[iOS/swift]蓝牙链接

以前作过蓝牙链接的功能，可是要么是直接在别人的基础上更改和新增功能，要么就是囫囵吞枣直接按别人的文章一步步写过去，写完了本身也仍是没有头绪，仅仅是能用而已。此次借设计YModem升级工具及蓝牙多设备同时升级功能的机会，从头梳理一遍蓝牙链接的功能，并记之以文字。

1、原理

更详细信息能够查看官方蓝牙框架文档： 《Core Bluetooth Programming Guide》

文章连接：蓝牙链接（swift版）

1.基本概念

1.1 蓝牙版本

蓝牙2.0

蓝牙2.0是传统蓝牙，也叫作经典蓝牙。

蓝牙2.0如要上架需进行MFI认证，使用ExternalAccessory框架。

蓝牙4.0

蓝牙4.0由于耗电低，也叫作低功耗蓝牙(BLE)。它将三种规格集于一体，包括传统蓝牙技术、高速技术和低耗能技术。

蓝牙4.0使用CoreBluetooth框架。

1.2 参数

基本参数

• CBCentralManager：中心设备，链接硬件的设备。
• CBPeripheral：外围设备，被链接的硬件。
• service：服务
• characteristic：特征

一个外设包含多个服务,而每个服务中又包含多个特征,特征包括特征的值和特征的描述.每一个服务包含多个字段,字段的权限有read(读)、write(写)、notify(通知/订阅)。

characteristic的三种操做：

• write：发送信息给外围设备
• notify：接收外围设备的通知
• read：获取外围设备的信息。当部分设备为只读时，没法使用write发送信息给外围设备，但可使用read去获取外围设备的信息。

正常多使用write和notify。

2.模式

蓝牙开发分为两种模式，中心模式(central)，和外设模式(peripheral)。通常来说，咱们须要在软件内链接硬件，经过链接硬件给硬件发送指令以完成一些动做的蓝牙开发都是基于中心模式(central)模式的开发，也就是说咱们开发的app是中心，咱们要链接的硬件是外设。若是须要其余设备链接手机蓝牙，并对手机进行一些操做，那就是基于外设模式(peripheral)的开发。

中心模式流程

swift版：

1. 建立中心设备(CBCentralManager)
2. 中心设备开始扫描(scanForPeripherals)
3. 扫描到外围设备以后, 自动调用中心设备的代理方法(didDiscoverPeripheral)
4. 若是设备过多, 能够将扫描到的外围设备添加到数组
5. 开始链接, 从数组中过滤出本身想要的设备, 进行链接(connectPeripheral)
6. 链接上以后, 自动调用中心设备的代理方法(didConnectPeripheral), 在代理中, 进行查找外围设备的服务(peripheral.discoverServices)
7. 查找到服务以后, 自动调用外围设备的代理(didDiscoverServices), 可经过UUID,查找具体的服务,查找服务(discoverCharacteristics)
8. 查找到特征以后, 自动调用外围设备的代理(didDiscoverCharacteristics), 经过UUID找到本身想要的特征, 读取特征(readValueForCharacteristic)
9. 读取到特征以后, 自动调用外设的代理方法(didUpdateValueForCharacteristic),在这里打印或者解析本身想要的特征值.

oc版：

1. 创建中心角色 [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:self queue:nil]
2. 扫描外设 cancelPeripheralConnection
3. 发现外设 didDiscoverPeripheral

4. 链接外设 connectPeripheral

   • 4.1链接失败 didFailToConnectPeripheral
   • 4.2链接断开 didDisconnectPeripheral
   • 4.3链接成功 didConnectPeripheral

5. 扫描外设中的服务 discoverServices

   • 5.1发现并获取外设中的服务 didDiscoverServices

6. 扫描外设对应服务的特征 discoverCharacteristics

   • 6.1发现并获取外设对应服务的特征 didDiscoverCharacteristicsForService
   • 6.2给对应特征写数据 writeValue:forCharacteristic:type:

7. 订阅特征的通知 setNotifyValue:forCharacteristic:

   • 7.1根据特征读取数据 didUpdateValueForCharacteristic

外设模式流程

1. 创建外设设备
2. 设置本地外设的服务和特征
3. 发布外设和特征
4. 广播服务
5. 响应中心的读写请求
6. 发送更新的特征值，订阅中心

2、实现

经常使用方法记录用到的方法， 代码是具体运用

2.1 前置

• 设备的特征包含UUID，可经过UUID区分对应的特征。
• 要用到蓝牙链接相关类的页面需导入头文件：import CoreBluetooth

变量

private let BLE_WRITE_UUID = "xxxx"
private let BLE_NOTIFY_UUID = "xxxx"

var centralManager:CBCentralManager?
///扫描到的全部设备
var aPeArray:[CBPeripheral] = []
//当前链接的设备
var pe:CBPeripheral?
var writeCh: CBCharacteristic?
var notifyCh: CBCharacteristic?

