iOS 蓝牙开发 连接外设的代码实现(二)

本文详细介绍iOS蓝牙开发流程,包括建立中心角色、扫描连接外设、数据交互等关键步骤,并提供详细的代码示例。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

转载自http://blog.youkuaiyun.com/m372897500/article/details/50662984

上篇文章介绍了蓝牙的技术知识,这里我们具体说明一下中心模式的应用场景。主设备(手机去扫描连接外设,发现外设服务和属性,操作服务和属性的应用。一般来说,外设(蓝牙设备,比如智能手环之类的东西),会由硬件工程师开发好,并定义好设备提供的服务,每个服务对于的特征,每个特征的属性(只读,只写,通知等等),本文例子的业务场景,就是用一手机app去读写蓝牙设备。

iOS连接外设的代码实现流程

1. 建立中心角色

2. 扫描外设(discover)

3. 连接外设(connect)

4. 扫描外设中的服务和特征(discover)

 - 4.1 获取外设的services

 - 4.2 获取外设的Characteristics,获取Characteristics的值,获取Characteristics的Descriptor和Descriptor的值

5. 与外设做数据交互(explore and interact)

6. 订阅Characteristic的通知

7. 断开连接(disconnect)

准备环境

 1 Xcode

 2 开发证书和手机(蓝牙程序需要使用使用真机调试,使用模拟器也可以调试,但是方法很蛋疼,我会放在最后说)

 3 蓝牙外设

实现步骤

1 导入CoreBluetooth头文件,建立主设备管理类,设置主设备委托

  1. #import   
  2.     @interface ViewController : UIViewController  
  3.   
  4.   
  5.     @interface ViewController (){  
  6.         //系统蓝牙设备管理对象,可以把他理解为主设备,通过他,可以去扫描和链接外设  
  7.         CBCentralManager *manager;  
  8.     }  
  9.   
  10.     - (void)viewDidLoad {  
  11.         [super viewDidLoad];  
  12.         /* 
  13.          设置主设备的委托,CBCentralManagerDelegate 
  14.             必须实现的: 
  15.             - (void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central;//主设备状态改变的委托,在初始化CBCentralManager的适合会打开设备,只有当设备正确打开后才能使用 
  16.             其他选择实现的委托中比较重要的: 
  17.             - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI; //找到外设的委托 
  18.             - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral;//连接外设成功的委托 
  19.             - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error;//外设连接失败的委托 
  20.             - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error;//断开外设的委托 
  21.         */  
  22.          //初始化并设置委托和线程队列,最好一个线程的参数可以为nil,默认会就main线程  
  23.          manager = [[CBCentralManager alloc]initWithDelegate:self queue:dispatch_get_main_queue()];  

2 扫描外设(discover),扫描外设的方法我们放在centralManager成功打开的委托中,因为只有设备成功打开,才能开始扫描,否则会报错。

  1.  -(void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central{  
  2.   
  3.             switch (central.state) {  
  4.                 case CBCentralManagerStateUnknown:  
  5.                     NSLog(@">>>CBCentralManagerStateUnknown");  
  6.                     break;  
  7.                 case CBCentralManagerStateResetting:  
  8.                     NSLog(@">>>CBCentralManagerStateResetting");  
  9.                     break;  
  10.                 case CBCentralManagerStateUnsupported:  
  11.                     NSLog(@">>>CBCentralManagerStateUnsupported");  
  12.                     break;  
  13.                 case CBCentralManagerStateUnauthorized:  
  14.                     NSLog(@">>>CBCentralManagerStateUnauthorized");  
  15.                     break;  
  16.                 case CBCentralManagerStatePoweredOff:  
  17.                     NSLog(@">>>CBCentralManagerStatePoweredOff");  
  18.                     break;  
  19.                 case CBCentralManagerStatePoweredOn:  
  20.                     NSLog(@">>>CBCentralManagerStatePoweredOn");  
  21.                     //开始扫描周围的外设  
  22.                     /* 
  23.                      第一个参数nil就是扫描周围所有的外设,扫描到外设后会进入 
  24.                           - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI; 
  25.                      */  
  26.                     [manager scanForPeripheralsWithServices:nil options:nil];  
  27.   
  28.                     break;  
  29.                 default:  
  30.                     break;  
  31.             }  
  32.   
  33.         }  
  34.   
  35.         //扫描到设备会进入方法  
  36.         -(void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI{  
  37.   
  38.             NSLog(@"当扫描到设备:%@",peripheral.name);  
  39.             //接下来可以连接设备  
  40.   
  41.         }  

3 连接外设(connect)

