ios - 如何在后台和前台使用 iOS 7.1 中的蓝牙 LE 检测附近的设备？

Question

我有一个应用程序需要检测附近(在蓝牙 LE 的范围内)运行相同应用程序和 iOS 7.1 的设备。我考虑了两种检测方法:

1. 让设备充当 iBeacon 并检测范围内的 iBeacon
2. 使用 CoreBluetooth(如 Vicinity 实现中的 here)创建一个 BLE 外设，通告并扫描外设

似乎选项 1 是不可能的，因为:

• 当应用程序在后台运行 (iOS 7.1) 时，iOS 可能至少需要 15 分钟才能检测到进入信标区域

选项 2 似乎可行，但在实现方面存在一些困难:

• iOS 似乎会在一段时间后(大约 15 分钟？)更改广告数据包中的外围 UUID。这意味着无法直接从广告广播信号中识别出广告设备。

对此，我有以下疑问:

• 是否还有其他我没有考虑过的实现附近设备检测的方法？
• 是否可以通过广告(或其他方式)识别设备以便选项 2 起作用？

Answer 1

我找到了一个让Core Bluetooth工作的方法(选项2)，过程大致如下:

• 应用程序通过 CBAdvertisementDataLocalNameKey 中的编码设备唯一标识符为自己做广告(当广播应用程序在前台运行时)以及通过蓝牙 LE 提供设备唯一标识符的特征服务(当广播应用程序在后台运行时)
• 与此同时，应用程序扫描其他外围设备并提供相同的服务。

广告的运作方式如下:

• 为了让其他设备能够识别此设备，我使用每个设备唯一的 UUID(我使用 Urban Airship 的 [UAUtils deviceID]，因为它是其他部分的设备标识符程序的一部分，但您也可以使用任何唯一的 ID 实现)。

• 当应用程序在前台运行时，我可以使用 CBAdvertisementDataLocalNameKey 直接在广告数据包中传递设备唯一 ID。标准 UUID 表示太长，所以我使用 UUID 的缩写形式如下:

  + (NSString *)shortenedDeviceID
  {
      NSString *deviceID = [UAUtils deviceID];
  
      NSUUID *uuid = [[NSUUID alloc] initWithUUIDString:deviceID];
      uuid_t uuidBytes;
      [uuid getUUIDBytes:uuidBytes];
  
      NSData *data = [NSData dataWithBytes:uuidBytes length:16];
      NSString *base64 = [data base64EncodedStringWithOptions:0];
      NSString *encoded = [[[base64
                             stringByReplacingOccurrencesOfString:@"/" withString:@"_"]
                            stringByReplacingOccurrencesOfString:@"+" withString:@"-"]
                           stringByReplacingOccurrencesOfString:@"=" withString:@""];
      return encoded;
  }
  

• 当应用程序在后台运行时，广告数据包被剥离，CBAdvertisementDataLocalNameKey 不再传递。为此，应用程序需要发布提供唯一设备标识符的特性:

  - (void)peripheralManagerDidUpdateState:(CBPeripheralManager *)peripheral
  {
      if (peripheral.state == CBPeripheralManagerStatePoweredOn) {
          [self startAdvertising];
  
          if (peripheralManager) {
              CBUUID *serviceUUID = [CBUUID UUIDWithString:DEVICE_IDENTIFIER_SERVICE_UUID];
              CBUUID *characteristicUUID = [CBUUID UUIDWithString:DEVICE_IDENTIFIER_CHARACTERISTIC_UUID];
              CBMutableCharacteristic *characteristic =
              [[CBMutableCharacteristic alloc] initWithType:characteristicUUID
                                                 properties:CBCharacteristicPropertyRead
                                                      value:[[MyUtils shortenedDeviceID] dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]
                                                permissions:CBAttributePermissionsReadable];
              CBMutableService *service = [[CBMutableService alloc] initWithType:serviceUUID primary:YES];
              service.characteristics = @[characteristic];
              [peripheralManager addService:service];
          }
      }
  }
  

扫描工作如下:

• 您开始扫描具有特定服务 UUID 的外围设备，如下所示(注意您需要指定服务 UUID，否则后台扫描将无法找到设备):

  [self.centralManager scanForPeripheralsWithServices:@[[CBUUID UUIDWithString:DEVICE_IDENTIFIER_SERVICE_UUID]]
      options:scanOptions];
  

• 当在 发现设备时 - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral
advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI 你检查 advertisementData[CBAdvertisementDataLocalNameKey] 是否存在并尝试将其转换回 UUID 形式，如下所示:

  + (NSString *)deviceIDfromShortenedDeviceID:(NSString *)shortenedDeviceID
  {
      if (!shortenedDeviceID)
          return nil;
      NSString *decoded = [[[shortenedDeviceID
                             stringByReplacingOccurrencesOfString:@"_" withString:@"/"]
                            stringByReplacingOccurrencesOfString:@"-" withString:@"+"]
                           stringByAppendingString:@"=="];
  
      NSData *data = [[NSData alloc] initWithBase64EncodedString:decoded options:0];
      if (!data)
          return nil;
  
      NSUUID *uuid = [[NSUUID alloc] initWithUUIDBytes:[data bytes]];
  
      return uuid.UUIDString;
  }
  

• 如果转换失败，您知道广播设备在后台，您需要连接到该设备以读取提供唯一标识符的特性 .为此，您需要使用 [self.central connectPeripheral:peripheral options:nil];(使用 peripheral.delegate = self; 并实现一系列委托(delegate)方法，如下所示:

  - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral
  {
      [peripheral discoverServices:@[[CBUUID UUIDWithString:DEVICE_IDENTIFIER_SERVICE_UUID]]];
  }
  
  - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverServices:(NSError *)error
  {
      if (!error) {
          for (CBService *service in peripheral.services) {
              if ([service.UUID.UUIDString isEqualToString:DEVICE_IDENTIFIER_SERVICE_UUID]) {
                  NSLog(@"Service found with UUID: %@", service.UUID);
                  [peripheral discoverCharacteristics:@[[CBUUID UUIDWithString:DEVICE_IDENTIFIER_CHARACTERISTIC_UUID]] forService:service];
              }
          }
      }
  }
  
  - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service error:(NSError *)error
  {
      if (!error) {
          for (CBCharacteristic *characteristic in service.characteristics) {
              if ([characteristic.UUID isEqual:[CBUUID UUIDWithString:DEVICE_IDENTIFIER_CHARACTERISTIC_UUID]]) {
                  [peripheral readValueForCharacteristic:characteristic];
              }
          }
      }
  }
  
  - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic error:(NSError *)error
  {
      if (!error) {
          NSString *shortenedDeviceID = [[NSString alloc] initWithData:characteristic.value encoding:NSUTF8StringEncoding];
          NSString *deviceId = [MyUtils deviceIDfromShortenedDeviceID:shortenedDeviceID];
          NSLog(@"Got device id: %@", deviceId);
      }
  }