实用硬件篇（一）

一、二维码扫描

1、关键点

（0）框架：AVFoundation

（1）输入设备：摄像头

（2）输出设备：元数据，将二维码解析成字符串输出

（3）建立会话session ：通过“添加”，将输入和输出联系起来

（4）预览视图layer ： 特殊的layer，专门用来显示输入设备捕捉到的画面

（5）session需要开启和关闭

2、二维码的实质：字符串

  

3、输出设备output的代理AVCaptureMetadataOutputObjectsDelegate（就一个代理方法）

（1）解析完毕之后就会调用返回一个字符串

 　　- (void)captureOutput:(AVCaptureOutput *)captureOutput didOutputMetadataObjects:(NSArray *)metadataObjects fromConnection:(AVCaptureConnection *)connection;

（2）设置代理的方式很特殊

 　　 [self.output setMetadataObjectsDelegate:self queue:dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)];

    

4、配置示例

  

#import "ViewController.h"
#import <AVFoundation/AVFoundation.h>

@interface ViewController ()<AVCaptureMetadataOutputObjectsDelegate>

//1.创建输入设备
@property (nonatomic, strong)AVCaptureDeviceInput  *deviceInput;

//2.创建输出设备  元数据
@property (nonatomic, strong) AVCaptureMetadataOutput *output;

//3.创建会话
@property (nonatomic, strong) AVCaptureSession *session;

//4.预览视图layer特殊的layer专门来显示输入设备捕捉到的画面
@property (nonatomic, strong) AVCaptureVideoPreviewLayer *preViewLayer;


@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    //1.创建输入设备：可以包括摄像头、键盘、鼠标、麦克风
    //摄像头有可能有两个
    AVCaptureDevice *deviceC = [AVCaptureDevice defaultDeviceWithMediaType:AVMediaTypeVideo];
    
    self.deviceInput = [[AVCaptureDeviceInput alloc]initWithDevice:deviceC error:nil];
    
    //2.创建输出设备  元数据
    self.output = [[AVCaptureMetadataOutput alloc]init];
    
 	// 输出设备设置代理
    [self.output setMetadataObjectsDelegate:self queue:dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)];
   
    //3.创建会话
    self.session = [[AVCaptureSession alloc]init];
    
    //4.建立联系（判断是否可以添加输入和输出设备）
    if ([self.session canAddInput:self.deviceInput]) {
        [self.session addInput:self.deviceInput];
    }
    
    if ([self.session canAddOutput:self.output]) {
        [self.session addOutput:self.output];
    }
    
    
    //设置元数据类型为“二维码”，还有很多类型，比如条形码
    
    [self.output setMetadataObjectTypes:@[AVMetadataObjectTypeQRCode]];
    
    NSLog(@"%@",self.output.availableMetadataObjectTypes);
    //视频输出质量
    [self.session setSessionPreset:AVCaptureSessionPresetHigh];
    
    //5.开启会话
    [self.session startRunning];
    
   
    //7.增加一个预览视图layer 来展示输入设备的画面
    
    self.preViewLayer = [[AVCaptureVideoPreviewLayer alloc]initWithSession:self.session];
    self.preViewLayer.frame = self.view.bounds;
    //添加到视图
    [self.view.layer addSublayer:self.preViewLayer];
    
    
}


//6.解析完毕之后就会调用：返回一个字符串
- (void)captureOutput:(AVCaptureOutput *)captureOutput didOutputMetadataObjects:(NSArray *)metadataObjects fromConnection:(AVCaptureConnection *)connection;
{
    //取出扫描之后返回的数据
    AVMetadataMachineReadableCodeObject *objc = [metadataObjects firstObject];
    
    NSLog(@"%@",objc.stringValue);
    
    //停止会话
    [self.session stopRunning];
    
    [self.preViewLayer removeFromSuperlayer];
}

@end

二、二维码生成

1、使用框架：CoreImage 

2、核心工具：滤镜 CIFilter

3、配置示例

#import "ViewController.h"
#import <CoreImage/CoreImage.h>

@interface ViewController ()
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *imageView;

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    //滤镜
    //获取内置滤镜支持的种类：二维码
    NSLog(@"%@",[CIFilter filterNamesInCategory:kCICategoryBuiltIn]);
    CIFilter *filter = [CIFilter filterWithName:@"CIQRCodeGenerator"];
    
    //设置默认值
    [filter setDefaults];
    
