iOS 藍(lán)牙開發(fā)（二）
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iOS 藍(lán)牙開發(fā)（三）
iOS 藍(lán)牙開發(fā)（四）
在iOS中藍(lán)牙相關(guān)實現(xiàn)都是在CoreBluetooth這個framework中的，所以我們創(chuàng)建一個單例類中需要先導(dǎo)入 #import CoreBluetooth/CoreBluetooth.h ，再后即可使用這個單例類進(jìn)行管理我們藍(lán)牙的掃描、連接、狀態(tài)等實現(xiàn)。
當(dāng) central.state 為CBManagerStatePoweredOn即可開始掃描， 具體方法 [self.centralManager scanForPeripheralsWithServices:nil options:nil] 當(dāng)調(diào)用 scanForPeripheralsWithServices：options: 函數(shù)時就會實時調(diào)用其代理方法 - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI
peripheral 是外設(shè)類 advertisementData 是廣播的值，一般攜帶設(shè)備名， serviceUUID 等信息。 RSSI 絕對值越大，表示信號越差，設(shè)備離的越遠(yuǎn)。如果想裝換成百分比強度， （RSSI+100）/1001 （這是一個約數(shù)，藍(lán)牙信號值并不一定是-100 - 0的值）
藍(lán)牙的連接是當(dāng)中心設(shè)備掃描到可用外設(shè)后， 利用函數(shù) [self.centralManager connectPeripheral:peripheral options:nil]; 進(jìn)行鏈接， 當(dāng)函數(shù)被調(diào)用后， 就會回調(diào)其對應(yīng)的代理函數(shù)。
本篇筆記主要是記錄如何初始化藍(lán)牙的 CBCentralManager 的中心管理類，并記錄如何實現(xiàn)掃描周邊外設(shè)、如何鏈接、獲取藍(lán)牙當(dāng)前狀態(tài)。
[img]上一篇 主要介紹了部分ESC/POS指令集，包括一些常用的排版指令，打印位圖指令等。另外，還介紹了將圖片轉(zhuǎn)換成點陣圖的方法。在這篇文章中，將主要介紹通過藍(lán)牙和Socket連接打印機，發(fā)送打印指令相關(guān)知識。這里將用到 CoreBluetooth.framework 和 CocoaAsyncSocket 。
藍(lán)牙是一種支持設(shè)備間短距離通訊的無線電技術(shù)。iOS系統(tǒng)中，有四個框架支持藍(lán)牙鏈接：
CoreBluetooth框架有兩個核心概念，central（中心）和 peripheral（外設(shè)），它們分別有自己對應(yīng)的API；這里顯然是手機作為central，藍(lán)牙打印機作為peripheral；
設(shè)置代理后，會回調(diào)此方法，確認(rèn)藍(lán)牙狀態(tài)，當(dāng)狀態(tài)為 CBCentralManagerStatePoweredOn 才能去掃描設(shè)備，藍(lán)牙狀態(tài)變化時，也會回調(diào)此方法
調(diào)用此方法開始掃描外設(shè)
注意：第一個參數(shù)指定一個 CBUUID 對象數(shù)組，每個對象表示外圍設(shè)備正在通告的服務(wù)的通用唯一標(biāo)識符（UUID）。此時，僅返回公布這些服務(wù)的外設(shè)。當(dāng)參數(shù)為 nil ，則返回所有已發(fā)現(xiàn)的外設(shè)，而不管其支持的服務(wù)是什么。
當(dāng)掃描到4.0外設(shè)后會回調(diào)此方法，這里包含設(shè)備的相關(guān)信息，如名稱、UUID、信號強度等；
調(diào)用此方法連接外設(shè)
[self.centralManager connectPeripheral:peripheral options:nil];
