iOS藍牙開發(fā):藍牙連接和數(shù)據(jù)讀寫

當(dāng)下藍牙開發(fā)可謂是越來越火,不論是智能穿戴的興起還是藍牙家具勘畔,車聯(lián)網(wǎng)藍牙等等,很多同學(xué)也會接觸到藍牙的項目丽惶,我從事藍牙開發(fā)也有一段時間了炫七,經(jīng)手了兩個項目。廢話不多說了钾唬,先向大家簡單的介紹有關(guān)藍牙開發(fā)的知識万哪。藍牙低能耗(BLE),以下介紹的都是圍繞iOS的<CoreBluetooth/CoreBluetooth.h>框架展開的抡秆。

藍牙開發(fā)分為中心者模式和管理者模式:1.常用的(其實99.99%)就是使用中心者模式作為開發(fā)奕巍,就是我們手機作為主機,連接藍牙外設(shè)琅轧;2.管理者模式伍绳,這個基本用到的比較少,我們手機自己作為外設(shè)乍桂,自己創(chuàng)建服務(wù)和特征冲杀,然后有其他的設(shè)備連接我們的手機。

在做藍牙開發(fā)之前睹酌,最好先了解一些概念:
服務(wù)(services):藍牙外設(shè)對外廣播的必定會有一個服務(wù)权谁,可能也有多個,服務(wù)下面包含著一些特征憋沿,服務(wù)可以理解成一個模塊的窗口旺芽;
特征(characteristic):存在于服務(wù)下面的,一個服務(wù)下面也可以存在多個特征辐啄,特征可以理解成具體實現(xiàn)功能的窗口采章,一般特征都會有value,也就是特征值壶辜,特征是與外界交互的最小單位悯舟;
UUID:可以理解成藍牙上的唯一標(biāo)識符(硬件上肯定不是這個意思,但是這樣理解便于我們開發(fā))砸民,為了區(qū)分不同的服務(wù)和特征抵怎,或者給服務(wù)和特征取名字,我們就用UUID來代表服務(wù)和特征岭参。

藍牙連接可以大致分為以下幾個步驟
1.建立一個Central Manager實例進行藍牙管理
2.搜索外圍設(shè)備
3.連接外圍設(shè)備
4.獲得外圍設(shè)備的服務(wù)
5.獲得服務(wù)的特征
6.從外圍設(shè)備讀數(shù)據(jù)
7.給外圍設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)
其他:提醒

首先我們先導(dǎo)入系統(tǒng)的BLE的框架
#import <CoreBluetooth/CoreBluetooth.h>

必須遵守2個協(xié)議
<CBCentralManagerDelegate, CBPeripheralDelegate>

/** 中心管理者 */
@property (nonatomic, strong) CBCentralManager *cMgr;

/** 連接到的外設(shè) */
@property (nonatomic, strong) CBPeripheral *peripheral;

1.建立一個Central Manager實例進行藍牙管理

-(CBCentralManager *)cmgr
{
    if (!_cmgr) {
        _cMgr = [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:self queue:nil];
    }
    return _cMgr;
}

//只要中心管理者初始化 就會觸發(fā)此代理方法 判斷手機藍牙狀態(tài)
- (void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central
{
    switch (central.state) {
        case 0:
            NSLog(@"CBCentralManagerStateUnknown");
            break;
        case 1:
            NSLog(@"CBCentralManagerStateResetting");
            break;
        case 2:
            NSLog(@"CBCentralManagerStateUnsupported");//不支持藍牙
            break;
        case 3:
            NSLog(@"CBCentralManagerStateUnauthorized");
            break;
        case 4:
        {
            NSLog(@"CBCentralManagerStatePoweredOff");//藍牙未開啟
        }
            break;
        case 5:
        {
            NSLog(@"CBCentralManagerStatePoweredOn");//藍牙已開啟
              // 在中心管理者成功開啟后再進行一些操作
            // 搜索外設(shè)
            [self.cMgr scanForPeripheralsWithServices:nil // 通過某些服務(wù)篩選外設(shè)
                                              options:nil]; // dict,條件
            // 搜索成功之后,會調(diào)用我們找到外設(shè)的代理方法
            // - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI; //找到外設(shè)
        }
            break;
        default:
            break;
    }
}

