iOS開發之藍牙通訊

本文轉載自查看原文 2015-12-22 02:10 2129 ios

iOS開發之藍牙通訊

一、引言

藍牙是設備近距離通信的一種方便手段，在iPhone引入藍牙4.0后，設備之間的通訊變得更加簡單。相關的藍牙操作由專門的CoreBluetooth.framework進行統一管理。通過藍牙進行通訊交互分為兩方，一方為中心設備central，一方為外設peripheral，外設通過廣播的方式向外發送信息，中心設備檢索到外設發的廣播信息，可以進行配對連接，進而進行數據交互。

二、中心設備CBCentralManager

CBCentralManager是管理中心設備的管理類，其中重要方法如下：

//設置中心設備代理
@property(assign, nonatomic, nullable) id<CBCentralManagerDelegate> delegate;
//中心設備當前狀態
@property(readonly) CBCentralManagerState state;
//中心設備是否正在掃描
@property(readonly) BOOL isScanning NS_AVAILABLE(NA, 9_0);

其中state是一個枚舉，有關藍牙是否可用的狀態如下：

typedef NS_ENUM(NSInteger, CBCentralManagerState) {
        //狀態未知
    CBCentralManagerStateUnknown = 0,
    //連接斷開 即將重置
    CBCentralManagerStateResetting,
    //該平台不支持藍牙
    CBCentralManagerStateUnsupported,
    //未授權藍牙使用 hovertree.com
    CBCentralManagerStateUnauthorized,
    //藍牙關閉
    CBCentralManagerStatePoweredOff,
    //藍牙正常開啟
    CBCentralManagerStatePoweredOn,
};

下面這些方法用於初始化管理中心：

//初始化方法
//設置的代理需要遵守CBCentralManagerDelegate協議
//queue可以設置藍牙掃描的線程 傳入nil則為在主線程中進行
- (instancetype)initWithDelegate:(nullable id<CBCentralManagerDelegate>)delegate
                           queue:(nullable dispatch_queue_t)queue;
//此方法同上 在options字典中用於進行一些管理中心的初始化屬性設置
//字典中支持的鍵值如下 http://www.cnblogs.com/roucheng/
/*
NSString * const CBCentralManagerOptionShowPowerAlertKey 對應一個NSNumber類型的bool值，用於設置是否在關閉藍牙時彈出用戶提示
NSString * const CBCentralManagerOptionRestoreIdentifierKey 對應一個NSString對象，設置管理中心的標識符ID
*/
- (instancetype)initWithDelegate:(nullable id<CBCentralManagerDelegate>)delegate
                           queue:(nullable dispatch_queue_t)queue
                         options:(nullable NSDictionary<NSString *, id> *)options;

//根據獲取所有已知設備
- (NSArray<CBPeripheral *> *)retrievePeripheralsWithIdentifiers:(NSArray<NSUUID *> *)identifiers;
//根據服務id獲取所有連接的設備 hovertree.com
- (NSArray<CBPeripheral *> *)retrieveConnectedPeripheralsWithServices:(NSArray<CBUUID *> *)serviceUUIDs;

在初始化管理中心完成后，會回調代理中的如下方法，我們必須實現如下方法：

//這個方法中可以獲取到管理中心的狀態
- (void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central;

如果上面方法中管理中心狀態為藍牙可用，可以通過下面方法開啟掃描外設：

//serviceUUIDs用於掃描一個特點ID的外設 options用於設置一些掃描屬性 鍵值如下
/*
//是否允許重復掃描 對應NSNumber的bool值，默認為NO，會自動去重
NSString *const CBCentralManagerScanOptionAllowDuplicatesKey;
//要掃描的設備UUID 數組 對應NSArray hovertree.com
NSString *const CBCentralManagerScanOptionSolicitedServiceUUIDsKey;
*/
- (void)scanForPeripheralsWithServices:(nullable NSArray<CBUUID *> *)serviceUUIDs options:(nullable NSDictionary<NSString *, id> *)options;

