iOS BLE蓝牙单例封装
公司是一家做蓝牙只能硬件的公司，所以整理一些蓝牙开发的笔记。
一个好用的第三方蓝牙库：BabyBluetooth
这个库对蓝牙进行了一些封装，提供了丰富的接口，基本可以满足蓝牙的很多操作,大家可以去学习一下。
但是由于公司要求，这里只能使用原生的蓝牙框架<CoreBluetooth/CoreBluetooth.h>，废话不多说，开始吧。PS.这里是将手机当做中央，设备作为周边的实现。
为什么要用单例？
首先大家来思考这个问题：为什么我们要用单例来封装蓝牙模块呢？
如果大家开发蓝牙的话就一定知道，我们会有很多页面需要用到连接，或者是写入相应的数据，所以这个时候我们就想到了一个单例，将蓝牙模块封装到单例里去，就可以实现在每个控制器中都可以拿到唯一的蓝牙对象，从而保证蓝牙连接的稳定性。
在这里吐个槽，在刚来公司时，接手了一个项目，让我改进里面的蓝牙功能，拿到手里整个傻眼，我类个去，每个用到蓝牙的地方都写了一整套蓝牙协议的方法，臃肿度令人发指，而且导致再切换不同的页面会走不同的蓝牙协议方法，导致蓝牙连接的不稳定。(=、=让我做一秒怨妇)。
创建单例
由于看我的文章的有一部分是基础不是很好的（其实我基础也不好o(╯□╰)o），这里简单提一下单例的创建。
@interface BLETool () <CBCentralManagerDelegate,CBPeripheralDelegate>
@property (nonatomic ,strong) NSMutableArray *deviceArr;
//中央设备的属性，全部操作都是通过这个来
@property (nonatomic ,strong)CBCentralManager *myCentralManager;
@end
#pragma mark - Singleton
static BLETool *bleTool = nil;
- (instancetype)init
{
self = [super init];
if (self) {
//这里centralManager需要设置CBCentralManagerDelegate,CBPeripheralDelegate这两个代理
_myCentralManager = [[CBCentralManager alloc]initWithDelegate:self queue:nil options:nil];
}
return self;
}
+ (instancetype)shareInstance
{
//这里是通过GCD的once方法实现单例的创建，该方法在整个应用程序中只会执行一次，所以经常用作单例的创建。
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
bleTool = [[self alloc] init];
});
return bleTool;
}
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
bleTool = [super allocWithZone:zone];
});
return bleTool;
}
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone
{
return self;
}
- (id)mutableCopyWithZone:(NSZone *)zone
{
return self;
}
#pragma mark - 懒加载
- (NSMutableArray *)deviceArr
{
if (!_deviceArr) {
_deviceArr = [NSMutableArray array];
}
return _deviceArr;
}
我们通过shareInstance的方法，去创建BLETool的单例对象，去执行所有的扫描，连接，写入特征等等操作。
扫描设备
由于我们需要在外界的控制器中通过BLETool这个单例来进行所有的操作，所以这里我们需要在BLETool的.h文件中给出方法接口。
@interface BLETool : NSObject
+ (instancetype)shareInstance;
//可保存当前连接的设备，根据需要放在.h或者.m文件中
@property (nonatomic ,strong) CBPeripheral *currentPer;
#pragma mark - action of connecting layer -连接层操作
//扫描设备
- (void)scanDevice;
//停止扫描
- (void)stopScan;
//连接设备
- (void)connectDevice:(CBPeripheral *)peripheral;
//断开设备连接
- (void)unConnectDevice;
//重连设备
- (void)reConnectDevice:(BOOL)isConnect;
//检索已连接的外接设备
- (NSArray *)retrieveConnectedPeripherals;
好了，我们已经向外界提供了一些常用的接口，做一些蓝牙的普通操作等，下面来看看这些方法的实现过程：
#pragma mark - action of connecting layer -连接层操作
- (void)scanDevice
{
[self.deviceArr removeAllObjects];
//这里的第一个参数设置为nil，就扫描所有的设备，如果只想返回特定的服务的设备，就给服务的数组
[_myCentralManager scanForPeripheralsWithServices:nil options:nil];
}
- (void)stopScan
{
[_myCentralManager stopScan];
}
- (void)connectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral
{
self.currentPer = peripheral;
//请求连接到此外设
[_myCentralManager connectPeripheral:peripheral options:nil];
}
- (void)unConnectPeripheral
{
[self.myCentralManager cancelPeripheralConnection:self.currentPer];
}
- (NSArray *)retrieveConnectedPeripherals
{
//这里值得注意，在ios9.0之前，可以用retrieveConnectedPeripherals这个方法来返回手机已经连接的设备，
