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iOS蓝牙实现汇总【转】

iOS蓝牙实现汇总【转】

作者: 小船2022 | 来源:发表于2022-10-17 08:21 被阅读0次

    一、相关介绍

    CoreBluetooth专门用于与BLE设备通讯。并且现在很多蓝牙设备都支持4.0,4.0以其低功耗著称,所以一般也叫BLE(Bluetooth low energy),所以也是在iOS比较推荐的一种开发方法。

    Central(中心设备);

    Peripheral(外围设备);

    advertising(广告);

    Services(服务);

    Characteristic(特征)

    MFI (make for iPad ,iTouch,iPhone)为苹果设备制定的蓝牙,开发使用ExternalAccessory框架

    BLE (blueTooth low energy) 蓝牙4.0之后耗电低,又名BLE,开发时使用CoreBluetooth框架

    peripheral and central 外设与中心 ,中心控制向外发起连接,被连接的设备即为外设(外部设备)

    service and characteristic 服务和特征 ,每个设备会提供若干服务,每个服务中又有不同的特征,特征

    权限一般分为读写以及通知等

    Description 每个特征都有许多用户描述,介绍设备的属性信息(生产商,版本号等)

    CoreBluetooth介绍

    在CoreBluetooth中有两个主要的部分,Central和Peripheral,CBPeripheralManager 作为外围设备。CBCentralManager作为中心设备。所有可用的iOS设备可以作为外围(Peripheral)也可以作为中央(Central),但不可以同时既是周边也是中央。

    外围设备(Peripheral)设备是广播设备的数据,中央设备(Central)是管理并且使用这些数据的设备。

    也就是说外围(Peripheral)向周围发送广播,告诉周围的中央设备(Central)它(周边(Peripheral)这里有数据,并且说明了能提供的服务和特征值(连接之后才能获取),

    其实蓝牙传值相当于网络接口,硬件的service的UUID加上characteristic的UUID,

    打一个比喻:service的UUID相当于主地址,characteristic的UUID相当于短链接,短链接必须是主地址的分支,拼在一起的是接口,你和硬件设定的蓝牙传输格式类似于json,双方可识别的数据,因为蓝牙只能支持16进制,而且每次传输只能20个字节,所以要把信息流转成双方可识别的16进制。

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    二、中心设备CBCentralManager

    CBCentralManager是管理中心设备的管理类,其中重要方法如下:

    //设置中心设备代理@property(assign,nonatomic,nullable)id<CBCentralManagerDelegate>delegate;//中心设备当前状态@property(readonly)CBCentralManagerState state;//中心设备是否正在扫描@property(readonly)BOOL isScanningNS_AVAILABLE(NA,9_0);

    其中state是一个枚举,有关蓝牙是否可用的状态如下:

    typedefNS_ENUM(NSInteger,CBCentralManagerState){//状态未知CBCentralManagerStateUnknown=0,//连接断开 即将重置CBCentralManagerStateResetting,//该平台不支持蓝牙CBCentralManagerStateUnsupported,//未授权蓝牙使用 hovertree.comCBCentralManagerStateUnauthorized,//蓝牙关闭CBCentralManagerStatePoweredOff,//蓝牙正常开启CBCentralManagerStatePoweredOn,};

    下面这些方法用于初始化管理中心:

    //初始化方法//设置的代理需要遵守CBCentralManagerDelegate协议//queue可以设置蓝牙扫描的线程 传入nil则为在主线程中进行-(instancetype)initWithDelegate:(nullable id<CBCentralManagerDelegate>)delegate                          queue:(nullable dispatch_queue_t)queue;//此方法同上 在options字典中用于进行一些管理中心的初始化属性设置//字典中支持的键值如下 http://www.cnblogs.com/roucheng//*

    NSString * const CBCentralManagerOptionShowPowerAlertKey 对应一个NSNumber类型的bool值,用于设置是否在关闭蓝牙时弹出用户提示

    NSString * const CBCentralManagerOptionRestoreIdentifierKey 对应一个NSString对象,设置管理中心的标识符ID