//停止掃描外設
- (void)stopScan;

掃描的結果會在如下代理方法中回掉：

//peripheral 掃描到的外設
//advertisementData是外設發送的廣播數據
//RSSI 是信號強度 http://www.cnblogs.com/roucheng/
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary<NSString *, id> *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI;

掃描到外設后，通過下面方法可以連接一個外設：

/*
options中可以設置一些連接設備的初始屬性鍵值如下
//對應NSNumber的bool值，設置當外設連接后是否彈出一個警告
NSString *const CBConnectPeripheralOptionNotifyOnConnectionKey;
//對應NSNumber的bool值，設置當外設斷開連接后是否彈出一個警告
NSString *const CBConnectPeripheralOptionNotifyOnDisconnectionKey;
//對應NSNumber的bool值，設置當外設暫停連接后是否彈出一個警告 http://www.cnblogs.com/roucheng/
NSString *const CBConnectPeripheralOptionNotifyOnNotificationKey;
*/
- (void)connectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral options:(nullable NSDictionary<NSString *, id> *)options;
//取消一個外設的連接
- (void)cancelPeripheralConnection:(CBPeripheral *)peripheral;

調用過連接外設的方法后，會回掉如下代理方法：

//連接外設成功
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral;
//連接外設失敗
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(nullable NSError *)error;
//斷開外設連接
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(nullable NSError *)error;

當管理中心恢復時會調用如下代理：

 1 //dict中會傳入如下鍵值對 hovertree.com
 2 /*
 3 //恢復連接的外設數組
 4 NSString *const CBCentralManagerRestoredStatePeripheralsKey;
 5 //恢復連接的服務UUID數組
 6 NSString *const CBCentralManagerRestoredStateScanServicesKey;
 7 //恢復連接的外設掃描屬性字典數組
 8 NSString *const CBCentralManagerRestoredStateScanOptionsKey;
 9 */
10 - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central willRestoreState:(NSDictionary<NSString *, id> *)dict;

三、外設CBPeripheralManager

從上面我們知道，中心設備是用來掃描周圍的外設，兩台設備的通訊中，必須有一個充當中心設備，一個充當外設，外設是由CBPeripheralManager進行管理，主要方法如下：

