iOS開發之可穿戴設備藍牙4.0 BLE 開發

1 前言

當前有越來越多的可穿戴設備使用了藍牙4.0 BLE（Bluetooth Low Energy)。對于iOS開發而言，Apple之前專門推出CoreBluetooth的Framework來支持BLE的開發。對于硬件開發有了解的朋友應該知道，在之前使用低版本的藍牙的設備，要連接到iOS設備上，需要注冊MFI，擁有MFI協議才能進行相應的開發。如果大家關注我之前對LEGO EV3的研究，就可以發現，EV3是使用了藍牙2.1，因此需要MFI協議來進行開發。

本文將一步一步講解如何使用CoreBluetooth框架來與各種可穿戴設備進行通信，使用小米手環來進行基本的測試。?

2 開發環境

1 Macbook Pro Mac OS X 10.10?
2 Xcode 6.3.2?
3 iPhone 5s v8.1?
4 小米手環

3 基本流程

要開發藍牙，需要對整個通訊過程有個基本了解。這里我摘錄一些Apple官方的文檔Core Bluetooth Programming Guide的圖片來加以說明。這個文檔其實對于開發的流程寫的是非常的清楚，大家最好可以看一下。

3.1 可穿戴設備與iOS互聯方式

可穿戴設備與iOS互聯

從上面這幅圖可以看到，我們的iOS設備是Central，用來接收數據和發送命令，而外設比如小米手環是Peripheral，向外傳輸數據和接收命令。我們要做的就是通過Central來連接Peripheral，然后實現數據的接收和控制指令的發送。在做到這一步之后，再根據具體的硬件，對接收到的數據進行parse解析。

3.2 可穿戴設備藍牙的數據結構

可穿戴設備藍牙的數據結構

這里用的是心率設備來做說明，每個外設Peripheral都有對應的服務Service，比如這里是心率Service。一個外設可以有不止一個s、Service。每個service里面可以有多個屬性Characteristic，比如這里有兩個Characteristic，一個是用來測量心率，一個是用來定位位置。

那么很關鍵的一點是每個Service，每個Characteristic都是用UUID來確定的。UUID就是每個Service或Characteristic的identifier。

大家可以在iPhone上下載LightBlue這個應用。可以在這里查看一些設備的UUID。?

在實際使用中，我們都是要通過UUID來獲取數據。這點非常重要。?
在CoreBluetooth中，其具體的數據結構圖如下：?
這里寫圖片描述

4 Step-By-Step 上手BLE開發

4.1 Step 1 創建CBCentralManager

從名字上大家可以很清楚的知道，這個類是用來管理BLE的。我們也就是通過這個類來實現連接。

先創建一個：

@property (nonatomic,strong) CBCentralManager *centralManager;dispatch_queue_t centralQueue = dispatch_queue_create("com.manmanlai", DISPATCH_QUEUE_SERIAL); self.centralManager = [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:self queue:centralQueue];

然后關鍵在于CBCentralManagerDelegate的使用。這個之后再講。

4.2 Step 2 尋找CBPeripheral外設

有了CBCentralManager，接下來就是尋找CBPeripheral外設，方法很簡單：

[self.centralManager scanForPeripheralsWithServices:@[] options:nil];

這里的Service就是對應的UUID，如果為空，這scan所有service。

4.3 Step 3 連接CBPeripheral

在上一步中，如果找到了設備，則CBCentralManager的delegate會調用下面的方法：

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI
{NSLog(@"name:%@",peripheral); if (!peripheral || !peripheral.name || ([peripheral.name isEqualToString:@""])) { return; } if (!self.peripheral || (self.peripheral.state == CBPeripheralStateDisconnected)) { self.peripheral = peripheral; self.peripheral.delegate = self; NSLog(@"connect peripheral"); [self.centralManager connectPeripheral:peripheral options:nil]; } }

我們在這里創建了一個CBPeripheral的對象，然后直接連接?
CBPeripheral的對象也需要設置delegate.

