iOS蓝牙开发：蓝牙的连接和数据的读写

Posted 2022-11-25 super_man_风清扬

做硬件的设备接入，绕不开蓝牙添加， 比如智能灯泡、智能插座、扫地机、门铃、门锁、摄像头等等这些类iot设备。接入时候都有一种蓝牙添加方式。 

蓝牙开发说简单也简单，说不简单也有点难，开发人员在首次开发蓝牙前首先需要搞清楚蓝牙开发的概念，还要了解掌握蓝牙开发的一整套流程，这样才能快速上手开发蓝牙。

      蓝牙开发分为两种模式：管理者模式和中心者模式。管理者模式基本很少用到，相当于iPhone手机作为外设，自己创建服务和特性，然后用其他设备连接iPhone手机；中心者模式一般是大部分情况下都会使用的，使用中心者模式开发相当于iPhone手机作为主机，连接蓝牙外设，下面介绍蓝牙开发的例子就是使用的中心者模式来讲解的。

一、关于蓝牙开发的一些重要的理论概念：

1、服务（services）：蓝牙外设对外广播的时候一定会有一个服务，有些时候也可以是有多个服务，服务下面包含一些特性，服务可以理解成一个模块的窗口；

2、特征（characteristic）：特征存在于服务下面的，一个服务下面可以有多个特征，特征可以理解成具体实现功能的窗口，一般的特性都会有value，也就是特征值，是特征和外界交互的最小单位；

      3、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。

二、蓝牙连接的主要步骤

     1、创建一个CBCentralManager实例来进行蓝牙管理；

     2、搜索扫描外围设备；

     3、连接外围设备；

     4、获得外围设备的服务；

     5、获得服务的特征；

     6、从外围设备读取数据；

     7、给外围设备发送（写入）数据。

三、蓝牙连接和数据读写的具体步骤

     1、导入苹果系统蓝牙框架

#import

     2、遵循两个蓝牙框架相关的协议

     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

[super viewDidLoad];

self.centralManager = [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:self queue: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.centralManager startAdvertising:@CBAdvertisementDataServiceUUIDsKey:@[[CBUUID UUIDWithString:SERVICE_UUID]]];

[central scanForPeripheralsWithServices: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 *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI

NSLog(@"%@====",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.peripheraNames addObject: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

// [central connectPeripheral:peripheral options:nil];

    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.centralManager stopScan];

// 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

[peripheral discoverServices: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:(nullable NSError *)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

[central connectPeripheral:peripheral options:nil];

    7、获取外围设备服务和特征

/** 发现服务 */

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

// 遍历出外设中所有的服务

for (CBService *service in peripheral.services)

// NSLog(@"所有的服务：%@",service);

// 这里仅有一个服务，所以直接获取

CBService *service = peripheral.services.lastObject;

// 根据UUID寻找服务中的特征

// [peripheral discoverCharacteristics:@[[CBUUID UUIDWithString:CHARACTERISTIC_UUID]] forService:service];

// [peripheral discoverCharacteristics:@[service.UUID] forService:service];

[peripheral discoverCharacteristics:nil forService:service];

    8、从外围设备读取数据

// 更新特征的value的时候会调用 （凡是从蓝牙传过来的数据都要经过这个回调，简单的说这个方法就是你拿数据的唯一方法） 你可以判断是否 从外围设备读数据

/** 接收到数据回调 */

- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error

// if (characteristic == @"你要的特征的UUID或者是你已经找到的特征")

// //characteristic.value就是你要的数据

//

if ([peripheral.name hasPrefix:@"TEAMOSA"])

NSData *data = characteristic.value;

NSString *value = [self hexadecimalString:data];

// NSLog(@"characteristic(读取到的): %@, data : %@, value : %@", characteristic, data, value);

// 拿到外设发送过来的数据

// NSData *data = characteristic.value;

// self.textFild.text = [[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];

    9、向外围设备发送（写入）数据

//这个方法你可以放在button的响应里面，也可以在找到特征的时候就写入，具体看你业务需求怎么用

//[self.peripherale writeValue:_batteryData forCharacteristic:self.characteristic type:CBCharacteristicWriteWithResponse];//第一个参数是已连接的蓝牙设备； 第二个参数是要写入到哪个特征； 第三个参数是通过此响应记录是否成功写入 需要注意的是特征的属性是否支持写数据

/** 写入数据回调 */

- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didWriteValueForCharacteristic:(nonnull CBCharacteristic *)characteristic error:(nullable NSError *)error

/*

typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, CBCharacteristicProperties)

CBCharacteristicPropertyBroadcast = 0x01,

CBCharacteristicPropertyRead = 0x02,

CBCharacteristicPropertyWriteWithoutResponse = 0x04,

CBCharacteristicPropertyWrite = 0x08,

CBCharacteristicPropertyNotify = 0x10,

CBCharacteristicPropertyIndicate = 0x20,

CBCharacteristicPropertyAuthenticatedSignedWrites = 0x40,

CBCharacteristicPropertyExtendedProperties = 0x80,

CBCharacteristicPropertyNotifyEncryptionRequired NS_ENUM_AVAILABLE(NA, 6_0) = 0x100,

CBCharacteristicPropertyIndicateEncryptionRequired NS_ENUM_AVAILABLE(NA, 6_0) = 0x200

;

打印出特征的权限(characteristic.properties),可以看到有很多种,这是一个NS_OPTIONS的枚举,可以是多个值

常见的又read,write,noitfy,indicate.知道这几个基本够用了,前俩是读写权限,后俩都是通知,俩不同的通知方式

*/

// NSLog(@"%s, line = %d, char.pro = %d", __FUNCTION__, __LINE__, characteristic.properties);

// 此时由于枚举属性是NS_OPTIONS,所以一个枚举可能对应多个类型,所以判断不能用 = ,而应该用包含&

NSLog(@"write value success(写入成功) : %@", characteristic);

    10、具体调用给蓝牙外设写入数据方法，这里的例子是以按钮点击事件里面来调用处理

//发送按钮点击事件

- (void)sendClick

if (!self.characteristic)

return;

_tempValue = [NSString stringWithFormat:@"%.0f", progressView.centigradeDegree];

_timeValue = [NSString stringWithFormat:@"%.0ld", (long)progressView1.timeDegree];

NSString *ttData = [NSString stringWithFormat:@"%@,%@U", _tempValue, _timeValue];

// NSString *aaa = [DataCoverTool coverFromStringToHexStr:ttData];

// 用NSData类型来写入

// NSData *data = [NSKeyedArchiver archivedDataWithRootObject:arry];

NSData *data = [ttData dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];

// NSData *data = [self dataWithString:ttData];

// 根据上面的特征self.characteristic来写入数据

[self.peripheral writeValue:data forCharacteristic:self.characteristic type:CBCharacteristicWriteWithResponse];