 1 //設置外設管理中心代理
 2 @property(assign, nonatomic, nullable) id<CBPeripheralManagerDelegate> delegate;
 3 //外設狀態 枚舉如中心設備
 4 @property(readonly) CBPeripheralManagerState state;
 5 //是否正在發送廣播
 6 @property(readonly) BOOL isAdvertising;
 7 //用戶的授權狀態
 8 + (CBPeripheralManagerAuthorizationStatus)authorizationStatus;
 9 //初始化並設置代理 參數的具體含義與中心設備管理中心
10 - (instancetype)initWithDelegate:(nullable id<CBPeripheralManagerDelegate>)delegate
11                            queue:(nullable dispatch_queue_t);
12 - (instancetype)initWithDelegate:(nullable id<CBPeripheralManagerDelegate>)delegate
13                            queue:(nullable dispatch_queue_t)queue
14                          options:(nullable NSDictionary<NSString *, id> *)options;
15 //開始發送廣播 hovertree.com  何問起
16 //advertisementData中可以發送的數據有約定 如下
17 /*
18 對應設置NSString類型的廣播名
19 NSString *const CBAdvertisementDataLocalNameKey;
20 外設制造商的NSData數據
21 NSString *const CBAdvertisementDataManufacturerDataKey;
22 外設制造商的CBUUID數據
23 NSString *const CBAdvertisementDataServiceDataKey;
24 服務的UUID與其對應的服務數據字典數組
25 NSString *const CBAdvertisementDataServiceUUIDsKey;
26 附加服務的UUID數組
27 NSString *const CBAdvertisementDataOverflowServiceUUIDsKey;
28 外設的發送功率 NSNumber類型
29 NSString *const CBAdvertisementDataTxPowerLevelKey;
30 外設是否可以連接
31 NSString *const CBAdvertisementDataIsConnectable;
32 服務的UUID數組
33 NSString *const CBAdvertisementDataSolicitedServiceUUIDsKey;
34 */
35 - (void)startAdvertising:(nullable NSDictionary<NSString *, id> *)advertisementData;
36 //停止發送廣播
37 - (void)stopAdvertising;
38 //設置一個連接的具體central設備的延時 枚舉如下
39 /*
40 typedef NS_ENUM(NSInteger, CBPeripheralManagerConnectionLatency) {
41     CBPeripheralManagerConnectionLatencyLow = 0,
42     CBPeripheralManagerConnectionLatencyMedium,
43     CBPeripheralManagerConnectionLatencyHigh
44 } NS_ENUM_AVAILABLE(NA, 6_0);
45 */
46 - (void)setDesiredConnectionLatency:(CBPeripheralManagerConnectionLatency)latency forCentral:(CBCentral *)central;
47 //添加一個服務 http://www.cnblogs.com/roucheng/
48 - (void)addService:(CBMutableService *)service;
49 //移除一個服務
50 - (void)removeService:(CBMutableService *)service;
51 //移除所有服務
52 - (void)removeAllServices;
53 //響應中心設備的讀寫請求
54 - (void)respondToRequest:(CBATTRequest *)request withResult:(CBATTError)result;
55 //更新一個連接中心設備的訂閱特征值
56 - (BOOL)updateValue:(NSData *)value forCharacteristic:(CBMutableCharacteristic *)characteristic onSubscribedCentrals:(nullable NSArray<CBCentral *> *)centrals;

外設代理的相關方法如下：

 1 //這個方法是必須實現的 狀態可用后可以發送廣播
 2 - (void)peripheralManagerDidUpdateState:(CBPeripheralManager *)peripheral;
 3 //連接回復時調用的方法 和centralManager類似
 4 - (void)peripheralManager:(CBPeripheralManager *)peripheral willRestoreState:(NSDictionary<NSString *, id> *)dict;
 5 //開始發送廣播時調用的方法
 6 - (void)peripheralManagerDidStartAdvertising:(CBPeripheralManager *)peripheral error:(nullable NSError *)error;
 7 //添加服務調用的回調
 8 - (void)peripheralManager:(CBPeripheralManager *)peripheral didAddService:(CBService *)service error:(nullable NSError *)error;
 9 //當一個central設備訂閱一個特征值時調用的方法
10 - (void)peripheralManager:(CBPeripheralManager *)peripheral central:(CBCentral *)central didSubscribeToCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic;
11 //取消訂閱一個特征值時調用的方法
12 - (void)peripheralManager:(CBPeripheralManager *)peripheral central:(CBCentral *)central didUnsubscribeFromCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic;
13 //收到讀請求時觸發的方法 何問起 hovertree.com
14 - (void)peripheralManager:(CBPeripheralManager *)peripheral didReceiveReadRequest:(CBATTRequest *)request;
15 //收到寫請求時觸發的方法
16 - (void)peripheralManager:(CBPeripheralManager *)peripheral didReceiveWriteRequests:(NSArray<CBATTRequest *> *)requests;
17 //外設准備更新特征值時調用的方法
18 - (void)peripheralManagerIsReadyToUpdateSubscribers:(CBPeripheralManager *)peripheral;

四、中心設備與外設對象CBCentral與CBPeripheral

上面介紹了中心設備管理類與外設管理類，這些類用於將設備連接建立起來，器具的數據交換的服務和一些信息則是在對應的設備對象中。

1、中心設備 CBCentral屬性與方法

//設備UUID
@property(readonly, nonatomic) NSUUID *identifier;
//中心設備最大接收的數據長度
@property(readonly, nonatomic) NSUInteger maximumUpdateValueLength;

