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iOS藍牙開發:藍牙連接和數據讀寫

編輯:IOS開發基礎

當下藍牙開發可謂是越來越火,不論是智能穿戴的興起還是藍牙家具,車聯網藍牙等等,很多同學也會接觸到藍牙的項目,我從事藍牙開發也有一段時間了,經手了兩個項目。廢話不多說了,先向大家簡單的介紹有關藍牙開發的知識。藍牙低能耗(BLE),以下介紹的都是圍繞iOS的框架展開的。

藍牙開發分為中心者模式和管理者模式:1.常用的(其實99.99%)就是使用中心者模式作為開發,就是我們手機作為主機,連接藍牙外設;2.管理者模式,這個基本用到的比較少,我們手機自己作為外設,自己創建服務和特征,然後有其他的設備連接我們的手機。

在做藍牙開發之前,最好先了解一些概念:
服務(services):藍牙外設對外廣播的必定會有一個服務,可能也有多個,服務下面包含著一些特征,服務可以理解成一個模塊的窗口;
特征(characteristic):存在於服務下面的,一個服務下面也可以存在多個特征,特征可以理解成具體實現功能的窗口,一般特征都會有value,也就是特征值,特征是與外界交互的最小單位;
UUID:可以理解成藍牙上的唯一標識符(硬件上肯定不是這個意思,但是這樣理解便於我們開發),為了區分不同的服務和特征,或者給服務和特征取名字,我們就用UUID來代表服務和特征。

藍牙連接可以大致分為以下幾個步驟
1.建立一個Central Manager實例進行藍牙管理
2.搜索外圍設備
3.連接外圍設備
4.獲得外圍設備的服務
5.獲得服務的特征
6.從外圍設備讀數據
7.給外圍設備發送數據
其他:提醒

首先我們先導入系統的BLE的框架
#import

必須遵守2個協議

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

/* 連接到的外設 /
@property (nonatomic, strong) CBPeripheral *peripheral;

1.建立一個Central Manager實例進行藍牙管理

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

//只要中心管理者初始化 就會觸發此代理方法 判斷手機藍牙狀態
- (void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central
{
    switch (central.state) {
        case 0:
            NSLog(@"CBCentralManagerStateUnknown");
            break;
        case 1:
            NSLog(@"CBCentralManagerStateResetting");
            break;
        case 2:
            NSLog(@"CBCentralManagerStateUnsupported");//不支持藍牙
            break;
        case 3:
            NSLog(@"CBCentralManagerStateUnauthorized");
            break;
        case 4:
        {
            NSLog(@"CBCentralManagerStatePoweredOff");//藍牙未開啟
        }
            break;
        case 5:
        {
            NSLog(@"CBCentralManagerStatePoweredOn");//藍牙已開啟
              // 在中心管理者成功開啟後再進行一些操作
            // 搜索外設
            [self.cMgr scanForPeripheralsWithServices:nil // 通過某些服務篩選外設
                                              options:nil]; // dict,條件
            // 搜索成功之後,會調用我們找到外設的代理方法
            // - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI; //找到外設
        }
            break;
        default:
            break;
    }
}

2.搜索外圍設備 (我這裡為了舉例,采用了自己身邊的一個手環)

// 發現外設後調用的方法
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central // 中心管理者
 didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral // 外設
     advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData // 外設攜帶的數據
                  RSSI:(NSNumber *)RSSI // 外設發出的藍牙信號強度
{
    //NSLog(@"%s, line = %d, cetral = %@,peripheral = %@, advertisementData = %@, RSSI = %@", __FUNCTION__, __LINE__, central, peripheral, advertisementData, RSSI);

    /*
     peripheral = , advertisementData = {
     kCBAdvDataChannel = 38;
     kCBAdvDataIsConnectable = 1;
     kCBAdvDataLocalName = OBand;
     kCBAdvDataManufacturerData = <4c69616e 0e060678 a5043853 75>;
     kCBAdvDataServiceUUIDs =     (
     FEE7
     );
     kCBAdvDataTxPowerLevel = 0;
     }, RSSI = -55
     根據打印結果,我們可以得到運動手環它的名字叫 OBand-75

