2015-07-22 17:47:41 taonull 阅读数 2966
  • iOS开发-全面解析iOS蓝牙BLE4.0开发

    只要你会OC基础,会写HelloWorld,你就可以实现iOS的蓝牙通信功能,实现蓝牙小项目也不在话下,作者会带领大家详细分析BLE4.0原理,通过分析xcode使用的蓝牙API,让学者能够得心应手的实现蓝牙BLE4.0的开发

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原文链接: http://zh.5long.me/2015/bluetooth-for-iOS-developer/

前言

物联网时代的到来,智能硬件层出不穷。蓝牙低功耗技术(BLE,Bluetooth Low Energy)使得蓝牙4.0的应用越来越广泛,比如小米手环就是使用蓝牙4.0来传输数据。

在蓝牙4.0之前,iOS的蓝牙功能作为私有,开发者只能使用蓝牙开发联机游戏而不能和第三方蓝牙设备通信,当时要开发一个用iPhone通过蓝牙来控制硬件的APP是件非常复杂的事情。好在蓝牙4.0之后,苹果开放了蓝牙4.0开发接口。而TI公司也推出了两款蓝牙芯片:CC2540和CC2541。之后就涌现了一大批基于蓝牙4.0的硬件设备和APP。如Stick-N-Find和耐克数字运动手环 NIKE+。随后中国也出现了一大批类似设备,小米、华为都出了手环。

本人差不多也是在那时接触蓝牙4.0,做一个蓝牙通信的APP。在当时资料还不是那么丰富的情况下,整个开发过程也是个探索过程。由于最近又需要做一个蓝牙通信的APP,于是整理了之前写的代码,重新写了一份蓝牙通信的代码(之前写的他太乱了 : D)。

本文介绍iOS下开发蓝牙4.0通信程序的流程以及使用到相关的库。

相关资料

关键类

蓝牙4.0相关的组件为CoreBluetooth,所以要使用之前先引用’CoreBluetooth/CoreBluetooth.h’,其中有两个重要的类:

  • ‘CBCentralManager’:蓝牙的控制中心,通过它来获知蓝牙状态、扫描周边蓝牙设备、发起连接等。
  • ‘CBPeripheral’:和周边蓝牙设备对应的一个对象,每一个蓝牙设备对应一个CBPeripheral对象。通过它乡对应的蓝牙设备发送数据、读取数据、获取RSSI值等。

‘CBCentralManager’和’CBPeripheral’通过协议来交互,对应的两个协议为:

  • ‘CBCentralManagerDelegate’:CBCentralManager’的协议。
  • ‘CBPeripheralDelegate’:CBPeripheral’的协议。

比如当’CBCentralManager’发起扫描周边设备时,当发现了一个设备后就会调用CBCentralManagerDelegate’的’- (void)centralManager:(CBCentralManager*)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral*)peripheral advertisementData:(NSDictionary*)advertisementData RSSI:(NSNumber*)RSSI’,通过实现该方法就可做相应地处理。

关于协议,请参考iOS开发入门教程之Objective-C · 协议(Protocols)

以下列出这两个协议常用的方法:

CBCentralManagerDelegate

@required
/*
本机设备(iPhone/iPad)蓝牙状态改变
*/
- (void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central;

@optional
/*
扫描到了一个蓝牙设备peripheral
*/
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI;

/*
成功连接蓝牙设备peripheral
*/
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral;

/*
连接蓝牙设备peripheral失败
*/
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error;

/*
蓝牙设备peripheral已断开
*/
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error;

CBPeripheralDelegate

@optional
/*
蓝牙设备peripheral的RSS值改变
*/
- (void)peripheralDidUpdateRSSI:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error NS_DEPRECATED(NA, NA, 5_0, 8_0);

/*
从peripheral成功读取到services
*/
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error;

/*
从peripheral的service成功读取到characteristics
*/
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error;

/*
从蓝牙设备peripheral接收到数据
*/
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error;

/*
乡蓝牙设备peripheral成功写入数据,写数据时需要以CBCharacteristicWriteWithResponse才会调用
*/
 - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didWriteValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error;

蓝牙通信方式

蓝牙通信方式为service+characteristic,这和网络通信的IP+端口类似,service可理解为IP,characteristic可理解为端口号。servicecharacteristic都是一个数字编号,一般用16进制表示,如0xFFE00xFFE1

需要注意的是发送方和接收方必须是在相同的service+characteristic下才能正常发送和接收数据,如发送方在service0xFFE0characteristic0xFFE1下发送信息,接收方也应该在service0xFFE0characteristic0xFFE1下接收信息,否则是接收不到数据的。

一个蓝牙设备可以有多个service,一个service也可以有多个characteristic。不同的servicecharacteristic组合可形成多个通信通道。

还有一点需要提醒的是,由于苹果的限制,iOS SDK并没有提供获取蓝牙设备MAC地址的方法,所以一般还是不要用MAC,使用CBPeripheralUUIDname代替

蓝牙通信开发流程

在此就已经了解了iOS开发蓝牙通信所需要的库了,下面进入开发流程。蓝牙通信流程一般是:

  1. 初始化
  2. 扫描周边的蓝牙设备。
  3. 连接某一设备。
  4. 发送/接收数据。
  5. 断开连接

当然,所有这些操作都默认iPhone/iPad已开启蓝牙功能:D

初始化

初始化一个CBCentralManager

self.centralManager = [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:self queue:nil];

