iOS蓝牙开发（二）iOS连接外设的代码实现

作者: Little_Shaun | 来源:发表于2017-08-23 16:39 被阅读26次

上一篇文章介绍了蓝牙的基本知识，这里我们具体说下，中心模式的应用场景。主设备（手机去扫描连接外设）发现外设服务和属性，操作服务和属性的应用。一般来说，外设（蓝牙设备。比如智能手环之类的东西），会有硬件工程师开发好，并定义好设备提供的服务，每个服务对应的特征，每个特征的属性（只读、只写、通知等等），本文例子的业务场景，就是用一手机APP去读写蓝牙设备。

一、iOS连接外设的代码实现流程

建立中心角色
扫描外设（discover）
连接外设(connect)
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
与外设做数据交互(explore and interact)
订阅Characteristic的通知
断开连接(disconnect)

二、准备环境

xcode
开发证书和手机
3.蓝牙外设

三、实现步骤
1.导入CoreBluetooth头文件，建立主设备管理类，设置主设备代理

#import <CoreBluetooth/CoreBluetooth.h>

@interface BeCentralVewController : UIViewController<CBCentralManagerDelegate,CBPeripheralDelegate>

@interface BeCentralVewController (){
    //系统蓝牙设备管理对象，可以把他理解为主设备，通过他，可以去扫描和链接外设
    CBCentralManager *manager;
    //用于保存被发现设备
    NSMutableArray *discoverPeripherals;
}

一些代理的信息

/*
     设置主设备的委托,CBCentralManagerDelegate
     必须实现的：
     - (void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central;//主设备状态改变的委托，在初始化CBCentralManager的适合会打开设备，只有当设备正确打开后才能使用
     其他选择实现的委托中比较重要的：
     - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI; //找到外设的委托
     - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral;//连接外设成功的委托
     - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error;//外设连接失败的委托
     - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral 
*/

扫描外设（discover）
扫描外设的方法我们放在centralManagerDidUpdateState,只有设备成功打开，才能开始扫描，否则会报错。

-(void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central{
    
    switch (central.state) {
        case CBCentralManagerStateUnknown:
            NSLog(@">>>CBCentralManagerStateUnknown");//初始的时候是未知的（刚刚创建的时候）
            break;
        case CBCentralManagerStateResetting:
            NSLog(@">>>CBCentralManagerStateResetting");//正在充值的状态
            break;
        case CBCentralManagerStateUnsupported:
            NSLog(@">>>CBCentralManagerStateUnsupported");//设备不支持的状态
            break;
        case CBCentralManagerStateUnauthorized:
            NSLog(@">>>CBCentralManagerStateUnauthorized");//设备未授权的状态
            break;
        case CBCentralManagerStatePoweredOff:
            NSLog(@">>>CBCentralManagerStatePoweredOff");//设备关闭的状态
            break;
        case CBCentralManagerStatePoweredOn:
            NSLog(@">>>CBCentralManagerStatePoweredOn");
            //开始扫描周围的外设
            /*
             第一个参数nil就是扫描周围所有的外设，扫描到外设后会进入
             - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI;
             */
            [central scanForPeripheralsWithServices:nil options:nil];
            
            break;
        default:
            break;
    }
    
}

扫描到设备后会进入下面方法

  -(void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI{

      NSLog(@"当扫描到设备:%@",peripheral.name);
      //接下来可以连接设备
 }

3.连接设备（connect）

-(void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI{
    
    NSLog(@"当扫描到设备:%@",peripheral.name);
    //接下连接我们的测试设备，如果你没有设备，可以下载一个app叫lightbule的app去模拟一个设备
    //这里自己去设置下连接规则，我设置的是P开头的设备
//    if ([peripheral.name hasPrefix:@"P"]){
        /*
         一个主设备最多能连7个外设，每个外设最多只能给一个主设备连接,连接成功，失败，断开会进入各自的委托
         - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral;//连接外设成功的委托
         - (void)centra`lManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error;//外设连接失败的委托
         - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error;//断开外设的委托
         */
  
