CN107318079A - 一种基于ios操作系统的蓝牙设备通用控制方法 - Google Patents

一种基于ios操作系统的蓝牙设备通用控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于IOS操作系统的蓝牙设备通用控制方法，通过装有IOS操作系统的遥控器控制蓝牙设备，具体步骤为：S1、遥控器通过扫描获得蓝牙设备的name字段；S2、遥控器通过步骤S1中获得的name字段从外部存储器中提取蓝牙控制信息；S3、遥控器与蓝牙设备匹配后建立连接，并发送控制命令对蓝牙设备进行控制。遥控器与所述蓝牙设备之间建立连接和发送控制命令时采用自定义的蓝牙信令。本发明为一种通用的方式去控制各家的蓝牙设备，无需使用每种蓝牙设备自配的控制方式，大大简化了使用的复杂度。

Description

一种基于IOS操作系统的蓝牙设备通用控制方法
技术领域
本发明涉及一种蓝牙设备通用控制系统及方法，更具体的涉及，一种基于IOS操作系统的蓝牙设备通用控制系统及方法。
背景技术
蓝牙4.0技术的诞生，特别是BLE（Bluetooth Low Energy）的普及，在物联网应用领域产生了不可估量的作用。利用蓝牙BLE进行物联网络组建，具有射频频段免许可（2,.4GHz频段）、功耗低、实时性强等优势，大部分蓝牙设备需要通过移动设备对其进行控制，而目前的蓝牙设备多种多样，每个蓝牙设备都有自配的控制设备，针对不同的蓝牙设备都需要不同的命令格式，因此需要不断的添加蓝牙设备命令，这是一个相对比较繁琐的过程，给用户带来很大困扰。
发明内容
发明目的： 本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种无需使用特定的控制方式、大大简化使用复杂度的基于IOS操作。
技术方案： 本发明所述一种基于IOS操作系统的蓝牙设备通用控制方法，通过装有IOS操作系统的遥控器控制蓝牙设备，具体步骤为：
S1、遥控器通过扫描获得蓝牙设备的name字段；
S2、遥控器通过步骤S1中获得的name字段从外部存储器中提取蓝牙控制信息；
S3、遥控器与蓝牙设备匹配后建立连接，并发送控制命令对蓝牙设备进行控制。
本发明技术方案的进一步限定为，步骤S3中，所述遥控器与所述蓝牙设备之间建立连接和发送控制命令时采用自定义的蓝牙信令，所述自定义的蓝牙信令的结构为："mac_or_name"，"device_info_service_uuid"，"mac_info_uuid"，"name"，"need_conn_ack"，"conn_ack"和"commands"， 其中，"mac_or_name"含义为连接方式为蓝牙设备的mac或者蓝牙设备的name；"device_info_service_uuid"含义为获取蓝牙设备mac的服务；"mac_info_uuid"含义为获取蓝牙设备mac地址的特征值；"name"含义为蓝牙设备名称；"need_conn_ack"含义为需要给蓝牙设备发送ack的数量；"conn_ack"含义为具体的ack命令；"commands"含义为具体的蓝牙控制命令；
上述"conn_ack"和"commands"的结构为："segment_count"，"key_map"，"s_commands"，其中，"segment_count"的含义为控制蓝牙设备操作需要的指令数；"key_map"的含义为蓝牙命令的作用；"s_commands"的含义为具体的命令集合；
所述 "s_commands"的结构为：service_uuid，char_uuid和command，其中，service_uuid的含义为控制命令的服务；char_uuid的含义为控制命令的特征值；command的含义为控制命令的数值。
进一步地，步骤S3中遥控器与蓝牙设备建立连接时，如果蓝牙信令里的need_conn_ack==1，就需要去匹配conn_ack->s_commands里面的service_uuid和char_uuid，其中，匹配service_uuid需要遍历蓝牙设备所有的服务，匹配到服务后，再根据service_uuid去匹配char_uuid，两者都匹配成功发送command，建立连接成功。
进一步地，步骤S2中，如果在外部存储器中无法提取到与name字段相匹配的蓝牙控制信息，则遥控器发送name字段至服务器，在服务器端下载与name字段相匹配的蓝牙控制信息并存储至外部存储器中。