  1.      //扫描到设备会进入方法  
  2.         -(void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI{  
  3.   
  4.             //接下连接我们的测试设备,如果你没有设备,可以下载一个app叫lightbule的app去模拟一个设备  
  5.             //这里自己去设置下连接规则,我设置的是P开头的设备  
  6.                    if ([peripheral.name hasPrefix:@"P"]){  
  7.                    /* 
  8.                        一个主设备最多能连7个外设,每个外设最多只能给一个主设备连接,连接成功,失败,断开会进入各自的委托 
  9.                     - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral;//连接外设成功的委托 
  10.                     - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error;//外设连接失败的委托 
  11.                     - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error;//断开外设的委托 
  12.                     */  
  13.                     //连接设备  
  14.                    [manager connectPeripheral:peripheral options:nil];  
  15.                }  
  16.   
  17.         }  
  18.   
  19.   
  20.         //连接到Peripherals-成功  
  21.         - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral  
  22.         {  
  23.             NSLog(@">>>连接到名称为(%@)的设备-成功",peripheral.name);  
  24.         }  
  25.   
  26.         //连接到Peripherals-失败  
  27.         -(void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error  
  28.         {  
  29.             NSLog(@">>>连接到名称为(%@)的设备-失败,原因:%@",[peripheral name],[error localizedDescription]);  
  30.         }  
  31.   
  32.         //Peripherals断开连接  
  33.         - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error{  
  34.             NSLog(@">>>外设连接断开连接 %@: %@\n", [peripheral name], [error localizedDescription]);  
  35.   
  36.         }  

4 扫描外设中的服务和特征(discover)

设备连接成功后,就可以扫描设备的服务了,同样是通过委托形式,扫描到结果后会进入委托方法。但是这个委托已经不再是主设备的委托(CBCentralManagerDelegate),而是外设的委托(CBPeripheralDelegate),这个委托包含了主设备与外设交互的许多 回叫方法,包括获取services,获取characteristics,获取characteristics的值,获取characteristics的Descriptor,和Descriptor的值,写数据,读rssi,用通知的方式订阅数据等等。

4.1 获取外设的services

  1.   //连接到Peripherals-成功  
  2.         - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral  
  3.         {  
  4.             NSLog(@">>>连接到名称为(%@)的设备-成功",peripheral.name);  
  5.             //设置的peripheral委托CBPeripheralDelegate  
  6.             //@interface ViewController : UIViewController  
  7.             [peripheral setDelegate:self];  
  8.             //扫描外设Services,成功后会进入方法:-(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error{  
  9.             [peripheral discoverServices:nil];  
  10.   
  11.         }  
  12.   
  13.         //扫描到Services  
  14.         -(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error{  
  15.             //  NSLog(@">>>扫描到服务:%@",peripheral.services);  
  16.             if (error)  
  17.             {  
  18.                 NSLog(@">>>Discovered services for %@ with error: %@", peripheral.name, [error localizedDescription]);  
  19.                 return;  
  20.             }  
  21.   
  22.             for (CBService *service in peripheral.services) {  
  23.                              NSLog(@"%@",service.UUID);  
  24.                              //扫描每个service的Characteristics,扫描到后会进入方法: -(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error  
  25.                              [peripheral discoverCharacteristics:nil forService:service];  
  26.                          }  
  27.   
  28.         }  

4.2 获取外设的Characteristics,获取Characteristics的值,获取Characteristics的Descriptor和Descriptor的值

  1.      //扫描到Characteristics  
  2.      -(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error{  
  3.          if (error)  
  4.          {  
  5.              NSLog(@"error Discovered characteristics for %@ with error: %@", service.UUID, [error localizedDescription]);  
  6.              return;  
  7.          }  
  8.   
  9.          for (CBCharacteristic *characteristic in service.characteristics)  
  10.          {  
  11.              NSLog(@"service:%@ 的 Characteristic: %@",service.UUID,characteristic.UUID);  
  12.          }  
  13.   
  14.          //获取Characteristic的值,读到数据会进入方法:-(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error  
  15.          for (CBCharacteristic *characteristic in service.characteristics){  
  16.              {  
  17.                  [peripheral readValueForCharacteristic:characteristic];  
  18.              }  
  19.          }  
  20.   
  21.          //搜索Characteristic的Descriptors,读到数据会进入方法:-(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverDescriptorsForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error  
  22.          for (CBCharacteristic *characteristic in service.characteristics){  
  23.              [peripheral discoverDescriptorsForCharacteristic:characteristic];  
  24.          }  
  25.   
  26.   
  27.      }  
  28.   
  29.     //获取的charateristic的值  
  30.     -(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error{  
  31.         //打印出characteristic的UUID和值  
  32.         //!注意,value的类型是NSData,具体开发时,会根据外设协议制定的方式去解析数据  
  33.         NSLog(@"characteristic uuid:%@  value:%@",characteristic.UUID,characteristic.value);  
  34.   
  35.     }  
  36.   
  37.     //搜索到Characteristic的Descriptors  
  38.     -(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverDescriptorsForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error{  
  39.   
  40.         //打印出Characteristic和他的Descriptors  
  41.          NSLog(@"characteristic uuid:%@",characteristic.UUID);  
  42.         for (CBDescriptor *d in characteristic.descriptors) {  
  43.             NSLog(@"Descriptor uuid:%@",d.UUID);  
  44.         }  
  45.   
  46.     }  
  47.     //获取到Descriptors的值  
  48.     -(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForDescriptor:(CBDescriptor *)descriptor error:(NSError *)error{  
  49.         //打印出DescriptorsUUID 和value  
  50.         //这个descriptor都是对于characteristic的描述,一般都是字符串,所以这里我们转换成字符串去解析  
  51.         NSLog(@"characteristic uuid:%@  value:%@",[NSString stringWithFormat:@"%@",descriptor.UUID],descriptor.value);  
  52.     }  

