蓝牙

在 iOS 开发中，Bluetooth（蓝牙）功能主要通过 CoreBluetooth 框架实现。CoreBluetooth 是 iOS 自带的蓝牙通信框架，常用于 BLE（Bluetooth Low Energy）设备的通信。以下是对 iOS Bluetooth 开发的详细讲解，包括基础概念、开发流程以及常见问题。

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一、基础概念

1. BLE（蓝牙低功耗）

• BLE 是蓝牙的一种协议，专注于低功耗设备间的数据通信。
• BLE 的工作模式主要有两种：
  • Central（中心设备）： 负责扫描和连接外围设备。
  • Peripheral（外围设备）： 负责广播数据，供中心设备发现和连接。

2. CoreBluetooth 框架

CoreBluetooth 是 iOS 提供的蓝牙框架，支持 BLE 功能。它主要包括以下核心类：

• CBCentralManager: 用于管理中心设备，扫描和连接外围设备。
• CBPeripheral: 表示连接的外围设备，负责与设备进行通信。
• CBService: 外围设备提供的服务（功能集合）。
• CBCharacteristic: 服务中的特性，表示具体的数据或操作的接口。

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二、开发流程

1. 初始化蓝牙中心设备（Central）

中心设备负责扫描和连接蓝牙外围设备。

SWIFT

 

import CoreBluetooth class BluetoothManager: NSObject, CBCentralManagerDelegate { var centralManager: CBCentralManager! override init() { super.init() // 初始化蓝牙中心管理器 centralManager = CBCentralManager(delegate: self, queue: nil) } // 检查蓝牙状态 func centralManagerDidUpdateState(_ central: CBCentralManager) { switch central.state { case .poweredOn: print("蓝牙已开启，可以开始扫描设备") case .poweredOff: print("蓝牙未开启，请打开蓝牙") case .unsupported: print("设备不支持蓝牙功能") default: print("蓝牙状态未知") } } }

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2. 扫描外围设备

使用 CBCentralManager 的 scanForPeripherals 方法扫描附近的 BLE 设备。

SWIFT

 

// 开始扫描设备 func startScanning() { centralManager.scanForPeripherals(withServices: nil, options: nil) } // 发现设备时的回调 func centralManager(_ central: CBCentralManager, didDiscover peripheral: CBPeripheral, advertisementData: [String : Any], rssi RSSI: NSNumber) { print("发现设备: \(peripheral.name ?? "未知设备")") // 停止扫描并连接设备 centralManager.stopScan() centralManager.connect(peripheral, options: nil) }

3. 连接外围设备

当扫描到设备后，可以使用 connect 方法连接设备。

SWIFT

 

var connectedPeripheral: CBPeripheral? // 连接设备成功的回调 func centralManager(_ central: CBCentralManager, didConnect peripheral: CBPeripheral) { print("成功连接设备 \(peripheral.name ?? "未知设备")") connectedPeripheral = peripheral peripheral.delegate = self // 扫描设备的服务 peripheral.discoverServices(nil) } // 连接失败的回调 func centralManager(_ central: CBCentralManager, didFailToConnect peripheral: CBPeripheral, error: Error?) { print("连接设备失败: \(error?.localizedDescription ?? "未知错误")") }

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4. 发现服务和特性

外围设备通过服务和特性提供功能，连接后可以扫描服务和特性以获取具体数据。

SWIFT

 

// 发现服务的回调 func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral, didDiscoverServices error: Error?) { if let error = error { print("扫描服务失败: \(error.localizedDescription)") return } // 遍历所有服务 for service in peripheral.services ?? [] { print("发现服务: \(service.uuid)") // 扫描服务的特性 peripheral.discoverCharacteristics(nil, for: service) } } // 发现特性的回调 func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral, didDiscoverCharacteristicsFor service: CBService, error: Error?) { if let error = error { print("扫描特性失败: \(error.localizedDescription)") return } for characteristic in service.characteristics ?? [] { print("发现特性: \(characteristic.uuid)") // 读取特性数据 peripheral.readValue(for: characteristic) } }

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5. 与特性交互

特性是服务的具体功能接口，可以通过特性读取数据或写入数据。

SWIFT

 

// 读取特性数据的回调 func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral, didUpdateValueFor characteristic: CBCharacteristic, error: Error?) { if let error = error { print("读取特性数据失败: \(error.localizedDescription)") return } if let value = characteristic.value { print("特性数据: \(value)") } } // 写入数据到特性 func writeData(to characteristic: CBCharacteristic, data: Data) { connectedPeripheral?.writeValue(data, for: characteristic, type: .withResponse) }

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三、常见问题及解决方案

1. 蓝牙权限问题

在 iOS 13+，必须在 Info.plist 文件中声明蓝牙使用权限：

XML

 

<key>NSBluetoothAlwaysUsageDescription</key> <string>需要访问蓝牙以连接设备</string>

如果不声明权限，应用可能无法正常扫描设备。

2. 蓝牙状态检查

确保蓝牙状态为 .poweredOn 才能开始扫描设备，否则可能会报错。

SWIFT

 

if centralManager.state != .poweredOn { print("蓝牙未开启，无法扫描设备") }

3. 特性交互失败

特性必须支持操作（如 read 或 write），才能与其交互。

SWIFT

 

if characteristic.properties.contains(.read) { peripheral.readValue(for: characteristic) } else { print("该特性不支持读取操作") }

4. 连接断开

设备可能会意外断开连接，需要处理断开事件并尝试重新连接。

SWIFT

 

func centralManager(_ central: CBCentralManager, didDisconnectPeripheral peripheral: CBPeripheral, error: Error?) { print("设备断开连接: \(error?.localizedDescription ?? "未知原因")") // 尝试重新连接 centralManager.connect(peripheral, options: nil) }

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四、最佳实践

1. 优化扫描方式：
   • 使用 withServices 参数指定需要扫描的设备服务 UUID，减少扫描范围。
2. 高性能写入特性：
   • 使用 .withoutResponse 写入特性数据时，可提高写入性能，但需确保设备支持无响应写入。
3. 维护连接状态：
   • 监控设备的连接状态，并在断开时及时重连。
4. 安全性：
   • 使用加密特性或设备认证机制保护蓝牙通信数据。