所须环境: iOS 6 以上

原文: Core Bluetooth for iOS 6

Core Bluetooth 是在iOS5首次引入的,它允许iOS设备可以使用健康,运动,安全,自动化,娱乐,附近等外设数据。在iOS 6 中,这个API被扩展了,让iOS也能成为数据提供方,也就是 Server(Peripheral)端,可能使它与其它 iOS 设备交互数据。

Core Bluetooth API 基于BLE4.0规范。这个框架涵盖了BLE标准的所有细节. 不过,仅仅只有新的iOS设备和MAC是兼容BLE标准的: iPhone 4S, iPhone5, Mac Mini, New iPad, MacBook Air, MacBook Pro. 并且 iOS 6 iPhone 模拟器也支持一样的标准.这对你在没有真机时,开发APP时是非常实用的。

相关的类

在CoreBluetooth框架中,有两个主要的角色:外设和中心(Peripheral and Central) ,整个框架都是围绕这两个主要角色设计的,它们之间有一系列的回调交换数据。
下图1展示了外设和中心( Peripheral and Central)的关系。

Fig1

外设创建或提供一些数据,中心使用这些设备提供的数据。在iOS6之后,iOS 设备也可以即是外设,也可以是中心,但不能在同时间扮演两个角色。

这两个组件在CoreBluetooth框架中是分别用两个类来表示的,中央是 CBCentralManager类,外设是 CBPeripheralManager类。

在中心,一个 CBPeripheral 对象表示正在连接中的外设,同样在外设里,一个 CBCentral 表示正在连接中的中心.

你可以理解外设是一个广播数据的设备,它开始告诉外面的世界说它这儿有一些数据,并且能提供一些服务。另一边中心开始扫描外面有没有
自己所需要的服务,如果发现后,会和外设做连接请求,一旦连接确定后,两个设备就可以传输数据了。

除了中心与外设,我们还得考虑他们用于交互的数据结构,这些数据在Services(服务)中被结构化,每个服务由不同的Characteristics(特性)所组成。特性定义为一种属性类型,并且对应一个逻辑值(比如0x2A49)。

你可以在developer bluetooth这里找到标准服务与特性的列表。

比如:

#Services:

在中心里,服务由 CBService 类表示,每个服务由代表特性的 CBCharacteristic类所构成。

同样,在外设中服务与特性由 CBMutableServiceCBMutableCharacteristicclass 类表示。

下图解释了他们之间的关系:

Fig2

CBUUIDCBATTRequest 是两个苹果提供给我们的帮助类,以便于开发者更简单地操作数据,稍后你将看到如何使用它们。

##使用

不幸的是,Apple提供的文档目前还不完整,你只有通过WWDC上两个关于 Core Bluetooth的视频和头文件,去理解这个框架是如何工作的。不过,因为我之前已经做过相关方面的事情,我决定和你分享这些内容,我希望下面的教程可以帮助到你。你也可以通过 http://training.invasivecode.com 查看我们的培训课程.

创建外设 (Peripheral)

为了可以创建一个完整的例子,你需要两台iOS设备,我将向你展示如何通过蓝牙连接这两个设备,并交换数据。记住先检查一下你的设备是不是被BLE所支持的。

开始创建一个外设需要下面几步:

1.创建并且开始Peripheral Manager

2.设置并且发布它的服务。

3.广播这个服务。

4.和中心连接。

用Single-View Application模板创建一个新的Xcode工程。命名为BlueServer (使用ARC)。工程创建完成后,添加CoreBluetooth.framework 框架。然后打开ViewController.h文件,并且添加以下代码:

#import <CoreBluetooth/CoreBluetooth.h>

使view controller 遵循 CBPeripheralManagerDelegate 协议,然后添加这个属性:

@property (nonatomic, strong) CBPeripheralManager *manager;

在ViewController.m中,添加以下代码到viewDidLoad方法中:

self.manager = [[CBPeripheralManager alloc] initWithDelegate:self queue:nil];

这行代码初始化了一个 Peripheral Manager (计划中的第一项). 第一个参数是设置delegate(这里的例子就是view controller)。第二参数(队列)设置为了nil,因为Peripheral Manager 将运行在主线程中。如果你想用同步的线程做更复杂的事情,你需要单独创建一个队列并把它放在这个参数中。

一旦Peripheral Manager被初始化后,我们需要及时检查正在运行的App设备状态,是不是符合BLE标准的。所以你要实现下面的这个代理方法(如果设备不支持BLE,你可以友好地提醒用户。你还可以通过拿到的状态值做更多事情)。

在这里,我检查了外设的状态,如果它的状态是 CBPeripheralManagerStatePoweredOn,那这个设备是支持BLE并可以继续执行。

外设的状态包括有下面这些

服务与特性 (Service & Characteristic)

setupService 是一个辅助方法,我们让它去准备服务和特性,对于这个例子,我们仅仅需要一个服务和一个特性。

每一个服务和特性必要有一个UUID来标识,UUID是一个16位或128位的值。如果你创建的是一个 client-server(中央-外设)应用,那么你需要创建属于你自己的128位UUID,你必须确保它不能和其他已经存在的服务冲突,如果你要创建一个新的设备,你需要去符合标准委员会的UUID。

