iOS BLE4.0相关知识

一、前提
我们在了解蓝牙开发之前，需要了解一个概念，物联网（Internet of things。顾名思义，物联网就是实物之间相连的互联网。
我们能想到的设备包括：蓝牙设备和WI-FI设备。
物联网的应用领域：智能仓储、智能物流、智能家居、智能医疗和智能农业等。

二、蓝牙（Bluetooth）：是一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换（使用2.4-2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波）。蓝牙技术最初由电信巨头爱立信公司于1994年创制，当时是作为RS232数据线的替代方法。蓝牙可连接多个设备，克服了数据同步的难题。
如今蓝牙由蓝牙技术联盟（Bluetooth Special Interest Group，简称SIG）管理。SIG在全球拥有超过25,000家成员公司，它们分布在电信、计算机、网络和消费电子等多重领域。IEEE将蓝牙技术列为IEEE 802.15.1，但如今已不再维持该标准。SIG负责监督蓝牙规范的开发，管理认证项目，并维护商标权益。制造商的设备必须符合SIG的标准才能以“蓝牙设备”的名义进入市场。蓝牙技术拥有一套专利网络，可发放给符合标准的设备。
蓝牙4.0是2012年的最新蓝牙版本，较3.0版本更省电、成本低、3毫秒低延迟、超长有效连接距离，AES-128加密等。

• 蓝牙官网
• CoreBluetooth编程指南
• CoreBluetooth框架

三、蓝牙的通讯流程
服务端（外设）：是提供数据的设备，向外广播信息。比如小米手环，蓝牙耳机……
客户端（中心）：扫描并监听外设中的广播信息。如：手机，平板……
客户端搜到对应的外设后，可以连接外设并扫描外设的具体服务和通讯通道，之后可以通过通讯协议进行数据的收发。
在CoreBluetooth开发过程中，我们先要了解几个相关的类，一下是中心开发过程中使用到的类：

• CBCentralManager：蓝牙中心设备管理类，用来同一调度中心设备的开发（扫描、连接等）
• CBPeripheral：蓝牙外设，如蓝牙血压计、心率监测仪。
• CBService：蓝牙外设的服务，这个服务可以是任意多个。
• CBCharacteristic：服务中的特征，每一个蓝牙服务中可以有N多个特征，特征中包含数据信息。具有度、写、通知等属性。
• CBUUID：可以理解为服务活着特征的身份证，可以用来选择需要的服务和特征。比如心率检测仪的服务UUID为：0x180D，这是蓝牙技术联盟已经定义好的标准，其它种类设备的UUID我们可以从蓝牙官网的GATT标准目录中去查找。
  以下是外设开发过程中需要用到的类：
• CBPeripheralManager：蓝牙外设发开发时使用，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，这里用CBMutableService来创建服务。
• CBMutableCharacteristic：每个服务中有多个特征，使用此类给服务添加特征。
• CBATTRequest： 读或者写请求。它的实例对象有一个value属性，用来装在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、我们在开发中需要注意的事项：

• iOS10之后，需要在info.plist文件配置蓝牙使用描述，如果不填写，打包提交的时候会被拒绝。 image.png
• CBCenteralManager如果使用非主线程，则返回的时候需要注意转到主线程，特别是跟UI相关的回调。
• 数据大小端的问题：
  1.大端模式：是指数据的高字节保存在内存的低地址中，而数据的低字节保存在内存的高地址中，这样的存储模式有点类似于把数据当作字符串顺序处理：地址由小到大增加，而数据从高位向低位放，祝贺我们的阅读习惯一致。
  2.小端模式：是指数据的高字节保存在内存的高地址中，而数据的低字节保存在内存的低地址中，这种存储模式将地址的高低和数据位权有效地结合起来，高地址部分权值高，低地址部分权值低。 image.png PS：MacOS 和 iOS采用的都是小端模式
  如果在开发过程中，外设采取的是大端模式，那么我们可以采用CFSwapInt32BigToHost( )方法对数据进行大小端的转换。

五、开发流程
我们所说的开发主要是针对中心设备的开发，也就是说通过手机来扫描可连接的外设，跟外设建立连接，然后发送指令来控制外设或者说获取外设的指令显示到手机上。
1.建立中心设备
2.中心设备开始扫描外设(Discover Peripheral)
--2.1 扫描到外围设备之后，自动调用中心设备的代理方法
--2.2 如果设备过多，可以将扫描到的外围设备添加到数组
3.连接外设(Connect Peripheral)
4.扫描外设中的服务和特征(Discover Services And Characteristics)
-- 4.1 获取外设的services
--4.2 获取外设的Characteristics，获取characteristics的值
--4.3 获取Characteristics的Descriptor和Descriptor的值
5.利用特征与外设做数据交互
6.订阅Characteristic的通知
7.断开连接(Disconnect)

六、开发过程中的安全考量
因为蓝牙的操作可能会涉及到设备的安全问题，所以在安全方面需要考量。
1.在连接到蓝牙设备以后，先与蓝牙设备及服务端做一次三方的安全验证，使用一些加密算法，保证当前是自己的app对自己的设备发送的蓝牙指令。
2.在所有的蓝牙操作指令中增加时间戳安全判断，可以跟硬件端商量好具体的安全超时时常，对于连接超时的不做响应。
3.因为受蓝牙信号强度的限制，蓝牙操作的灵敏度和响应时间会存在一定问题，所以要求精简对蓝牙设备的型号跟强度进行定制。
4.在进行蓝牙设备搜索链接时，iOS没有自带的超时设置，如果不手动停止的话，会不断进行设备搜索，影响设备性能。所以建议设置一个超时时长，如果超时则停止搜索并提示用户重新搜索。

至于具体代码过程此处就不详情写了，网上的教程有很多