iOS蓝牙开发(4.0)详解

最近由于项目需要, 一直在研究蓝牙4.0,在这儿分享给大家, 望共同进步.

一、关于蓝牙开发的一些重要的理论概念：

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(2.0需要MFI认证)，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.我们使用的蓝牙模块是在淘宝买的, 大概十多元一个, ios大概每次可以接受90个字节, 安卓大概每次可以接收20个字节, 具体数字可能会浮动, 应该是与蓝牙模块有关。

二、蓝牙连接的主要步骤

     1、创建一个CBCentralManager实例来进行蓝牙管理；

     2、搜索扫描外围设备；

     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、从外围设备读取数据；

     7、给外围设备发送（写入）数据。

三、代码

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1. 初始化

#import <CoreBluetooth/CoreBluetooth.h>

self.centralManager = [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:self queue:nil];

2. 搜索扫描外围设备

/**
 *  --  初始化成功自动调用
 *  --  必须实现的代理，用来返回创建的centralManager的状态。
 *  --  注意：必须确认当前是CBCentralManagerStatePoweredOn状态才可以调用扫描外设的方法：
 scanForPeripheralsWithServices
 */
- (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");
            // 开始扫描周围的外设。
            /*
             -- 两个参数为Nil表示默认扫描所有可见蓝牙设备。
             -- 注意：第一个参数是用来扫描有指定服务的外设。然后有些外设的服务是相同的，比如都有FFF5服务，那么都会发现；而有些外设的服务是不可见的，就会扫描不到设备。
             -- 成功扫描到外设后调用didDiscoverPeripheral
             */
            [self.centralManager scanForPeripheralsWithServices:nil options:nil];
        }
            break;
        default:
            break;
    }
}

#pragma mark 发现外设
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary<NSString *,id> *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI{
    NSLog(@"Find device:%@", [peripheral name]);
    if (![_deviceDic objectForKey:[peripheral name]]) {
        NSLog(@"Find device:%@", [peripheral name]);
        if (peripheral!=nil) {
            if ([peripheral name]!=nil) {
                if ([[peripheral name] hasPrefix:@"根据设备名过滤"]) {
                    [_deviceDic setObject:peripheral forKey:[peripheral name]];
                     // 停止扫描, 看需求决定要不要加
//                    [_centralManager stopScan];
                    // 将设备信息传到外面的页面(VC), 构成扫描到的设备列表
                    if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(dataWithBluetoothDic:)]) {
                        [self.delegate dataWithBluetoothDic:_deviceDic];
                    }
                }
            }
        }
    }
}

3.连接外围设备

// 连接设备(.h中声明出去的接口, 一般在点击设备列表连接时调用)
- (void)connectDeviceWithPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral
{
    [self.centralManager connectPeripheral:peripheral options:nil];
}

#pragma mark 连接外设--成功
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral{
    //连接成功后停止扫描，节省内存
    [central stopScan];
    peripheral.delegate = self;
    self.peripheral = peripheral;
    //4.扫描外设的服务
    /**
     --     外设的服务、特征、描述等方法是CBPeripheralDelegate的内容，所以要先设置代理peripheral.delegate = self
     --     参数表示你关心的服务的UUID，比如我关心的是"FFE0",参数就可以为@[[CBUUID UUIDWithString:@"FFE0"]].那么didDiscoverServices方法回调内容就只有这两个UUID的服务，不会有其他多余的内容，提高效率。nil表示扫描所有服务
     --     成功发现服务，回调didDiscoverServices
     */
    [peripheral discoverServices:@[[CBUUID UUIDWithString:@"你要用的服务UUID"]]];
    if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(didConnectBle)]) {
       // 已经连接
        [self.delegate didConnectBle];
    }
}

#pragma mark 连接外设——失败
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error{
    NSLog(@"%@", error);
}

#pragma mark 取消与外设的连接回调
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error{
    NSLog(@"%@", peripheral);
}

