Service UUID: o que é, formato e onde é aplicado

O que é Service UUID em BLE?

Service UUID é um identificador atribuído a um serviço GATT do Bluetooth Low Energy para seu reconhecimento inequívoco por outros dispositivos. Na arquitetura BLE, cada serviço representa um grupo lógico de características unidas por uma função comum. Por exemplo, o Battery Service contém a característica Battery Level, que transmite a carga atual da bateria.

O Bluetooth SIG (Special Interest Group) gerencia o registro de UUIDs de 16 bits padrão atribuídos aos serviços mais comuns. Isso permite que dispositivos de diferentes fabricantes reconheçam os serviços uns dos outros sem configuração prévia. Um rastreador fitness de qualquer marca pode declarar um Heart Rate Service com UUID 0x180D, e qualquer smartphone entenderá que é um serviço de frequência cardíaca.

De acordo com a Bluetooth Core Specification 5.4 (2023), o intervalo de UUIDs de 16 bits (0x0000–0xFFFF) é dividido em duas partes: de 0x0001 a 0xFFFE são serviços padrão do Bluetooth SIG, e 0xFFFF é reservado. Se um desenvolvedor precisar de um serviço único que não está no registro SIG, ele usa um UUID de 128 bits.

A diferença entre UUIDs padrão e personalizados não está apenas no comprimento: UUIDs de 16 bits economizam tempo de transmissão no pacote de anúncio, pois são transmitidos como 2 bytes em vez de 16 bytes. Para dispositivos com restrições rigorosas de tamanho do pacote de anúncio (até 31 bytes), isso é crítico.

UUIDs padrão e personalizados

Os UUIDs padrão de 16 bits cobrem as principais categorias de dispositivos BLE: sensores médicos, rastreadores fitness, eletrônicos vestíveis e acessórios. Se um dispositivo implementa uma função padrão, o desenvolvedor é recomendado a usar o UUID correspondente do registro Bluetooth SIG para máxima compatibilidade.

Aqui estão alguns exemplos de UUIDs de serviço padrão:

Os UUIDs personalizados de 128 bits são necessários quando um dispositivo fornece funcionalidade única. Por exemplo, um fabricante de fechaduras inteligentes cria seu próprio serviço Lock Control com um UUID como XXXXXXXX-XXXX-XXXX-XXXX-XXXXXXXXXXXX. Tal UUID não entrará em conflito com outros serviços, pois o espaço de valores de 128 bits é praticamente inesgotável.

Formato do UUID de 128 bits

Um UUID de 128 bits é escrito no formato padrão UUID RFC 4122: oito caracteres hexadecimais, hífen, quatro, hífen, quatro, hífen, quatro, hífen, doze caracteres. Para BLE, é usada uma versão onde a parte base do UUID do Bluetooth SIG tem bits fixos.

O Bluetooth SIG define o UUID base: 0000XXXX-0000-1000-8000-00805F9B34FB. Para serviços padrão de 16 bits, o valor do UUID é substituído nesta máscara: por exemplo, 0x180F se torna 0000180F-0000-1000-8000-00805F9B34FB. Serviços personalizados usam um UUID completamente independente gerado pelo desenvolvedor.

Ao criar um UUID personalizado, você pode usar qualquer gerador de UUID (UUID v4). Um UUID v4 aleatório fornece 122 bits de entropia, tornando colisões praticamente impossíveis. Não use uma versão modificada do UUID base do Bluetooth SIG para serviços personalizados — isso viola a especificação.

Como declarar um serviço com UUID no código

Declarar um serviço com um UUID é feito no lado Peripheral ao criar um servidor GATT. No iOS, usa-se Core Bluetooth; no Android, android.bluetooth.le. Vamos analisar ambas as abordagens.

iOS: Core Bluetooth

Em Swift, um serviço é criado via CBMutableService especificando o UUID, após o que características são adicionadas a ele via CBMutableCharacteristic.

import CoreBluetooth

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

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

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

// Add characteristics
service.characteristics = [characteristic]

// Publish service via peripheralManager
peripheralManager.add(service)

Android: Bluetooth GATT Server

No Android, o serviço é registrado via BluetoothGattServer e BluetoothGattService. O UUID é passado como string via java.util.UUID.fromString.

import android.bluetooth.*;

// Custom service UUID
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
);

// Add characteristics
service.addCharacteristic(characteristic);

// Register on GATT server
gattServer.addService(service);

Escaneamento de serviços por UUID

O escaneamento por Service UUID permite que o Central encontre dispositivos que fornecem o serviço necessário sem se conectar a todos os Peripherals descobertos. Um pacote de anúncio BLE pode conter uma lista de UUIDs de serviços, permitindo que o Central filtre dispositivos na etapa de escaneamento.

No iOS, o CBCentralManager escaneia dispositivos com um filtro por UUID de serviço. Isso reduz o consumo de energia e acelera a descoberta dos dispositivos necessários.

import CoreBluetooth

let centralManager = CBCentralManager()

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

// Delegate receives only Heart Rate Service devices
func centralManager(
    _ central: CBCentralManager,
    didDiscover peripheral: CBPeripheral,
    advertisementData: [String: Any],
    rssi RSSI: NSNumber
) {
    // peripheral has only devices with UUID 0x180D
}

No Android, a filtragem por UUID também é suportada via ScanFilter.Builder. Esta é uma forma eficiente de restringir a busca sem se conectar a cada dispositivo.

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
);

Vários serviços em um único dispositivo

Um único dispositivo BLE pode declarar vários serviços simultaneamente. Por exemplo, uma pulseira fitness pode conter Battery Service (0x180F), Heart Rate Service (0x180D) e um serviço personalizado para sincronizar dados com a nuvem. Cada serviço tem seu próprio UUID e seu próprio conjunto de características.

Com múltiplos serviços, é importante considerar a limitação do pacote de anúncio. Um pacote de anúncio BLE pode conter até 31 bytes de dados. Se os UUIDs de serviço ocuparem muito espaço, alguns podem não caber no pacote de anúncio. Neste caso, usa-se o scan response — um segundo pacote enviado a pedido do Central.

De acordo com a Bluetooth Core Specification 5.4 (2023), o número máximo de serviços primários em um único servidor GATT não é limitado pela especificação, mas na prática é limitado pela memória do dispositivo e requisitos de desempenho. Para dispositivos embarcados com 256 KB de memória flash, recomenda-se no máximo 5–10 serviços.