注意：第一個參數(shù)是要連接的外設(shè)。第二個參數(shù) options 是可選的 NSDictionary ,系統(tǒng)定義了一下三個鍵，它們的值都是NSNumber (Boolean)；默認(rèn)為NO。當(dāng)設(shè)置為YES，則應(yīng)用進(jìn)入后臺或者被掛起后，系統(tǒng)會用Alert通知藍(lán)牙外設(shè)的狀態(tài)變化，效果是這樣
連接成功或失敗，都有對應(yīng)的回調(diào)方法
連接成功后設(shè)置代理 peripheral.delegate = self ,調(diào)用 [peripheral discoverServices:nil]; 尋找外設(shè)內(nèi)的服務(wù)。這里的參數(shù)是一個存放 CBUUID 對象的數(shù)組，用于發(fā)現(xiàn)特定的服務(wù)。當(dāng)傳nil時，表示發(fā)現(xiàn)外設(shè)內(nèi)所有的服務(wù)。發(fā)現(xiàn)服務(wù)后系統(tǒng)會回調(diào)下面的方法:
發(fā)現(xiàn)服務(wù)后，調(diào)用 [peripheral discoverCharacteristics:nil forService:service]; 去發(fā)現(xiàn)服務(wù)中包含的特征。和上面幾個方法一樣，第一個參數(shù)用于發(fā)現(xiàn)指定的特征。為nil時，表示發(fā)現(xiàn)服務(wù)的所有特征。
當(dāng)掃描到寫入特征時，保存，用于寫入數(shù)據(jù)。
寫入數(shù)據(jù)，我們只需要調(diào)用方法
這里的 self.peripheral 就是連接的外設(shè)， self.characteristicInfo 就是之前保存的寫入特征；這里最好使用 CBCharacteristicPropertyWrite 特征，并且 type 選擇 CBCharacteristicWriteWithResponse 。當(dāng)寫入數(shù)據(jù)成功后，系統(tǒng)會通過下面這個方法通知我們：
由于藍(lán)牙設(shè)備每次可寫入的數(shù)據(jù)量是有限制的，因此，我們需要將之前拼接的打印數(shù)據(jù)進(jìn)行拆分，分批發(fā)送給打印機
這里的 MAX_CHARACTERISTIC_VALUE_SIZE 是個宏定義，表示每次發(fā)送的數(shù)據(jù)長度，經(jīng)筆者測試，當(dāng) MAX_CHARACTERISTIC_VALUE_SIZE = 20 時，打印文字是正常速度。但打印圖片的速度非常慢， 應(yīng)該在硬件允許的范圍內(nèi)，每次發(fā)盡量多的數(shù)據(jù)。 不同品牌型號的打印機，這個參數(shù)是不同的，筆者的藍(lán)牙打印機該值最多到140。超出后會出現(xiàn)無法打印問題。 最后筆者將該值定為 MAX_CHARACTERISTIC_VALUE_SIZE = 120 ，測試了公司幾臺打印機都沒有問題。
另外iOS9以后增加了方法 maximumWriteValueLengthForType: 可以獲取寫入特診的最大寫入數(shù)據(jù)量，但經(jīng)筆者測試，對于部分打印機（比如我們公司的）是不準(zhǔn)確的，因此，不要太依賴此方法，最好還是自己取一個合適的值。
注意：每個打印機都有一個緩沖區(qū)，緩沖區(qū)的大小視品牌型號有所不同。打印機的打印速度有限，如果我們瞬間發(fā)送大量的數(shù)據(jù)給打印機，會造成打印機緩沖區(qū)滿。緩沖區(qū)滿后，如繼續(xù)寫入，可能會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失，打印亂碼。
這里使用 CocoaAsyncSocket 開源框架，與打印機進(jìn)行 Socket 連接。 CocoaAsyncSocket 中主要包含兩個類:
這里我們只用到 GCDAsyncSocket ，因此只需要將 GCDAsyncSocket.h 和 GCDAsyncSocket.m 兩個文件導(dǎo)入項目。
注意：手機和打印機必須在同一局域網(wǎng)下，設(shè)置到打印機的host和port。
連接成功后會通過代理回調(diào)
