iOS蓝牙开发 Bluetooth蓝牙CoreBluetooth 蓝牙中心设备的实现 蓝牙外设的实现 有Demo
转载请注明本文地址：www.jianshu.com/p/38a4c6451…git
目的
最近公司在作一个iOS蓝牙项目，在开发的过程当中简单整理了一些与之相关的基础知识，在这里分享一下。整理包括如下内容：github
一、iOS蓝牙开发的关键词 二、蓝牙的简单介绍 三、CoreBluetooth框架 四、实现iOS蓝牙外设（Demo） 五、实现iOS蓝牙中心设备（Demo）框架
Demo的运行gif图以下，中心设备能够从外设读取数据，也能够向外设写入数据。外设也能够向中心设备发送数据。 PS：须要使用真机测试。学习
iOS的蓝牙开发是围绕着CoreBluetooth框架来实现的。 下面先从iOS蓝牙开发的基本概念提及。测试
1、iOS蓝牙开发的关键词
中心设备：就是用来扫描周围蓝牙硬件的设备，好比经过你手机的蓝牙来扫描并链接智能手环，这时候你的手机就是中心设备。ui
外设：被扫描的设备。好比当你用手机的蓝牙扫描链接智能手环的时候，智能手环就是外设。编码
广播：就是外设不停的散播蓝牙信号，让中心设备能够扫描到。atom
服务（services）：外设广播和运行的时候会有服务，能够理解成一个功能模块，中心设备能够读取服务。外设能够有多个服务。url
特征（characteristic）：在服务中的一个单位，一个服务能够有多个特征，特征会有一个value，通常读写的数据就是这个value。spa
UUID：区分不一样的服务和特征，能够理解为服务和特征的身份证。咱们能够用UUID来挑选须要的服务和特征。
2、蓝牙的简单介绍
偷个懒：蓝牙百科 蓝牙（ **Bluetooth® **）：是一种短距离无线通讯技术 ，可实现固定设备、移动设备和楼宇我的域网之间的短距离数据交换（使用2.4—2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波）。蓝牙4.2发布于2014年12月2日，本文发布的时候，蓝牙的最新版本为4.2。
3、CoreBluetooth框架
如上图所示，iOS中的蓝牙开发框架CoreBluetooth处在蓝牙低功耗协议栈的上面，咱们开发的时候只是使用CoreBluetooth这个框架，经过CoreBluetooth能够轻松实现外设或中心设备的开发。
CoreBluetooth能够分为两大模块，中心设备central，外设peripheral，它们俩各有本身的一套API供咱们使用。
上图左边的就是中心设备的开发类，咱们平时是使用CBCentralManager来进行相关操做。
- CBCentralManager： 蓝牙中心设备管理类，用来统一调度中心设备的开发
- CBPeripheral ：蓝牙外设，例如蓝牙手环、心率监测仪。
- CBService ：蓝牙外设的服务，能够有0个或者多个服务。
- CBCharacteristic ：服务中的特征，每个蓝牙服务中能够有0个或多个特征，特征中包含数据信息。
- CBUUID：能够理解为服务或特征的身份证，能够用来选择须要的服务和特征。
右边是外设开发相关类，通常是围绕着CBPeripheralManager来进行编码。
- CBPeripheralManager： 蓝牙外设开发时使用，用来开发蓝牙外设的中心管理类。
- CBCentral：蓝牙中心设备，例如用来链接蓝牙手环的手机。
- CBMutableService：外设开发的时候能够添加多个服务，全部这里用CBMutableService来建立添加服务。
- CBMutableCharacteristic：每一个服务中能够有多个特征，外设开发给服务添加特征的时候使用这个类。
- CBATTRequest：读或者写请求。它的实例对象有一个value属性，用来装载外设进行蓝牙读取或写入请求时的数据。通常在外设写入或读取的回调方法中有这一个参数。
4、实现iOS蓝牙外设（Demo）
一、首先导入CoreBluetooth框架，并遵照协议
#import <CoreBluetooth/CoreBluetooth.h>
// 遵照CBPeripheralManagerDelegate协议
@interface ViewController () <CBPeripheralManagerDelegate>
复制代码
二、建立外设管理对象，用一个属性来强引用这个对象。而且在建立的时候设置代理，声明放到哪一个线程。
@property (nonatomic, strong) CBPeripheralManager *peripheralManager;
// 建立外设管理器，会回调peripheralManagerDidUpdateState方法
self.peripheralManager = [[CBPeripheralManager alloc] initWithDelegate:self queue:dispatch_get_main_queue()];
复制代码
三、当建立CBPeripheralManager的时候，会回调判断蓝牙状态的方法。当蓝牙状态没问题的时候建立外设的Service（服务）和Characteristics（特征）。
/* 设备的蓝牙状态 CBManagerStateUnknown = 0, 未知 CBManagerStateResetting, 重置中 CBManagerStateUnsupported, 不支持 CBManagerStateUnauthorized, 未验证 CBManagerStatePoweredOff, 未启动 CBManagerStatePoweredOn, 可用 */
