1、蓝牙介绍

• 具体讲解见 蓝牙

• 技术信息 蓝牙协议栈

2、iBeacon

• 具体讲解见 Beacon

• iBeacon 是苹果公司 2013 年 9 月发布的移动设备用 OS（iOS7）上配备的新功能。其工作方式是，配备有低功耗蓝牙（BLE）通信功能的设备使用 BLE 技术向周围发送自己特有的 ID，接收到该 ID 的应用软件会根据该 ID 采取一些行动。比如，在店铺里设置 iBeacon 通信模块的话，便可让 iPhone 和 iPad 上运行一资讯告知服务器，或者由服务器向顾客发送折扣券及进店积分。此外，还可以在家电发生故障或停止工作时使用 iBeacon 向应用软件发送资讯。

• 苹果 WWDC 14 之后，对 iBeacon 加大了技术支持和对其用于室内地图的应用有个更明确的规划。苹果公司公布了 iBeacon for Developers 和 Maps for Developers 等专题页面。

3、iOS 蓝牙

3.1 常见简称

• MFi：make for ipad ,iphone, itouch 专们为苹果设备制作的设备，开发使用 ExternalAccessory 框架。认证流程挺复杂的，而且对公司的资质要求较高，详见 iOS - MFi 认证。

• BLE：buletouch low energy，蓝牙 4.0 设备因为低耗电，所以也叫做 BLE，开发使用 CoreBluetooth 框架。

• GATT Profile（Generic Attribute Profile）：GATT 配置文件是一个通用规范，用于在 BLE 链路上发送和接收被称为 “属性”（Attribute）的数据块。目前所有的 BLE 应用都基于 GATT。
  • 1) 定义两个 BLE 设备通过叫做 Service 和 Characteristic 的东西进行通信。中心设备和外设需要双向通信的话，唯一的方式就是建立 GATT 连接。
  • 2) GATT 连接是独占的。基于 GATT 连接的方式的，只能是一个外设连接一个中心设备。
  • 3) 配置文件是设备如何在特定的应用程序中工作的规格说明，一个设备可以实现多个配置文件。
• GAP（Generic Access Profile）：用来控制设备连接和广播，GAP 使你的设备被其他设备可见，并决定了你的设备是否可以或者怎样与合同设备进行交互。
  • 1) GATT 连接，必需先经过 GAP 协议。
  • 2) GAP 给设备定义了若干角色，主要两个：外围设备（Peripheral）和中心设备（Central）。
  • 3) 在 GAP 中外围设备通过两种方式向外广播数据：Advertising Data Payload（广播数据）和 Scan Response Data Payload（扫描回复）。

• Profile：并不是实际存在于 BLE 外设上的，它只是一个被 Bluetooth SIG（一个以制定蓝牙规范，以推动蓝牙技术为宗旨的跨国组织）或者外设设计者预先定义的 Service 的集合。

• Service：服务，是把数据分成一个个的独立逻辑项，它包含一个或者多个 Characteristic。每个 Service 有一个 UUID 唯一标识。UUID 有 16 bit 的，或者 128 bit 的。16 bit 的 UUID 是官方通过认证的，需要花钱购买，128 bit 是自定义的，可以自己设置。每个外设会有很多服务，每个服务中包含很多字段，这些字段的权限一般分为读 read，写 write，通知 notiy 几种，就是我们连接设备后具体需要操作的内容。

• Characteristic：特征，GATT 事务中的最低界别，Characteristic 是最小的逻辑数据单元，当然它可能包含一个组关联的数据，例如加速度计的 X/Y/Z 三轴值。与 Service 类似，每个 Characteristic 用 16 bit 或者 128 bit 的 UUID 唯一标识。每个设备会提供服务和特征，类似于服务端的 API，但是机构不同。

• Description：每个 Characteristic 可以对应一个或多个 Description 用户描述 Characteristic 的信息或属性。

• Peripheral、Central：外设和中心，发起连接的是 Central，被连接的设备为 Peripheral。

3.2 工作模式

• 蓝牙通信中，首先需要提到的就是 central 和 peripheral 两个概念。这是设备在通信过程中扮演的两种角色。直译过来就是 [中心] 和 [周边（可以理解为外设）]。iOS 设备既可以作为 central，也可以作为 peripheral，这主要取决于通信需求。

  • 例如在和心率监测仪通信的过程中，监测仪作为 peripheral，iOS 设备作为 central。区分的方式即是这两个角色的重要特点：提供数据的是谁，谁就是 peripheral；需要数据的是谁，谁就是 central。就像是 client 和 server 之间的关系一样。

• 那怎么发现 peripheral 呢

  • 在 BLE 中，最常见的就是广播。实际上，peripheral 在不停的发送广播，希望被 central 找到。广播的信息中包含它的名字等信息。如果是一个温度调节器，那么广播的信息应该还会包含当前温度什么的。那么 central 的作用则是去 scan，找到需要连接的 peripheral，连接后便可进行通信了。

  • 当 central 成功连上 peripheral 后，它便可以获取 peripheral 提供的所有 service 和 characteristic。通过对 characteristic 的数据进行读写，便可以实现 central 和 peripheral 的通信。

• CoreBluetooth 框架的核心其实是两个东西，central 和 peripheral, 对应他们分别有一组相关的 API 和类。

  • 这两组 API 分别对应不同的业务场景，如下图，左侧叫做中心模式，就是以你的手机（App）作为中心，连接其他的外设的场景。而右侧称为外设模式，使用手机作为外设连接其他中心设备操作的场景。

• iOS 设备（App）作为 central 时：

  • 当 central 和 peripheral 通信时，绝大部分操作都在 central 这边。此时，central 被描述为 CBCentralManager，这个类提供了扫描、寻找、连接 peripheral（被描述为 CBPeripheral）的方法。

  • 下图标示了 central 和 peripheral 在 Core Bluetooth 中的表示方式：

  • 当你操作 peripheral 的时候，实际上是在和它的 service 和 characteristic 打交道，这两个分别由 CBService 和 CBCharacteristic 表示。

• iOS 设备（App）作为 Peripheral 时：

  • 在 OS X 10.9