APP Bluetooth connection test of test technology

目前APP与硬件模块之间的通信有几种模式:蓝牙连接模式、WiFi连接模式(Socket或HTTP服务器)、DLNA音视频共享(iOS上也可以使用AirPlay).最近在项目中,测试了APP通过蓝牙与外设硬件连接的功能,整理了一些相关的开发、实现和测试方法,在这里与大家分享.

蓝牙基础知识

1. iOS台下蓝牙开发可以使用 MFI（ExternalAccessory 框架） 或 BLE (CoreBluetooth 框架) 进行,但实际开发中基本都使用 CoreBluetooth 框架,因为它功能更强大,支持蓝牙4.0标准.

2. 蓝牙4.0 BLE (Bluetooth low energy) ：它的优点在于传输快,耗电低,但传输数据有限,虽然这个传输字节大小硬件工程师可调,但也不会太大.

3. CoreBluetooth框架的核心是peripheral和 central, 可以理解成外设和中心,发起连接的是central,被连接的设备为 peripheral,它们是一组相对概念.比如,当[url=]手机[/url]To connect control bluetooth headsets,你的手机就是central,当手机蓝牙被另一个手机连接并为其提供服务时就是peripheral.

4. Service和Characteristic：蓝牙设备通过GATT协议定义的数据通讯方式.一个 peripheral可以提供多种 服务Service,一种Service 又可以包含多个不同的 特征Characteristic.特征就是具体键值对,提供数据的地方.每个特征属性分为读、写、通知等几种方式.

5. central通过peripheral 的 Characteristic 来读写外设的数据,和获取通知.Peripheral广播自己的Service和characteristic,Central订阅某一个具体的characteristic,Peripheral就和Central之间通过characteristic建立了一个双向的数据通道.

6. 外设peripheral、服务Service、特征characteristic之间的关系：

7. UUID：蓝牙上的唯一标示符,为了区分不同服务和特征,就用UUID来表示.

蓝牙的两种工作模式

1. 中心模式

·  建立中心
·  扫描外设（discover）
·  连接外设(connect) 连接失败、连接断开、连接成功
扫描外设中的服务和特征(discover)：
· 获取外设的 services
·  获取外设的 Characteristics,获取Characteristics的值,获 Characteristics的 Descriptor 和Descriptor 的值
·  与外设做数据交互(explore and interact)
·  订阅 Characteristic 的通知
·  断开连接(disconnect)

2. 外设模式

·  启动一个 Peripheral 管理对象

·  本地 Peripheral 设置服务,特性,描述,权限等等

·  Peripheral 发送广播

·  设置处理订阅、取消订阅、读 characteristic、写 characteristic 的委托方法

蓝牙设备的工作状态

·  准备（standby）
·  广播（advertising）
·  监听扫描（Scanning
·  发起连接（Initiating）
·  已连接（Connected）
·  蓝牙连接的开发实现
这里以手机端作为central,以蓝牙设备作为peripheral,蓝牙设备连接的开发实现主要包括以下步骤：

1. 导入[url=]苹果[/url]The bluetooth system framework

　　#import

2. 遵循两个蓝牙框架相关的协议

<cbcentralmanagerdelegate,cbperipheraldelegate>

3. 新建两个实例属性,一个特征属性

@property (nonatomic, strong) CBCentralManager*centralManager; //中心管理者
　　@property (nonatomic, strong) CBPeripheral *peripheral; //连接到的外设
　　@property (nonatomic, strong) CBCharacteristic*characteristic; //特征

4. 初始化CBCentralManager,进行蓝牙管理

- (void)viewDidLoad {
　　[superviewDidLoad];
　　self.centralManager= [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:selfqueue:dispatch_get_main_queue()]; //创建实例进行蓝牙管理
　　}
　　//若中心管理者初始化之后就会触发下面这个代理方法.该代理方法是用来判断手机蓝牙的状态的
　　-(void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central {
　　//蓝牙可用,开始扫描外设
　　if(central.state == CBManagerStatePoweredOn) {
　　NSLog(@"蓝牙可用");
　　//在中心管理者成功开启之后再进行一些操作
　　//搜索扫描外设
　　//根据SERVICE_UUID来扫描外设,如果不设置SERVICE_UUID,则扫描所有蓝牙设备
　　//[self.centralManagerstartAdvertising:@{CBAdvertisementDataServiceUUIDsKey:
　　@[[CBUUIDUUIDWithString:SERVICE_UUID]]}];
　　[centralscanForPeripheralsWithServices:nil options:nil];
　　}
　　if(central.state== CBManagerStateUnsupported) {
　　NSLog(@"该设备不支持蓝牙");
　　if(central.state == CBManagerStatePoweredOff) {
　　NSLog(@"蓝牙已关闭");
　　if(central.state == CBManagerStateUnknown) {
　　NSLog(@"蓝牙当前状态不明确");
　　if(central.state == CBManagerStateUnauthorized) {
　　NSLog(@"蓝牙未被授权");

