iOS藍牙（BLE4.0低功耗）詳細滲透講解

iOS 藍牙4.0開發使用

嗨大家好，我是iOS開發一枚大帥比，過去的幾年項目涉及到藍牙比較多，抽空之余，把使用的小知識點歸納起來，一是方便自己對知識做很好的總結和復習，二是希望能幫助到瑯琊開發的朋友們。

一、簡介（什么是BLE4.0？哪里使用它？）

現在的互聯網時代，智能硬件設備越來越多樣化，這些設備中，有多是通過手機來控制硬件設備，來達到控制的效果，這中間少不了要使用到藍牙功能，通過藍牙來通信來控制設備。也就是我們說的“設備中心和外設的故事”。

藍牙版本介紹：

每個人對于藍牙都不陌生，近距離數據傳輸，方便；可是當你的業務需求需要你第一次接觸藍牙開發的時候，卻會發現你對它并不了解；首先，藍牙發展至今經歷了8個版本的更新。1.1、1.2、2.0、2.1、3.0、4.0、4.1、4.2。那么在1.x~3.0之間的我們稱之為傳統藍牙，4.x開始的藍牙我們稱之為低功耗藍牙也就是藍牙ble，當然4.x版本的藍牙也是向下兼容的。android手機必須系統版本4.3及以上才支持BLE API。低功耗藍牙較傳統藍牙，傳輸速度更快，覆蓋范圍更廣，安全性更高，延遲更短，耗電極低等等優點。（現在的穿戴設備都是使用BLE藍牙技術的）

傳統藍牙與低功耗藍牙通信方式也有所不同，傳統的一般通過socket方式，而低功耗藍牙是通過Gatt協議來實現。

本文章目的便是介紹BLE 4.0的使用以及相關問題的解決，本文采用簡要模式介紹BLE4.0的核心類的使用以及藍牙開發的簡介，如需了解藍牙知識的詳細知識點，百度可搜索其他大神的文章進行學習，下文通用BLE代為藍牙4.0。

二、BLE的核心模式

BLE的兩種模式分為CBCentralMannager 中心模式 和CBPeripheralManager 外設模式，在這里主要和大家分享CBCentralMannager 中心模式的開發和使用。

CBCentralMannager 中心模式

以手機（app）作為設備中心，連接其他外設（硬件）的場景。詳細流程如下：

1、建立中心角色

2、掃描外設

3、發現外設

4、連接外設：

? ? 1.連接失敗

? ? 2. 連接斷開

? ? 3.連接成功

5、掃描外設中的服務

? ? 1.發現并獲取外設中的服務Service

6、掃描外設對應服務的特征

? ? 1.發現并獲取外設對應服務的特征Characteristic

? ? 2.給對應特征寫數據

? ? 3.訂閱特征的通知 7.1 根據特征讀取數據

說明：Service，Characteristic是每個硬件設備出廠設定的設備服務和特征值，用UUID作為唯一標識符。UUID為這種格式：0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb。比如有3個Service，那么就有三個不同的UUID與Service對應。這些UUID都寫在硬件里，我們通過BLE提供的API可以讀取到，一個BLE終端可以包含多個Service， 一個Service可以包含多個Characteristic，一個Characteristic包含一個value和多個Descriptor，一個Descriptor包含一個Value。Characteristic是比較重要的，是手機與BLE終端交換數據的關鍵，讀取設置數據等操作都是操作Characteristic的相關屬性。說白了，我們可以把每個服務特征值看成是我們網絡請求的api接口，我們和藍牙的交互，是要連接到對應的service和對應的Characteristic才可以正確讀取到和硬件文檔以及出廠定制好的服務和數據。

三、CBPeriphera

暫且把這個小可愛理解為你所能發現搜索到的外設（硬件）對象，藍牙硬件的信息都包含在它里面

下面我們看下這個類所包含的內容：

CB_EXTERN_CLASS @interface CBPeripheral : CBPeer

//代理

@property(weak, nonatomic, nullable) id<CBPeripheralDelegate> delegate;

//我們所能搜索到的外設名稱

@property(retain, readonly, nullable) NSString *name;

//信號強度

@property(retain, readonly, nullable) NSNumber *RSSI;

//設備狀態，包含以下4種狀態

@property(readonly) CBPeripheralState state;

typedef NS_ENUM(NSInteger, CBPeripheralState) {

CBPeripheralStateDisconnected = 0,

CBPeripheralStateConnecting,

CBPeripheralStateConnected,

CBPeripheralStateDisconnecting

}

//服務群組

@property(retain, readonly, nullable) NSArray<CBService *> *services;

由于函數和屬性太多，我只列舉主要的幾個，其他的可在代碼中點擊查看即可

四、使用步驟概要

1、導入：#import <CoreBluetooth/CoreBluetooth.h>

2、遵守CBCentralManagerDelegate,CBPeripheralDelegate協議

3、初始化中心Manager，創建中心角色

為了方便引用，一般把manager聲明為一個屬性對象：

@property (nonatomic, strong) CBCentralManager * centralManager;

?self.centralManager = [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:self queue:nil];

