蓝牙通信

BLE中心模式流程-coding

BLE中心模式流程

  • 1.建立中心角色
  • 2.扫描外设(Discover Peripheral)
  • 3.连接外设(Connect Peripheral)
  • 4.扫描外设中的服务和特征(Discover Services And Characteristics)
    • 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.利用特征与外设做数据交互(Explore And Interact)
  • 6.订阅Characteristic的通知
  • 7.断开连接(Disconnect)

准备环境

  • 1.Xcode
  • 2.下载蓝牙调试助手
  • 3.外设

实现步骤

#define UUID0 @"FFE0"      // 外设服务
#define UUID1 @"FFE1"       // 外设特征值（write）
#define UUID2 @"FFF2"       // 外设特征值（read）
#define UUID3 @"FFF3"       // 外设特征值（notify）
#define UUID4 @"FFF4"      // 外设特征值（扫描过滤）

导入CB头文件,建立主设备管理类,设置主设备代理

#import <CoreBluetooth/CoreBluetooth.h>
@property (nonatomic, strong) CBCentralManager *cMgr; /**< 中心管理设备 */
- (CBCentralManager *)cMgr {
    if (!_cMgr) {
        _cMgr = [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:self queue:dispatch_get_main_queue()]; // 线程不传默认是主线程
    }
    return _cMgr;
}
  1. 设备蓝牙状态更新回调
#pragma mark 蓝牙状态更新回调
- (void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central {
    LogFunc
    self.peripheralState = central.state;
    switch (central.state) {
        case CBManagerStateUnknown: {
            NSLog(@"为知状态");
        }
            break;
        case CBManagerStateResetting: {
            NSLog(@"重置状态");
        }
            break;
        case CBManagerStateUnsupported: {
            NSLog(@"不支持的状态");
        }
            break;
        case CBManagerStateUnauthorized: {
            NSLog(@"未授权的状态");
        }
            break;
        case CBManagerStatePoweredOff: {
            NSLog(@"关闭状态");
            if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(bluetoothTool:didDisconnectPeripheral:error:)]) {
                [self.delegate bluetoothTool:self didDisconnectPeripheral:nil error:nil];
            }
            self.peripheral = nil;
            self.writeCharacteristic = nil;
            self.notifyCharacteristic = nil;
            self.readCharacteristic = nil;
        }
            break;
        case CBManagerStatePoweredOn: {
            NSLog(@"开启状态－可用状态");
            self.peripheralState = central.state;
            if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(powerOn:)]) {
                [self.delegate powerOn:self];
            }
        }
            break;
        default:
            break;
    }
}
  1. 开始扫描：
// 传nil会扫描所有设备，可以根据需求传入你们硬件给的过滤的UDID
[self.centralManager scanForPeripheralsWithServices:nil options:nil];
  1. 发现外设
#pragma mark 发现外设
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary<NSString *,id> *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI {
 // 连接外设，获取广播数据，比如mac地址等等
        self.peripheral = peripheral;
        [self.centralManager connectPeripheral:peripheral options:nil];
        NSData *adata = advertisementData[@"kCBAdvDataManufacturerData"];
        NSMutableString *string = [[NSMutableString alloc] initWithCapacity:[adata length]];
        [adata enumerateByteRangesUsingBlock:^(const void *bytes, NSRange byteRange, BOOL *stop) {
            unsigned char *dataBytes = (unsigned char*)bytes;
            for (NSInteger i = 0; i < byteRange.length; i++) {
                NSString *hexStr = [NSString stringWithFormat:@"%x", (dataBytes[i]) & 0xff];
                if ([hexStr length] == 2) {
                    [string appendString:hexStr];
                } else {
                    [string appendFormat:@"0%@", hexStr];
                }
            }
        }];
    }
}

连接成功

#pragma mark 连接成功
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral {
    LogFunc
    NSLog(@"连接成功");
    // 停止扫描
[self.centralManager stopScan];
    self.peripheral = peripheral;
    self.peripheral.delegate = self;
    CBUUID *uuid = [CBUUID UUIDWithString:UUID0];
    NSArray *serives = @[uuid];
    [peripheral discoverServices:serives];
}

#pragma mark 连接失败
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error {
    LogFunc;
    NSLog(@"连接失败 %@", error);
}

#pragma mark 连接断开
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error {
    LogFunc
    NSLog(@"连接断开了 %@", error);
    self.peripheral = nil;
    self.writeCharacteristic = nil;
    self.notifyCharacteristic = nil;
}