扫描周边的蓝牙设备

调用CBCentralManagerscanForPeripheralsWithServices就能扫描周边的设备。

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

当扫描到一个蓝牙设备时,会调用CBCentralManagerDelegatecentralManager:(CBCentralManager *) didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *) advertisementData:(NSDictionary *) RSSI:(NSNumber *)方法,通过实现该协议方法,就可做相应地处理。

- (void)centralManager:(CBCentralManager*)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral*)peripheral advertisementData:(NSDictionary*)advertisementData RSSI:(NSNumber*)RSSI
{
    NSLog(@"find new device:%@", peripheral.name);
}

连接某一设备

通过调用CBCentralManagerconnectPeripheral: options:方法就可向蓝牙设备发起连接,连接成功或失败会分别调用CBCentralManagerDelegatecentralManager:(CBCentralManager *) didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)centralManager:(CBCentralManager *) didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *) error:(NSError *)方法。

如果连接成功,还应该读取peripheralservicecharacteristic

[self.centralManager connectPeripheral:peripheral options:nil];

- (void)centralManager:(CBCentralManager*)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral*)peripheral
{
    peripheral.delegate = self;
    [peripheral discoverServices:nil];
}

- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error
{
    [peripheral discoverCharacteristics:nil forService:service];
}

发送数据

发送数据只需要在指定的servicecharacteristic组合下发送即可,如果是以CBCharacteristicWriteWithResponse模式发送,发送完后还会调用CBPeripheralDelegateperipheral:(CBPeripheral *) didWriteValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *) error:(NSError *),实现该协议方法可判断发送是否成功。以CBCharacteristicWriteWithoutResponse模式则不会有回调。

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

- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didWriteValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error
{
    if (error)
    {
        NSLog(@"%@", error);
    }
}

接收数据

当接收到数据后,CBCentralManager会调用协议CBCentralManagerDelegateperipheral:(CBPeripheral *) didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *) error:(NSError *)error方法,实现该方法就可获取接收到得数据。

- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error
{
    NSString *msg=[[NSString alloc] initWithData:characteristic.value  encoding:NSUTF8StringEncoding];
    NSLog(@"message:%@", msg);
}

断开连接

通过调用CBCentralManagercancelPeripheralConnection:即可断开蓝牙连接,成功断开后,会调用CBCentralManagerDelegate- (void)centralManager:(CBCentralManager *) didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *) error:(NSError *)方法。

[self.centralManager cancelPeripheralConnection:peripheral];

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error
{
}

结语

本文介绍了开发iOS下蓝牙通信APP的必要知识及开发流程,给出了一个iOS蓝牙通信的框架。关于各个函数的详细说明,还需要查阅官方文档。结合官方文档,相信读者可以开发出一个蓝牙通信的模型来。

2018-06-26 20:58:00 weixin_33832340 阅读数 75
  • iOS开发-全面解析iOS蓝牙BLE4.0开发

    只要你会OC基础,会写HelloWorld,你就可以实现iOS的蓝牙通信功能,实现蓝牙小项目也不在话下,作者会带领大家详细分析BLE4.0原理,通过分析xcode使用的蓝牙API,让学者能够得心应手的实现蓝牙BLE4.0的开发

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空中升级又叫固件升级,指你手机从服务器下载下来的包或者数据,通过蓝牙传输给你的外设升级固件。如果你能把蓝牙的基础搞懂,其实也并不是很难,我在这里只不过提供一下思路。

空中升级略难的地方在于数据处理和交互,尤其要以怎样简单完整的代码来实现数据的读写是重点,这就需要你和硬件工程师的交流和你自己的逻辑思维了。

在上代码以前,说一下有关蓝牙的传输速度的,因为我开发中碰到较大数据的传输,着实害我费了很多脑筋。
蓝牙数据传输中有连接延迟。其是为了低功耗考虑,允许从机在跳频过程中不理会主机的跳频指令,继续睡眠一段时间。而主机不能因为从机睡眠而认为其断开连接了。其是1.25毫秒一个单位。明显,这个数值越小,传输速度也高。
蓝牙BLE协议规定连接参数最小是5,即7.25毫秒;而Android手机规定连接参数最小是8,即10毫秒。iOS规定是16,即20毫秒。
连接参数完全由主机决定,但从机可以发出更新参数申请,主机可以接受也可以拒绝。Android手机一部接受,而ios比较严格,拒绝的概率比较高。
一般场景,连接参数设置16,即20毫秒,一般的传输速率是50* 20 = 1000字节/每秒。如果每个连接事件传输更多的包,可以获得更高的传输速率。
但是以上这种方法并不能真正解决传输的速度快慢,顶多也就相差2倍或者3倍。最好的方法就是在与app每次给蓝牙发送的包数,通畅可能考虑到数据不丢失,都是一包一包的发送,但是在空中升级这里不得已包数必须要多一点,比如一次发送十包,具体还是看你们硬件那边怎么写蓝牙协议了。

我下面的demo是这样的一个过程:
1.发送给外设指令,我要空中升级
->2.外设给我回OK之后我发送一个随机数(自定义了一种随机算法),验证开始固件升级
->3.判断随机数无误,准备发送打包好的数据
->4.真正发送打包好的数据(每次发送10包,一包20个字节),这里会重复N多次,看你的原数据包有多大;每次接到我发的包后,外设都会给我会OK否,我收到OK后才会发一下个数据包
->5.告诉外设我数据发送完毕,并发送一段指令(包括本次空中升级数据包的大小,还有加密参数什么的)
->6.外设给我回OK无误后,才算真正升级完成

