iOS蓝牙开发

╰半橙微兮° 2022-03-21 11:58 453阅读 0赞

# iOS的蓝牙数据接收以及发送 #

1.  名词：Central（中心设备）、Peripheral（外围设备）、advertising（广告）、Services（服务）、Characteristic（特征）
2.  新建Central Manager实例进行蓝牙管理
3.  搜索外围设备
4.  连接外围设备
5.  获得外围设备的服务
6.  获得服务的特征
7.  给外围设备发送数据
8.  从外围设备读数据

## 蓝牙介绍 ##

本文要介绍的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(Bluetoothlow energy)，所以也是在iOS比较推荐的一种开发方法。

## CoreBluetooth介绍 ##

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

1.  周边设备（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。
2.  也就是说周边（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），
3.  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

## 实现方法介绍 ##

*  .h 导入头文件

#import <CoreBluetooth/CoreBluetooth.h>

*  自定义设置枚举状态

typedef NS_ENUM(NSInteger, BluetoothState){
        BluetoothStateDisconnect = 0,
        BluetoothStateScanSuccess,
        BluetoothStateScaning,
        BluetoothStateConnected,
        BluetoothStateConnecting
    };
    
    typedef NS_ENUM(NSInteger, BluetoothFailState){
        BluetoothFailStateUnExit = 0,
        BluetoothFailStateUnKnow,
        BluetoothFailStateByHW,
        BluetoothFailStateByOff,
        BluetoothFailStateUnauthorized,
        BluetoothFailStateByTimeout
    };

*  设置代理

<CBCentralManagerDelegate,CBPeripheralDelegate>

*  添加属性

@property (strong , nonatomic) UITableView *tableView;
    @property (strong , nonatomic) CBCentralManager *manager;//中央设备
    @property (assign , nonatomic) BluetoothFailState bluetoothFailState;
    @property (assign , nonatomic) BluetoothState bluetoothState;
    @property (strong , nonatomic) CBPeripheral * discoveredPeripheral;//周边设备
    @property (strong , nonatomic) CBCharacteristic *characteristic1;//周边设备服务特性
    @property (strong , nonatomic) NSMutableArray *BleViewPerArr;

*  创建UITableView

-(void)setTableView{
        _tableView = [[UITableView alloc]initWithFrame:CGRectMake(0, 20, [UIScreen mainScreen].bounds.size.width, [UIScreen mainScreen].bounds.size.height) style:UITableViewStyleGrouped];
        _tableView.delegate = self;
        _tableView.dataSource = self;
        _tableView.backgroundColor = [UIColor whiteColor];
        [self.view addSubview:_tableView];
    }

*  接下来写tableView的dalegate

-(UITableViewCell *)tableView:(UITableView *)tableView cellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath{
        UITableViewCell *cell = (UITableViewCell *)[tableView dequeueReusableCellWithIdentifier:@"IsConnect"];
        if (cell == nil) {
            cell = [[UITableViewCell alloc]initWithStyle:UITableViewCellStyleDefault reuseIdentifier:@"IsConnect"];
        }
        
        // 将蓝牙外设对象接出，取出name，显示
        //蓝牙对象在下面环节会查找出来，被放进BleViewPerArr数组里面，是CBPeripheral对象
        CBPeripheral *per=(CBPeripheral *)_BleViewPerArr[indexPath.row];
        NSString *bleName=[per.name substringWithRange:NSMakeRange(0, 9)];
        cell.textLabel.text = per.name;
        return cell;
    }
    
    -(CGFloat)tableView:(UITableView *)tableView heightForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath{
        return 44;
    }
    -(NSInteger)tableView:(UITableView *)tableView numberOfRowsInSection:(NSInteger)section{
        return _BleViewPerArr.count;
    }

*  创建实例,设置代理,创建数组管理外设，

self.manager = [[CBCentralManager alloc]initWithDelegate:self queue:dispatch_get_main_queue()];
    self.manager.delegate = self;
    self.BleViewPerArr = [[NSMutableArray alloc]initWithCapacity:1];