2.搜索外圍設(shè)備 (我這里為了舉例反惕,采用了自己身邊的一個手環(huán))

// 發(fā)現(xiàn)外設(shè)后調(diào)用的方法
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central // 中心管理者
 didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral // 外設(shè)
     advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData // 外設(shè)攜帶的數(shù)據(jù)
                  RSSI:(NSNumber *)RSSI // 外設(shè)發(fā)出的藍牙信號強度
{
    //NSLog(@"%s, line = %d, cetral = %@,peripheral = %@, advertisementData = %@, RSSI = %@", __FUNCTION__, __LINE__, central, peripheral, advertisementData, RSSI);
    
    /*
     peripheral = <CBPeripheral: 0x166668f0 identifier = C69010E7-EB75-E078-FFB4-421B4B951341, Name = "OBand-75", state = disconnected>, advertisementData = {
     kCBAdvDataChannel = 38;
     kCBAdvDataIsConnectable = 1;
     kCBAdvDataLocalName = OBand;
     kCBAdvDataManufacturerData = <4c69616e 0e060678 a5043853 75>;
     kCBAdvDataServiceUUIDs =     (
     FEE7
     );
     kCBAdvDataTxPowerLevel = 0;
     }, RSSI = -55
     根據(jù)打印結(jié)果,我們可以得到運動手環(huán)它的名字叫 OBand-75
     
     */
    
    // 需要對連接到的外設(shè)進行過濾
    // 1.信號強度(40以上才連接, 80以上連接)
    // 2.通過設(shè)備名(設(shè)備字符串前綴是 OBand)
    // 在此時我們的過濾規(guī)則是:有OBand前綴并且信號強度大于35
    // 通過打印,我們知道RSSI一般是帶-的
    
    if ([peripheral.name hasPrefix:@"OBand"]) {
        // 在此處對我們的 advertisementData(外設(shè)攜帶的廣播數(shù)據(jù)) 進行一些處理
        
        // 通常通過過濾,我們會得到一些外設(shè),然后將外設(shè)儲存到我們的可變數(shù)組中,
        // 這里由于附近只有1個運動手環(huán), 所以我們先按1個外設(shè)進行處理
        
        // 標(biāo)記我們的外設(shè),讓他的生命周期 = vc
        self.peripheral = peripheral;
        // 發(fā)現(xiàn)完之后就是進行連接
        [self.cMgr connectPeripheral:self.peripheral options:nil];
        NSLog(@"%s, line = %d", __FUNCTION__, __LINE__);
    }
}

3.連接外圍設(shè)備

// 中心管理者連接外設(shè)成功
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central // 中心管理者
  didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral // 外設(shè)
{
    NSLog(@"%s, line = %d, %@=連接成功", __FUNCTION__, __LINE__, peripheral.name);
    // 連接成功之后,可以進行服務(wù)和特征的發(fā)現(xiàn)
    
    //  設(shè)置外設(shè)的代理
    self.peripheral.delegate = self;
    
    // 外設(shè)發(fā)現(xiàn)服務(wù),傳nil代表不過濾
    // 這里會觸發(fā)外設(shè)的代理方法 - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error
    [self.peripheral discoverServices:nil];
}
// 外設(shè)連接失敗
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error
{
    NSLog(@"%s, line = %d, %@=連接失敗", __FUNCTION__, __LINE__, peripheral.name);
}

// 丟失連接
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error
{
    NSLog(@"%s, line = %d, %@=斷開連接", __FUNCTION__, __LINE__, peripheral.name);
}