如果你创建的是你自己的client-server(正如我们现在做的),我建议你在Terminal下用 uuidgen 命令创建128位的UUID. 所以打开 Terminal并创建两个(一个为服务,一个为特性).之后,你需要将他们添加到中心和外设应用。这里我们先添加下面几行在 view controller中。

注意:这里的UUID每个人生成的都不一样,最好是你自己生成

这里是 setupService 的实现方法:

首先,我使用 +UUIDWithString:方法创建了一个 UUID 对象,之后我用这个 UUID对象创建了特性。注意,我在初始化时,第三个参数传的是nil (那个value),之所以这样做,是因为我告诉 Core Bluetooth我将稍候添加这个特性值,当你需要动态创建数据时,经常这么做。如果你已经有一个静态的值,你可以直接传它。

在这个方法中,第一个参数是先创建好的UUID,第二个参数(那个 properties)确定你将如何使用这个特性值,下面是这些可能的值:

最后一个参数是属性的读、写、加密权限,有以下几种:

创建特性后,我同样通过 +UUIDWithString:方法创建 UUID,然后通过它创建了服务。 最后我为服务设置对应的这个特性。记住,每个服务可以包括多个特性,正如下面的图3

Fig3

所以我们需要通过一个特性数组来添加到服务中,在这个例子里,这个数组对象只有一个特性。

最后一行的代码是将服务添加到 Peripheral Manager中,用于发布这个服务。一旦这样做之后,Peripheral Manager 将会通知它的 delegate调用 peripheralManager:didAddService:error:方法。这里如果没有错误,你可以开始广播这个服务。

当Peripheral Manager开始广播这个服务时,delegate 会接收到 peripheralManagerDidStartAdvertising:error: 消息。当中心订阅
了这个服务时,它的delegate会收到 peripheralManager:central:didSubscribeToCharacteristic:消息,这儿你可以生成动态数据给中心。

现在,发送数据给中心你需要预先写一些数据的代码,然后发送 updateValue:forCharacteristic:onSubscribedCentrals:到外设。

创建一个中心 (Central)

现在,我们已经有了一个外设,让我们创建中心(client)。记住,中心是用来处理外设提供的数据的。如上面的图2所示,这里的中心被 CBCentralManager 对象表示。

让我们创建一个名字为 BlueClient 的 Xcode 项目,使用ARC,并添加 CoreBluetooth.framework ,在 view controller 头添加

[/crayon]

在中心,你必须遵循两个协议: CBCentralManagerDelegate 和 CBPeripheralDelegate

[/crayon]

并添加两个属性:

[/crayon]

现在正如我们之前为外设创建的做法一样,我们创建中心对象:
self.manager = [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:self queue:nil];

同样,这里的第一个参数表示 CBCentralManager delegate (这里是 view controller). 第二个参数和之前一样也表示调度队列,如果设置为空,他会使用主队列。

一旦 Central Manager 初始化后,我们同样也要检查它的状态,是不是被 BLE 所支持的APP,实现下面的delegate 方法:

这个 scanForPeripheralsWithServices:options: 方法用于告诉 Central Manager 开始查看特别的服务,如果你第一个参数用的是nil,这个Central Manager 开始查看所有服务。

这个 kServiceUUID 和创建外设中的 ServiceUUID 一样。所以我们再次添加下面2行代码在你的实现类中。

[/crayon]

一旦一个外设在扫描时被发现后,中心 delegate 会收到下面的回调:

[/crayon]

这个调用通知Central Manager delegate(在这个例子中就是view controller),一个附带着广播数据和信号质量(RSSI-Received Signal Strength Indicator)的周边被发现。这是一个很酷的参数,知道了信号质量,你可以用它去估计中心与外设的距离。

任何广播或扫描的响应数据保存在advertisementData 中,可以通过CBAdvertisementData key来访问它。现在,你可以停止扫描,去连接外设了:

options 参数是一个可选的字典(NSDictionary),如果需要,可以用以下的键(keys), 它们的值始终是一个boolean。

[/crayon]

基于连接的结果,delegate会接收

- centralManager:didFailToConnectPeripheral:error:

或者
- centralManager:didConnectPeripheral:
中的一个。如果成功了,你可以询问正在广播服务的那个外设。因此,在didConnectPeripheral 回调中,你可以写以下代码:

现在,外设开始用一串回调通知它的delegate。在上面一个方法中,我请求外设去寻找服务,外设代理收到 -peripheral:didDiscoverServices:
如果没有错误,外设可以去查找服务所提供特性,你可以这样做。

现在,如果一个特性被发现,外设delegate 又会接收

[/crayon]

一旦特征的值用 setNotifyValue:forCharacteristic: 更新后,外设就会通知它的delegate。

外设的 delegate 就会接收到
peripheral:didUpdateNotificationStateForCharacteristic:error:

这里,你可以用 readValueForCharacteristic: 读到新的值

当外设发送新的值时,外设的 delegate 会收到 peripheral:didUpdateValueForCharacteristic:error:,这个方法的第二个参数包含特性,你可以用 -value 属性来读它,这是一个包含了特性值的NSData。

这个时候,你可以为其它数据断开或等待。

##总结

我为你展示了如何使用 Core Bluetooth 框架的基本示例,我希望通过这个教程,加上WWDC视频,有用的一些文档能帮助你创建一个 BLE 项目,同时你也可以去参考一些文档示例,那你会发现我这教程中所有的 delegate 方法。

Written by square