ios - 如何阻止 ios core-bluetooth CBCentralManagerDelegate 在 ios13 中断开连接

Question

问题

我正在使用 core-bluetooth 以 6 Hz 的速率将传感器数据(64-128 字节的数组)传输到 iPad(第 6 代)。它在 ios 12 中运行良好。在我更新到 ios 13 后，蓝牙连接变得非常不可靠。该连接一次只能传输 20 个字节，并且会频繁断开连接(调用 centralManager(_ central: CBCentralManager, didDisconnectPeripheral...)并出现错误 Code=0 "Unknown error." UserInfo={NSLocalizedDescription=Unknown error.}。 .

在调试期间查看 iPad 屏幕，我注意到每次中心连接并发现我的服务时，在上述断开连接之前会弹出安全提示“Bluetooth Pairing Request: "<device-name>" would like to pair with your iPad. [Cancel] [Pair]”半秒钟。

所以似乎出于某种原因，核心蓝牙正在触发安全提示并且(我猜)延迟导致连接失败？奇怪的是这个提示发生了 19/20 次，但偶尔连接会在没有触发提示的情况下通过，并且在断开连接之前会收到几个缓冲区。

相关问题

有another post关于类似的事情:如何防止 ios 13 中的权限请求，但看起来这更多是由于基于错误消息的外设。

有a post详细说明 CBCentralManager didDiscover peripheral 中的缺失值字典，但无论如何我都没有使用那个值。

我肯定存储了对外围设备的硬引用，所以这不是这里的问题。我还打开了其他应用程序，可以让你浏览bluetooth4.0外设gatt服务器。 LightBlue、BLE Scanner 和 BLE Hero 在我的第 6 代 iPad 上都显示蓝牙连接提示，然后与外围设备断开连接。

我的实现

这个项目是学校类(class)的一部分。我在 gitlab 上有所有的代码。 The critical ios bluetooth code is below, and the project is on gitlab .

import Foundation
import CoreBluetooth

struct Peripheral {
    var uuid: String
    var name: String
    var rssi: Double
    var peripheral: CBPeripheral
}

class SensorsComputer: BLECentral {
    // just a rename of below...
}

class BLECentral: NSObject, CBCentralManagerDelegate, CBPeripheralDelegate {
    var manager: CBCentralManager!
    var availablePeripherals: [String: Peripheral]
    var sensorsConnected: Bool
    var ref: CBPeripheral?
    var sensorServiceUUIDs: [String]
    var bleSensorComputerUUID: String
    var data: [String:[UInt8]]
    var dataNames: [String:[String:String]]

    override init() {
        data = [:]
        availablePeripherals = [:]
        sensorsConnected = false
        ref = nil
        sensorServiceUUIDs = ["5CA4"]
        //bleSensorComputerUUID = "096A1CFA-C6BC-A00C-5A68-3227F2C58C06" // builtin is shit
        bleSensorComputerUUID = "33548EF4-EDDE-6E6D-002F-DEEFC0A7AF99" // usb dongle

        dataNames = [
            // service uuids
            "5CA4": [
                // characteristic uuids
                "0000": "LidarRanges",
            ],
        ]

        super.init()
        manager = CBCentralManager(delegate: self, queue: nil)
        self.connect(uuid:bleSensorComputerUUID)
    }

    func scan(){
        let services = dataNames.map { CBUUID(string:$0.key) }
        manager.scanForPeripherals(withServices: services, options: nil)
    }

    func connect_internal_(uuid: String) -> Bool{ // TODO known bt device uuids.
        if self.sensorsConnected {
            // do not try to connect if already connected
            return true
        } else {
            print(self.availablePeripherals.count)
            if let found = self.availablePeripherals[uuid] {
                manager.stopScan()
                manager.connect(found.peripheral, options: nil)
                return true
            } else {
                if availablePeripherals.count == 0 {
                    scan()
                }
                print("Error! no peripheral with \(uuid) found!")
                return false
            }
        }
    }

    func connect(uuid: String){
        let queue = OperationQueue()
        queue.addOperation() {
            // do something in the background
            while true {
                //usleep(100000)
                sleep(1)
                OperationQueue.main.addOperation {
                    self.connect_internal_(uuid: self.bleSensorComputerUUID)
                }
            }
        }
    }

    func centralManagerDidUpdateState(_ central: CBCentralManager) {
        switch central.state {
        case .poweredOn:
            print("The central is powered on!")
            scan() // automatically start scanning for BLE devices
        default:
            print("The centraol is NOT powered on (state is \(central.state))")
        }
    }

    func centralManager(_ central: CBCentralManager, didDiscover peripheral: CBPeripheral, advertisementData: [String : Any], rssi RSSI: NSNumber) {
        var name = ""
        if let name_ = peripheral.name {
            name = name_
        }

        let uuid = peripheral.identifier.uuidString
        let rssi = Double(truncating: RSSI)
        availablePeripherals[peripheral.identifier.uuidString] = Peripheral(uuid: uuid, name: name, rssi: rssi, peripheral: peripheral)
        print(uuid, rssi)
    }

    func getSorted(uuids:Bool = false) -> [Peripheral] {
        let peripherals = Array(availablePeripherals.values)
        return peripherals.sorted(by:) {$0.rssi >= $1.rssi}
    }

    func centralManager(_ central: CBCentralManager, didConnect peripheral: CBPeripheral) {
        print("Central connected!")
        sensorsConnected = true
        peripheral.delegate = self
        var cbuuids:[CBUUID] = []
        for id in sensorServiceUUIDs {
            cbuuids.append(CBUUID(string: id))
        }
        peripheral.discoverServices(cbuuids) // TODO store service uuids somewhere nicer
    }

