iOS藍芽4.0協議簡單介紹
iOS開發藍芽4.0的框架是CoreBluetooth，本文主要介紹CoreBluetooth的使用，關於本文中的程式碼片段大多來自github上的一個demo，地址是myz1104/Bluetooth。
在CoreBluetooth中有兩個主要的部分,Central和Peripheral，有一點類似Client Server。CBPeripheralManager 作為周邊裝置是伺服器。CBCentralManager作為中心裝置是客戶端。所有可用的iOS裝置可以作為周邊（Peripheral）也可以作為中央（Central），但不可以同時既是周邊也是中央。
一般手機是客戶端， 裝置（比如手環）是伺服器，因為是手機去連線手環這個伺服器。周邊（Peripheral）是生成或者儲存了資料的裝置，中央（Central）是使用這些資料的裝置。你可以認為周邊是一個廣播資料的裝置，他廣播到外部世界說他這兒有資料，並且也說明了能提供的服務。另一邊，中央開始掃描附近有沒有服務，如果中央發現了想要的服務，然後中央就會請求連線周邊，一旦連線建立成功，兩個裝置之間就開始交換傳輸資料了。
除了中央和周邊，我們還要考慮他倆交換的資料結構。這些資料在服務中被結構化，每個服務由不同的特徵（Characteristics）組成，特徵是包含一個單一邏輯值的屬性型別。
Peripheral的實現步驟
首先是建立一個周邊
_peripheralManager = [[CBPeripheralManager alloc]initWithDelegate:self queue:nil];
接下來它就會響應代理的peripheralManagerDidUpdateState方法，可以獲得peripheral的狀態等資訊，
- (void)peripheralManagerDidUpdateState:(CBPeripheralManager *)peripheral
{
switch (peripheral.state)
{
case CBPeripheralManagerStatePoweredOn:
{
[self setupService];
}
break;
default:
{
NSLog(@"Peripheral Manager did change state");
}
break;
}
}
當發現周邊裝置的藍芽是可以的時候，這就需要去準備你需要廣播給其他中央裝置的服務和特徵了，這裡通過呼叫setupService方法來實現。 每一個服務和特徵都需要用一個UUID（unique identifier）去標識，UUID是一個16bit或者128bit的值。如果你要建立你的中央-周邊App，你需要建立你自己的128bit的UUID。你必須要確定你自己的UUID不能和其他已經存在的服務衝突。如果你正要建立一個自己的裝置，需要實現標準委員會需求的UUID；如果你只是建立一箇中央-周邊App，我建議你開啟Mac OS X的Terminal.app，用uuidgen命令生成一個128bit的UUID。你應該用該命令兩次，生成兩個UUID，一個是給服務用的，一個是給特徵用的。然後，你需要新增他們到中央和周邊App中。現在，在view controller的實現之前，我們新增以下的程式碼：
static NSString * const kServiceUUID = @"1C85D7B7-17FA-4362-82CF-85DD0B76A9A5";
static NSString * const kCharacteristicUUID = @"7E887E40-95DE-40D6-9AA0-36EDE2BAE253";
下面就是setupService方法
- (void)setupService
{
CBUUID *characteristicUUID = [CBUUID UUIDWithString:kCharacteristicUUID];
self.customCharacteristic = [[CBMutableCharacteristic alloc] initWithType:characteristicUUID properties:CBCharacteristicPropertyNotify value:nil permissions:CBAttributePermissionsReadable];
CBUUID *serviceUUID = [CBUUID UUIDWithString:kServiceUUID];
self.customService = [[CBMutableService alloc] initWithType:serviceUUID primary:YES];
[self.customService setCharacteristics:@[self.customCharacteristic]];
[self.peripheralManager addService:self.customService];
}
當呼叫了CBPeripheralManager的addService方法後，這裡就會響應CBPeripheralManagerDelegate的- (void)peripheralManager:(CBPeripheralManager *)peripheral didAddService:(CBService *)service error:(NSError *)error方法。這個時候就可以開始廣播我們剛剛建立的服務了。
- (void)peripheralManager:(CBPeripheralManager *)peripheral didAddService:(CBService *)service error:(NSError *)error
{
if (error == nil)
{
[self.peripheralManager startAdvertising:@{ CBAdvertisementDataLocalNameKey : @"ICServer", CBAdvertisementDataServiceUUIDsKey : @[[CBUUID UUIDWithString:kServiceUUID]] }];
}
}
當然到這裡，你已經做完了peripheralManager的工作了，中央裝置已經可以接受到你的服務了。不過這是靜止的資料，你還可以呼叫- (BOOL)updateValue:(NSData *)value forCharacteristic:(CBMutableCharacteristic *)characteristic onSubscribedCentrals:(NSArray *)centrals方法可以給中央生成動態資料的地方。
- (void)sendToSubscribers:(NSData *)data {
if (self.peripheral.state != CBPeripheralManagerStatePoweredOn) {
LXCBLog(@"sendToSubscribers: peripheral not ready for sending state: %d", self.peripheral.state);
