常见蓝牙名称的简写
MFI ======= make for ipad ,iphone, itouch 专们为苹果设备制作的设备
BLE ==== buletouch low energy,蓝牙4.0设备因为低耗电,所以也叫做BLE
peripheral,central == 外设和中心,发起连接的时central,被连接的设备为perilheral
service and characteristic === 服务和特征 每个设备会提供服务和特征,类似于服务端的api,但是机构不同。每个外设会有很多服务,每个服务中包含很多字段,这些字段的权限一般分为 读read,写write,通知notiy几种,就是我们连接设备后具体需要操作的内容。
Description 每个characteristic可以对应一个或多个Description用户描述characteristic的信息或属性
Profile Profile 并不是实际存在于 BLE 外设上的,它只是一个被 Bluetooth SIG 或者外设设计者预先定义的 Service 的集合。所有官方通过 GATT Profile 的列表可以从这里找到。
Service Service 是把数据分成一个个的独立逻辑项,它包含一个或者多个 Characteristic。每个 Service 有一个 UUID 唯一标识。 UUID 有 16 bit 的,或者 128 bit 的。16 bit 的 UUID 是官方通过认证的,需要花钱购买,128 bit 是自定义的,这个就可以自己随便设置。官方通过了一些标准 Service完整列表在这里。以 Heart Rate Service为例,可以看到它的官方通过 16 bit UUID 是 0x180D,包含 3 个 Characteristic:Heart Rate Measurement, Body Sensor Location 和 Heart Rate Control Point,并只有第一个是必须的,其它是可选实现的。
MFI === 开发使用ExternalAccessory 框架
4.0 BLE === 开发使用CoreBluetooth 框架
一个主设备最多能连7个外设
GAP(Generic Access Profile),它在用来控制设备连接和广播。GAP 使你的设备被其他设备可见,并决定了你的设备是否可以或者怎样与合同设备进行交互。
GAAT : Generic Attribute Profile , GATT配置文件是一个通用规范,用于在BLE链路上发送和接收被称为“属性”的数据块。目前所有的BLE应用都基于GATT。 蓝牙SIG规定了许多低功耗设备的配置文件。配置文件是设备如何在特定的应用程序中工作的规格说明。注意一个设备可以实现多个配置文件。例如,一个设备可能包括心率监测仪和电量检测。GATT Profile 简介
Characteristic 一个characteristic包括一个单一变量和0-n个用来描述characteristic变量的descriptor,characteristic可以被认为是一个类型,类 似于类。
Descriptor Descriptor用来描述characteristic变量的属性。例如,一个descriptor可以规定一个可读的描述,或者一个characteristic变量可接受的范围,或者一个characteristic变量特定的测量单位。 Service service是characteristic的集合。例如,你可能有一个叫“Heart Rate Monitor(心率监测仪)”的service,它包括了很多characteristics,如“heart rate measurement(心率测量)”等。你可以在bluetooth.org 找到一个目前支持的基于GATT的配置文件和服务列表。
CoreBluetooth框架的核心其实是两个东西,peripheral和central, 可以理解成外设和中心。上图为它们对应的API和类。
左侧叫做中心模式,就是以你的app作为中心,连接其他的外设的场景,而右侧称为外设模式,使用手机作为外设别其他中心设备操作的场景。我们app所做的都说对应中心模式
iOS 蓝牙中心模式流程如下
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)
蓝牙外设模式流程
1. 启动一个Peripheral管理对象
2. 本地Peripheral设置服务,特性,描述,权限等等
3. Peripheral发送广告
4. 设置处理订阅、取消订阅、读characteristic、写characteristic的委托方法
中心设备和外设需要双向通信的话,唯一的方式就是建立 GATT 连接。
GATT 连接,必需先经过 GAP 协议。蓝牙芯片发起连接,总是先扫描设备,扫描到了才会发起连接。
GATT 连接是独占的。也就是一个 BLE 外设同时只能被一个中心设备连接。一旦外设被连接,它就会马上停止广播,这样它就对其他设备不可见了。当设备断开,它又开始广播。
在 GAP 中外围设备通过两种方式向外广播数据: Advertising Data Payload(广播数据)和 Scan Response Data Payload(扫描回复),每种数据最长可以包含 31 byte。这里广播数据是必需的,因为外设必需不停的向外广播,让中心设备知道它的存在。扫描回复是可选的,中心设备可以向外设请求扫描回复,这里包含一些设备额外的信息,例如设备的名字。
GATT 通信的双方是 C/S 关系。外设作为 GATT 服务端(Server),它维持了 ATT 的查找表以及 service 和 characteristic 的定义。中心设备是 GATT 客户端(Client),它向 Server 发起请求。需要注意的是,所有的通信事件,都是由客户端(也叫主设备,Master)发起,并且接收服务端(也叫从设备,Slave)的响应。
每个设备都会有一些服务,每个服务里面都会有一些特征,特征就是具体键值对,提供数据的地方
// characteristic的属性,是一个结构体,每个特征值常用的权限分为读,写,通知这么几种方式
typedef NS_OPTIONS(NSInteger, CBCharacteristicProperties) {
// 标识这个characteristic的属性是广播
CBCharacteristicPropertyBroadcast= 0x01,
// 标识这个characteristic的属性是读
CBCharacteristicPropertyRead= 0x02,
// 标识这个characteristic的属性是写-没有响应
CBCharacteristicPropertyWriteWithoutResponse= 0x04,
// 标识这个characteristic的属性是写
CBCharacteristicPropertyWrite= 0x08,
// 标识这个characteristic的属性是通知
CBCharacteristicPropertyNotify= 0x10,
// 标识这个characteristic的属性是声明
CBCharacteristicPropertyIndicate= 0x20,
// 标识这个characteristic的属性是通过验证的
CBCharacteristicPropertyAuthenticatedSignedWrites= 0x40,
// 标识这个characteristic的属性是拓展
CBCharacteristicPropertyExtendedProperties= 0x80,
// 标识这个characteristic的属性是需要加密的通知
CBCharacteristicPropertyNotifyEncryptionRequiredNS_ENUM_AVAILABLE(NA, 6_0)= 0x100,
// 标识这个characteristic的属性是需要加密的申明
CBCharacteristicPropertyIndicateEncryptionRequiredNS_ENUM_AVAILABLE(NA, 6_0)= 0x200
};
app作为外设被连接