    //封装数据  字符串
    NSLog(@"%@",filter.inputKeys);
    [filter setValue:[@"http://www.baidu.com" dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding] forKey:@"inputMessage"];
    
    //放大原图片，使得二维码图片更清晰
    CIImage *resultImage =  [filter.outputImage imageByApplyingTransform:CGAffineTransformMakeScale(5, 5)];
  
    //将滤镜生成的图片赋值给UI控件
    self.imageView.image = [UIImage imageWithCIImage:resultImage];
    
}

@end

三、加速计

1、作用：用于检测设备的运动（比如摇晃）

2、加速计原理

 　（1）检测设备在X、Y、Z轴上的加速度 （哪个方向有力的作用，哪个方向运动了）

　 （2）根据加速度数值，就可以判断出在各个方向上的作用力度

3、加速计程序的开发

（1）在iOS4以前：使用UIAccelerometer，用法非常简单（到了iOS5就已经过期，UIKit框架）

（2）从iOS4开始：CoreMotion.framework

（3）虽然UIAccelerometer已经过期，但由于其用法极其简单，很多程序里面都还有残留

4、关于CoreMotion

（1）随着iPhone4的推出，加速度计全面升级，并引入了陀螺仪，与Motion（运动）相关的编程成为重头戏，苹果特地在iOS4中增加了专门处理Motion的框架-CoreMotion.framework

（2）Core Motion不仅能够提供实时的加速度值和旋转速度值，更重要的是，苹果在其中集成了很多牛逼的算法

5、UIAccelerometer使用示例（代理方法获得加速计返回的值）

@interface ViewController () <UIAccelerometerDelegate>
@property (nonatomic, strong) UIAccelerometer *accelerometer;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    //检测手机三个方向上的加速度值，注意y的方向向上为正
    //重力加速度
    //加速计设备是一个硬件设备，单例
    UIAccelerometer *accelerometer = [UIAccelerometer sharedAccelerometer];
    
    //设置采样间隔
    accelerometer.updateInterval = 1/30.0;
    
    //设置代理
    accelerometer.delegate = self;
    
    self.accelerometer = accelerometer;
    
}
//更新了加速度的值就会调用此方法： 参数1 加速计 参数2 返回值
- (void)accelerometer:(UIAccelerometer *)accelerometer didAccelerate:(UIAcceleration *)acceleration
{
    NSLog(@"%f   %f   %f",acceleration.x,acceleration.y,acceleration.z);
    
}


@end

6、CoreMotion框架实现加速计案例：小球滚动

（1）导入框架，创建CMMotionManager

（2）判断加速计是否可用（最好判断）：isAccelerometerAvailable 

（3）开始采样：startAccelerometerUpdatesToQueue ，采样结果在回调中：accelerometerData

（4）案例源码 （类扩展、工具类、图片、音效文件没有展示）

  

#import "ViewController.h"
#import <CoreMotion/CoreMotion.h>
#import "UIView+Extension.h"
#import "AudioTool.h"
@interface ViewController ()

@property(nonatomic,strong) CMMotionManager * manager;
@property(nonatomic,strong) UIImageView * ball ;
@property(nonatomic,assign) CGPoint speed;

//记录小球上一刻的位置
@property(nonatomic,assign) CGPoint location;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    //创建manager
    CMMotionManager * manager = [[CMMotionManager alloc]init];
    
    self.manager = manager;
    
    self.manager.accelerometerUpdateInterval = 1/30.0;
    
    //创建小球
    
    self.ball = [[UIImageView alloc]initWithImage:[UIImage imageNamed:@"bb_ball"]];
    
    self.ball.frame = CGRectMake(50, 50, 50, 50);
    

    UIImageView * back = [[UIImageView alloc]initWithImage:[UIImage imageNamed:@"bb_background.jpg"]];
    back.frame = CGRectMake(0, 0, [UIScreen mainScreen].bounds.size.width, [UIScreen mainScreen].bounds.size.height);
    
    [self.view addSubview:back];
       [self.view addSubview:self.ball];
    
    //获得加速计数据
    [manager startAccelerometerUpdatesToQueue:[NSOperationQueue mainQueue] withHandler:^(CMAccelerometerData * _Nullable accelerometerData, NSError * _Nullable error) {
       
        //当前时刻的速度，瞬时速度 = 瞬时距离
        _speed.x +=  accelerometerData.acceleration.x;
        _speed.y -=  accelerometerData.acceleration.y;
        
