ScanFilter.Builder()
    .setServiceUuid(
        new ParcelUuid(
            UUID.fromString("0000180D-0000-1000-8000-00805F9B34FB")
        )
    )
    .build();

BluetoothLeScanner scanner = bluetoothAdapter.getBluetoothLeScanner();
scanner.startScan(
    Collections.singletonList(filter),
    scanSettings,
    scanCallback
);

Maramihang serbisyo sa isang device

Isang BLE device ay maaaring magdeklara ng maramihang serbisyo nang sabay-sabay. Halimbawa, ang isang fitness bracelet ay maaaring maglaman ng Battery Service (0x180F), Heart Rate Service (0x180D) at isang custom na serbisyo para sa pag-sync ng data sa cloud. Bawat serbisyo ay may sariling UUID at sariling set ng mga katangian.

Sa maramihang serbisyo, mahalagang isaalang-alang ang limitasyon ng advertising packet. Ang BLE advertising packet ay maaaring maglaman ng hanggang 31 bytes ng data. Kung ang mga UUID ng serbisyo ay masyadong maraming espasyo, ang ilan sa mga ito ay maaaring hindi magkasya sa advertising packet. Sa kasong ito, ginagamit ang scan response — ang pangalawang packet na ipinapadala sa kahilingan ng Central.

Ayon sa Bluetooth Core Specification 5.4 (2023), ang maximum na bilang ng primary na serbisyo sa isang GATT server ay hindi limitado ng specifikasyon, ngunit sa praktika ay limitado ng memorya ng device at mga kinakailangan sa pagganap. Para sa mga embedded device na may 256 KB flash memory, inirerekomenda ang hindi hihigit sa 5–10 serbisyo.