【IOS】CoreBluetooth

文章目录

- - [🧱 核心概念：你需要了解的四个关键词](#🧱 核心概念：你需要了解的四个关键词)
  - [🚀 开发实战：如何用你的iPhone连接一个BLE设备](#🚀 开发实战：如何用你的iPhone连接一个BLE设备)
  - - [1. 前期准备：导入框架与申请权限](#1. 前期准备：导入框架与申请权限)
    - [2. 初始化中心管理器并检查蓝牙状态](#2. 初始化中心管理器并检查蓝牙状态)
    - [3. 扫描外围设备](#3. 扫描外围设备)
    - [4. 连接外围设备](#4. 连接外围设备)
    - [5. 发现服务与特征](#5. 发现服务与特征)
    - [6. 读写数据与订阅通知](#6. 读写数据与订阅通知)
  - [💎 总结与最佳实践](#💎 总结与最佳实践)

学习 iOS 的 CoreBluetooth 框架，主要是为了开发能与 蓝牙低功耗（BLE） 设备通信的 App。它不支持经典蓝牙的详细开发，比如连接蓝牙耳机。

下面是一份学习教程，会从核心概念讲起，再通过一个中心设备的完整开发流程，带你一步步上手。

🧱 核心概念：你需要了解的四个关键词

在开始编码前，先理解 CoreBluetooth 框架中的四个核心角色，这是后续开发的基础。

CBCentralManager (中心设备)：你的 iPhone，作为"中心"，主动扫描和连接其他蓝牙设备。
CBPeripheral (外围设备)：你连接的蓝牙设备，如心率手环、智能灯泡，作为"外围"提供数据或服务。
CBService (服务) ：外围设备能提供的某种功能，比如"心率监测服务"。
CBCharacteristic (特征) ：服务里的具体数据点，比如"心率数值"这个特征，数据就是通过读写特征来完成的。

🚀 开发实战：如何用你的iPhone连接一个BLE设备

下面以最常见的中心模式（Central） 为例，展示如何让 iPhone 扫描、连接并读取一个 BLE 设备的数据。

1. 前期准备：导入框架与申请权限

导入框架 ：在需要用到蓝牙的 Swift 文件顶部，加入 import CoreBluetooth。
申请权限 ：在 Info.plist 文件中，添加 NSBluetoothAlwaysUsageDescription 键，并填写向用户申请蓝牙权限时的提示语。

2. 初始化中心管理器并检查蓝牙状态

创建一个类，通常命名为 BluetoothManager，并遵循 CBCentralManagerDelegate 协议。

swift 复制代码

import CoreBluetooth

class BluetoothManager: NSObject, CBCentralManagerDelegate {
    var centralManager: CBCentralManager!

    override init() {
        super.init()
        // 初始化中心管理器，代理设置为 self，队列设为 nil 表示在主线程回调
        centralManager = CBCentralManager(delegate: self, queue: nil)
    }

    // 必须实现的代理方法，用于检查蓝牙状态
    func centralManagerDidUpdateState(_ central: CBCentralManager) {
        switch central.state {
        case .poweredOn:
            print("蓝牙已开启，可以开始扫描")
            // 在这里可以调用开始扫描的方法
        case .poweredOff:
            print("蓝牙未开启，请打开蓝牙")
        case .unsupported:
            print("设备不支持蓝牙")
        default:
            print("蓝牙状态未知")
        }
    }
}

3. 扫描外围设备

在蓝牙状态确认为 .poweredOn 后，调用 scanForPeripherals 方法开始扫描。

swift 复制代码

func startScanning() {
    // withServices: nil 表示扫描所有设备，传入特定服务的 UUID 数组可以过滤结果
    // CBCentralManagerScanOptionAllowDuplicatesKey: false 表示不重复发现同一设备
    centralManager.scanForPeripherals(withServices: nil, options: [CBCentralManagerScanOptionAllowDuplicatesKey: false])
}

当扫描到设备时，会触发代理方法 didDiscover。

swift 复制代码

func centralManager(_ central: CBCentralManager, didDiscover peripheral: CBPeripheral, advertisementData: [String : Any], rssi RSSI: NSNumber) {
    print("发现设备: \(peripheral.name ?? "未知设备"), 信号强度: \(RSSI)")

    // 假设我们想连接名为 "MyDevice" 的设备
    if peripheral.name == "MyDevice" {
        // 找到目标设备后，停止扫描以节省电量
        centralManager.stopScan()
        // 发起连接
        centralManager.connect(peripheral, options: nil)
    }
}

4. 连接外围设备

连接的结果会通过以下代理方法反馈。

swift 复制代码

// 连接成功
func centralManager(_ central: CBCentralManager, didConnect peripheral: CBPeripheral) {
    print("成功连接设备: \(peripheral.name ?? "未知设备")")
    // 设置外围设备的代理，以便接收其服务、特征等信息
    peripheral.delegate = self
    // 开始发现设备提供的所有服务，传入 nil 表示发现所有服务
    peripheral.discoverServices(nil)
}

// 连接失败
func centralManager(_ central: CBCentralManager, didFailToConnect peripheral: CBPeripheral, error: Error?) {
    print("连接设备失败: \(error?.localizedDescription ?? "未知错误")")
}

5. 发现服务与特征

连接成功后，需要发现设备提供的服务，以及每个服务下的特征。这一步需要遵循 CBPeripheralDelegate 协议。

swift 复制代码

extension BluetoothManager: CBPeripheralDelegate {
    // 发现服务
    func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral, didDiscoverServices error: Error?) {
        guard let services = peripheral.services else { return }
        for service in services {
            print("发现服务: \(service.uuid)")
            // 发现该服务下的所有特征，传入 nil 表示发现所有特征
            peripheral.discoverCharacteristics(nil, for: service)
        }
    }

    // 发现特征
    func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral, didDiscoverCharacteristicsFor service: CBService, error: Error?) {
        guard let characteristics = service.characteristics else { return }
        for characteristic in characteristics {
            print("发现特征: \(characteristic.uuid)")
            // 在这里可以对感兴趣的特征进行读取、写入或订阅通知
        }
    }
}

6. 读写数据与订阅通知

发现特征后，就可以进行数据交互了。

读取数据 ：peripheral.readValue(for: characteristic)
写入数据 ：peripheral.writeValue(data, for: characteristic, type: .withResponse)。withResponse 表示需要设备确认。
订阅通知 ：peripheral.setNotifyValue(true, for: characteristic)。当特征值发生变化时，设备会主动发送通知，并在 peripheral(_:didUpdateValueFor:error:) 代理方法中接收。

💎 总结与最佳实践

注意线程安全 ：确保 UI 更新在主线程，可使用 DispatchQueue.main.async {}。
实现错误处理和重试：蓝牙通信不稳定，代码要有重试和错误处理机制。
优化扫描策略 ：找到目标设备后立即停止扫描，并通过 withServices: 参数过滤设备。
处理大数据传输：BLE 单次数据包有限制，大数据需分包发送和重组。
处理后台模式 ：若需后台使用蓝牙，需在 Capabilities 中开启 Uses Bluetooth LE accessories。

总的来说，学习 CoreBluetooth 最好的方法就是动手实践。可以从一个简单的"设备扫描器"开始，逐步加入连接、读写功能。遇到问题多查阅官方文档和社区资料，祝你学习顺利！