5 把数据写到Characteristic中

  1.     //写数据  
  2.     -(void)writeCharacteristic:(CBPeripheral *)peripheral  
  3.                 characteristic:(CBCharacteristic *)characteristic  
  4.                          value:(NSData *)value{  
  5.   
  6.         //打印出 characteristic 的权限,可以看到有很多种,这是一个NS_OPTIONS,就是可以同时用于好几个值,常见的有read,write,notify,indicate,知知道这几个基本就够用了,前连个是读写权限,后两个都是通知,两种不同的通知方式。  
  7.         /* 
  8.          typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, CBCharacteristicProperties) { 
  9.          CBCharacteristicPropertyBroadcast                                              = 0x01, 
  10.          CBCharacteristicPropertyRead                                                   = 0x02, 
  11.          CBCharacteristicPropertyWriteWithoutResponse                                   = 0x04, 
  12.          CBCharacteristicPropertyWrite                                                  = 0x08, 
  13.          CBCharacteristicPropertyNotify                                                 = 0x10, 
  14.          CBCharacteristicPropertyIndicate                                               = 0x20, 
  15.          CBCharacteristicPropertyAuthenticatedSignedWrites                              = 0x40, 
  16.          CBCharacteristicPropertyExtendedProperties                                     = 0x80, 
  17.          CBCharacteristicPropertyNotifyEncryptionRequired NS_ENUM_AVAILABLE(NA, 6_0)        = 0x100, 
  18.          CBCharacteristicPropertyIndicateEncryptionRequired NS_ENUM_AVAILABLE(NA, 6_0)  = 0x200 
  19.          }; 
  20.  
  21.          */  
  22.         NSLog(@"%lu", (unsigned long)characteristic.properties);  
  23.   
  24.   
  25.         //只有 characteristic.properties 有write的权限才可以写  
  26.         if(characteristic.properties & CBCharacteristicPropertyWrite){  
  27.             /* 
  28.                 最好一个type参数可以为CBCharacteristicWriteWithResponse或type:CBCharacteristicWriteWithResponse,区别是是否会有反馈 
  29.             */  
  30.             [peripheral writeValue:value forCharacteristic:characteristic type:CBCharacteristicWriteWithResponse];  
  31.         }else{  
  32.             NSLog(@"该字段不可写!");  
  33.         }  
  34.   
  35.   
  36.     }  

6 订阅Characteristic的通知

  1.     //设置通知  
  2.     -(void)notifyCharacteristic:(CBPeripheral *)peripheral  
  3.                 characteristic:(CBCharacteristic *)characteristic{  
  4.         //设置通知,数据通知会进入:didUpdateValueForCharacteristic方法  
  5.         [peripheral setNotifyValue:YES forCharacteristic:characteristic];  
  6.   
  7.     }  
  8.   
  9.     //取消通知  
  10.     -(void)cancelNotifyCharacteristic:(CBPeripheral *)peripheral  
  11.                  characteristic:(CBCharacteristic *)characteristic{  
  12.   
  13.          [peripheral setNotifyValue:NO forCharacteristic:characteristic];  
  14.     }  

7 断开连接(disconnect)

  1.     //停止扫描并断开连接  
  2.     -(void)disconnectPeripheral:(CBCentralManager *)centralManager  
  3.                      peripheral:(CBPeripheral *)peripheral{  
  4.         //停止扫描  
  5.         [centralManager stopScan];  
  6.         //断开连接  
  7.         [centralManager cancelPeripheralConnection:peripheral];  
  8.     }  

8 模拟器蓝牙调试,慎用,最好还是用真机去调试。

由于在iPhone 4s之后的iOS才支持BLE,新一代的这些iOS设备又都不便宜,在做测试的时候,用iOS模拟器进行调试,可以节约一些开发成本。怎么在iOS模拟器上调试BLE,

苹果最初给出的说明是,支持BLE的mac机子上可以用模拟器进行调试,并给出了一份技术文档(传送门),恶心的是,后来苹果抽风,又把这份文档移除,

并且把iOS 7.0的模拟器上对BLE的支持也移除掉了(难道是想让大家多买设备测试?Apple sucks.)后面,网上搜了一下,解决办法如下:

1. 买一个CSR蓝牙4.0 USB适配器(某宝上大概30块钱),在机子上插入该物(你懂的)

2. 在Terminal下敲入sudo nvram bluetoothHostControllerSwitchBehavior="never" , 重启Mac。

3. 用XCode 4.6调试代码,在iOS 6.1的模拟器上跑程序(用XCode 5.0跑iOS 7.0模拟器会抛异常,原因上面详诉过了,Apple sucks,你懂的)

如何降低模拟器的iOS版本呢?

XCode->Preferences->Downloads里面有很多simulators你可以下载

选择个6.1的下载好了



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