进一步地，所述外部存储器存储蓝牙控制信息时，存储的格式为：mac_or_name，device_info_service_uuid，mac_info_uuid，name，need_conn_ack，conn_ack，commands，segment_count，key_map，s_commands，service_uuid，char_uuid，command，其中，mac_or_name存储的信息为连接方式为蓝牙设备的mac或者蓝牙设备的name；device_info_service_uuid存储的信息为获取蓝牙设备mac的服务；mac_info_uuid存储的信息为获取蓝牙设备mac地址的特征值；name存储的信息为蓝牙设备名称；need_conn_ack存储的信息为需要给蓝牙设备发送ack的数量；conn_ack存储的信息为具体的ack命令；commands存储的信息为具体的蓝牙控制命令；segment_count存储的信息为控制蓝牙设备操作需要的指令数；key_map存储的信息为蓝牙命令的作用；s_commands存储的信息为具体的命令集合；service_uuid存储的信息为控制命令的服务；char_uuid存储的信息为控制命令的特征值；command存储的信息为控制命令的数值。
有益效果： 本发明提出一种基于IOS操作系统的蓝牙设备通用控制方法，为一种通用的方式去控制各家的蓝牙设备，无需使用每种蓝牙设备自配的控制方式，大大简化了使用的复杂度；本发明采用自定义的蓝牙信令，通过"conn_ack"和"commands"实现对不同蓝牙设备的控制信息的发送和识别，是其通用性强，可兼容各种蓝牙设备。
附图说明
图1为本发明提供的一种基于IOS操作系统的蓝牙设备通用控制方法的流程图；
图2为本发明提供的一种基于IOS操作系统的蓝牙设备通用控制系统的结构示意图；
图3为外部存储器存储蓝牙控制信息的格式结构图。
具体实施方式
下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例1：本实施例提供一种基于IOS操作系统的蓝牙设备通用控制方法，控制方法依托的系统如图2所示，包括服务器和装有IOS操作系统的遥控器，通过装有IOS操作系统的遥控器控制蓝牙设备。
基于IOS操作系统的蓝牙设备通用控制方法的具体步骤为：
S1、遥控器通过扫描获得蓝牙设备的name字段。
遥控器调用API去扫描周围的蓝牙设备，API如下：
(void)scanForPeripheralsWithServices:(nullable NSArray<CBUUID *> *)serviceUUIDs options:(nullable NSDictionary<NSString *, id> *)options；
扫描到的蓝牙设备得到一个CBPeripheral对象，这个对象里面包含蓝牙设备的设备信息（名字、UUID、services、characteristic），如此分析得到蓝牙设备的名字。
这里需要注意的是有些外设的真实名字并不是在Peripheral里，而是在蓝牙设备的广告包里，广告包(advertisementData)里的kCBAdvDataLocalName字段就是当前蓝牙设备的真实的名称(Peripheral里的名字大部分情况下与kCBAdvDataLocalName是同的)。
S2、遥控器通过步骤S1中获得的name字段从外部存储器中提取蓝牙控制信息。
服务器获取目前常用的蓝牙设备控制信息，解析后存储于数据库中，数据库通过mysql数据库定义数据库表格，蓝牙协议信息存储到数据库的表格中，每条蓝牙信息对应表格的一条数据，按照字段去存储。服务器获取蓝牙设备的编码并解码采用的工具有：PacketSniffer、BTool TI、BLE Device Monitor、USB-Dongle，上述工具为目前常用的工具，不再详述。
如果在外部存储器中无法提取到与name字段相匹配的蓝牙控制信息，则遥控器发送name字段至服务器，在服务器端下载与name字段相匹配的蓝牙控制信息并存储至外部存储器中。遥控器通过http(超文本传输协议)协议与服务器进行通讯，获取服务器上的数据。
所述外部存储器存储蓝牙控制信息时，存储的格式结构图如图3所示，具体为：mac_or_name，device_info_service_uuid，mac_info_uuid，name，need_conn_ack，conn_ack，commands，segment_count，key_map，s_commands，service_uuid，char_uuid，command，其中，mac_or_name存储的信息为连接方式为蓝牙设备的mac或者蓝牙设备的name；device_info_service_uuid存储的信息为获取蓝牙设备mac的服务；mac_info_uuid存储的信息为获取蓝牙设备mac地址的特征值；name存储的信息为蓝牙设备名称；need_conn_ack存储的信息为需要给蓝牙设备发送ack的数量；conn_ack存储的信息为具体的ack命令；commands存储的信息为具体的蓝牙控制命令；segment_count存储的信息为控制蓝牙设备操作需要的指令数；key_map存储的信息为蓝牙命令的作用；s_commands存储的信息为具体的命令集合；service_uuid存储的信息为控制命令的服务；char_uuid存储的信息为控制命令的特征值；command存储的信息为控制命令的数值。
