iOS蓝牙BLE4.0高级特性与技巧

# 第一章：蓝牙技术简介
1.1 蓝牙技术发展历程
1.2 BLE4.0与传统蓝牙的区别

本章将介绍蓝牙技术的发展历程，以及BLE4.0与传统蓝牙的区别。
## 2. 第二章：iOS蓝牙开发概述
2.1 iOS中的蓝牙开发框架
2.2 BLE4.0在iOS中的应用场景
### 第三章：BLE4.0核心概念解析

在本章中，我们将深入了解BLE4.0的核心概念，包括GATT协议、广播和扫描机制等。

#### 3.1 BLE4.0的GATT协议

GATT（Generic Attribute Profile）是BLE4.0中定义的一种协议，用于在BLE设备之间进行数据交换。它基于层次结构组织，由服务器和客户端构成。服务器提供数据，并将其打包成属性（Attribute），客户端则对这些属性进行读写操作。

GATT协议中的核心概念有：

- 服务（Service）：服务包含一个或多个相关的属性，用于提供特定的功能。每个服务都有一个唯一的UUID来标识。

- 特征值（Characteristic）：特征值是服务的基本单位，用于描述服务的某个特性。每个特征值也有一个唯一的UUID。特征值可以包含多个属性，如读（Read）、写（Write）、通知（Notify）等。

- 描述符（Descriptor）：描述符用于对特征值进行进一步描述和设置。例如，可以使用描述符来指定特征值的单位、范围、权限等。

#### 3.2 BLE4.0的广播和扫描机制

BLE4.0使用广播（Advertising）和扫描（Scanning）机制来实现设备之间的发现和连接。

- 广播：设备通过定期发送广播包（Advertising Packet）来宣告自己的存在。广播包包含设备的唯一标识符（如MAC地址）、支持的服务列表等。其他设备可以通过监听广播信道来获取这些信息。

- 扫描：设备通过扫描其他设备发出的广播包来查找附近的蓝牙设备。当设备收到广播包时，可以进一步操作，如连接、获取设备信息等。

BLE4.0的广播和扫描机制使设备间的连接更加快速和高效，适用于对能耗要求较低的场景，如智能家居、健康监测等。

### 4. 第四章：与BLE4.0设备的通信

在iOS开发中与BLE4.0设备的通信是很常见的需求，本章将介绍如何建立与BLE4.0设备的连接、进行数据传输与特征值的读写操作以及BLE4.0设备的管理与维护。

#### 4.1 建立与BLE4.0设备的连接

建立与BLE4.0设备的连接是使用蓝牙技术的基础操作之一。在iOS中，可以使用CoreBluetooth框架来实现与BLE4.0设备的连接。

下面是一个简单的示例代码，演示了如何建立与BLE4.0设备的连接：

import CoreBluetooth

class BluetoothManager: NSObject, CBCentralManagerDelegate {
    private var centralManager: CBCentralManager!
    private var peripheral: CBPeripheral!
    
    override init() {
        super.init()
        
        centralManager = CBCentralManager(delegate: self, queue: nil)
    }
    
    // CBCentralManagerDelegate方法：蓝牙状态发生改变
    func centralManagerDidUpdateState(_ central: CBCentralManager) {
        if central.state == .poweredOn {
            // 扫描附近的BLE4.0设备
            centralManager.scanForPeripherals(withServices: nil, options: nil)
        }
    }
    
    // CBCentralManagerDelegate方法：发现BLE4.0设备
    func centralManager(_ central: CBCentralManager, didDiscover peripheral: CBPeripheral, advertisementData: [String : Any], rssi RSSI: NSNumber) {
        // 根据设备的名称或其他信息来过滤设备
        if peripheral.name == "My BLE Device" {
            self.peripheral = peripheral
            
            // 停止扫描设备
            centralManager.stopScan()
            
            // 建立与设备的连接
            centralManager.connect(peripheral, options: nil)
        }
    }
    
    // CBCentralManagerDelegate方法：与BLE4.0设备连接成功
    func centralManager(_ central: CBCentralManager, didConnect peripheral: CBPeripheral) {
        // 连接成功后，可以开始进行数据传输等操作
    }
}

以上代码中，我们创建了一个`BluetoothManager`类，其中使用`CBCentralManager`来进行蓝牙操作。在初始化方法中，创建了一个`CBCentralManager`实例，并指定当前类为其委托（delegate）。在委托方法`centralManagerDidUpdateState`中，当蓝牙状态变为`poweredOn`时，开始扫描附近的BLE4.0设备。在委托方法`centralManager:didDiscover:advertisementData:rssi:`中，可以获取到扫描到的BLE4.0设备列表，根据设备的名称或其他信息来过滤设备，然后停止扫描并建立与设备的连接。

#### 4.2 数据传输与特征值的读写操作

建立与BLE4.0设备的连接后，可以进行数据传输与特征值的读写操作。在iOS中，使用`CBPeripheral`来进行这些操作。

下面是一个示例代码，演示了如何进行特征值的读写操作：

// 在centralManager:didConnect:委托方法中调用
func centralManager(_ central: CBCentralManager, didConnect peripheral: CBPeripheral) {
    // 设置外设的委托
    peripheral.delegate = self
    
    // 扫描外设的服务
    peripheral.discoverServices(nil)
}

// CBPeripheralDelegate方法：发现外设的服务
func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral, didDiscoverServices error: Error?) {
    if let services = peripheral.services {
        for service in services {
            // 根据服务的UUID来过滤服务
            if service.uuid == CBUUID(string: "FFE0") {
                // 扫描服务的特征值
                peripheral.discoverCharacteristics(nil, for: service)
            }
        }
    }
}

// CBPeripheralDelegate方法：发现服务的特征值
func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral, didDiscoverCharacteristicsFor service: CBService, error: Error?) {
    if let characteristics = service.characteristics {
        for characteristic in characteristics {
            // 根据特征值的UUID来过滤特征值
            if characteristic.uuid == CBUUID(string: "FFE1") {
                // 读取特征值的值
                peripheral.readValue(for: characteristic)
                
                // 写入特征值的值
                let data = "Hello, BLE4.0".data(using: .utf8)
                peripheral.w