蓝牙接收苹果手机通知 ANCS协议分析
蓝牙接收苹果手机通知 ANCS协议分析
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综述
现在有许多蓝牙手表、手环都能接收苹果iphone手机的系统通知，那这是怎么实现的呢？
其实，这都有赖于苹果IOS 7开始提供的ANCS协议，ANCS（苹果通知中心, Apple Notification Center Service）的目的是提供给蓝牙外设一种简单、方便的获取ios设备通知信息的方式。使得蓝牙手环、手表可以收到苹果手机的来电、短信及各种应用的通知信息。
下面，本文就来带你学习苹果ANCS协议。
演示
下面一段视频演示了一款蓝牙手表接收苹果手机通知，查看详情的方法：
我在TI CC2541芯片上实现了完整的ANCS协议，可以完成通知的监听，详情查看功能，并且提供相关代码和硬件，感兴趣的童鞋可以到淘宝链接查看购买：
https://item.taobao.com/item.htm?id=44730522676
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总体原理
ANCS通过蓝牙BLE 4.0实现，仅支持iPhone 4S及以上且系统版本在IOS 7以上的手机，同时在外设端需要支持蓝牙4.0协议。
1、外设端进行广播，手机打开蓝牙，搜索外设，连接外设，之后进行绑定（这很重要，否则无法接收通知）
2、外设在连接建立后需要监听手机上的ANCS Service中的Notification Source
3、当有通知时，手机会给外设发消息，说明是哪个应用的通知
4、如果外设想进一步获取通知的详情，就往Control Point写控制信息，获取详情
5、详情会通过Data Source发过来
协议详解（官方文档翻译）
依赖
ANCS的使用没有依赖，它是GATT的一个子集，任何一个实现了GATT client的设备可以方便的从ios设备获取通知信息。
传输注意事项
如果没有特殊说明，通过ANCS传输的数值均使用小端模式。
如果没有特殊说明，通过ANCS传输的字符串均使用UTF-8编码。
概念定义
l ANCS：苹果通知中心服务
l NP（Notification Provider）：通知的产生者，一般是ios设备
l NC（Notification Consumer）：通知的消费者，一般是蓝牙设备
l iOS notification：ios设备里出现的通知
l GATT notification：GATT characteristic发送的通知
Service定义
ANCS使用了一个私有UUID作为其Service的UUID：
7905F431-B5CE-4E99-A40F-4B1E122D00D0
NP（手机）上只有一个ANCS实例，基于ios的机制，ANCS没有办法保证一直运行。
所以NC（外设）需要搜索并且监听（subscribe）Service Changed characteristic，以保证能够监听到所有通知。
Characteristic类型
所涉及的characteristic
1、Notification Source:
UUID 9FBF120D-6301-42D9-8C58-25E699A21DBD(notifiable)
基本通知源，通知一些计数的信息；
2、Control Point:
UUID 69D1D8F3-45E1-49A8-9821-9BBDFDAAD9D9(writeable with response)
控制器，用于向ios设备写入控制信息，例如读取详情；
3、Data Source:
UUID 22EAC6E9-24D6-4BB5-BE44-B36ACE7C7BFB(notifiable)
数据源，用于提供详细数据，在控制信息写入后通过此characteristic返回；
还有许多其他characteristic，不过只有Notification Source是强制的，其他的都是可选的。
Notification Source
通知信息更新时，从NP（手机）发给NC（外设）的消息。
有以下一些情况：
l 新的ios通知到来；
l ios通知有改动；
l ios通知移除；
l EventID：消息类型，添加(0)、修改(1)、删除(2)；
l EventFlags：消息优先级，静默(1)、重要(2)；
l CategoryID：消息类型；
l CategoryCount：消息计数；
l NotificationUID：通知ID，可以通过此ID获取详情；
Notification的生命周期如下：
Get Notification Attributes
当NC（外设）希望从NP（手机）读取Notification的详细信息时，它需要向Control Point characteristic发送一些命令，格式如下：
l CommandID：设为0；
l NotificationUID：对应Notification Source中相同名字的字段；
l AttributeIDs：NC希望读取的变量ID列表，有些变量可能需要跟一个16bit的数说明想要的最大长度；
