iOS开发之--蓝牙开发实战

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转载自：http://www.cnblogs.com/zyjzyj/p/6029968.html ，感谢英杰

前言

最近一直在开发关于蓝牙的功能，本来是不想写这一篇文章，因为网上关于ios蓝牙开发的文章实在太多了，成吨成吨的文章出现，但是很遗憾都只是一些皮毛，或者只是简单的介绍一下基本概念而已，对于一些小白可能还有很多很多疑惑，所以萌生了写一篇文章，并附上实际例子的demo,供即将项目中准备开发的伙伴参考。

正文

首先

我们得明确一下很重要的几个概念
1.当前ios中开发蓝牙所运用的系统库是<CoreBluetooth/CoreBluetooth.h>。
2.蓝牙外设必须为4.0及以上，否则无法开发，蓝牙4.0设备因为低耗电，所以也叫做BLE。
3.CoreBluetooth框架的核心其实是两个东西，peripheral和central, 可以理解成外设和中心，就是你的苹果手机就是中心，外部蓝牙称为外设。
4.服务和特征(service and characteristic)：简而言之，外部蓝牙中它有若干个服务service（服务你可以理解为蓝牙所拥有的能力），而每个服务service下拥有若干个特征characteristic（特征你可以理解为解释这个服务的属性）。
5.Descriptor（描述）用来描述characteristic变量的属性。例如，一个descriptor可以规定一个可读的描述，或者一个characteristic变量可接受的范围，或者一个characteristic变量特定的单位。
6.跟硬件亲测，Ios蓝牙每次最多接收155字节的数据，安卓5.0以下最大接收20字节，5.0以上可以更改最大接收量，能达到500多字节。

其次

通过以上关键信息的解释，然后看一下蓝牙的开发流程：

  1. 建立中心管理者
  2. 扫描外设（discover）
  3. 连接外设(connect)
  4. 扫描外设中的服务和特征(discover)
    4.1 获取外设的services
    4.2 获取外设的Characteristics,获取Characteristics的值，
    获取Characteristics的Descriptor和Descriptor的值
  5. 与外设做数据交互(explore and interact)
  6. 断开连接(disconnect)

具体代码

1.创建一个中心管理者

//只要一触发这句代码系统会自动检测手机蓝牙状态，你必须实现其代理方法，当然得添加<CBCentralManagerDelegate>
CBCentralManager *theManager = [[CBCentralManager alloc]initWithDelegate:self queue:nil];

//从这个代理方法中你可以看到所有的状态，其实我们需要的只有on和off连个状态
- (void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central{
        switch (central.state) {
            case CBCentralManagerStateUnknown:
                NSLog(@">>>CBCentralManagerStateUnknown");
                break;
            case CBCentralManagerStateResetting:
                NSLog(@">>>CBCentralManagerStateResetting");
                break;
            case CBCentralManagerStateUnsupported:
                NSLog(@">>>CBCentralManagerStateUnsupported");
                break;
            case CBCentralManagerStateUnauthorized:
                NSLog(@">>>CBCentralManagerStateUnauthorized");
                break;
            case CBCentralManagerStatePoweredOff:
                NSLog(@">>>CBCentralManagerStatePoweredOff");
                break;
             case CBCentralManagerStatePoweredOn:
                NSLog(@">>>CBCentralManagerStatePoweredOn");
                break;   
            default:
                break;
        }

当发现蓝牙状态是开启状态，你就可以利用中央设备进行扫描外设，如果为关闭状态，系统会自动弹出让用户去设置蓝牙，这个不需要我们开发者关心。

2.利用中心去扫描外设

//两个参数为nil,默认扫描所有的外设，可以设置一些服务，进行过滤搜索
 [theManager scanForPeripheralsWithServices:nil options:nil];

