IOS CoreBluetooth系列一:理論

前言:本文主要對iOS藍牙4.0編程的一些術語和概念,具體的大家可以看Core Bluetooth Programming Guide

核心藍牙概述

Core Bluetooth 框架使你的 Mac/iOS app 能夠與低功耗藍牙設備進行通訊。例如,你的app能夠搜尋,探索低功耗藍牙設備,並與之互動,如心率監聽器,數字恆溫器,甚至能夠與其它iOS設備進行交互。

該框架基於BLE4.0規範,直接適用於藍牙低功率設備的使用。也就是說,該框架隱藏了很多開發規範的底層實現細節,使您更容易開發出與藍牙低功耗設備進行交互的app。因爲該說明中涉及到藍牙框架的一些概念和術語在本說明中已經被廣泛採用,本文將向你介紹這個 Core Bluetooth 框架中的一些關鍵術語和概念。

Central 和 Peripheral 在藍牙交互中的角色

所有涉及藍牙低功耗的交互中有兩個主要的角色:中心Central和外圍設備Perpheral。根據一些傳統的客戶端-服務端結構,Peripheral通常具有其他設備所需要的數據,而Central通常通過使用Perpheral的信息來實現一些特定的功能。如下圖所示,例如,一個心率監聽器可能含有一些有用的信息,你的 Mac/iOS app 可能需要以用戶友好的方式顯示用戶的心率。


Central 發現並連接廣播中的 Peripheral

Peripheral向外廣播一些廣告包形式的數據,廣告包是一個相對較小的束,可能包含Peripheral提供的有用信息資料,如外設的名稱和主要功能。例如,一個數字恆溫器可以廣告包含其中的一個房間的即時溫度。在低功耗藍牙中,廣播是Peripheral被獲知的主要方式。

從另一方面說,Central可以掃描和監聽任何對廣播內容感興趣的Peripheral。如下圖,Central可以請求連接任何已對外廣播內容的Peripheral


數據在 Peripheral 中如何構成

連接到Peripheral的目的是爲了對它所提供的數據進行探索和交互。在此之前,理解數據在Peripheral中是怎樣構成的將會對我們有所幫助。

Peripheral包含一個或者多個Service以及有關其連接信號強度的有用信息。Service是指實現一個函數或者功能的設備(或者設備的一部分)的數據採集和相關行爲的集合。例如,一個心率監聽器的Service可能包含從監聽心率傳感器採集的心率數據。

Service本身由Characteristic或者其他被包含的Service所組成。Characteristic提供了更多有關PeripheralService中的詳細內容。例如,剛纔描述的心率service中可以包含一個用來描述該設備的心率傳感器所記錄身體位置的characteristic或者包含發送測量心率數據的Characteristic。如下圖,表示了一個心率監聽器可能包含的ServiceCharacteristic



Central 在 Peripheral 上的數據探索及交互

Central成功與Peripheral建立連接後,就能發現到Peripheral提供的所有的ServiceCharacteristic。(廣播數據可能只包含一部分可見的Service)

Central可以通過讀取或者寫入ServiceCharacteristicvaluePeripheral進行交互。例如,你的 app 可能從數字恆溫器上請求當前的室內溫度,或者爲恆溫器提供一個數值以設置室內溫度。

Central,Peripherals 以及 Peripheral數據如何表示

有關低功耗藍牙交互中的主要角色和數據在Core Bluetooth中以簡單明瞭的方式表示。

Central 端的對象

當你使用本地Central和遠程Peripheral進行交互,您將在低功耗藍牙Central側執行操作。除非你是建立一個本地Peripheral設備,並使它由一個Central端請求響應,大多數的藍牙交互由Central端完成。

本地 Central 和遠程 Peripheral

Central端,本地Central設備表示爲CBCentralManager。這些對象用來管理髮現或連接遠程Peripheral設備(表示爲CBPeripheral),包括掃描,發現和連接廣播中的Peripheral。如下圖所示:



遠程 Peripheral 數據表示爲 CBService 和CBCharacteristic

當你與遠程Peripheral(表示爲CBPeripheral)進行數據交互時,你將處理它的ServiceCharacteristic。在Core Bluetooth框架中,遠程PeripheralService表示爲CBService。相類似的,遠程PeripheralServiceCharacteritic表示爲CBCharacteristic。如下圖所示:


Peripheral 端的對象

OS X v10.9和iOS6以上的Mac/iOS設備能夠可以設置成低功耗藍牙的Peripheral,爲其他Mac/iPhone/iPad 傳輸數據。當你設置好你的設備使其能夠實現Peripheral的角色,你就可以完成低功耗藍牙交互的Peripheral端功能。

本地 Peripheral 和遠程 Central

Peripheral端,一個Peripheral設備表示爲CBPeripheralManager
。該對象用於管理那些包含本地Peripheral設備的ServiceCharacteristic數據的Service,通過廣播這些服務的方式發佈到遠程Central設備(表示爲CBCentral)。Peripheral manager對象同樣可以響應遠程Central的讀取和寫入請求。如下圖所示:



本地 Peripheral 數據表示爲 CBMutableService 和 CBMutableCharacteristic

當你設置好和本地Peripheral(表示爲CBPeripheralManager)數據交互,就可以處理ServiceCharacteristic的可變版本。在Core Bluetooth框架中,本地PeripheralService表示爲CBMutableService。同樣地,本地PeripheralServiceCharacteristic表示爲CBMutableCharacteristic。如下圖所示:





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