如何在iOS 7.1的后台和前台中使用蓝牙LE检测附近的设备？

Question

我有一个应用需要检测运行相同应用程序和iOS 7.1的附近（蓝牙LE范围内）设备。我已经考虑了两种检测方法：

1. 让设备充当iBeacons并检测范围内的iBeacons
2. 使用CoreBluetooth（如在Vicinity实现here中）创建BLE外设，宣传并扫描外围设备

似乎选项1是不可能的，因为：

• 当应用程序运行后台时，iOS可能需要至少15分钟才能检测到进入信标区域（iOS 7.1）

选项2似乎还有待实施，但实施方面存在一些困难：

• iOS似乎会在一段时间（大约15分钟后）后更改广告包中的外围UUID。这意味着不能直接从广告广播信号中识别广告设备。

关于这一点，我有以下问题：

• 有没有其他方法可以实现附近的设备检测？我还没有考虑过？
• 是否可以通过广告（或通过其他方式）识别设备，以便选项2可以工作？

Answer 1

我找到了一种方法让这项工作成为Core Bluetooth（选项2），程序大致如下：

• 应用程序使用CBAdvertisementDataLocalNameKey中的编码设备唯一标识符（当广播应用程序运行前景时）和通过蓝牙LE服务提供设备唯一标识符的特征（<广播应用程序运行背景）
• 同时，应用程序使用相同的服务扫描其他外围设备。

广告的工作原理如下：

• 为了能够识别此设备的其他设备，我使用每设备唯一的UUID（我使用Urban Airship＆＃39; [UAUtils deviceID]，因为它是设备程序其他部分的标识符也是 - 但您也可以使用任何唯一的ID实现。）

• 当应用程序运行前台时，我可以使用CBAdvertisementDataLocalNameKey直接在广告包中传递设备唯一ID 。标准的UUID表示太长了，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;
  }
  

• 当应用程序运行后台时，广告数据包将被剥离，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：

• 您开始使用特定服务UUID扫描外围设备，如下所示（请注意您需要指定服务UUID，否则后台扫描无法找到设备）：

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

• 在- (void)centralManager:(CBCentralManager *)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData RSSI:(NSNumber *)RSSI处发现设备时，您会检查advertisementData[CBAdvertisementDataLocalNameKey]是否存在，并尝试将其转换回UUID表格，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，您需要连接到设备以读取提供唯一标识符的特征 。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);
      }
  }