• 学习ios蓝牙技术，仿写lightblue

    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

    1. 假设我们有2台以上可用设备。
    2. 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。
    3. 其它设备设置为蓝牙发射器，即是周边设备peripheral。
    4. 调试机先扫描周边设备，用UITableView展示所扫描到的周边设备。
    5. 点击其中一台设备，进行连接connect。
    6. 连接上后，获取其中的所有服务services。
    7. 对其中每个服务进行遍历，获取所有的特性Characteristic。
    8. 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

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    #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。

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      @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。

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    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。

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      - (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。

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      - (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：

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      @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：

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      - (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：

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      #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：

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    - (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：

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      - (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。

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      - (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。

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      - (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。

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      - (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。

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      - (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
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