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IOS 藍牙介紹

來源：程序員人生發布時間：2016-07-19 13:04:42 閱讀次數：2558次

藍牙協議本身經歷了從1.0到4.0的升級演化, 最新的4.0以其低功耗著稱，所以1般也叫BLE(Bluetoothlow energy)。

iOS 有兩個框架支持藍牙與外設連接。1個是 ExternalAccessory。從ios3.0就開始支持，也是在iphone4s出來之前用的比較多的1種模式，但是它有個不好的地方，External Accessory需要拿到蘋果公司的MFI認證。

另外一個框架則是本文要介紹的CoreBluetooth,在iphone4s開始支持,專門用于與BLE裝備通訊（由于它的API都是基于BLE的）。這個不需要MFI，并且現在很多藍牙裝備都支持4.0,所以也是在IOS比較推薦的1種開發方法。

CoreBluetooth介紹

CoreBluetooth框架的核心實際上是兩個東西，peripheral和central, 可以理解成外設和中心。對應他們分別有1組相干的API和類，以下圖所示:

這里寫圖片描述

如果你要編程的裝備是central那末你大部份用到，反之亦然。在我們這個示例中，金融刷卡器是peripheral,我們的iphone手機是central,所以我將大部份使用上圖中左側部份的類。使用peripheral編程的例子也有很多，比如像用1個ipad和1個iphone通訊，ipad可以認為是central，iphone端是peripheral,這類情況下在iphone端就要使用上圖右側部份的類來開發了。

服務和特點

有個概念有必要先說明1下。甚么是服務和特點呢(service and characteristic)?

每一個藍牙4.0的裝備都是通過服務和特點來展現自己的，1個裝備必定包括1個或多個服務，每一個服務下面又包括若干個特點。特點是與外界交互的最小單位。比如說，1臺藍牙4.0裝備，用特點A來描寫自己的出廠信息，用特點B來與收發數據等。

服務和特點都是用UUID來唯1標識的，UUID的概念如果不清楚請自行google,國際藍牙組織為1些很典型的裝備(比如丈量心跳和血壓的裝備)規定了標準的service UUID(特點的UUID比較多，這里就不羅列了),以下:


#define      BLE_UUID_ALERT_NOTIFICATION_SERVICE   0x1811  
 #define     BLE_UUID_BATTERY_SERVICE   0x180F  
 #define     BLE_UUID_BLOOD_PRESSURE_SERVICE   0x1810  
 #define     BLE_UUID_CURRENT_TIME_SERVICE   0x1805  
 #define     BLE_UUID_CYCLING_SPEED_AND_CADENCE   0x1816  
 #define     BLE_UUID_DEVICE_INFORMATION_SERVICE   0x180A  
 #define     BLE_UUID_GLUCOSE_SERVICE   0x1808  
 #define     BLE_UUID_HEALTH_THERMOMETER_SERVICE   0x1809  
 #define     BLE_UUID_HEART_RATE_SERVICE   0x180D  
 #define     BLE_UUID_HUMAN_INTERFACE_DEVICE_SERVICE   0x1812  
 #define     BLE_UUID_IMMEDIATE_ALERT_SERVICE   0x1802  
 #define     BLE_UUID_LINK_LOSS_SERVICE   0x1803  
 #define     BLE_UUID_NEXT_DST_CHANGE_SERVICE   0x1807  
 #define     BLE_UUID_PHONE_ALERT_STATUS_SERVICE   0x180E  
 #define     BLE_UUID_REFERENCE_TIME_UPDATE_SERVICE   0x1806  
 #define     BLE_UUID_RUNNING_SPEED_AND_CADENCE   0x1814  
 #define     BLE_UUID_SCAN_PARAMETERS_SERVICE   0x1813  
 #define     BLE_UUID_TX_POWER_SERVICE   0x1804  
 #define     BLE_UUID_CGM_SERVICE   0x181A

固然還有很多裝備其實不在這個標準列表里，比如我用的這個金融刷卡器。藍牙裝備硬件廠商通常都會提供他們的裝備里面各個服務(service)和特點(characteristics)的功能，比如哪些是用來交互(讀寫)，哪些可獲得模塊信息(只讀)等.