    */-(instancetype)initWithDelegate:(nullable id<CBCentralManagerDelegate>)delegate                          queue:(nullable dispatch_queue_t)queue                        options:(nullable NSDictionary<NSString*,id>*)options;//根据获取所有已知设备-(NSArray<CBPeripheral*>*)retrievePeripheralsWithIdentifiers:(NSArray<NSUUID*>*)identifiers;//根据服务id获取所有连接的设备 hovertree.com-(NSArray<CBPeripheral*>*)retrieveConnectedPeripheralsWithServices:(NSArray<CBUUID*>*)serviceUUIDs;在初始化管理中心完成后,会回调代理中的如下方法,我们必须实现如下方法://这个方法中可以获取到管理中心的状态-(void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager*)central;如果上面方法中管理中心状态为蓝牙可用,可以通过下面方法开启扫描外设://serviceUUIDs用于扫描一个特点ID的外设 options用于设置一些扫描属性 键值如下/*

    //是否允许重复扫描 对应NSNumber的bool值,默认为NO,会自动去重

    NSString *const CBCentralManagerScanOptionAllowDuplicatesKey;

    //要扫描的设备UUID 数组 对应NSArray hovertree.com

    NSString *const CBCentralManagerScanOptionSolicitedServiceUUIDsKey;

    */-(void)scanForPeripheralsWithServices:(nullable NSArray<CBUUID*>*)serviceUUIDs options:(nullable NSDictionary<NSString*,id>*)options;//停止扫描外设-(void)stopScan;//扫描的结果会在如下代理方法中回掉://peripheral 扫描到的外设//advertisementData是外设发送的广播数据//RSSI 是信号强度 http://www.cnblogs.com/roucheng/-(void)centralManager:(CBCentralManager*)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral*)peripheral advertisementData:(NSDictionary<NSString*,id>*)advertisementData RSSI:(NSNumber*)RSSI;//扫描到外设后,通过下面方法可以连接一个外设:/*

    //options中可以设置一些连接设备的初始属性键值如下

    //对应NSNumber的bool值,设置当外设连接后是否弹出一个警告

    NSString *const CBConnectPeripheralOptionNotifyOnConnectionKey;

    //对应NSNumber的bool值,设置当外设断开连接后是否弹出一个警告

    NSString *const CBConnectPeripheralOptionNotifyOnDisconnectionKey;

    //对应NSNumber的bool值,设置当外设暂停连接后是否弹出一个警告 http://www.cnblogs.com/roucheng/

    NSString *const CBConnectPeripheralOptionNotifyOnNotificationKey;

    */-(void)connectPeripheral:(CBPeripheral*)peripheral options:(nullable NSDictionary<NSString*,id>*)options;//取消一个外设的连接-(void)cancelPeripheralConnection:(CBPeripheral*)peripheral;调用过连接外设的方法后,会回掉如下代理方法://连接外设成功-(void)centralManager:(CBCentralManager*)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral*)peripheral;//连接外设失败-(void)centralManager:(CBCentralManager*)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral*)peripheral error:(nullable NSError*)error;//断开外设连接-(void)centralManager:(CBCentralManager*)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral*)peripheral error:(nullable NSError*)error;当管理中心恢复时会调用如下代理://dict中会传入如下键值对 hovertree.com/*

      //恢复连接的外设数组

      NSString *const CBCentralManagerRestoredStatePeripheralsKey;

      //恢复连接的服务UUID数组

    NSString *const CBCentralManagerRestoredStateScanServicesKey;

      //恢复连接的外设扫描属性字典数组

    NSString *const CBCentralManagerRestoredStateScanOptionsKey;

    */-(void)centralManager:(CBCentralManager*)central willRestoreState:(NSDictionary<NSString*,id>*)dict;

    三、外设CBPeripheralManager

    从上面我们知道,中心设备是用来扫描周围的外设,两台设备的通讯中,必须有一个充当中心设备,一个充当外设,外设是由CBPeripheralManager进行管理,主要方法如下:

    //设置外设管理中心代理@property(assign,nonatomic,nullable)id<CBPeripheralManagerDelegate>delegate;//外设状态 枚举如中心设备@property(readonly)CBPeripheralManagerState state;//是否正在发送广播@property(readonly)BOOL isAdvertising;//用户的授权状态+(CBPeripheralManagerAuthorizationStatus)authorizationStatus;//初始化并设置代理 参数的具体含义与中心设备管理中心-(instancetype)initWithDelegate:(nullable id<CBPeripheralManagerDelegate>)delegate                          queue:(nullable dispatch_queue_t);-(instancetype)initWithDelegate:(nullable id<CBPeripheralManagerDelegate>)delegate                          queue:(nullable dispatch_queue_t)queue                          options:(nullable NSDictionary<NSString*,id>*)options;//开始发送广播 hovertree.com  何问起//advertisementData中可以发送的数据有约定 如下/*