NP（手机）接收到此命令后，会通过Data Source characteristic将结果返回（通过GATT Notification），所以你需要监听这个参数。此命令发出后对应的返回信息如下：
l CommandID：为0；
l NotificationUID：对应之前请求的UID；
l AttributeList：查询结果列表，每一项的格式都是：ID/16bit Length/Value，每个attribute都是一个字符串，其长度由Length指定，但是此字符串不是以NULL结尾。若找不到对应的Attribute，则Length为0；
* 如果返回的消息长度大于GATT最大传输长度（MTU），则其会被分割成多个分段。蓝牙设备必须将这些分段组装起来。当所有请求属性的内容都接收完成后，此过程才算完成；
Get App Attributes
此命令允许NC（外设）读取NP（手机）上安装app的特定属性，它需要向Control Point characteristic发送一些命令，格式如下：
l CommandID：设成1；
l AppIdentifier：App ID，这个字符串必须使用NULL结尾（“\0”吧）；
l AttributeIDs：希望获得属性的列表；
此命令的响应消息格式如下：
l CommandID：为1；
l AppIdentifier：App ID，与之前的请求ID对应；
l AttributeList：属性值列表，每一个格式都是：ID/16-bit Length/Value，每个attribute都是一个字符串，其长度由Length指定，但是此字符串不是以NULL结尾。若找不到对应的Attribute，则Length为0；
* 关于分段以及传输结束的判断标准，与Get Notification Attributes一致；
Session（会话）
ANCS session 在NC（外设）订阅Notification Source之后开始，在取消订阅或者连接断开之后结束。由于ANCS不是一个完全同步的服务，它不会在会话中记录状态。所以，所有的NotificationUID以及AppIdentifier仅在某个特定的会话周期内有效。（换句话说，那些ID只是在会话后开始的计数，下次再连接重新计数）
当某个会话结束时，NC（外设）需要清空所有ID以及数据内容。当新的会话开始时，NP（手机）会尽量把现有的通知都发给NC（外设）。NC（外设）可以使用这些信息知道当前尚未处理的通知有哪些。
Attribute Fetching and Caching（参数缓存）
我们建议，只在用户做出操作时才获取attribute。例如，一开始只是展示一个通知列表，然后在用户点击某一个后才查询详细的信息。
另外，我们建议在一次会话中建立一张App attribute的缓存表，这样可以避免重复获取一些常量attribute。
Error Codes
写入Control Point characteristic时，可能会有错误发生，错误码定义如下（在哪里返回错误码。。。同一次请求中么）：
0xA0 ： 未知命令，commandID非法；
0xA1 ： 无效命令，命令的格式错误；
0xA2 ： 无效参数，某一个参数（例如NotificationID无效）
如果有错误发生，就不会有Data Source返回。
时序图
下面展示了NP与NC之间的常见交互时序：
下面的图展示了获取详细信息的时序：
CategoryID
EventID
EventFlags
CommandID
NotificationAttributeID
AppAttributeID
实际实验之DataSource读取
主要是介绍一下读取的各个AttrID返回的都是啥：
电话：
| AttrID |
返回值 |
| 0(App ID) |
com.apple.mobilephone |
| 1(Title) |
1 (326) 021-3971（电话号码，不过划分方式好怪。。。） 如果此号码存了名字，则是电话本中的名字 |
| 2(SubTitle) |
空 如果此号码存了名字，则是mobile |
| 3(Message) |
Incoming Call |
短信：
| AttrID |
返回值 |
| 0(App ID) |
com.apple.MoileSMS |
| 1(Title) |
10698109555991 01051726663 +86 132-6021-3971 如果此号码存了名字，则是电话本中的名字 |
| 2(SubTitle) |
空 |
| 3(Message) |
短信的内容 |
微信：
| AttrID |
返回值 |
| 0(App ID) |
com.tencent.xin |
| 1(Title) |
微信 |
| 2(SubTitle) |
空 |
| 3(Message) |
发信人:内容 |
其他应用的ID：
QQ：c o m . t e n c e n t . m q q
365：c o m . 3 6 5 r i l i . C o c o
Any.Do：c o m . a n y d o . A n y D O
系统提示：c o m . a p p l e . r e m i n d e r s