重点 (三十一) : 蓝牙/传感器

iOS中蓝牙的实现方案

iOS中提供了4个框架用于实现蓝牙连接

GameKit.framework(用法简单)

只能用于iOS设备之间的连接,多用于游戏(比如五子棋对战),从iOS7开始过期

MultipeerConnectivity.framework

只能用于iOS设备之间的连接,从iOS7开始引入,主要用于文件共享(仅限于沙盒的文件)

ExternalAccessory.framework

可用于第三方蓝牙设备交互,但是蓝牙设备必须经过苹果MFi认证(国内较少)

CoreBluetooth.framework(时下热门)

可用于第三方蓝牙设备交互,必须要支持蓝牙4.0

硬件至少是4s,系统至少是iOS6

蓝牙4.0以低功耗著称,一般也叫BLE(Bluetooth Low Energy)

目前应用比较多的案例:运动手坏、嵌入式设备、智能家居

GameKit的蓝牙开发步骤

显示可以连接的蓝牙设备列表

GKPeerPickerController*ppc = [[GKPeerPickerController
alloc] init];

ppc.delegate =self;

[ppc show];

在代理方法中监控蓝牙的连接

  • (void)peerPickerController:(GKPeerPickerController *)picker didConnectPeer:(NSString *)peerID toSession:(GKSession *)session {

    NSLog(@"连接到设备:%@", peerID);

    关闭蓝牙设备显示界面

    [picker dismiss];

    设置接收到蓝牙数据后的监听器

    [session setDataReceiveHandler:self withContext:nil];

    保存session

    self.session = session;

}

GameKit的蓝牙开发步骤

处理接收到的蓝牙数据

  • (void) receiveData:(NSData *)data fromPeer:(NSString
    *)peer inSession: (GKSession *)session
    context:(void *)context {

}

利用GKSession给其他设备发送数据

给指定的连接设备发送数据

  • (BOOL)sendData:(NSData *) data toPeers:(NSArray
    *)peers withDataMode:(GKSendDataMode)mode
    error:(NSError **)error;

给所有连接的设备发送数据

  • (BOOL)sendDataToAllPeers:(NSData
    *) data withDataMode:(GKSendDataMode)mode
    error:(NSError **)error;

GameKit的蓝牙开发注意

只能用于iOS设备之间的连接

只能用于同一个应用程序之间的连接

最好别利用蓝牙发送比较大的数据

Core Bluetooth

Core Bluetooth测试比较麻烦,正常情况下,得至少有2台真实的蓝牙4.0设备

如何让iOS模拟器也能测试蓝牙4.0程序?

买一个CSR蓝牙4.0 USB适配器,插在Mac上

在终端输入sudo nvram
bluetoothHostControllerSwitchBehavior="never"

重启Mac

用Xcode 4.6调试代码,将程序跑在iOS 6.1的模拟器上

(苹果把iOS 7.0模拟器对BLE的支持移除掉了)

Core Bluetooth的使用场景

运动手环、智能家居、嵌入式设备等等(金融刷卡器、心电测量器)

1.png

Core Bluetooth的基本常识

每个蓝牙4.0设备都是通过服务(Service)和特征(Characteristic)来展示自己的

一个设备必然包含一个或多个服务,每个服务下面又包含若干个特征

特征是与外界交互的最小单位

比如说,一台蓝牙4.0设备,用特征A来描述自己的出厂信息,用特征B来收发数据

服务和特征都是用UUID来唯一标识的,通过UUID就能区别不同的服务和特征

设备里面各个服务(service)和特征(characteristic)的功能,均由蓝牙设备硬件厂商提供,比如哪些是用来交互(读写),哪些可获取模块信息(只读)等

Core Bluetooth的开发步骤

建立中心设备

扫描外设(Discover Peripheral)

连接外设(Connect Peripheral)

扫描外设中的服务和特征(Discover Services And Characteristics)

利用特征与外设做数据交互(Explore And Interact)

断开连接(Disconnect)

蓝牙的现状

绝大多数智能手机支持蓝牙 4.0(BLE)

蓝牙芯片发展迅速,在性能和效率方面都有很大提高,且不断变得更小更便宜

iBeacon + 蓝牙,前景一片光明

应用之一:室内导航

Estimote公司为iBeacon提供基站

3个iBeacon基站的预购价格为99美元(约合人民币610元)

Estimote公司推出的iBeacon基站的最远传输距离为50m,但是他们推荐在10m范围内的使用效果最好

一块纽扣电池就能为一个iBeacon基站提供长达 2 年的使用寿命,而且是在设备不断对外发射信号的情况下

蓝牙通讯:

GameKit框架简介

使用GameKit框架,可以在游戏中增加对等连接,又称对端连接或点对点连接,Peer To Peer。

使用GameKit框架中的对等网络连接API,可以在游戏玩家之间建立一个对等网络,并在游戏/应用实例之间交换数据。

GameKit框架可以使用蓝牙在玩家之间创建网络,玩家甚至不需要连接到互联网,就可以彼此对战。

通过蓝牙实现对等网络连接

为玩家双方呈现一个GKPeerPickerController,提供了一个标准的用户界面连接两台设备

ViewControoler遵循GKPeerPickerControllerDelegate协议,处理来自GKPeerPickerController(对端选择器)的信息

建立连接后,使用GKSession类可以向对端设备发送数据

在receiveData:fromPeer:inSession:context代理方法中编写代码来处理接收到的数据

蓝牙对等网络演练——发送照片(1)

演练目标:通过蓝牙彼此发送照片

演练步骤:

  1. 基于照片选择项目进行扩展,仅从照片库选择照片

  2. 添加GameKit框架

  3. 创建对等连接

3.1 实例化对端选择器

3.2 设置代理,并遵循协议

3.3 显示对端选择器

  1. 连接建立代理方法

peerPickerController:didConnectPeer:toSession:

