学习ios蓝牙技术，仿写lightblue

bluetooth

上一次我们研究完iBeacon，发现iBeacon是基于蓝牙4.0的一个封装而已。那么，今天我们来研究ios的蓝牙4.0的应用。最出名的app当属lightblue，我们不妨来仿写一个lightblue，这样基本的ios蓝牙编程就算入门了。

基本理论

框架与概念

在ios中使用蓝牙技术，会用到CoreBluetooth框架。

里面对设备有2个定义：周边(peripeheral)设备与中央(central)设备。发送蓝牙信号的是周边设备，接收蓝牙信号的是中央设备。

可以这样理解，周边设备是服务端，中央设备是客户端。中央设备可以去搜索周边有哪些服务端，可以选择连接上其中一台，进行信息获取。

支持蓝牙4.0的手机，可以作为周边设备，也可以作为中央设备，但是不能同时既为周边设备又为中央设备。

类解读

中央设备用 CBCentralManager 这个类管理。

周边设备用 CBPeripheralManager 这个类管理；

周边设备里面还有服务类 CBService，服务里面有各种各样的特性类 CBCharacteristic。

仿写lightblue

基本流程

假设我们有2台以上可用设备。
其中一台作为调试机，用来搜索其它设备，并连接上去。所以，是中央设备central。
其它设备设置为蓝牙发射器，即是周边设备peripheral。
调试机先扫描周边设备，用UITableView展示所扫描到的周边设备。
点击其中一台设备，进行连接connect。
连接上后，获取其中的所有服务services。
对其中每个服务进行遍历，获取所有的特性Characteristic。
读取每个特性，获取每个特性的值value。

至此，lightblue基本的仿写思路就清晰列出来了。

1. 扫描设备

先包含头文件

1	`#import <CoreBluetooth/CoreBluetooth.h>`

然后添加协议 CBCentralManagerDelegate

接着定义2个属性， CBCentralManager用来管理我们的中央设备，NSMutableArray用来保存扫描出来的周边设备。

1 2	`@property (nonatomic, strong) CBCentralManager centralMgr; @property (nonatomic, strong) NSMutableArray arrayBLE;`

中央设备创建很简单，第一个参数代表 CBCentralManager 代理，第二个参数设置为nil，因为Peripheral Manager将Run在主线程中。如果你想用不同的线程做更加复杂的事情，你需要创建一个队列（queue）并将它放在这儿。

1 2	`self.centralMgr = [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:self queue:nil]; self.arrayBLE = [[NSMutableArray alloc] init];`

实现centralManagerDidUpdateState。当Central Manager被初始化，我们要检查它的状态，以检查运行这个App的设备是不是支持BLE。

  - (void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central
  {      switch (central.state)
      {          case CBCentralManagerStatePoweredOn:
              [self.centralMgr scanForPeripheralsWithServices:nil options:nil];
              break;

          default:
              NSLog(@"Central Manager did change state");
              break;
      }
  }

-scanForPeripheralsWithServices:options:方法是中央设备开始扫描，可以设置为特定UUID来指，来差找一个指定的服务了。我们需要扫描周边所有设备，第一个参数设置为nil。

当发起扫描之后，我们需要实现 centralManager:didDiscoverPeripheral:advertisementData:RSSI: 通过该回调来获取发现设备。

这个回调说明着广播数据和信号质量(RSSI-Received Signal Strength Indicator)的周边设备被发现。通过信号质量，可以用判断周边设备离中央设备的远近。

  - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI
  {      BLEInfo *discoveredBLEInfo = [[BLEInfo alloc] init];
      discoveredBLEInfo.discoveredPeripheral = peripheral;
      discoveredBLEInfo.rssi = RSSI;

      // update tableview
      [self saveBLE:discoveredBLEInfo];
  }

BLEInfo是我新建的一个类，用来存储周边设备信息的，具体如下：

  @interface BLEInfo : NSObject

  @property (nonatomic, strong) CBPeripheral *discoveredPeripheral;
  @property (nonatomic, strong) NSNumber *rssi;

  @end

保存周边设备信息，并把它们显示到UITableView上：

  - (BOOL)saveBLE:(BLEInfo *)discoveredBLEInfo
  {      for (BLEInfo *info in self.arrayBLE)
      {          if ([info.discoveredPeripheral.identifier.UUIDString isEqualToString:discoveredBLEInfo.discoveredPeripheral.identifier.UUIDString])
          {              return NO;
          }
      }

      [self.arrayBLE addObject:discoveredBLEInfo];
      [self.tableView reloadData];
      return YES;
  }

扫描到的周边设备展示如下：

扫描到的周边设备

2. 连接设备

当我们点击其中一个设备，尝试进行连接。lightblue是点击后就立马连接的，然后在下一个UITableView来展示该周边设备的服务与特性。

而我是进入下一页UITableView才开始连接，差别不大。但是注意的是，一定要把我们之前的self.centralMgr传递到下一页的UITableView来使用，并且重新设置delegate。