     */

    // 需要對連接到的外設進行過濾
    // 1.信號強度(40以上才連接, 80以上連接)
    // 2.通過設備名(設備字符串前綴是 OBand)
    // 在此時我們的過濾規則是:有OBand前綴並且信號強度大於35
    // 通過打印,我們知道RSSI一般是帶-的

    if ([peripheral.name hasPrefix:@"OBand"]) {
        // 在此處對我們的 advertisementData(外設攜帶的廣播數據) 進行一些處理

        // 通常通過過濾,我們會得到一些外設,然後將外設儲存到我們的可變數組中,
        // 這裡由於附近只有1個運動手環, 所以我們先按1個外設進行處理

        // 標記我們的外設,讓他的生命周期 = vc
        self.peripheral = peripheral;
        // 發現完之後就是進行連接
        [self.cMgr connectPeripheral:self.peripheral options:nil];
        NSLog(@"%s, line = %d", __FUNCTION__, __LINE__);
    }
}

3.連接外圍設備

// 中心管理者連接外設成功
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central // 中心管理者
  didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral // 外設
{
    NSLog(@"%s, line = %d, %@=連接成功", __FUNCTION__, __LINE__, peripheral.name);
    // 連接成功之後,可以進行服務和特征的發現

    //  設置外設的代理
    self.peripheral.delegate = self;

    // 外設發現服務,傳nil代表不過濾
    // 這裡會觸發外設的代理方法 - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error
    [self.peripheral discoverServices:nil];
}
// 外設連接失敗
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error
{
    NSLog(@"%s, line = %d, %@=連接失敗", __FUNCTION__, __LINE__, peripheral.name);
}

// 丟失連接
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error
{
    NSLog(@"%s, line = %d, %@=斷開連接", __FUNCTION__, __LINE__, peripheral.name);
}

4.獲得外圍設備的服務 & 5.獲得服務的特征

// 發現外設服務裡的特征的時候調用的代理方法(這個是比較重要的方法,你在這裡可以通過事先知道UUID找到你需要的特征,訂閱特征,或者這裡寫入數據給特征也可以)
- (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.從外圍設備讀數據

// 更新特征的value的時候會調用 (凡是從藍牙傳過來的數據都要經過這個回調,簡單的說這個方法就是你拿數據的唯一方法) 你可以判斷是否
- (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或者是你已經找到的特征") {
    //characteristic.value就是你要的數據
    }
}

7.給外圍設備發送數據(也就是寫入數據到藍牙)
這個方法你可以放在button的響應裡面,也可以在找到特征的時候就寫入,具體看你業務需求怎麼用啦

[self.peripherale writeValue:_batteryData forCharacteristic:self.characteristic type:CBCharacteristicWriteWithResponse];//第一個參數是已連接的藍牙設備 ;第二個參數是要寫入到哪個特征; 第三個參數是通過此響應記錄是否成功寫入
// 需要注意的是特征的屬性是否支持寫數據
- (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
     };

     打印出特征的權限(characteristic.properties),可以看到有很多種,這是一個NS_OPTIONS的枚舉,可以是多個值
     常見的又read,write,noitfy,indicate.知道這幾個基本夠用了,前倆是讀寫權限,後倆都是通知,倆不同的通知方式
     */
//    NSLog(@"%s, line = %d, char.pro = %d", __FUNCTION__, __LINE__, characteristic.properties);
    // 此時由於枚舉屬性是NS_OPTIONS,所以一個枚舉可能對應多個類型,所以判斷不能用 = ,而應該用包含&
}

其他:提醒
有那麼多的特征,我們怎麼知道哪些特征是用來讀數據的,哪些是用來寫入的,哪些是需要訂閱之後再讀的呢?
如果你們硬件工程師事先告訴你了,或者有完成的開發文檔,那麼就可以直接知道了,否則你就需要自己去查看特征的屬性,推介可以使用下第三方的app——LightBlue,讓你更能清楚的看到你藍牙裡面的服務,特征,特征的屬性。

其他後續有關文章,我會慢慢整理發出來,有需要的同學可以留下郵箱,我這裡有視頻教程,我也可以回答相關的問題,有錯誤的地方可以幫忙指出來呦!



文章轉自 姚兜兜的簡書
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