测试技术之APP蓝牙连接测试

目前APP与硬件模块之间的通信有几种模式:蓝牙连接模式、WiFi连接模式(Socket或HTTP服务器)、DLNA音视频共享(iOS上也可以使用AirPlay)。最近在项目中，测试了APP通过蓝牙与外设硬件连接的功能，整理了一些相关的开发、实现和测试方法，在这里与大家分享。

蓝牙基础知识

1. iOS台下蓝牙开发可以使用 MFI（ExternalAccessory 框架）或 BLE (CoreBluetooth 框架) 进行，但实际开发中基本都使用 CoreBluetooth 框架，因为它功能更强大，支持蓝牙4.0标准。

2. 蓝牙4.0 BLE (Bluetooth low energy) ：它的优点在于传输快，耗电低，但传输数据有限，虽然这个传输字节大小硬件工程师可调，但也不会太大。

3. CoreBluetooth框架的核心是peripheral和 central, 可以理解成外设和中心，发起连接的是central，被连接的设备为 peripheral，它们是一组相对概念。比如，当[url=]手机[/url]去连接控制蓝牙耳机时，你的手机就是central，当手机蓝牙被另一个手机连接并为其提供服务时就是peripheral。

4. Service和Characteristic：蓝牙设备通过GATT协议定义的数据通讯方式。一个 peripheral可以提供多种服务Service，一种Service 又可以包含多个不同的特征Characteristic。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、通知等几种方式。

5. central通过peripheral 的 Characteristic 来读写外设的数据，和获取通知。Peripheral广播自己的Service和characteristic，Central订阅某一个具体的characteristic，Peripheral就和Central之间通过characteristic建立了一个双向的数据通道。

6. 外设peripheral、服务Service、特征characteristic之间的关系：

7. UUID：蓝牙上的唯一标示符，为了区分不同服务和特征，就用UUID来表示。

蓝牙的两种工作模式

1. 中心模式

·  建立中心
·  扫描外设（discover）
·  连接外设(connect) 连接失败、连接断开、连接成功
扫描外设中的服务和特征(discover)：
· 获取外设的 services
·  获取外设的 Characteristics,获取Characteristics的值，获 Characteristics的 Descriptor 和Descriptor 的值
·  与外设做数据交互(explore and interact)
·  订阅 Characteristic 的通知
·  断开连接(disconnect)

2. 外设模式

· 启动一个 Peripheral 管理对象

· 本地 Peripheral 设置服务,特性,描述，权限等等

· Peripheral 发送广播

· 设置处理订阅、取消订阅、读 characteristic、写 characteristic 的委托方法

蓝牙设备的工作状态

·  准备（standby）
·  广播（advertising）
·  监听扫描（Scanning
·  发起连接（Initiating）
·  已连接（Connected）
·  蓝牙连接的开发实现
这里以手机端作为central，以蓝牙设备作为peripheral，蓝牙设备连接的开发实现主要包括以下步骤：

1. 导入[url=]苹果[/url]系统蓝牙框架

　　#import

2. 遵循两个蓝牙框架相关的协议

<cbcentralmanagerdelegate,cbperipheraldelegate>

3. 新建两个实例属性，一个特征属性

@property (nonatomic, strong) CBCentralManager*centralManager; //中心管理者@property (nonatomic, strong) CBPeripheral *peripheral; //连接到的外设@property (nonatomic, strong) CBCharacteristic*characteristic; //特征

4. 初始化CBCentralManager，进行蓝牙管理

- (void)viewDidLoad {[superviewDidLoad];self.centralManager= [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:selfqueue:dispatch_get_main_queue()]; //创建实例进行蓝牙管理}//若中心管理者初始化之后就会触发下面这个代理方法。该代理方法是用来判断手机蓝牙的状态的-(void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central {//蓝牙可用，开始扫描外设if(central.state == CBManagerStatePoweredOn) {NSLog(@"蓝牙可用");//在中心管理者成功开启之后再进行一些操作//搜索扫描外设//根据SERVICE_UUID来扫描外设，如果不设置SERVICE_UUID，则扫描所有蓝牙设备//[self.centralManagerstartAdvertising:@{CBAdvertisementDataServiceUUIDsKey:@[[CBUUIDUUIDWithString:SERVICE_UUID]]}];[centralscanForPeripheralsWithServices:nil options:nil];}if(central.state== CBManagerStateUnsupported) {NSLog(@"该设备不支持蓝牙");if(central.state == CBManagerStatePoweredOff) {NSLog(@"蓝牙已关闭");if(central.state == CBManagerStateUnknown) {NSLog(@"蓝牙当前状态不明确");if(central.state == CBManagerStateUnauthorized) {NSLog(@"蓝牙未被授权");