2、外設CAPeripheral屬性與方法

外設對象要比中心對象復雜的多，當centralManager連接到外設后，需要通過外設對象的代理方法進行數據交互，其中主要方法屬性如下：

 1 //設置代理
 2 @property(assign, nonatomic, nullable) id<CBPeripheralDelegate> delegate;
 3 //外設name
 4 @property(retain, readonly, nullable) NSString *name;
 5 //信號強度 http://www.cnblogs.com/roucheng/
 6 @property(retain, readonly, nullable) NSNumber *RSSI NS_DEPRECATED(NA, NA, 5_0, 8_0);
 7 //外設狀態
 8 /*
 9 typedef NS_ENUM(NSInteger, CBPeripheralState) {
10     CBPeripheralStateDisconnected = 0,//未連接
11     CBPeripheralStateConnecting,//正在鏈接
12     CBPeripheralStateConnected,//已經連接
13     CBPeripheralStateDisconnecting NS_AVAILABLE(NA, 9_0),//正在斷開連接
14 } NS_AVAILABLE(NA, 7_0);
15 */
16 @property(readonly) CBPeripheralState state;
17 //所有的服務數組
18 @property(retain, readonly, nullable) NSArray<CBService *> *services;
19 //獲取當前信號強度
20 - (void)readRSSI;
21 //根據服務UUID尋找服務對象
22 - (void)discoverServices:(nullable NSArray<CBUUID *> *)serviceUUIDs;
23 //在服務對象UUID數組中尋找特定服務
24 - (void)discoverIncludedServices:(nullable NSArray<CBUUID *> *)includedServiceUUIDs forService:(CBService *)service;
25 //在一個服務中尋找特征值
26 - (void)discoverCharacteristics:(nullable NSArray<CBUUID *> *)characteristicUUIDs forService:(CBService *)service;
27 //從一個特征中讀取數據
28 - (void)readValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic;
29 //寫數據的最大長度 hovertree.com  何問起
30 //type枚舉如下
31 /*
32 typedef NS_ENUM(NSInteger, CBCharacteristicWriteType) {
33     CBCharacteristicWriteWithResponse = 0,//寫數據並且接收成功與否回執
34     CBCharacteristicWriteWithoutResponse,//寫數據不接收回執
35 };
36 */
37 - (NSUInteger)maximumWriteValueLengthForType:(CBCharacteristicWriteType)type NS_AVAILABLE(NA, 9_0);
38 //向某個特征中寫數據
39 - (void)writeValue:(NSData *)data forCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic type:(CBCharacteristicWriteType)type;
40 //為制定的特征值設置監聽通知
41 - (void)setNotifyValue:(BOOL)enabled forCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic;
42 //尋找特征值的描述
43 - (void)discoverDescriptorsForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic;
44 //讀取特征的描述值
45 - (void)readValueForDescriptor:(CBDescriptor *)descriptor;
46 //寫特征的描述值
47 - (void)writeValue:(NSData *)data forDescriptor:(CBDescriptor *)descriptor;

