iOS蓝牙BLE4.0通信功能

概述

iOS蓝牙BLE4.0通信功能，最近刚学的苹果，为了实现蓝牙门锁的项目，找了一天学习了下蓝牙的原理，亲手测试了一次蓝牙的通信功能，结果成功了，那么就把我学习的东西分享一下。

详细

代码下载：http://www.demodashi.com/demo/10635.html

一、蓝牙常见名称和缩写

• BLE：(Bluetooth low energy)蓝牙4.0设备因为低耗电

• BLE：(Bluetooth low energy)蓝牙4.0设备因为低耗电

• Central：中心设备，发起蓝牙连接的设备(一般是指手机)

• Peripheral：外设，被蓝牙连接的设备(一般是运动手环)

• Service and Characteristic：服务和特征，每个设备会提供服务和特征，类似于服务端的API，但是结构不同，每个设备会有很多服务，每个服务中包含很多特征，这些特征的权限一般分为读(read)，写(write)，通知(notify)几种，就是我们连接设备后具体需要操作的内容

• Description：描述，每个Characteristic可以对应一个或者多个Description用于描述Characteristic的信息或属性

二、蓝牙基础知识

1、CoreBluetooth框架的核心其实是俩东西

• Peripheral

• Central

2、这两组api分别对应不同的业务常见

• 左侧叫中心模式，就是以你的app作为中心，连接其他的外设的场景

• 右侧称为外设模式，使用外设连接其他中心设备操作的场景

3、服务和特征(service and characteristic)

• 每个设备都会有1个or多个服务

• 每个服务里都会有1个or多个特征

• 特征就是具体键值对，提供数据的地方

• 每个特征属性分为：读，写，通知等等

外设，服务，特征的关系

三、BLE中心模式流程

1、建立中心角色

2、扫描外设(Discover Peripheral)

3、连接外设(Connect Peripheral)

4、扫描外设中的服务和特征(Discover Services And Characteristics)

4.1 获取外设的services

4.2 获取外设的Characteristics，获取characteristics的值

4.3 获取Characteristics的Descriptor和Descriptor的值

5、利用特征与外设做数据交互

6、订阅Characteristic的通知

7、断开连接(Disconnect)

四、准备工作

1、一台苹果设备，进行真机测试

2、一个蓝牙模块或者外设

五、程序实现

项目代码截图：

以下是实现的过程：

1、导入依赖库、声明委托、定义变量

#import "ViewController.h"
#import <CoreBluetooth/CoreBluetooth.h>

#define mBLEName @"ZJ2"

@interface ViewController () <CBCentralManagerDelegate, CBPeripheralDelegate>
//手机设备
@property (nonatomic, strong) CBCentralManager *mCentral;
//外设设备
@property (nonatomic, strong) CBPeripheral *mPeripheral;
//特征值
@property (nonatomic, strong) CBCharacteristic *mCharacteristic;
//服务
@property (nonatomic, strong) CBService *mService;
//描述
@property (nonatomic, strong) CBDescriptor *mDescriptor;

@end

2、程序开始时初始化设备

- (CBCentralManager *)mCentral
{
    if (!_mCentral) {
        _mCentral = [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:self
                                                         queue:dispatch_get_main_queue()
                                                       options:nil];
    }
    return _mCentral;
}

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    
    //中心管理者初始化
    [self mCentral];
}

3、当程序退出时，记得断开连接

- (void)viewDidDisappear:(BOOL)animated
{
    [super viewDidDisappear:animated];
    
    // 停止扫描
    if([self.mCentral isScanning]){
        NSLog(@"stopScan");
        [self.mCentral stopScan];
    }
    //停止连接
    if(nil != self.mPeripheral && self.mPeripheral.state == CBPeripheralStateConnecting){
        NSLog(@"cancelPeripheralConnection");
        [self.mCentral cancelPeripheralConnection:self.mPeripheral];
    }
}

4、扫描外设

//只要中心管理者初始化,就会触发此代理方法
- (void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central
{
    switch (central.state) {
        case CBManagerStateUnknown:
            NSLog(@"CBManagerStateUnknown");
            break;
        case CBManagerStateResetting:
            NSLog(@"CBManagerStateResetting");
            break;
        case CBManagerStateUnsupported:
            NSLog(@"CBManagerStateUnsupported");
            break;
        case CBManagerStateUnauthorized:
            NSLog(@"CBManagerStateUnauthorized");
            break;
        case CBManagerStatePoweredOff:
            NSLog(@"CBManagerStatePoweredOff");
            break;
        case CBManagerStatePoweredOn:
        {
            NSLog(@"CBManagerStatePoweredOn");
            //搜索外设
            [self.mCentral scanForPeripheralsWithServices:nil // 通过某些服务筛选外设
                                                  options:nil]; // dict,条件
        }
            break;
        default:
            break;
    }
}

5、连接外设

//发现外设后调用的方法
- (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
{
    NSLog(@"搜索到设备名：%@，设备ID：%@",peripheral.name,peripheral.identifier);
    //(ABS(RSSI.integerValue) > 35)
    //发现完之后就是进行连接
    if([peripheral.name isEqualToString:mBLEName]){
        self.mPeripheral = peripheral;
        self.mPeripheral.delegate = self;
        [self.mCentral connectPeripheral:peripheral options:nil];
    }
}

