『CoreBluetooth』2. 作为 Central 时的数据读写

当设备作为 central 的时候,需要做一系列常见的操作:搜索并连接周围 peripheral,处理 peripheral 提供的数据。其实在设备作为 peripheral 的时候,依然有一系列的操作,不过和作为 central 时不同(废话),例如它会去发起广播,会在读写数据时做出响应。

本章内容则是介绍设备在作为 central 时,怎么使用 Core Bluetooth framework 来操作了。大致包含以下几点:

  • 使用CBCentralManager
  • 搜索并连接可用的 peripheral
  • 连接时候,进行数据接收
  • 对 characteristic 进行数据读写
  • 当 characteristic 状态更新时,进行回调

之后才会介绍在设备作为 Peripheral 时的相关操作。

设备作为 central 相关文章还有:

CoreBluetooth3 作为 Central 时的数据读写(补充)
CoreBluetooth4 作为 Central 时的数据读写(最佳实践)
CoreBluetooth5 作为 Central 时的数据读写(OTA 固件升级与文件传输)

初始化 CBCentralManager

第一步先进行初始化,可以使用initWithDelegate:queue:options:方法:

myCentralManager = [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:self queue:nil options:nil];

上面的代码中,将self设置为代理,用于接收各种 central 事件。将queue设置为nil,则表示直接在主线程中运行。

初始化 central manager 之后,设置的代理会调用centralManagerDidUpdateState:方法,所以需要去遵循<CBCentralManagerDelegate>协议。这个 did update state 的方法,能获得当前设备是否能作为 central。关于这个协议的实现和其他方法,接下来会讲到,也可以先看看官方API

搜索当前可用的 peripheral

可以使用CBCentralManagerscanForPeripheralsWithServices:options:方法来扫描周围正在发出广播的 Peripheral 设备。

[myCentralManager scanForPeripheralsWithServices:nil options:nil];

第一个参数为nil,表示所有周围全部可用的设备。在实际应用中,你可以传入一个CBUUID的数组(注意,这个 UUID 是 service 的 UUID 数组,如有不明白可以参考 最佳实践),表示只搜索当前数组包含的设备(每个 peripheral 的 service 都有唯一标识——UUID)。所以,如果你传入了这样一个数组,那么 central manager 则只会去包含这些 service UUID 的 Peripheral。

CBUUID会在下一章中讲到,因为这是 peripheral 相关的,和 central 本身关系不大,如果你是做的硬件对接,那么可以向硬件同事询问。当然,下一节的内容也能帮助你理解这个属性。

在调用scanForPeripheralsWithServices:options:方法之后,找到可用设备,系统会回调(每找到一个都会回调)centralManager:didDiscoverPeripheral:advertisementData:RSSI:。该方法会已CBPeripheral返回找到的 peripheral,所以你可以使用数组将找到的 peripheral 存起来。

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

当你找到你需要的那个 peripheral 时,可以调用stop方法来停止搜索。

[myCentralManager stopScan];
NSLog(@"Scanning stopped");

连接 peripheral

找到你需要的 peripheral 之后,下一步就是调用connectPeripheral:options:方法来连接。

[myCentralManager connectPeripheral:peripheral options:nil];

当连接成功后,会回调方法centralManager:didConnectPeripheral:。在这个方法中,你可以去记录当前的连接状态等数据。

- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central
  didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral {
 
    NSLog(@"Peripheral connected");
}

不过在进行其他操作之前,你应该给已连接的这个 peripheral 设置代理,这样才能收到 peripheral 的回调(可以就写在上面这个方法中)。

peripheral.delegate = self;

注意去遵循<CBPeripheralDelegate>协议。

搜索 peripheral 的 service

当与 peripheral 成功建立连接以后,就可以通信了。第一步是先找到当前 peripheral 提供的 service,因为 service 广播的数据有大小限制(貌似是 31 bytes),所以你实际找到的 service 的数量可能要比它广播时候说的数量要多。调用CBPeripheraldiscoverServices:方法可以找到当前 peripheral 的所有 service。

[peripheral discoverServices:nil];

在实际项目中,这个参数应该不是nil的,因为nil表示查找所有可用的Service,但实际上,你可能只需要其中的某几个。搜索全部的操作既耗时又耗电,所以应该提供一个要搜索的 service 的 UUID 数组。更加详细的内容会在最佳实践中讲到。

当找到特定的 Service 以后,会回调<CBPeripheralDelegate>peripheral:didDiscoverServices:方法。Core Bluetooth 提供了CBService类来表示 service,找到以后,它们以数组的形式存入了当前 peripheral 的services属性中,你可以在当前回调中遍历这个属性。

- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral
didDiscoverServices:(NSError *)error {
 
    for (CBService *service in peripheral.services) {
        NSLog(@"Discovered service %@", service);
    }
}

如果是搜索的全部 service 的话,你可以选择在遍历的过程中,去对比 UUID 是不是你要找的那个。

搜索 service 的 characteristic

找到需要的 service 之后,下一步是找它所提供的 characteristic。如果搜索全部 characteristic,那调用CBPeripheraldiscoverCharacteristics:forService:方法即可。如果是搜索当前 service 的 characteristic,那还应该传入相应的CBService对象。

NSLog(@"Discovering characteristics for service %@", interestingService);[peripheral discoverCharacteristics:nil forService:interestingService];

