iOS蓝牙中的进制转换
- 13 Dec, 2016
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。
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
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