经常使用方法

实例化

var centralManager = CBCentralManager(delegate: self, queue: nil, options: nil)

开始扫描

centralManager.scanForPeripherals(withServices: serviceUUIDS, options: nil)

链接设备

centralManager.connect(peripheral, options: nil)

• 链接设备以前要先设置代理，正常状况，当第一次获取外设peripheral的时候就会同时设置代理

断开链接

centralManager.cancelPeripheralConnection(peripheral)

中止扫描

centralManager.stopScan()

发现服务

peripheral.discoverServices(nil)

• 外设链接成功的时候使用该方法发现服务
• 通常在此处同步设置代理：peripheral.delegate = self

发现特征

peripheral.discoverCharacteristics(nil, for: service)

• 搜索到服务以后执行该方法，将特征下的服务peripheral.services对应搜索特征

设置通知

peripheral.setNotifyValue(true, for: characteristic)

• 当搜索到对应特征以后，能够根据条件判断是否设置及保存该特征，如特征的uuid
• 通知的特征须要设置该项，以开启通知

2.2 代码

2.2.1 流程

实例化

将CBCenteralManager实例化：

centralManager = CBCentralManager(delegate: self, queue: nil, options: [CBCentralManagerOptionShowPowerAlertKey:false])

实例化完成后的回调：

func centralManagerDidUpdateState(_ central: CBCentralManager) {
    if central.state == CBManagerState.poweredOn {
            print("powered on")
            
        } else {
            if central.state == CBManagerState.poweredOff {
                print("BLE powered off")
            } else if central.state == CBManagerState.unauthorized {
                print("BLE unauthorized")
            } else if central.state == CBManagerState.unknown {
                print("BLE unknown")
            } else if central.state == CBManagerState.resetting {
                print("BLE ressetting")
            }
        }
}

• CBCenteralManager实例化完毕，能够开始扫描外设CBPeripheral
• 如无特殊要求，能够在此处直接进行扫描操做

扫描并发现设备

扫描设备：

centralManager.scanForPeripherals(withServices: serviceUUIDS, options: nil)

发现设备：

func centralManager(_ central: CBCentralManager, didDiscover peripheral: CBPeripheral, advertisementData: [String : Any], rssi RSSI: NSNumber) {
    guard !aPeArray.contains(peripheral), let deviceName = peripheral.name, deviceName.count > 0 else {
        return
    }
    
}

• 此处能够将搜索到的设备保存并显示出来，也能够将须要的设备直接链接

链接设备

链接设备：

centralManager.connect(peripheral, options: nil)

设备链接完成后的回调：

func centralManager(_ central: CBCentralManager, didConnect peripheral: CBPeripheral) {
    print("\(#function)链接外设成功。\ncentral:\(central),peripheral:\(peripheral)\n")
    // 设置代理
    peripheral.delegate = self
    // 开始发现服务
    peripheral.discoverServices(nil)
}

• 链接完成后直接搜索对应的服务Service

设备链接失败的回调：

func centralManager(_ central: CBCentralManager, didFailToConnect peripheral:
CBPeripheral, error: Error?) {
    print("\(#function)链接外设失败\n\(String(describing:
peripheral.name))链接失败：\(String(describing: error))\n")
    // 这里能够发通知出去告诉设备链接界面链接失败
    
}

链接丢失的回调：

func centralManager(_ central: CBCentralManager, didDisconnectPeripheral peripheral: CBPeripheral, error: Error?) {
    print("\(#function)链接丢失\n外设：\(String(describing:
peripheral.name))\n错误：\(String(describing: error))\n")
    // 这里能够发通知出去告诉设备链接界面链接丢失
    
}

搜索服务

搜索服务（设备链接成功的回调处执行）：

peripheral.discoverServices(nil)

发现服务：

func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral, didDiscoverServices error: Error?) {
    if let error = error  {
        print("\(#function)搜索到服务-出错\n设备(peripheral)：\(String(describing:
peripheral.name)) 搜索服务(Services)失败：\(error)\n")
        return
    } else {
        print("\(#function)搜索到服务\n设备(peripheral)：\(String(describing:
peripheral.name))\n")
    }
    for service in peripheral.services ?? [] {
        peripheral.discoverCharacteristics(nil, for: service)
    }
}

• 搜索到服务以后直接搜索其对应的特征

搜索特征

搜索特征（当发现服务以后即执行搜索）：

peripheral.discoverCharacteristics(nil, for: service)

发现特征

func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral, didDiscoverCharacteristicsFor service: CBService, error: Error?) {
    if let _ = error {
        print("\(#function)发现特征\n设备(peripheral)：\(String(describing: peripheral.name))\n服务(service)：\(String(describing: service))\n扫描特征(Characteristics)失败：\(String(describing: error))\n")
        return
    } else {
        print("\(#function)发现特征\n设备(peripheral)：\(String(describing: peripheral.name))\n服务(service)：\(String(describing: service))\n服务下的特征：\(service.characteristics ?? [])\n")
    }
    
    for characteristic in service.characteristics ?? [] {
        if characteristic.uuid.uuidString.lowercased().isEqual(BLE_WRITE_UUID) {
            pe = peripheral
            writeCh = characteristic
        } else if characteristic.uuid.uuidString.lowercased().isEqual(BLE_NOTIFY_UUID) {
            notifyCh = characteristic
            peripheral.setNotifyValue(true, for: characteristic)
        }
        //此处表明链接成功
    }
}

• 此处可保存链接设备外设peripheral和特征characteristic，后续发送接收数据时使用
• swift的UUID与oc的不同，要区分大小写，故UUID最好保存为字符串
• 链接成功可在此处设置回调

读取设备发送的数据

获取设备发送的数据：

func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral, didUpdateValueFor characteristic:
CBCharacteristic, error: Error?) {
    if let _ = error {
        return
    }
    //拿到设备发送过来的值,可传出去并进行处理
    
}

• 设备发送过来的数据会在此处回调，可设置闭包、协议等回调方式将值传出去

向设备发送数据

发送数据：

peripheral.writeValue(data, for: characteristic, type: .withResponse)

• 类型根据须要填写
• 特征characteristic须要是写入的特征，不能用其余的特征

检测发送数据是否成功：

func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral, didWriteValueFor characteristic: CBCharacteristic, error: Error?) {
    if let error = error {
        print("\(#function)\n发送数据失败！错误信息：\(error)")
    }
}

2.2.2 完整代码下载

github代码：BleDemo

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