iOS連接外設的代碼實現

Ivey1982 9年前發布 | 21K 次閱讀 iOS開發移動開發

來自： http://www.cocoachina.com/ios/20160217/15294.html

上一篇文章介紹了藍牙的技術知識，這里我們具體說明一下中心模式的應用場景。主設備（手機去掃描連接外設，發現外設服務和屬性，操作服務和屬性的應用。一般來說，外設（藍牙設備，比如智能手環之類的東西），會由硬件工程師開發好，并定義好設備提供的服務，每個服務對于的特征，每個特征的屬性（只讀，只寫，通知等等），本文例子的業務場景，就是用一手機app去讀寫藍牙設備。

##ios連接外設的代碼實現流程

建立中心角色
掃描外設（discover）
連接外設(connect)
掃描外設中的服務和特征(discover)

- 4.1 獲取外設的services

- 4.2 獲取外設的Characteristics,獲取Characteristics的值，獲取Characteristics的Descriptor和Descriptor的值

5. 與外設做數據交互(explore and interact)

6. 訂閱Characteristic的通知

7.斷開連接(disconnect)

8.模擬器藍牙調試，慎用，最好還是用真機去調試。

##準備環境

Xcode
開發證書和手機（藍牙程序需要使用使用真機調試，使用模擬器也可以調試，但是方法很蛋疼，我會放在最后說）
藍牙外設

##實現步驟

###1 導入CoreBluetooth頭文件，建立主設備管理類，設置主設備委托

#import [CoreBluetooth/CoreBluetooth.h]（因識別問題，此處將尖括號改為方括號）
    @interface ViewController : UIViewController    @interface ViewController (){
        //系統藍牙設備管理對象，可以把他理解為主設備，通過他，可以去掃描和鏈接外設
        CBCentralManager *manager;
    }

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    /*
     設置主設備的委托,CBCentralManagerDelegate
        必須實現的：
        - (void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central;//主設備狀態改變的委托，在初始化CBCentralManager的適合會打開設備，只有當設備正確打開后才能使用
        其他選擇實現的委托中比較重要的：
        - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI; //找到外設的委托
        - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral;//連接外設成功的委托
        - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error;//外設連接失敗的委托
        - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error;//斷開外設的委托
    */
     //初始化并設置委托和線程隊列，最好一個線程的參數可以為nil，默認會就main線程
     manager = [[CBCentralManager alloc]initWithDelegate:self queue:dispatch_get_main_queue()];</pre> 

###2 掃描外設（discover），掃描外設的方法我們放在centralManager成功打開的委托中，因為只有設備成功打開，才能開始掃描，否則會報錯。
-(void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central{

        switch (central.state) {
            case CBCentralManagerStateUnknown:
                NSLog(@">>>CBCentralManagerStateUnknown");
                break;
            case CBCentralManagerStateResetting:
                NSLog(@">>>CBCentralManagerStateResetting");
                break;
            case CBCentralManagerStateUnsupported:
                NSLog(@">>>CBCentralManagerStateUnsupported");
                break;
            case CBCentralManagerStateUnauthorized:
                NSLog(@">>>CBCentralManagerStateUnauthorized");
                break;
            case CBCentralManagerStatePoweredOff:
                NSLog(@">>>CBCentralManagerStatePoweredOff");
                break;
            case CBCentralManagerStatePoweredOn:
                NSLog(@">>>CBCentralManagerStatePoweredOn");
                //開始掃描周圍的外設
                /*
                 第一個參數nil就是掃描周圍所有的外設，掃描到外設后會進入
                      - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI;
                 */
                [manager scanForPeripheralsWithServices:nil options:nil];
                break;
            default:
                break;
        }

    }
    //掃描到設備會進入方法
    -(void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI{

        NSLog(@"當掃描到設備:%@",peripheral.name);
        //接下來可以連接設備
    }</pre> 

###3 連接外設(connect)
//掃描到設備會進入方法
        -(void)centralManager:(CBCentralManager )central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral )peripheral advertisementData:(NSDictionary )advertisementData RSSI:(NSNumber )RSSI{
            //接下連接我們的測試設備，如果你沒有設備，可以下載一個app叫lightbule的app去模擬一個設備
            //這里自己去設置下連接規則，我設置的是P開頭的設備
                   if ([peripheral.name hasPrefix:@"P"]){
                   /*
                       一個主設備最多能連7個外設，每個外設最多只能給一個主設備連接,連接成功，失敗，斷開會進入各自的委托

                - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral;//連接外設成功的委托
                - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error;//外設連接失敗的委托
                - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error;//斷開外設的委托
                */
                //連接設備
               [manager connectPeripheral:peripheral options:nil];
           }
    }

    //連接到Peripherals-成功
    - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral
    {
        NSLog(@">>>連接到名稱為（%@）的設備-成功",peripheral.name);
    }

    //連接到Peripherals-失敗
    -(void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error
    {
        NSLog(@">>>連接到名稱為（%@）的設備-失敗,原因:%@",[peripheral name],[error localizedDescription]);
    }

    //Peripherals斷開連接
    - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error{
        NSLog(@">>>外設連接斷開連接 %@: %@\n", [peripheral name], [error localizedDescription]);

    }</pre> 

 ###4 掃描外設中的服務和特征(discover) 
設備連接成功后，就可以掃描設備的服務了，同樣是通過委托形式，掃描到結果后會進入委托方法。但是這個委托已經不再是主設備的委托（CBCentralManagerDelegate），而是外設的委托（CBPeripheralDelegate）,這個委托包含了主設備與外設交互的許多 回叫方法，包括獲取services，獲取characteristics，獲取characteristics的值，獲取characteristics的Descriptor，和Descriptor的值，寫數據，讀rssi，用通知的方式訂閱數據等等。
4.1獲取外設的services
//連接到Peripherals-成功

    - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral
    {
        NSLog(@">>>連接到名稱為（%@）的設備-成功",peripheral.name);
        //設置的peripheral委托CBPeripheralDelegate
        //@interface ViewController : UIViewController            [peripheral setDelegate:self];
        //掃描外設Services，成功后會進入方法：-(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error{
        [peripheral discoverServices:nil];

    }
    //掃描到Services
    -(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error{
        //  NSLog(@">>>掃描到服務：%@",peripheral.services);
        if (error)
        {
            NSLog(@">>>Discovered services for %@ with error: %@", peripheral.name, [error localizedDescription]);
            return;
        }

        for (CBService *service in peripheral.services) {
                         NSLog(@"%@",service.UUID);
                         //掃描每個service的Characteristics，掃描到后會進入方法： -(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error
                         [peripheral discoverCharacteristics:nil forService:service];
                     }

    }</pre> 

4.2獲取外設的Characteristics,獲取Characteristics的值，獲取Characteristics的Descriptor和Descriptor的值
//掃描到Characteristics
     -(void)peripheral:(CBPeripheral )peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService )service error:(NSError *)error{
         if (error)
         {
             NSLog(@"error Discovered characteristics for %@ with error: %@", service.UUID, [error localizedDescription]);
             return;
         }

     for (CBCharacteristic *characteristic in service.characteristics)
     {
         NSLog(@"service:%@ 的 Characteristic: %@",service.UUID,characteristic.UUID);
     }

     //獲取Characteristic的值，讀到數據會進入方法：-(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error
     for (CBCharacteristic *characteristic in service.characteristics){
         {
             [peripheral readValueForCharacteristic:characteristic];
         }
     }

     //搜索Characteristic的Descriptors，讀到數據會進入方法：-(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverDescriptorsForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error
     for (CBCharacteristic *characteristic in service.characteristics){
         [peripheral discoverDescriptorsForCharacteristic:characteristic];
     }


 }

//獲取的charateristic的值
-(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error{
    //打印出characteristic的UUID和值
    //!注意，value的類型是NSData，具體開發時，會根據外設協議制定的方式去解析數據
    NSLog(@"characteristic uuid:%@  value:%@",characteristic.UUID,characteristic.value);

}

//搜索到Characteristic的Descriptors
-(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverDescriptorsForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error{