//更新特征的value时调用
-(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error
{
    if (error) {
        return;
    }
    //找到已经订阅的串口,输出看结果
   if ([[characteristic.UUID UUIDString] isEqualToString:@"6E400003-B5A3-F393-E0A9-E50E24DCCA9E"]) {
       NSLog(@"返回的结果是 = %@",characteristic.value);
       
       [_dataArray addObject:characteristic.value];
       
       NSInteger arrayCount = _dataArray.count;
       //蓝牙每次都会回三条数据
       if (arrayCount%3 == 0) {
           //返回的头
           NSString *str=[[NSString alloc]initWithFormat:@"%@",_dataArray[arrayCount-3]];

           /*第一种大情况
            1.发送固件升级指令
            2.发送随机数
            3.验证随机数是否正确
            */
           if ([str isEqualToString:@"<ab100000 00000000>"]) {
               
               NSData * data2 = _dataArray[arrayCount-1];
               NSString * string3 = [NSString stringWithFormat:@"%@",_dataArray[arrayCount-1]];

               //keyHead
               NSData * keyHead = [_dataArray[arrayCount-1] subdataWithRange:NSMakeRange(2, 1)];
               NSString * keyHeadStr = [NSString stringWithFormat:@"%@",keyHead];
               NSData * randomData1;
               NSData * randomData2;
               //随机数
               if (data2.length == 7 ) {
                   randomData1 = [_dataArray[arrayCount-1] subdataWithRange:NSMakeRange(5, 1)];
                   randomData2 = [_dataArray[arrayCount-1] subdataWithRange:NSMakeRange(6, 1)];
               }
               
               //发起固件升级之后回的
               if ([string3 isEqualToString:@"<01008204 00010000 00>"]) {
                   //写入随机数
                   [self.peripherale writeValue:self.randomData forCharacteristic:self.TX_Characteristic type:CBCharacteristicWriteWithResponse];
                   NSLog(@"写入的随机数 %@",self.randomData);
               }
               
               //写入随机数之后回的
               if ([randomData1 isEqualToData:[_calculateRandom subdataWithRange:NSMakeRange(13, 1)]] && [randomData2 isEqualToData:[_calculateRandom subdataWithRange:NSMakeRange(14, 1)]] && [keyHeadStr isEqualToString:@"<06>"]){
                   
                   //随机数验证成功
                   [self.peripherale writeValue:_successData forCharacteristic:self.TX_Characteristic type:CBCharacteristicWriteWithResponse];
                   NSLog(@"随机数验证成功");
               }
               
               //随机数验证成功之后
               if ([string3 isEqualToString:@"<01000501 0080>"]) {
                   //发送第一包数据包
                   [self.peripherale writeValue:self.packArray[_sendNumber] forCharacteristic:self.TX_Characteristic type:CBCharacteristicWriteWithResponse];
                   NSLog(@"发送的包 %@",self.packArray[_sendNumber]);
                   _sendNumber++;
                   [self setValue:[NSString stringWithFormat:@"%d",_sendNumber] forKey:@"sendNumber"];
               }
           }
           
           /*第二种大情况
            1.校验发送的包是否收到了
            2.取消升级
            */
           else if ([str isEqualToString:@"<ab100000 00001000>"]) {
               
               NSData * data3 = [_dataArray[arrayCount-1] subdataWithRange:NSMakeRange(0, 5)];
               NSString * string3 = [NSString stringWithFormat:@"%@",data3];
               
               if ([string3 isEqualToString:@"<01000804 00>"] && _sendNumber < self.allSection-1) {
                   //发送数据包
                   [self.peripherale writeValue:self.packArray[_sendNumber] forCharacteristic:self.TX_Characteristic type:CBCharacteristicWriteWithResponse];
                   NSLog(@"发送的包 %@",self.packArray[_sendNumber]);
                   _sendNumber++;
                   [self setValue:[NSString stringWithFormat:@"%d",_sendNumber] forKey:@"sendNumber"];
               }
               //发送至最后一包的时候
               else if ([string3 isEqualToString:@"<01000804 00>"] && _sendNumber == self.allSection-1) {
                   
                   [self.peripherale writeValue:self.lastData forCharacteristic:self.TX_Characteristic type:CBCharacteristicWriteWithResponse];
                   NSLog(@"发送了最后一条指令");
                   //确保进度条显示到100%
                   _sendNumber++;
                   [self setValue:[NSString stringWithFormat:@"%d",_sendNumber] forKey:@"sendNumber"];
                   //把包数重新归零
                   _sendNumber = 0;
                   NSLog(@"%lu %ld",(unsigned long)_dataArray.count,self.allSection);
               }
               
               
           }
           /*第三种大情况
            1.发送完毕 lastData 之后
            */
           else if ([str isEqualToString:@"<ab100000 00000700>"]) {
               
               NSString * string33 = [NSString stringWithFormat:@"%@",_dataArray[arrayCount-1]];
               
               if ([string33 isEqualToString:@"<01008001 0000>"] && (_dataArray.count-9)/3 == self.allSection)
               {
                   NSLog(@"蓝牙数据传输成功 %@",_dataArray.lastObject);
                   [DFULocalNotification registerLocalNotification:@"蓝牙数据传输完成"];
               }
               else if([string33 isEqualToString:@"<01008001 0000>"] == NO && (_dataArray.count-9)/3 == self.allSection)
               {
                   NSLog(@"蓝牙数据传输错误 %@",_dataArray.lastObject);
                   [DFULocalNotification registerLocalNotification:@"蓝牙数据传输错误"];
               }
           }
       }
    }
}

重点就是在这个回调函数里面,至于其他的文件解读,加密,校验什么的我就不上代码了,主要还是给大家提供一种思路吧!

