iOS蓝牙中的进制转换

Bluetooth4.0.jpg

最近在忙一个蓝牙项目，在处理蓝牙数据的时候，经常遇到进制之间的转换，蓝牙处理的是16进制（NSData），而我们习惯的计数方式是10进制，为了节省空间，蓝牙也会把16进制（NSData）拆成2进制记录。这里我们研究下如何在他们之间进行转换。

假设我们要向蓝牙发送0x1B9901这条数据

Byte转NSData

Byte value[3]={0};
value[0]=0x1B;
value[1]=0x99;
value[2]=0x01;
NSData * data = [NSData dataWithBytes:&value length:sizeof(value)];
//发送数据
[self.peripheral writeValue:data forCharacteristic:self.write type:CBCharacteristicWriteWithoutResponse];

• 优点：这种方法比较简单，没有进行转换，直接一个字节一个字节的拼装好发送出去。

• 缺点：当发送数据比较长时会很麻烦，而且不易更改。

NSString转NSData

- (NSData *)hexToBytes:(NSString *)str
{
NSMutableData* data = [NSMutableData data];
int idx;
for (idx = 0; idx+2 <= str.length; idx+=2) {
    NSRange range = NSMakeRange(idx, 2);
    NSString* hexStr = [str substringWithRange:range];
    NSScanner* scanner = [NSScanner scannerWithString:hexStr];
    unsigned int intValue;
    [scanner scanHexInt:&intValue];
    [data appendBytes:&intValue length:1];
}
return data;
}
//发送数据
[self.peripheral writeValue:[self hexToBytes:@"1B9901"] forCharacteristic:self.write type:CBCharacteristicWriteWithoutResponse];

• 优点：比较直观，可以一次转换一长条数据，对于一些功能简单的蓝牙程序，这种转换能处理大部分情况。
• 缺点：只能发送一些固定的指令，不能参与计算。

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求校验和

接下来探讨下发送的数据需要计算的情况。
最常用的发送数据需要计算的场景是求校验和（CHECKSUM）。这个根据硬件厂商来定，常见的求校验和的规则有：

• 如果发送数据长度为n字节，则CHECKSUM为前n-1字节之和的低字节
• CHECKSUM=0x100-CHECKSUM（上一步的校验和）

如果我要发送带上校验和的0x1B9901，方法就是：

- (NSData *)getCheckSum:(NSString *)byteStr{
int length = (int)byteStr.length/2;
NSData *data = [self hexToBytes:byteStr];
Byte *bytes = (unsigned char *)[data bytes];
Byte sum = 0;
for (int i = 0; i<length; i++) {
    sum += bytes[i];
}
int sumT = sum;
int at = 256 -  sumT;

printf("校验和：%d\n",at);
if (at == 256) {
    at = 0;
}
NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"%@%@",byteStr,[self ToHex:at]];
return [self hexToBytes:str];
}

//将十进制转化为十六进制
- (NSString *)ToHex:(int)tmpid
{
NSString *nLetterValue;
NSString *str =@"";
int ttmpig;
for (int i = 0; i<9; i++) {
    ttmpig=tmpid%16;
    tmpid=tmpid/16;
    switch (ttmpig)
    {
        case 10:
            nLetterValue =@"A";break;
        case 11:
            nLetterValue =@"B";break;
        case 12:
            nLetterValue =@"C";break;
        case 13:
            nLetterValue =@"D";break;
        case 14:
            nLetterValue =@"E";break;
        case 15:
            nLetterValue =@"F";break;
        default:
            nLetterValue = [NSString stringWithFormat:@"%u",ttmpig];

    }
    str = [nLetterValue stringByAppendingString:str];
    if (tmpid == 0) {
        break;
    }
}
//不够一个字节凑0
if(str.length == 1){
    return [NSString stringWithFormat:@"0%@",str];
}else{
    return str;
}
}
//发送数据
NSData *data = [self getCheckSum:@"1B9901"];//data=<1b99014b>
[self.peripheral writeValue:data forCharacteristic:self.write type:CBCharacteristicWriteWithoutResponse];

拆分数据

这种是比较麻烦的，举个栗子：在传输某条信息时，我想把时间放进去，不能用时间戳，还要节省空间，这样就出现了一种新的方式存储时间。
这里再补充一些C语言知识：

• 一个字节8位（bit）
• char 1字节 int 4字节 unsigned 2字节 float 4字节

存储时间的条件是：

• 只用四个字节（32位）
• 前5位表示年（从2000年算起），接着4位表示月，接着5位表示日，接着5位表示时，接着6位表示分，接着3位表示星期，剩余4位保留。

这样直观的解决办法就是分别取出现在时间的年月日时分星期，先转成2进制，再转成16进制发出去。当然你这么写进去，读的时候就要把16进制数据先转成2进制再转成10进制显示。我们就按这个简单粗暴的思路来，准备工作如下：

10进制转2进制

//  十进制转二进制
- (NSString *)toBinarySystemWithDecimalSystem:(int)num length:(int)length
{
int remainder = 0;      //余数
int divisor = 0;        //除数

