iOS 蓝牙4.0开发

1. 什么是蓝牙 4.0 ？

  全新的蓝牙4.0技术并不是一种技术，而是由传统蓝牙，高速蓝牙和低功耗蓝牙合而为一。并且这三种蓝牙可以组合使用，也可以单独使用。其中，低功耗蓝牙即BLE是蓝牙4.0的核心规范。仅传统蓝牙是不需要App的，比如市面上大多数蓝牙耳机，只要连上电脑或者手机，在电脑或者手机设备上播放音乐，系统底层就可以通过传统蓝牙协议，将音频数据传到蓝牙音箱上播放。换句话说，就是传统蓝牙部分在App上不可控，在iOS上，更是连判断在设置中是否连接了传统蓝牙都办不到，iOS可控的部分只有BLE。如果想要实现像小米手环那样的功能，在手机上有来电和短信，或者其他软件信息提醒的时候，在你的蓝牙设备上也能接收到。那这个功能的实现需要用到ANCS（Apple Notification Center Service）。ANCS在可以看成一个超级权限，但却跟传统蓝牙工作在不同局域，一个是通知，一个是音频。具体的实现，我们都不得而知，这部分属于苹果系统的功能了。
  iOS蓝牙每次最多接收155字节的数据，安卓5.0以下最大接收20字节，5.0以上可以更改最大接收量，能达到500多字节

2. 蓝牙开发关键词

中心设备(central)：就是用来扫描周围蓝牙硬件的设备，比如通过你手机的蓝牙来扫描并连接智能手环，这时候你的手机就是中心设备。
外设(peripheral)：被扫描的设备。比如当你用手机的蓝牙扫描连接智能手环的时候，智能手环就是外设。
服务(services)：外设广播和运行的时候会有服务，可以理解成一个功能模块，中心设备可以读取服务。外设可以有多个服务。
特征(characteristic)：在服务中的一个单位，一个服务可以有多个特征，特征会有一个value，一般读写的数据就是这个value。

3. 实现iOS蓝牙中心设备

项目中自己可写个单例类来简易地封装下蓝牙相关代码，保证项目中只存在一个中心管理者，其它类只需调用相关方法即可

1. 创建一个中心管理者

@property (nonatomic, strong) CBCentralManager *centralManager;

// 创建中心设备管理器，会回调centralManagerDidUpdateState
self.centralManager = [[CBCentralManager alloc]initWithDelegate:self queue:nil];

2. 扫描外设

//两个参数为nil,默认扫描所有的外设，可以设置一些服务，进行过滤搜索
 [self.centralManager scanForPeripheralsWithServices:nil options:nil];
//扫描指定设备（注：要在后台进行扫描第一个参数必须不能为nil，设为nil时不会触发扫描到设备的回调,同时需外设广播出自己的SeviceUUID）
NSArray *services = @[[CBUUID UUIDWithString:kBleServiceID]];
        NSDictionary *dictionary = [NSDictionary dictionaryWithObject:[NSNumber numberWithInt:1] forKey:CBCentralManagerScanOptionAllowDuplicatesKey];
        [self.centralManager scanForPeripheralsWithServices:services options:dictionary];

3. 当扫描到外设时，会触发以下代理方法

//这里默认扫到MI，主动连接，当然也可以手动触发连接
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI{
    NSLog(@"扫描连接外设：%@ %@",peripheral.name,RSSI);
    if ([peripheral.name hasSuffix:@"MI"]) {
        //保存外设，并停止扫描，达到节电效果
        thePerpher = peripheral;
        [self.centralManager stopScan];
       //进行连接
        [self.centralManager connectPeripheral:peripheral options:nil];
    }
}

4. 当连接到外设时，会调用以下代理方法

//连接外设成功
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral{
    NSLog(@"连接外设成功！%@",peripheral.name);
    [peripheral setDelegate:self];
    //扫描服务
    [peripheral discoverServices:nil];
}

//连接外设失败
-(void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error
{
NSLog(@"连接到外设 失败！%@ %@",[peripheral name],[error localizedDescription]);
}

5. 当扫描到外设服务时，会调用以下代理方法，然后继续扫描对应服务的特征

//扫描到服务
-(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error{
    if (error)
    {
        NSLog(@"扫描外设服务出错：%@-> %@", peripheral.name, [error localizedDescription]);
        return;
    }
    NSLog(@"扫描到外设服务：%@ -> %@",peripheral.name,peripheral.services);
    for (CBService *service in peripheral.services) {
        [peripheral discoverCharacteristics:nil forService:service];
    }
    NSLog(@"开始扫描外设服务的特征 %@...",peripheral.name);
}

6. 当扫描到服务的特征时，会调用以下代理方法

//扫描到特征
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error{
    if (error)
    {
        NSLog(@"扫描外设的特征失败！%@->%@-> %@",peripheral.name,service.UUID, [error localizedDescription]);
        return;
    }

    NSLog(@"扫描到外设服务特征有：%@->%@->%@",peripheral.name,service.UUID,service.characteristics);
    //获取Characteristic的值
    for (CBCharacteristic *characteristic in service.characteristics){
        //这里需要订阅特征的通知，否则无法收到外设发送过来的数据
        [peripheral setNotifyValue:YES forCharacteristic:characteristic];

        //当我们定义好每个特征是干什么用的，我们需要读取这个特征的值,当特征值更新了会调用
        //- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(nullable NSError *)error方法
        //需要说明的是UUID是硬件定义好给你，如果硬件也是个新手，那你可以先打印出所有的UUID,找出有用的
        [peripheral readValueForCharacteristic:characteristic];
    }
}

7. 当接收到数据和读取到数据时，会调用以下代理方法

- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(nullable NSError *)error
{
    if (error) {
        NSLog(@"读取数据失败！%@-> %@",peripheral.name, [error localizedDescription]);
        return;
    }
    NSLog(@"%@ %@",characteristic.UUID.UUIDString,characteristic.value);
}

8. 发送数据

//最后一个参数，可能有两种，如果你的程序出现连接正常，而你确定执行了写数据的函数，但是硬件确实没有反应，那很有可能是你的CBCharacteristicWriteType不对，需要使用另一种，一共是两种CBCharacteristicWriteWithResponse和CBCharacteristicWriteWithoutResponse
[thePerpher writeValue:itemData forCharacteristic:theCharacteristic type:CBCharacteristicWriteWithoutResponse];

9. 断开蓝牙

[self.centralManager cancelPeripheralConnection: thePerpher];

//蓝牙断开后会调用以下代理方法
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error
{
}

10. -retrieveConnectedPeripheralsWithServices:根据指定的服务，找到当前系统处于连接状态的蓝牙中包含这个服务的所有蓝牙对象

NSArray *devices = [self.centralManager retrieveConnectedPeripheralsWithServices:@[[CBUUID UUIDWithString:kBleShortServiceID],[CBUUID UUIDWithString:kBleServiceID]]];