学习ios蓝牙技术,仿写lightblue

前言

bluetooth

上一次我们研究完iBeacon,发现iBeacon是基于蓝牙4.0的一个封装而已。那么,今天我们来研究ios的蓝牙4.0的应用。最出名的app当属lightblue,我们不妨来仿写一个lightblue,这样基本的ios蓝牙编程就算入门了。

基本理论

框架与概念

在ios中使用蓝牙技术,会用到CoreBluetooth框架。

里面对设备有2个定义:周边(peripeheral)设备 与 中央(central)设备。发送蓝牙信号的是周边设备,接收蓝牙信号的是中央设备。

可以这样理解,周边设备是服务端,中央设备是客户端。中央设备可以去搜索周边有哪些服务端,可以选择连接上其中一台,进行信息获取。

支持蓝牙4.0的手机,可以作为周边设备,也可以作为中央设备,但是不能同时既为周边设备又为中央设备。

类解读

中央设备用 CBCentralManager 这个类管理。

周边设备用 CBPeripheralManager 这个类管理;

周边设备里面还有服务类 CBService,服务里面有各种各样的特性类 CBCharacteristic

仿写lightblue

基本流程

  1. 假设我们有2台以上可用设备。
  2. 其中一台作为调试机,用来搜索其它设备,并连接上去。所以,是中央设备central
  3. 其它设备设置为蓝牙发射器,即是周边设备peripheral
  4. 调试机先扫描周边设备,用UITableView展示所扫描到的周边设备。
  5. 点击其中一台设备,进行连接connect
  6. 连接上后,获取其中的所有服务services
  7. 对其中每个服务进行遍历,获取所有的特性Characteristic
  8. 读取每个特性,获取每个特性的值value

至此,lightblue基本的仿写思路就清晰列出来了。

1. 扫描设备

先包含头文件

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#import <CoreBluetooth/CoreBluetooth.h>

然后添加协议 CBCentralManagerDelegate

接着定义2个属性, CBCentralManager用来管理我们的中央设备,NSMutableArray用来保存扫描出来的周边设备。

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  @property (nonatomic, strong) CBCentralManager *centralMgr;
  @property (nonatomic, strong) NSMutableArray *arrayBLE;

中央设备创建很简单,第一个参数代表 CBCentralManager 代理,第二个参数设置为nil,因为Peripheral Manager将Run在主线程中。如果你想用不同的线程做更加复杂的事情,你需要创建一个队列(queue)并将它放在这儿。

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self.centralMgr = [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:self queue:nil];
self.arrayBLE = [[NSMutableArray alloc] init];

实现centralManagerDidUpdateState。当Central Manager被初始化,我们要检查它的状态,以检查运行这个App的设备是不是支持BLE。

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  - (void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central
  {
      switch (central.state)
      {
          case CBCentralManagerStatePoweredOn:
              [self.centralMgr scanForPeripheralsWithServices:nil options:nil];
              break;
  
          default:
              NSLog(@"Central Manager did change state");
              break;
      }
  }

-scanForPeripheralsWithServices:options:方法是中央设备开始扫描,可以设置为特定UUID来指,来差找一个指定的服务了。我们需要扫描周边所有设备,第一个参数设置为nil。

当发起扫描之后,我们需要实现 centralManager:didDiscoverPeripheral:advertisementData:RSSI: 通过该回调来获取发现设备。

这个回调说明着广播数据和信号质量(RSSI-Received Signal Strength Indicator)的周边设备被发现。通过信号质量,可以用判断周边设备离中央设备的远近。

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  - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI
  {
      BLEInfo *discoveredBLEInfo = [[BLEInfo alloc] init];
      discoveredBLEInfo.discoveredPeripheral = peripheral;
      discoveredBLEInfo.rssi = RSSI;
  
      // update tableview
      [self saveBLE:discoveredBLEInfo];
  }

BLEInfo是我新建的一个类,用来存储周边设备信息的,具体如下:

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  @interface BLEInfo : NSObject
  
  @property (nonatomic, strong) CBPeripheral *discoveredPeripheral;
  @property (nonatomic, strong) NSNumber *rssi;
  
  @end

保存周边设备信息,并把它们显示到UITableView上:

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  - (BOOL)saveBLE:(BLEInfo *)discoveredBLEInfo
  {
      for (BLEInfo *info in self.arrayBLE)
      {
          if ([info.discoveredPeripheral.identifier.UUIDString isEqualToString:discoveredBLEInfo.discoveredPeripheral.identifier.UUIDString])
          {
              return NO;
          }
      }
  
      [self.arrayBLE addObject:discoveredBLEInfo];
      [self.tableView reloadData];
      return YES;
  }

扫描到的周边设备展示如下:

扫描到的周边设备

2. 连接设备

当我们点击其中一个设备,尝试进行连接。lightblue是点击后就立马连接的,然后在下一个UITableView来展示该周边设备的服务与特性。

而我是进入下一页UITableView才开始连接,差别不大。但是注意的是,一定要把我们之前的self.centralMgr传递到下一页的UITableView来使用,并且重新设置delegate。

