Descriptor: یہ کیا ہے، Client Characteristic Configuration اور مثالیں

BLE میں Descriptor کیا ہے؟

Descriptor GATT پروٹوکول کی ایک صفت ہے جو Characteristic سے منسلک ہوتی ہے اور اس کی قدر یا استعمال کے طریقے کے بارے میں اضافی معلومات فراہم کرتی ہے۔ GATT کی اصطلاحات میں، خصوصیت ڈیٹا ہے، اور ڈسکرپٹر اس ڈیٹا کا میٹا ڈیٹا ہے۔

ہر Characteristic میں صفر یا زیادہ ڈسکرپٹرز ہو سکتے ہیں۔ ڈسکرپٹرز GATT جدول میں علیحدہ صفات کے طور پر بیان ہوتے ہیں اور Bluetooth SIG کی جگہ میں ان کے اپنے 16 بٹ UUIDs ہوتے ہیں۔ ڈسکرپٹرز آزادانہ طور پر موجود نہیں ہو سکتے — وہ ہمیشہ ایک مخصوص خصوصیت سے منسلک ہوتے ہیں۔

Bluetooth Core Specification 5.4 (2023) کے مطابق، ڈسکرپٹرز دو حصوں میں تقسیم ہیں: معیاری (Bluetooth SIG کے بیان کردہ) اور کسٹم (ڈویلپر کے بیان کردہ)۔ معیاری ڈسکرپٹرز کے UUIDs 0x2900–0x2908 کی حد میں ہوتے ہیں اور سختی سے بیان کردہ افعال انجام دیتے ہیں۔ کسٹم ڈسکرپٹرز 128 بٹ UUIDs استعمال کرتے ہیں، جیسے کسٹم سروسز اور خصوصیات۔

ڈسکرپٹرز BLE کنکشن کے رویے کو ترتیب دینے کے لیے ایک اہم طریقہ کار ہیں۔ CCCD (0x2902) کے بغیر اطلاعات سبسکرائب کرنا ناممکن ہے، Presentation Format (0x2904) کے بغیر Central کو معلوم نہیں ہوگا کہ خصوصیت کی خام بائٹس کی کیسے تشریح کرنی ہے۔

Client Characteristic Configuration Descriptor (CCCD)

CCCD UUID 0x2902 کے ساتھ BLE میں سب سے اہم اور وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والا ڈسکرپٹر ہے۔ یہ خصوصیت سے Notify اور Indicate کے لیے Central کی سبسکرپشن کا انتظام کرتا ہے۔ CCCD میں لکھے بغیر، خصوصیت اطلاعات نہیں بھیجے گی، چاہے اس میں Notify کی خاصیت ہو۔

CCCD ایک 16 بٹ کی قدر ہے جہاں سب سے کم اہم بٹ (0x0001) Notify کو فعال کرتا ہے، اور دوسرا بٹ (0x0002) Indicate کو فعال کرتا ہے۔ Central CCCD میں مطلوبہ قدر لکھتا ہے، اس طرح اطلاعات سبسکرائب کرتا ہے۔ اگر Central 0x0000 لکھتا ہے — تو سبسکرپشن منسوخ ہو جاتی ہے۔

CCCD کا طریقہ کار اس طرح کام کرتا ہے: جب Central کو Notify کی حمایت کرنے والی خصوصیت ملتی ہے، تو وہ اس کا CCCD ڈسکرپٹر ڈھونڈتا ہے اور 0x0001 لکھتا ہے۔ اس کے بعد، جب بھی Peripheral خصوصیت کی قدر کو اپ ڈیٹ کرتا ہے، تو یہ Handle Value Notification کے ذریعے خود بخود سبسکرائب کردہ Central کو بھیجی جاتی ہے (Central کی درخواست کے بغیر)۔

Apple Core Bluetooth Programming Guide کے مطابق، کسی خصوصیت کے لیے setNotifyValue کال کرنے پر CCCD خود بخود سسٹم کے ذریعے منظم ہوتا ہے۔ ڈویلپر کو دستی طور پر CCCD ڈھونڈنے اور لکھنے کی ضرورت نہیں ہے — Core Bluetooth اطلاعات فعال ہونے پر خود بخود یہ کرتا ہے۔