S3、遥控器与蓝牙设备匹配后建立连接，并发送控制命令对蓝牙设备进行控制。
所述遥控器与所述蓝牙设备之间建立连接和发送控制命令时采用自定义的蓝牙信令，所述自定义的蓝牙信令的结构为："mac_or_name"，"device_info_service_uuid"，"mac_info_uuid"，"name"，"need_conn_ack"，"conn_ack"和"commands"， 其中，"mac_or_name"含义为连接方式为蓝牙设备的mac或者蓝牙设备的name；"device_info_service_uuid"含义为获取蓝牙设备mac的服务；"mac_info_uuid"含义为获取蓝牙设备mac地址的特征值；"name"含义为蓝牙设备名称；"need_conn_ack"含义为需要给蓝牙设备发送ack的数量；"conn_ack"含义为具体的ack命令；"commands"含义为具体的蓝牙控制命令；
上述"conn_ack"和"commands"的结构为："segment_count"，"key_map"，"s_commands"，其中，"segment_count"的含义为控制蓝牙设备操作需要的指令数；"key_map"的含义为蓝牙命令的作用；"s_commands"的含义为具体的命令集合；
所述 "s_commands"的结构为：service_uuid，char_uuid和command，其中，service_uuid的含义为控制命令的服务；char_uuid的含义为控制命令的特征值；command的含义为控制命令的数值。
蓝牙信令的具体数据包格式为：
{
"mac_or_name": 0,
"device_info_service_uuid": "",
"mac_info_uuid": "",
"name": "XMCTD",
"need_conn_ack": 1,
"conn_ack": {
"segment_count": 1,
"key_map": 0,
"s_commands": [
{
"service_uuid": "8E2F0CBD-1A66-4B53-ACE6-B494E25F87BD",
"char_uuid": "AA7D3F34-2D4F-41E0-807F-52FBF8CF7443",
"command": "436728FAA073002B00000000000000000000"
}
]
},
"commands": [
{
"segment_count": 1,
"key_map": 0,
"s_commands": [
{
"service_uuid": "8E2F0CBD-1A66-4B53-ACE6-B494E25F87BD",
"char_uuid": "AA7D3F34-2D4F-41E0-807F-52FBF8CF7443",
"command": "434001000000000000000000000000000000"
}
]
},
{
"segment_count": 1,
"key_map": 1,
"s_commands": [
{
"service_uuid": "8E2F0CBD-1A66-4B53-ACE6-B494E25F87BD",
"char_uuid": "AA7D3F34-2D4F-41E0-807F-52FBF8CF7443",
"command": "434002000000000000000000000000000000"
}
]
}
]
}。
根据上述的蓝牙信令，遥控器与蓝牙设备建立连接时，如果蓝牙信令里的need_conn_ack==1，就需要去匹配conn_ack->s_commands里面的service_uuid和char_uuid，其中，匹配service_uuid需要遍历蓝牙设备所有的服务，匹配到服务后，再根据service_uuid去匹配char_uuid，两者都匹配成功发送command，建立连接成功。