- (void)peripheralManagerDidUpdateState:(CBPeripheralManager *)peripheral {
if (peripheral.state == CBManagerStatePoweredOn) {
// 建立Service（服务）和Characteristics（特征）
[self setupServiceAndCharacteristics];
// 根据服务的UUID开始广播
[self.peripheralManager startAdvertising:@{CBAdvertisementDataServiceUUIDsKey:@[[CBUUID UUIDWithString:SERVICE_UUID]]}];
}
}
复制代码
能够先用宏来作两个标识字符串，用来建立服务和特征的UUID。 最终把建立好的特征放进服务，把服务放入中心管理器。
#define SERVICE_UUID @"CDD1"
#define CHARACTERISTIC_UUID @"CDD2"
/** 建立服务和特征 */
- (void)setupServiceAndCharacteristics {
// 建立服务
CBUUID *serviceID = [CBUUID UUIDWithString:SERVICE_UUID];
CBMutableService *service = [[CBMutableService alloc] initWithType:serviceID primary:YES];
// 建立服务中的特征
CBUUID *characteristicID = [CBUUID UUIDWithString:CHARACTERISTIC_UUID];
CBMutableCharacteristic *characteristic = [
[CBMutableCharacteristic alloc]
initWithType:characteristicID
properties:
CBCharacteristicPropertyRead |
CBCharacteristicPropertyWrite |
CBCharacteristicPropertyNotify
value:nil
permissions:CBAttributePermissionsReadable |
CBAttributePermissionsWriteable
];
// 特征添加进服务
service.characteristics = @[characteristic];
// 服务加入管理
[self.peripheralManager addService:service];
// 为了手动给中心设备发送数据
self.characteristic = characteristic;
}
复制代码
注意CBCharacteristicPropertyNotify这个参数，只有设置了这个参数，在中心设备中才能订阅这个特征。 通常开发中能够设置两个特征，一个用来发送数据，一个用来接收中心设备写过来的数据，咱们这里为了方便就只设置了一个特征。 最后用一个属性拿到这个特征，是为了后面单独发送数据的时候使用，数据的写入和读取最终仍是要经过特征来完成。
四、当中心设备读取这个外设的数据的时候会回调这个方法。
/** 中心设备读取数据的时候回调 */
- (void)peripheralManager:(CBPeripheralManager *)peripheral didReceiveReadRequest:(CBATTRequest *)request {
// 请求中的数据，这里把文本框中的数据发给中心设备
request.value = [self.textField.text dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
// 成功响应请求
[peripheral respondToRequest:request withResult:CBATTErrorSuccess];
}
复制代码
五、当中心设备写入数据的时候，外设会调用下面这个方法。
/** 中心设备写入数据的时候回调 */
- (void)peripheralManager:(CBPeripheralManager *)peripheral didReceiveWriteRequests:(NSArray<CBATTRequest *> *)requests {
// 写入数据的请求
CBATTRequest *request = requests.lastObject;
// 把写入的数据显示在文本框中
self.textField.text = [[NSString alloc] initWithData:request.value encoding:NSUTF8StringEncoding];
}
复制代码
六、还有一个主动给中心设备发送数据的方法。
/** 经过固定的特征发送数据到中心设备 */
- (IBAction)didClickPost:(id)sender {
BOOL sendSuccess = [self.peripheralManager updateValue:[self.textField.text dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding] forCharacteristic:self.characteristic onSubscribedCentrals:nil];
