使用Core Bluetooth实现iOS应用中的蓝牙通信

黑暗猎手 2022-07-25 ⋅ 23 阅读

在iOS开发中,Core Bluetooth框架是用于实现蓝牙通信的关键组件。借助Core Bluetooth,我们可以在iOS应用中与附近的蓝牙设备进行通信,并实现一些有趣的功能。

Core Bluetooth简介

Core Bluetooth是iOS提供的用于蓝牙低功耗(Bluetooth Low Energy,BLE)通信的框架。它允许iOS设备作为中心设备(Central)或外设设备(Peripheral)来与其他蓝牙设备进行通信。

在蓝牙通信中,中心设备负责扫描并与外设设备建立连接,而外设设备则提供数据服务。Core Bluetooth提供了一套API,使得开发者可以轻松地实现与外设设备的通信。

开始使用Core Bluetooth

首先,我们需要在iOS应用的配置文件中添加蓝牙通信的权限。在Info.plist中添加描述文件,指明应用需要使用蓝牙功能。

然后,在代码中导入Core Bluetooth框架:

import CoreBluetooth
  1. 创建中心设备

首先,我们需要创建一个中心设备,以便与外设设备进行通信。创建中心设备的代码如下:

let centralManager = CBCentralManager(delegate: self, queue: nil)
  1. 扫描并连接外设设备

接下来,我们可以调用centralManager的scanForPeripherals方法来扫描附近的外设设备。在发现外设设备后,我们可以使用connect方法来与其建立连接。

centralManager.scanForPeripherals(withServices: nil, options: nil)
...
centralManager.connect(peripheral, options: nil)
  1. 发现服务和特征

一旦与外设设备建立了连接,我们就可以开始发现其提供的服务和特征。通过centralManager的discoverServicesdiscoverCharacteristics方法,我们可以按照服务和特征的UUID来发现具体的服务和特征。

peripheral.discoverServices(nil)
...
peripheral.discoverCharacteristics(nil, for: service)
  1. 读取和写入特征值

在发现了特定的特征后,我们可以使用readValuewriteValue方法来读取和写入特征值。读取特征值可以通过监听didUpdateValueFor回调函数来获取。

peripheral.readValue(for: characteristic)
...
peripheral.writeValue(data, for: characteristic, type: .withResponse)

示例应用

使用Core Bluetooth实现的应用可以涵盖多个领域,例如远程控制设备、传输传感器数据等。在这里,我们以远程控制设备为例,来展示一下使用Core Bluetooth实现的可能。

假设我们有一个名为"Bluetooth Lamp"的应用,它可以通过蓝牙与附近的蓝牙灯泡设备进行通信。用户可以在应用中选择并控制特定的蓝牙灯泡。

首先,我们需要在应用中扫描并连接附近的蓝牙灯泡设备。然后,我们发现灯泡设备提供的服务和特征,并读取灯泡的当前状态。最后,我们可以通过向灯泡特征写入命令来控制灯泡的亮度和颜色。

使用Core Bluetooth实现的代码可能如下所示:

import UIKit
import CoreBluetooth

class BluetoothLampViewController: UIViewController, CBCentralManagerDelegate, CBPeripheralDelegate {

    var centralManager: CBCentralManager!
    var peripheral: CBPeripheral!
    
    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()
        
        centralManager = CBCentralManager(delegate: self, queue: nil)
    }
    
    func centralManagerDidUpdateState(_ central: CBCentralManager) {
        if central.state == .poweredOn {
            centralManager.scanForPeripherals(withServices: nil, options: nil)
        }
        else {
            // 蓝牙不可用或未打开
        }
    }
    
    func centralManager(_ central: CBCentralManager, didDiscover peripheral: CBPeripheral, advertisementData: [String : Any], rssi RSSI: NSNumber) {
        if peripheral.name == "Lamp Bulb" {
            centralManager.stopScan()
            self.peripheral = peripheral
            centralManager.connect(peripheral, options: nil)
        }
    }
    
    func centralManager(_ central: CBCentralManager, didConnect peripheral: CBPeripheral) {
        peripheral.delegate = self
        peripheral.discoverServices(nil)
    }
    
    func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral, didDiscoverServices error: Error?) {
        if let services = peripheral.services {
            for service in services {
                if service.uuid == CBUUID(string: "0000fff0-0000-1000-8000-00805f9b34fb") {
                    peripheral.discoverCharacteristics(nil, for: service)
                }
            }
        }
    }
    
    func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral, didDiscoverCharacteristicsFor service: CBService, error: Error?) {
        if let characteristics = service.characteristics {
            for characteristic in characteristics {
                if characteristic.uuid == CBUUID(string: "0000fff2-0000-1000-8000-00805f9b34fb") {
                    peripheral.readValue(for: characteristic)
                }
            }
        }
    }
    
    func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral, didUpdateValueFor characteristic: CBCharacteristic, error: Error?) {
        if let value = characteristic.value {
            // 处理接收到的特征值
        }
    }
    
    func writeBrightness(brightness: Int) {
        let command: [UInt8] = [0x56, brightness]
        let data = Data(bytes: command, count: command.count)
        peripheral.writeValue(data, for: characteristic, type: .withResponse)
    }
    
    func writeColor(red: Int, green: Int, blue: Int) {
        let command: [UInt8] = [0x43, red, green, blue, 0x00, 0xf0, 0xaa]
        let data = Data(bytes: command, count: command.count)
        peripheral.writeValue(data, for: characteristic, type: .withResponse)
    }
}

这个示例应用演示了如何使用Core Bluetooth实现与蓝牙灯泡设备的通信。通过扫描、连接、发现服务和特征,我们可以读取灯泡的当前状态,并通过向特征写入命令来控制灯泡。

结论

Core Bluetooth框架为开发者提供了在iOS应用中实现蓝牙通信的便利。借助Core Bluetooth,我们可以构建各种有趣的应用,如远程控制设备、传输传感器数据等。

在开发使用Core Bluetooth的应用时,我们需要了解其基本的API和通信机制。通过逐步构建应用,我们可以实现蓝牙设备的扫描、连接、特征读写等功能。让我们善用Core Bluetooth,为用户提供更多与蓝牙设备交互的可能!


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