iOS開發之藍牙通訊（一）

一、引言

       藍牙是裝置近距離通信的一種友善手段，在iPhone引入藍牙4.0後，裝置之間的通訊變得更加簡單。相關的藍牙操作由專門的CoreBluetooth.framework進行統一管理。通過藍牙進行通訊互動分為兩方，一方為中心裝置central，一方為外設peripheral，外設通過廣播的方式向外發送資訊，中心裝置檢索到外設發的廣播資訊，可以進行配對連接配接，進而進行資料互動。

二、中心裝置CBCentralManager

       CBCentralManager是管理中心裝置的管理類，其中重要方法如下：

//設定中心裝置代理

@property(assign, nonatomic, nullable) id<CBCentralManagerDelegate> delegate;

//中心裝置目前狀态

@property(readonly) CBCentralManagerState state;

//中心裝置是否正在掃描

@property(readonly) BOOL isScanning NS_AVAILABLE(NA, 9_0);

  其中state是一個枚舉，有關藍牙是否可用的狀态如下：

typedef NS_ENUM(NSInteger, CBCentralManagerState) {

       //狀态未知

CBCentralManagerStateUnknown = 0,

//連接配接斷開 即将重置

CBCentralManagerStateResetting,

//該平台不支援藍牙

CBCentralManagerStateUnsupported,

//未授權藍牙使用

CBCentralManagerStateUnauthorized,

//藍牙關閉

CBCentralManagerStatePoweredOff,

//藍牙正常開啟

CBCentralManagerStatePoweredOn,

};

下面這些方法用于初始化管理中心：

//初始化方法

//設定的代理需要遵守CBCentralManagerDelegate協定

//queue可以設定藍牙掃描的線程 傳入nil則為在主線程中進行

- (instancetype)initWithDelegate:(nullable id<CBCentralManagerDelegate>)delegate

        queue:(nullable dispatch_queue_t)queue;

//此方法同上 在options字典中用于進行一些管理中心的初始化屬性設定

//字典中支援的鍵值如下

/*

NSString * const CBCentralManagerOptionShowPowerAlertKey 對應一個NSNumber類型的bool值，用于設定是否在關閉藍牙時彈出使用者提示

NSString * const CBCentralManagerOptionRestoreIdentifierKey 對應一個NSString對象，設定管理中心的辨別符ID

*/

        queue:(nullable dispatch_queue_t)queue

      options:(nullable NSDictionary<NSString *, id> *)options;

//根據擷取所有已知裝置

- (NSArray<CBPeripheral *> *)retrievePeripheralsWithIdentifiers:(NSArray<NSUUID *> *)identifiers;

//根據服務id擷取所有連接配接的裝置

- (NSArray<CBPeripheral *> *)retrieveConnectedPeripheralsWithServices:(NSArray<CBUUID *> *)serviceUUIDs;

在初始化管理中心完成後，會回調代理中的如下方法，我們必須實作如下方法：

//這個方法中可以擷取到管理中心的狀态

- (void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central;

如果上面方法中管理中心狀态為藍牙可用，可以通過下面方法開啟掃描外設：

//serviceUUIDs用于掃描一個特點ID的外設 options用于設定一些掃描屬性 鍵值如下

//是否允許重複掃描 對應NSNumber的bool值，預設為NO，會自動去重

NSString *const CBCentralManagerScanOptionAllowDuplicatesKey;

//要掃描的裝置UUID 數組 對應NSArray

NSString *const CBCentralManagerScanOptionSolicitedServiceUUIDsKey;

- (void)scanForPeripheralsWithServices:(nullable NSArray<CBUUID *> *)serviceUUIDs options:(nullable NSDictionary<NSString *, id> *)options;

//停止掃描外設

- (void)stopScan;

掃描的結果會在如下代理方法中回掉：

//peripheral 掃描到的外設

//advertisementData是外設發送的廣播資料

//RSSI 是信号強度

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary<NSString *, id> *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI;

掃描到外設後，通過下面方法可以連接配接一個外設：

options中可以設定一些連接配接裝置的初始屬性鍵值如下

//對應NSNumber的bool值，設定當外設連接配接後是否彈出一個警告

NSString *const CBConnectPeripheralOptionNotifyOnConnectionKey;

//對應NSNumber的bool值，設定當外設斷開連接配接後是否彈出一個警告

NSString *const CBConnectPeripheralOptionNotifyOnDisconnectionKey;

//對應NSNumber的bool值，設定當外設暫停連接配接後是否彈出一個警告

NSString *const CBConnectPeripheralOptionNotifyOnNotificationKey;

- (void)connectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral options:(nullable NSDictionary<NSString *, id> *)options;

//取消一個外設的連接配接

- (void)cancelPeripheralConnection:(CBPeripheral *)peripheral;

調用過連接配接外設的方法後，會回掉如下代理方法：

//連接配接外設成功

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral;

//連接配接外設失敗

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(nullable NSError *)error;

//斷開外設連接配接

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(nullable NSError *)error;

