IOS 連接 BLE+Arduino

介紹

Apple 官方 BLE 翻譯

書籍參考

一開始可以先看 Apple 官方 BLE 翻譯，對基本概念有個理解

IOS 主要使用 Core Bluetooth 框架來和藍芽裝置通訊，以下簡稱 CB

一般就是一個手機和一個藍牙來進行通訊，這兩個設備有另一個專有名詞

外接裝置（Peripheral = Server 端）和中心 (central = Client 端)

1
2
Server = 藍芽裝置(HM-10)
Client = IOS 裝置(手機)

所謂 Server 端就是提供資料方，Client 端是接收資料方

當然如果你是兩台 iphone 使用 BLE 互傳資料

那手機就可同時為 Server 端或 Client 端，並非手機只能當 Client

Client 要讀取外接裝置的流程如下

1
2
設定 CBCentralManager -> 發現外接裝置 -> 發現服務(CServer) 
					  -> 發現特徵(CBCharateristic) -> 訂閱特徵 -> 讀取資料(Rx)

外接裝置的設定如下

1
設定 CBPeripheralManager -> 設定服務與特徵 -> 發布服務與特徵 -> 廣播服務 -> 發送資料

手機和 BLE 溝通時會用倒的方法

1
2
3
4
5
6
7
// Rx (IOS裝置讀取外接裝置)
func peripheral(peripheral: CBPeripheral?, didUpdateValueForCharacteristic 
				characteristic: CBCharacteristic?, error: NSError!)

// Tx (IOS裝置傳送外接裝置)
func peripheralDevice.writeValue(data, forCharacteristic: deviceCharacteristics, 
               type: CBCharacteristicWriteType.WithoutResponse)

安裝 Arduino IDE

參考 參考

參考 參考

如果找不到 port 按工具-> Get board info 重抓

BLE 模組（HM-10 CC2541）

DataSheet 英文

DataSheet 中文

教學參考

CC2541 是晶片的型號，由 Texas Instrument 公司開發

HM-10 和 Arduino 接法如下 參考

160906-0001.png

接好之後 HM-10 會閃爍紅燈，接著下載 App 測試是否能 Scan 到 HM-10

可以去 Appstore 下載 Bluetooth Smart Scanner 來掃描看看

要注意的是，上面 Arduino 的接法是直接接到 Arduino 板子上的 pin0(Rx) 和 pin1(Tx)

這樣接法在上傳 Arduino 檔案時會有問題，會出現 arduino stk500_recv(): programmer is not responding

記得先把 HM-10 Tx 和 Rx pin 拔掉再燒錄，或是改差 Arduino 的其他 pin (不使用 pin0 或 pin1 )

XCode 撰寫

參考

手機要和使用外部 BLE 設備溝通的流程是 Discover、Connect、Explore、Interact

參考

一開始介紹兩個類別 CBCentralManager 和 CBCentralManagerDelegate

CBCentralManager 管理手機 BLE 的連線狀態

CBCentralManagerDelegate 會負責監控手機 BLE 狀態是否發生改變

以上說的 BLE 狀態是指手機端喔，不是指 HM-10 的狀態

1
2
3
var activeCentralManager : CBCentralManager?
...
activeCentralManager    = CBCentralManager(delegate: self, queue: nil)

這邊把 delegate 設為自己，也就是說本身的 class 要繼承 CBCentralManagerDelegate

並且實作 CBCentralManagerDelegate 裡面的方法，而此 Delegate 要實作的方法如下

1
centralManagerDidUpdateState(central: CBCentralManager)

在此方法可以知道目前手機藍芽的狀態

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
func centralManagerDidUpdateState(cManager: CBCentralManager) {
    // 顯示狀態
    switch (cManager.state) {
        case CBCentralManagerState.Unknown:
             UDebug.DLog("Unknown")
        
        case CBCentralManagerState.Unsupported:
            UDebug.DLog("Unsupported")
        
        case CBCentralManagerState.Unauthorized:
            UDebug.DLog("Unauthorized")
        
        case CBCentralManagerState.Resetting:
            UDebug.DLog("Resetting")
        
        case CBCentralManagerState.PoweredOff:
            UDebug.DLog("PoweredOff")
        
        case CBCentralManagerState.PoweredOn:
            UDebug.DLog("PoweredOn")
    }
}

當你手機有開啟藍芽功能時，執行此段程式會跑到 PoweredOn 的狀態

注意一定要用實機跑，simulator 目前還沒支援 BLE 功能

另外實體手機要 ip4 以上才有支援 BLE 功能

再來如果目前狀態為 PoweredOn，那我們就能開啟手機藍牙搜尋功能(scan)，程式加入以下片段

另外也要注意一點，一定要先確認 PoweredOn 狀態才能開啟 scanForPeripheralsWithServices

直接開啟 scanForPeripheralsWithServices 是沒用的

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
func centralManagerDidUpdateState(cManager: CBCentralManager) {
    
    // 顯示狀態
    switch (cManager.state) {
        case CBCentralManagerState.Unknown:
             UDebug.DLog("Unknown")
        // 省略......
    }
    
    
    // 如果狀態為 PoweredOn，開啟 BLE 搜尋功能
    if cManager.state == CBCentralManagerState.PoweredOn {
        cManager.scanForPeripheralsWithServices(nil, options: nil)
        UDebug.DLog("開始搜尋外部 BLE 裝置")
    } else {
        UDebug.DLog("請先將手機藍牙打開")
    }
}

再來要說的是 scanForPeripheralsWithServices(nil, options: nil) 的參數

第一個參數是 ServiceUUID，如果你填 nil 那手機就會掃描所有可以用的外部設備

你可以先把 ServiceUUID 當作是一個特定的設備 id，例如假設我們只想掃到 HM-10，不想掃到其他外部設備

而 HM-10 預設的 ServiceUUID 是 0xFFE0，就可以改寫為

1
2
3
4
5
6
7
8
9
let serviceUUID = [CBUUID(string: "0xFFE0")]

// 如果狀態為 PoweredOn，開啟 BLE 搜尋功能
if cManager.state == CBCentralManagerState.PoweredOn {
    cManager.scanForPeripheralsWithServices(serviceUUID, options: nil)
    UDebug.DLog("開始搜尋外部 BLE 裝置")
} else {
    UDebug.DLog("請先將手機藍牙打開")
}

其他

目前使用 UITableViewController 協定後，就不需要在寫 UITableViewDelegate, UITableViewDataSource

1
2
(O) class BleTblVwCtrl: UITableViewController, UITableViewDelegate, UITableViewDataSource 
(X) class BleTblVwCtrl: UITableViewController