if (sendSuccess) {
NSLog(@"数据发送成功");
}else {
NSLog(@"数据发送失败");
}
}
复制代码
七、中心设备订阅成功的时候回调。
/** 订阅成功回调 */
-(void)peripheralManager:(CBPeripheralManager *)peripheral central:(CBCentral *)central didSubscribeToCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic {
NSLog(@"%s",__FUNCTION__);
}
复制代码
八、中心设备取消订阅的时候回调。
/** 取消订阅回调 */
-(void)peripheralManager:(CBPeripheralManager *)peripheral central:(CBCentral *)central didUnsubscribeFromCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic {
NSLog(@"%s",__FUNCTION__);
}
复制代码
以上就是iOS蓝牙外设的基本实现流程，固然还有更多的地方能够进一步处理，这就须要投入更多的时间来学习实验了。
下面进入iOS蓝牙开发的主要部分，中心设备的实现，这也是手机App一般担任的角色。
5、实现iOS蓝牙中心设备（Demo）
一、同外设开发同样，首先要导入CoreBluetooth框架。
#import <CoreBluetooth/CoreBluetooth.h>
复制代码
二、遵照的协议与外设开发不一样，中心设备的开发须要遵循以下两个协议。
@interface ViewController () <CBCentralManagerDelegate,CBPeripheralDelegate>
复制代码
三、建立中心管理器并用属性强引用，建立的时候也会设置代理和选择线程。
@property (nonatomic, strong) CBCentralManager *centralManager;
// 建立中心设备管理器，会回调centralManagerDidUpdateState
self.centralManager = [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:self queue:dispatch_get_main_queue()];
复制代码
四、当建立中心管理对象的时候，会回调以下方法用来判断中心设备的蓝牙状态。当蓝牙状态没问题的时候，能够根据外设服务的UUID来扫描须要的外设。因此天然而然的就想到了要定义与外设UUID相同的宏。
/** 判断手机蓝牙状态 */
#define SERVICE_UUID @"CDD1"
#define CHARACTERISTIC_UUID @"CDD2"
- (void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central {
// 蓝牙可用，开始扫描外设
if (central.state == CBManagerStatePoweredOn) {
NSLog(@"蓝牙可用");
// 根据SERVICE_UUID来扫描外设，若是不设置SERVICE_UUID，则扫描全部蓝牙设备
[central scanForPeripheralsWithServices:@[[CBUUID UUIDWithString:SERVICE_UUID]] options:nil];
}
if(central.state==CBCentralManagerStateUnsupported) {
NSLog(@"该设备不支持蓝牙");
}
if (central.state==CBCentralManagerStatePoweredOff) {
NSLog(@"蓝牙已关闭");
}
}
复制代码
五、当扫描到外设以后，就会回调下面这个方法，能够在这个方法中继续设置筛选条件，例如根据外设名字的前缀来选择，若是符合条件就进行链接。
/** 发现符合要求的外设，回调 */
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary<NSString *, id> *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI {
// 对外设对象进行强引用
self.peripheral = peripheral;
// if ([peripheral.name hasPrefix:@"WH"]) {
// // 能够根据外设名字来过滤外设
// [central connectPeripheral:peripheral options:nil];
// }
// 链接外设
[central connectPeripheral:peripheral options:nil];
}
复制代码
七、当链接成功的时候，就会来到下面这个方法。为了省电，当链接上外设以后，就让中心设备中止扫描，而且别忘记设置链接上的外设的代理。在这个方法里根据UUID进行服务的查找。
/** 链接成功 */
