iOS藍牙開發（二）iOS連接外設的代碼實現

上一篇文章介紹了藍牙的基本知識，這里我們具體說下，中心模式的應用場景。主設備（手機去掃描連接外設）發現外設服務和屬性，操作服務和屬性的應用。一般來說，外設（藍牙設備。比如智能手環之類的東西），會有硬件工程師開發好，并定義好設備提供的服務，每個服務對應的特征，每個特征的屬性（只讀、只寫、通知等等），本文例子的業務場景，就是用一手機APP去讀寫藍牙設備。

一、iOS連接外設的代碼實現流程

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征(discover)
- 4.1 獲取外設的services
- 4.2 獲取外設的Characteristics,獲取Characteristics的值，獲取Characteristics的Descriptor和Descriptor的值
與外設做數據交互(explore and interact)
訂閱Characteristic的通知
斷開連接(disconnect)

二、準備環境

xcode
開發證書和手機
3.藍牙外設

三、實現步驟
1.導入CoreBluetooth頭文件，建立主設備管理類，設置主設備代理

#import <CoreBluetooth/CoreBluetooth.h>

@interface BeCentralVewController : UIViewController<CBCentralManagerDelegate,CBPeripheralDelegate>

@interface BeCentralVewController (){
    //系統藍牙設備管理對象，可以把他理解為主設備，通過他，可以去掃描和鏈接外設
    CBCentralManager *manager;
    //用于保存被發現設備
    NSMutableArray *discoverPeripherals;
}

一些代理的信息

/*
     設置主設備的委托,CBCentralManagerDelegate
     必須實現的：
     - (void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central;//主設備狀態改變的委托，在初始化CBCentralManager的適合會打開設備，只有當設備正確打開后才能使用
     其他選擇實現的委托中比較重要的：
     - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI; //找到外設的委托
     - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral;//連接外設成功的委托
     - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error;//外設連接失敗的委托
     - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral 
*/

掃描外設（discover）
掃描外設的方法我們放在centralManagerDidUpdateState,只有設備成功打開，才能開始掃描，否則會報錯。

-(void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central{
    
    switch (central.state) {
        case CBCentralManagerStateUnknown:
            NSLog(@">>>CBCentralManagerStateUnknown");//初始的時候是未知的（剛剛創建的時候）
            break;
        case CBCentralManagerStateResetting:
            NSLog(@">>>CBCentralManagerStateResetting");//正在充值的狀態
            break;
        case CBCentralManagerStateUnsupported:
            NSLog(@">>>CBCentralManagerStateUnsupported");//設備不支持的狀態
            break;
        case CBCentralManagerStateUnauthorized:
            NSLog(@">>>CBCentralManagerStateUnauthorized");//設備未授權的狀態
            break;
        case CBCentralManagerStatePoweredOff:
            NSLog(@">>>CBCentralManagerStatePoweredOff");//設備關閉的狀態
            break;
        case CBCentralManagerStatePoweredOn:
            NSLog(@">>>CBCentralManagerStatePoweredOn");
            //開始掃描周圍的外設
            /*
             第一個參數nil就是掃描周圍所有的外設，掃描到外設后會進入
             - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI;
             */
            [central scanForPeripheralsWithServices:nil options:nil];
            
            break;
        default:
            break;
    }
    
}

掃描到設備后會進入下面方法

  -(void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI{

      NSLog(@"當掃描到設備:%@",peripheral.name);
      //接下來可以連接設備
 }

3.連接設備（connect）

-(void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI{
    
    NSLog(@"當掃描到設備:%@",peripheral.name);
    //接下連接我們的測試設備，如果你沒有設備，可以下載一個app叫lightbule的app去模擬一個設備
    //這里自己去設置下連接規則，我設置的是P開頭的設備
//    if ([peripheral.name hasPrefix:@"P"]){
        /*
         一個主設備最多能連7個外設，每個外設最多只能給一個主設備連接,連接成功，失敗，斷開會進入各自的委托
         - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral;//連接外設成功的委托
         - (void)centra`lManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error;//外設連接失敗的委托
         - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error;//斷開外設的委托
         */
  
        //找到的設備必須持有它，否則CBCentralManager中也不會保存peripheral，那么CBPeripheralDelegate中的方法也不會被調用！！
        [discoverPeripherals addObject:peripheral];
        [central connectPeripheral:peripheral options:nil];
//    }  
}

