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手機如何連接外設，iOS 連接外設的幾種方式

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一、概念

? ? ? ?一般iOS開發者做APP開發大部分時候都是通過Http(s)請求跟后臺服務器打交道，做一些信息展示和用戶交互。很少涉及到去跟外部硬件設備連接的開發。隨著近年來車聯網和物聯網的興起，智能家居和智能硬件的逐步火熱，越來越多的app被開發出來，用來跟硬件設備進行來連接，獲取硬件相關信息展示或者發送指令控制硬件來提供服務。故本文就針對iOS的app如何跟外部設備進行連接通信這個問題跟大家交流一下。本文原創，歡迎轉載，轉載請注明出處，如有不正確的地方懇請各位看官指正。

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可以分為三大類：

手機如何連接外設。第一類是通過網絡端口，建立Socket使用TCP/IP協議族進行通信，天然支持多通道，想要幾個通道就建幾個socket就行了。它主要有三種方式，第一種方式是Wi-Fi連接，優點是：簡單，不需要集成MFi芯片，只要對應的硬件有無線網卡，然后手機和硬件連接到同一個局域網中就可以使用socket通過網絡協議通信了。缺點也很明顯：（1)無線連接信號容易受到干擾，不太穩定，容易斷開；（2）如果硬件使用的場合沒有公共wifi，就需要手機自建熱點共享，硬件進行熱點接入，操作步驟較多，對用戶來說學習使用成本較高，并且熱點共享要求手機本身的數據移動網絡是穩定的，在沒有移動數據網絡信號的地方，熱點無法建立。

需要先打開個人熱點共享；

使用網絡端口的第三種方式是NCM，就是把USB端口虛擬成標準的網絡端口，然后手機和外設就能通過有線網絡直連了，可以理解成手機和外設通過一跟網線連起來了，然后就可以用socket通過TCP，UDP進行通信了。它的優點是：有線連接，非常穩定，帶寬足夠；也不依賴移動網絡信號；但是它的缺點就是：需要集成MFI芯片并進行MFI認證，有一定門檻。更變態的是這么好的一種方式，目前蘋果只提到可以在它自己的CarPlay使用，其他硬件并沒有說禁止或者允許使用。如果硬件使用NCM跟iOS系統的App通信，可能通過MFI認證是有風險的。

關于如何使用Socket進行TCP、UDP連接，推薦github上的開源項目CocoaAsyncSocket。

iOS App連接外部硬件的第二大類是EAP，全拼是External Accessory Protocol，外部設備協議。這個是蘋果推薦使用的外設連接方式。需要外設集成MFI芯片進行MFI認證。手機端開發相對簡單，只要集成 iOS系統提供的一個框架ExternalAccessory.framework，并且在info.plist中配置好協議字符串(Supported external accessory protocols），當iOS 設備通過USB線或者藍牙連接到對應硬件時，iOS系統會把符合MFI認證要求的外設抽象成了一個流對象，App通過指定的協議字符串來創建一個EASession類的實例來訪問到該流對象，就能通過NSInputStream和NSOutputStream跟硬件件進行通信了。它有兩種模式，一種是叫EASession的模式，它帶寬相對較低，但是允許同時通過多個協議字符串創建多個會話，也就是說直接支持多個通道；另外一種是Native Transport的模式，這種模式的優點是帶寬足夠大，理論值是100MB以上，但是不支持多通道，如果業務層需要支持多數據通道的話需要App自己進行通道的復用與拆分，并且Native Transport需要iPhone工作在USB host模式，硬件需要支持USB 模式切換。

關于如何使用EAP跟外部設備進行通信，可以參考蘋果官方的Demo進行入門和學習。

蘋果怎么連接外設，第三大類就是BLE，低功耗藍牙，是iOS7.0以后才支持的連接方式。它的優點是不需要集成MFI芯片做認證，功耗低，手機端開發也相對簡單，集成iOS系統提供的CoreBluetooth.framework就行。缺點是：帶寬很低，一般適合于只需要傳輸少量數據的場景。比如前兩年非常火爆的各種所謂智能硬件，像智能水杯，智能體重計，運動手環等，都是采用這種連接方式。

關于如何使用BLE進行硬件連接，可以參考本人在github的一個小開源項目（https://github.com/luoxubin/BlueTooth4.0）。另外本人自己業余時間也做過一個BLE連接外設的App-褲寶（名字有創意吧，褲子里的寶貝，是跟我另外兩個小伙伴一起做的創業項目，目前該項目黃了，不過app還在線上，AppStore里搜索“褲寶”可以下載。

總結一下，圖中帶MFI字樣的表示該連接方式需要硬件集成MFi芯片，做MFi認證。關于蘋果的MFI認證，對iOS開發中來說其實是一個比較陌生并且繁瑣的topic，原因如下：

（1）網上鮮有資料，Google基本上查不到。因為MFi認證是由硬件生產商主導進行的，蘋果首先對硬件生產商的實力（質量，信譽，生產規模）有很苛刻的要求，滿足要求的才有進行MFI認證的資格。滿足MFi認證資格要求的硬件生產商，提交了MFi產品計劃后才能得到蘋果MFi開發的官方文檔，這個文檔是帶水印的，不允許外泄；

（2）MFi認證周期很長，過程也很復雜；

（3）蘋果官方溝通渠道很窄，電話打不通，郵件回復不及時。