iOS开发——CoreBluetooth蓝牙开发(三)

在这一讲中,我们将学习如何开发Central蓝牙应用,包括:

  • 建立Central管理模块CBCentralManager
  • 发现和连接正在广播对Peripheral
  • 在和Peripheral建立连接后获取数据
  • 发送读写Characteristic的请求
  • 订阅某个Characteristic,在该值更新后获取新值

建立Central管理模块CBCentralManager

在你准备开始任何蓝牙会话之前,我们需要创建一个CBCentralManager的实例来表示你的Central设备。使用CBCentralManager的初始化方法initWithDelegate:queue:options

CBCentralManager* myCentralManager = [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:self queue:nil options:nil];

当你创建完CBCentralManager后,CentralManager会调用centralManagerDidUpdateState:,这个方法是CBCentralManagerProtocol中提供的方法,你必须在你的应用中实现。

发现正在广播对Peripheral

第一节提到,Peripheral设备通过广播来使其他设备得知自己的存在。通过调用CBCentralManager的scanForPeripheralsWithServices:options:方法来获取正在广播的Peripheral信息:

[CBCentralManager scanForPeripheralsWithServices:nil options:nil];

关于scanForPeripheralsWithServices参数,需要说明的是,当参数值为nil,该方法会返回所有正在广播的Peripheral。如果你指定某个Service或者一组Service,你可以将表示该Service的UUID(在CoreBluetooth框架中用CBUUID表示)数组传递给该参数,这样CBCentralManager就只会找能够提供这些Service的Peripheral。

在你调用scanForPeripheralsWithServices后,Central Manager会调用CBCentralManagerDelegate的centralManager:didDiscoverPeripheral:advertisementData:RSSI:。通过实现该方法,你能够指定你的Central设备在发现Peripheral广播后作出何种反应,例如显示Peripheral的名称:

- (void) centralManager:(CBCentralManager*)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral*)peripheral advertisementData:(NSDictionary*)advertisementData RSSI:(NSNumber*)RSSI {
    NSLog(@"Discovered peripheral: %@", peripheral.name);   
}

当你找到自己感兴趣的设备时,你可以选择停止扫描以节约电能:

[myCentralManager stopScan];
NSLog(@"Scanning stopped");

连接发现的Peripheral

既然已经发现了Peripheral,下一步就让我们来与其建立连接:

[myCentralManager connectPeripheral:peripheral options:nil];

假设连接成功,那么Central Manager就会调用didConnectPeripheral方法,而你需要实现该方法:

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central
  didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral {
    NSLog(@"Peripheral connected");
}

在你准备和Peripheral准备交互之前,你需要设置Peripheral的代理以确保其能够获得正确的回调函数。

peripheral.delegate = self;

发现所连Peripheral的Service

一旦连接成功,你可以访问Peripheral上的数据。虽然之前我们得到了一些广播数据,但由于广播的容量限制,那只是所有数据中的一部分。通过调用CBPeripheral的discoverServices函数来获取所有Services数据:

[peripheral discoverServices:nil];

同样地,这里Service可以用UUID数组来指定。

一旦发现需要的Service,Peripheral会调用其Delegate的peripheral:didDiscoverServices函数,而你需要实现该函数:

- (void)peripheral:(CBPeripheral*)peripheral
didDiscoverServices:(NSError *)error {
    for (CBService *service in peripheral.services) {
        NSLog(@"Discovered service %@", service);
}

发现Service的Characteristics

当发现Service后,下一步就是探求其中有哪些Characteristic:

NSLog(@"Discovering characteristics for service %@", interestingService);
[peripheral discoverCharacteristics:nil forService:interestingService];

同样地,你也可以指定Characteristic的UUID数组来获取需要的Characteristic。

一旦成功发现指定的Characteristic,Peripheral便会调用Delegate的peripheral:didDiscoverCharacteristicsForService:error:函数:

- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral
didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service
             error:(NSError *)error {
    for (CBCharacteristic *characteristic in service.characteristics) {
        NSLog(@"Discovered characteristic %@", characteristic);
}

读取Characteristic数据值

Characteristic中包含着Service的单个值,通过CBPeripheral的readValueForCharacteristic我们可以读出其值。

NSLog(@"Reading value for characteristic %@", interestingCharacteristic);
[peripheral readValueForCharacteristic:interestingCharacteristic];