//但是在9.0被废弃了，现在需要特定的服务UUID才能返回特定的已连接设备。
return [_myCentralManager retrieveConnectedPeripheralsWithServices:@[[CBUUID UUIDWithString:kServiceUUID]]];
}
在我们调用了scanDevice的方法
[[BLETool shareInstance] scanDevice];
就会触发BLETool的代理方法：
#pragma mark - CBCentralManagerDelegate
//检查设备蓝牙开关的状态
- (void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central
{
if (central.state == CBCentralManagerStatePoweredOn) {
NSLog(@"蓝牙已打开");
[_myCentralManager scanForPeripheralsWithServices:nil options:nil];
}else {
NSLog(@"蓝牙已关闭");
}
}
//查找到正在广播的外设
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI
{
NSLog(@"Discovered %@", peripheral.name);
//当你发现你感兴趣的外围设备，停止扫描其他设备，以节省电能。
if (![self.deviceArr containsObject:peripheral]) {
[self.deviceArr addObject:peripheral];
}
}
这里我们扫描到了一些外设，并将他们保存在了self.deviceArr数组中，现在我们需要将这些扫描到的设备传递给需要的控制器，由于后面需要用到很多的返回数据，所以这里我们考虑使用代理来完成。在BLETool.h中设置协议和协议方法：
//扫描设备协议
@protocol BleDelegate <NSObject>
@required
- (void)BLEDidDiscoverDeviceWithMAC:(CBPeripheral *)peripheral;
@end
协议设置好了后，在刚刚扫描设备的方法中调用：
//查找到正在广播的外设
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI
{
NSLog(@"Discovered %@", peripheral.name);
//当你发现你感兴趣的外围设备，停止扫描其他设备，以节省电能。
if (![self.deviceArr containsObject:peripheral]) {
[self.deviceArr addObject:peripheral];
if ([self.discoverDelegate respondsToSelector:@selector(manridyBLEDidDiscoverDeviceWithMAC:)]) {
//返回扫描到的设备实例
[self.discoverDelegate manridyBLEDidDiscoverDeviceWithMAC:device];
}
}
}
OK~！扫描完成，我们去需要的控制器里去接收吧！在需要连接的控制器里设置代理，并实现代理方法：
设置代理
注意这里设置代理时要使用weak来做delegate的修饰，这样才不会导致强引用循环，具体可以去看看这篇文章。
[BLETool shareInstance].discoverDelegate = self；
实现方法
#pragma mark - BleDelegate
- (void)BLEDidDiscoverDeviceWithMAC:(CBPeripheral *)peripheral
{
[self.deviceArr addObject:peripheral];
//这里我用了一个TableView去展示扫描到的设备，可以使用peripheral.name来作为设备展示
NSLog(@"有%ld个设备：%@",(unsigned long)self.deviceArr.count,self.deviceArr);
[self.deviceTableView reloadData];
}
至此设备扫描部分就完成了，简单提一下停止扫描吧，这个可以自己定义，当扫描5秒后就停止扫描以节约电量。
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(5 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
[[BLETool shareInstance] stopScan];
});
连接设备
扫描完设备之后，我们可以在需要的地方进行展示，如同上面实现方法中，我用到了一个UITableView去展示所有扫描到的设备，然后可以通过点击，相应的cell，去连接对应的设备。这个时候就需要用到我们连接层提供的接口：
- (void)connectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral
当然这里需要将你需要连接的设备传过去，比如我们在UITableView的cell的点击方法中就可以执行这个连接方法：
- (void)tableView:(UITableView *)tableView didSelectRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath
{
//[MBProgressHUD showHUDAddedTo:self.view animated:YES];
[[BLETool shareInstance] connectDevice:self.deviceArr[indexPath.row]];
self.currentDevice = self.deviceArr[indexPath.row];
}
此时，会调用BLETool的连接方法：
- (void)connectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral
{
self.currentPer = peripheral;
//请求连接到此外设
[_myCentralManager connectPeripheral:peripheral options:nil];
}