同样是出于节能的考虑,第一个参数在实际项目中应该是 characteristic 的 UUID 数组。也同样能在最佳实践中介绍。

找到所有 characteristic 之后,回调peripheral:didDiscoverCharacteristicsForService:error:方法,此时 Core Bluetooth 提供了CBCharacteristic类来表示 characteristic。可以通过以下代码来遍历找到的 characteristic :

- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral
didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service
             error:(NSError *)error {
 
    for (CBCharacteristic *characteristic in service.characteristics) {
        NSLog(@"Discovered characteristic %@", characteristic);
    }
}

同样也可以通过添加 UUID 的判断来找到需要的 characteristic。

读取 characteristic 数据

characteristic 包含了 service 要传输的数据。例如温度设备中表达温度的 characteristic,就可能包含着当前温度值。这时我们就可以通过读取 characteristic,来得到里面的数据。

读取 characteristic 数据

当找到 characteristic 之后,可以通过调用CBPeripheralreadValueForCharacteristic:方法来进行读取。

NSLog(@"Reading value for characteristic %@", interestingCharacteristic);
[peripheral readValueForCharacteristic:interestingCharacteristic];

当你调用上面这方法后,会回调peripheral:didUpdateValueForCharacteristic:error:方法,其中包含了要读取的数据。如果读取正确,可以用以下方式来获得值:

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

注意,不是所有 characteristic 的值都是可读的,你可以通过CBCharacteristicPropertyRead options 来进行判断(这个枚举会在下一章中介绍到)。如果你尝试读取不可读的数据,那上面的代理方法会返回相应的 error。

订阅 Characteristic 数据

其实使用readValueForCharacteristic:方法并不是实时的。考虑到很多实时的数据,比如心率这种,那就需要订阅 characteristic 了。

可以通过调用CBPeripheralsetNotifyValue:forCharacteristic:方法来实现订阅,注意第一个参数是YES

[peripheral setNotifyValue:YES forCharacteristic:interestingCharacteristic];

如果是订阅,成功与否的回调是peripheral:didUpdateNotificationStateForCharacteristic:error:,读取中的错误会以 error 形式传回:

- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral
didUpdateNotificationStateForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic
             error:(NSError *)error {
 
    if (error) {
        NSLog(@"Error changing notification state: %@", [error localizedDescription]);
    }
}

当然也不是所有 characteristic 都允许订阅,依然可以通过CBCharacteristicPropertyNoify options 来进行判断。这个枚举会在下一章中介绍到。

当订阅成功以后,那数据便会实时的传回了,数据的回调依然和之前读取 characteristic 的回调相同(注意,不是订阅的那个回调)peripheral:didUpdateValueForCharacteristic:error:

向 characteristic 写数据

写数据其实是一个很常见的需求,如果 characteristic 可写,你可以通过CBPeripheral类的writeValue:forCharacteristic:type:方法来向设备写入NSData数据。

NSLog(@"Writing value for characteristic %@", interestingCharacteristic);
[peripheral writeValue:dataToWrite forCharacteristic:interestingCharacteristic type:CBCharacteristicWriteWithResponse];

关于写入数据的type,如上面这行代码,type就是CBCharacteristicWriteWithResponse,表示当写入成功时,要进行回调。更多的类型可以参考CBCharacteristicWriteType枚举。这个枚举会在下一章中介绍到。

如果写入成功后要回调,那么回调方法是peripheral:didWriteValueForCharacteristic:error:。如果写入失败,那么会包含到 error 参数返回。

- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral
didWriteValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic
             error:(NSError *)error {
 
    if (error) {
        NSLog(@"Error writing characteristic value: %@", [error localizedDescription]);
    }
}

注意:characteristic 也可能并不支持写操作,可以通过CBCharacteristicproperties属性来判断。这个 option 会在下一章中介绍到。

基本的介绍就到此结束,下一章会对本文没有详细讲解的内容进行补充,如会用到的枚举、类等。

《『CoreBluetooth』2. 作为 Central 时的数据读写》有12个想法

  1. 我在引入#import ,然后设置全局变量CBCentralManager *myCentralManager;之后, 接着执行 myCentralManager = [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:self queue:nil options:nil];
    [myCentralManager scanForPeripheralsWithServices:nil options:nil];
    这两个方法,但是最后只是进入了
    -(void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central{
    NSLog(@”%s %@”,__FUNCTION__,central);
    }
    这个方法之后就没有进入到
    – (void)centralManager:(CBCentralManager *)central
    didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral
    advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData
    RSSI:(NSNumber *)RSSI {

    NSLog(@”Discovered %@”, peripheral.name);
    }
    这个方法.
    这是为什么呢???
    我身边是有蓝牙设备开着的

      1. 发现CBCentralManager和scan不能在一起连这调用,总得差开点时间.否则就像楼主说的代理方法不执行了

    1. 因为centralManager的状态还没有初始化成功 在该方法调用后才能进行搜索 -(void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central{
      NSLog(@”%s %@”,__FUNCTION__,central);
      }

  2. 楼主你好,我现在开发的app也需要蓝牙长期运行,开启app后台模式后,app任然会被挂起,蓝牙是在连接着,
    请问,是不是外设蓝牙模块必须向手机蓝牙发送数据才能激活app?

  3. 楼主,您好.我现在在开发app,控制一个蓝牙设备.我在往蓝牙设备写数据的时候,怎么样才能确定写入数据成功呢?我在写入数据使用CBCharacteristicWriteWithResponse,但是没有走- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral
    didWriteValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic
    error:(NSError *)error {}这个方法.这需要外围设备那边有什么配置吗?

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