iOS蓝牙开发 （一）蓝牙相关基础知识

一、蓝牙常见名称和缩写
（1） MFI ======= make for ipad ,iphone, itouch 专们为苹果设备制作的设备
（2）BLE ==== buletouch low energy，蓝牙4.0设备因为低耗电，所以也叫做BLE
（3）peripheral,central == 外设和中心,发起连接的时central，被连接的设备为perilheral
（4）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。
（5） 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
（6）MFI === 开发使用ExternalAccessory 框架
（7） 4.0 BLE === 开发使用CoreBluetooth 框架

iOS中蓝牙的实现方案 共有4个框架用于实现蓝牙连接 
1）GameKit.framework（用法简单） 只能用于iOS设备之间的连接，多用于游戏（比如五子棋对战），从iOS7开始过期
2）MultipeerConnectivity.framework 只能用于iOS设备之间的连接，从iOS7开始引入，主要用于文件共享（仅限于沙盒的文件）
3）ExternalAccessory.framework 可用于第三方蓝牙设备交互，但是蓝牙设备必须经过苹果MFi认证
4）CoreBluetooth.framework 可用于第三方蓝牙设备交互，必须要支持蓝牙4.0,如果she be 硬件至少是4s，系统至少是iOS6 蓝牙4.0以低功耗著称，一般也叫BLE（BluetoothLowEnergy） 目前应用比较多的案例：运动手坏、嵌入式设备、智能家居等，我们此处主要研究的就是BLE。

二、蓝牙基础知识
CoreBluetooth框架的核心其实是两个东西，peripheral和central可以理解为外设和中心。对应他们分别有一组相关的API和类

CoreBluetoothFramework.jpeg

（1）这两组api分别对应不同的业务场景，左侧的叫做中心模式，就是以你的APP作为中兴，链接其他外设的场景，而右侧称为外设模式，使用手机作为外设被其他中心设备操作的场景。（ps:一般以作为中心模式为主）
（2）服务和特征，特征的属性（service and characteristic）
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。每个特征属性分为几种：读、写、通知这么几种方式。

 //objcetive c特征的定义枚举
  typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, CBCharacteristicProperties) {
      CBCharacteristicPropertyBroadcast                                             = 0x01,
      CBCharacteristicPropertyRead                                                  = 0x02,
      CBCharacteristicPropertyWriteWithoutResponse                                  = 0x04,
      CBCharacteristicPropertyWrite                                                 = 0x08,
      CBCharacteristicPropertyNotify                                                    = 0x10,
      CBCharacteristicPropertyIndicate                                              = 0x20,
      CBCharacteristicPropertyAuthenticatedSignedWrites                             = 0x40,
      CBCharacteristicPropertyExtendedProperties                                        = 0x80,
      CBCharacteristicPropertyNotifyEncryptionRequired NS_ENUM_AVAILABLE(NA, 6_0)       = 0x100,
      CBCharacteristicPropertyIndicateEncryptionRequired NS_ENUM_AVAILABLE(NA, 6_0) = 0x200
  };

外设、服务、特征之间的关系

TreeOfServicesAndCharacteristics_Remote_2x.png

三、蓝牙中心模式流程（central）

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)

四、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

五、蓝牙设备状态

1. 待机状态（standby）：设备没有传输和发送数据，并且没有连接到任何设
2. 广播状态（Advertiser）：周期性广播状态
3. 扫描状态（Scanner）：主动寻找正在广播的设备
4. 发起链接状态（Initiator）：主动向扫描设备发起连接。
5. 主设备（Master）：作为主设备连接到其他设备。
6. 从设备（Slave）：作为从设备连接到其他设备。

六、蓝牙设备的五种工作状态
准备（standby）
广播（advertising）
监听扫描（Scanning
发起连接（Initiating）
已连接（Connected）

七、蓝牙和版本的使用限制
蓝牙2.0 === 越狱设备
蓝牙4.0 === IOS6 以上
MFI认证设备（Make For ipod/ipad/iphone） === 无限制

八、名词解释
（1） 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。
（2） 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。
（3）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。