用来展示服务和特性的UITableViewController：

  #import <UIKit/UIKit.h>
  #import <CoreBluetooth/CoreBluetooth.h>

  @interface BLEInfoTableViewController : UITableViewController
  <
  CBPeripheralManagerDelegate,
  CBCentralManagerDelegate,
  CBPeripheralDelegate
  >

  @property (nonatomic, strong) CBCentralManager *centralMgr;
  @property (nonatomic, strong) CBPeripheral *discoveredPeripheral;

  // tableview sections，保存蓝牙设备里面的services字典，字典第一个为service，剩下是特性与值
  @property (nonatomic, strong) NSMutableArray *arrayServices;

  // 用来记录有多少特性，当全部特性保存完毕，刷新列表
  @property (atomic, assign) int characteristicNum;

  @end

记得把之前的centrlMgr传过来，记得要重新设置delegate：

- (void)viewDidLoad
{    [super viewDidLoad];

    [_centralMgr setDelegate:self];
    if (_discoveredPeripheral)
    {        [_centralMgr connectPeripheral:_discoveredPeripheral options:nil];
    }
    _arrayServices = [[NSMutableArray alloc] init];
    _characteristicNum = 0;
}

其中，

[centralMgr connectPeripheral:discoveredPeripheral options:nil];

就是中央设备向周边设备发起连接。

我们可以实现下面的函数，如果连接失败，就会得到回调：

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

我们必须实现didConnectPeripheral，只要连接成功，就能回调到该函数，开始获取服务。

  - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral
  {
      [self.arrayServices removeAllObjects];

      [_discoveredPeripheral setDelegate:self];

      [_discoveredPeripheral discoverServices:nil];
  }

discoverServices就是查找该周边设备的服务。

3. 获取服务

当找到了服务之后，就能进入didDiscoverServices的回调。我们把全部服务都保存起来。

  - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error
  {      if (error)
      {          NSLog(@"didDiscoverServices : %@", [error localizedDescription]);
  //        [self cleanup];
          return;
      }

      for (CBService *s in peripheral.services)
      {          NSLog(@"Service found with UUID : %@", s.UUID);
          NSMutableDictionary *dic = [[NSMutableDictionary alloc] initWithDictionary:@{SECTION_NAME:s.UUID.description}];
          [self.arrayServices addObject:dic];
          [s.peripheral discoverCharacteristics:nil forService:s];
      }
  }

4. 获取特性

我们通过discoverCharacteristics来获取每个服务下的特性，通过下面的回调来获取。

  - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error
  {      if (error)
      {          NSLog(@"didDiscoverCharacteristicsForService error : %@", [error localizedDescription]);
          return;
      }

      for (CBCharacteristic *c in service.characteristics)
      {          self.characteristicNum++;
          [peripheral readValueForCharacteristic:c];
      }
  }

5. 获取特性值

readValueForCharacteristic可以读取特性的值。

通过下面的回调，就能得到特性值。

  - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error
  {      self.characteristicNum--;
      if (self.characteristicNum == 0)
      {          [self.tableView reloadData];
      }

      if (error)
      {          NSLog(@"didUpdateValueForCharacteristic error : %@", error.localizedDescription);
          return;
      }

      NSString *stringFromData = [[NSString alloc] initWithData:characteristic.value encoding:NSUTF8StringEncoding];

      if ([stringFromData isEqualToString:@"EOM"])
      {          NSLog(@"the characteristic text is END");
  //        [peripheral setNotifyValue:NO forCharacteristic:characteristic];
  //        [self.centralMgr cancelPeripheralConnection:peripheral];
      }

      for (NSMutableDictionary *dic in self.arrayServices)
      {          NSString *service = [dic valueForKey:SECTION_NAME];
          if ([service isEqual:characteristic.service.UUID.description])
          {              NSLog(@"characteristic.description : %@", characteristic.UUID.description);
              [dic setValue:characteristic.value forKey:characteristic.UUID.description];
          }
      }
  }

连接到周边设备获得的蓝牙信息

其它

本来苹果是提供了xcode5.0加ios7的模拟器来实现模拟器开启蓝牙的，本来连文章都给出了：https://developer.apple.com/library/ios/technotes/tn2295/_index.html

后来苹果把这文章给删了，还把ios7模拟器支持开启蓝牙给去掉。

那么，可以通过这个文章http://blog.csdn.net/zhenyu5211314/article/details/24399887,使用6.0的模拟器来调试。

参考文章

iOS CoreBluetooth 教程

藍牙 BLE CoreBluetooth 初探

蓝牙4.0 For IOS