return;
}
BOOL success = [self.peripheral updateValue:data
forCharacteristic:self.characteristic
onSubscribedCentrals:nil];
if (!success) {
LXCBLog(@"Failed to send data, buffering data for retry once ready.");
self.pendingData = data;
return;
}
}
central訂閱了characteristic的值，當更新值的時候peripheral會呼叫updateValue: forCharacteristic: onSubscribedCentrals:(NSArray*)centrals去為數組裡面的centrals更新對應characteristic的值，在更新過後peripheral為每一個central走一遍下面的代理方法
- (void)peripheralManager:(CBPeripheralManager *)peripheral central:(CBCentral *)central didSubscribeToCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic
peripheral接受到一個讀或者寫的請求時，會響應以下兩個代理方法
- (void)peripheralManager:(CBPeripheralManager *)peripheral didReceiveReadRequest:(CBATTRequest *)request
- (void)peripheralManager:(CBPeripheralManager *)peripheral didReceiveWriteRequests:(NSArray *)requests
那麼現在peripheral就已經建立好了。
建立一箇中央
建立中央並且連線周邊 現在，我們已經有了一個周邊，讓我們建立我們的中央。中央就是那個處理周邊傳送來的資料的裝置。
self.manager = [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:self queue:dispatch_get_main_queue()];
當Central Manager被初始化，我們要檢查它的狀態，以檢查執行這個App的裝置是不是支援BLE。實現CBCentralManagerDelegate的代理方法：
- (void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central
{
switch (central.state)
{
case CBCentralManagerStatePoweredOn:
{
[self.manager scanForPeripheralsWithServices:@[ [CBUUID UUIDWithString:kServiceUUID]]
options:@{CBCentralManagerScanOptionAllowDuplicatesKey : @YES }];
}
break;
default:
{
NSLog(@"Central Manager did change state");
}
break;
}
}
當app的裝置是支援藍芽的時候，需要呼叫CBCentralManager例項的- (void)scanForPeripheralsWithServices:(NSArray *)serviceUUIDs options:(NSDictionary *)options方法，用來尋找一個指定的服務的peripheral。一旦一個周邊在尋找的時候被發現，中央的代理會收到以下回調：
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI
{
NSString *UUID = [peripheral.identifier UUIDString];
NSString *UUID1 = CFBridgingRelease(CFUUIDCreateString(NULL, peripheral.UUID));
NSLog(@"----發現外設----%@%@", UUID,UUID1);
[self.manager stopScan];
if (self.peripheral != peripheral)
{
self.peripheral = peripheral;
NSLog(@"Connecting to peripheral %@", peripheral);
[self.manager connectPeripheral:peripheral options:nil];
}
}
這個時候一個附帶著廣播資料和訊號質量(RSSI-Received Signal Strength Indicator)的周邊被發現。這是一個很酷的引數，知道了訊號質量，你可以用它去判斷遠近。任何廣播、掃描的響應資料儲存在advertisementData 中，可以通過CBAdvertisementData 來訪問它。 這個時候你用可以連線這個周邊裝置了，
[self.manager connectPeripheral:peripheral options:nil];
它會響應下面的代理方法，
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral
{
NSLog(@"----成功連線外設----");
[self.peripheral setDelegate:self];
[self.peripheral discoverServices:@[ [CBUUID UUIDWithString:kServiceUUID]]];
}
訪問周邊的服務 上面的CBCentralManagerDelegate代理會返回CBPeripheral例項，它的- (void)discoverServices:(NSArray *)serviceUUIDs方法就是訪問周邊的服務了，這個方法會響應CBPeripheralDelegate的方法。
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)aPeripheral didDiscoverServices:(NSError *)error
{
NSLog(@"----didDiscoverServices----Error:%@",error);
if (error)
{
NSLog(@"Error discovering service: %@", [error localizedDescription]);
[self cleanup];
return;
}
for (CBService *service in aPeripheral.services)
{
NSLog(@"Service found with UUID: %@", service.UUID);