اطلاعات کی پروگراماتی سبسکرپشن

iOS میں، سبسکرپشن CBPeripheral آبجیکٹ پر setNotifyValue طریقہ سے کی جاتی ہے۔

import CoreBluetooth

// خصوصیت کی اطلاعات سبسکرائب کریں
peripheral.setNotifyValue(true, for: characteristic)

// نمائندہ اپ ڈیٹ کردہ اقدار وصول کرتا ہے
func peripheral(
    _ peripheral: CBPeripheral,
    didUpdateValueFor characteristic: CBCharacteristic,
    error: Error?
) {
    // characteristic.value میں نیا ڈیٹا ہے
    guard let data = characteristic.value else { return }
}

Android میں، اطلاعات کی سبسکرپشن BluetoothGatt.setCharacteristicNotification کے ذریعے کی جاتی ہے۔ ڈویلپر کو دستی طور پر CCCD میں قدر 0x0001 لکھنی ہوگی۔

import android.bluetooth.*;

// اطلاعات فعال کریں
bluetoothGatt.setCharacteristicNotification(characteristic, true);

// CCCD میں 0x0001 لکھیں
BluetoothGattDescriptor descriptor = characteristic
    .getDescriptor(
        UUID.fromString("00002902-0000-1000-8000-00805F9B34FB")
    );
descriptor.setValue(BluetoothGattDescriptor.ENABLE_NOTIFICATION_VALUE);
bluetoothGatt.writeDescriptor(descriptor);

Bluetooth SIG کے معیاری ڈسکرپٹرز

Bluetooth SIG نے عام خصوصیت کی ترتیب کے کاموں کے لیے 8 معیاری ڈسکرپٹرز بیان کیے ہیں۔ ہر ڈسکرپٹر کا سختی سے بیان کردہ UUID اور قدر کا فارمیٹ ہے۔

Characteristic User Description (0x2901) یوزر انٹرفیس کے لیے خاص طور پر مفید ہے: اس میں خصوصیت کا انسانی پڑھنے کے قابل نام ہوتا ہے جسے ایپلیکیشن انٹرفیس میں دکھایا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، Battery Level خصوصیت میں “بیٹری چارج لیول” قدر کے ساتھ User Description ڈسکرپٹر ہو سکتا ہے۔

Characteristic Presentation Format (0x2904) میں خصوصیت کی قدر کی تشریح کرنے کے طریقے کے بارے میں معلومات ہوتی ہیں: فارمیٹ (uint8, uint16, float)، ایکسپوننٹ، پیمائش کی اکائی (Bluetooth SIG رجسٹری سے UUID کے ذریعے)، نام کی جگہ اور تفصیل۔ مثال کے طور پر، درجہ حرارت ایکسپوننٹ -2 (تقسیم کی قدر 0.01°C) اور پیمائش کی اکائی “ڈگری سیلسیس” کے ساتھ int16 ہو سکتا ہے۔

iOS اور Android میں Descriptor کا استعمال

ڈسکرپٹرز تک رسائی iOS اور Android میں مختلف ہے۔ Core Bluetooth اطلاعات فعال ہونے پر خود بخود CCCD کا انتظام کرتا ہے، جبکہ Android میں ڈسکرپٹر میں دستی طور پر قدر لکھنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ آئیے دونوں طریقوں کو دیکھتے ہیں۔

iOS: خودکار CCCD انتظام

iOS میں، ڈویلپر عام طور پر براہ راست ڈسکرپٹرز کے ساتھ تعامل نہیں کرتا۔ setNotifyValue کال کرنے پر Core Bluetooth خود بخود CCCD ڈھونڈتا ہے اور مطلوبہ قدر لکھتا ہے۔ ڈسکرپٹرز پڑھنے کے لیے discoverDescriptors طریقہ استعمال کیا جاتا ہے۔

