iOS蓝牙开发：蓝牙连接和数据读写

当下蓝牙开发可谓是越来越火，不论是智能穿戴的兴起还是蓝牙家具，车联网蓝牙等等，很多同学也会接触到蓝牙的项目，我从事蓝牙开发也有一段时间了，经手了两个项目。废话不多说了，先向大家简单的介绍有关蓝牙开发的知识。蓝牙低能耗(BLE)，以下介绍的都是围绕iOS的<CoreBluetooth/CoreBluetooth.h>框架展开的。

蓝牙开发分为中心者模式和管理者模式：1.常用的（其实99.99%）就是使用中心者模式作为开发，就是我们手机作为主机，连接蓝牙外设；2.管理者模式，这个基本用到的比较少，我们手机自己作为外设，自己创建服务和特征，然后有其他的设备连接我们的手机。

在做蓝牙开发之前，最好先了解一些概念：
服务（services）：蓝牙外设对外广播的必定会有一个服务，可能也有多个，服务下面包含着一些特征，服务可以理解成一个模块的窗口；
特征（characteristic）：存在于服务下面的，一个服务下面也可以存在多个特征，特征可以理解成具体实现功能的窗口，一般特征都会有value，也就是特征值，特征是与外界交互的最小单位；
UUID：可以理解成蓝牙上的唯一标识符（硬件上肯定不是这个意思，但是这样理解便于我们开发），为了区分不同的服务和特征，或者给服务和特征取名字，我们就用UUID来代表服务和特征。

蓝牙连接可以大致分为以下几个步骤
1.建立一个Central Manager实例进行蓝牙管理
2.搜索外围设备
3.连接外围设备
4.获得外围设备的服务
5.获得服务的特征
6.从外围设备读数据
7.给外围设备发送数据
其他：提醒

首先我们先导入系统的BLE的框架
#import <CoreBluetooth/CoreBluetooth.h>

必须遵守2个协议
<CBCentralManagerDelegate, CBPeripheralDelegate>

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

/** 连接到的外设 */
@property (nonatomic, strong) CBPeripheral *peripheral;

1.建立一个Central Manager实例进行蓝牙管理

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

//只要中心管理者初始化 就会触发此代理方法 判断手机蓝牙状态
- (void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central
{
    switch (central.state) {
        case 0:
            NSLog(@"CBCentralManagerStateUnknown");
            break;
        case 1:
            NSLog(@"CBCentralManagerStateResetting");
            break;
        case 2:
            NSLog(@"CBCentralManagerStateUnsupported");//不支持蓝牙
            break;
        case 3:
            NSLog(@"CBCentralManagerStateUnauthorized");
            break;
        case 4:
        {
            NSLog(@"CBCentralManagerStatePoweredOff");//蓝牙未开启
        }
            break;
        case 5:
        {
            NSLog(@"CBCentralManagerStatePoweredOn");//蓝牙已开启
              // 在中心管理者成功开启后再进行一些操作
            // 搜索外设
            [self.cMgr scanForPeripheralsWithServices:nil // 通过某些服务筛选外设
                                              options:nil]; // dict,条件
            // 搜索成功之后,会调用我们找到外设的代理方法
            // - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI; //找到外设
        }
            break;
        default:
            break;
    }
}

2.搜索外围设备 (我这里为了举例，采用了自己身边的一个手环)

// 发现外设后调用的方法
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central // 中心管理者
 didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral // 外设
     advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData // 外设携带的数据
                  RSSI:(NSNumber *)RSSI // 外设发出的蓝牙信号强度
{
    //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
     根据打印结果,我们可以得到运动手环它的名字叫 OBand-75
     
     */
    
    // 需要对连接到的外设进行过滤
    // 1.信号强度(40以上才连接, 80以上连接)
    // 2.通过设备名(设备字符串前缀是 OBand)
    // 在此时我们的过滤规则是:有OBand前缀并且信号强度大于35
    // 通过打印,我们知道RSSI一般是带-的
    
    if ([peripheral.name hasPrefix:@"OBand"]) {
        // 在此处对我们的 advertisementData(外设携带的广播数据) 进行一些处理
        
        // 通常通过过滤,我们会得到一些外设,然后将外设储存到我们的可变数组中,
        // 这里由于附近只有1个运动手环, 所以我们先按1个外设进行处理
        
        // 标记我们的外设,让他的生命周期 = vc
        self.peripheral = peripheral;
        // 发现完之后就是进行连接
        [self.cMgr connectPeripheral:self.peripheral options:nil];
        NSLog(@"%s, line = %d", __FUNCTION__, __LINE__);
    }
}

3.连接外围设备

// 中心管理者连接外设成功
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central // 中心管理者
  didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral // 外设
{
    NSLog(@"%s, line = %d, %@=连接成功", __FUNCTION__, __LINE__, peripheral.name);
    // 连接成功之后,可以进行服务和特征的发现
    
    //  设置外设的代理
    self.peripheral.delegate = self;
    
    // 外设发现服务,传nil代表不过滤
    // 这里会触发外设的代理方法 - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error
    [self.peripheral discoverServices:nil];
}
// 外设连接失败
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error
{
    NSLog(@"%s, line = %d, %@=连接失败", __FUNCTION__, __LINE__, peripheral.name);
}

// 丢失连接
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error
{
    NSLog(@"%s, line = %d, %@=断开连接", __FUNCTION__, __LINE__, peripheral.name);
}

4.获得外围设备的服务 & 5.获得服务的特征

// 发现外设服务里的特征的时候调用的代理方法(这个是比较重要的方法，你在这里可以通过事先知道UUID找到你需要的特征，订阅特征，或者这里写入数据给特征也可以)
- (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.从外围设备读数据

// 更新特征的value的时候会调用 （凡是从蓝牙传过来的数据都要经过这个回调，简单的说这个方法就是你拿数据的唯一方法） 你可以判断是否
- (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或者是你已经找到的特征") {
    //characteristic.value就是你要的数据
    }
}

7.给外围设备发送数据（也就是写入数据到蓝牙）
这个方法你可以放在button的响应里面，也可以在找到特征的时候就写入，具体看你业务需求怎么用啦

[self.peripherale writeValue:_batteryData forCharacteristic:self.characteristic type:CBCharacteristicWriteWithResponse];
//第一个参数是已连接的蓝牙设备 ；第二个参数是要写入到哪个特征； 第三个参数是通过此响应记录是否成功写入

// 需要注意的是特征的属性是否支持写数据
- (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
     };
     
     打印出特征的权限(characteristic.properties),可以看到有很多种,这是一个NS_OPTIONS的枚举,可以是多个值
     常见的又read,write,noitfy,indicate.知道这几个基本够用了,前俩是读写权限,后俩都是通知,俩不同的通知方式
     */
//    NSLog(@"%s, line = %d, char.pro = %d", __FUNCTION__, __LINE__, characteristic.properties);
    // 此时由于枚举属性是NS_OPTIONS,所以一个枚举可能对应多个类型,所以判断不能用 = ,而应该用包含&
}

其他：提醒
有那么多的特征，我们怎么知道哪些特征是用来读数据的，哪些是用来写入的，哪些是需要订阅之后再读的呢？
如果你们硬件工程师事先告诉你了，或者有完成的开发文档，那么就可以直接知道了，否则你就需要自己去查看特征的属性，推介可以使用下第三方的app——LightBlue，让你更能清楚的看到你蓝牙里面的服务，特征，特征的属性。

其他后续有关文章，我会慢慢整理发出来，我也可以回答相关的问题，有错误的地方可以帮忙指出来呦！