if ([service.UUID isEqual:[CBUUID UUIDWithString:kServiceUUID]])
{
[self.peripheral discoverCharacteristics:@[[CBUUID UUIDWithString:kCharacteristicUUID],[CBUUID UUIDWithString:kWrriteCharacteristicUUID]] forService:service];
}
}
}
在上面的方法中如果沒有error，可以呼叫discoverCharacteristics方法請求周邊去尋找它的服務所列出的特徵，它會響應下面的方法
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error
{
if (error)
{
NSLog(@"Error discovering characteristic: %@", [error localizedDescription]);
return;
}
if ([service.UUID isEqual:[CBUUID UUIDWithString:kServiceUUID]])
{
for (CBCharacteristic *characteristic in service.characteristics)
{
NSLog(@"----didDiscoverCharacteristicsForService---%@",characteristic);
if ([characteristic.UUID isEqual:[CBUUID UUIDWithString:kCharacteristicUUID]])
{
[peripheral readValueForCharacteristic:characteristic];
[peripheral setNotifyValue:YES forCharacteristic:characteristic];
}
if ([characteristic.UUID isEqual:[CBUUID UUIDWithString:kWrriteCharacteristicUUID]])
{
writeCharacteristic = characteristic;
}
}
}
}
這個時候peripheral可以呼叫兩個方法， [peripheral readValueForCharacteristic:characteristic]這個是讀特徵值的，會響應- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error；
[peripheral setNotifyValue:YES forCharacteristic:characteristic];會響應- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateNotificationStateForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error；
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateNotificationStateForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error
{
if (error)
{
NSLog(@"Error changing notification state: %@", error.localizedDescription);
}
// Exits if it's not the transfer characteristic
if ([characteristic.UUID isEqual:[CBUUID UUIDWithString:kCharacteristicUUID]] )
{
// Notification has started
if (characteristic.isNotifying)
{
NSLog(@"Notification began on %@", characteristic);
[peripheral readValueForCharacteristic:characteristic];
}
else
{ // Notification has stopped
// so disconnect from the peripheral
NSLog(@"Notification stopped on %@. Disconnecting", characteristic);
[self.manager cancelPeripheralConnection:self.peripheral];
}
}
}
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error
{
NSLog(@"----Value---%@",characteristic.value);
if ([characteristic.UUID isEqual:[CBUUID UUIDWithString:kCharacteristicUUID]])
{
if (writeCharacteristic)
{
Byte ACkValue[3] = {0};
ACkValue[0] = 0xe0; ACkValue[1] = 0x00; ACkValue[2] = ACkValue[0] + ACkValue[1];
NSData *data = [NSData dataWithBytes:&ACkValue length:sizeof(ACkValue)];
[self.peripheral writeValue:data
forCharacteristic:writeCharacteristic
type:CBCharacteristicWriteWithoutResponse];
}
}
}
在上面的方法中，- (void)writeValue:(NSData *)data forCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic type:(CBCharacteristicWriteType)type是一個對周邊裝置寫資料的方法，它會響應下面的方法
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didWriteValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error
{
NSLog(@"---didWriteValueForCharacteristic-----");
if ([characteristic.UUID isEqual:[CBUUID UUIDWithString:kWrriteCharacteristicUUID]])
{
NSLog(@"----value更新----");
}
}
這樣，中央裝置也實現了讀寫資料的功能了。