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学习ios蓝牙技术，仿写lightblue

2014-12-26 17:11 375 查看


bluetooth

上一次我们研究完iBeacon，发现iBeacon是基于蓝牙4.0的一个封装而已。那么，今天我们来研究ios的蓝牙4.0的应用。最出名的app当属lightblue，我们不妨来仿写一个lightblue，这样基本的ios蓝牙编程就算入门了。


基本理论


框架与概念

在ios中使用蓝牙技术，会用到CoreBluetooth框架。

里面对设备有2个定义：周边(peripeheral)设备 与 中央(central)设备。发送蓝牙信号的是周边设备，接收蓝牙信号的是中央设备。

可以这样理解，周边设备是服务端，中央设备是客户端。中央设备可以去搜索周边有哪些服务端，可以选择连接上其中一台，进行信息获取。

支持蓝牙4.0的手机，可以作为周边设备，也可以作为中央设备，但是不能同时既为周边设备又为中央设备。


类解读

中央设备用 
CBCentralManager
这个类管理。

周边设备用 
CBPeripheralManager
这个类管理；

周边设备里面还有服务类 
CBService
，服务里面有各种各样的特性类 
CBCharacteristic
。


仿写lightblue


基本流程

假设我们有2台以上可用设备。
其中一台作为调试机，用来搜索其它设备，并连接上去。所以，是中央设备
central
。
其它设备设置为蓝牙发射器，即是周边设备
peripheral
。
调试机先扫描周边设备，用UITableView展示所扫描到的周边设备。
点击其中一台设备，进行连接
connect
。
连接上后，获取其中的所有服务
services
。
对其中每个服务进行遍历，获取所有的特性
Characteristic
。
读取每个特性，获取每个特性的值
value
。

至此，lightblue基本的仿写思路就清晰列出来了。


1. 扫描设备

先包含头文件

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#import <CoreBluetooth/CoreBluetooth.h>

然后添加协议 
CBCentralManagerDelegate


接着定义2个属性， CBCentralManager用来管理我们的中央设备，NSMutableArray用来保存扫描出来的周边设备。

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@property (nonatomic, strong) CBCentralManager *centralMgr;
@property (nonatomic, strong) NSMutableArray *arrayBLE;

中央设备创建很简单，第一个参数代表 
CBCentralManager
代理，第二个参数设置为nil，因为Peripheral
Manager将Run在主线程中。如果你想用不同的线程做更加复杂的事情，你需要创建一个队列（queue）并将它放在这儿。

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self.centralMgr = [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:self queue:nil];
self.arrayBLE = [[NSMutableArray alloc] init];

实现
centralManagerDidUpdateState
。当Central Manager被初始化，我们要检查它的状态，以检查运行这个App的设备是不是支持BLE。

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- (void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central
{
switch (central.state)
{
case CBCentralManagerStatePoweredOn:
[self.centralMgr scanForPeripheralsWithServices:nil options:nil];
break;

default:
NSLog(@"Central Manager did change state");
break;
}
}

-scanForPeripheralsWithServices:options:
方法是中央设备开始扫描，可以设置为特定UUID来指，来差找一个指定的服务了。我们需要扫描周边所有设备，第一个参数设置为nil。

当发起扫描之后，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。

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- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI
{
BLEInfo *discoveredBLEInfo = [[BLEInfo alloc] init];
discoveredBLEInfo.discoveredPeripheral = peripheral;
discoveredBLEInfo.rssi = RSSI;

// update tableview
[self saveBLE:discoveredBLEInfo];
}

BLEInfo是我新建的一个类，用来存储周边设备信息的，具体如下：

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@interface BLEInfo : NSObject

@property (nonatomic, strong) CBPeripheral *discoveredPeripheral;
@property (nonatomic, strong) NSNumber *rssi;

@end

保存周边设备信息，并把它们显示到UITableView上：

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- (BOOL)saveBLE:(BLEInfo *)discoveredBLEInfo
{
for (BLEInfo *info in self.arrayBLE)
{
if ([info.discoveredPeripheral.identifier.UUIDString isEqualToString:discoveredBLEInfo.discoveredPeripheral.identifier.UUIDString])
{
return NO;
}
}

[self.arrayBLE addObject:discoveredBLEInfo];
[self.tableView reloadData];
return YES;
}

扫描到的周边设备展示如下：



扫描到的周边设备


2. 连接设备

当我们点击其中一个设备，尝试进行连接。lightblue是点击后就立马连接的，然后在下一个UITableView来展示该周边设备的服务与特性。

而我是进入下一页UITableView才开始连接，差别不大。但是注意的是，一定要把我们之前的self.centralMgr传递到下一页的UITableView来使用，并且重新设置delegate。