3.发现服务

#pragma mark 发现服务
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error {
    LogFunc
    // 遍历所有的服务
    for (CBService *service in peripheral.services) {
        if ([service.UUID.UUIDString isEqualToString:UUID0]) {
            self.cbService = service;
            [self.peripheral discoverCharacteristics:nil forService:service];
            break;
        }
    }
}
  1. 发现特征值
#pragma mark 发现特征值
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error {
    LogFunc
  for (CBCharacteristic *characteristic in service.characteristics) {
        
//        NSLog(@">>>服务:%@ 的 特征: %@,特征属性properties：%d",service.UUID.UUIDString, characteristic.UUID.UUIDString, characteristic.properties);
        if ([characteristic.UUID.UUIDString isEqualToString:WRITE_UUID]) {
            self.writeCharacteristic = characteristic;
        } else if ([characteristic.UUID.UUIDString isEqualToString:NOTIFY_UUID]) {
            self.notifyCharacteristic = characteristic;
                //订阅,实时接收
            if (self.notifyCharacteristic.properties & CBCharacteristicPropertyNotify) {
                [self.peripheral setNotifyValue:YES forCharacteristic:self.notifyCharacteristic];
//                [self.peripheral readValueForCharacteristic:self.notifyCharacteristic];
            }
        } else if ([characteristic.UUID.UUIDString isEqualToString:READ_UUID]) {
            self.readCharacteristic = characteristic;
            if (self.readCharacteristic.properties & CBCharacteristicPropertyRead) {
                [self.peripheral readValueForCharacteristic:self.readCharacteristic];
            }
        }
    }
// 测试写数据
  // 蓝牙重置测试
    NSString *resetString = @"00000302";
    NSData *resetData = [Tool dataForHexString:resetString];
    
//                NSData *testData = [[NSData alloc]initWithBytes:byteArray length:6];
//                NSString *hexStr = [Tool ConvertToNSString:netData];
    if (self.writeCharacteristic.properties & CBCharacteristicPropertyWrite) {
        [self.peripheral writeValue:frequencyData forCharacteristic:self.writeCharacteristic type:CBCharacteristicWriteWithoutResponse];
    }
}

  1. 发现描述descrptor 根据需求添加

  2. 接收蓝牙数据

#pragma mark 接收蓝牙数据
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(nonnull CBCharacteristic *)characteristic error:(nullable NSError *)error {
    LogFunc;
    if (error) {
        NSLog(@"error: %@", error);
        return;
    }
    NSData *data = characteristic.value;
    NSLog(@"uuid:%@ data:%@",characteristic.UUID.UUIDString, data);
}
  1. 蓝牙写入数据回调
#pragma mark 蓝牙写入数据回调  type为CBCharacteristicWriteWithResponse回调用
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didWriteValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error {
    LogFunc;
    if (error) {
    } 
}

通知回调

#pragma mark 设置通知回调
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateNotificationStateForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error {
    LogFunc
    if (error) {
        NSLog(@"error:%@", error);
        return;
    }
    if (characteristic.isNotifying) {
        [peripheral readValueForCharacteristic:characteristic];
    }
}

8.项目中遇到的坑

  • 写给外设数据格式问题
    • 跟硬件工程师沟通，需要传输的数据类型，一般都是传byte字节数组，可能需要用到的方法
#pragma mark - MD5加密
-(NSString *)md5:(NSString *)inPutText
{
    const char *cStr = [inPutText UTF8String];
    unsigned char result[CC_MD5_DIGEST_LENGTH];
    CC_MD5(cStr, strlen(cStr), result);
    
    return [[NSString stringWithFormat:@"%02X%02X%02X%02X%02X%02X%02X%02X%02X%02X%02X%02X%02X%02X%02X%02X",
             result[0], result[1], result[2], result[3],
             result[4], result[5], result[6], result[7],
             result[8], result[9], result[10], result[11],
             result[12], result[13], result[14], result[15]
             ] lowercaseString];
}


#pragma mark - 将NSString转换成十六进制的字符串则可使用如下方式:
- (NSString *)convertStringToHexStr:(NSString *)str {
    if (!str || [str length] == 0) {
        return @"";
    }
    NSData *data = [str dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
    
    NSMutableString *string = [[NSMutableString alloc] initWithCapacity:[data length]];
    