2017-01-12 12:30:38 s3590024 阅读数 4324
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目前市场点对点互联 成为热点,通常点对点连接用 蓝牙和wifi 两种方式。

1、蓝牙
传输速率低,失真率高。不适合传输大数据 如视频,图片等。
2、wifi
传输速率高,失真率低,即可作为热点ap,也可作为 终端wifi direct。适合视频和图片的传输等大数据传输。

加入一个APP 的需求既要通过wifi与只能硬件相连,又要通过APP中转把相关数据提交给后天服务器。
如心电设备 原理工作图如下 :

众所周知,手机同时打开WiFi和3G时候,会优先走WiFi。这个该如何实现呢?市面上有一个极路客APP已经实现此方案,网上各种搜索资料,出现一个Multipath TCP概念,但是这个系统没有API,瞬间抓狂,直接查看极路客APP与他们硬件连接的WIFI,发现与我们平时WiFi不一样,DNS没有。



经过各种测试,最后发现不填路由IP和DNS,填写IP和子网掩码就可以实现WiFi LAN通信,同时3G/4G WAN通信,所以只需要硬件那边做下配置就OK,最后发现苹果官网资料也显示不需要路由IP,有可能这就是所谓的multipath tcp技术,集成在系统内核里,系统自动根据这判断选择哪个网络通道。

2018-11-07 12:00:19 DoflamingO_ 阅读数 1210
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自定义的简单协议一般包括消息头部,消息码,消息体,校验码尾部,一个项目里面用到的头部和尾部一般都是固定的,消息码用来标识是哪一条消息,校验码用来校验数据完整性

  • 一些需要兼容多端的开发的时候,可能会遇到使用自定义协议,比如与硬件通信或者使用socket的时候,接受的数据是按约定协议的字节数组,写数据的时候也需要按照协议来发送数据,这时就涉及到byte数组的的写入和解析(很久前记录在quiver上的了,今天有空整理了下,没洗看,可能会有错误,赘述)

首先简单说下基础概念:1 byte = 8 bit,一字节需要用8位二进制数来表示,0x00 = 0000 0000,一个十六进制数需要四位二进制表示, << n ,左移n位,相当于 * 2^n,也常用来截取某几位二进制,&0xFF:相当于&1111 1111,

  • 正题开始

  • 位移操作 <<, >>

>> :表示向右边位移, 左边补零
<<:左位移,
i = 10011100;
i >> 3 —表示-> 10011100 -> 00010011 向右位移三位,多余的丢弃,左边补零
i << 3 —表示->10011100 -> 11100000 向左位移三位,移出位丢弃,右边补零

  • 一个字节 = 八位二进制

0xff:这里一个f 表示四位二进制,即表示 1111 1111
不失一般性:0xff00: —>表示 1111 1111 0000 0000
当一个 byte &0xff 的时候,表示和 1111 1111 做位与 运算 ,作用是保持二进制原码一致,无符号,截取 低八位,因为 和 1111 1111 做位与 运算的时候,在这个数之前的都会变成 0,所以 起到截取 低位的作用

int 转16 进制
  • M_1
    intint型会根据计算机系统来确定用多少位来表示,32位系统int型就是32位,16位系统就是16位,当然,现在的计算机大多数都是32位,64位的,大多数情况下,int还是使用32位表示,32位 四字节 数据是32位二进制数, 1 byte = 8bit ,所以需要四个来byte来表示 ,
    int a = 2312;
    byte b1 = a &0xff;没有位移 和 0xff 与运算 取 最低八位
    byte b2 = a >> 8 &0xff;向右位移八位之后 与运算,取 次低位
    byte b3 = a >> 16 &0xff;向右位移十六位之后 与运算,取 次高八位
    byte b4 = a >> 24 &0xff;向右位移二十四位之后 与运算,取 最高八位
  • M_2先进行 与运算
    byte b1 = a &0xff >>0;向右位移0位,因为0xff是八位二进制,和 0xff 与运算 取 最低八位
    byte b1 = a &0xff00 >>8;因为0xff00是十六位二进制,和 0xff00 与运算 取 最低十六位,右移八位,去掉低八位,剩下 16位中的高八位,即原数据集的次低八位
    byte b1 = a &0xff0000 >>16;因为0xff0000是二十四位二进制,和 0xff0000 与运算 取 最低二十四位,右移十六位,去掉低十六位,剩下 24位中的高八位,即原数据集的次高八位
    byte b1 = a &0xff000000 >>24;因为0xff000000是三十二位二进制,和 0xff000000 与运算 取 最低三十二位(因为int是32位,即没有截取),右移24位,去掉低24位,剩下 32位中的高八位,即原数据集的高八位

  • 对于二进制 十六进制十进制来说,在计算机中都是二进制表示,所以占多多少字节看是多少位的数,一字节八位 二进制,一位十六进制 在计算机中用 4位 二进制表示,所以:0x4 这样的一位十六进制 用四位二进制表示,即占0.5字节 byte,0xAA,这样的两位十六进制用八位二进制表示占一字节,0xABAC:四位十六进制用十六位二进制表示占两字节,一 bit 即代表一个二进制数 一字节八 bit (比特)