        //更新小球的位置
        self.ball.x += _speed.x;
        self.ball.y += _speed.y;
        
        
         //进行小球的碰撞检测，如果碰到边界，重置小球位置到边界，并且把速度反向，且缩小为一半
        if (self.ball.x <= 0) {
            self.ball.x = 0;
            _speed.x *= -0.5;
        }
        if (self.ball.x >= self.view.width - self.ball.width) {
            self.ball.x = self.view.width - self.ball.width;
            _speed.x *= -0.5;
            
        }
        if (self.ball.y <= 0) {
            self.ball.y = 0;
            _speed.y *= -0.5;
            
        }
        if (self.ball.y >= self.view.height - self.ball.height) {
            self.ball.y = self.view.height - self.ball.height;
            _speed.y *= -0.5;
            
        }
    
        //碰到边界需要发出声音，但是只是碰撞的时候发出一次声音，所以引入location
        if (self.ball.x == 0 || self.ball.x  ==  self.view.width - self.ball.width || self.ball.y == self.view.height - self.ball.height  ||  self.ball.y == 0) {
            
            if (self.location.x ==  self.ball.x ||self.location.y ==  self.ball.y ){

            }
            else{
                //播放声音
                [AudioTool playWithFileName:@"1.aif"];
                
            }
        }
        
          //判断 ，如果在边界上了，但是继续横向滚动，碰到了两边的边界，需要发出声音
            if (self.ball.y == 0 || self.ball.y == self.view.height - self.ball.height) {
                
                if ((self.ball.x == 0) && (self.ball.x != self.location.x)) {
                    
                    [AudioTool playWithFileName:@"1.aif"];
                }
                
                if ((self.ball.x == self.view.width- self.ball.width) && (self.ball.x != self.location.x)) {
                    [AudioTool playWithFileName:@"1.aif"];
                }
            }
            
            if (self.ball.x == 0 || self.ball.x == self.view.width - self.ball.width) {
                
                if ((self.ball.y == 0) && (self.ball.y != self.location.y)) {
                    
                    [AudioTool playWithFileName:@"1.aif"];
                }
                
                if ((self.ball.y == self.view.height- self.ball.height) && (self.ball.y != self.location.y)) {
                    [AudioTool playWithFileName:@"1.aif"];
                }
            }
            
        
    //将此刻的小球位置做记录
        _location.x = self.ball.x;
        _location.y = self.ball.y;
        
    }];

    
}


@end

7、摇一摇简单实现

（1）监控摇一摇的方法

 　　方法1：通过分析加速计数据来判断是否进行了摇一摇操作（比较复杂）

 　　方法2：iOS自带的Shake监控API（非常简单，UIKit框架里的）

（2）判断摇一摇的步骤：实现3个摇一摇监听方法

 　　<1> 检测到摇动 

　　- (void)motionBegan:(UIEventSubtype)motion withEvent:(UIEvent *)event 

 　　<2> 摇动取消(被中断)

　　- (void)motionCancelled:(UIEventSubtype)motion withEvent:(UIEvent *)event 

 　　<3> 摇动结束

　　- (void)motionEnded:(UIEventSubtype)motion withEvent:(UIEvent *)event 

四、距离传感器

1、位置在听筒上方，常见应用：打电话时，脸部靠近屏幕会自动锁屏，并黑屏。

2、配置示例

#import "ViewController.h"

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    //打开一个距离传感器的开关
    [UIDevice currentDevice].proximityMonitoringEnabled = YES;
    
    //添加一个监听通知
    [[NSNotificationCenter defaultCenter]addObserver:self selector:@selector(proximityStateDidChange:) name:UIDeviceProximityStateDidChangeNotification object:nil];

}
- (void)proximityStateDidChange:(NSNotification *)noti
{
    if ([UIDevice currentDevice].proximityState) {
        NSLog(@"手机靠近了");
    }else{
        NSLog(@"手机拿远了!");
    }
}
@end