用来展示服务和特性的UITableViewController：

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  #import <UIKit/UIKit.h>
#import <CoreBluetooth/CoreBluetooth.h>
@interface BLEInfoTableViewController : UITableViewController
<
CBPeripheralManagerDelegate,
CBCentralManagerDelegate,
CBPeripheralDelegate
>

@property (nonatomic, strong) CBCentralManager *centralMgr;
@property (nonatomic, strong) CBPeripheral *discoveredPeripheral;

// tableview sections，保存蓝牙设备里面的services字典，字典第一个为service，剩下是特性与值
@property (nonatomic, strong) NSMutableArray *arrayServices;

// 用来记录有多少特性，当全部特性保存完毕，刷新列表
@property (atomic, assign) int characteristicNum;

@end

记得把之前的centrlMgr传过来，记得要重新设置delegate：

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- (void)viewDidLoad
{
[super viewDidLoad];

[_centralMgr setDelegate:self];
if (_discoveredPeripheral)
{
[_centralMgr connectPeripheral:_discoveredPeripheral options:nil];
}
_arrayServices = [[NSMutableArray alloc] init];
_characteristicNum = 0;
}

其中，

[centralMgr connectPeripheral:discoveredPeripheral options:nil];

就是中央设备向周边设备发起连接。

我们可以实现下面的函数，如果连接失败，就会得到回调：

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- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error
{
NSLog(@"didFailToConnectPeripheral : %@", error.localizedDescription);
}

我们必须实现
didConnectPeripheral
，只要连接成功，就能回调到该函数，开始获取服务。

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- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral
{

[self.arrayServices removeAllObjects];

[_discoveredPeripheral setDelegate:self];

[_discoveredPeripheral discoverServices:nil];
}

discoverServices
就是查找该周边设备的服务。


3. 获取服务

当找到了服务之后，就能进入
didDiscoverServices
的回调。我们把全部服务都保存起来。

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- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error
{
if (error)
{
NSLog(@"didDiscoverServices : %@", [error localizedDescription]);
//        [self cleanup];
return;
}

for (CBService *s in peripheral.services)
{
NSLog(@"Service found with UUID : %@", s.UUID);
NSMutableDictionary *dic = [[NSMutableDictionary alloc] initWithDictionary:@{SECTION_NAME:s.UUID.description}];
[self.arrayServices addObject:dic];
[s.peripheral discoverCharacteristics:nil forService:s];
}
}


4. 获取特性

我们通过
discoverCharacteristics
来获取每个服务下的特性，通过下面的回调来获取。

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- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error
{
if (error)
{
NSLog(@"didDiscoverCharacteristicsForService error : %@", [error localizedDescription]);
return;
}

for (CBCharacteristic *c in service.characteristics)
{
self.characteristicNum++;
[peripheral readValueForCharacteristic:c];
}
}


5. 获取特性值

readValueForCharacteristic
可以读取特性的值。

通过下面的回调，就能得到特性值。

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- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error
{
self.characteristicNum--;
if (self.characteristicNum == 0)
{
[self.tableView reloadData];
}

if (error)
{
NSLog(@"didUpdateValueForCharacteristic error : %@", error.localizedDescription);
return;
}

NSString *stringFromData = [[NSString alloc] initWithData:characteristic.value encoding:NSUTF8StringEncoding];

if ([stringFromData isEqualToString:@"EOM"])
{
NSLog(@"the characteristic text is END");
//        [peripheral setNotifyValue:NO forCharacteristic:characteristic];
//        [self.centralMgr cancelPeripheralConnection:peripheral];
}

for (NSMutableDictionary *dic in self.arrayServices)
{
NSString *service = [dic valueForKey:SECTION_NAME];
if ([service isEqual:characteristic.service.UUID.description])
{
NSLog(@"characteristic.description : %@", characteristic.UUID.description);
[dic setValue:characteristic.value forKey:characteristic.UUID.description];
}
}
}



连接到周边设备获得的蓝牙信息


其它

本来苹果是提供了xcode5.0加ios7的模拟器来实现模拟器开启蓝牙的，本来连文章都给出了：https://developer.apple.com/library/ios/technotes/tn2295/_index.html

后来苹果把这文章给删了，还把ios7模拟器支持开启蓝牙给去掉。

那么，可以通过这个文章/article/1576040.html,使用6.0的模拟器来调试。


参考文章

iOS CoreBluetooth 教程

藍牙 BLE CoreBluetooth 初探

蓝牙4.0 For IOS
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