        //找到的设备必须持有它，否则CBCentralManager中也不会保存peripheral，那么CBPeripheralDelegate中的方法也不会被调用！！
        [discoverPeripherals addObject:peripheral];
        [central connectPeripheral:peripheral options:nil];
//    }  
}

//连接到Peripherals-失败
-(void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error
{
    NSLog(@">>>连接到名称为（%@）的设备-失败,原因:%@",[peripheral name],[error localizedDescription]);
}

//Peripherals断开连接
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error{
    NSLog(@">>>外设连接断开连接 %@: %@\n", [peripheral name], [error localizedDescription]);
    
}
//连接到Peripherals-成功
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral
{
    NSLog(@">>>连接到名称为（%@）的设备-成功",peripheral.name);
    //设置的peripheral委托CBPeripheralDelegate
    //@interface ViewController : UIViewController<CBCentralManagerDelegate,CBPeripheralDelegate>
    [peripheral setDelegate:self];
    //扫描外设Services，成功后会进入方法：-(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error{
    [peripheral discoverServices:nil];
    
}

**
有一个点非常容易出错，大家请注意，在didDiscoverPeripheral这个代理中有一行，

/找到的设备必须持有它，否则CBCentralManager中也不会保存peripheral，那么CBPeripheralDelegate中的方法也不会被调用！！
        [discoverPeripherals addObject:peripheral];

请特别注意，如果不保存，会影响到后面的方法执行，这个地方最容易出错，大家也可以看下，在xcode中的说明，重点看@discussion中的内容，里面特别指出了重要的retained对象。

4.扫描外设中的服务和特征（discover）

设备连接成功后，就可以扫描设备中的服务了，同样是通过代理的形式，扫描到结果后会进入委托方法。但这个委托已经不再是主设备的委托（CBCentralManagerDelegate）,而是外设的委托（CBPeripheralDelegate）,这个委托包含了主设备与外设交互的许多回调方法，包括获取services,获取characteristics,获取characteristics的值，获取characteristics的Descriptor,和Descriptor的值，写数据，读rssi,用通知的方式订阅数据等等。
4.1获取外设的services

//扫描到Services
-(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error{
    //  NSLog(@">>>扫描到服务：%@",peripheral.services);
    if (error)
    {
        NSLog(@">>>Discovered services for %@ with error: %@", peripheral.name, [error localizedDescription]);
        return;
    }
    
    for (CBService *service in peripheral.services) {
        NSLog(@"%@",service.UUID);
        //扫描每个service的Characteristics，扫描到后会进入方法： -(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error
        [peripheral discoverCharacteristics:nil forService:service];
    }
    
}

4.2获取外设的Chatacteristics,获取Chatacteristics的值，获取Chatacteristics的Descriptor和Descriptor的值

//扫描到Characteristics
-(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error{
    if (error)
    {
        NSLog(@"error Discovered characteristics for %@ with error: %@", service.UUID, [error localizedDescription]);
        return;
    }
    
    for (CBCharacteristic *characteristic in service.characteristics)
    {
        NSLog(@"service:%@ 的 Characteristic: %@",service.UUID,characteristic.UUID);
    }
    
    //获取Characteristic的值，读到数据会进入方法：-(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error
    for (CBCharacteristic *characteristic in service.characteristics){
        {
            [peripheral readValueForCharacteristic:characteristic];
        }
    }
    
    //搜索Characteristic的Descriptors，读到数据会进入方法：-(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverDescriptorsForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error
    for (CBCharacteristic *characteristic in service.characteristics){
        [peripheral discoverDescriptorsForCharacteristic:characteristic];
    }
    
    
}

//获取的charateristic的值
-(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error{
    //打印出characteristic的UUID和值
    //!注意，value的类型是NSData，具体开发时，会根据外设协议制定的方式去解析数据
    NSLog(@"characteristic uuid:%@  value:%@",characteristic.UUID,characteristic.value);
    