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral{
// 能够中止扫描
[self.centralManager stopScan];
// 设置代理
peripheral.delegate = self;
// 根据UUID来寻找服务
[peripheral discoverServices:@[[CBUUID UUIDWithString:SERVICE_UUID]]];
NSLog(@"链接成功");
}
复制代码
八、链接失败和断开链接也有各自的回调方法。在断开链接的时候，咱们能够设置自动重连，根据项目需求来自定义里面的代码。
/** 链接失败的回调 */
-(void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error {
NSLog(@"链接失败");
}
/** 断开链接 */
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(nullable NSError *)error {
NSLog(@"断开链接");
// 断开链接能够设置从新链接
[central connectPeripheral:peripheral options:nil];
}
复制代码
九、下面开始处理代理方法。 最开始就是发现服务的方法。这个方法里能够遍历服务，找到须要的服务。因为上面作的外设只有一个服务，因此我这里直接取服务中的最后一个lastObject就好了。 找到服务以后，连贯的动做继续根据特征的UUID寻找服务中的特征。
/** 发现服务 */
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error {
// 遍历出外设中全部的服务
for (CBService *service in peripheral.services) {
NSLog(@"全部的服务：%@",service);
}
// 这里仅有一个服务，因此直接获取
CBService *service = peripheral.services.lastObject;
// 根据UUID寻找服务中的特征
[peripheral discoverCharacteristics:@[[CBUUID UUIDWithString:CHARACTERISTIC_UUID]] forService:service];
}
复制代码
十、下面这个方法里作的事情很多。 当发现特征以后，与服务同样能够遍历特征，根据外设开发人员给的文档找出不一样特征，作出相应的操做。 个人外设只设置了一个特征，因此也是直接经过lastObject拿到特征。 再重复一遍，通常开发中能够设置两个特征，一个用来发送数据，一个用来接收中心设备写过来的数据。 这里用一个属性引用特征，是为了后面经过这个特征向外设写入数据或发送指令。 readValueForCharacteristic方法是直接读一次这个特征上的数据。
/** 发现特征回调 */
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error {
// 遍历出所须要的特征
for (CBCharacteristic *characteristic in service.characteristics) {
NSLog(@"全部特征：%@", characteristic);
// 从外设开发人员那里拿到不一样特征的UUID，不一样特征作不一样事情，好比有读取数据的特征，也有写入数据的特征
}
// 这里只获取一个特征，写入数据的时候须要用到这个特征
self.characteristic = service.characteristics.lastObject;
// 直接读取这个特征数据，会调用didUpdateValueForCharacteristic
[peripheral readValueForCharacteristic:self.characteristic];
// 订阅通知
[peripheral setNotifyValue:YES forCharacteristic:self.characteristic];
}
复制代码
setNotifyValue:(BOOL)enabled forCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic方法是对这个特征进行订阅，订阅成功以后，就能够监控外设中这个特征值得变化了。
十一、当订阅的状态发生改变的时候，下面的方法就派上用场了。
/** 订阅状态的改变 */
-(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateNotificationStateForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error {
if (error) {
NSLog(@"订阅失败");
NSLog(@"%@",error);
}
if (characteristic.isNotifying) {
NSLog(@"订阅成功");
} else {
NSLog(@"取消订阅");
}
}
复制代码
十二、外设能够发送数据给中心设备，中心设备也能够从外设读取数据，当发生这些事情的时候，就会回调这个方法。经过特种中的value属性拿到原始数据，而后根据需求解析数据。