5. 搜索外围设备

//执行扫描动作之后，如果扫描到外设了，就会自动回调下面的协议方法/** 发现符合要求的外设，回调 */- (void)centralManager:(CBCentralManager*)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheraladvertisementData:(NSDictionaryNSLog(@"%@====",peripheral.name);//根据外设名字有选择性的筛选连接蓝牙设备if([peripheral.name hasPrefix:@"TEAMOSA"]) {//在这里对外设携带的广播数据进行进一步的处理if([self.peripheraNames containsObject:peripheral.name]) {//如果数组中包含了就不再添加return;}//添加到外设名字数组中[self.peripheraNamesaddObject:peripheral.name];//标记外设，让它的生命周期与控制器的一致self.peripheral= peripheral;//可以根据外设名字来过滤外设//[central connectPeripheral:peripheral options:nil];//连接外设

6. 连接外围设备

//连接外围设备，中心管理者连接外设成功，如果连接成功就会回调这个协议方法/** 连接成功 */- (void)centralManager:(CBCentralManager*)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral{//连接成功之后，可以进行服务和特性的发现。停止中心管理设备的扫描动作，要不然在你和已经连接好的外设进行数据沟通时，如果又有一个外设进行广播且符合你的连接条件，那么你的iOS设备也会去连接这个设备（因为iOS BLE4.0是支持一对多连接的），导致数据的混乱。//停止扫描动作[self.centralManagerstopScan];//设置外设的代理peripheral.delegate= self;//根据UUID来寻找服务//[peripheral discoverServices:@[[CBUUID UUIDWithString:SERVICE_UUID]]];//外设发现服务，传nil代表不过滤，一次性读出外设的所有服务[peripheraldiscoverServices:nil];NSLog(@"%s,line = %d, %@=连接成功", __FUNCTION__, __LINE__,peripheral.name);//外设连接失败/** 连接失败的回调 */- (void)centralManager:(CBCentralManager*)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError*)error {NSLog(@"%s,line = %d, %@=连接失败", __FUNCTION__, __LINE__,peripheral.name);//丢失连接 掉线/** 断开连接 */- (void)centralManager:(CBCentralManager*)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(nullableNSError *)error {NSLog(@"%s,line = %d, %@=断开连接", __FUNCTION__, __LINE__,peripheral.name);//断开连接可以设置重新连接[centralconnectPeripheral:peripheral options:nil];

以上，已经实现了APP端连接蓝牙设备的功能，蓝牙设备连接完成后，还可以对设备进行数据读写，包括：获取外围设备服务和特征；从外围设备读取数据；向外围设备发送（写入）数据等操作。这里暂不具体展开。

APP链接蓝牙设备的测试关注点

介绍了蓝牙的基础知识、APP连接蓝牙设备的开发实现，接下来将介绍APP连接蓝牙设备这一过程测试中需要关注的测试点（由于每种蓝牙设备连接需求不同，开发实现上也会有细小差别，实际测试中可视具体开发逻辑进行调整）：

1. APP扫描设备
①手机端蓝牙不同设置下是否能正常扫描：蓝牙打开、蓝牙关闭；
②蓝牙设备被扫描到并出现在可连接设备列表的条件：蓝牙设备名称与可连接的设备列表中的名称匹配、设备处于广播状态；
蓝牙设备与可连接的设备列表中名称是否匹配：匹配、不匹配；
蓝牙设备状态（视具体硬件而定）：待机状态、广播状态、已连接状态、蓝牙设备操作中、数据传输中、关机状态；
测试以上各种组合场景下，蓝牙设备是否能正常扫描且出现在可连接设备列表；
③不同场景下，是否正常扫描：
一个手机同时扫描多个设备；
多个手机同时扫描同一个设备；
多个手机同时扫描多个设备；
④扫描过程中取消；
⑤扫描结果：扫描超时；未扫描到可连接设备，是否支持重试；扫描失败；扫描成功。

2. 连接设备（APP端点击可连接设备列表，连接蓝牙设备）
①测试蓝牙设备状态变化后，不同状态下是否可正常连接：待机状态、广播状态、已连接状态、蓝牙设备操作中、数据传输中、关机状态；
②连接结果的处理：连接成功、连接失败、连接超时等；
③连接成功后的操作：APP其他操作、连接中断、退到后台、杀掉APP等；
④其他场景：扫描到多个设备。

3. 断开连接
①设备端断开：设备关机、设备电量耗尽；
②APP端断开：手动断开、其他操作断开连接。

4. 其他交互操作
①切换其他蓝牙设备，是否正常连接；
②蓝牙断开后重新打开，支持自动连接；
③距离超出蓝牙可检测范围，是否会断开连接，再恢复到可检测范围，能否自动连接；
④手机端连接多个不同蓝牙设备，各个设备功能是否都正常使用。

5. 连接成功后的数据传输
①功能上，APP端和蓝牙设备端是否符合正常使用需求；
②性能上，APP与蓝牙设备的交互是否满足需求。

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