}

//搜索到Characteristic的Descriptors
-(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverDescriptorsForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error{
    
    //打印出Characteristic和他的Descriptors
    NSLog(@"characteristic uuid:%@",characteristic.UUID);
    for (CBDescriptor *d in characteristic.descriptors) {
        NSLog(@"Descriptor uuid:%@",d.UUID);
    }
    
}
//获取到Descriptors的值
-(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForDescriptor:(CBDescriptor *)descriptor error:(NSError *)error{
    //打印出DescriptorsUUID 和value
    //这个descriptor都是对于characteristic的描述，一般都是字符串，所以这里我们转换成字符串去解析
    NSLog(@"characteristic uuid:%@  value:%@",[NSString stringWithFormat:@"%@",descriptor.UUID],descriptor.value);
}

5.把数据写到Characteristic中

//写数据
-(void)writeCharacteristic:(CBPeripheral *)peripheral
            characteristic:(CBCharacteristic *)characteristic
                     value:(NSData *)value{    
    //打印出 characteristic 的权限，可以看到有很多种，这是一个NS_OPTIONS，就是可以同时用于好几个值，常见的有read，write，notify，indicate，知知道这几个基本就够用了，前连个是读写权限，后两个都是通知，两种不同的通知方式。
    /*
     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
     };
     */
    NSLog(@"%lu", (unsigned long)characteristic.properties);   
    //只有 characteristic.properties 有write的权限才可以写
    if(characteristic.properties & CBCharacteristicPropertyWrite){
        /*
         最好一个type参数可以为CBCharacteristicWriteWithResponse或type:CBCharacteristicWriteWithResponse,区别是是否会有反馈
         */
        [peripheral writeValue:value forCharacteristic:characteristic type:CBCharacteristicWriteWithResponse];
    }else{
        NSLog(@"该字段不可写！");
    }    
}

6.订阅Characteristic的通知

//设置通知
-(void)notifyCharacteristic:(CBPeripheral *)peripheral
             characteristic:(CBCharacteristic *)characteristic{
    //设置通知，数据通知会进入：didUpdateValueForCharacteristic方法
    [peripheral setNotifyValue:YES forCharacteristic:characteristic];
    
}

//取消通知
-(void)cancelNotifyCharacteristic:(CBPeripheral *)peripheral
                   characteristic:(CBCharacteristic *)characteristic{
    
    [peripheral setNotifyValue:NO forCharacteristic:characteristic];
}

7.断开连接（disconnect）

//停止扫描并断开连接
-(void)disconnectPeripheral:(CBCentralManager *)centralManager
                 peripheral:(CBPeripheral *)peripheral{
    //停止扫描
    [centralManager stopScan];
    //断开连接
    [centralManager cancelPeripheralConnection:peripheral];
}

8 模拟器蓝牙调试，慎用，最好还是用真机去调试

由于在iPhone 4s之后的iOS才支持BLE，新一代的这些iOS设备又都不便宜，在做测试的时候，用iOS模拟器进行调试，可以节约一些开发成本。怎么在iOS模拟器上调试BLE，
苹果最初给出的说明是，支持BLE的mac机子上可以用模拟器进行调试，并给出了一份技术文档（传送门），恶心的是，后来苹果抽风，又把这份文档移除，
并且把iOS 7.0的模拟器上对BLE的支持也移除掉了（难道是想让大家多买设备测试？Apple sucks.）后面，网上搜了一下，解决办法如下：
1. 买一个CSR蓝牙4.0 USB适配器（某宝上大概30块钱），在机子上插入该物（你懂的）
2. 在Terminal下敲入sudo nvram bluetoothHostControllerSwitchBehavior="never" ，重启Mac。
3. 用XCode 4.6调试代码，在iOS 6.1的模拟器上跑程序（用XCode 5.0跑iOS 7.0模拟器会抛异常，原因上面详诉过了，Apple sucks，你懂的）

如何降低模拟器的IOS版本呢？
XCode->Preferences->Downloads里面有很多simulators你可以下载
选择个6.1的下载好了

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