/** 接收到数据回调 */
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error {
// 拿到外设发送过来的数据
NSData *data = characteristic.value;
self.textField.text = [[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];
}
复制代码
1三、中心设备能够向外设写入数据，也能够向外设发送请求或指令，当须要进行这些操做的时候该怎么办呢。
-
首先把要写入的数据转化为NSData格式，而后根据上面拿到的写入数据的特征，运用方法writeValue:(NSData *)data forCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic type:(CBCharacteristicWriteType)type来进行数据的写入。
-
当写入数据的时候，系统也会回调这个方法peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didWriteValueForCharacteristic:(nonnull CBCharacteristic *)characteristic error:(nullable NSError *)error 。
/** 写入数据 */
- (IBAction)didClickPost:(id)sender {
// 用NSData类型来写入
NSData *data = [self.textField.text dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
// 根据上面的特征self.characteristic来写入数据
[self.peripheral writeValue:data forCharacteristic:self.characteristic type:CBCharacteristicWriteWithResponse];
}
/** 写入数据回调 */
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didWriteValueForCharacteristic:(nonnull CBCharacteristic *)characteristic error:(nullable NSError *)error {
NSLog(@"写入成功");
}
复制代码
1四、中心设备如何主动从外设读取数据呢。
- 用正在链接的外设对象来调用readValueForCharacteristic方法，而且把将要读取数据的特征做为参数，这样就能够主动拿一次数据了。 去到第12步的回调方法中，在特征的value属性中拿到此次的数据。
/** 读取数据 */
- (IBAction)didClickGet:(id)sender {
[self.peripheral readValueForCharacteristic:self.characteristic];
}
复制代码
后记
中心设备的开发是须要配合外设来进行的，通常会有硬件工程师或嵌入式工程师给出通讯协议，根据协议来对项目的各类需求进行操做。
本文所述的示例代码在这里：Demo
github地址：github.com/remember17
- 1. iOS蓝牙开发 Bluetooth蓝牙CoreBluetooth 蓝牙中心设备的实现 蓝牙外设的实现 有Demo
- 2. Android Bluetooth蓝牙开发：发现Bluetooth蓝牙设备（1）
- 3. iOS - Bluetooth 蓝牙
- 4. 蓝牙 CoreBluetooth
- 5. iOS 蓝牙设备
- 6. Android 蓝牙开发实例--蓝牙聊天程序的设计和实现 Android 蓝牙开发实例--蓝牙聊天程序的设计和实现...
- 7. android -------- 蓝牙Bluetooth
- 8. 蓝牙bluetooth
- 9. 蓝牙4.0 vs 蓝牙4.1 vs 蓝牙4.2 vs 蓝牙5.0
- 10. （二）iOS Core Bluetooth 蓝牙 “外设模式”
- 更多相关文章...
- • 现实生活中的 XML - XML 教程
- • Hibernate实现增删改查 - Hibernate教程
- • ☆基于Java Instrument的Agent实现
- • Spring Cloud 微服务实战(三) - 服务注册与发现
-
每一个你不满意的现在，都有一个你没有努力的曾经。
- 1. iOS蓝牙开发 Bluetooth蓝牙CoreBluetooth 蓝牙中心设备的实现 蓝牙外设的实现 有Demo
- 2. Android Bluetooth蓝牙开发：发现Bluetooth蓝牙设备（1）
- 3. iOS - Bluetooth 蓝牙
- 4. 蓝牙 CoreBluetooth
- 5. iOS 蓝牙设备
- 6. Android 蓝牙开发实例--蓝牙聊天程序的设计和实现 Android 蓝牙开发实例--蓝牙聊天程序的设计和实现...
- 7. android -------- 蓝牙Bluetooth
- 8. 蓝牙bluetooth
- 9. 蓝牙4.0 vs 蓝牙4.1 vs 蓝牙4.2 vs 蓝牙5.0
- 10. （二）iOS Core Bluetooth 蓝牙 “外设模式”