5. 搜索外围设备

//执行扫描动作之后,如果扫描到外设了,就会自动回调下面的协议方法
　　/** 发现符合要求的外设,回调 */
　　- (void)centralManager:(CBCentralManager*)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheraladvertisementData:(NSDictionary
　　NSLog(@"%@====",peripheral.name);
　　//根据外设名字有选择性的筛选连接蓝牙设备
　　if([peripheral.name hasPrefix:@"TEAMOSA"]) {
　　//在这里对外设携带的广播数据进行进一步的处理
　　if([self.peripheraNames containsObject:peripheral.name]) {
　　//如果数组中包含了就不再添加
　　return;
　　}
　　//添加到外设名字数组中
　　[self.peripheraNamesaddObject:peripheral.name];
　　//标记外设,让它的生命周期与控制器的一致
　　self.peripheral= peripheral;
　　//可以根据外设名字来过滤外设
　　//[central connectPeripheral:peripheral options:nil];
　　//连接外设

6. 连接外围设备

//连接外围设备,中心管理者连接外设成功,如果连接成功就会回调这个协议方法
　　/** 连接成功 */
　　- (void)centralManager:(CBCentralManager*)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral{
　　//连接成功之后,可以进行服务和特性的发现.停止中心管理设备的扫描动作,要不然在你和已经连接好的外设进行数据沟通时,如果又有一个外设进行广播且符合你的连接条件,那么你的iOS设备也会去连接这个设备（因为iOS BLE4.0是支持一对多连接的）,导致数据的混乱.
　　//停止扫描动作
　　[self.centralManagerstopScan];
　　//设置外设的代理
　　peripheral.delegate= self;
　　//根据UUID来寻找服务
　　//[peripheral discoverServices:@[[CBUUID UUIDWithString:SERVICE_UUID]]];
　　//外设发现服务,传nil代表不过滤,一次性读出外设的所有服务
　　[peripheraldiscoverServices:nil];
　　NSLog(@"%s,line = %d, %@=连接成功", __FUNCTION__, __LINE__,peripheral.name);
　　//外设连接失败
　　/** 连接失败的回调 */
　　- (void)centralManager:(CBCentralManager*)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError*)error {
　　NSLog(@"%s,line = %d, %@=连接失败", __FUNCTION__, __LINE__,peripheral.name);
　　//丢失连接 掉线
　　/** 断开连接 */
　　- (void)centralManager:(CBCentralManager*)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(nullableNSError *)error {
　　NSLog(@"%s,line = %d, %@=断开连接", __FUNCTION__, __LINE__,peripheral.name);
　　//断开连接可以设置重新连接
　　[centralconnectPeripheral:peripheral options:nil];

以上,已经实现了APP端连接蓝牙设备的功能,蓝牙设备连接完成后,还可以对设备进行数据读写,包括：获取外围设备服务和特征;从外围设备读取数据;向外围设备发送（写入）数据等操作.这里暂不具体展开.

APP链接蓝牙设备的测试关注点

介绍了蓝牙的基础知识、APP连接蓝牙设备的开发实现,接下来将介绍APP连接蓝牙设备这一过程测试中需要关注的测试点（由于每种蓝牙设备连接需求不同,开发实现上也会有细小差别,实际测试中可视具体开发逻辑进行调整）：

1. APP扫描设备
①手机端蓝牙不同设置下是否能正常扫描：蓝牙打开、蓝牙关闭;
②蓝牙设备被扫描到并出现在可连接设备列表的条件：蓝牙设备名称与可连接的设备列表中的名称匹配、设备处于广播状态;
蓝牙设备与可连接的设备列表中名称是否匹配：匹配、不匹配;
蓝牙设备状态（视具体硬件而定）：待机状态、广播状态、已连接状态、蓝牙设备操作中、数据传输中、关机状态;
测试以上各种组合场景下,蓝牙设备是否能正常扫描且出现在可连接设备列表;
③不同场景下,是否正常扫描：
一个手机同时扫描多个设备;
多个手机同时扫描同一个设备;
多个手机同时扫描多个设备;
④扫描过程中取消;
⑤扫描结果：扫描超时;未扫描到可连接设备,是否支持重试;扫描失败;扫描成功.

2. 连接设备（APP端点击可连接设备列表,连接蓝牙设备）
①测试蓝牙设备状态变化后,不同状态下是否可正常连接：待机状态、广播状态、已连接状态、蓝牙设备操作中、数据传输中、关机状态;
②连接结果的处理：连接成功、连接失败、连接超时等;
③连接成功后的操作：APP其他操作、连接中断、退到后台、杀掉APP等;
④其他场景：扫描到多个设备.

3. 断开连接
①设备端断开：设备关机、设备电量耗尽;
②APP端断开：手动断开、其他操作断开连接.

4. 其他交互操作
①切换其他蓝牙设备,是否正常连接;
②蓝牙断开后重新打开,支持自动连接;
③距离超出蓝牙可检测范围,是否会断开连接,再恢复到可检测范围,能否自动连接;
④手机端连接多个不同蓝牙设备,各个设备功能是否都正常使用.

5. 连接成功后的数据传输
①功能上,APP端和蓝牙设备端是否符合正常使用需求;
②性能上,APP与蓝牙设备的交互是否满足需求.

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