2015-08-15

iOS蓝牙开发CoreBluetooth快速入门

文章目录

术语解释
现在开始
结语

在iOS开发中，实现蓝牙通信有两种方式，一种是使用传统的GameKit.framework，另一种就是使用在iOS 5中加入的CoreBluetooth.framework。

利用CoreBluetooth框架，我们可以轻松实现两个iOS设备、iOS设备与非iOS蓝牙设备的交互。要注意的一点是目前这个框架只能支持蓝牙4.0BLE标准，所以对硬件上是有一定要求的，iPhone 4S及以后的设备，第三代iPad及以后的设备是支持这一标准的。

术语解释

我们首先看一下CoreBluetooth框架的结构。这是CoreBluetooth/CoreBluetooth.h文件中的声明。

#ifndef _CORE_BLUETOOTH_H_
#define _CORE_BLUETOOTH_H_
#endif
#import <CoreBluetooth/CBCentralManager.h>
#import <CoreBluetooth/CBPeripheralManager.h>
#import <CoreBluetooth/CBPeripheral.h>
#import <CoreBluetooth/CBCentral.h>
#import <CoreBluetooth/CBService.h>
#import <CoreBluetooth/CBCharacteristic.h>
#import <CoreBluetooth/CBDescriptor.h>
#import <CoreBluetooth/CBError.h>
#import <CoreBluetooth/CBUUID.h>
#import <CoreBluetooth/CBAdvertisementData.h>
#import <CoreBluetooth/CBATTRequest.h>

其中，CBCentral开头的都是中心设备类，CBPeripheral开头的都是外设类。这就要讲到蓝牙设备的两个角色了。

中心设备：中心设备可以理解为是处理数据的iOS设备，比如你的 iPhone、iPad 等。
外设：外设顾名思义，就是产生数据的外部设备。这个外部设备可以是单片机、嵌入式设备甚至是另一个iOS设备等等。外设可以通过其传感器等产生有用数据，数据后通过蓝牙传给中心设备使用。

在建立连接的之前，外设向外发出广播数据（advertisementData，官方描述“A dictionary containing any advertisement and scan response data.”），广播数据是一个字典类数据，中心设备可以获取一定范围内的外设发出的广播数据。

现在开始

初始化

为了使用CoreBluetooth框架中的回调方法，我们要使用CBCentralManagerDelegate、CBPeripheralDelegate这两个协议。

我们先要初始化一个CBCentralManager类的对象。代码如下：

@interface SKBluetoothManager : NSObject<CBCentralManagerDelegate, CBPeripheralDelegate>{
    CBCentralManager *manager;
    id<BTManagerDelegate> delegate;
}

1 2	manager = [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:self queue:nil]; manager.delegate = self;

扫描外设

初始化完成，我们就可以让管理器开始扫描外设了：

1	[manager scanForPeripheralsWithServices:nil options:nil];

在设备发现周围外设的advertisementData后，会回调这个方法：

1	- (void)centralManager:(CBCentralManager )central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral )peripheral advertisementData:(NSDictionary )advertisementData RSSI:(NSNumber )RSSI;

其中参数central指回调这个方法的中心设备，peripheral指发现的外设对象CBPeripheral，advertisementData就是前面说的字典类型广播数据，RSSI是当前外设的信号强度，单位是dbm。

刚开始对陌生的蓝牙设备调试时，建议我们先用一个数组NSArray将所扫描到的外设进行保存：

1	[_peripherals addObject:peripheral];

连接外设

保存后，可根据设备的UUID来确定该设备是否为我们需要进行操作的蓝牙设备，在确认外设身份后，即可发起对外设的连接操作：

if ([peripheral.identifier.UUIDString isEqualToString:kPeripheralUUID]) {
    [manager stopScan];
    [manager connectPeripheral:peripheral options:nil];
    NSLog(@"连接外设:%@",peripheral.description);
    self.peripheral = peripheral;
}

在此步操作后，我们完成了对蓝牙设备的扫描工作，接下来的回调方法分为两种情况：

连接到外设后

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral{
    NSLog(@"已经连接到:%@", peripheral.description);
    peripheral.delegate = self;
    [central stopScan];
    [peripheral discoverServices:nil];
}