4.獲得外圍設(shè)備的服務(wù) & 5.獲得服務(wù)的特征

// 發(fā)現(xiàn)外設(shè)服務(wù)里的特征的時候調(diào)用的代理方法(這個是比較重要的方法,你在這里可以通過事先知道UUID找到你需要的特征演侯,訂閱特征姿染,或者這里寫入數(shù)據(jù)給特征也可以)
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error
{
    NSLog(@"%s, line = %d", __FUNCTION__, __LINE__);
    
    for (CBCharacteristic *cha in service.characteristics) {
        //NSLog(@"%s, line = %d, char = %@", __FUNCTION__, __LINE__, cha);
       
    }
}

6.從外圍設(shè)備讀數(shù)據(jù)

// 更新特征的value的時候會調(diào)用 (凡是從藍牙傳過來的數(shù)據(jù)都要經(jīng)過這個回調(diào),簡單的說這個方法就是你拿數(shù)據(jù)的唯一方法) 你可以判斷是否
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error
{
    NSLog(@"%s, line = %d", __FUNCTION__, __LINE__);
    if (characteristic == @"你要的特征的UUID或者是你已經(jīng)找到的特征") {
    //characteristic.value就是你要的數(shù)據(jù)
    }
}

7.給外圍設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)(也就是寫入數(shù)據(jù)到藍牙)
這個方法你可以放在button的響應(yīng)里面蚌本,也可以在找到特征的時候就寫入盔粹,具體看你業(yè)務(wù)需求怎么用啦

[self.peripherale writeValue:_batteryData forCharacteristic:self.characteristic type:CBCharacteristicWriteWithResponse];
//第一個參數(shù)是已連接的藍牙設(shè)備 隘梨;第二個參數(shù)是要寫入到哪個特征; 第三個參數(shù)是通過此響應(yīng)記錄是否成功寫入
// 需要注意的是特征的屬性是否支持寫數(shù)據(jù)
- (void)yf_peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didWriteData:(NSData *)data forCharacteristic:(nonnull CBCharacteristic *)characteristic
{
    /*
     typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, CBCharacteristicProperties) {
     CBCharacteristicPropertyBroadcast                                              = 0x01,
     CBCharacteristicPropertyRead                                                   = 0x02,
     CBCharacteristicPropertyWriteWithoutResponse                                   = 0x04,
     CBCharacteristicPropertyWrite                                                  = 0x08,
     CBCharacteristicPropertyNotify                                                 = 0x10,
     CBCharacteristicPropertyIndicate                                               = 0x20,
     CBCharacteristicPropertyAuthenticatedSignedWrites                              = 0x40,
     CBCharacteristicPropertyExtendedProperties                                     = 0x80,
     CBCharacteristicPropertyNotifyEncryptionRequired NS_ENUM_AVAILABLE(NA, 6_0)        = 0x100,
     CBCharacteristicPropertyIndicateEncryptionRequired NS_ENUM_AVAILABLE(NA, 6_0)  = 0x200
     };
     
     打印出特征的權(quán)限(characteristic.properties),可以看到有很多種,這是一個NS_OPTIONS的枚舉,可以是多個值
     常見的又read,write,noitfy,indicate.知道這幾個基本夠用了,前倆是讀寫權(quán)限,后倆都是通知,倆不同的通知方式
     */
//    NSLog(@"%s, line = %d, char.pro = %d", __FUNCTION__, __LINE__, characteristic.properties);
    // 此時由于枚舉屬性是NS_OPTIONS,所以一個枚舉可能對應(yīng)多個類型,所以判斷不能用 = ,而應(yīng)該用包含&
}

其他:提醒
有那么多的特征舷嗡,我們怎么知道哪些特征是用來讀數(shù)據(jù)的轴猎,哪些是用來寫入的,哪些是需要訂閱之后再讀的呢进萄?
如果你們硬件工程師事先告訴你了捻脖,或者有完成的開發(fā)文檔,那么就可以直接知道了中鼠,否則你就需要自己去查看特征的屬性可婶,推介可以使用下第三方的app——LightBlue,讓你更能清楚的看到你藍牙里面的服務(wù)援雇,特征矛渴,特征的屬性。

其他后續(xù)有關(guān)文章惫搏,我會慢慢整理發(fā)出來具温,我也可以回答相關(guān)的問題,有錯誤的地方可以幫忙指出來呦筐赔!

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