Timeout為負(fù)，表示不設(shè)置超時時間。這里的data就是 上一篇 中拼接的打印數(shù)據(jù)。
寫入完成后回調(diào)
斷開連接有以下幾種方法
連接斷開后回調(diào)
讀取到數(shù)據(jù)會回調(diào)
網(wǎng)口打印機一般都支持狀態(tài)查詢，查詢指令如下：
可以通過 上一篇 介紹指令拼接方法，查詢打印機的狀態(tài)。
本篇只是簡單介紹了，通過藍(lán)牙和Socket連接打印機的方法。雖然可以初步完成連接和打印，但是，在真正的項目中使用還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。這里還有很多情況需要考慮，比如連接斷開、打印機異常、打印機緩沖區(qū)滿、打印機缺紙等。我們可以針對自身的業(yè)務(wù)情況，進(jìn)行相應(yīng)的處理。
Core Bluetooth Programming Guide
Getting the pixel data from a CGImage object
Core Bluetooth Programming Guide
總結(jié)一下藍(lán)牙開發(fā)相關(guān)的知識點和注意事項，做個筆記，也希望你們能少踩坑
(公司部分藍(lán)牙項目為混編項目，藍(lán)牙相關(guān)處理均采用了Objective-C，故本文????均采用OC，Swift處理相同)
藍(lán)牙4.0包含兩個藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)，它是一個是 雙模 的標(biāo)準(zhǔn)，它包含 傳統(tǒng)藍(lán)牙部分(也稱經(jīng)典藍(lán)牙) 和 低功耗藍(lán)牙部分(BLE) , 二者適用于不同的應(yīng)用場景和應(yīng)用條件。他們的特點如下
所以藍(lán)牙4.0是集成了傳統(tǒng)藍(lán)牙和低功耗藍(lán)牙兩個標(biāo)準(zhǔn)的，并不只是低功耗藍(lán)牙
藍(lán)牙4.0支持兩種部署方式： 雙模式 和 單模式 ，雙模同時支持經(jīng)典藍(lán)牙和低功耗藍(lán)牙，而單模則只支持其中一種。
二者更多細(xì)節(jié)詳見： 傳統(tǒng)藍(lán)牙和低功耗藍(lán)牙的區(qū)別
iOS中藍(lán)牙相關(guān)功能都封裝進(jìn)了 CoreBluetooth 類中,其中有幾個常見的參數(shù)和概念
具體API參考 CoreBluetooth藍(lán)牙開發(fā)
保存到數(shù)組中的設(shè)備可通過 UUID 來進(jìn)行區(qū)分。從 iOS7之后蘋果不提供外設(shè)的mac地址，外設(shè)的唯一標(biāo)識換成了由mac封裝加密后的UUID，需要注意的是不同的手機獲取同一個外設(shè)的UUID是不同的，所以在不同手機之間UUID不是唯一的，但在本機上可以作為唯一標(biāo)識(特殊情況手機刷機后也會改變UUID)。
如何獲取Mac地址
一般使用場景是根據(jù)Mac地址區(qū)分某個外設(shè)
注意點：
寫入數(shù)據(jù)時可能會遇到需要分包發(fā)送的情況，我們可以通過下面的API或許當(dāng)前特征支持的最大的單條寫入長度
maxLength 一般取決于藍(lán)牙模塊內(nèi)部接收 緩沖區(qū) 的大小，很多硬件設(shè)備這個緩沖區(qū)的大小是 20 字節(jié), 這個大小也和特征的寫入權(quán)限有關(guān)，像具有寫入權(quán)限 withResponse 類的特征其大小一般為 512 字節(jié)，當(dāng)然這些都是取決于設(shè)備測的設(shè)置；
當(dāng)我們單次發(fā)送的數(shù)據(jù)字節(jié)長度大于 maxLength 時，我們就需要采用分包的方式來發(fā)送數(shù)據(jù)了,
分包發(fā)送的邏輯類似于下面
這邊延時主要是設(shè)備側(cè)的接收模塊接收數(shù)據(jù)以及處理能力有限
外圍設(shè)備測和中心設(shè)備(大部分情況下是手機)保持藍(lán)牙連接的狀態(tài)下，如果長時間不產(chǎn)生交互，藍(lán)牙就會斷開，所以為了保持兩者持續(xù)的連接狀態(tài)，需要做保活處理，也就是需要持續(xù)的發(fā)送心跳包(watchdog)。相應(yīng)的處理是使用一個定時器定時向設(shè)備側(cè)發(fā)送符合設(shè)備協(xié)議格式的心跳包。