    // 对应设置NSString类型的广播名

    NSString *const CBAdvertisementDataLocalNameKey;

    // 外设制造商的NSData数据

    NSString *const CBAdvertisementDataManufacturerDataKey;

    // 外设制造商的CBUUID数据

    NSString *const CBAdvertisementDataServiceDataKey;

    // 服务的UUID与其对应的服务数据字典数组

    NSString *const CBAdvertisementDataServiceUUIDsKey;

    // 附加服务的UUID数组

    NSString *const CBAdvertisementDataOverflowServiceUUIDsKey;

    // 外设的发送功率 NSNumber类型

    NSString *const CBAdvertisementDataTxPowerLevelKey;

    // 外设是否可以连接

    NSString *const CBAdvertisementDataIsConnectable;

    // 服务的UUID数组

    NSString *const CBAdvertisementDataSolicitedServiceUUIDsKey;

    */-(void)startAdvertising:(nullable NSDictionary<NSString*,id>*)advertisementData;//停止发送广播-(void)stopAdvertising;//设置一个连接的具体central设备的延时 枚举如下/*

    typedef NS_ENUM(NSInteger, CBPeripheralManagerConnectionLatency) {

        CBPeripheralManagerConnectionLatencyLow = 0,

        CBPeripheralManagerConnectionLatencyMedium,

        CBPeripheralManagerConnectionLatencyHigh

    } NS_ENUM_AVAILABLE(NA, 6_0);

    */-(void)setDesiredConnectionLatency:(CBPeripheralManagerConnectionLatency)latency forCentral:(CBCentral*)central;//添加一个服务 http://www.cnblogs.com/roucheng/-(void)addService:(CBMutableService*)service;//移除一个服务-(void)removeService:(CBMutableService*)service;//移除所有服务-(void)removeAllServices;//响应中心设备的读写请求-(void)respondToRequest:(CBATTRequest*)request withResult:(CBATTError)result;//更新一个连接中心设备的订阅特征值-(BOOL)updateValue:(NSData*)value forCharacteristic:(CBMutableCharacteristic*)characteristic onSubscribedCentrals:(nullable NSArray<CBCentral*>*)centrals;外设代理的相关方法如下://这个方法是必须实现的 状态可用后可以发送广播-(void)peripheralManagerDidUpdateState:(CBPeripheralManager*)peripheral;//连接回复时调用的方法 和centralManager类似-(void)peripheralManager:(CBPeripheralManager*)peripheral willRestoreState:(NSDictionary<NSString*,id>*)dict;//开始发送广播时调用的方法-(void)peripheralManagerDidStartAdvertising:(CBPeripheralManager*)peripheral error:(nullable NSError*)error;//添加服务调用的回调-(void)peripheralManager:(CBPeripheralManager*)peripheral didAddService:(CBService*)service error:(nullable NSError*)error;//当一个central设备订阅一个特征值时调用的方法-(void)peripheralManager:(CBPeripheralManager*)peripheral central:(CBCentral*)central didSubscribeToCharacteristic:(CBCharacteristic*)characteristic;//取消订阅一个特征值时调用的方法-(void)peripheralManager:(CBPeripheralManager*)peripheral central:(CBCentral*)central didUnsubscribeFromCharacteristic:(CBCharacteristic*)characteristic;//收到读请求时触发的方法 何问起 hovertree.com-(void)peripheralManager:(CBPeripheralManager*)peripheral didReceiveReadRequest:(CBATTRequest*)request;//收到写请求时触发的方法-(void)peripheralManager:(CBPeripheralManager*)peripheral didReceiveWriteRequests:(NSArray<CBATTRequest*>*)requests;//外设准备更新特征值时调用的方法-(void)peripheralManagerIsReadyToUpdateSubscribers:(CBPeripheralManager*)peripheral;

