BLE Profile 实战：Heart Rate Service（0x180D）心率上报

Heart Rate Service（HRS，0x180D）是 BLE 里最经典、结构最简单的"传感器持续上报一个值"的 Profile，健身手环、心率带、运动手表都在用。它非常适合作为理解 GATT Profile 组织方式的入门模板——一个 Notify 特性 + 几个辅助特性就搞定。

一、角色

• Heart Rate Sensor（心率传感器）：GATT Server、Peripheral。
• Collector（手机/码表）：GATT Client、Central。

二、HRS（0x180D）特性

三、Heart Rate Measurement（0x2A37，Notify）

一帧结构由首字节 Flags 决定：

• Flags（1 字节）：
• bit0：心率值格式。0 = UINT8（1 字节），1 = UINT16（2 字节，小端）。
• bit1：是否含 Energy Expended 字段（0 = 否，1 = 是）。
• bit2~3：RR-Interval 个数（00 = 0 个，01 = 1 个，10 = 2 个，11 = 3 个…）。
• bit4~7：保留。
• Heart Rate Value：1 或 2 字节，取决于 bit0。单位 bpm。
• Energy Expended（可选，UINT16，单位 kJ）：若 bit1 = 1 才存在，从会话开始累计。
• RR-Interval（可选，每个 UINT16）：若 bit2~3 > 0 才跟在后面。单位是 1/1024 秒，表示两次 R 波（心跳）的时间间隔，用于心率变异性（HRV）分析。

解析时永远先看 Flags：心率值是 1 字节还是 2 字节、后面有没有能量和 RR，全由 Flags 决定，不能硬按固定长度读。

四、Body Sensor Location（0x2A38，Read）

告诉主机传感器戴在哪，枚举值：0 = Other，1 = Chest（胸口），2 = Wrist（手腕），3 = Finger，4 = Hand，5 = Ear Lobe，6 = Foot。App 据此显示"腕式心率"之类提示。可选，但建议实现。

五、Heart Rate Control Point（0x2A39，Write）

目前规范只定义一个操作：写入 0x01 = Reset Energy Expended，设备把累计能量清零。写其他值应被拒绝。没必要支持 Notify/Indicate。

六、典型流程

1. 连接。
2. （可选）读 Body Sensor Location（0x2A38）显示佩戴位置。
3. 订阅 Heart Rate Measurement（0x2A37）的 Notify（开 CCCD 0x2902）。
4. 持续收到心率帧，按 Flags 解析 bpm / 能量 / RR。
5. 需要重置累计能量时，写 0x01 到 Control Point（0x2A39）。

七、常搭配的其他服务

• Battery Service（0x180F）：电量显示。
• Device Information Service（0x180A）：厂商/型号/版本。
• 运动场景常和 Running Speed and Cadence（0x1814）、Cycling Speed and Cadence（0x1816） 一起出现，组成完整运动档案。

八、实战坑提醒

1. 心率值字节数看 Flags bit0：写死按 1 字节读会丢掉 >255 bpm 的高字节（虽少见但规范允许 UINT16）。
2. RR-Interval 个数看 bit2~3，不要硬读固定数量，否则会越界或错位。
3. RR 单位是 1/1024 秒，不是毫秒，换算要乘 1000/1024。
4. Energy Expended 只在 bit1=1 时存在，且一旦支持就从连接起持续累加，只发一次带值、后续帧沿用。
5. Control Point 只认 0x01，其余 opcode 应返回错误，别当通用命令通道。
6. Notify 要开 CCCD（0x2902），否则收不到心率。
7. UINT16 字段小端（Heart Rate 的 UINT16 形式、Energy、RR 都是），别读反。
8. 首字节是 Flags 不是心率值，解析从第二字节才开始，新手常把 Flags 当成了 bpm。

一句话总结：HRS 是"一个 Notify 特性搞定主业"的典范——0x2A37 按 Flags 承载心率/能量/RR，0x2A38 报位置，0x2A39 只负责清零能量；吃透它的 Flags 驱动结构，就掌握了绝大多数"传感器类"Profile 的套路。