當管理中心恢複時會調用如下代理：

//dict中會傳入如下鍵值對

//恢複連接配接的外設數組

NSString *const CBCentralManagerRestoredStatePeripheralsKey;

//恢複連接配接的服務UUID數組

NSString *const CBCentralManagerRestoredStateScanServicesKey;

//恢複連接配接的外設掃描屬性字典數組

NSString *const CBCentralManagerRestoredStateScanOptionsKey;

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central willRestoreState:(NSDictionary<NSString *, id> *)dict;

三、外設CBPeripheralManager

       從上面我們知道，中心裝置是用來掃描周圍的外設，兩台裝置的通訊中，必須有一個充當中心裝置，一個充當外設，外設是由CBPeripheralManager進行管理，主要方法如下：

//設定外設管理中心代理

@property(assign, nonatomic, nullable) id<CBPeripheralManagerDelegate> delegate;

//外設狀态 枚舉如中心裝置

@property(readonly) CBPeripheralManagerState state;

//是否正在發送廣播

@property(readonly) BOOL isAdvertising;

//使用者的授權狀态

+ (CBPeripheralManagerAuthorizationStatus)authorizationStatus;

//初始化并設定代理 參數的具體含義與中心裝置管理中心

- (instancetype)initWithDelegate:(nullable id<CBPeripheralManagerDelegate>)delegate

        queue:(nullable dispatch_queue_t);

//開始發送廣播

//advertisementData中可以發送的資料有約定 如下

對應設定NSString類型的廣播名

NSString *const CBAdvertisementDataLocalNameKey;

外設制造商的NSData資料

NSString *const CBAdvertisementDataManufacturerDataKey;

外設制造商的CBUUID資料

NSString *const CBAdvertisementDataServiceDataKey;

服務的UUID與其對應的服務資料字典數組

NSString *const CBAdvertisementDataServiceUUIDsKey;

附加服務的UUID數組

NSString *const CBAdvertisementDataOverflowServiceUUIDsKey;

外設的發送功率 NSNumber類型

NSString *const CBAdvertisementDataTxPowerLevelKey;

外設是否可以連接配接

NSString *const CBAdvertisementDataIsConnectable;

服務的UUID數組

NSString *const CBAdvertisementDataSolicitedServiceUUIDsKey;

- (void)startAdvertising:(nullable NSDictionary<NSString *, id> *)advertisementData;

//停止發送廣播

- (void)stopAdvertising;

//設定一個連接配接的具體central裝置的延時 枚舉如下

typedef NS_ENUM(NSInteger, CBPeripheralManagerConnectionLatency) {

CBPeripheralManagerConnectionLatencyLow = 0,

CBPeripheralManagerConnectionLatencyMedium,

CBPeripheralManagerConnectionLatencyHigh

} NS_ENUM_AVAILABLE(NA, 6_0);

- (void)setDesiredConnectionLatency:(CBPeripheralManagerConnectionLatency)latency forCentral:(CBCentral *)central;

//添加一個服務

- (void)addService:(CBMutableService *)service;

//移除一個服務

- (void)removeService:(CBMutableService *)service;

//移除所有服務

- (void)removeAllServices;

//響應中心裝置的讀寫請求

- (void)respondToRequest:(CBATTRequest *)request withResult:(CBATTError)result;

//更新一個連接配接中心裝置的訂閱特征值

- (BOOL)updateValue:(NSData *)value forCharacteristic:(CBMutableCharacteristic *)characteristic onSubscribedCentrals:(nullable NSArray<CBCentral *> *)centrals;

外設代理的相關方法如下：

//這個方法是必須實作的 狀态可用後可以發送廣播

- (void)peripheralManagerDidUpdateState:(CBPeripheralManager *)peripheral;

//連接配接回複時調用的方法 和centralManager類似

- (void)peripheralManager:(CBPeripheralManager *)peripheral willRestoreState:(NSDictionary<NSString *, id> *)dict;

//開始發送廣播時調用的方法

- (void)peripheralManagerDidStartAdvertising:(CBPeripheralManager *)peripheral error:(nullable NSError *)error;

//添加服務調用的回調

- (void)peripheralManager:(CBPeripheralManager *)peripheral didAddService:(CBService *)service error:(nullable NSError *)error;

//當一個central裝置訂閱一個特征值時調用的方法

- (void)peripheralManager:(CBPeripheralManager *)peripheral central:(CBCentral *)central didSubscribeToCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic;

//取消訂閱一個特征值時調用的方法

- (void)peripheralManager:(CBPeripheralManager *)peripheral central:(CBCentral *)central didUnsubscribeFromCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic;

//收到讀請求時觸發的方法

- (void)peripheralManager:(CBPeripheralManager *)peripheral didReceiveReadRequest:(CBATTRequest *)request;

//收到寫請求時觸發的方法

- (void)peripheralManager:(CBPeripheralManager *)peripheral didReceiveWriteRequests:(NSArray<CBATTRequest *> *)requests;

//外設準備更新特征值時調用的方法

- (void)peripheralManagerIsReadyToUpdateSubscribers:(CBPeripheralManager *)peripheral;