//連接到Peripherals-失敗
-(void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error
{
    NSLog(@">>>連接到名稱為（%@）的設備-失敗,原因:%@",[peripheral name],[error localizedDescription]);
}

//Peripherals斷開連接
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error{
    NSLog(@">>>外設連接斷開連接 %@: %@\n", [peripheral name], [error localizedDescription]);
    
}
//連接到Peripherals-成功
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral
{
    NSLog(@">>>連接到名稱為（%@）的設備-成功",peripheral.name);
    //設置的peripheral委托CBPeripheralDelegate
    //@interface ViewController : UIViewController<CBCentralManagerDelegate,CBPeripheralDelegate>
    [peripheral setDelegate:self];
    //掃描外設Services，成功后會進入方法：-(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error{
    [peripheral discoverServices:nil];
    
}

**
有一個點非常容易出錯，大家請注意，在didDiscoverPeripheral這個代理中有一行，

/找到的設備必須持有它，否則CBCentralManager中也不會保存peripheral，那么CBPeripheralDelegate中的方法也不會被調用！！
        [discoverPeripherals addObject:peripheral];

請特別注意，如果不保存，會影響到后面的方法執行，這個地方最容易出錯，大家也可以看下，在xcode中的說明，重點看@discussion中的內容，里面特別指出了重要的retained對象。

4.掃描外設中的服務和特征（discover）

設備連接成功后，就可以掃描設備中的服務了，同樣是通過代理的形式，掃描到結果后會進入委托方法。但這個委托已經不再是主設備的委托（CBCentralManagerDelegate）,而是外設的委托（CBPeripheralDelegate）,這個委托包含了主設備與外設交互的許多回調方法，包括獲取services,獲取characteristics,獲取characteristics的值，獲取characteristics的Descriptor,和Descriptor的值，寫數據，讀rssi,用通知的方式訂閱數據等等。
4.1獲取外設的services

//掃描到Services
-(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error{
    //  NSLog(@">>>掃描到服務：%@",peripheral.services);
    if (error)
    {
        NSLog(@">>>Discovered services for %@ with error: %@", peripheral.name, [error localizedDescription]);
        return;
    }
    
    for (CBService *service in peripheral.services) {
        NSLog(@"%@",service.UUID);
        //掃描每個service的Characteristics，掃描到后會進入方法： -(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error
        [peripheral discoverCharacteristics:nil forService:service];
    }
    
}

4.2獲取外設的Chatacteristics,獲取Chatacteristics的值，獲取Chatacteristics的Descriptor和Descriptor的值

//掃描到Characteristics
-(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error{
    if (error)
    {
        NSLog(@"error Discovered characteristics for %@ with error: %@", service.UUID, [error localizedDescription]);
        return;
    }
    
    for (CBCharacteristic *characteristic in service.characteristics)
    {
        NSLog(@"service:%@ 的 Characteristic: %@",service.UUID,characteristic.UUID);
    }
    
    //獲取Characteristic的值，讀到數據會進入方法：-(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error
    for (CBCharacteristic *characteristic in service.characteristics){
        {
            [peripheral readValueForCharacteristic:characteristic];
        }
    }
    
    //搜索Characteristic的Descriptors，讀到數據會進入方法：-(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverDescriptorsForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error
    for (CBCharacteristic *characteristic in service.characteristics){
        [peripheral discoverDescriptorsForCharacteristic:characteristic];
    }
    
    
}

//獲取的charateristic的值
-(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error{
    //打印出characteristic的UUID和值
    //!注意，value的類型是NSData，具體開發時，會根據外設協議制定的方式去解析數據
    NSLog(@"characteristic uuid:%@  value:%@",characteristic.UUID,characteristic.value);
    
}

//搜索到Characteristic的Descriptors
-(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverDescriptorsForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error{
    
    //打印出Characteristic和他的Descriptors
    NSLog(@"characteristic uuid:%@",characteristic.UUID);
    for (CBDescriptor *d in characteristic.descriptors) {
        NSLog(@"Descriptor uuid:%@",d.UUID);
    }
    
}
//獲取到Descriptors的值
-(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForDescriptor:(CBDescriptor *)descriptor error:(NSError *)error{
    //打印出DescriptorsUUID 和value
    //這個descriptor都是對于characteristic的描述，一般都是字符串，所以這里我們轉換成字符串去解析
    NSLog(@"characteristic uuid:%@  value:%@",[NSString stringWithFormat:@"%@",descriptor.UUID],descriptor.value);
}