4.4 Step 4 尋找Service

如果Peripheral連接成功的話，就會調用delegate的方法：

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral
{if (!peripheral) {return;}[self.centralManager stopScan]; NSLog(@"peripheral did connect"); [self.peripheral discoverServices:nil]; }

我們這里先停止Scan，然后讓Peripheral外設尋找其Service。

4.5 Step 5 尋找Characteristic

找到Service后會調用下面的方法：

- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error
{NSArray *services = nil;if (peripheral != self.peripheral) { NSLog(@"Wrong Peripheral.\n"); return ; } if (error != nil) { NSLog(@"Error %@\n", error); return ; } services = [peripheral services]; if (!services || ![services count]) { NSLog(@"No Services"); return ; } for (CBService *service in services) { NSLog(@"service:%@",service.UUID); [peripheral discoverCharacteristics:nil forService:service]; } }

我們根據找到的service尋找其對應的Characteristic。

4.6 Step 6 找到Characteristic后讀取數據

找到Characteristic后會調用下面的delegate方法：

- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error
{NSLog(@"characteristics:%@",[service characteristics]);NSArray *characteristics = [service characteristics]; if (peripheral != self.peripheral) { NSLog(@"Wrong Peripheral.\n"); return ; } if (error != nil) { NSLog(@"Error %@\n", error); return ; } self.characteristic = [characteristics firstObject]; //[self.peripheral readValueForCharacteristic:self.characteristic]; [self.peripheral setNotifyValue:YES forCharacteristic:self.characteristic];

這里我們可以使用readValueForCharacteristic:來讀取數據。如果數據是不斷更新的，則可以使用setNotifyValue:forCharacteristic:來實現只要有新數據，就獲取。

4.7 Step 7 處理數據

讀到數據后會調用delegate方法：

- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error
{NSData *data = characteristic.value;// Parse data ...}

4.8 Step 8 向設備寫數據

這個很簡單，只要使用：

[self.peripheral writeValue:data forCharacteristic:self.characteristic type:CBCharacteristicWriteWithResponse];

data是NSData類型。

5 實驗

使用小米手環實驗，得到如下結果：

2015-06-10 16:52:31.607 KetherDemo[13786:1792995] scaning device 2015-06-10 16:52:33.474 KetherDemo[13786:1793032] name:<CBPeripheral: 0x1700e4380, identifier = 6FF833E3-93C1-28C6-CBC0-74A706AAAE31, name = LS_SCA16, state = disconnected> 2015-06-10 16:52:33.475 KetherDemo[13786:1793032] connect peripheral 2015-06-10 16:52:37.538 KetherDemo[13786:1793031] peripheral did connect 2015-06-10 16:52:37.984 KetherDemo[13786:1793031] service:FEE7 2015-06-10 16:52:37.985 KetherDemo[13786:1793031] service:Device Information 2015-06-10 16:52:38.099 KetherDemo[13786:1793032] characteristics:( "<CBCharacteristic: 0x17409c250, UUID = FEC8, properties = 0x20, value = (null), notifying = NO>", "<CBCharacteristic: 0x17409c200, UUID = FEC7, properties = 0x8, value = (null), notifying = NO>" ) 2015-06-10 16:52:38.100 KetherDemo[13786:1793032] Kether did connect 2015-06-10 16:52:38.101 KetherDemo[13786:1793032] Kether did connect 2015-06-10 16:52:38.280 KetherDemo[13786:1793031] characteristics:( "<CBCharacteristic: 0x17009f270, UUID = Manufacturer Name String, properties = 0x2, value = (null), notifying = NO>", "<CBCharacteristic: 0x17009f2c0, UUID = Model Number String, properties = 0x2, value = (null), notifying = NO>", "<CBCharacteristic: 0x17009f310, UUID = Serial Number String, properties = 0x2, value = (null), notifying = NO>", "<CBCharacteristic: 0x17009eb90, UUID = Hardware Revision String, properties = 0x2, value = (null), notifying = NO>", "<CBCharacteristic: 0x17009f0e0, UUID = Firmware Revision String, properties = 0x2, value = (null), notifyi`` = NO>",