  • 在计算机中所有的东西都是二进制表示,所以汉字也是用二进制表示,特殊的某个二进制数 对应着某个汉字,所以获取的 data 数据,不管什么进制 只要对应的始汉字的都能转成汉字,汉字也能转成 各种进制的数据

  • 口水话就差不多吧,可能表述会有问题,下面贴上 几段代码


  • 写入数据的时候

(NSData *)WritMessage{
    Byte chCMD[15];
    int cul = 0;
	int iTemp;
	chCMD[cul++] = (Byte)0x18;
	chCMD[cul++] = (Byte)0x81;
	chCMD[cul++] = (Byte)0x35;
	chCMD[cul++] = 852%256;
	chCMD[cul++] = 852/256;
	//Client ID
	iTemp = (int)CNNUserInfo.Client_ID ;
	chCMD[cul++] = (Byte)(iTemp  & 0xFF);
	chCMD[cul++] = (Byte)((iTemp & 0xFF00) >> 8);
	chCMD[cul++] = (Byte)((iTemp & 0xFF0000) >> 16);
	chCMD[cul++] = (Byte)((iTemp & 0xFF000000) >> 24);
	//Group ID
	iTemp = (int)CNNUserInfo.Current_GroupID;
	chCMD[cul++] = (Byte)(iTemp  & 0xFF);
	chCMD[cul++] = (Byte)((iTemp & 0xFF00) >> 8);
	chCMD[cul++] = (Byte)((iTemp & 0xFF0000) >> 16);
	chCMD[cul++] = (Byte)((iTemp & 0xFF000000) >> 24);
	chCMD[cul++] = (Byte)0x7F;
	chCMD[cul++] = (Byte)0xF7;
    return [NSData dataWithBytes:chCMD length:15];
}

  • 读取数据
- (id)readData:(NSData *)data
{
    NSMutableDictionary *RealTimeDic = [NSMutableDictionary dictionary];
    Byte *chRevCP = (Byte*)[data bytes];
    int cul = 0;
    cul += 1;  //0x33
    
    int local_ack = chRevCP[cul++];
    if (local_ack == 0) {
        [RealTimeDic setObject:@(0) forKey:kDicKey_SuccessLabel];
    }else{
        [RealTimeDic setObject:@1 forKey:kDicKey_SuccessLabel];
    }
    //总数
    CNNUserInfo.Logger_Total = chRevCP[cul++];
    
    for(int i=0; i<LLBUserInfo.Logger_Total; i++)
    {
        Byte  nameByte[64];
        EquipmentModel *LoggerModel = [EquipmentModel new];
        NSMutableArray *passWayArr = [NSMutableArray new];
        Byte  snByte[10];
        for(int j=0; j<10; j++)
        {
           snByte[j] = chRevCP[cul++];
        }
        //编号
        LoggerModel.EquipmentCode= [[NSString alloc]initWithBytes:snByte length:10 encoding:LLBEncoding];
        for(int j=0; j<48; j++)
        {
            nameByte[j] = chRevCP[cul++];
        }
        //名称
        LoggerModel.EquipmentName = [[NSString alloc]initWithBytes:nameByte length:48 encoding:LLBEncoding];
        //数目
         LoggerModel.PassWayNumber = chRevCP[cul++];
        //================== 一 ========================
        PassWayModel *onePassWay = [PassWayModel new];
        onePassWay.Type = chRevCP[cul++];
        float high = ((chRevCP[cul]&0xFF) + (chRevCP[cul+1]&0xFF)*256 + (chRevCP[cul+2]&0xFF)*256*256 + (chRevCP[cul+3]&0xFF)*256*256*256)/(float)10.0;
        onePassWay.High = high;
        cul += 4;
        onePassWay.Low = ((chRevCP[cul]&0xFF) + (chRevCP[cul+1]&0xFF)*256 + (chRevCP[cul+2]&0xFF)*256*256 + (chRevCP[cul+3]&0xFF)*256*256*256)/(float)10.0;
        cul += 4;
        //小数点
         onePassWay.data_dot = chRevCP[cul++];
        Byte chtemp0[8];
        for(int j = 0; j < 8; j++)//长度先不使用
        {
            chtemp0[j] = chRevCP[cul++];
        }
        if (onePassWay.Type==8) {
           onePassWay.Symbol = [[NSString alloc]initWithBytes:chtemp0 length:8 encoding:LLBEncoding];
        }
}
  • 实际上这些都算比较基本的东西,大学数电刚开始的时候也就这些什么进制编码之类的,只是开发的时候可能用到对字节数据操作的比较少,平时用的都是一些封装过的框架或者常见的数据类型,做个记录吧
2018-11-14 09:14:01 weixin_34355698 阅读数 0
  • iOS开发-全面解析iOS蓝牙BLE4.0开发

    只要你会OC基础,会写HelloWorld,你就可以实现iOS的蓝牙通信功能,实现蓝牙小项目也不在话下,作者会带领大家详细分析BLE4.0原理,通过分析xcode使用的蓝牙API,让学者能够得心应手的实现蓝牙BLE4.0的开发