斷開連接很簡單，只需要調(diào)用 [self.centralManager cancelPeripheralConnection:peripheral] 傳入需要斷開連接的設(shè)備對象就行了。斷開連接時會自動調(diào)用 centralManager:didDisconnectPeripheral:error: 代理方法。
按照之前的慣例，當(dāng)error為nil時表示斷開成功，error不為nil時斷開失敗。這種理解是錯誤的。
當(dāng)你調(diào)用 cancelPeripheralConnection: 方法（主動斷開）斷開連接時error為nil ; 沒有調(diào)用這個方法（異常斷開）而斷開時error返回的是異常斷開的原因。也可以理解為主動調(diào)用斷開連接方法一定會斷開
接下來就是斷開重連的問題了，對藍(lán)牙功能進(jìn)行封裝時肯定少不了斷開重連。首先斷開時可通過上面的代理方法的error是否為nil判斷是否是異常斷開，一般情況下異常斷開時是需要重連的
原因就是當(dāng)設(shè)備斷開連接后 peripheral.services 為nil了，當(dāng)然 service.characteristics 也是nil，所以需要在斷開連接時把保存這個設(shè)備對應(yīng)的服務(wù)和特征全部清除，然后在連接成功時重新過一遍發(fā)現(xiàn)服務(wù)和發(fā)現(xiàn)特征的流程就好了。
iOS7 開始，Apple加入了Beacon圍欄檢測的API, ( iBeacon-維基百科 ), 其工作方式是，配備有低功耗藍(lán)牙（BLE）通信功能的設(shè)備使用 BLE 技術(shù)向周圍發(fā)送自己特有的 ID，接收到該 ID 的應(yīng)用軟件會根據(jù)該 ID 采取一些行動。比如，在店鋪里設(shè)置 iBeacon 通信模塊的話，便可讓 iPhone 和 iPad 上運行一資訊告知服務(wù)器，或者由服務(wù)器向顧客發(fā)送折扣券及進(jìn)店積分, 或者公司的手機打卡，只要手機靠近打卡器一定范圍，手機測就向打開器發(fā)送打卡信息，從而自動打卡。這種場景還有很多。 其中一個最重要的功能就是App的喚醒功能(殺死后也能喚醒)
舉一個我們的例子，我們的產(chǎn)品業(yè)務(wù)場景就是在進(jìn)入車輛以后，需要使用藍(lán)牙連接我們的后裝車載設(shè)備以采集車輛信息和駕駛行為行程等，這里有一個問題就是在App被殺死的情況下如何喚醒App, 因為不可能要求用戶每次都主動去打開App，這樣體驗太差。我們的做法是通過iBeacon，當(dāng)我們的車輛點火以后，設(shè)備測通電，發(fā)出 iBeacon廣播 ，App實現(xiàn)監(jiān)聽iBeacon相關(guān)功能后就可以喚醒我們App，然后在相應(yīng)的回調(diào)的處理一些事情，比如通過藍(lán)牙連接設(shè)備。這里的前提條件是我們的硬件設(shè)備測包含iBeacon模塊，具有iBeacon功能，而且對iBeacon的廣播頻率也有一定的要求，長了可能喚醒的功能會不穩(wěn)定，官方建議的好像是100ms，頻率超高越耗電，但可以讓手機或其它監(jiān)聽設(shè)備越快地發(fā)現(xiàn)iBeacon。標(biāo)準(zhǔn)的BLE廣播距離是100m，這使Beacon在室內(nèi)位置跟蹤場景下的效果更理想。
關(guān)于iBeacon更多的使用及介紹請參考
蘋果核 - iOS端近場圍欄檢測（一） ——iBeacon
iBeacon技術(shù)初探
一、相關(guān)介紹
CoreBluetooth專門用于與BLE設(shè)備通訊。并且現(xiàn)在很多藍(lán)牙設(shè)備都支持4.0,4.0以其低功耗著稱，所以一般也叫BLE(Bluetooth low energy)，所以也是在iOS比較推薦的一種開發(fā)方法。
Central（中心設(shè)備）；
Peripheral（外圍設(shè)備）；
advertising（廣告）；
Services（服務(wù)）；