*  开始扫描

-(void)scan{
        //判断状态开始扫瞄周围设备 第一个参数为空则会扫瞄所有的可连接设备  你可以
        //指定一个CBUUID对象 从而只扫瞄注册用指定服务的设备
        //scanForPeripheralsWithServices方法调用完后会调用代理CBCentralManagerDelegate的
        //- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI方法
        [self.manager scanForPeripheralsWithServices:nil options:@{ CBCentralManagerScanOptionAllowDuplicatesKey : @NO }];
        //记录目前是扫描状态
        _bluetoothState = BluetoothStateScaning;
        //清空所有外设数组
        [self.BleViewPerArr removeAllObjects];
        //如果蓝牙状态未开启，提示开启蓝牙
        if(_bluetoothFailState==BluetoothFailStateByOff)
        {
            NSLog(@"%@",@"检查您的蓝牙是否开启后重试");
        }
    
    }

*  接下来会检测蓝牙状态

- (void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central
    {
        if (central.state != CBCentralManagerStatePoweredOn) {
            NSLog(@"fail, state is off.");
            switch (central.state) {
                case CBCentralManagerStatePoweredOff:
                    NSLog(@"连接失败了\n请您再检查一下您的手机蓝牙是否开启，\n然后再试一次吧");
                    _bluetoothFailState = BluetoothFailStateByOff;
                    break;
                case CBCentralManagerStateResetting:
                    _bluetoothFailState=BluetoothFailStateByTimeout;
                    break;
                case CBCentralManagerStateUnsupported:
                    NSLog(@"检测到您的手机不支持蓝牙4.0\n所以建立不了连接.建议更换您\n的手机再试试。");
                    _bluetoothFailState = BluetoothFailStateByHW;
                    break;
                case CBCentralManagerStateUnauthorized:
                    NSLog(@"连接失败了\n请您再检查一下您的手机蓝牙是否开启，\n然后再试一次吧");
                    _bluetoothFailState = BluetoothFailStateUnauthorized;
                    break;
                case CBCentralManagerStateUnknown:
                    _bluetoothFailState = BluetoothFailStateUnKnow;
                    break;
                default:
                    break;
            }
            return;
        }
        _bluetoothFailState = BluetoothFailStateUnExit;
        // ... so start scanning
    }

*  中央设备开始扫描之后，我们需要实现 `centralManager:didDiscoverPeripheral:advertisementData:RSSI:` 通过该回调来获取发现设备。  
    这个回调说明着广播数据和信号质量(RSSI-Received Signal Strength Indicator)的周边设备被发现。通过信号质量，可以用判断周边设备离中央设备的远近。

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central
     didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral
         advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData
                      RSSI:(NSNumber *)RSSI
    {
        if (peripheral == nil||peripheral.identifier == nil/*||peripheral.name == nil*/)
        {
            return;
        }
        NSString *pername=[NSString stringWithFormat:@"%@",peripheral.name];
        //判断是否存在@"你的设备名"
        NSRange range=[pername rangeOfString:@"你的设备名"];
        //如果从搜索到的设备中找到指定设备名，和BleViewPerArr数组没有它的地址
        //加入BleViewPerArr数组
        if(range.location!=NSNotFound&&[_BleViewPerArr containsObject:peripheral]==NO){
            [_BleViewPerArr addObject:peripheral];
        }
        _bluetoothFailState = BluetoothFailStateUnExit;
        _bluetoothState = BluetoothStateScanSuccess;
        [_tableView reloadData];
    }

扫描设备输出台log：

<CBPeripheral: 0x14e625f80, identifier = 954DBF72-104A-E041-19F8-D9538DBA7C23, name = brand, state = disconnected>

蓝牙广播中可以携带一些信息，最好将mac 地址也一并在这里广播出来！！！  
扫描设备advertisementData 输出台log ：

Printing description of advertisementData:
    {
        kCBAdvDataIsConnectable = 1;
        kCBAdvDataLocalName = "brand";
        kCBAdvDataTxPowerLevel = 2;
    }

