目前APP同硬件模块通信的方式主要有几种模式: 蓝牙连接模式、WiFi 连接模式(Socket 或 HTTP server)、DLNA 音视频共享 (iOS端还可使用AirPlay)。最近 点个赞科技项目中测试了 A PP与外设 通 过 蓝牙方式 实现 硬件 连 接 的功能,对相关的开发实现和测试方法进行一些整理, 在此分享给大家。
iOS平台下蓝牙开发可以使用 MFI(ExternalAccessory 框架)或 BLE (CoreBluetooth 框架) 进行,但实际开发中基本都使用 CoreBluetooth 框架,因为它功能更强大,支持蓝牙4.0标准;
蓝牙4.0 BLE (Bluetooth low energy) :它的优点在于传输快,耗电低,但传输数据有限,虽然这个传输字节大小硬件工程师可调,但也不会太大;
CoreBluetooth框架的核心是peripheral和 central, 可以理解成外设和中心,发起连接的是central,被连接的设备为 peripheral,它们是一组相对概念。 比如,当手机去连接控制蓝牙耳机时,你的手机就是central,当手机蓝牙被另一个手机连接并为其提供服务时就是peripheral;
Service和Characteristic:蓝牙设备通过GATT协议定义的数据通讯方式。一个peripheral可以提供多种 服务Service,一种Service又可以包含多个不同的 特征Characteristic。特征就是具体键值对,提供数据的地方。每个特征属性分为读、写、通知等几种方式;
central通过peripheral 的 Characteristic 来读写外设的数据,和获取通知。 Peripheral广播自己的Service和characteristic,Central订阅某一个具体的characteristic,Peripheral就和Central之间通过characteristic建立了一个双向的数据通道;
外设peripheral、服务Service、特征characteristic之间的关系;
UUID: 蓝牙上的唯一标示符,为了区分不同服务和特征,就用UUID来表示。
中心模式
建立中心;
扫描外设( discover );
连接外设 (connect) 连接失败、连接断开、连接成功;
扫描外设中的服务和特征 (discover);
- 4.1 获取外设的 services;
- 4.2 获取外设的 Characteristics, 获取 Characteristics 的值,获 Characteristics 的 Descriptor 和 Descriptor 的值;
与外设做数据交互 (explore and interact);
订阅 Characteristic 的通知;
断开连接(disconnect)。
外设模式
启动一个 Peripheral 管理对象;
本地 Peripheral 设置服务,特性,描述,权限等等;
Peripheral 发送广播;
设置处理订阅、取消订阅、读 characteristic、写 characteristic 的委托方法。
蓝牙设备的工作状态
准备(standby)
广播(advertising)
监听扫描(Scanning
发起连接(Initiating)
已连接(Connected)
这里以手机端作为central,以蓝牙设备作为peripheral,蓝牙设备连接的开发实现主要包括以下步骤:
1.导入苹果系统蓝牙框架
#import
2.遵循两个蓝牙框架相关的协议
<cbcentralmanagerdelegate,cbperipheraldelegate> </cbcentralmanagerdelegate,cbperipheraldelegate>
3.新建两个实例属性,一个特征属性
@property (nonatomic, strong) CBCentralManager*centralManager; //中心管理者 @property (nonatomic, strong) CBPeripheral *peripheral; //连接到的外设 @property (nonatomic, strong) CBCharacteristic*characteristic; //特征
4.初始化CBCentralManager,进行蓝牙管理
- (void)viewDidLoad { [superviewDidLoad]; self.centralManager= [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:selfqueue:dispatch_get_main_queue()]; //创建实例进行蓝牙管理 } //若中心管理者初始化之后就会触发下面这个代理方法。该代理方法是用来判断手机蓝牙的状态的 -(void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central { //蓝牙可用,开始扫描外设 if(central.state == CBManagerStatePoweredOn) { NSLog(@"蓝牙可用"); //在中心管理者成功开启之后再进行一些操作 //搜索扫描外设 //根据SERVICE_UUID来扫描外设,如果不设置SERVICE_UUID,则扫描所有蓝牙设备 //[self.centralManagerstartAdvertising:@{CBAdvertisementDataServiceUUIDsKey:@[[CBUUIDUUIDWithString:SERVICE_UUID]]}]; [centralscanForPeripheralsWithServices:nil options:nil]; } if(central.state== CBManagerStateUnsupported) { NSLog(@"该设备不支持蓝牙"); } if(central.state == CBManagerStatePoweredOff) { NSLog(@"蓝牙已关闭"); } if(central.state == CBManagerStateUnknown) { NSLog(@"蓝牙当前状态不明确"); } if(central.state == CBManagerStateUnauthorized) { NSLog(@"蓝牙未被授权"); } }
