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iOS蓝牙开发CoreBluetooth框架总结

最近兼职公司一个项目设计蓝牙项目，在开发过程中踩了不少坑，做了一些简单的整理以及总结，在此顺便分享一下。

概念

iOS开发中，谈到蓝牙现在基本最常使用的框架就是CoreBluetooth框架了，使用该框架可以iOS设备与蓝牙设备或者iOS设备与其他非蓝牙设备的交互。

蓝牙开发分为两种：中心者模式和管理者模式

中心者模式
我们的手机作为中心设备，连接蓝牙设备（这也是最常用的一种模式，比如使用我们的手机连接小米手环、空气净化器等；我们以下的开发也是基于这种模式。）
管理者模式
我们的手机作为外设，自己创建服务于特征，供其他设备连接我们的手机

关键词

中心设备：用于扫描周边蓝牙外设的设备，比如我们上面所说的中心者模式，此时我们的手机就是中心设备。
外设：被扫描的蓝牙设备，比如我们上面所说的用我们的手机连接小米手环，这时候小米手环就是外设。
广播：外部设备不停的散播的蓝牙信号，让中心设备可以扫描到，也是我们开发中接收数据的入口。
服务(Service)：外部设备在与中心设备连接后会有服务，可以理解成一个功能模块，中心设备可以读取服务，筛选我们想要的服务，并从中获取出我们想要特征。（外设可以有多个服务）
特征(Characteristic)：服务中的一个单位，一个服务可以多个特征，而特征会有一个value，一般我们向蓝牙设备写入数据、从蓝牙设备读取数据就是这个value
UUID：区分不同服务和特征的唯一标识，使用该字端我们可以获取我们想要的服务或者特征。

具体实现

1.导入CoreBluetooth头文件，并遵循两个协议

2.建立中心角色（将手机作为中心角色，可以搜索外部蓝牙设备）

/*中心角色*/
@property (nonatomic, strong) CBCentralManager *mgr;
/*外设角色，我们当选中某个外设连接成功后，将外设对象赋值给该对象*/
@property (nonatomic, strong) CBPeripheral *peripheral;
/*在viewDidLoad中实例化并设置代理*/
_mgr = [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:self queue:nil];

中心角色一旦创建，蓝牙状态改变的代理方法就会自动执行，返回当前蓝牙状态

- (void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central
{
    switch (central.state) {
        case 0:
            NSLog(@"CBCentralManagerStateUnknown");//设备类型位置
            break;
        case 1:
            NSLog(@"CBCentralManagerStateResetting");//设备初始化中
            break;
        case 2:
            NSLog(@"CBCentralManagerStateUnsupported");//不支持蓝牙
            break;
        case 3:
            NSLog(@"CBCentralManagerStateUnauthorized");//设备未授权
            break;
        case 4:
        {
            NSLog(@"CBCentralManagerStatePoweredOff");//蓝牙未开启
        }
            break;
        case 5:
        {
            NSLog(@"CBCentralManagerStatePoweredOn");//蓝牙已开始
            //如果想自动扫描，在此处开始扫描即可
         }
            break;
        default:
            break;
    }
}

3.开启扫描

我的项目中是手动开启扫描的

- (void)searchDevcie{
    if(_mgr!=nil&& _mgr.state==5){
         [self. mgr scanForPeripheralsWithServices:nil options:nil];
    }
}

每当搜索到一个外设之后，都会自动触发以下方法，每发现一个蓝牙设备都会调用此函数，因为目前蓝牙设备越来越多（小米、显示器、ofo...），所以我在此处做了筛选，只要我司的设备

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central  // 中心管理者didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral  // 外设advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData // 外设携带的数据
RSSI:(NSNumber *)RSSI{  // 外设发出的蓝牙信号强度
    if ([peripheral.name hasPrefix:@"HT"]) {
        NSLog(@"%@",peripheral.name);//能够进来的 都是我们想要的设备了
        //我们的逻辑是，搜索到一个设备（peripheral）放到一个集合，然后给用户进行选择
    } 
}

4.根据3中扫描的设备列表，接下来做的就是连接设备了。

//从设备列表选中我们要的设备  连接设备
- (void)connectDevice:(CBPeripheral *)peripheral{
    [self.mgr connectPeripheral:peripheral options:nil];
}

连接相关的代理方法：

// 中心管理者连接外设成功(如果外设成功与中心设备连接成功之后会自动触发该方法)
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central // 中心管理者
  didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral // 外设
{
    NSLog(@"连接成功");
    // 标记我们的外设,让他的生命周期 = ViewController
    self.peripheral = peripheral;
    //  设置外设的代理
    self.peripheral.delegate = self;
    // 外设发现服务,传nil代表不过滤
    //调用该方法后，将会自动调用didDiscoverServices()代理方法，用于发现服务
    [self.peripheral discoverServices:nil];
    //既然连接上了，为了解决性能，就停止扫描吧
    [_mgr stopScan];
}
// 外设连接失败
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error
{
    NSLog(@"连接失败");
}
// 丢失连接
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error
{
    NSLog(@"断开连接");
}