實現細節

作為1個中心要實現完全的通訊，1般要經過這樣幾個步驟：

建立中心角色—掃描外設（discover）—連接外設(connect)—掃描外設中的服務和特點(discover)—與外設做數據交互(explore and interact)—斷開連接(disconnect)。

1建立中心角色

首先在我自己類的頭文件中要包括CoreBluetooth的頭文件，并繼承兩個協議<CBCentralManagerDelegate,CBPeripheralDelegate>，代碼以下:
[objc] view plain copy 在CODE上查看代碼片派生到我的代碼片
#import <CoreBluetooth/CoreBluetooth.h>  
CBCentralManager *manager;  
manager = [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:self queue:nil];

2掃描外設（discover）

代碼以下:
[objc] view plain copy 在CODE上查看代碼片派生到我的代碼片
[manager scanForPeripheralsWithServices:nil options:options];

這個參數應當也是可以指定特定的peripheral的UUID,那末理論上這個central只會discover這個特定的裝備，但是我實際測試發現，如果用特定的UUID傳參根本找不到任何裝備，我用的代碼以下:
[objc] view plain copy 在CODE上查看代碼片派生到我的代碼片
NSArray *uuidArray = [NSArray arrayWithObjects:[CBUUID UUIDWithString:@"1800"],[CBUUID UUIDWithString:@"180A"],  
[CBUUID UUIDWithString:@"1CB2D155⑶3A0-EC21⑹011-CD4B50710777"],[CBUUID UUIDWithString:@"6765D311-DD4C⑼C14⑺4E1-A431BBFD0652"],nil];  

[manager scanForPeripheralsWithServices:uuidArray options:options];  

目前不清楚緣由，懷疑和裝備本身在的廣播包有關。

3連接外設(connect)
當掃描到4.0的裝備后，系統會通過回調函數告知我們裝備的信息，然后我們就能夠連接相應的裝備，代碼以下:
[objc] view plain copy 在CODE上查看代碼片派生到我的代碼片
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI  
{  

    if(![_dicoveredPeripherals containsObject:peripheral])  
        [_dicoveredPeripherals addObject:peripheral];  

    NSLog(@"dicoveredPeripherals:%@", _dicoveredPeripherals);  
}

//連接指定的裝備  
-(BOOL)connect:(CBPeripheral *)peripheral  
{  
    NSLog(@"connect start");  
    _testPeripheral = nil;  

    [manager connectPeripheral:peripheral  
                       options:[NSDictionary dictionaryWithObject:[NSNumber numberWithBool:YES] forKey:CBConnectPeripheralOptionNotifyOnDisconnectionKey]];  

    //開1個定時器監控連接超時的情況  
    connectTimer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:5.0f target:self selector:@selector(connectTimeout:) userInfo:peripheral repeats:NO];  

    return (YES);  
}

4掃描外設中的服務和特點(discover)
一樣的，當連接成功后，系統會通過回調函數告知我們，然后我們就在這個回調里去掃描裝備下所有的服務和特點，代碼以下:

[objc] view plain copy 在CODE上查看代碼片派生到我的代碼片
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral  
{  
    [connectTimer invalidate];//停止時鐘  

    NSLog(@"Did connect to peripheral: %@", peripheral);  
    _testPeripheral = peripheral;  

    [peripheral setDelegate:self];  
    [peripheral discoverServices:nil];  


}

1個裝備里的服務和特點常常比較多，大部份情況下我們只是關心其中幾個，所以1般會在發現服務和特點的回調里去匹配我們關心那些，比以下面的代碼:
[objc] view plain copy 在CODE上查看代碼片派生到我的代碼片
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error  
{  


    NSLog(@"didDiscoverServices");  

    if (error)  
    {  
        NSLog(@"Discovered services for %@ with error: %@", peripheral.name, [error localizedDescription]);  

        if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(DidNotifyFailConnectService:withPeripheral:error:)])  
            [self.delegate DidNotifyFailConnectService:nil withPeripheral:nil error:nil];  

        return;  
    }  


    for (CBService *service in peripheral.services)  
    {  

        if ([service.UUID isEqual:[CBUUID UUIDWithString:UUIDSTR_ISSC_PROPRIETARY_SERVICE]])  
        {  
            NSLog(@"Service found with UUID: %@", service.UUID);  
            [peripheral discoverCharacteristics:nil forService:service];  
            isVPOS3356 = YES;  
            break;  
        }  


    }  
}

- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error   
{  

    if (error)   
    {  
        NSLog(@"Discovered characteristics for %@ with error: %@", service.UUID, [error localizedDescription]);  

        if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(DidNotifyFailConnectChar:withPeripheral:error:)])  
            [self.delegate DidNotifyFailConnectChar:nil withPeripheral:nil error:nil];  

        return;  
    }  


    for (CBCharacteristic *characteristic in service.characteristics)  
    {  
        if ([characteristic.UUID isEqual:[CBUUID UUIDWithString:UUIDSTR_ISSC_TRANS_TX]])  
        {  
            NSLog(@"Discovered read characteristics:%@ for service: %@", characteristic.UUID, service.UUID);  