4. 获得外围设备的服务

#pragma mark 发现服务回调
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error{

    //NSLog(@"didDiscoverServices,Error:%@",error);
    CBService * __nullable findService = nil;
    // 遍历服务
    for (CBService *service in peripheral.services)
    {
        //NSLog(@"UUID:%@",service.UUID);
        if ([[service UUID] isEqual:[CBUUID UUIDWithString:@"你要用的服务UUID"]])
        {
            findService = service;
        }
    }
    NSLog(@"Find Service:%@",findService);
    if (findService)
        [peripheral discoverCharacteristics:NULL forService:findService];
}

5、获得服务的特征

#pragma mark 发现特征回调
/**
 --  发现特征后，可以根据特征的properties进行：读readValueForCharacteristic、写writeValue、订阅通知setNotifyValue、扫描特征的描述discoverDescriptorsForCharacteristic。
 **/
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error{
    for (CBCharacteristic *characteristic in service.characteristics) {
        if ([characteristic.UUID isEqual:[CBUUID UUIDWithString:@"你要用的特征UUID"]]) {

            /**
             -- 读取成功回调didUpdateValueForCharacteristic
             */
            self.characteristic = characteristic;
            // 接收一次(是读一次信息还是数据经常变实时接收视情况而定, 再决定使用哪个)
//            [peripheral readValueForCharacteristic:characteristic];
            // 订阅, 实时接收
            [peripheral setNotifyValue:YES forCharacteristic:characteristic];

            // 发送下行指令(发送一条)
            NSData *data = [@"硬件工程师给我的指令, 发送给蓝牙该指令, 蓝牙会给我返回一条数据" dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
            // 将指令写入蓝牙
                [self.peripheral writeValue:data forCharacteristic:characteristic type:CBCharacteristicWriteWithResponse];
        }

        /**
         -- 当发现characteristic有descriptor,回调didDiscoverDescriptorsForCharacteristic
         */
        [peripheral discoverDescriptorsForCharacteristic:characteristic];
    }
}

6.从外围设备读取数据

#pragma mark - 获取值
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error{
    // characteristic.value就是蓝牙给我们的值(我这里是json格式字符串)
    NSData *jsonData = [characteristic.value dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
        NSDictionary *dataDic = [NSJSONSerialization JSONObjectWithData:jsonData options:NSJSONReadingMutableContainers error:nil];
    // 将字典传出去就可以使用了
}

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

7. 给外围设备发送（写入）数据

// 上文中发现特征之后, 发送下行指令的时候其实就是向蓝牙中写入数据
// 例:
// 发送检查蓝牙命令
- (void)writeCheckBleWithBle
{
    _style = ;
    // 发送下行指令(发送一条)
    NSData *data = [@"硬件工程师提供给你的指令, 类似于5E16010203...这种很长一串" dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    [self.peripheral writeValue:data forCharacteristic:self.characteristic type:CBCharacteristicWriteWithResponse];
}

#pragma mark 数据写入成功回调
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didWriteValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error{
    NSLog(@"写入成功");
    if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(didWriteSucessWithStyle:)]) {
        [self.delegate didWriteSucessWithStyle:_style];
    }
}

8. 另外

// 扫描设备
- (void)scanDevice
{
    if (_centralManager == nil) {
    self.centralManager = [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:self queue:nil];
    [_deviceDic removeAllObjects];
     }
}

#pragma mark - 断开连接
- (void)disConnectPeripheral{
    /**
     -- 断开连接后回调didDisconnectPeripheral
     -- 注意断开后如果要重新扫描这个外设，需要重新调用[self.centralManager scanForPeripheralsWithServices:nil options:nil];
     */
    [self.centralManager cancelPeripheralConnection:self.peripheral];
}

#pragma mark - 停止扫描外设
- (void)stopScanPeripheral{
    [self.centralManager stopScan];
}

由于硬件方面刚开始用蓝牙2.0跟我对接, 导致程序一直搜索不到设备.希望小伙伴们注意一下这个问题. 如果有不清楚的地方欢迎留言探讨.