    四、中心设备与外设对象CBCentral与CBPeripheral

    上面介绍了中心设备管理类与外设管理类,这些类用于将设备连接建立起来,器具的数据交换的服务和一些信息则是在对应的设备对象中。

    **1、中心设备 CBCentral属性与方法**//设备UUID@property(readonly,nonatomic)NSUUID*identifier;//中心设备最大接收的数据长度@property(readonly,nonatomic)NSUInteger maximumUpdateValueLength;**2、外设CAPeripheral属性与方法**外设对象要比中心对象复杂的多,当centralManager连接到外设后,需要通过外设对象的代理方法进行数据交互,其中主要方法属性如下://设置代理@property(assign,nonatomic,nullable)id<CBPeripheralDelegate>delegate;//外设name@property(retain,readonly,nullable)NSString*name;//信号强度 http://www.cnblogs.com/roucheng/@property(retain,readonly,nullable)NSNumber*RSSINS_DEPRECATED(NA,NA,5_0,8_0);//外设状态/*

      typedef NS_ENUM(NSInteger, CBPeripheralState) {

        CBPeripheralStateDisconnected = 0,//未连接

        CBPeripheralStateConnecting,//正在链接

        CBPeripheralStateConnected,//已经连接

        CBPeripheralStateDisconnecting NS_AVAILABLE(NA, 9_0),//正在断开连接

    } NS_AVAILABLE(NA, 7_0);

    */@property(readonly)CBPeripheralState state;//所有的服务数组@property(retain,readonly,nullable)NSArray<CBService*>*services;//获取当前信号强度-(void)readRSSI;//根据服务UUID寻找服务对象-(void)discoverServices:(nullable NSArray<CBUUID*>*)serviceUUIDs;//在服务对象UUID数组中寻找特定服务-(void)discoverIncludedServices:(nullable NSArray<CBUUID*>*)includedServiceUUIDs forService:(CBService*)service;//在一个服务中寻找特征值-(void)discoverCharacteristics:(nullable NSArray<CBUUID*>*)characteristicUUIDs forService:(CBService*)service;//从一个特征中读取数据-(void)readValueForCharacteristic:(CBCharacteristic*)characteristic;//写数据的最大长度 hovertree.com  何问起//type枚举如下/*

    typedef NS_ENUM(NSInteger, CBCharacteristicWriteType) {

        CBCharacteristicWriteWithResponse = 0,//写数据并且接收成功与否回执

        CBCharacteristicWriteWithoutResponse,//写数据不接收回执

    };

    */-(NSUInteger)maximumWriteValueLengthForType:(CBCharacteristicWriteType)typeNS_AVAILABLE(NA,9_0);//向某个特征中写数据-(void)writeValue:(NSData*)data forCharacteristic:(CBCharacteristic*)characteristic type:(CBCharacteristicWriteType)type;//为制定的特征值设置监听通知-(void)setNotifyValue:(BOOL)enabled forCharacteristic:(CBCharacteristic*)characteristic;//寻找特征值的描述-(void)discoverDescriptorsForCharacteristic:(CBCharacteristic*)characteristic;//读取特征的描述值-(void)readValueForDescriptor:(CBDescriptor*)descriptor;//写特征的描述值-(void)writeValue:(NSData*)data forDescriptor:(CBDescriptor*)descriptor;**外设的代理方法如下:**//外设名称更改时回调的方法-(void)peripheralDidUpdateName:(CBPeripheral*)peripheralNS_AVAILABLE(NA,6_0);//外设服务变化时回调的方法-(void)peripheral:(CBPeripheral*)peripheral didModifyServices:(NSArray<CBService*>*)invalidatedServicesNS_AVAILABLE(NA,7_0);//信号强度改变时调用的方法-(void)peripheralDidUpdateRSSI:(CBPeripheral*)peripheral error:(nullable NSError*)errorNS_DEPRECATED(NA,NA,5_0,8_0);//读取信号强度回调的方法 柯乐义 keleyi.com-(void)peripheral:(CBPeripheral*)peripheral didReadRSSI:(NSNumber*)RSSI error:(nullable NSError*)errorNS_AVAILABLE(NA,8_0);//发现服务时调用的方法-(void)peripheral:(CBPeripheral*)peripheral didDiscoverServices:(nullable NSError*)error;//在服务中发现子服务回调的方法-(void)peripheral:(CBPeripheral*)peripheral didDiscoverIncludedServicesForService:(CBService*)service error:(nullable NSError*)error;//发现服务的特征值后回调的方法-(void)peripheral:(CBPeripheral*)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService*)service error:(nullable NSError*)error;//特征值更新时回调的方法-(void)peripheral:(CBPeripheral*)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic*)characteristic error:(nullable NSError*)error;//向特征值写数据时回调的方法-(void)peripheral:(CBPeripheral*)peripheral didWriteValueForCharacteristic:(CBCharacteristic*)characteristic error:(nullable NSError*)error;//特征值的通知设置改变时触发的方法-(void)peripheral:(CBPeripheral*)peripheral didUpdateNotificationStateForCharacteristic:(CBCharacteristic*)characteristic error:(nullable NSError*)error;//发现特征值的描述信息触发的方法-(void)peripheral:(CBPeripheral*)peripheral didDiscoverDescriptorsForCharacteristic:(CBCharacteristic*)characteristic error:(nullable NSError*)error;//特征的描述值更新时触发的方法-(void)peripheral:(CBPeripheral*)peripheral didUpdateValueForDescriptor:(CBDescriptor*)descriptor error:(nullable NSError*)error;//写描述信息时触发的方法-(void)peripheral:(CBPeripheral*)peripheral didWriteValueForDescriptor:(CBDescriptor*)descriptor error:(nullable NSError*)error;