对蓝牙设备进行控制的所有的命令集合放在蓝牙信令的commands里，commands里的每条命令代表不同的操作，发送命令（打开、关闭）需要匹配commands->s_commands里面的service_uuid、char_uuid，两者都匹配成功发送command，就可以控制蓝牙设备了。
下面以蓝牙设备是小米蓝牙床头灯为例，详细说明一下本实施例的基于IOS操作系统的蓝牙设备通用控制方法。
首先，控制装置通过扫描获得小米蓝牙床头灯的name字段。
小米蓝牙床头灯的name字段为：("name" : "XMCTD")。
然后，控制装置通过“name”字段判断是否存储了对应的受控设备的蓝牙控制信息，如果存储了，则继续执行；如果未存储，控制装置通过取得的name字段在服务器端下载对应设备的蓝牙控制信息后，在继续执行。
小米蓝牙床头灯的蓝牙控制信息为：
{
"mac_or_name": 0,
"device_info_service_uuid": "",
"mac_info_uuid": "",
"name": "XMCTD",
"need_conn_ack": 1,
"conn_ack": {
"segment_count": 1,
"key_map": 0,
"s_commands": [
{
"service_uuid": "8E2F0CBD-1A66-4B53-ACE6-B494E25F87BD",
"char_uuid": "AA7D3F34-2D4F-41E0-807F-52FBF8CF7443",
"command": "436728FAA073002B00000000000000000000"
}
]
},
"commands": [
{
"segment_count": 1,
"key_map": 0,
"s_commands": [
{
"service_uuid": "8E2F0CBD-1A66-4B53-ACE6-B494E25F87BD",
"char_uuid": "AA7D3F34-2D4F-41E0-807F-52FBF8CF7443",
"command": "434001000000000000000000000000000000"
}
]
},
{
"segment_count": 1,
"key_map": 1,
"s_commands": [
{
"service_uuid": "8E2F0CBD-1A66-4B53-ACE6-B494E25F87BD",
"char_uuid": "AA7D3F34-2D4F-41E0-807F-52FBF8CF7443",
"command": "434002000000000000000000000000000000"
}
]
}
]
}
再然后，控制装置根据自定义的蓝牙信令的数据包与匹配到的小米蓝牙床头灯建立连接。
根据扫描到的CBPeripheral对象，调用iOS的连接API：
-(void)connectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral options:(nullableNSDictionary<NSString *, id> *)options；
连接状态通过回调返回
-(void)centralManager:(CBCentralManager *)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral；
连接成功对小米长头灯进行操作。
最后，遥控器根据自定义的蓝牙信令发送控制命令对小米蓝牙床头灯进行控制。
控制的字段为：
"segment_count": 1,
"key_map": 0,
"s_commands": [
{
"service_uuid": "8E2F0CBD-1A66-4B53-ACE6-B494E25F87BD",
"char_uuid": "AA7D3F34-2D4F-41E0-807F-52FBF8CF7443",
"command": "434001000000000000000000000000000000"
}
]，
其中，segment_count=1代表只需要一条蓝牙命令可以实现关闭功能，命令的标识符key_map = 0代表关闭，命令具体的服务通道标识符service_uuid = 8E2F0CBD-1A66-4B53-ACE6-B494E25F87BD，具体的命令特征值通道char_uuid = AA7D3F34-2D4F-41E0-807F-52FBF8CF7443，将命令字符434001000000000000000000000000000000发送到char_uuid：AA7D3F34-2D4F-41E0-807F-52FBF8CF7443通道，命令成功到达实现关灯功能。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (5)

