iOS蓝牙BLE4.0数据的读与写

# 引言

## 1.1 介绍iOS蓝牙BLE4.0

蓝牙低能耗（Bluetooth Low Energy，简称BLE）是一种低功耗蓝牙技术，适用于需要长时间运行的设备，如传感器、健康设备和智能家居设备。iOS蓝牙BLE4.0指的是在iOS设备上使用BLE4.0技术进行数据传输和通信。

## 1.2 重要性和应用场景

随着物联网的发展，BLE4.0技术在iOS设备上的应用场景日益增多。它被广泛应用于健康追踪设备、智能家居、室内定位系统等领域。在iOS开发中，掌握BLE4.0数据的读与写技术对于开发与物联网设备交互的应用至关重要。
## 2. iOS蓝牙BLE4.0基础知识

本章将介绍iOS蓝牙BLE4.0的基础知识，包括BLE4.0协议和技术、BLE4.0设备和特征以及iOS系统对BLE4.0的支持。

### 2.1 BLE4.0协议和技术

BLE4.0（蓝牙低能耗，Bluetooth Low Energy）是蓝牙技术的一种低功耗通信协议，旨在提供低功耗和长时间待机的通信解决方案。它适用于与智能设备连接、数据传输和交互的场景，如智能手表、智能健康设备、智能家居等。

BLE4.0基于CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）技术，采用2.4GHz ISM（Industrial, Scientific, Medical）频段进行无线通信。它使用了GFSK（Gaussian Frequency Shift Keying）调制和频率分频多址(Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS)技术，以提高通信的抗干扰能力。

### 2.2 BLE4.0设备和特征

在BLE4.0中，设备被划分为广播器（Peripheral）和中心设备（Central）。广播器负责向周围的中心设备广播自身的信息，而中心设备负责扫描和连接广播器，并与之进行数据交互。

BLE4.0中每个设备都有一个唯一的标识符，称为设备UUID（Universally Unique Identifier）。设备UUID用于在扫描时识别设备并与之建立连接。

BLE4.0中的数据交互是通过特征（Characteristic）进行的。特征是一种具有特定属性的数据集合，可以包含传感器数据、控制指令等。每个特征都有一个唯一的特征UUID，用于标识特征。

### 2.3 iOS系统对BLE4.0的支持

iOS系统从版本5开始，开始支持BLE4.0技术。通过CoreBluetooth框架，开发者可以实现iOS设备与BLE4.0设备的交互。

CoreBluetooth框架提供了许多类和方法，用于设备的发现、连接和数据交互。开发者可以使用CBCentralManager类来扫描并连接BLE4.0设备，使用CBPeripheral类来表示连接的设备，以及使用CBCharacteristic类来进行数据交互。

iOS系统还提供了蓝牙权限的管理和回调机制，开发者需要在应用中请求用户授权，并实现相关的委托方法来处理蓝牙连接状态变化和数据交互事件。

### 3. 数据读取和写入的基本原理

数据的读取和写入是使用蓝牙BLE4.0进行数据交互的基本操作。在iOS开发中，通过CoreBluetooth框架提供的API来实现数据的读取和写入。

#### 3.1 数据读取的流程和步骤

数据读取的流程如下所示：

1. 扫描周围设备，发现目标设备并获取设备信息。
2. 连接目标设备。
3. 找到目标设备的特定服务和特征。
4. 根据特征的属性进行数据读取操作。
5. 解析读取到的数据并进行相应的处理。

下面是一个数据读取的示例代码（Swift）：

import CoreBluetooth

class ViewController: UIViewController, CBCentralManagerDelegate, CBPeripheralDelegate {

    var centralManager: CBCentralManager!
    var peripheral: CBPeripheral!

    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()

        centralManager = CBCentralManager(delegate: self, queue: nil)
    }

    // 扫描到设备
    func centralManager(_ central: CBCentralManager, didDiscover peripheral: CBPeripheral, advertisementData: [String : Any], rssi RSSI: NSNumber) {
        // 根据设备名称或其他标识判断是否为目标设备
        if peripheral.name == "MyDevice" {
            self.peripheral = peripheral
            central.connect(peripheral, options: nil)
        }
    }

    // 连接设备成功
    func centralManager(_ central: CBCentralManager, didConnect peripheral: CBPeripheral) {
        peripheral.delegate = self
        peripheral.discoverServices(nil)
    }

    // 发现设备的服务
    func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral, didDiscoverServices error: Error?) {
        guard let services = peripheral.services else { return }

        for service in services {
            // 根据服务的UUID判断是否为目标服务
            if service.uuid == CBUUID(string: "0000AAAA-0000-1000-8000-00805F9B34FB") {
                peripheral.discoverCharacteristics(nil, for: service)
            }
        }
    }

    // 发现特征
    func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral, didDiscoverCharacteristicsFor service: CBService, error: Error?) {
        guard let characteristics = service.characteristics else { return }

        for characteristic in characteristics {
            // 根据特征的UUID判断是否为目标特征
            if characteristic.uuid == CBUUID(string: "0000BBBB-0000-1000-8000-00805F9B34FB") {
                peripheral.readValue(for: characteristic)
            }
        }
    }

    // 读取特征值
    func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral, didUpdateValueFor characteristic: CBCharacteristic, erro