    func centralManager(_ central: CBCentralManager, didDisconnectPeripheral peripheral: CBPeripheral, error: Error?) {
        if let e = error {
            print("Central disconnected because \(e)")
        } else {
            print("Central disconnected! (no error)")
        }
        sensorsConnected = false
        availablePeripherals = [:]
    }

    func centralManager(_ central: CBCentralManager, didFailToConnect peripheral: CBPeripheral, error: Error?) {
        print("Central failed to connect...")
    }

    func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral, didDiscoverServices error: Error?) {
        if let error = error {
            print("Peripheral could not discover services! Because: \(error.localizedDescription)")
        } else {
            peripheral.services?.forEach({(service) in
                print("Service discovered \(service)")
                // TODO characteristics UUIDs known
                peripheral.discoverCharacteristics(nil, for: service)
            })
        }
    }

    func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral, didDiscoverCharacteristicsFor service: CBService, error: Error?) {
        if let error = error {
            print("Could not discover characteristic because error: \(error.localizedDescription)")
        } else {
            service.characteristics?.forEach({ (characteristic) in
                print("Characteristic: \(characteristic)")
                if characteristic.properties.contains(.notify){
                    peripheral.setNotifyValue(true, for: characteristic)
                }
                if characteristic.properties.contains(.read){
                    peripheral.readValue(for: characteristic)
                }
                if characteristic.properties.contains(.write){
                    peripheral.writeValue(Data([1]), for: characteristic, type: .withResponse)
                }
            })

        }
    }


    func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral, didUpdateValueFor characteristic: CBCharacteristic, error: Error?) {
        if let error = error {
            print("error after didUpdateValueFor characteristic \(characteristic): \(error.localizedDescription)")
        } else {
            let sname = characteristic.service.uuid.uuidString
            let cname = characteristic.uuid.uuidString
            guard let _dname = dataNames[sname], let dataName = _dname[cname] else {
                return
            }
            //print("value of characteristic \(cname) in service \(sname) was updated.")
            if let value = characteristic.value {
                let value_arr = Array(value)
                //print("    The new data value is \(value_arr.count) bytes long")
                //print("dataname is \(dataName)")
                self.data[dataName] = value_arr
            }
        }
    }
}

BLE外设代码是一个基于bleno和rosnodejs的传感器数据节点项目。 The peripheral code is also on gitlab .

我已经在 git 中回滚到几个已知的工作项目版本，并且在更新到 ios 13 后似乎没有任何工作。我将尝试在 mac 项目上运行 corebluetooth 代码以测试它是否可以在那里工作。

问题

所以，综上所述，从ios 12.4更新到ios 13后，当连接到BLE外设时，即使通信是蓝牙4.0/BLE，也会打开蓝牙连接提示。随着这个提示，连接一开始就断开，有时给我一些部分数据缓冲区，有时什么都不给我。

BLE 连接未正确启动，如果连接提示正常工作，它会干扰我在没有用户输入的情况下自动连接到设备(机器人传感器)的能力。

如果有人知道 info.plist 中的某些选项可以防止出现此中断连接提示，那就太好了。我在这里不知所措，有没有简单的方法可以回滚 ios 版本？或者有什么方法可以让 Apple INC 发布紧急补丁，防止核心蓝牙低功耗的弹出窗口？或者有什么方法可以绕过弹出窗口并允许用户在不破坏 BLE 协议(protocol)的情况下正确进行身份验证？

感谢任何看过这篇文章的人。

Answer 1

我可能没有完整的解决方案，但这应该有助于指明正确的方向。

我假设代码在 Info.plist 中设置了 NSBluetoothAlwaysUsageDescription，这在 iOS 13 中现在是必需的。NSBluetoothPeripheralUsageDescription 在 iOS 13 之前是必需的。

您在消失前看到的提示是由配对过程引起的，可能由两件事触发:

1. 外设尝试启动配对过程(discouraged by Apple in 25.10 of Accessory Design Guidelines)

2. 该应用已尝试访问已加密但已被拒绝的特征。这会触发配对过程，从而触发弹出的警报。

在您点击“配对”按钮之前，有一些情况可能会导致连接断开。

• 该应用未保留 CBPeripheral 引用(您表示它保留)，如果是这种情况，您会看到一条 API 滥用日志消息。

• 在您有机会做出响应之前，外围设备正在断开连接。这更有可能，您可以嗅探 BLE 数据包以确定。更多详细信息如下。

• 可能存在计时问题，即应用程序在配对过程完成之前尝试继续处理请求，这可能会触发断开连接。要测试这种可能性，请在服务和特征发现完成后添加延迟，然后再发出额外的读/写/通知请求。

外围设备很可能正在断开连接，这可能发生在 key 交换过程中，如果 key 不匹配，则在您使用安全特性时会发生这种情况。如果 key 由于某种原因发生变化(我通常会在固件更新时看到它，也许外围设备发生了变化，可能是 iOS 更新到 13)，那么这种行为就可能发生。如果您转到蓝牙设置并忘记了设备， key 将被丢弃，因此 key 交换过程可能会再次开始工作。如果是这样，则存在过时的 key ，很可能是在必须重新协商的 iOS 端。

最后的选择是暂时确保服务和特性不 protected 。我没有看到 secure: [...] 在你的代码中，所以我不确定。

如果简单的选项都无法修复它，我的下一步将是嗅探数据包。