注意，这里建议将接受到的要连接的外设：peripheral 给保存下来，以便后面会用到。接下来，如果连接成功，会走 CBCentralManagerDelegate 里面的连接成功的回调：
//连接成功
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral
{
NSLog(@"成功连接上设备：%@", peripheral.name);
peripheral.delegate = self;
//传入nil会返回所有服务;一般会传入你想要服务的UUID所组成的数组,就会返回指定的服务
[peripheral discoverServices:nil];
}
这里如果连接成功的话，我们就需要执行发现服务的方法了，这里需要传递一个服务 UUID 的参数，如果传nil的话，就会返回这个设备的所有的服务(Service)，如果你知道你需要的是哪个服务，可以传入该服务的 UUID ，这样就会返回指定的服务了。
如果连接失败了，则会回调 * CBCentralManagerDelegate* 里面的连接失败的回调：
//连接失败
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error
{
NSLog(@"连接失败");
}
你可以在这个方法里面做一些连接失败的操作，比如提示用户重新连接之类。这里提一下断开连接，断开连接的情况我分析为两种：第一种，由于蓝牙设备的传输距离有限，一般有效距离为十米，这就产生了一单设备离开手机超过十米，可能就断开连接了；另外还有一种情况，就是很多时候我们在APP中需要给用户一个手动去断开蓝牙连接的情况，比如点击按钮断开蓝牙。这两种情况概况为 主动断开 和 被动断开，主动断开我们只需要调用BLETool里面的断开连接的接口：
- (void)unConnectPeripheral
然而被动断开的情况，我们可能会希望在设备回到可被连接的范围内后，由APP自动帮我们重新连接。这样的情况，就在我们断开连接的回调中做如下操作：
//断开连接
- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError *)error
{
if (如果是被动断开，需要重连) {
[self.myCentralManager connectPeripheral:self.currentPer options:nil];
}else {
NSLog(@"断开成功，不需要断线重连");
//这里执行的步骤是断开连接成功的回调，在需要做操作的类里面去实现这个方法就行
if ([self.connectDelegate respondsToSelector:@selector(manridyBLEDidDisconnectDevice:)]) {
[self.connectDelegate manridyBLEDidDisconnectDevice:self.currentPer];
}
self.currentDev = nil;
}
}
这里我们可以看到，如果是被动断开的情况（这里是否为被动，可以通过外类传进来，自行解决），我们只需要重新执行连接的方法即可，前提是，这里的 self.currentPer 要与之前连接的设备保持一致，这样才能完成断线重连的操作；而如果使我们主动断开的情况的话，只需要做个断开成功的回调，让需要断开连接的类知道即可，最后断开连接后，最好将 self.currentPer 置为nil，以便下一次连接使用。
以上基本就是连接与断开的过程了，接下来就是服务与特征，也是蓝牙开发中，比较重要的一部分。
服务
上面连接成功的回调里，我们执行了 discoverServices 这个方法，并且返回了这个设备所有的服务，这些服务都在 CBPeripheralDelegate 协议方法中进行了返回：
#pragma mark - CBPeripheralDelegate
//发现到服务
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error{
for (CBService *service in peripheral.services) {
NSLog(@"Discovered service %@",service.UUID);
//返回特定的服务，订阅的特征即可
[peripheral discoverCharacteristics:@[[CBUUID UUIDWithString:kWriteCharacteristicUUID],[CBUUID UUIDWithString:kNotifyCharacteristicUUID]] forService:service];
}
}
这个回调中，会将设备的服务返回给我们，只需要在这里面去发现我们所需要的特征值即可，如 kWriteCharacteristicUUID 这个特征值，是我宏定义的写入特征值，而 ** kNotifyCharacteristicUUID**是我需要订阅的特征值。这主要需要底层那边告诉你这个特征值即可，接下来，需要在发现特征值得方法里去订阅我们需要的特征值（好多回调=、=！头都晕了。。。）：
//获得某服务的特征
- (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error{
for (CBCharacteristic *characteristic in service.characteristics) {
NSLog(@"Discovered characteristic %@", characteristic.UUID);
//保存写入特征
if ([characteristic.UUID isEqual:[CBUUID UUIDWithString:kWriteCharacteristicUUID]]) {
self.currentDev.writeCharacteristic = characteristic;
}
//保存订阅特征
if ([characteristic.UUID isEqual:[CBUUID UUIDWithString:kNotifyCharacteristicUUID]]) {
self.currentDev.notifyCharacteristic = characteristic;
//订阅该特征
[peripheral setNotifyValue:YES forCharacteristic:characteristic];
}
}
}
有点晚了，暂时更新这么多，后面会介绍一些特征值写入和更新的内容。
ps.由于是手写的代码，很多地方标点可能是中文标点，可是奈何我老花眼，实在查不出来，遇到错误留言告知，谢谢。