5.搜索外围设备
//执行扫描动作之后,如果扫描到外设了,就会自动回调下面的协议方法 /** 发现符合要求的外设,回调 */ - (void)centralManager:(CBCentralManager*)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheraladvertisementData:(NSDictionary*)advertisementDataRSSI:(NSNumber *)RSSI { NSLog(@"%@====",peripheral.name); //根据外设名字有选择性的筛选连接蓝牙设备 if([peripheral.name hasPrefix:@"TEAMOSA"]) { //在这里对外设携带的广播数据进行进一步的处理 if([self.peripheraNames containsObject:peripheral.name]) { //如果数组中包含了就不再添加 return; } //添加到外设名字数组中 [self.peripheraNamesaddObject:peripheral.name]; //标记外设,让它的生命周期与控制器的一致 self.peripheral= peripheral; //可以根据外设名字来过滤外设 //[central connectPeripheral:peripheral options:nil]; } //连接外设 //[central connectPeripheral:peripheral options:nil]; }
6.连接外围设备
//连接外围设备,中心管理者连接外设成功,如果连接成功就会回调这个协议方法 /** 连接成功 */--- - (void)centralManager:(CBCentralManager*)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral{ //连接成功之后,可以进行服务和特性的发现。停止中心管理设备的扫描动作,要不然在你和已经连接好的外设进行数据沟通时,如果又有一个外设进行广播且符合你的连接条件,那么你的iOS设备也会去连接这个设备(因为iOS BLE4.0是支持一对多连接的),导致数据的混乱。 //停止扫描动作 [self.centralManagerstopScan]; //设置外设的代理 peripheral.delegate= self; //根据UUID来寻找对象服务 //[peripheral discoverServices:@[[CBUUID UUIDWithString:SERVICE_UUID]]]; //外设发现服务,传nil代表不过滤,一次性读出外设的所有服务 [peripheraldiscoverServices:nil]; NSLog(@"%s,line = %d, %@=连接成功", __FUNCTION__, __LINE__,peripheral.name); } //外设连接失败 /** 连接失败的回调 */ - (void)centralManager:(CBCentralManager*)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError*)error { NSLog(@"%s,line = %d, %@=连接失败", __FUNCTION__, __LINE__,peripheral.name); } //丢失连接 掉线 /** 断开连接 */ - (void)centralManager:(CBCentralManager*)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(nullableNSError *)error { NSLog(@"%s,line = %d, %@=断开连接", __FUNCTION__, __LINE__,peripheral.name); //断开连接可以设置重新连接 [centralconnectPeripheral:peripheral options:nil]; }
以上,已经实现了APP端连接蓝牙设备的功能,蓝牙设备连接完成后,还可以对设备进行数据读写,包括:获取外围设备服务和特征;从外围设备读取数据;向外围设备发送(写入)数据等操作。这里暂不具体展开。
介绍了蓝牙的基础知识、APP连接蓝牙设备的开发实现,接下来将介绍APP连接蓝牙设备这一过程测试中需要关注的测试点(由于每种蓝牙设备连接需求不同,开发实现上也会有细小差别,实际测试中可视具体开发逻辑进行调整):
1.APP扫描设备
手机端蓝牙不同设置下是否能正常扫描:蓝牙打开、蓝牙关闭;
蓝牙设备被扫描到并出现在可连接设备列表的条件:蓝牙设备名称与可连接的设备列表中的名称匹配、设备处于广播状态;
蓝牙设备与可连接的设备列表中名称是否匹配:匹配、不匹配;
蓝牙设备状态(视具体硬件而定):待机状态、广播状态、已连接状态、蓝牙设备操作中、数据传输中、关机状态;
测试以上各种组合场景下,蓝牙设备是否能正常扫描且出现在可连接设备列表;
不同场景下,是否正常扫描:
一个手机同时扫描多个设备;
多个手机同时扫描同一个设备;
多个手机同时扫描多个设备;
扫描过程中取消;
扫描结果:扫描超时;未扫描到可连接设备,是否支持重试;扫描失败;扫描成功;
2. 连接设备(APP端点击可连接设备列表,连接蓝牙设备)
测试蓝牙设备状态变化后,不同状态下是否可正常连接:待机状态、广播状态、已连接状态、蓝牙设备操作中、数据传输中、关机状态;
连接结果的处理:连接成功、连接失败、连接超时等;
连接成功后的操作:APP其他操作、连接中断、退到后台、杀掉APP等;
其他场景:扫描到多个设备;
3. 断开连接
设备端断开:设备关机、设备电量耗尽;
APP端断开:手动断开、其他操作断开连接;
4. 其他交互操作
切换其他蓝牙设备,是否正常连接;
蓝牙断开后重新打开,支持自动连接;
距离超出蓝牙可检测范围,是否会断开连接,再恢复到可检测范围,能否自动连接;
手机端连接多个不同蓝牙设备,各个设备功能是否都正常使用;
5. 连接成功后的数据传输
功能上,APP端和蓝牙设备端是否符合正常使用需求;
性能上,APP与蓝牙设备的交互是否满足需求;
作者:ccit0519
原文链接:http://blog.itpub.net/31421468/viewspace-2701096/