注：queue為你想把藍牙初始化放到哪個隊列，一般默認主隊列

? ? ? ? options傳nil即可，具體使用可查看策略含義

4、檢查當前設備中心的藍牙狀態

// 狀態更新時調用

- (void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central

{

? ? switch (central.state) {

? ? ? ? case CBManagerStateUnknown:{

? ? ? ? ? ? NSLog(@"為知狀態");

? ? ? ? ? ? self.peripheralState = central.state;

? ? ? ? }

? ? ? ? ? ? break;

? ? ? ? case CBManagerStateResetting:

? ? ? ? {

? ? ? ? ? ? NSLog(@"重置狀態");

? ? ? ? ? ? self.peripheralState = central.state;

? ? ? ? }

? ? ? ? ? ? break;

? ? ? ? case CBManagerStateUnsupported:

? ? ? ? {

? ? ? ? ? ? NSLog(@"不支持的狀態");

? ? ? ? ? ? self.peripheralState = central.state;

? ? ? ? }

? ? ? ? ? ? break;

? ? ? ? case CBManagerStateUnauthorized:

? ? ? ? {

? ? ? ? ? ? NSLog(@"未授權的狀態");

? ? ? ? ? ? self.peripheralState = central.state;

? ? ? ? }

? ? ? ? ? ? break;

? ? ? ? case CBManagerStatePoweredOff:

? ? ? ? {

? ? ? ? ? ? NSLog(@"關閉狀態");

? ? ? ? ? ? self.peripheralState = central.state;

? ? ? ? }

? ? ? ? ? ? break;

? ? ? ? case CBManagerStatePoweredOn:

? ? ? ? {

? ? ? ? ? ? NSLog(@"開啟狀態－可用狀態");

? ? ? ? ? ? self.peripheralState = central.state;

? ? ? ? ? ? NSLog(@"%ld",(long)self.peripheralState);

? ? ? ? }

? ? ? ? ? ? break;

? ? ? ? default:

? ? ? ? ? ? break;

? ? }

}

5、開始掃描

if (self.peripheralState == CBManagerStatePoweredOn){

[self.centralManager scanForPeripheralsWithServices:nil options:nil];

}

6、發現外設

/**

掃描到設備

@param central 中心管理者

@param peripheral 掃描到的設備

@param advertisementData 廣告信息

@param RSSI 信號強度

*/

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary<NSString *,id> *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI

{

? ? NSLog(@"%@",[NSString stringWithFormat:@"發現設備,設備名:%@",peripheral.name]);

}

7、連接外設

[self.centralManager connectPeripheral:peripheral options:nil];

? ? ? 連接狀態

/**

@param central 中心管理者

@param peripheral 連接失敗的設備

@param error 錯誤信息

*/

**?連接失敗 **

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error

{

? ? NSLog(@"%@",@"連接失敗");

}

** 連接斷開 **

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error {?

NSLog(@"%@",@"斷開連接");

?}

** 連接成功 **?

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral {?

NSLog(@"連接設備:%@成功",peripheral.name);

?[self.centralManager stopScan];?

}

8、掃描外設服務Service

// 設置設備的代理

peripheral.delegate = self;

// services:傳入nil? 代表掃描所有服務

[peripheral discoverServices:nil];

/**

掃描到服務

@param peripheral 服務對應的設備

@param error 掃描錯誤信息

*/

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

{

? ? // 遍歷所有的服務

? ? for (CBService *service in peripheral.services)

? ? {

? ? ? ? NSLog(@"服務:%@",service.UUID.UUIDString);

? ? }

}

9、掃描service特征值

kWriteServerUUID 為和廠家協定好的，

例：讀取電量的UUID：08B07DCB-13DD-435C-8BDA-04DA65BDC6AA

// 獲取對應的服務

? ? ? ? if (![service.UUID.UUIDString isEqualToString:kWriteServerUUID])

? ? ? ? {

? ? ? ? ? ? return;

? ? ? ? }

? ? ? ? // 根據服務去掃描特征

? ? ? ? [peripheral discoverCharacteristics:nil forService:service];

10、給特征值寫數據（就是發送指令）

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

11、訂閱特征值通知（訂閱后可收到回應的數據）

if ([characteristic.UUID.UUIDString isEqualToString:kNotifyCharacteristicUUID]){

? [peripheral setNotifyValue:YES forCharacteristic:characteristic];

}

12、根據特征值讀取數據（注：應把之前發送數據和訂閱通知的peripheral和characteristic定義為全局屬性）

*該處即為接收到外設發送的數據的方法

/**

根據特征讀到數據

@param peripheral 讀取到數據對應的設備

@param characteristic 特征

@param error 錯誤信息

*/

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

{

? ? if ([characteristic.UUID.UUIDString isEqualToString:kNotifyCharacteristicUUID])

? ? {

? ? ? ? NSData *data = characteristic.value;

? ? ? ? NSLog(@"%@",data);

? ? }

}

到這里，整個藍牙使用的核心流程就基本介紹完了，鑒于寫博客文章太累，太耗時，我決定先睡覺去，回頭把文章慢慢細化一下，查漏補缺，格式可能也不是很完美，請讀者們見諒，多提寶貴意見，喜歡的老鐵們，可以點下喜歡或者收藏！

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