*  扫描到设备之后当然是链接设备了,这里会有一个UITableView，在tableview点击方法里写连接方法

-(void)tableView:(UITableView *)tableView didSelectRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath{
        CBPeripheral *peripheral=(CBPeripheral *)_BleViewPerArr[indexPath.row];
        //设定周边设备，指定代理者
        _discoveredPeripheral = peripheral;
        _discoveredPeripheral.delegate = self;
        //连接设备
        [_manager connectPeripheral:peripheral
                            options:@{CBConnectPeripheralOptionNotifyOnConnectionKey:@YES}];
    }

说明 ： 点击单元格连接对应的设备，连接该设备 调用完该方法后会调用代理`- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral`表示连接上了设备

连接失败会调用`- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error`

*  已经连接上该设备，就可以获取当前设备的信息

// 获取当前设备
    - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral
    {
        NSLog(@"%@",peripheral);
        
        // 设置设备代理
        [peripheral setDelegate:self];
        // 大概获取服务和特征
        [peripheral discoverServices:nil];
        
        //或许只获取你的设备蓝牙服务的uuid数组，一个或者多个
        //[peripheral discoverServices:@[[CBUUID UUIDWithString:@""],[CBUUID UUIDWithString:@""]]];
        
        
        NSLog(@"Peripheral Connected");
        
        [_manager stopScan];
        
        NSLog(@"Scanning stopped");
        
        _bluetoothState=BluetoothStateConnected;
        
    }

*  各种服务

说明：在这个方法中我们要查找到我们需要的服务 然后调用discoverCharacteristics方法查找我们需要的特性  
该discoverCharacteristics方法调用完后会调用代理CBPeripheralDelegate的`- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error`

// 获取当前设备服务services
    - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error
    {
        if (error) {
            NSLog(@"Error discovering services: %@", [error localizedDescription]);
            return;
        }
        
        NSLog(@"所有的servicesUUID%@",peripheral.services);
    
        //遍历所有service
        for (CBService *service in peripheral.services)
        {
            
            NSLog(@"服务%@",service.UUID);
            
            //找到你需要的servicesuuid
            if ([service.UUID isEqual:[CBUUID UUIDWithString:@"你的设备服务的uuid"]])
            {
                //监听它
                [peripheral discoverCharacteristics:nil forService:service];
            }
            
            
            
        }
        NSLog(@"此时链接的peripheral：%@",peripheral);
        
    }

*  特征获取

说明：在这个方法中我们要找到我们所需的服务的特性 然后调用setNotifyValue方法告知我们要监测这个服务特性的状态变化 当setNotifyValue方法调用后调用代理CBPeripheralDelegate的`- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateNotificationStateForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error`

- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error
    {
        
        if (error)
        {
            NSLog(@"Discovered characteristics for %@ with error: %@", service.UUID, [error localizedDescription]);
            return;
        }
        NSLog(@"服务：%@",service.UUID);
        // 特征
        for (CBCharacteristic *characteristic in service.characteristics)
        {
            NSLog(@"%@",characteristic.UUID);
            //发现特征
            //注意：uuid 分为可读，可写，要区别对待！！！
            
            
            if ([characteristic.UUID isEqual:[CBUUID UUIDWithString:@"你的特征uuid"]])
            {
                NSLog(@"监听：%@",characteristic);//监听特征
                //保存characteristic特征值对象
                //以后发信息也是用这个uuid
                _characteristic1 = characteristic;
                
                [_discoveredPeripheral setNotifyValue:YES forCharacteristic:characteristic];
            }
            
            //当然，你也可以监听多个characteristic特征值对象
            if ([characteristic.UUID isEqual:[CBUUID UUIDWithString:@"你的特征uuid"]])
            {
                //同样用一个变量保存，demo里面没有声明变量，要去声明
    //            _characteristic2 = characteristic;
    //            [peripheral setNotifyValue:YES forCharacteristic:_characteristic2];
    //            NSLog(@"监听：%@",characteristic);//监听特征
            }
        }
    }