用来展示服务和特性的UITableViewController:

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  #import <UIKit/UIKit.h>
  #import <CoreBluetooth/CoreBluetooth.h>
  
  @interface BLEInfoTableViewController : UITableViewController
  <
  CBPeripheralManagerDelegate,
  CBCentralManagerDelegate,
  CBPeripheralDelegate
  >
  
  @property (nonatomic, strong) CBCentralManager *centralMgr;
  @property (nonatomic, strong) CBPeripheral *discoveredPeripheral;
  
  // tableview sections,保存蓝牙设备里面的services字典,字典第一个为service,剩下是特性与值
  @property (nonatomic, strong) NSMutableArray *arrayServices;
  
  // 用来记录有多少特性,当全部特性保存完毕,刷新列表
  @property (atomic, assign) int characteristicNum;
  
  @end

记得把之前的centrlMgr传过来,记得要重新设置delegate:

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- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];

    [_centralMgr setDelegate:self];
    if (_discoveredPeripheral)
    {
        [_centralMgr connectPeripheral:_discoveredPeripheral options:nil];
    }
    _arrayServices = [[NSMutableArray alloc] init];
    _characteristicNum = 0;
}

其中,

[centralMgr connectPeripheral:discoveredPeripheral options:nil];

就是中央设备向周边设备发起连接。

我们可以实现下面的函数,如果连接失败,就会得到回调:

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  - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error
  {
      NSLog(@"didFailToConnectPeripheral : %@", error.localizedDescription);
  }

我们必须实现didConnectPeripheral,只要连接成功,就能回调到该函数,开始获取服务。

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  - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral
  {

      [self.arrayServices removeAllObjects];

      [_discoveredPeripheral setDelegate:self];

      [_discoveredPeripheral discoverServices:nil];
  }

discoverServices就是查找该周边设备的服务。

3. 获取服务

当找到了服务之后,就能进入didDiscoverServices的回调。我们把全部服务都保存起来。

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  - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error
  {
      if (error)
      {
          NSLog(@"didDiscoverServices : %@", [error localizedDescription]);
  //        [self cleanup];
          return;
      }
  
      for (CBService *s in peripheral.services)
      {
          NSLog(@"Service found with UUID : %@", s.UUID);
          NSMutableDictionary *dic = [[NSMutableDictionary alloc] initWithDictionary:@{SECTION_NAME:s.UUID.description}];
          [self.arrayServices addObject:dic];
          [s.peripheral discoverCharacteristics:nil forService:s];
      }
  }

4. 获取特性

我们通过discoverCharacteristics来获取每个服务下的特性,通过下面的回调来获取。

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  - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error
  {
      if (error)
      {
          NSLog(@"didDiscoverCharacteristicsForService error : %@", [error localizedDescription]);
          return;
      }
  
      for (CBCharacteristic *c in service.characteristics)
      {
          self.characteristicNum++;
          [peripheral readValueForCharacteristic:c];
      }
  }

5. 获取特性值

readValueForCharacteristic可以读取特性的值。

通过下面的回调,就能得到特性值。

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  - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error
  {
      self.characteristicNum--;
      if (self.characteristicNum == 0)
      {
          [self.tableView reloadData];
      }
  
      if (error)
      {
          NSLog(@"didUpdateValueForCharacteristic error : %@", error.localizedDescription);
          return;
      }
  
      NSString *stringFromData = [[NSString alloc] initWithData:characteristic.value encoding:NSUTF8StringEncoding];
  
      if ([stringFromData isEqualToString:@"EOM"])
      {
          NSLog(@"the characteristic text is END");
  //        [peripheral setNotifyValue:NO forCharacteristic:characteristic];
  //        [self.centralMgr cancelPeripheralConnection:peripheral];
      }
  
      for (NSMutableDictionary *dic in self.arrayServices)
      {
          NSString *service = [dic valueForKey:SECTION_NAME];
          if ([service isEqual:characteristic.service.UUID.description])
          {
              NSLog(@"characteristic.description : %@", characteristic.UUID.description);
              [dic setValue:characteristic.value forKey:characteristic.UUID.description];
          }
      }
  }

连接到周边设备获得的蓝牙信息

其它

本来苹果是提供了xcode5.0加ios7的模拟器来实现模拟器开启蓝牙的,本来连文章都给出了:https://developer.apple.com/library/ios/technotes/tn2295/_index.html

后来苹果把这文章给删了,还把ios7模拟器支持开启蓝牙给去掉。

那么,可以通过这个文章http://blog.csdn.net/zhenyu5211314/article/details/24399887,使用6.0的模拟器来调试。

参考文章

iOS CoreBluetooth 教程

藍牙 BLE CoreBluetooth 初探

蓝牙4.0 For IOS

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