【ios开发】3分钟完成蓝牙4.0开发

今天来总结下关于蓝牙开发的一些知识点和具体使用，最近爱上了写这种总结性技术文章的感觉☺️☺️☺️

关于蓝牙开发

概念

1. 开发时蓝牙外设必须为4.0及以上（蓝牙2.0需要MFI认证）。
2. 蓝牙4.0设施耗电低，所以也叫低功耗蓝(BLE)，他将三种规格集一体，包括传统蓝牙技术、高手技术和低耗能技术。

框架

当前ios开发中使用CoreBluetooth框架(基于BLE来开发)。

CoreBluetooth框架的核心：

1. peripheral（外设）：被连接的硬件，例如外部蓝牙
2. central（中心）：连接硬件的设备，例如你的苹果手机

对于外设来说：
一个外设包含多个服务(service)，每一个服务中又包含多个特征(characteristic).

每个服务包含多个字段，每个字段都可以有不同的权限：read(读)、write(写)、notify(通知)。
每个特征包括特征值和特征描述。

两种开发模式

• 中心模式流程

1、创建一个CBCentralManager实例来进行蓝牙管理；
2、搜索扫描外设；
3、连接外设；
4、获得外设的服务和特征；
5、从外设读取数据；
6、给外设发送（写入）数据。

• 外设模式流程

1、创建一个外设角色；
2、设置本地外设的服务和特征；
3、发布外设和特征；
4、广播服务；
5、响应中心的读写请求；
6、发送更新的特征值，订阅中心；

基于中心模式的具体开发步骤

info.plist里面添加权限管理：Privacy - Bluetooth Peripheral Usage Description

权限管理.png

1、导入头文件：#import <CoreBluetooth/CoreBluetooth.h>

2、创建管理者对象并且设置代理
@property (nonatomic, strong) CBCentralManager *centerManager;

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

3、实现代理，开始扫描(扫描外设必须在管理者状态开启时)

#pragma mark - CBCentralManagerDelegate

// 必须实现：中心管理者状态发生变化，在扫描外设之前调用
- (void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central
{
    self.peripheralState = central.state;
    
    NSLog(@"当前管理者状态:%ld",(long)central.state);
    
    if (@available(iOS 10.0, *))
    {
        if (central.state == CBManagerStatePoweredOn)
        {
            [self.centerManager scanForPeripheralsWithServices:nil options:nil];
        }
    }
}

#pragma mark - 开始扫描
- (void)startScanBtnClick
{
    [self.centerManager stopScan];
    
    if (@available(iOS 10.0, *))
    {
        if (self.peripheralState == CBManagerStatePoweredOn)
        {
            // 中心管理者处于开启状态并且可用, 扫描所有设备（nil代表所有）
            [self.centerManager scanForPeripheralsWithServices:nil options:nil];
        }
    }
}

4、扫描到设备将设备添加到我们的设备组 ，显示在界面上

// 扫描到设备
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary<NSString *, id> *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI
{
    NSLog(@"发现设备，设备名：%@",peripheral.name);
    
    if (![self.peripherals containsObject:peripheral])
    {
        [self.peripherals addObject:peripheral];
    }
    
    [self.mainTable reloadData];
}

这里插一个demo的界面显示：

demo基本功能

5、选择某一个设备 点击进行连接

- (void)tableView:(UITableView *)tableView didSelectRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath
{
    CBPeripheral *peripheral = self.peripherals[indexPath.row];
    
    NSLog(@"开始连接%@",peripheral.name);
    [self.centerManager connectPeripheral:peripheral options:nil];
}

/**
 * 连接的三种状态，连接成功，连接失败，连接断开重连
 */

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral
{
    NSLog(@"设备%@ 连接成功",peripheral.name);
    
    // 设置设备的代理
    peripheral.delegate = self;
    
    // 扫描设备的服务 （可指定@[[CBUUID UUIDWithString:@""]]， nil为扫描全部）
    [peripheral discoverServices:nil];
    
    self.peripheral = peripheral;
}

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error
{
    NSLog(@"设备%@ 连接失败",peripheral.name);
}

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error
{
    NSLog(@"设备%@ 断开连接",peripheral.name);
    
    [self.centerManager connectPeripheral:peripheral options:nil];
}

6、实现外设代理方法

#pragma mark - CBPeripheralDelegate

// 发现外设服务
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error
{
    for (CBService *service in peripheral.services)
    {
        NSLog(@"服务:%@",service.UUID.UUIDString);
        
        // 根据服务去扫描特征
        [peripheral discoverCharacteristics:nil forService:service];
    }
}

// 扫描到对应的特征
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error
{
    for (CBCharacteristic *characteristic in service.characteristics)
    {
        NSLog(@"特征值:%@",characteristic.UUID.UUIDString);
        
        // 可根据特征进行对比，来进行订阅
        [peripheral setNotifyValue:YES forCharacteristic:characteristic];
        
        /*
        // 发送下行指令，写入外设
        NSData *data = [@"跟硬件协议好的指令，发给蓝牙这条指令，蓝牙会返回给我对应的数据" dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
        [peripheral writeValue:data forCharacteristic:characteristic type:CBCharacteristicWriteWithResponse];
         */
        
        // 当发现特征有描述，回调didDiscoverDescriptorsForCharacteristic
        [peripheral discoverDescriptorsForCharacteristic:characteristic];
    }
}

// 从外设读取数据
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(nonnull CBCharacteristic *)characteristic error:(nullable NSError *)error
{
    NSData *data = characteristic.value;
    NSDictionary *dataDic = [NSJSONSerialization JSONObjectWithData:data options:NSJSONReadingMutableContainers error:nil];
    
    NSLog(@"外设%@ 的特征数据：%@",peripheral.name,dataDic);
}

// 中心管理读取外设实时数据
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateNotificationStateForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error
{
    if (characteristic.isNotifying)
    {
        [peripheral readValueForCharacteristic:characteristic];
    }
    else
    {
        NSLog(@"Notification stopped on %@.  Disconnecting", characteristic);
        [self.centerManager cancelPeripheralConnection:peripheral];
    }
}

以下是控制台的一个输出:

外设连接.png

到这里，整个蓝牙的基础使用就结束了。

在实际的开发过程中， 最主要的是我们和硬件之间协议命令的定义，以及命令的接收和写入， 确定好返回数据的格式等。

附上demo地址：蓝牙4.0开发

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