iOS之BLE蓝牙SDK开发个人总结(基础篇)

最近一段时间一直在做公司的BLE蓝牙SDK，sdk主要负责外设和手机的连接以及数据通信。过程中遇到了一些比较有价值的问题，现在总结记录下。

蓝牙开发使用系统框架 #import <CoreBluetooth/CoreBluetooth.h> 使用 [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:self queue:nil] 初始化 CBCentralManager 对象。(设置 CBCentralManagerDelegate 为self，nil表示在主线程) 初始化成功后系统会自动检测蓝牙状态。实现 centralManagerDidUpdateState: 代理方法可实时获取蓝牙状态。当 central.state 为 CBManagerStatePoweredOn 时表示可用。

初始化完成可使用 [self.centralManager scanForPeripheralsWithServices:nil options:nil] 方法扫描周围设备（Services表示只扫描具有某些ServiceUUID的设备，nil为扫描全部）。 当扫描到设备时会执行代理方法 centralManager:didDiscoverPeripheral:advertisementData:RSSI: 返回每一个扫描到的设备及设备的相关信息。

为了使用方便，可以把扫描的设备、连接的设备、设备的服务、设备的特征分别保存到数组中

@property(nonatomic, strong) NSMutableArray<CBPeripheral *> *peripheralArr;             //扫描到的设备数组
@property(nonatomic, strong) NSMutableArray<CBPeripheral *> *currentPeripheralArr;      //当前连接的所有设备
@property(nonatomic, strong) NSMutableArray<CBService *> *serviceArr;                   //当前连接设备的服务
@property(nonatomic, strong) NSMutableArray<CBCharacteristic *> *characteristicArr;     //当前连接的设备的所有特征
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保存到数组中的设备可通过 UUID 来进行区分。从 iOS7 之后苹果不提供外设的 mac 地址，外设的唯一标识换成了由 mac 封装加密后的 UUID ，需要注意的是不同的手机获取同一个外设的 UUID 是不同的，所以在不同手机之间 UUID 不是唯一的，但在本机上可以作为唯一标识。

//通过设备对象连接设备
[self.centralManager connectPeripheral:peripheral options:nil];
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连接失败时执行 centralManager:didFailToConnectPeripheral:error:

//连接设备成功时调用
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral
{
    //设置代理
    peripheral.delegate = self;
    //获取设备的服务，传nil代表获取所有的服务
    [peripheral discoverServices:nil];
}
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ble蓝牙主要有 设备-->服务-->特征 3层。分别都是一对多的关系。它们都有个唯一标识UUID，设备UUID，服务UUID，特征UUID。

发现服务

//发现服务时
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error
{
    if(!error)
    {
        //遍历peripheral.services数组
        for (CBService * service in peripheral.services)
        {
            if (![self.serviceArr containsObject:service])
            {
                NSLog(@"设备：%@发现新服务：%@",peripheral.identifier.UUIDString, service.UUID.UUIDString);
                [self.serviceArr addObject:service];
                //发现特征
                [peripheral discoverCharacteristics:nil forService:service];
            }
        }
    }
    else{
        NSLog(@"发现服务失败的错误信息%@", error);
    }
}
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发现特征

//发现特征时
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error
{
    if(!error)
    {
        //把特征保存到数组
        for (CBCharacteristic *charact in service.characteristics)
        {
            if (![self.characteristicArr containsObject:charact])
            {
                NSLog(@"设备：%@的服务：%@发现新特征：%@",peripheral.identifier.UUIDString, service.UUID.UUIDString, charact.UUID.UUIDString);
                //保存到数组
                [self.characteristicArr addObject:charact];
            }
        }
        /*
            把设备保存到已连接的设备数组
            此时的需求是当特征发现完成时才算连接成功
        */
        [self.currentPeripheralArr addObject:peripheral];
    }
    else{
        NSLog(@"发现特征失败的错误信息%@", error);
    }
}
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至此以上4个数组都已填满。 手机和蓝牙硬件之间的通信主要是使用蓝牙特征值的读写，接下来就是连接设备之后对设备的特征值进行读、写、订阅。

写入特征值

/*
peripheral是写入的设备对象，charact是特征对象，valueData是要写入的数据
type的取值有CBCharacteristicWriteWithResponse（有回复）和CBCharacteristicWriteWithoutResponse（无回复），和硬件的设置有关
*/
[peripheral writeValue:valueData forCharacteristic:charact type:CBCharacteristicWriteWithResponse];
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当type是 CBCharacteristicWriteWithResponse 时 实现 peripheral:didWriteValueForCharacteristic:error: 代理方法能够获取写入结果的回调。

读取特征值

//调用此方法去读取参数特征的value
[peripheral readValueForCharacteristic:charact];
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实现 peripheral:didUpdateValueForCharacteristic:error: 代理方法 获取 characteristic.value 即为读取的特征值。

订阅特征

//设置某特征的Notify为YES为订阅状态
[peripheral setNotifyValue:YES forCharacteristic:charact];
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实现 peripheral:didUpdateNotificationStateForCharacteristic:error: 代理方法当订阅状态发生改变时会执行。 当订阅设备的某个特征时，设备端给这个特征发送notify消息时会调用 peripheral:didUpdateValueForCharacteristic:error: 代理方法把notify要传的值发送过来。

有关蓝牙基础的最后一点就是断开蓝牙连接了，也是非常重要的一点，所以写在最后

断开连接很简单，只需要调用 [self.centralManager cancelPeripheralConnection:peripheral] 传入需要断开连接的设备对象就行了。断开连接时会自动调用 centralManager:didDisconnectPeripheral:error: 代理方法。 按照之前的惯例，当error为nil时表示断开成功，error不为nil时断开失败。这种理解时错误的。

这个代理方法官方的解释

/*!
 *  @method centralManager:didDisconnectPeripheral:error:
 *
 *  @param central      The central manager providing this information.
 *  @param peripheral   The <code>CBPeripheral</code> that has disconnected.
 *  @param error        If an error occurred, the cause of the failure.
 *
 *  @discussion         This method is invoked upon the disconnection of a peripheral that was connected by {@link connectPeripheral:options:}. If the disconnection
 *                      was not initiated by {@link cancelPeripheralConnection}, the cause will be detailed in the <i>error</i> parameter. Once this method has been
 *                      called, no more methods will be invoked on <i>peripheral</i>'s <code>CBPeripheralDelegate</code>.
 *
 */
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(nullable NSError *)error;
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大致意思理解为当你调用 cancelPeripheralConnection: 方法（ 主动断开 ）断开连接时error为nil ; 没有调用这个方法（ 异常断开 ）而断开时error返回的是异常断开的原因。也可以理解为主动调用断开连接方法一定会断开。

接下来就是断开重连的问题了，对蓝牙功能进行封装时肯定少不了断开重连。首先断开时可通过上面的代理方法的 error是否为nil 判断是否是 异常断开 ，一般情况下异常断开时是需要重连的。