蓝牙接收苹果手机通知 ANCS协议分析
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综述
现在有许多蓝牙手表、手环都能接收苹果iphone手机的系统通知,那这是怎么实现的呢?
其实,这都有赖于苹果IOS 7开始提供的ANCS协议,ANCS(苹果通知中心, Apple Notification Center Service)的目的是提供给蓝牙外设一种简单、方便的获取ios设备通知信息的方式。使得蓝牙手环、手表可以收到苹果手机的来电、短信及各种应用的通知信息。
下面,本文就来带你学习苹果ANCS协议。
演示
下面一段视频演示了一款蓝牙手表接收苹果手机通知,查看详情的方法:
我在TI CC2541芯片上实现了完整的ANCS协议,可以完成通知的监听,详情查看功能,并且提供相关代码和硬件,感兴趣的童鞋可以到淘宝链接查看购买:
https://item.taobao.com/item.htm?id=44730522676
总体原理
ANCS通过蓝牙BLE 4.0实现,仅支持iPhone 4S及以上且系统版本在IOS 7以上的手机,同时在外设端需要支持蓝牙4.0协议。
1、外设端进行广播,手机打开蓝牙,搜索外设,连接外设,之后进行绑定(这很重要,否则无法接收通知)
2、外设在连接建立后需要监听手机上的ANCS Service中的Notification Source
3、当有通知时,手机会给外设发消息,说明是哪个应用的通知
4、如果外设想进一步获取通知的详情,就往Control Point写控制信息,获取详情
5、详情会通过Data Source发过来
协议详解(官方文档翻译)
依赖
ANCS的使用没有依赖,它是GATT的一个子集,任何一个实现了GATT client的设备可以方便的从ios设备获取通知信息。
传输注意事项
如果没有特殊说明,通过ANCS传输的数值均使用小端模式。
如果没有特殊说明,通过ANCS传输的字符串均使用UTF-8编码。
概念定义
l ANCS:苹果通知中心服务
l NP(Notification Provider):通知的产生者,一般是ios设备
l NC(Notification Consumer):通知的消费者,一般是蓝牙设备
l iOS notification:ios设备里出现的通知
l GATT notification:GATT characteristic发送的通知
Service定义
ANCS使用了一个私有UUID作为其Service的UUID:
7905F431-B5CE-4E99-A40F-4B1E122D00D0
NP(手机)上只有一个ANCS实例,基于ios的机制,ANCS没有办法保证一直运行。
所以NC(外设)需要搜索并且监听(subscribe)Service Changed characteristic,以保证能够监听到所有通知。
Characteristic类型
所涉及的characteristic
1、Notification Source:
UUID 9FBF120D-6301-42D9-8C58-25E699A21DBD(notifiable)
基本通知源,通知一些计数的信息;
2、Control Point:
UUID 69D1D8F3-45E1-49A8-9821-9BBDFDAAD9D9(writeable with response)
控制器,用于向ios设备写入控制信息,例如读取详情;
3、Data Source:
UUID 22EAC6E9-24D6-4BB5-BE44-B36ACE7C7BFB(notifiable)
数据源,用于提供详细数据,在控制信息写入后通过此characteristic返回;
还有许多其他characteristic,不过只有Notification Source是强制的,其他的都是可选的。
Notification Source
通知信息更新时,从NP(手机)发给NC(外设)的消息。
有以下一些情况:
l 新的ios通知到来;
l ios通知有改动;
l ios通知移除;
l EventID:消息类型,添加(0)、修改(1)、删除(2);
l EventFlags:消息优先级,静默(1)、重要(2);
l CategoryID:消息类型;
l CategoryCount:消息计数;
l NotificationUID:通知ID,可以通过此ID获取详情;
Notification的生命周期如下:
Get Notification Attributes
当NC(外设)希望从NP(手机)读取Notification的详细信息时,它需要向Control Point characteristic发送一些命令,格式如下:
l CommandID:设为0;
l NotificationUID:对应Notification Source中相同名字的字段;
l AttributeIDs:NC希望读取的变量ID列表,有些变量可能需要跟一个16bit的数说明想要的最大长度;
NP(手机)接收到此命令后,会通过Data Source characteristic将结果返回(通过GATT Notification),所以你需要监听这个参数。此命令发出后对应的返回信息如下:
l CommandID:为0;
l NotificationUID:对应之前请求的UID;
l AttributeList:查询结果列表,每一项的格式都是:ID/16bit Length/Value,每个attribute都是一个字符串,其长度由Length指定,但是此字符串不是以NULL结尾。若找不到对应的Attribute,则Length为0;
* 如果返回的消息长度大于GATT最大传输长度(MTU),则其会被分割成多个分段。蓝牙设备必须将这些分段组装起来。当所有请求属性的内容都接收完成后,此过程才算完成;
Get App Attributes
此命令允许NC(外设)读取NP(手机)上安装app的特定属性,它需要向Control Point characteristic发送一些命令,格式如下:
l CommandID:设成1;
l AppIdentifier:App ID,这个字符串必须使用NULL结尾(“\0”吧);
l AttributeIDs:希望获得属性的列表;
此命令的响应消息格式如下:
l CommandID:为1;
l AppIdentifier:App ID,与之前的请求ID对应;
l AttributeList:属性值列表,每一个格式都是:ID/16-bit Length/Value,每个attribute都是一个字符串,其长度由Length指定,但是此字符串不是以NULL结尾。若找不到对应的Attribute,则Length为0;
* 关于分段以及传输结束的判断标准,与Get Notification Attributes一致;
Session(会话)
ANCS session 在NC(外设)订阅Notification Source之后开始,在取消订阅或者连接断开之后结束。由于ANCS不是一个完全同步的服务,它不会在会话中记录状态。所以,所有的NotificationUID以及AppIdentifier仅在某个特定的会话周期内有效。(换句话说,那些ID只是在会话后开始的计数,下次再连接重新计数)
当某个会话结束时,NC(外设)需要清空所有ID以及数据内容。当新的会话开始时,NP(手机)会尽量把现有的通知都发给NC(外设)。NC(外设)可以使用这些信息知道当前尚未处理的通知有哪些。
Attribute Fetching and Caching(参数缓存)
我们建议,只在用户做出操作时才获取attribute。例如,一开始只是展示一个通知列表,然后在用户点击某一个后才查询详细的信息。
另外,我们建议在一次会话中建立一张App attribute的缓存表,这样可以避免重复获取一些常量attribute。
Error Codes
写入Control Point characteristic时,可能会有错误发生,错误码定义如下(在哪里返回错误码。。。同一次请求中么):
0xA0 : 未知命令,commandID非法;
0xA1 : 无效命令,命令的格式错误;
0xA2 : 无效参数,某一个参数(例如NotificationID无效)
如果有错误发生,就不会有Data Source返回。
时序图
下面展示了NP与NC之间的常见交互时序:
下面的图展示了获取详细信息的时序:
CategoryID
EventID
EventFlags
CommandID
NotificationAttributeID
AppAttributeID
实际实验之DataSource读取
主要是介绍一下读取的各个AttrID返回的都是啥:
电话:
AttrID |
返回值 |
0(App ID) |
com.apple.mobilephone |
1(Title) |
1 (326) 021-3971(电话号码,不过划分方式好怪。。。) 如果此号码存了名字,则是电话本中的名字 |
2(SubTitle) |
空 如果此号码存了名字,则是mobile |
3(Message) |
Incoming Call |
短信:
AttrID |
返回值 |
0(App ID) |
com.apple.MoileSMS |
1(Title) |
10698109555991 01051726663 +86 132-6021-3971 如果此号码存了名字,则是电话本中的名字 |
2(SubTitle) |
空 |
3(Message) |
短信的内容 |
微信:
AttrID |
返回值 |
0(App ID) |
com.tencent.xin |
1(Title) |
微信 |
2(SubTitle) |
空 |
3(Message) |
发信人:内容 |
其他应用的ID:
QQ:c o m . t e n c e n t . m q q
365:c o m . 3 6 5 r i l i . C o c o
Any.Do:c o m . a n y d o . A n y D O
系统提示:c o m . a p p l e . r e m i n d e r s
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