4.1记录对端连接会话

4.2
设置数据接收处理

4.3
关闭对端选择器

蓝牙对等网络演练——发送照片(2)

发送数据方法

[_peerSession
sendDataToAllPeers:data withDataMode:GKSendDataReliable
error:&error];

接收数据方法

  • (void)receiveData:(NSData
    *)data fromPeer:(NSString *)peer inSession:
    (GKSession *)session context:(void *)context;

蓝牙对等网络——发送自定义对象

如果要通过网络发送自定义对象,需要使用NSKeyedArchiver方法归档自定义对象,然后再发送归档后的NSData

自定义对象需要遵从NSCoding协议,并实现相应的归档和恢复方法

接收端接收到数据之后,使用NSKeyedUnarchiver方法恢复数据

传感器

什么是传感器

传感器是一种感应\检测周围环境的一种装置, 目前已经广泛应用于智能手机上

传感器的作用

用于感应\检测设备周边的信息

不同类型的传感器, 检测的信息也不一样

iPhone中的下面现象都是由传感器完成的

在地图应用中, 能判断出手机头面向的方向

一关灯, iPhone会自动调整屏幕的亮度

打电话时, 人脸贴近iPhone屏幕时, 屏幕会自动锁屏

... ...

传感器的类型

iPhone内置的传感器有

运动传感器\加速度传感器\加速计(Motion/Accelerometer
Sensor)

环境光传感器(Ambient Light Sensor)

距离传感器(Proximity Sensor)

磁力计传感器(Magnetometer Sensor)

内部温度传感器(Internal Temperature Sensor)

湿度传感器(Moisture Sensor)

陀螺仪(Gyroscope)

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湿度传感器(Moisture Sensor)

湿度传感器跟其他基于微电子的传感器不同,是一个简单的物理传感器

简单来说,湿度传感器就是一张遇水变红的试纸

Apple的维修人员就是通过检测试纸是否变红,来判断设备是否进水

(设备进水不在保修范围之内)


6.png

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距离传感器的使用

开启距离感应功能

[UIDevice
currentDevice].proximityMonitoringEnabled
= YES;

监听距离感应的通知

[[NSNotificationCenter
defaultCenter]
addObserver:self

selector:@selector(proximityChange:)

name:UIDeviceProximityStateDidChangeNotification

object:nil];

  • (void)proximityChange:(NSNotification *)notification {

    if ([UIDevice currentDevice].proximityState== YES) {

NSLog(@"某个物体靠近了设备屏幕"); 屏幕会自动锁住

} else {

NSLog(@"某个物体远离了设备屏幕"); 屏幕会自动解锁

}

}

加速计

加速计的作用

用于检测设备的运动(比如摇晃)

加速计的经典应用场景

摇一摇

计步器

1.png

加速计程序的开发

加速计程序的开发

在iOS4以前:使用UIAccelerometer,用法非常简单(到了iOS5就已经过期)

从iOS4开始:CoreMotion.framework

虽然UIAccelerometer已经过期,但由于其用法极其简单,很多程序里面都还有残留

UIAccelerometer的使用步骤

获得单例对象

UIAccelerometer*accelerometer = [UIAccelerometer
sharedAccelerometer];

设置代理

accelerometer.delegate =self;

设置采样间隔

accelerometer.updateInterval = 1.0/30.0; 1秒钟采样30次

实现代理方法

  • (void)accelerometer:(UIAccelerometer *)accelerometer didAccelerate:(UIAcceleration *)acceleration

acceleration中的x、y、z三个属性分别代表每个轴上的加速度

2.png

Core Motion

在iOS4之前,加速度计由UIAccelerometer类来负责采集数据

随着iPhone4的推出

加速度计全面升级,并引入了陀螺仪

与Motion(运动)相关的编程成为重头戏

苹果特地在iOS4中增加了专门处理Motion的框架-CoreMotion.framework

Core Motion不仅能够提供实时的加速度值和旋转速度值,更重要的是,苹果在其中集成了很多牛逼的算法

3.png

Core Motion的使用步骤(push)

创建运动管理者对象

CMMotionManager*mgr = [[CMMotionManager
alloc] init];

判断加速计是否可用(最好判断)

if
(mgr.isAccelerometerAvailable) {

 加速计可用

}

设置采样间隔

mgr.accelerometerUpdateInterval = 1.0/30.0; 1秒钟采样30次

开始采样(采样到数据就会调用handler,handler会在queue中执行)

  • (void)startAccelerometerUpdatesToQueue:(NSOperationQueue *)queue withHandler:(CMAccelerometerHandler)handler;

Core Motion的使用步骤(pull)

创建运动管理者对象

CMMotionManager*mgr = [[CMMotionManager
alloc] init];

判断加速计是否可用(最好判断)

if (mgr.isAccelerometerAvailable) {
加速计可用 }

开始采样

  • (void)startAccelerometerUpdates;

在需要的时候采集加速度数据

CMAccelerationacc = mgr.accelerometerData.acceleration;

NSLog(@"%f, %f,%f", acc.x, acc.y, acc.z);

4.png

摇一摇

监控摇一摇的方法

方法1:通过分析加速计数据来判断是否进行了摇一摇操作(比较复杂)

方法2:iOS自带的Shake监控API(非常简单)

判断摇一摇的步骤:实现3个摇一摇监听方法

检测到摇动

  • (void)motionBegan:(UIEventSubtype)motion withEvent:(UIEvent*)event

摇动取消(被中断)

  • (void)motionCancelled:(UIEventSubtype)motion withEvent:(UIEvent*)event

摇动结束

  • (void)motionEnded:(UIEventSubtype)motion withEvent:(UIEvent*)event
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