使用Core Bluetooth构建iOS蓝牙应用

# 1. 简介

## 1.1 什么是Core Bluetooth

Core Bluetooth是苹果提供的一个框架，用于在iOS设备上开发蓝牙应用。它为开发者提供了一种简单而高效的方式来实现与蓝牙设备的通信。

Core Bluetooth框架为iOS设备提供了两种角色：Central（中央）和Peripheral（外围）。Central负责主动发起连接请求并处理数据的收发，而Peripheral则被动地接受连接并提供数据给Central。

## 1.2 iOS蓝牙应用的需求和应用场景

iOS蓝牙应用在各个领域都有广泛的应用场景，例如：

- 无线音频设备：使用蓝牙耳机或音箱与iOS设备进行无线连接，实现音频播放和通话功能。
- 智能家居：通过蓝牙连接iOS设备和智能家居设备，实现远程智能控制，如灯光、空调、窗帘等的控制。
- 健康与医疗设备：使用蓝牙连接iOS设备与健康监测设备或医疗设备，实时监测身体健康状况并记录数据。
- 蓝牙支付：通过蓝牙连接iOS设备与支付终端设备，实现无线支付功能。

对于iOS蓝牙应用的开发，我们需要了解一些基础知识和使用Core Bluetooth框架的相关技术。接下来，我们将介绍iOS蓝牙的基础知识。

# 2. iOS蓝牙基础知识

蓝牙技术在无线通信领域扮演着至关重要的角色，它可以方便地实现设备之间的短距离通信。在iOS平台上，使用Core Bluetooth框架可以轻松地构建蓝牙应用程序。在深入了解如何使用Core Bluetooth构建iOS蓝牙应用之前，我们有必要了解一些iOS蓝牙的基础知识。

### 2.1 蓝牙技术的概览

蓝牙技术是一种无线通信技术，它允许设备在短距离内相互通信，典型的通信范围在10米左右。蓝牙技术被广泛应用于各种设备，包括耳机、音箱、智能手表、健康追踪器等。在iOS设备上，蓝牙技术可以用于与其他iOS设备或外部蓝牙设备进行通信。

### 2.2 BLE和Classic Bluetooth的区别

在蓝牙领域，有两种主要类型的蓝牙技术：BLE（低功耗蓝牙）和Classic Bluetooth。BLE主要用于对功耗要求较高的设备，比如智能手环、传感器等；而Classic Bluetooth主要用于传输大量数据的设备，比如音频设备、键盘鼠标等。在iOS平台上，Core Bluetooth框架主要用于BLE设备的通信。

### 2.3 iOS设备的蓝牙支持

iOS设备通常都内置了蓝牙芯片，并且支持蓝牙通信。开发者可以利用iOS提供的Core Bluetooth框架来实现蓝牙设备的扫描、连接和数据交换等功能。由于苹果公司一直在改进和优化蓝牙技术，因此开发者可以放心地构建稳定、高效的iOS蓝牙应用。

通过本章节内容，读者对iOS蓝牙的基础知识有了一定的了解，接下来我们将深入了解如何使用Core Bluetooth构建iOS蓝牙应用的具体步骤。

# 3. 构建蓝牙应用前的准备工作

在开始构建iOS蓝牙应用之前，有一些准备工作是必不可少的。这些准备工作包括设置App的蓝牙权限、获取设备的蓝牙授权状态以及定义蓝牙设备的服务和特征。

#### 3.1 设置App的蓝牙权限

在iOS应用中使用蓝牙功能之前，需要在Info.plist文件中声明使用蓝牙的权限。具体的步骤如下：

<key>NSBluetoothPeripheralUsageDescription</key>
<string>使用蓝牙功能以连接到外部设备</string>

在上述代码中，NSBluetoothPeripheralUsageDescription键用于描述App请求使用蓝牙的目的。用户在首次启动App并尝试使用蓝牙功能时，系统将显示这个描述，用户可以选择允许或拒绝。

#### 3.2 获取设备的蓝牙授权状态

在代码中，可以通过CBCentralManager来获取设备的蓝牙授权状态。授权状态包括未确定、受限制、拒绝和已授权四种状态。以下是一个获取蓝牙授权状态的示例代码：

import CoreBluetooth

let centralManager = CBCentralManager()

switch centralManager.authorization {
case .allowedAlways:
    print("蓝牙权限已被授权")
case .restricted:
    print("蓝牙权限受到限制")
case .denied:
    print("蓝牙权限被拒绝")
default:
    print("蓝牙权限是未确定状态")
}

#### 3.3 定义蓝牙设备的服务和特征

在构建蓝牙应用时，需要先定义蓝牙设备的服务和特征。服务和特征是蓝牙通信的基本单元，可以理解为设备提供的功能和数据。下面是一个示例代码，演示了如何定义一个简单的蓝牙服务和特征：

import CoreBluetooth

// 定义蓝牙服务的UUID
let serviceUUID = CBUUID(string: "12345678-1234-5678-1234-567812345678")

// 定义蓝牙特征的UUID
let characteristicUUID = CBUUID(string: "87654321-4321-8765-4321-876543218765")

// 创建蓝牙服务
let service = CBMutableService(type: serviceUUID, primary: true)

// 创建蓝牙特征
let properties: CBCharacteristicProperties = [.read, .write]
let permissions: CBAttributePermissions = [.readable, .writeable]
let characteristic = CBMutableCharacteristic(type: characteristicUUID, properties: properties, value: nil, permissions: permissions)

// 将特征添加到服务中
service.characteristics = [characteristic]

// 将服务添加到外设中
peripheralManager.add(service)

通过以上示例，我们可以清晰地了解到在构建蓝牙应用前的准备工作包括设置App的蓝牙权限、获取设备的蓝牙授权状态以及定义蓝牙设备的服务和特征。这些准备工作为后续的蓝牙通信打下了基础。

这一部分内容是构建蓝牙应用的前期准备，它为后续的蓝牙通信奠定了基础。接下来，我们将深入探讨Central模式下和Peripheral模式下的蓝牙通信。

# 4. Central模式下的蓝牙通信

在iOS蓝牙应用中，Central模式指的是设备作为中心来扫描、连接和与外部蓝牙设备进行通信。在这种模式下，我们需要关注以下几个关键步骤来实现蓝牙通信。

#### 4.1 扫描和发现蓝牙设备

在Central模式下，我们首先需要扫描周围的蓝牙设备，并发现它们的服务和特征。下面是一个示例代码，演示如何使用Core Bluetooth框架进行蓝牙设备的扫描：

import CoreBluetooth

class BluetoothManager: NSObject, CBCentralManagerDelegate {
    private var centralManager: CBCentralManager!

    override init() {
        super.init()
        centralManager = CBCentralManager(delegate: self, queue: nil)
    }
    func centralManagerDidUpdateStat