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外設的代理方法如下：

 1 //外設名稱更改時回調的方法
 2 - (void)peripheralDidUpdateName:(CBPeripheral *)peripheral NS_AVAILABLE(NA, 6_0);
 3 //外設服務變化時回調的方法
 4 - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didModifyServices:(NSArray<CBService *> *)invalidatedServices NS_AVAILABLE(NA, 7_0);
 5 //信號強度改變時調用的方法
 6 - (void)peripheralDidUpdateRSSI:(CBPeripheral *)peripheral error:(nullable NSError *)error NS_DEPRECATED(NA, NA, 5_0, 8_0);
 7 //讀取信號強度回調的方法 柯樂義 keleyi.com
 8 - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didReadRSSI:(NSNumber *)RSSI error:(nullable NSError *)error NS_AVAILABLE(NA, 8_0);
 9 //發現服務時調用的方法
10 - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(nullable NSError *)error;
11 //在服務中發現子服務回調的方法
12 - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverIncludedServicesForService:(CBService *)service error:(nullable NSError *)error;
13 //發現服務的特征值后回調的方法
14 - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(nullable NSError *)error;
15 //特征值更新時回調的方法
16 - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(nullable NSError *)error;
17 //向特征值寫數據時回調的方法
18  - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didWriteValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(nullable NSError *)error;
19  //特征值的通知設置改變時觸發的方法
20  - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateNotificationStateForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(nullable NSError *)error;
21  //發現特征值的描述信息觸發的方法
22  - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverDescriptorsForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(nullable NSError *)error;
23  //特征的描述值更新時觸發的方法
24  - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForDescriptor:(CBDescriptor *)descriptor error:(nullable NSError *)error;
25  //寫描述信息時觸發的方法
26  - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didWriteValueForDescriptor:(CBDescriptor *)descriptor error:(nullable NSError *)error;

View Code

五、服務對象CBService

服務對象是用來管理外設提供的一些數據服務的，其中屬性如下：

//對應的外設
@property(assign, readonly, nonatomic) CBPeripheral *peripheral;
//是否是初等服務
@property(readonly, nonatomic) BOOL isPrimary;
//包含的自服務 http://www.cnblogs.com/roucheng/
@property(retain, readonly, nullable) NSArray<CBService *> *includedServices;
//服務中的特征值
@property(retain, readonly, nullable) NSArray<CBCharacteristic *> *characteristics;

六、服務的特征值CBCharacteristic

通過綁定服務中的特征值來進行數據的讀寫操作，其中屬性如下：

//對應的服務對象
@property(assign, readonly, nonatomic) CBService *service;
//特征值的屬性 枚舉如下
/*
typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, CBCharacteristicProperties) {
    CBCharacteristicPropertyBroadcast,//允許廣播特征
    CBCharacteristicPropertyRead,//可讀屬性
    CBCharacteristicPropertyWriteWithoutResponse,//可寫並且接收回執
    CBCharacteristicPropertyWrite,//可寫屬性
    CBCharacteristicPropertyNotify,//可通知屬性
    CBCharacteristicPropertyIndicate,//可展現的特征值
    CBCharacteristicPropertyAuthenticatedSignedWrites,//允許簽名的特征值寫入
    CBCharacteristicPropertyExtendedProperties,
    CBCharacteristicPropertyNotifyEncryptionRequired,
    CBCharacteristicPropertyIndicateEncryptionRequired
};
*/
@property(readonly, nonatomic) CBCharacteristicProperties properties;
//特征值的數據 http://www.cnblogs.com/roucheng/
@property(retain, readonly, nullable) NSData *value;
//特征值的描述
@property(retain, readonly, nullable) NSArray<CBDescriptor *> *descriptors;
//是否是當前廣播的特征
@property(readonly) BOOL isBroadcasted;
//是否是正在通知的特征
@property(readonly) BOOL isNotifying;

七、讀寫請求對象CBATTRequest

服務對象是外設向中心設備提供的相關數據服務，獲取到相應服務后，中心設備可以進行讀寫請求，讀寫對象屬性如下：

//對應的中心設備
@property(readonly, nonatomic) CBCentral *central;
//對應的特征值
@property(readonly, nonatomic) CBCharacteristic *characteristic;
//讀寫數據值
@property(readwrite, copy, nullable) NSData *value;

http://www.cnblogs.com/roucheng/p/texiao.html

本文小結：

iOS開發之藍牙通訊
一、引言
二、中心設備CBCentralManager
三、外設CBPeripheralManager
四、中心設備與外設對象CBCentral與CBPeripheral
1、中心設備 CBCentral屬性與方法
2、外設CAPeripheral屬性與方法
五、服務對象CBService
六、服務的特征值CBCharacteristic
七、讀寫請求對象CBATTRequest

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