    3674 人正在学习 去看看 许英俊

目的

最近公司在做一个iOS蓝牙项目,在开发的过程中简单整理了一些与之相关的基础知识,在这里分享一下。整理包括以下内容:

iOS蓝牙开发的关键词

蓝牙的简单介绍

CoreBluetooth框架

蓝牙外设与中心设备之间的数据传输

iOS的蓝牙开发是围绕着CoreBluetooth框架来实现的。

下面先从iOS蓝牙开发的基本概念说起。

一、iOS蓝牙开发的关键词

中心设备:就是用来扫描周围蓝牙硬件的设备,比如通过你手机的蓝牙来扫描并连接智能手环,这时候你的手机就是中心设备。

外设:被扫描的设备。比如当你用手机的蓝牙扫描连接智能手环的时候,智能手环就是外设。

中心设备和外设备

广播:就是外设不停的散播蓝牙信号,让中心设备可以扫描到。

外设广播

服务(services):外设广播和运行的时候会有服务,可以理解成一个功能模块,中心设备可以读取服务。外设可以有多个服务。

特征(characteristic):在服务中的一个单位,一个服务可以有多个特征,特征会有一个value,一般读写的数据就是这个value。

服务和特征.png

UUID:区分不同的服务和特征,可以理解为服务和特征的身份证。我们可以用UUID来挑选需要的服务和特征。

二、蓝牙的简单介绍

偷个懒:蓝牙百科

蓝牙( Bluetooth? ):是一种短距离无线通信技术 ,可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换(使用2.4—2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波)。蓝牙4.2发布于2014年12月2日,本文发布的时候,蓝牙的最新版本为4.2。

三、CoreBluetooth框架

蓝牙开发层次图

如上图所示,iOS中的蓝牙开发框架CoreBluetooth处在蓝牙低功耗协议栈的上面,我们开发的时候只是使用CoreBluetooth这个框架,通过CoreBluetooth可以轻松实现外设或中心设备的开发。

CoreBluetooth可以分为两大模块,中心设备central,外设peripheral,它们俩各有自己的一套API供我们使用。

中心设备和外设使用.png

上图左边的就是中心设备的开发类,我们平时是使用CBCentralManager来进行相关操作。

CBCentralManager: 蓝牙中心设备管理类,用来统一调度中心设备的开发 CBPeripheral :蓝牙外设,例如蓝牙手环、心率监测仪。 CBService :蓝牙外设的服务,可以有0个或者多个服务。 CBCharacteristic :服务中的特征,每一个蓝牙服务中可以有0个或多个特征,特征中包含数据信息。 CBUUID:可以理解为服务或特征的身份证,可以用来选择需要的服务和特征。 右边是外设开发相关类,一般是围绕着CBPeripheralManager来进行编码。

CBPeripheralManager: 蓝牙外设开发时使用,用来开发蓝牙外设的中心管理类。 CBCentral:蓝牙中心设备,例如用来连接蓝牙手环的手机。 CBMutableService:外设开发的时候可以添加多个服务,所有这里用CBMutableService来创建添加服务。 CBMutableCharacteristic:每个服务中可以有多个特征,外设开发给服务添加特征的时候使用这个类。 CBATTRequest:读或者写请求。它的实例对象有一个value属性,用来装载外设进行蓝牙读取或写入请求时的数据。一般在外设写入或读取的回调方法中有这一个参数。

外设添加服务和特征

四、实现iOS蓝牙外设(Demo)

外设管理器

1、首先导入CoreBluetooth框架,并遵守协议

#import // 遵守CBPeripheralManagerDelegate协议 @interface ViewController () 2、创建外设管理对象,用一个属性来强引用这个对象。并且在创建的时候设置代理,声明放到哪个线程。

@property (nonatomic, strong) CBPeripheralManager *peripheralManager;

// 创建外设管理器,会回调peripheralManagerDidUpdateState方法 self.peripheralManager = [[CBPeripheralManager alloc] initWithDelegate:self queue:dispatch_get_main_queue()]; 3、当创建CBPeripheralManager的时候,会回调判断蓝牙状态的方法。当蓝牙状态没问题的时候创建外设的Service(服务)和Characteristics(特征)。

设备的蓝牙状态 CBManagerStateUnknown = 0, 未知 CBManagerStateResetting, 重置中 CBManagerStateUnsupported, 不支持 CBManagerStateUnauthorized, 未验证 CBManagerStatePoweredOff, 未启动 CBManagerStatePoweredOn, 可用 */

  • (void)peripheralManagerDidUpdateState:(CBPeripheralManager *)peripheral { if (peripheral.state == CBManagerStatePoweredOn) {

      // 创建Service(服务)和Characteristics(特征)
      [self setupServiceAndCharacteristics];
      // 根据服务的UUID开始广播
      [self.peripheralManager startAdvertising:@{CBAdvertisementDataServiceUUIDsKey:@[[CBUUID UUIDWithString:SERVICE_UUID]]}];
    复制代码

    } }

可以先用宏来做两个标识字符串,用来创建服务和特征的UUID。 最终把创建好的特征放进服务,把服务放入中心管理器。

#define SERVICE_UUID @"CDD1" #define CHARACTERISTIC_UUID @"CDD2"

/** 创建服务和特征 */

  • (void)setupServiceAndCharacteristics {

  • // 创建服务

    CBUUID *serviceID = [CBUUID UUIDWithString:SERVICE_UUID]; CBMutableService *service = [[CBMutableService alloc] initWithType:serviceID primary:YES]; // 创建服务中的特征 CBUUID *characteristicID = [CBUUID UUIDWithString:CHARACTERISTIC_UUID]; CBMutableCharacteristic *characteristic = [ [CBMutableCharacteristic alloc] initWithType:characteristicID properties: CBCharacteristicPropertyRead | CBCharacteristicPropertyWrite | CBCharacteristicPropertyNotify value:nil permissions:CBAttributePermissionsReadable | CBAttributePermissionsWriteable ]; // 特征添加进服务 service.characteristics = @[characteristic]; // 服务加入管理 [self.peripheralManager addService:service];