之前说过了，当调用[self.peripheral discoverServices:nil];方法之后，当发现服务后就会自动调用以下的didDiscoverServices()代理方法

- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error{
    NSLog(@"didDiscoverServices");
    if (error)
    {
        NSLog(@"Discovered services for %@ with error: %@", peripheral.name, [error localizedDescription]);
        return;
    }
    //服务并不是我们的目标，也没有实际意义。我们需要用的是服务下的特征，查询（每一个服务下的若干）特征
    for (CBService *service in peripheral.services)
    {
       //好，发现了服务 接下来就是最重要的特征了
      //调用该方法后，当发现了service服务中的特征后，将会自动触发didDiscoverCharacteristicsForService()方法
        [peripheral discoverCharacteristics:nil forService:service];
    }
}

发现外设服务里的特征的时候调用的代理方法(这个是比较重要的方法，你在这里可以通过事先知道UUID找到你需要的特征，订阅特征，或者这里写入数据给特征也可以)

- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error
{
    NSLog(@"didDiscoverCharacteristicsForService");
    //在此处可以获取服务中的特征了，与硬件工程师沟通后得知，uuid为ffe2的特征是用于向外部蓝牙设备写数据的，uuid为ffe1的特征是用于从外部蓝牙设备读取数据的，那读信息，因为我在下面向蓝牙外部设备写数据的时候，我使用了一个参数：CBCharacteristicWriteWithoutResponse（也就是说，没有回调，因那没有回调就取不到数据咯？但是我们可以给读取数据的服务设置一个通知，也就是下面的setNotifyValue:方法了，一旦设置，如果外部蓝牙设备给中心设备发送信息，我们就能在didUpdateValueForCharacteristic代理方法中进行获取了）
    for (CBCharacteristic *cha in service.characteristics) {
        if([[cha.UUID.UUIDString lowercaseString] isEqualToString:@"ffe2"]){
            self.characteristic = cha;
        }else if([[cha.UUID.UUIDString lowercaseString] isEqualToString:@"ffe1"]){
            self.readcharacteristic = cha;
            [self.peripheral setNotifyValue:YES forCharacteristic:self.readcharacteristic];
        }
    }
}

好，所以说，接下来我们就能从外部蓝牙设备中接收数据了

//从外围设备获取数据
// 更新特征的value的时候会调用 （凡是从蓝牙传过来的数据都要经过这个回调，简单的说这个方法就是你拿数据的唯一方法） 你可以判断是否
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error
{
//因为我们是两个特征 一个读 一个写 所以我读取数据，只要从读的特征中获取就可以了
  if (characteristic ==  self.readcharacteristic) {
        //characteristic.value 就是我们想要的数据了
  }
}

重头戏到了，接下来就是向外部蓝牙设备写数据了

只需要调用以下方法就可以实现数据写入了,【subData就是我们的需要写入外部蓝牙设备的数据了；self.characteristic是我们写的服务；CBCharacteristicWriteWithoutResponse 不需要回调函数（一开始踩了个坑设置的CBCharacteristicWriteWithResponse，报错"writing is not permitted"）】
[self.peripheral writeValue:subData  forCharacteristic:self.characteristic    type:CBCharacteristicWriteWithoutResponse];

以为这样就完了吗？开发过程中我又踩了一个坑，跟大家聊下，我们在向摄像头蓝牙设备写入指令的时候，我们的指令比较长（达到了200byte左右，但是我们的摄像头设备蓝牙内部接收缓冲区只有16个字节），所以我们只能选择分包发送了，将200byte的指令拆开发送

贴上我的代码段：(如果你们的指令正好在你们的缓冲区阀值之内，那就无须使用以下代码了)

-(void)sendDataWithSubPackage:(NSData*)goalData
{
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
        for (int i = 0; i < [msgData length]; i += 16) {  
            // 预加 最大包长度，如果依然小于总数据长度，可以取最大包数据大小
            if ((i + 16) < [msgData length]) {
                NSRange range  = NSMakeRange(i, 16);  
                NSData *subData = [msgData subdataWithRange:range];
                [self.peripheral writeValue:subData forCharacteristic:self.characteristic type:CBCharacteristicWriteWithoutResponse];
                //根据接收模块的处理能力做相应延时,因为蓝牙设备处理指令需要时间，所以我这边给了500毫秒
                usleep(500 * 1000);
            }else {
                NSString *rangeStr = [NSString stringWithFormat:@"%i,%i", i, (int)([msgData length] - i)];
                NSData *subData = [msgData subdataWithRange:NSRangeFromString(rangeStr)];
                [self.peripheral writeValue:subData forCharacteristic:self.characteristic type:CBCharacteristicWriteWithoutResponse];
                usleep(500 * 1000);
            }
        }
    });
}

至此，搞定，完工

正文到此结束