6、获取服务

//中心管理者连接外设成功
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central // 中心管理者
  didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral // 外设
{
    NSLog(@"设备连接成功，设备名：%@", peripheral.name);
    //7、外设发现服务,传nil代表不过滤
    [self.mPeripheral discoverServices:nil];
}

// 外设连接失败
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error
{
    NSLog(@"设备连接失败，设备名：%@", peripheral.name);
}

// 丢失连接
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error
{
    NSLog(@"设备丢失连接，设备名：%@", peripheral.name);
}

7、获取服务中的特征

//发现外设的服务后调用的方法
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error
{
    // 是否获取失败
    if (error) {
        NSLog(@"设备获取服务失败，设备名：%@", peripheral.name);
        return;
    }
    for (CBService *service in peripheral.services) {
        self.mService = service;
        NSLog(@"设备获取服务成功，服务名：%@，服务UUID：%@，服务数量：%lu",service,service.UUID,peripheral.services.count);
        //外设发现特征
        [peripheral discoverCharacteristics:nil forService:service];
    }
}

8、获取特征中的值和描述

//从服务中发现外设特征的时候调用的代理方法
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error
{
    if(error){
        NSLog(@"设备获取特征失败，设备名：%@", peripheral.name);
        return;
    }
    /**
    CBCharacteristicPropertyRead													= 0x02,
    CBCharacteristicPropertyWriteWithoutResponse									= 0x04,
    CBCharacteristicPropertyWrite													= 0x08,
    CBCharacteristicPropertyNotify													= 0x10,
     */
    for (CBCharacteristic *cha in service.characteristics) {
        if(cha.properties & CBCharacteristicPropertyWrite){
            NSLog(@"CBCharacteristicPropertyWrite");
            NSLog(@"%lu",cha.properties & CBCharacteristicPropertyWrite);
            self.mCharacteristic = cha;
        }else if(cha.properties & CBCharacteristicPropertyWriteWithoutResponse){
            NSLog(@"CBCharacteristicPropertyWriteWithoutResponse");
        }else if(cha.properties & CBCharacteristicPropertyRead){
            NSLog(@"CBCharacteristicPropertyRead");
        }else if(cha.properties & CBCharacteristicPropertyNotify){
            NSLog(@"CBCharacteristicPropertyNotify");
        }else if(cha.properties & CBCharacteristicPropertyIndicate){
            NSLog(@"CBCharacteristicPropertyIndicate");
        }
        NSLog(@"设备获取特征成功，服务名：%@，特征值名：%@，特征UUID：%@，特征数量：%lu",service,cha,cha.UUID,service.characteristics.count);
        //获取特征对应的描述 会回调didDiscoverDescriptorsForCharacteristic
        [peripheral discoverDescriptorsForCharacteristic:cha];
        //获取特征的值 会回调didUpdateValueForCharacteristic
        [peripheral readValueForCharacteristic:cha];
    }
    if(nil != self.mCharacteristic){
        //打开外设的通知，否则无法接受数据
        [peripheral setNotifyValue:YES forCharacteristic:self.mCharacteristic];
    }
}

9、读取特征中的值和描述

//更新特征值的时候调用，可以理解为获取蓝牙发回的数据
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error
{
    NSString *value = [[NSString alloc] initWithData:characteristic.value encoding:NSASCIIStringEncoding];
    NSLog(@"特征名：%@，特征值：%@",characteristic,value);
    
    if([value isEqualToString:@"open"]){
        
    }else if([value isEqualToString:@"close"]){
        
    }
}

10、状态改变和发现描述

//通知状态改变时调用
-(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateNotificationStateForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error{
    if(error){
        NSLog(@"特征名：%@，改变通知状态失败",characteristic);
    }
    NSLog(@"特征名：%@，改变了通知状态",characteristic);
}

//发现外设的特征的描述数组
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverDescriptorsForCharacteristic:(nonnull CBCharacteristic *)characteristic error:(nullable NSError *)error
{
    if(error){
        NSLog(@"设备获取描述失败，设备名：%@", peripheral.name);
        return;
    }
    for (CBDescriptor *descriptor in characteristic.descriptors) {
        self.mDescriptor = descriptor;
        [peripheral readValueForDescriptor:descriptor];
        NSLog(@"设备获取描述成功，描述名：%@",descriptor);
    }
}

11、发送数据

//发送数据
-(void)sendDataToBLE:(NSString *)data{
    NSData* myData = [data dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    [self.mPeripheral writeValue:myData // 写入的数据
               forCharacteristic:self.mCharacteristic // 写给哪个特征
                            type:CBCharacteristicWriteWithResponse];// 通过此响应记录是否成功写入
}

-(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didWriteValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error{
    NSLog(@"数据发送成功");
}

六、运行效果

从电脑串口助手可以看到，发送了两次的D3数据，手机也收到了两次11的数据

这里使用的是蓝牙模块Risym cc2541和苹果手机实现两者的通信功能，根据BLE中心模式流程走就可以了

下面是手机设备NSLog打印输出的结果，从连接到发送数据和接收数据的过程。

（查看大图）

可以发现连接成功后，设备有两个服务，第一个服务对应有九个特征值，第二个服务对应有一个特征值，验证了上面的原理是正确的

（查看大图）

七、其他补充

CSDN博客地址：http://blog.csdn.net/qq_30379689/article/details/61413950

CSDN课程地址：http://edu.csdn.net/course/detail/4534

代码下载：http://www.demodashi.com/demo/10635.html

注：本文著作权归作者，由demo大师发表，拒绝转载，转载需要作者授权