    [data enumerateByteRangesUsingBlock:^(const void *bytes, NSRange byteRange, BOOL *stop) {
        unsigned char *dataBytes = (unsigned char*)bytes;
        for (NSInteger i = 0; i < byteRange.length; i++) {
            NSString *hexStr = [NSString stringWithFormat:@"%x", (dataBytes[i]) & 0xff];
            if ([hexStr length] == 2) {
                [string appendString:hexStr];
            } else {
                [string appendFormat:@"0%@", hexStr];
            }
        }
    }];
    
    return string;
}

#pragma mark - 将十六进制的字符串转换为需要的data，这就是你最终需要写入的数据:
+ (NSData *)dataWithHexString:(NSString *)hexstring
{
    NSMutableData* data = [NSMutableData data];
    int idx;
    for (idx = 0; idx+2 <= hexstring.length; idx+=2) {
        NSRange range = NSMakeRange(idx, 2);
        NSString* hexStr = [hexstring substringWithRange:range];
        NSScanner* scanner = [NSScanner scannerWithString:hexStr];
        unsigned int intValue;
        [scanner scanHexInt:&intValue];
        [data appendBytes:&intValue length:1];
    }
    return data;
}
  • 读取数据格式问题
    • 读取的也是byte数组
#pragma mark - 更新特征的value的时候会调用 （凡是从蓝牙传过来的数据都要经过这个回调，简单的说这个方法就是你拿数据的唯一方法） 你可以判断是否
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error
{
     NSLog(@"%s, line = %d", __FUNCTION__, __LINE__);
    NSLog(@"***********");
    if (error) {
        NSLog(@"error:%@",error.localizedDescription);
        return;
    }
    NSData * data = characteristic.value;
    Byte * resultByte = (Byte *)[data bytes];
    NSLog(@"rusultByte:%s",resultByte);
    for(int i=0;i<[data length];i++){
        printf("testByteFF02[%d] = %d\n",i,resultByte[i]);
        if (resultByte[i]==0) { // 授权成功
            
            self.count++;
            self.writeFinishFlag = YES;
            break;
            
           // [self.deviceManager writeValue:[@"Lock" dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding] forCharacteristic:characteristic type:CBCharacteristicWriteWithResponse];
        }else{
            self.writeFinishFlag = NO;
        }
    }
    if (self.count==1&& self.writeFinishFlag) { // // 授权成功
        NSLog(@"授权成功");
        if (self.lockCharacteristic.properties & CBCharacteristicPropertyWrite) {
         //   [self notifyCharacteristic:peripheral characteristic:characteristic];
           // NSData *data = [NSData dataWithHexString:@"Lock"];
          NSString *lock = [self convertStringToHexStr:@"Lock"];
            NSLog(@"lock:%@",lock);
           // NSData *data = [@"Lock" dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
            NSData *data = [NSData dataWithHexString:lock];
            NSLog(@"lockData:%@",data);
            [self.deviceManager writeValue:data forCharacteristic:self.lockCharacteristic type:CBCharacteristicWriteWithResponse];// 激活锁
            if (characteristic.properties & CBCharacteristicPropertyRead) {
               // [peripheral readValueForCharacteristic:characteristic];
            }
            
        }
    }
    if (self.count==2&& self.writeFinishFlag) {// 激活成功
       NSLog(@"激活成功");
        if (self.lockCharacteristic.properties & CBCharacteristicPropertyWrite) {
           // [self notifyCharacteristic:peripheral characteristic:characteristic];
            NSString *unLock = [self convertStringToHexStr:@"Unlock"];
            NSData *data = [NSData dataWithHexString:unLock];
            NSLog(@"unlockData;%@",data);
            [self.deviceManager writeValue:data forCharacteristic:self.lockCharacteristic type:CBCharacteristicWriteWithResponse];// 开锁
            if (characteristic.properties & CBCharacteristicPropertyRead) {
               // [peripheral readValueForCharacteristic:characteristic];
            }
        }
    }
    if (self.count==3&& self.writeFinishFlag) {// 开锁成功
        NSLog(@"开锁成功");
        [self.bleManager cancelPeripheralConnection:self.deviceManager];// 断开链接
        [self.bleManager stopScan];
        self.bleManager = nil;
    }

}

//base64解密
    NSData *decodedData = [[NSData alloc] initWithBase64EncodedString:base64String options:0];
    NSString *decodedString = [[NSString alloc] initWithData:decodedData encoding:NSUTF8StringEncoding];

// 遇到的问题
蓝牙调试助手测试notify，要先设置notify为true才能监听数据读写
代码也是，要先拿到特征值并设置为true，才能去测试写数据，不然代理方法监听不到数据读入。
报错：error: Error Domain=CBATTErrorDomain Code=2 "Reading is not permitted." UserInfo={NSLocalizedDescription=Reading is not permitted.}
设置notify特征值的时候不要去调入读取数据的方法，[peripheral readValueForCharacteristic:characteristic];不然就会报错。设置notify不需要调入这个方法，只需要设置notify = true就可以了，这个方法是给读取特征值去调入的，notify不需要

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