2.1当扫描到外设，触发以下代理方法

在这里需要说明的是，
一.当扫描到外设，我们可以读到相应外设广播信息，RSSI信号强度（可以利用RSSI计算中心和外设的距离）。
二.我们可以根据一定的规则进行连接，一般是默认名字或者名字和信号强度的规则来连接。
三.像我现在做的无钥匙启动车辆锁定车辆，就需要加密通讯，不能谁来连接都可以操作车辆，需要和外设进行加密通讯，但是一切的通过算法的校验都是在和外设连接上的基础上进行，例如连接上了，你发送一种和硬件约定好的算法数据，硬件接收到校验通过了就正常操作，无法通过则由硬件（外设）主动断开。

//这里默认扫到MI，主动连接，当然也可以手动触发连接
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI{
    NSLog(@"扫描连接外设：%@ %@",peripheral.name,RSSI);

    if ([peripheral.name hasSuffix:@"MI"]) {
        //保存外设，并停止扫描，达到节电效果
        thePerpher = peripheral;
        [central stopScan];
       //进行连接
        [central connectPeripheral:peripheral options:nil];
    }

}

3.当连接到外设，会调用以下代理方法

这里需要说明的是
当成功连接到外设，需要设置外设的代理，为了扫描服务调用相应代理方法

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral{

    NSLog(@"连接外设成功！%@",peripheral.name);
    [peripheral setDelegate:self];
    [peripheral discoverServices:nil];
}

//连接外设失败
-(void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error
{
NSLog(@"连接到外设 失败！%@ %@",[peripheral name],[error localizedDescription]);
}

4.扫描外设中的服务和特征

//扫描到服务
-(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error{
    if (error)
    {
        NSLog(@"扫描外设服务出错：%@-> %@", peripheral.name, [error localizedDescription]);
        return;
    }
    NSLog(@"扫描到外设服务：%@ -> %@",peripheral.name,peripheral.services);
    for (CBService *service in peripheral.services) {
        [peripheral discoverCharacteristics:nil forService:service];
    }
    NSLog(@"开始扫描外设服务的特征 %@...",peripheral.name);

}
//扫描到特征
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error{
    if (error)
    {
        NSLog(@"扫描外设的特征失败！%@->%@-> %@",peripheral.name,service.UUID, [error localizedDescription]);
        return;
    }

    NSLog(@"扫描到外设服务特征有：%@->%@->%@",peripheral.name,service.UUID,service.characteristics);
    //获取Characteristic的值
    for (CBCharacteristic *characteristic in service.characteristics){

  //这里外设需要订阅特征的通知，否则无法收到外设发送过来的数据
  [peripheral setNotifyValue:YES forCharacteristic:characteristic];

//这里以小米手环为例，当我们定义好每个特征是干什么用的，我们需要读取这个特征的值,当特征值更新了会调用
//- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(nullable NSError *)error方法
//需要说明的是UUID是硬件定义好给你，如果硬件也是个新手，那你可以先打印出所有的UUID,找出有用的
            //步数
            if ([characteristic.UUID.UUIDString isEqualToString:@"FF06"])
            {
                [peripheral readValueForCharacteristic:characteristic];
            }

            //电池电量
            else if ([characteristic.UUID.UUIDString isEqualToString:@"FF0C"])
            {
                [peripheral readValueForCharacteristic:characteristic];
            }

            else if ([characteristic.UUID.UUIDString isEqualToString:@"2A06"])
            {
                //震动
                theSakeCC = characteristic;
            }

        }
    }


}

//扫描到具体的值->通讯主要的获取数据的方法
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(nullable NSError *)error
{
    if (error) {
        NSLog(@"扫描外设的特征失败！%@-> %@",peripheral.name, [error localizedDescription]);
        return;
    }
    NSLog(@"%@ %@",characteristic.UUID.UUIDString,characteristic.value);
    if ([characteristic.UUID.UUIDString isEqualToString:@"FF06"]) {
        Byte *steBytes = (Byte *)characteristic.value.bytes;  
        int steps = bytesValueToInt(steBytes);

    }
    else if ([characteristic.UUID.UUIDString isEqualToString: @"FF0C"])
    {
        Byte *bufferBytes = (Byte *)characteristic.value.bytes;
        int buterys = bytesValueToInt(bufferBytes)&0xff;
        NSLog(@"电池：%d%%",buterys);

