测试技术之APP蓝牙连接测试

lsekfe

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]去连接控制蓝牙耳机时，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]系统蓝牙框架

1. 　　#import
   

复制代码

2. 遵循两个蓝牙框架相关的协议

1. <cbcentralmanagerdelegate,cbperipheraldelegate>

复制代码

3. 新建两个实例属性，一个特征属性

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

复制代码

4. 初始化CBCentralManager，进行蓝牙管理

1. 　- (void)viewDidLoad {
   
2. 　　[superviewDidLoad];
   
3. 　　self.centralManager= [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:selfqueue:dispatch_get_main_queue()]; //创建实例进行蓝牙管理
   
4. 　　}
   
5. 　　//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
   
6. 　　-(void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central {
   
7. 　　//蓝牙可用，开始扫描外设
   
8. 　　if(central.state == CBManagerStatePoweredOn) {
   
9. 　　NSLog(@"蓝牙可用");
   
10. 　　//在中心管理者成功开启之后再进行一些操作
    
11. 　　//搜索扫描外设
    
12. 　　//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
    
13. 　　//[self.centralManagerstartAdvertising:@{CBAdvertisementDataServiceUUIDsKey:
    
14. 　　@[[CBUUIDUUIDWithString:SERVICE_UUID]]}];
    
15. 　　[centralscanForPeripheralsWithServices:nil options:nil];
    
16. 　　}
    
17. 　　if(central.state== CBManagerStateUnsupported) {
    
18. 　　NSLog(@"该设备不支持蓝牙");
    
19. 　　if(central.state == CBManagerStatePoweredOff) {
    
20. 　　NSLog(@"蓝牙已关闭");
    
21. 　　if(central.state == CBManagerStateUnknown) {
    
22. 　　NSLog(@"蓝牙当前状态不明确");
    
23. 　　if(central.state == CBManagerStateUnauthorized) {
    
24. 　　NSLog(@"蓝牙未被授权");

复制代码

5. 搜索外围设备

1. //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
   
2. 　　/** 发现符合要求的外设，回调 */
   
3. 　　- (void)centralManager:(CBCentralManager*)central didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheraladvertisementData:(NSDictionary
   
4. 　　NSLog(@"%@====",peripheral.name);
   
5. 　　//根据外设名字有选择性的筛选连接蓝牙设备
   
6. 　　if([peripheral.name hasPrefix:@"TEAMOSA"]) {
   
7. 　　//在这里对外设携带的广播数据进行进一步的处理
   
8. 　　if([self.peripheraNames containsObject:peripheral.name]) {
   
9. 　　//如果数组中包含了就不再添加
   
10. 　　return;
    
11. 　　}
    
12. 　　//添加到外设名字数组中
    
13. 　　[self.peripheraNamesaddObject:peripheral.name];
    
14. 　　//标记外设，让它的生命周期与控制器的一致
    
15. 　　self.peripheral= peripheral;
    
16. 　　//可以根据外设名字来过滤外设
    
17. 　　//[central connectPeripheral:peripheral options:nil];
    
18. 　　//连接外设

复制代码

6. 连接外围设备

1. 　//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
   
2. 　　/** 连接成功 */
   
3. 　　- (void)centralManager:(CBCentralManager*)central didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral{
   
4. 　　//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。
   
5. 　　//停止扫描动作
   
6. 　　[self.centralManagerstopScan];
   
7. 　　//设置外设的代理
   
8. 　　peripheral.delegate= self;
   
9. 　　//根据UUID来寻找服务
   
10. 　　//[peripheral discoverServices:@[[CBUUID UUIDWithString:SERVICE_UUID]]];
    
11. 　　//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
    
12. 　　[peripheraldiscoverServices:nil];
    
13. 　　NSLog(@"%s,line = %d, %@=连接成功", __FUNCTION__, __LINE__,peripheral.name);
    
14. 　　//外设连接失败
    
15. 　　/** 连接失败的回调 */
    
16. 　　- (void)centralManager:(CBCentralManager*)central didFailToConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(NSError*)error {
    
17. 　　NSLog(@"%s,line = %d, %@=连接失败", __FUNCTION__, __LINE__,peripheral.name);
    
18. 　　//丢失连接 掉线
    
19. 　　/** 断开连接 */
    
20. 　　- (void)centralManager:(CBCentralManager*)central didDisconnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral error:(nullableNSError *)error {
    
21. 　　NSLog(@"%s,line = %d, %@=断开连接", __FUNCTION__, __LINE__,peripheral.name);
    
22. 　　//断开连接可以设置重新连接
    
23. 　　[centralconnectPeripheral:peripheral options:nil];

复制代码

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。