    // 为了手动给中心设备发送数据 self.characteristic = characteristic;

}

注意CBCharacteristicPropertyNotify这个参数,只有设置了这个参数,在中心设备中才能订阅这个特征。

一般开发中可以设置两个特征,一个用来发送数据,一个用来接收中心设备写过来的数据,我们这里为了方便就只设置了一个特征。

最后用一个属性拿到这个特征,是为了后面单独发送数据的时候使用,数据的写入和读取最终还是要通过特征来完成。

4、当中心设备读取这个外设的数据的时候会回调这个方法。

/** 中心设备读取数据的时候回调 */

  • (void)peripheralManager:(CBPeripheralManager *)peripheral didReceiveReadRequest:(CBATTRequest *)request {
  • // 请求中的数据,这里把文本框中的数据发给中心设备 request.value = [self.textField.text dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]; // 成功响应请求 [peripheral respondToRequest:request withResult:CBATTErrorSuccess];

}

5、当中心设备写入数据的时候,外设会调用下面这个方法。

/** 中心设备写入数据的时候回调 */

  • (void)peripheralManager:(CBPeripheralManager *)peripheral didReceiveWriteRequests:(NSArray *)requests { // 写入数据的请求 CBATTRequest *request = requests.lastObject; // 把写入的数据显示在文本框中 self.textField.text = [[NSString alloc] initWithData:request.value encoding:NSUTF8StringEncoding]; } 6、还有一个主动给中心设备发送数据的方法。

/** 通过固定的特征发送数据到中心设备 */

  • (IBAction)didClickPost:(id)sender {
  • BOOL sendSuccess = [self.peripheralManager updateValue:[self.textField.text dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding] forCharacteristic:self.characteristic onSubscribedCentrals:nil]; if (sendSuccess) { NSLog(@"数据发送成功"); }else { NSLog(@"数据发送失败"); }

}

7、中心设备订阅成功的时候回调。

/** 订阅成功回调 */ -(void)peripheralManager:(CBPeripheralManager *)peripheral central:(CBCentral *)central didSubscribeToCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic { NSLog(@"%s",FUNCTION); } 8、中心设备取消订阅的时候回调。

1 2 3 4 /** 取消订阅回调 */ -(void)peripheralManager:(CBPeripheralManager *)peripheral central:(CBCentral *)central didUnsubscribeFromCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic { NSLog(@"%s",FUNCTION); } 以上就是iOS蓝牙外设的基本实现流程,当然还有更多的地方可以进一步处理,这就需要投入更多的时间来学习实验了。

下面进入iOS蓝牙开发的主要部分,中心设备的实现,这也是手机App通常担任的角色。

五、实现iOS蓝牙中心设备(Demo)

中心设备管理器

1、同外设开发一样,首先要导入CoreBluetooth框架。

#import 2、遵守的协议与外设开发不同,中心设备的开发需要遵循如下两个协议。

@interface ViewController () 3、创建中心管理器并用属性强引用,创建的时候也会设置代理和选择线程。

@property (nonatomic, strong) CBCentralManager *centralManager;

// 创建中心设备管理器,会回调centralManagerDidUpdateState self.centralManager = [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:self queue:dispatch_get_main_queue()]; 4、当创建中心管理对象的时候,会回调如下方法用来判断中心设备的蓝牙状态。当蓝牙状态没问题的时候,可以根据外设服务的UUID来扫描需要的外设。所以自然而然的就想到了要定义与外设UUID相同的宏。

/** 判断手机蓝牙状态 */ #define SERVICE_UUID @"CDD1" #define CHARACTERISTIC_UUID @"CDD2"

  • (void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central {
  • // 蓝牙可用,开始扫描外设 if (central.state == CBManagerStatePoweredOn) { NSLog(@"蓝牙可用"); // 根据SERVICE_UUID来扫描外设,如果不设置SERVICE_UUID,则扫描所有蓝牙设备 [central scanForPeripheralsWithServices:@[[CBUUID UUIDWithString:SERVICE_UUID]] options:nil]; } if(central.state==CBCentralManagerStateUnsupported) { NSLog(@"该设备不支持蓝牙"); } if (central.state==CBCentralManagerStatePoweredOff) { NSLog(@"蓝牙已关闭"); }

}

5、当扫描到外设之后,就会回调下面这个方法,可以在这个方法中继续设置筛选条件,例如根据外设名字的前缀来选择,如果符合条件就进行连接。

/** 发现符合要求的外设,回调 */

  • (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI { // 对外设对象进行强引用 self.peripheral = peripheral;

// if ([peripheral.name hasPrefix:@"WH"]) { // // 可以根据外设名字来过滤外设 // [central connectPeripheral:peripheral options:nil]; // }

// 连接外设
[central connectPeripheral:peripheral options:nil];
复制代码

} 7、当连接成功的时候,就会来到下面这个方法。为了省电,当连接上外设之后,就让中心设备停止扫描,并且别忘记设置连接上的外设的代理。在这个方法里根据UUID进行服务的查找。