一旦连接好外设，我们就可以马上停止扫描。然后发起对服务的搜索：

1	- (void)discoverServices:(NSArray *)serviceUUIDs;

此处参数位需要扫描的服务的UUID的数组。文档中特别提到，若该参数为nil，将会扫描所有的服务。

连接失败后

在连接外设失败的回调方法中，提供了error参数，可根据实际需要来做异常处理，在此不做过多说明

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

在搜索到蓝牙设备的服务后，将会回调

1	- (void)peripheral:(CBPeripheral )peripheral didDiscoverServices:(NSError )error

若有错误发生，通过NSError异常处理。

扫描服务

由于服务在peripheral里是以NSArray的形式存在的，所以我们要对peripheral中的所有服务进行遍历：

for (CBService *service in peripheral.services) {
    //发现服务
    if ([service.UUID isEqual:[CBUUID UUIDWithString:kServiceUUID]]) {
        NSLog(@"发现服务:%@", service.UUID);
        [peripheral discoverCharacteristics:nil forService:service];
        break;
    }
}

扫描特征值

在遍历中，趁热打铁，直接对其特征值进行扫描，

1	[peripheral discoverCharacteristics:nil forService:service];

这里与扫描service是相同的，若扫描所有的特征值，直接传入nil作为参数即可。

这里的kServiceUUID是我们根据蓝牙设备的具体情况，提前设置好的UUID常量。本文所有kXxxxxUUID均为预设的UUID常量。

同样的，characteristics也是一个数组，我们利用像遍历services一样的方式来遍历所有的特征值。

- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error {
    if (error) {
        NSLog(@"搜索特征%@时发生错误:%@", service.UUID, [error localizedDescription]);
        return;
    }
    NSLog(@"服务:%@",service.UUID);
    for (CBCharacteristic *characteristic in service.characteristics) {
//        NSLog(@"特征:%@",characteristic);
        //发现特征
        if ([characteristic.UUID isEqual:[CBUUID UUIDWithString:kCharacteristicWriteUUID]]) {
            _writeCharacteristic = characteristic;
        }
        if ([characteristic.UUID isEqual:[CBUUID UUIDWithString:kCharacteristicNotifyUUID]]) {
            NSLog(@"监听特征:%@",characteristic);//监听特征
            [self.peripheral setNotifyValue:YES forCharacteristic:characteristic];
            _isConnected = YES;
        }
    }
}

特别要提到的是，我们不同的蓝牙设备有不同的服务和特征值。我的蓝牙模块的说明文档中已经说清楚了，write特征、read特征、notify特征，所以在此根据自身需要，来对不同的特征值进行操作。

设置监听

我在此要解释一下，当我们试图去读取蓝牙外设发过来的数据时，一定要找准特征值，用这个方法进行订阅。每次特征值变化的时候，就会有回调方法执行，从而达到读取数据的目的。容易出错误，一定分清楚到底哪个特征值该被订阅。

在订阅了特征值后，我们尝试用蓝牙外设发送一些数据出来，即可回调下一阶段的方法：

- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error {
    if (error) {
        NSLog(@"更新特征值%@时发生错误:%@", characteristic.UUID, [error localizedDescription]);
        return;
    }
// 收到数据
    [delegate didGetDataForString:[self hexadecimalString:characteristic.value]];
//    NSLog(@"%@",[self hexadecimalString:characteristic.value]);
}

数据的转换

我们接收到的数据，正是characteristic.value，这是一个NSData类数据，我们可以通过UTF8StringEncoding来转化为NSString，为了代码结构清晰，我专门把NSData和NSString互转写成了两个方法：

//将传入的NSData类型转换成NSString并返回
- (NSString*)hexadecimalString:(NSData *)data{
    NSString *result = [[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];
    return result;
}

//将传入的NSString类型转换成NSData并返回
- (NSData*)dataWithHexstring:(NSString *)hexstring{
    NSData *aData;
    return aData = [hexstring dataUsingEncoding: NSASCIIStringEncoding];
}

在拿到字符串后，通过各种回调方法，处理UI变动。

结语

整个蓝牙开发实现方便，但回调方法非常多，新手容易晕头转向。按部就班把每个回调方法实现，即可保证蓝牙开发的顺利进行。

最后贴上我封装的 SKBluetooth 的地址：SKBluetooth

talisk斯温的技术博客

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