iOS蓝牙开发学习笔记：深入解析Bluetooth/CoreBluetooth框架及附带Demo

近期iOS蓝牙编程颇受瞩目，尽管网络上有大量资源，但整理一份实用的学习笔记依然很有价值。这样做既能加强个人知识储备，又能为同行业者提供明确的借鉴。

蓝牙开发的基础认知

iOS蓝牙编程时，得先搞清楚设备种类。中心设备，也就是客户端，比如iPhone就能担任这个角色。外围设备，比如小米手环，充当服务器，负责生成数据。此外，iOS蓝牙开发要用到专门的系统库。外接的蓝牙设备需要是4.0版本或更高，这也被称作BLE，它有个优点就是功耗低。

这些基础知识点对入门至关重要。若要深入理解后续的开发内容，首先需搞懂中心与外围设备间的关系等关键概念。比如，若以iOS设备为中心控制平台，那么与蓝牙设备之间的所有交互便有了清晰的逻辑依据。

服务与特征理解

在蓝牙技术中，服务和特性扮演着关键角色。蓝牙提供了多种服务，这些服务代表了其功能。例如，一个蓝牙设备能够进行数据传输，这就是其提供的一项服务。此外，每个服务下都包含了一系列特性，这些特性揭示了服务的具体属性，就好比对数据传输服务进行详细的说明，涉及传输速度、稳定性等各个方面。

明白它们之间的联系，对于掌握蓝牙通信的原理至关重要。若对这些概念理解不透彻，那么在开发阶段，可能会对数据交互的具体层面和操作方法感到困惑，进而影响有效操作和适配的开发。

蓝牙通信的数据量限制

在iOS上进行蓝牙开发时，必须掌握数据接收的限额。iOS蓝牙设备单次最多可接收155个字节的数据。而安卓设备在这方面则因版本不同而有所区别，5.0以下版本最多接收20字节，而5.0及以上版本则能接收超过500字节，变化相当显著。

这意味着在开发过程中，若需实现数据交流，必须考虑这些限制条件。比如，若要开发一款能让iOS和安卓设备通过蓝牙进行数据交换的应用，那么在设计数据传输时，就不能仅仅依据统一的标准来对待两种设备，而需根据它们各自的特点来制定相应的优化方案。

/** 从这个代理方法中你可以看到所有的状态，其实我们需要的只有on和off连个状态*/
- (void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central {
    switch (central.state) {
        case CBManagerStateUnknown:
            NSLog(@\"__CBManagerStateUnknown__\");
            break;
        case CBManagerStateResetting:
            NSLog(@\"__CBManagerStateResetting__\");
            break;
        case CBManagerStateUnsupported:
            NSLog(@\"__CBManagerStateUnsupported__\");
            break;
        case CBManagerStateUnauthorized:
            NSLog(@\"__CBManagerStateUnauthorized__\");
            break;
        case CBManagerStatePoweredOff:
            NSLog(@\"__CBManagerStatePoweredOff__\");
            break;
        case CBManagerStatePoweredOn:
            NSLog(@\"__CBManagerStatePoweredOn__\");
            break;
        default:
            break;
    }
}

蓝牙开发流程

iOS的蓝牙开发步骤相当规范。首先，需要扫描外围设备，接着连接这些设备，然后查看设备提供的服务和特性。之后，通过读取设备的相关数据、订阅通知来实现与设备的通信，最后再断开连接。例如，在创建中心管理者时，只有当蓝牙处于开启状态，才能进行设备扫描。若蓝牙关闭，系统会提示用户去设置，开发者无需担心这一环节。

/** 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.bluetoothManager scanForPeripheralsWithServices:nil
                                                  options:nil];

每个环节都为后续步骤奠定基础，若遗漏或操作失误，蓝牙功能将无法正常工作。以无钥匙启动和车辆锁定为例，各个环节紧密相连，顺序绝不能错。

外设连接与加密通讯

连接外部设备时，可以依照特定规则来操作，比如依据预设名称或是名称与信号强度来匹配。在涉及安全操作，如车辆无钥匙启动这类情况下，必须确保通信加密。并非任何人都能随意操作车辆，必须与设备进行加密通信，但这一切都必须在成功连接之后才能进行。

在众多对安全系数要求极高的项目中，这种加密通信方式扮演着不可替代的角色。若在与外部设备连接时没有实施安全加密，便极易遭受非法侵入，导致信息保密性和系统安全性无法得到有效保障。

/** 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*/
        self.pripheral = peripheral;
        [central stopScan];
        /** 进行连接*/
        [central connectPeripheral:peripheral options:nil];
    }
}

蓝牙功能与系统操作的交互

苹果官方提供的传输数据方式相当简便。在iOS操作系统中，蓝牙功能与系统操作紧密相连，用户甚至可以通过对Siri说出特定指令来执行操作，无需打开应用程序，即可在弹出的个性化用户界面中进行操作。

iOS系统下的蓝牙功能，既方便又融合。在开发应用时，巧妙利用这一功能，可以大大提升用户的使用感受，让操作变得更加简单明了。

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral{
    
    NSLog(@\"连接外设成功！%@\", peripheral.name);
    [peripheral setDelegate:self];
    [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！名字：%@ 错误信息：%@\", [peripheral name], [error localizedDescription]);
}

请问您是否参与过iOS蓝牙方面的开发？欢迎各位留言交流、点赞以及转发这篇文章。

/** 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);
}
/** 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){
        
        //这里外设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];
        
        //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
        //步数
        if ([characteristic.UUID.UUIDString isEqualToString:@\"FF06\"])
        {
            [peripheral readValueForCharacteristic:characteristic];
        }
        
        //电池电量
        else if ([characteristic.UUID.UUIDString isEqualToString:@\"FF0C\"])
        {
            [peripheral readValueForCharacteristic:characteristic];
        }
        
        else if ([characteristic.UUID.UUIDString isEqualToString:@\"2A06\"])
        {
            //震动
            self.characteristic = characteristic;
        }
    }
}
/** 扫描到具体的值->通讯主要的获取数据的方法*/
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(nullable NSError *)error
{
    if (error) {
        NSLog(@\"扫描外设的特征失败！%@-> %@\", peripheral.name, [error localizedDescription]);
        return;
    }
    NSLog(@\"%@ %@\", characteristic.UUID.UUIDString, characteristic.value);
    if ([characteristic.UUID.UUIDString isEqualToString:@\"FF06\"]) {
        Byte *steBytes = (Byte *)characteristic.value.bytes;
        int steps = bytesValueToInt(steBytes);
        NSLog(@\"%d\", steps);
    } else if ([characteristic.UUID.UUIDString isEqualToString: @\"FF0C\"])
    {
        Byte *bufferBytes = (Byte *)characteristic.value.bytes;
        int buterys = bytesValueToInt(bufferBytes)&0xff;
        NSLog(@\"电池：%d%%\",buterys);
    } else if ([characteristic.UUID.UUIDString isEqualToString:@\"2A06\"])
    {
        Byte *infoByts = (Byte *)characteristic.value.bytes;
        NSLog(@\"%s\", infoByts);
        
        //这里解析infoByts得到设备信息
    }
}