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iOS開發 之 可穿戴裝置 藍牙4.0 BLE 開發

1 前言

目前有越來越多的可穿戴裝置使用了藍牙4.0 BLE（Bluetooth Low Energy)。對于iOS開發而言，Apple之前專門推出CoreBluetooth的Framework來支援BLE的開發。對于硬體開發有了解的朋友應該知道，在之前使用低版本的藍牙的裝置，要連接配接到iOS裝置上，需要注冊MFI，擁有MFI協定才能進行相應的開發。如果大家關注我之前對LEGO EV3的研究，就可以發現，EV3是使用了藍牙2.1，是以需要MFI協定來進行開發。

本文将一步一步講解如何使用CoreBluetooth架構來與各種可穿戴裝置進行通信，使用 小米手環 來進行基本的測試。 

iOS開發 之 可穿戴裝置 藍牙4.0 BLE 開發

2 開發環境

1 Macbook Pro Mac OS X 10.10 

2 Xcode 6.3.2 

3 iPhone 5s v8.1 

4 小米手環

3 基本流程

要開發藍牙，需要對整個通訊過程有個基本了解。這裡我摘錄一些Apple官方的文檔Core Bluetooth Programming Guide的圖檔來加以說明。這個文檔其實對于開發的流程寫的是非常的清楚，大家最好可以看一下。

3.1 可穿戴裝置與iOS互聯方式

iOS開發 之 可穿戴裝置 藍牙4.0 BLE 開發

從上面這幅圖可以看到，我們的iOS裝置是Central，用來接收資料和發送指令，而外設比如小米手環是Peripheral，向外傳輸資料和接收指令。我們要做的就是通過Central來連接配接Peripheral，然後實作資料的接收和控制指令的發送。在做到這一步之後，再根據具體的硬體，對接收到的資料進行parse解析。

3.2 可穿戴裝置藍牙的資料結構

iOS開發 之 可穿戴裝置 藍牙4.0 BLE 開發

這裡用的是心率裝置來做說明，每個外設Peripheral都有對應的服務Service，比如這裡是心率Service。一個外設可以有不止一個s、Service。每個service裡面可以有多個屬性Characteristic，比如這裡有兩個Characteristic，一個是用來測量心率，一個是用來定位位置。

那麼很關鍵的一點是每個Service，每個Characteristic都是用UUID來确定的。UUID就是每個Service或Characteristic的identifier。

大家可以在iPhone上下載下傳LightBlue這個應用。可以在這裡檢視一些裝置的UUID。 

iOS開發 之 可穿戴裝置 藍牙4.0 BLE 開發

在實際使用中，我們都是要通過UUID來擷取資料。這點非常重要。 

在CoreBluetooth中，其具體的資料結構圖如下： 

iOS開發 之 可穿戴裝置 藍牙4.0 BLE 開發

4 Step-By-Step 上手BLE開發

4.1 Step 1 建立CBCentralManager

從名字上大家可以很清楚的知道，這個類是用來管理BLE的。我們也就是通過這個類來實作連接配接。

先建立一個：

@property (nonatomic,strong) CBCentralManager *centralManager;

dispatch_queue_t centralQueue = dispatch_queue_create("com.manmanlai", DISPATCH_QUEUE_SERIAL); self.centralManager = [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:self queue:centralQueue];
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然後關鍵在于CBCentralManagerDelegate的使用。這個之後再講。

4.2 Step 2 尋找CBPeripheral外設

有了CBCentralManager，接下來就是尋找CBPeripheral外設，方法很簡單：

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這裡的Service就是對應的UUID，如果為空，這scan所有service。

4.3 Step 3 連接配接CBPeripheral

在上一步中，如果找到了裝置，則CBCentralManager的delegate會調用下面的方法：

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI
{
    NSLog(@"name:%@",peripheral); if (!peripheral || !peripheral.name || ([peripheral.name isEqualToString:@""])) { return; } if (!self.peripheral || (self.peripheral.state == CBPeripheralStateDisconnected)) { self.peripheral = peripheral; self.peripheral.delegate = self; NSLog(@"connect peripheral"); [self.centralManager connectPeripheral:peripheral options:nil]; } }
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我們在這裡建立了一個CBPeripheral的對象，然後直接連接配接 

CBPeripheral的對象也需要設定delegate.

4.4 Step 4 尋找Service

如果Peripheral連接配接成功的話，就會調用delegate的方法：

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral
{
    if (!peripheral) {
        return;
    }

    [self.centralManager stopScan]; NSLog(@"peripheral did connect"); [self.peripheral discoverServices:nil]; }
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我們這裡先停止Scan，然後讓Peripheral外設尋找其Service。

4.5 Step 5 尋找Characteristic

找到Service後會調用下面的方法：

- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error
{
    NSArray *services = nil;

    if (peripheral != self.peripheral) { NSLog(@"Wrong Peripheral.\n"); return ; } if (error != nil) { NSLog(@"Error %@\n", error); return ; } services = [peripheral services]; if (!services || ![services count]) { NSLog(@"No Services"); return ; } for (CBService *service in services) { NSLog(@"service:%@",service.UUID); [peripheral discoverCharacteristics:nil forService:service]; } }
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我們根據找到的service尋找其對應的Characteristic。

4.6 Step 6 找到Characteristic後讀取資料

找到Characteristic後會調用下面的delegate方法：

- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error
{
    NSLog(@"characteristics:%@",[service characteristics]);
    NSArray *characteristics = [service characteristics]; if (peripheral != self.peripheral) { NSLog(@"Wrong Peripheral.\n"); return ; } if (error != nil) { NSLog(@"Error %@\n", error); return ; } self.characteristic = [characteristics firstObject]; //[self.peripheral readValueForCharacteristic:self.characteristic]; [self.peripheral setNotifyValue:YES forCharacteristic:self.characteristic];
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這裡我們可以使用readValueForCharacteristic:來讀取資料。如果資料是不斷更新的，則可以使用setNotifyValue:forCharacteristic:來實作隻要有新資料，就擷取。

4.7 Step 7 處理資料

讀到資料後會調用delegate方法：

- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error
{
   NSData *data = characteristic.value;
   // Parse data ...

}
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4.8 Step 8 向裝置寫資料

這個很簡單，隻要使用：

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data是NSData類型。

5 實驗

使用小米手環實驗，得到如下結果：

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6 小結

通過上面的方法，我們就可以輕松的對BLE進行開發。實際上比想象的要簡單。

轉載于:https://www.cnblogs.com/liaolijun/p/6689858.html

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