5.把數據寫到Characteristic中

//寫數據
-(void)writeCharacteristic:(CBPeripheral *)peripheral
            characteristic:(CBCharacteristic *)characteristic
                     value:(NSData *)value{    
    //打印出 characteristic 的權限，可以看到有很多種，這是一個NS_OPTIONS，就是可以同時用于好幾個值，常見的有read，write，notify，indicate，知知道這幾個基本就夠用了，前連個是讀寫權限，后兩個都是通知，兩種不同的通知方式。
    /*
     typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, CBCharacteristicProperties) {
     CBCharacteristicPropertyBroadcast                                              = 0x01,
     CBCharacteristicPropertyRead                                                   = 0x02,
     CBCharacteristicPropertyWriteWithoutResponse                                   = 0x04,
     CBCharacteristicPropertyWrite                                                  = 0x08,
     CBCharacteristicPropertyNotify                                                 = 0x10,
     CBCharacteristicPropertyIndicate                                               = 0x20,
     CBCharacteristicPropertyAuthenticatedSignedWrites                              = 0x40,
     CBCharacteristicPropertyExtendedProperties                                     = 0x80,
     CBCharacteristicPropertyNotifyEncryptionRequired NS_ENUM_AVAILABLE(NA, 6_0)        = 0x100,
     CBCharacteristicPropertyIndicateEncryptionRequired NS_ENUM_AVAILABLE(NA, 6_0)  = 0x200
     };
     */
    NSLog(@"%lu", (unsigned long)characteristic.properties);   
    //只有 characteristic.properties 有write的權限才可以寫
    if(characteristic.properties & CBCharacteristicPropertyWrite){
        /*
         最好一個type參數可以為CBCharacteristicWriteWithResponse或type:CBCharacteristicWriteWithResponse,區別是是否會有反饋
         */
        [peripheral writeValue:value forCharacteristic:characteristic type:CBCharacteristicWriteWithResponse];
    }else{
        NSLog(@"該字段不可寫！");
    }    
}

6.訂閱Characteristic的通知

//設置通知
-(void)notifyCharacteristic:(CBPeripheral *)peripheral
             characteristic:(CBCharacteristic *)characteristic{
    //設置通知，數據通知會進入：didUpdateValueForCharacteristic方法
    [peripheral setNotifyValue:YES forCharacteristic:characteristic];
    
}

//取消通知
-(void)cancelNotifyCharacteristic:(CBPeripheral *)peripheral
                   characteristic:(CBCharacteristic *)characteristic{
    
    [peripheral setNotifyValue:NO forCharacteristic:characteristic];
}

7.斷開連接（disconnect）

//停止掃描并斷開連接
-(void)disconnectPeripheral:(CBCentralManager *)centralManager
                 peripheral:(CBPeripheral *)peripheral{
    //停止掃描
    [centralManager stopScan];
    //斷開連接
    [centralManager cancelPeripheralConnection:peripheral];
}

8 模擬器藍牙調試，慎用，最好還是用真機去調試

由于在iPhone 4s之后的iOS才支持BLE，新一代的這些iOS設備又都不便宜，在做測試的時候，用iOS模擬器進行調試，可以節約一些開發成本。怎么在iOS模擬器上調試BLE，
蘋果最初給出的說明是，支持BLE的mac機子上可以用模擬器進行調試，并給出了一份技術文檔（傳送門），惡心的是，后來蘋果抽風，又把這份文檔移除，
并且把iOS 7.0的模擬器上對BLE的支持也移除掉了（難道是想讓大家多買設備測試？Apple sucks.）后面，網上搜了一下，解決辦法如下：
1. 買一個CSR藍牙4.0 USB適配器（某寶上大概30塊錢），在機子上插入該物（你懂的）
2. 在Terminal下敲入sudo nvram bluetoothHostControllerSwitchBehavior="never" ，重啟Mac。
3. 用XCode 4.6調試代碼，在iOS 6.1的模擬器上跑程序（用XCode 5.0跑iOS 7.0模擬器會拋異常，原因上面詳訴過了，Apple sucks，你懂的）

如何降低模擬器的IOS版本呢？
XCode->Preferences->Downloads里面有很多simulators你可以下載
選擇個6.1的下載好了

最后編輯于：2017.12.10 03:24:30

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