    五、服务对象CBService

    服务对象是用来管理外设提供的一些数据服务的,其中属性如下:

    //对应的外设@property(assign,readonly,nonatomic)CBPeripheral*peripheral;//是否是初等服务@property(readonly,nonatomic)BOOL isPrimary;//包含的自服务 http://www.cnblogs.com/roucheng/@property(retain,readonly,nullable)NSArray<CBService*>*includedServices;//服务中的特征值@property(retain,readonly,nullable)NSArray<CBCharacteristic*>*characteristics;

    六、服务的特征值CBCharacteristic

    通过绑定服务中的特征值来进行数据的读写操作,其中属性如下:

    //对应的服务对象@property(assign,readonly,nonatomic)CBService*service;//特征值的属性 枚举如下/*

    typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, CBCharacteristicProperties) {

        CBCharacteristicPropertyBroadcast,//允许广播特征

        CBCharacteristicPropertyRead,//可读属性

        CBCharacteristicPropertyWriteWithoutResponse,//可写并且接收回执

        CBCharacteristicPropertyWrite,//可写属性

        CBCharacteristicPropertyNotify,//可通知属性

        CBCharacteristicPropertyIndicate,//可展现的特征值

        CBCharacteristicPropertyAuthenticatedSignedWrites,//允许签名的特征值写入

        CBCharacteristicPropertyExtendedProperties,

        CBCharacteristicPropertyNotifyEncryptionRequired,

        CBCharacteristicPropertyIndicateEncryptionRequired

    };

    */@property(readonly,nonatomic)CBCharacteristicProperties properties;//特征值的数据 @property(retain,readonly,nullable)NSData*value;//特征值的描述@property(retain,readonly,nullable)NSArray<CBDescriptor*>*descriptors;//是否是当前广播的特征@property(readonly)BOOL isBroadcasted;//是否是正在通知的特征@property(readonly)BOOL isNotifying;

    七、读写请求对象CBATTRequest

    服务对象是外设向中心设备提供的相关数据服务,获取到相应服务后,中心设备可以进行读写请求,读写对象属性如下:

    //对应的中心设备@property(readonly,nonatomic)CBCentral*central;//对应的特征值@property(readonly,nonatomic)CBCharacteristic*characteristic;//读写数据值@property(readwrite,copy,nullable)NSData*value;

    八、开发流程

    1. 新建Central Manager实例并进行监听蓝牙设备状态

    2. 开始搜索外围设备,通过delegate获得数据

    3. 连接外围设备,delegate通知连接结果

    4. 获得外围设备的服务,delegate获得结果

    5. 获得服务的特征,delegate获得结果

    6. 根据服务和特征给外围设备发送数据

    7. 根据delegate回调,从外围设备读数据

    作者:Leeson1989

    链接:https://www.jianshu.com/p/1e5a95c224ab

    来源:简书

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