/** 连接成功 */

  • (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral{
  • // 可以停止扫描 [self.centralManager stopScan]; // 设置代理 peripheral.delegate = self; // 根据UUID来寻找服务 [peripheral discoverServices:@[[CBUUID UUIDWithString:SERVICE_UUID]]]; NSLog(@"连接成功");

}

8、连接失败和断开连接也有各自的回调方法。在断开连接的时候,我们可以设置自动重连,根据项目需求来自定义里面的代码。

/** 连接失败的回调 */ -(void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error { NSLog(@"连接失败"); }

/** 断开连接 */

  • (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(nullable NSError *)error {
  • NSLog(@"断开连接"); // 断开连接可以设置重新连接 [central connectPeripheral:peripheral options:nil]; }

9、下面开始处理代理方法。

最开始就是发现服务的方法。这个方法里可以遍历服务,找到需要的服务。由于上面做的外设只有一个服务,所以我这里直接取服务中的最后一个lastObject就行了。

找到服务之后,连贯的动作继续根据特征的UUID寻找服务中的特征。

/** 发现服务 */

  • (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error {

    // 遍历出外设中所有的服务 for (CBService *service in peripheral.services) { NSLog(@"所有的服务:%@",service); }

    // 这里仅有一个服务,所以直接获取 CBService *service = peripheral.services.lastObject; // 根据UUID寻找服务中的特征 [peripheral discoverCharacteristics:@[[CBUUID UUIDWithString:CHARACTERISTIC_UUID]] forService:service];

}

10、下面这个方法里做的事情不少。

当发现特征之后,与服务一样可以遍历特征,根据外设开发人员给的文档找出不同特征,做出相应的操作。

我的外设只设置了一个特征,所以也是直接通过lastObject拿到特征。

再重复一遍,一般开发中可以设置两个特征,一个用来发送数据,一个用来接收中心设备写过来的数据。

这里用一个属性引用特征,是为了后面通过这个特征向外设写入数据或发送指令。

readValueForCharacteristic方法是直接读一次这个特征上的数据。

/** 发现特征回调 */

  • (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error {

    // 遍历出所需要的特征 for (CBCharacteristic *characteristic in service.characteristics) { NSLog(@"所有特征:%@", characteristic); // 从外设开发人员那里拿到不同特征的UUID,不同特征做不同事情,比如有读取数据的特征,也有写入数据的特征 }

    // 这里只获取一个特征,写入数据的时候需要用到这个特征 self.characteristic = service.characteristics.lastObject;

    // 直接读取这个特征数据,会调用didUpdateValueForCharacteristic [peripheral readValueForCharacteristic:self.characteristic];

    // 订阅通知 [peripheral setNotifyValue:YES forCharacteristic:self.characteristic]; }

setNotifyValue:(BOOL)enabled forCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic方法是对这个特征进行订阅,订阅成功之后,就可以监控外设中这个特征值得变化了。

11、当订阅的状态发生改变的时候,下面的方法就派上用场了。

/** 订阅状态的改变 */ -(void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateNotificationStateForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error {

if (error) {
    NSLog(@"订阅失败");
    NSLog(@"%@",error);
}
if (characteristic.isNotifying) {
    NSLog(@"订阅成功");
} else {
    NSLog(@"取消订阅");
}
复制代码

}

12、外设可以发送数据给中心设备,中心设备也可以从外设读取数据,当发生这些事情的时候,就会回调这个方法。通过特种中的value属性拿到原始数据,然后根据需求解析数据。

/** 接收到数据回调 */

  • (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error {
  • // 拿到外设发送过来的数据 NSData *data = characteristic.value; self.textField.text = [[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding]; }

13、中心设备可以向外设写入数据,也可以向外设发送请求或指令,当需要进行这些操作的时候该怎么办呢。

首先把要写入的数据转化为NSData格式,然后根据上面拿到的写入数据的特征,运用方法writeValue:(NSData )data forCharacteristic:(CBCharacteristic )characteristic type:(CBCharacteristicWriteType)type来进行数据的写入。 当写入数据的时候,系统也会回调这个方法peripheral:(CBPeripheral )peripheral didWriteValueForCharacteristic:(nonnull CBCharacteristic )characteristic error:(nullable NSError *)error 。

/** 写入数据 */

  • (IBAction)didClickPost:(id)sender {
  • // 用NSData类型来写入 NSData *data = [self.textField.text dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]; // 根据上面的特征self.characteristic来写入数据 [self.peripheral writeValue:data forCharacteristic:self.characteristic type:CBCharacteristicWriteWithResponse]; }

/** 写入数据回调 */

  • (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didWriteValueForCharacteristic:(nonnull CBCharacteristic *)characteristic error:(nullable NSError *)error { NSLog(@"写入成功"); }

14、中心设备如何主动从外设读取数据呢。

用正在连接的外设对象来调用readValueForCharacteristic方法,并且把将要读取数据的特征作为参数,这样就可以主动拿一次数据了。 去到第12步的回调方法中,在特征的value属性中拿到这次的数据。

/** 读取数据 */

  • (IBAction)didClickGet:(id)sender {
  • [self.peripheral readValueForCharacteristic:self.characteristic];

}

后记

中心设备的开发是需要配合外设来进行的,一般会有硬件工程师或嵌入式工程师给出通信协议,根据协议来对项目的各种需求进行操作。

转载于:https://juejin.im/post/5bebe1ace51d451def13f71e

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