Characteristic（特征）
CoreBluetooth介紹
在CoreBluetooth中有兩個主要的部分,Central和Peripheral，CBPeripheralManager 作為外圍設(shè)備。CBCentralManager作為中心設(shè)備。所有可用的iOS設(shè)備可以作為外圍（Peripheral）也可以作為中央（Central），但不可以同時既是周邊也是中央。
外圍設(shè)備（Peripheral）設(shè)備是廣播設(shè)備的數(shù)據(jù)，中央設(shè)備（Central）是管理并且使用這些數(shù)據(jù)的設(shè)備。
也就是說外圍（Peripheral）向周圍發(fā)送廣播，告訴周圍的中央設(shè)備（Central）它（周邊（Peripheral）這里有數(shù)據(jù)，并且說明了能提供的服務(wù)和特征值（連接之后才能獲取），
其實藍(lán)牙傳值相當(dāng)于網(wǎng)絡(luò)接口，硬件的service的UUID加上characteristic的UUID，
打一個比喻：service的UUID相當(dāng)于主地址，characteristic的UUID相當(dāng)于短鏈接，短鏈接必須是主地址的分支，拼在一起的是接口，你和硬件設(shè)定的藍(lán)牙傳輸格式類似于json，雙方可識別的數(shù)據(jù)，因為藍(lán)牙只能支持16進(jìn)制，而且每次傳輸只能20個字節(jié)，所以要把信息流轉(zhuǎn)成雙方可識別的16進(jìn)制。
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二、中心設(shè)備CBCentralManager
CBCentralManager是管理中心設(shè)備的管理類，其中重要方法如下：
其中state是一個枚舉，有關(guān)藍(lán)牙是否可用的狀態(tài)如下：
下面這些方法用于初始化管理中心：
三、外設(shè)CBPeripheralManager
從上面我們知道，中心設(shè)備是用來掃描周圍的外設(shè)，兩臺設(shè)備的通訊中，必須有一個充當(dāng)中心設(shè)備，一個充當(dāng)外設(shè)，外設(shè)是由CBPeripheralManager進(jìn)行管理，主要方法如下：
四、中心設(shè)備與外設(shè)對象CBCentral與CBPeripheral
上面介紹了中心設(shè)備管理類與外設(shè)管理類，這些類用于將設(shè)備連接建立起來，器具的數(shù)據(jù)交換的服務(wù)和一些信息則是在對應(yīng)的設(shè)備對象中。
五、服務(wù)對象CBService
服務(wù)對象是用來管理外設(shè)提供的一些數(shù)據(jù)服務(wù)的，其中屬性如下：
六、服務(wù)的特征值CBCharacteristic
通過綁定服務(wù)中的特征值來進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫操作，其中屬性如下：
七、讀寫請求對象CBATTRequest
服務(wù)對象是外設(shè)向中心設(shè)備提供的相關(guān)數(shù)據(jù)服務(wù)，獲取到相應(yīng)服務(wù)后，中心設(shè)備可以進(jìn)行讀寫請求，讀寫對象屬性如下：
八、開發(fā)流程
1. 新建Central Manager實例并進(jìn)行監(jiān)聽藍(lán)牙設(shè)備狀態(tài)
2. 開始搜索外圍設(shè)備，通過delegate獲得數(shù)據(jù)
3. 連接外圍設(shè)備，delegate通知連接結(jié)果
4. 獲得外圍設(shè)備的服務(wù)，delegate獲得結(jié)果
5. 獲得服務(wù)的特征，delegate獲得結(jié)果
6. 根據(jù)服務(wù)和特征給外圍設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)
7. 根據(jù)delegate回調(diào)，從外圍設(shè)備讀數(shù)據(jù)
重慶分公司
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