    }
    else if ([characteristic.UUID.UUIDString isEqualToString:@"2A06"])
    {
        Byte *infoByts = (Byte *)characteristic.value.bytes;
        //这里解析infoByts得到设备信息

    }

}

5.与外设做数据交互

需要说明的是苹果官方提供发送数据的方法很简单,只需要调用下面的方法

- (void)writeValue:(NSData *)data forCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic type:(CBCharacteristicWriteType)type

我们只需要在搜索每个服务的特征，记录这个特征，然后向这个特征发送数据就可以了。

6.断开连接

调用以下代码,需要说明的是中心断开与外设的连接。

- (void)cancelPeripheralConnection:(CBPeripheral *)peripheral;

以上呢是整个蓝牙的开发过程，系统提供的框架api就这么多，开发起来也不是很难，要是你认为这篇文章到这里就结束了，你就大错特错了，这篇文章的精华内容将从这里开始，由于公司项目的保密性，我不能以它为例，那我就以小米手环为实例，主要分享一下数据解析。

精华部分

1.当调用了以下代理方法的时候，我们需要处理接收到的数据

- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(nullable NSError *)error

小米手环所定义的几个UUID如下：

@"FF06" 这个UUID定义的是步数
@"FF0C" 这个UUID定义的是电量
@"2A06"这个UUID定义的是震动
@"FF01"这个UUID定义的是相关的设备信息

通过以上的UUID，我们可以读取到步数，电量，操作手环震动，并读取手环相应设备的信息，这里需要说明的是我并不清楚设备信息的具体协议，所以这里没法解析。

if ([characteristic.UUID.UUIDString isEqualToString:STEP]) {
        Byte *steBytes = (Byte *)characteristic.value.bytes;  
        int steps = bytesValueToInt(steBytes);
        NSLog(@"步数：%d",steps);
    }

当我们读到步数这个UUID时，我们可以拿到value，小米手环所定义的协议是4个字节，我们需要将4个字节转换为int 类型即可
方法如下

//4个字节Bytes 转 int
unsigned int  bytesValueToInt(Byte *bytesValue) {

 unsigned int  intV;
    intV = (unsigned int ) ( ((bytesValue[3] & 0xff)<<24)
                            |((bytesValue[2] & 0xff)<<16)
                            |((bytesValue[1] & 0xff)<<8)
                            |(bytesValue[0] & 0xff));
    return intV;
}

需要说明的是这个方法是C语言的方法，采用位与运算，当然如果项目中需要另一种方式的转换，如：发过来两字节需要你转换为int，如果你不会转换，可以去网上搜索，我会在文章后附一些常用的转换方法。
这里重点说明的是步数读取，剩余类似。

2.当我们给外设发送数据时，我们需要跟硬件定协议，当然这是在开始项目之前做好的事情。

小米手环协议中震动命令的触发，是向硬件发送一个10进制的 2
这里需要说明的是我们发送数据给硬件一般是字节数组，然后将他转换为NSData发送。

      //这里为了严谨起见，需要判断外设和特征是否存在，如果存在发送数据
       if (thePerpher && theSakeCC) {
        Byte zd[1] = {2};
        NSData *theData = [NSData dataWithBytes:zd length:1];
        [thePerpher writeValue:theData forCharacteristic:theSakeCC type:CBCharacteristicWriteWithoutResponse];

    }

这里需要再添加一点，如果协议要求你发ASCII码，例如‘SHAKE’,只需要这么处理

 if (thePerpher && theSakeCC) {
        Byte zd[] = {\'S\',\'H\',\'A\',\'K\',\'E\'};
        NSData *theData = [NSData dataWithBytes:zd length:1];
        [thePerpher writeValue:theData forCharacteristic:theSakeCC type:CBCharacteristicWriteWithoutResponse];

    }

3.项目中实际开发的运用
当我们面对实际开发时，我们不可能这么直接去在一个控制器中去写这么多代码，如果你说这没多少啊，那我无话可说了

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