*  读

- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error
    {
        if (error)
        {
            NSLog(@"Error updating value for characteristic %@ error: %@", characteristic.UUID, [error localizedDescription]);
            return;
        }
        
        NSLog(@"收到的数据：%@",characteristic.value);
    }

## 蓝牙传值 ##

蓝牙写到这里，基本用法已经说明，代码千变万变，思路不变，接下来介绍传值，因为我的项目是手环，我就以我们硬件工程师的蓝牙接口文档来介绍如何和硬件交互，  
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

1.  下面是手环的接口文档

**APP请求运动模式基础数据传输时拆分的总包数**

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>字节序号</th> 
   <th>参数值</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>0</td> 
   <td>0xa5</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>1</td> 
   <td>0x06</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>2</td> 
   <td>0x03</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>3~4</td> 
   <td>2字节的时间，如1月2日用0x0102表示。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>5</td> 
   <td>异或校验和</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

由此看出：0、1、2字节都是固定的，3字节是月（16进制），4字节是日（16进制），5字节是异或校验和

那么：

// APP请求运动模式基础数据传输时拆分的总包数
    - (NSData *)sportBao
    {
        Byte reg[6];
        reg[0]=0xa5;
        reg[1]=0x06;
        reg[2]=0x03;
        reg[3]=0x01;
        reg[4]=0x02;
        reg[5]=(Byte)(reg[0]^reg[1]^reg[2]^reg[3]^reg[4]);
        NSData *data=[NSData dataWithBytes:reg length:6];
        return data;
    }

这时候，要把请求命令发送给手环，发送给刚才纪录的discoveredPeripheral的蓝牙设备的characteristic1的特征值

// 获取总包数
    - (void)getAltogether
    {
    
        //生成总包数data
        NSData *d1 = [self sportBao];
        NSLog(@"写%@",d1);
        NSLog(@"%@",discoveredPeripheral);
      [discoveredPeripheral writeValue:d1 forCharacteristic:characteristic1 type:CBCharacteristicWriteWithResponse];
      
    }

发送完成，手环会返回数据  
数据是以下格式：

**手环返回运动模式基础数据传输时拆分的总包数**

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>字节序号</th> 
   <th>参数值</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>0</td> 
   <td>0xa5</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>1</td> 
   <td>0x06</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>2</td> 
   <td>0x83</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>3~4</td> 
   <td>该运动模式数据传输时拆分的总包数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>5</td> 
   <td>异或校验和</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

由此看出：0、1、2字节都是固定的，3-4字节是总包数（16进制），5字节是异或校验和

那么：我们需要转换3-4字节的16进制，得到总包数

- (void)SetAltogether:(NSData *)DayData
    {
        Byte *testByte = (Byte *)[DayData bytes];
        if (DayData.length == 6) {
            //收到数据之后，要异或校验，看数据是否完整以及正确
            if (testByte[5]==(testByte[0]^testByte[1]^testByte[2]^testByte[3]^testByte[4]))
            {
                // 这里记录总包数
                int totalBao = 0;
                totalBao = testByte[4]*256+testByte[3];
            }
        }
    }

解析数据的格式已经有了，那么在接收数据的时候

- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error{
        if (error)
        {
            NSLog(@"读失败");
            
            return;
        }
        NSLog(@"收到的数据 :%@",characteristic.value);
    
        NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"%@",characteristic.value];
        
        
        // 运动总包数
        if (str.length>7&&[[str substringWithRange:NSMakeRange(1, 2)]isEqualToString:@"a5"]&&[[str substringWithRange:NSMakeRange(5, 2)]isEqualToString:@"83"]) {
            //调用解析总包数方法
            [self SetAltogether:characteristic.value];
    
        }
        
    }

数据传输介绍完毕，基本用法已经说明

作者：TianBai  
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來源：简书  
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