五、蓝牙（4.0BLE）

1、iOS中蓝牙的实现方案：iOS中提供了4个框架用于实现蓝牙连接

（1）GameKit.framework（用法简单）

　　只能用于iOS设备之间的连接，多用于游戏（比如五子棋对战），从iOS7开始过期

（2）MultipeerConnectivity.framework

　　只能用于iOS设备之间的连接，从iOS7开始引入，主要用于文件共享（仅限于沙盒的文件）

（3）ExternalAccessory.framework

　　可用于第三方蓝牙设备交互，但是蓝牙设备必须经过苹果MFi认证（国内较少）

（4）CoreBluetooth.framework（时下热门）

 　　<1> 可用于第三方蓝牙设备交互，必须要支持蓝牙4.0

 　　<2> 硬件至少是4s，系统至少是iOS6

 　　<3>蓝牙4.0以低功耗著称，一般也叫BLE（Bluetooth Low Energy）

 　　<4>目前应用比较多的案例：运动手坏、嵌入式设备、智能家居

2、Core Bluetooth

（1）核心结构图

（2）蓝牙基本常识

　　<1>  每个蓝牙4.0设备都是通过服务（Service）和特征（Characteristic）来展示自己的

　　<2>  一个设备必然包含一个或多个服务，每个服务下面又包含若干个特征

　　<3>  特征是与外界交互的最小单位:

 　　　　比如说，一台蓝牙4.0设备，用特征A来描述自己的出厂信息，用特征B来收发数据

　　<4>服务和特征都是用UUID来唯一标识的，通过UUID就能区别不同的服务和特征

　　<5>设备里面各个服务(service)和特征(characteristic)的功能，均由蓝牙设备硬件厂商提供，比如哪些是用来交互(读写)，哪些可获取模块信息(只读)等

（3）Core Bluetooth的开发步骤

 　　

　　 <1>建立中心设备 

 　   <2>扫描外设（Discover Peripheral）

 　　<3>连接外设(Connect Peripheral)

 　　<4>扫描外设中的服务和特征(Discover Services And Characteristics)

 　　<5>利用特征与外设做数据交互(Explore And Interact)

 　　<6>断开连接(Disconnect)

3、配置示例（模拟器无法运行）

#import "ViewController.h"
#import <CoreBluetooth/CoreBluetooth.h>

@interface ViewController ()<CBCentralManagerDelegate,CBPeripheralDelegate>
@property (nonatomic, strong) CBCentralManager *centralManager;
@property (nonatomic, strong) NSMutableArray *peripherals;
@property (nonatomic, strong) CBCharacteristic *characteristic;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    //创建蓝牙管理类
    CBCentralManager *centralManager = [[CBCentralManager alloc]initWithDelegate:self queue:dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)];
    self.centralManager = centralManager;
    
}
//选择一个设备 开始连接
- (void)btnClickDidselect
{
    CBPeripheral *peripheral = self.peripherals[2];
    [self.centralManager connectPeripheral:peripheral options:nil];
}

- (void)btnClick
{
    //扫描外设
    //uuid  外设的服务或者特征唯一标识，由设备厂商提供，在说明书中
    //XXXXXX  服务下面 有可能有很多特征  TTTTTT WWWWWWW
    CBUUID *uuid = [CBUUID UUIDWithString:@"XXXXXX"];
    [self.centralManager scanForPeripheralsWithServices:@[uuid] options:nil];
    
}


- (void)btnClickOnSwitch
{
    //记录之前这个特征所在的外设，然后调用读写方法，进行数据的传输
    //外设会根据数据做出相应的反馈
//    - (void)writeValue:(NSData *)data forCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic type:(CBCharacteristicWriteType)type;
    //self.characteristic
}

#pragma mark CBCentralManagerDelegate
//发现外部设备的时候就会调用
//参数1 中心设备 参数2 外设
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary<NSString *,id> *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI
{
    if (![self.peripherals containsObject:peripheral]) {
        [self.peripherals addObject:peripheral];
    }
}


//连接外部设备成功就会调用
//参数1  中心设备  参数2 外部设备
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral
{
    //peripheral  扫描服务 或者 特征
    [peripheral discoverServices:@[[CBUUID UUIDWithString:@"XXXXXX"]]];
    peripheral.delegate = self;
}
#pragma mark - CBPeripheralDelegate

//扫描到外设中的服务的时候就会调用
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error
{
    for (CBService *service in peripheral.services) {
        [peripheral discoverCharacteristics:@[[CBUUID UUIDWithString:@"TTTTTT"]] forService:service];
    }
    //例如蓝牙灯泡外设   A 1(开关) 2(亮度) 3(冷暖光) 4(颜色)  B 5(能耗) 6(定时) 7  8
   
}
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error
{
    for (CBCharacteristic *characteristic in service.characteristics) {
        if ([characteristic.UUID.UUIDString isEqualToString:@"TTTTTT"]) {
         self.characteristic =   characteristic;
            
        }
    }
}
@end