CoreBluetooth连接蓝牙健康设备

引言

CoreBluetooth是iOS下用于蓝牙设备连接的模块,支持蓝牙4.0及以上的设备。蓝牙设备五花八门,本文的主角是蓝牙健康设备,目标是在iPhone上获取蓝牙健康设备测量到的数据(android手机请看这篇文章)。
本文使用的蓝牙健康设备是日本A&D公司生产的蓝牙血压计(UA-651BLE)和体温计(UT-201BLE)。使用这两个型号的健康设备是因为它们是康体佳联盟(continua health alliance)认证的,接口是标准化的,没有进行加密。

原理

在CoreBluetooth中,拥有数据的蓝牙设备被称为peripheral,向外发送数据;获取数据的设备称为central,一般是手机或电脑。本文中central就是我们的手机。


CoreBluetooth连接蓝牙健康设备_第1张图片
蓝牙通信结构

peripheral会不断广播很小的数据包,包含设备的名称、主要服务等,让外界知道自己的存在。如果有一个central在扫描,就可以获得这个数据包,从而能够去连接这个设备。


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peripheral中最关键的信息就是其包含的service,一个peripheral可以有一个或多个service,每个service下有一个或多个characteristic,用来具体描述这个service。例如,下图是一个心率的service,包含了两个characteristic,分别是心率数值,传感器位置。


CoreBluetooth连接蓝牙健康设备_第2张图片
peripheral结构

流程

了解原理后就可以实践了。我们的手机作为central,在ViewController要实现CBCentralManagerDelegate,之后要操作peripheral,因此也需要实现CBPeripheralDelegate。

  • 初始化
@property (strong, nonatomic) CBCentralManager *centralManager;

self.centralManager = [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:self queue:nil];
  • 扫描设备 第一个array的参数如果填nil就会扫描所有蓝牙设备,推荐用设备包含的服务来过滤(如血压服务)。
NSString * const BLOOD_PRESSURE_UUID = @"1810"; //血压服务的UUID

[self.centralManager scanForPeripheralsWithServices:[NSArray arrayWithObjects:[CBUUID UUIDWithString:BLOOD_PRESSURE_UUID], nil] options:nil];
  • 扫描到符合要求的蓝牙设备后会调用CBCentralManagerDelegate中下面这个方法
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI{
    if (!peripheral || !peripheral.name || ([peripheral.name isEqualToString:@""])) {
        return;
    }
    NSLog(@"name:%@",peripheral.name);
    NSLog(@"ad:%@",advertisementData);
    [self stopDiscover];  //停止扫描节约电量
    self.peripheral = peripheral;
    peripheral.delegate = self;
    [self.centralManager connectPeripheral:peripheral options:nil]; //尝试连接此设备
}
  • 如果连接成功,会调用CBCentralManagerDelegate的这个方法,在这里去获取此设备的服务。
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral{
    if (!peripheral) {
        return;
    }
    NSLog(@"did connect peripheral");
    [self.peripheral discoverServices:nil]; //尝试发现这个设备的服务
}
  • 成功获取peripheral的服务,就会调用CBPeripheralDelegate的这个方法
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error{
    for (CBService *service in peripheral.services) {  //遍历服务
        NSLog(@"discover service: %@", service);
        if ([service.UUID isEqual:[CBUUID UUIDWithString:BLOOD_PRESSURE_UUID]] ) {
            [peripheral discoverCharacteristics:nil forService:service];  //如果是血压服务,就尝试发现这个服务的characteristic
            break;
        }
    }
}
  • 成功发现characteristic后,调用CBPeripheralDelegate的这个方法
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error{
    for (CBCharacteristic *character in service.characteristics) {
        NSLog(@"discover characteristic: %@",character);
        if ([character.UUID isEqual:[CBUUID UUIDWithString:BLOOD_PRESSURE_MEASUREMENT_UUID]]) {
            //监听我们关注的characteristic,一旦这个//发生变化就会得到通知
            [peripheral setNotifyValue:YES forCharacteristic:character];
        }
        if ([character.UUID isEqual:[CBUUID UUIDWithString:BLOOD_PRESSURE_FEATURE_UUID]]) {
            //读取characteristic的值
            [peripheral readValueForCharacteristic:character];
        }
        if ([character.UUID isEqual:[CBUUID UUIDWithString:DATE_TIME_UUID]]) {
            [peripheral readValueForCharacteristic:character];
        }
        
    }
}
  • 设备测量完成后会发送数据,获得数据后调用CBPeripheralDelegate的这个方法
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error{
    if (error) {
        NSLog(@"%@",[error localizedDescription]);
    }else{
        NSData *data = characteristic.value;  //获取raw data
        if ([characteristic.UUID isEqual:[CBUUID UUIDWithString:BLOOD_PRESSURE_MEASUREMENT_UUID]] && data) {
            const uint8_t *reportData = [data bytes];  //转换一个字节对应一个整数的序列  
            NSInteger sys = reportData[1];  //收缩压
            NSInteger dia = reportData[3];  //舒张压
            NSInteger pul = reportData[7];  //心率
            NSLog(@"sys:%ld",(long)sys);
            NSLog(@"dia:%ld",(long)dia);
            NSLog(@"pul:%ld",(long)pul);
            if (sys == 255) {
                self.sysTextField.text = @"error";
                self.diaTextField.text = @"error";
                self.pulTextField.text = @"error";
            }else{
                self.sysTextField.text = [NSString stringWithFormat:@"%ld",sys];
                self.diaTextField.text = [NSString stringWithFormat:@"%ld",dia];
                self.pulTextField.text = [NSString stringWithFormat:@"%ld",pul];
            }
            
        }else{
            NSLog(@"data value: %@ UUID:%@",data, characteristic.UUID);
        }
    }
}

运行截图

CoreBluetooth连接蓝牙健康设备_第3张图片
血压测量界面
CoreBluetooth连接蓝牙健康设备_第4张图片
体温测量界面

源码

Github项目地址
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