    //打印出Characteristic和他的Descriptors
     NSLog(@"characteristic uuid:%@",characteristic.UUID);
    for (CBDescriptor *d in characteristic.descriptors) {
        NSLog(@"Descriptor uuid:%@",d.UUID);
    }

}
//獲取到Descriptors的值
-(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForDescriptor:(CBDescriptor *)descriptor error:(NSError *)error{
    //打印出DescriptorsUUID 和value
    //這個descriptor都是對于characteristic的描述，一般都是字符串，所以這里我們轉換成字符串去解析
    NSLog(@"characteristic uuid:%@  value:%@",[NSString stringWithFormat:@"%@",descriptor.UUID],descriptor.value);
}</pre> 

###5 把數據寫到Characteristic中
//寫數據
    -(void)writeCharacteristic:(CBPeripheral )peripheral
                characteristic:(CBCharacteristic )characteristic
                         value:(NSData *)value{

    //打印出 characteristic 的權限，可以看到有很多種，這是一個NS_OPTIONS，就是可以同時用于好幾個值，常見的有read，write，notify，indicate，知知道這幾個基本就夠用了，前連個是讀寫權限，后兩個都是通知，兩種不同的通知方式。
    /*
     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
     };

     */
    NSLog(@"%lu", (unsigned long)characteristic.properties);


    //只有 characteristic.properties 有write的權限才可以寫
    if(characteristic.properties & CBCharacteristicPropertyWrite){
        /*
            最好一個type參數可以為CBCharacteristicWriteWithResponse或type:CBCharacteristicWriteWithResponse,區別是是否會有反饋
        */
        [peripheral writeValue:value forCharacteristic:characteristic type:CBCharacteristicWriteWithResponse];
    }else{
        NSLog(@"該字段不可寫！");
    }


}</pre> 

###6 訂閱Characteristic的通知
    //設置通知
    -(void)notifyCharacteristic:(CBPeripheral )peripheral
                characteristic:(CBCharacteristic )characteristic{
        //設置通知，數據通知會進入：didUpdateValueForCharacteristic方法
        [peripheral setNotifyValue:YES forCharacteristic:characteristic];

}

//取消通知
-(void)cancelNotifyCharacteristic:(CBPeripheral *)peripheral
             characteristic:(CBCharacteristic *)characteristic{

     [peripheral setNotifyValue:NO forCharacteristic:characteristic];
}</pre> 

###7 斷開連接(disconnect)
//停止掃描并斷開連接
    -(void)disconnectPeripheral:(CBCentralManager *)centralManager
                     peripheral:(CBPeripheral *)peripheral{
        //停止掃描
        [centralManager stopScan];
        //斷開連接
        [centralManager cancelPeripheralConnection:peripheral];
    } 
 ###8 模擬器藍牙調試，慎用，最好還是用真機去調試。

由于在iPhone 4s之后的iOS才支持BLE，新一代的這些iOS設備又都不便宜，在做測試的時候，用iOS模擬器進行調試，可以節約一些開發成本。怎么在iOS模擬器上調試BLE，
 蘋果最初給出的說明是，支持BLE的mac機子上可以用模擬器進行調試，并給出了一份技術文檔（傳送門），惡心的是，后來蘋果抽風，又把這份文檔移除， 并且把iOS 7.0的模擬器上對BLE的支持也移除掉了（難道是想讓大家多買設備測試？Apple sucks.）后面，網上搜了一下，解決辦法如下： 
1. 買一個CSR藍牙4.0 USB適配器（某寶上大概30塊錢），在機子上插入該物（你懂的）
2. 在Terminal下敲入sudo nvram bluetoothHostControllerSwitchBehavior="never" ， 重啟Mac。
3. 用XCode 4.6調試代碼，在iOS 6.1的模擬器上跑程序（用XCode 5.0跑iOS 7.0模擬器會拋異常，原因上面詳訴過了，Apple sucks，你懂的）
如何降低模擬器的IOS版本呢？
XCode->Preferences->Downloads里面有很多simulators你可以下載
選擇個6.1的下載好了
代碼下載
 我博客中大部分示例代碼都上傳到了github，地址是：https://github.com/coolnameismy/demo， 點擊跳轉代碼下載地址 
本文代碼存放目錄是BleDemo
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