// ڈسکرپٹرز دریافت کریں
peripheral.discoverDescriptors(for: characteristic)

// User Description قدر پڑھیں
func peripheral(
    _ peripheral: CBPeripheral,
    didDiscoverDescriptorsFor characteristic: CBCharacteristic,
    error: Error?
) {
    for descriptor in characteristic.descriptors ?? [] {
        if descriptor.uuid == CBUUID("2901") {
            peripheral.readValue(for: descriptor)
        }
    }
}

Android: دستی CCCD انتظام

Android میں، ڈویلپر کو خصوصیت کا CCCD ڈسکرپٹر ڈھونڈنا ہوگا اور اطلاعات فعال کرنے کے لیے قدر لکھنی ہوگی۔ یہ iOS کے مقابلے میں ایک اضافی قدم ہے۔

// User Description ڈسکرپٹر کی قدر پڑھیں
BluetoothGattDescriptor userDesc = characteristic
    .getDescriptor(
        UUID.fromString("00002901-0000-1000-8000-00805F9B34FB")
    );

if (userDesc != null) {
    bluetoothGatt.readDescriptor(userDesc);
}

کسٹم ڈسکرپٹرز بنانا

کسٹم ڈسکرپٹرز اس وقت استعمال ہوتے ہیں جب Bluetooth SIG کے معیاری ڈسکرپٹرز کافی نہ ہوں۔ مثال کے طور پر، ایک طبی سینسر بنانے والا سینسر کیلیبریشن کی معلومات والا ڈسکرپٹر یا خرابی لاگ والا ڈسکرپٹر شامل کر سکتا ہے۔

ایک کسٹم ڈسکرپٹر 128 بٹ UUID کے ساتھ بنایا جاتا ہے، جیسے کسٹم خصوصیت۔ Peripheral کی طرف، ڈویلپر اسے مناسب API کے ذریعے خصوصیت میں شامل کرتا ہے۔ Central کی طرف، discoverDescriptors کال کرنے پر ڈسکرپٹر خود بخود دریافت ہو جاتا ہے۔

کسٹم ڈسکرپٹر بناتے وقت، ان اصولوں پر عمل کریں: قدر کی لمبائی متوقع ڈیٹا کی قسم سے مطابقت رکھتی ہو، اور رسائی کے حقوق (پڑھنا/لکھنا) واضح طور پر بتائے گئے ہوں۔ کسٹم مقاصد کے لیے Bluetooth SIG کے معیاری ڈسکرپٹر رینج (0x2900–0x2908) کے UUIDs استعمال نہ کریں۔

Descriptor اور Characteristic میں فرق

خصوصیت اور ڈسکرپٹر GATT صفات کی مختلف سطحیں ہیں۔ خصوصیت ایک ڈیٹا پوائنٹ ہے، جبکہ ڈسکرپٹر اس کا میٹا ڈیٹا یا ترتیب ہے۔ فرق کئی پہلوؤں میں ظاہر ہوتا ہے: مقصد، UUID اور رسائی کے قواعد۔

ایک خصوصیت کا لازمی اعلان ہوتا ہے جو ہمیشہ GATT جدول میں موجود ہوتا ہے۔ ڈسکرپٹر اختیاری ہے — ایک خصوصیت میں کوئی ڈسکرپٹر نہیں ہو سکتا۔ ایک خصوصیت کو آزادانہ طور پر پڑھا، لکھا یا اطلاعات بھیجی جا سکتی ہیں۔ ڈسکرپٹر ہمیشہ ایک خصوصیت سے منسلک ہوتا ہے اور علیحدہ طور پر موجود نہیں ہوتا۔

Bluetooth Core Specification 5.4 کے مطابق، GATT جدول میں صفات کی ترتیب یہ ہے: سروس کا اعلان، خصوصیت کا اعلان، خصوصیت کی قدر، خصوصیت کے ڈسکرپٹرز (اگر ہوں)، پھر اگلی سروس۔ یہ ترتیب GATT کلائنٹس کے درست کام کے لیے لازمی ہے۔