NSString * prepare = @"";

while (true)
{
    remainder = num%2;
    divisor = num/2;
    num = divisor;
    prepare = [prepare stringByAppendingFormat:@"%d",remainder];

    if (divisor == 0)
    {
        break;
    }
}
//倒序输出
NSString * result = @"";
for (int i = length -1; i >= 0; i --)
{
    if (i <= prepare.length - 1) {
        result = [result stringByAppendingFormat:@"%@",
                  [prepare substringWithRange:NSMakeRange(i , 1)]];

    }else{
        result = [result stringByAppendingString:@"0"];

    }
}
return result;
}

2进制转10进制

//  二进制转十进制
- (NSString *)toDecimalWithBinary:(NSString *)binary
{
int ll = 0 ;
int  temp = 0 ;
for (int i = 0; i < binary.length; i ++)
{
    temp = [[binary substringWithRange:NSMakeRange(i, 1)] intValue];
    temp = temp * powf(2, binary.length - i - 1);
    ll += temp;
}

NSString * result = [NSString stringWithFormat:@"%d",ll];

return result;
}

16进制和2进制互转

- (NSString *)getBinaryByhex:(NSString *)hex binary:(NSString *)binary
{
NSMutableDictionary  *hexDic = [[NSMutableDictionary alloc] init];
hexDic = [[NSMutableDictionary alloc] initWithCapacity:16];
[hexDic setObject:@"0000" forKey:@"0"];
[hexDic setObject:@"0001" forKey:@"1"];
[hexDic setObject:@"0010" forKey:@"2"];
[hexDic setObject:@"0011" forKey:@"3"];
[hexDic setObject:@"0100" forKey:@"4"];
[hexDic setObject:@"0101" forKey:@"5"];
[hexDic setObject:@"0110" forKey:@"6"];
[hexDic setObject:@"0111" forKey:@"7"];
[hexDic setObject:@"1000" forKey:@"8"];
[hexDic setObject:@"1001" forKey:@"9"];
[hexDic setObject:@"1010" forKey:@"a"];
[hexDic setObject:@"1011" forKey:@"b"];
[hexDic setObject:@"1100" forKey:@"c"];
[hexDic setObject:@"1101" forKey:@"d"];
[hexDic setObject:@"1110" forKey:@"e"];
[hexDic setObject:@"1111" forKey:@"f"];

NSMutableString *binaryString=[[NSMutableString alloc] init];
if (hex.length) {
    for (int i=0; i<[hex length]; i++) {
        NSRange rage;
        rage.length = 1;
        rage.location = i;
        NSString *key = [hex substringWithRange:rage];
        [binaryString appendString:hexDic[key]];
    }

}else{
    for (int i=0; i<binary.length; i+=4) {
        NSString *subStr = [binary substringWithRange:NSMakeRange(i, 4)];
        int index = 0;
        for (NSString *str in hexDic.allValues) {
            index ++;
            if ([subStr isEqualToString:str]) {
                [binaryString appendString:hexDic.allKeys[index-1]];
                break;
            }
        }
    }
}
return binaryString;
}

有了这几种转换函数，完成上面的功能就容易多了，具体怎么操作这里就不写一一出来了。但总感觉怪怪的，这么一个小功能怎么要写这么一大堆代码，当然还可以用C语言的方法去解决。这里主要是为了展示iOS中数据如何转换，C语言的实现方法这里就不写了，有兴趣的同学可以研究下。

附带两个函数

int转NSData

- (NSData *) setId:(int)Id {
//用4个字节接收
Byte bytes[4];
bytes[0] = (Byte)(Id>>24);
bytes[1] = (Byte)(Id>>16);
bytes[2] = (Byte)(Id>>8);
bytes[3] = (Byte)(Id);
NSData *data = [NSData dataWithBytes:bytes length:4];
}

NSData转int
接受到的数据0x00000a0122

//4字节表示的int
NSData *intData = [data subdataWithRange:NSMakeRange(2, 4)];
int value = CFSwapInt32BigToHost(*(int*)([intData bytes]));//655650
//2字节表示的int
NSData *intData = [data subdataWithRange:NSMakeRange(4, 2)];
int value = CFSwapInt16BigToHost(*(int*)([intData bytes]));//290
//1字节表示的int
char *bs = (unsigned char *)[[data subdataWithRange:NSMakeRange(5, 1) ] bytes];
int value = *bs;//34
------------------------
//补充内容，因为没有三个字节转int的方法，这里补充一个通用方法
- (unsigned)parseIntFromData:(NSData *)data{

   NSString *dataDescription = [data description];
   NSString *dataAsString = [dataDescription substringWithRange:NSMakeRange(1, [dataDescription length]-2)];

   unsigned intData = 0;
   NSScanner *scanner = [NSScanner scannerWithString:dataAsString];
   [scanner scanHexInt:&intData];
return intData;
}

这两个转换在某些场景下使用频率也是挺高的，蓝牙里面的数据转换基本也就这么多了，希望能够帮助大家。
更多关于字节编码的问题，大家可以点这里：传送门

扩展

基于CoreBluetooth4.0框架的连接BLE4.0的Demo：你不点一下吗

文／勇闯天涯茉莉花茶（简书作者）
原文链接：http://www.jianshu.com/p/a5e25206df39
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