测试技术之APP蓝牙连接测试

发表于:2022-7-06 09:39

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 作者:软件测试小P    来源:网络

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  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,当手机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. 导入苹果系统蓝牙框架
  #import
  2. 遵循两个蓝牙框架相关的协议
  <cbcentralmanagerdelegate,cbperipheraldelegate></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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