            _readCharacteristic = characteristic;//保存讀的特點  

            if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(DidFoundReadChar:)])  
                [self.delegate DidFoundReadChar:characteristic];  

            break;  
        }  
    }  


    for (CBCharacteristic * characteristic in service.characteristics)  
    {  


        if ([characteristic.UUID isEqual:[CBUUID UUIDWithString:UUIDSTR_ISSC_TRANS_RX]])  
        {  

            NSLog(@"Discovered write characteristics:%@ for service: %@", characteristic.UUID, service.UUID);  
            _writeCharacteristic = characteristic;//保存寫的特點  

            if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(DidFoundWriteChar:)])  
                [self.delegate DidFoundWriteChar:characteristic];  

            break;  


        }  
    }  

    if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(DidFoundCharacteristic:withPeripheral:error:)])  
        [self.delegate DidFoundCharacteristic:nil withPeripheral:nil error:nil];  

}

5與外設做數據交互(explore and interact)

發送數據很簡單，我們可以封裝1個以下的函數:
[objc] view plain copy 在CODE上查看代碼片派生到我的代碼片
//寫數據  
-(void)writeChar:(NSData *)data  
{  
    [_testPeripheral writeValue:data forCharacteristic:_writeCharacteristic type:CBCharacteristicWriteWithResponse];  
}

_testPeripheral和_writeCharacteristic是前面我們保存的裝備對象和可以讀寫的特點。

然后我們可以在外部調用它，比如固然我要觸發刷卡時，先組好數據包，然后調用發送函數:
[objc] view plain copy 在CODE上查看代碼片派生到我的代碼片
-(void)msrRead  
{  

    unsigned char command[512] = {0};  
    unsigned charchar *pTmp;  
    int nSendLen = 0;  
    unsigned char ucCrc[3] = {0};  

    _commandType = COMMAND_MSR_READ;  

    pTmp = command;  


    *pTmp = 0x02;//start  
    pTmp++;  

    *pTmp = 0xc1;//main cmd  
    pTmp++;  

    *pTmp = 0x07;//sub cmd  
    pTmp++;  



    nSendLen = 2;  

    *pTmp = nSendLen/256;  
    pTmp++;  
    *pTmp = nSendLen%256;  
    pTmp++;  

    *pTmp = 0x00;//sub cmd  
    pTmp++;  

    *pTmp = 0x00;//sub cmd  
    pTmp++;  


    Crc16CCITT(command+1,pTmp-command-1,ucCrc);  
    memcpy(pTmp,ucCrc,2);  


    NSData *data = [[NSData alloc] initWithBytes:&command length:9];  
    NSLog(@"send data:%@", data);  
    [g_BLEInstance.recvData setLength:0];  

    [g_BLEInstance writeChar:data];  
}

比如說，你要交互的特點，它的properties的值是0x10,表示你只能用定閱的方式來接收數據。我這里是用定閱的方式，啟動定閱的代碼以下:
[objc] view plain copy 在CODE上查看代碼片派生到我的代碼片
//監聽裝備  
-(void)startSubscribe  
{  
    [_testPeripheral setNotifyValue:YES forCharacteristic:_readCharacteristic];  
}

當裝備有數據返回時，一樣是通過1個系統回調通知我，以下所示:
[objc] view plain copy 在CODE上查看代碼片派生到我的代碼片
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error  
{  

    if (error)   
    {  
        NSLog(@"Error updating value for characteristic %@ error: %@", characteristic.UUID, [error localizedDescription]);  

        if ([_mainMenuDelegate respondsToSelector:@selector(DidNotifyReadError:)])  
            [_mainMenuDelegate DidNotifyReadError:error];  

        return;  
    }  

    [_recvData appendData:characteristic.value];  


    if ([_recvData length] >= 5)//已收到長度  
    {  
        unsigned charchar *buffer = (unsigned charchar *)[_recvData bytes];  
        int nLen = buffer[3]*256 + buffer[4];  
        if ([_recvData length] == (nLen+3+2+2))  
        {  
            //接收終了，通知代理做事  
            if ([_mainMenuDelegate respondsToSelector:@selector(DidNotifyReadData)])  
                [_mainMenuDelegate DidNotifyReadData];  

        }  
    }  

}

6 斷開連接(disconnect)

這個比較簡單，只需要1個API就好了,代碼以下:

[objc] view plain copy 在CODE上查看代碼片派生到我的代碼片
//主動斷開裝備  
-(void)disConnect  
{  

    if (_testPeripheral != nil)  
    {  
        NSLog(@"disConnect start");  
        [manager cancelPeripheralConnection:_testPeripheral];  
    }  

}

效果圖就不上傳了，你可以找裝備試試，嘗試操作1下，原理就是這些，如有不好地方，還望給予斧正，不勝感激！！！謝謝！！！

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