公司的一个项目提了一些需求， 其中有一项是需要集成蓝牙功能。上一次做蓝牙功能已经是刚入行的时候，于是乘着周末休息的把蓝牙的知识复习复习， 也给大家简单说明一下蓝牙的扫描和连接。
1、蓝牙的集中连接方式
2、iOS蓝牙开发的关键词
3、CoreBluetooth框架
4、代码实现
一、iOS设备蓝牙连接主要有一下几种实现方式:
①.参加苹果的(MFI)计划, 也就是需要得到苹果的认证, 费用高, 有这方面需求的可以自己去了解。
②.CoreBluetooth框架. 只支持4.0的蓝牙设备, 这是我们iOS从业人员使用最多的一种方法。
③.GameKit框架. 这个框架只用用于iOS设备之间的蓝牙连接通讯, 并不符合我们的需求, 没有仔细研究.
④.私有API(BluetoothManager框架). 公司之前的项目有用过这个，最后项目是用的企业包托管在蒲公英上，不过新项目并不准备使用私有库，略过。
⑤.越狱. 如果你做越狱包得话,这个就随意了, 想怎么用怎么用。
二、iOS蓝牙开发的关键词
中心设备（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（Peripheral）：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。
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。一个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。
UUID ：UUID在这里有多种意思。设备自身有硬件的UUID，不同的中心设备连接到同一个外设会显示不同的UUID，此外设发送的每个服务也都有自己的UUID，每个服务中的特征也有自己所属的UUID。
下面是一张iOS蓝牙的架构图，可以作为参照。
三、CoreBluetooth框架
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。
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。
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。
四、代码实现
1、首先导入CoreBluetooth框架，并遵守协议
#import <CoreBluetooth/CoreBluetooth.h>
@interface ViewController () <CBCentralManagerDelegate,CBPeripheralDelegate>
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）。
/** 判断手机蓝牙状态
CBManagerStateUnknown = 0, 未知
CBManagerStateResetting, 重置中
CBManagerStateUnsupported, 不支持
CBManagerStateUnauthorized, 未验证
CBManagerStatePoweredOff, 未启动
CBManagerStatePoweredOn, 可用
*/
- (void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central {
// 蓝牙可用，开始扫描外设
if (central.state == CBManagerStatePoweredOn) {
NSLog(@"蓝牙可用");
// 第一个参数为nil表扫描所有蓝牙设备
[central scanForPeripheralsWithServices:nil options:nil];
}
if(central.state==CBManagerStateUnsupported) {
NSLog(@"该设备不支持蓝牙");
}
if (central.state==CBManagerStatePoweredOff) {
NSLog(@"蓝牙已关闭");
}
}
4、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<NSString *, id> *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI {
// 对外设对象进行强引用
self.peripheral = peripheral;
//打印外设的UUID
NSLog(@"===%@",peripheral.identifier);
//打印外设的名称
NSLog(@"===%@",peripheral.name);
//根据外设名字来过滤外设，我的外设名字叫ble_mp008
if ([peripheral.name hasPrefix:@"ble"]) {
[central connectPeripheral:peripheral options:nil];
}
}
5、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，我的设备服务UUDI是 “FF00”
[peripheral discoverServices:@[[CBUUID UUIDWithString:@"FF00"]]];
NSLog(@"连接成功");
}
6、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];
}
7、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。我这里选择第一个服务。
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];
}
8、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。
我这里获取第一个特征。
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.firstObject;
// 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。
9、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");
}
}
10、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;
}
11、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 */
// 用NSData类型来写入
NSData *data = [要写入的值 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");
}
12、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10步的回调方法中，在特征的value属性中拿到这次的数据。
[self.peripheral readValueForCharacteristic:self.characteristic];
后记
到此为止就是一套iOS蓝牙读写的流程，具体细化的东西也许就需要硬件工程师或者其他工作人员的配合，比如我们这就就提供好了相应的SDK进行后续操作，这些就不写出来了。