当从Characteristic中去读到值后,CBPeripheral会调用起代理的peripheral:didUpdateValueForCharacteristic:error:函数:

- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral
didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic
             error:(NSError *)error {
    NSData *data = characteristic.value;
    // parse the data as needed
}

有的时候Characteristic是不可读的,你可以通过访问CBCharacteristicPropertyRead常量来判断。

订阅Characteristic值

读取Characteristic值在正常情况下并不是最有效的,大多数情况下我们更想知道某个值的最新值,我们可以通过订阅该Characteristic来获取实时更新的通知。

[peripheral setNotifyValue:YES forCharacteristic:interestingCharacteristic];

一旦调用上面的函数,peripheral便会调用其代理的peripheral:didUpdateNotificationStateForCharacteristic:error:函数。

- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral
didUpdateNotificationStateForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic
             error:(NSError *)error {
    if (error) {
        NSLog(@"Error changing notification state: %@",
}

同样并非所有Characteristic都能够被订阅,你需要访问相应的常量来获取订阅配置的信息。

订阅成功以后,你就可以在didUpdateValueForCharacteristic方法中通过readValueForCharacteristic来获取更新的值。

写Characteristic值

向Peripheral中写值可以通过CBPeripheral的writeValue:forCharacteristic:type:函数来实现。

NSLog(@"Writing value for characteristic %@", interestingCharacteristic); 
[peripheral writeValue:dataToWrite forCharacteristic:interestingCharacteristic
     type:CBCharacteristicWriteWithResponse];

type用来指定以何种方式写入。上面代码中的CBCharacterisitcWriteWithResponse表示你的应用会告诉你写入是否成功。在指定为该类型的写入模式下,会调用peripheral代理的peripheral:didWriteValueForCharacteristic:error:函数:

- (void) peripheral:(CBPeripheral*)peripheral didWriteValueForCharacteristic:(CBCharacteristic*)characteristic error:(NSError*)error 
{
    if (error) {
        NSLog(@"Error writing characteristic value: %@",[error localizedDescription]);
    }
}

并不是所有的Characteristic都是可写的,需要访问相应常量来获取配置信息。

好了,写了这么多,我们终于对如何与Peripheral进行信息交互有了一个感性上的认识。所谓实践是检验真理的唯一标准,我们在之后的几节里将重点讲解一个实际的demo。

### 关于iOS蓝牙开发的Swift示例代码或Demo 苹果官方提供了丰富的资源来帮助开发者学习和实现蓝牙功能。这些资源可以通过苹果官方文档以及GitHub上的样例项目获取。 #### 官方文档支持 苹果官方文档详细描述了如何通过CoreBluetooth框架进行蓝牙通信[^1]。该框架允许设备作为外设(Peripheral)或者中心设备(Central),并提供了一系列API用于扫描、连接、广播和服务交互等功能。 #### GitHub中的Apple Sample Code 在GitHub上可以找到由苹果维护的一个镜像仓库,其中包含了多个与蓝牙相关的示例工程[^2]。以下是几个可能对你有帮助的具体例子: - **Heart Rate Monitor**: 这是一个展示如何作为一个中央角色去发现并与心率传感器互动的应用程序实例。 - **Temperature Sensor**: 此应用展示了怎样创建一个外围设备模拟温度计,并向其他中心设备发布数据流。 - **BLE Central Peripheral Transfer**: 展现了一个完整的双向传输过程——既包括作为central端发起请求也涵盖了peripheral端响应操作的部分逻辑实现细节。 下面给出一段简单的基于CoreBluetooth框架初始化蓝牙管理器的基础代码片段: ```swift import CoreBluetooth class BluetoothManager: NSObject, CBCentralManagerDelegate { var centralManager:CBCentralManager! override init() { super.init() self.centralManager = CBCentralManager(delegate: self, queue: nil) } func centralManagerDidUpdateState(_ central: CBCentralManager) { if (central.state == .poweredOn){ print("Bluetooth is On") }else{ print("Make sure your bluetooth is on.") } } } ``` 此段代码定义了一个`BluetoothManager`类继承自NSObject并且实现了CBCentralManagerDelegate协议方法,在init函数里设置了CBCentralManager对象并将当前类设置为其代理;当状态更新时会调用相应的delegate function打印出蓝牙开关情况提示信息。
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