1.一种基于IOS操作系统的蓝牙设备通用控制方法，其特征在于，通过装有IOS操作系统的遥控器控制蓝牙设备，具体步骤为：
S1、遥控器通过扫描获得蓝牙设备的name字段；
S2、遥控器通过步骤S1中获得的name字段从外部存储器中提取蓝牙控制信息；
S3、遥控器与蓝牙设备匹配后建立连接，并发送控制命令对蓝牙设备进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于IOS操作系统的蓝牙设备通用控制方法，其特征在于，步骤S3中，所述遥控器与所述蓝牙设备之间建立连接和发送控制命令时采用自定义的蓝牙信令，所述自定义的蓝牙信令的结构为："mac_or_name"，"device_info_service_uuid"，"mac_info_uuid"，"name"，"need_conn_ack"，"conn_ack"和"commands"， 其中，"mac_or_name"含义为连接方式为蓝牙设备的mac或者蓝牙设备的name；"device_info_service_uuid"含义为获取蓝牙设备mac的服务；"mac_info_uuid"含义为获取蓝牙设备mac地址的特征值；"name"含义为蓝牙设备名称；"need_conn_ack"含义为需要给蓝牙设备发送ack的数量；"conn_ack"含义为具体的ack命令；"commands"含义为具体的蓝牙控制命令；
上述"conn_ack"和"commands"的结构为："segment_count"，"key_map"，"s_commands"，其中，"segment_count"的含义为控制蓝牙设备操作需要的指令数；"key_map"的含义为蓝牙命令的作用；"s_commands"的含义为具体的命令集合；
所述 "s_commands"的结构为：service_uuid，char_uuid和command，其中，service_uuid的含义为控制命令的服务；char_uuid的含义为控制命令的特征值；command的含义为控制命令的数值。
3.根据权利要求2所述的一种基于IOS操作系统的蓝牙设备通用控制方法，其特征在于，步骤S3中遥控器与蓝牙设备建立连接时，如果蓝牙信令里的need_conn_ack==1，就需要去匹配conn_ack->s_commands里面的service_uuid和char_uuid，其中，匹配service_uuid需要遍历蓝牙设备所有的服务，匹配到服务后，再根据service_uuid去匹配char_uuid，两者都匹配成功发送command，建立连接成功。
4.根据权利要求1或3任一权利要求所述的一种基于IOS操作系统的蓝牙设备通用控制方法，其特征在于，步骤S2中，如果在外部存储器中无法提取到与name字段相匹配的蓝牙控制信息，则遥控器发送name字段至服务器，在服务器端下载与name字段相匹配的蓝牙控制信息并存储至外部存储器中。
5.根据权利要求4所述的一种基于IOS操作系统的蓝牙设备通用控制方法，其特征在于，所述外部存储器存储蓝牙控制信息时，存储的格式为：mac_or_name，device_info_service_uuid，mac_info_uuid，name，need_conn_ack，conn_ack，commands，segment_count，key_map，s_commands，service_uuid，char_uuid，command，其中，mac_or_name存储的信息为连接方式为蓝牙设备的mac或者蓝牙设备的name；device_info_service_uuid存储的信息为获取蓝牙设备mac的服务；mac_info_uuid存储的信息为获取蓝牙设备mac地址的特征值；name存储的信息为蓝牙设备名称；need_conn_ack存储的信息为需要给蓝牙设备发送ack的数量；conn_ack存储的信息为具体的ack命令；commands存储的信息为具体的蓝牙控制命令；segment_count存储的信息为控制蓝牙设备操作需要的指令数；key_map存储的信息为蓝牙命令的作用；s_commands存储的信息为具体的命令集合；service_uuid存储的信息为控制命令的服务；char_uuid存储的信息为控制命令的特征值；command存储的信息为控制命令的数值。
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