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【iOS与EV3混合机器人编程系列之四】iOS_WiFi_EV3_Library 剖析之中的一个：WiFi UDP和TCP
在上一篇文章中。我们通过编写EV3 Port Viewer项目实现了iOS监測EV3的实时端口数据。
程序最核心的部分就是我们的开源码库iOS_WiFi_EV3_Library。
那么，在本文中，我们将具体介绍我们这个库的编写。为了完毕这个库，本人參考了网上许多资料，主要包括EV3的源码，win版本号的代码库以及Monobrick相关以及网上的各种资料，在此就不一一列举了。
因为水平有限，本代码库还存在各种问题，望使用的读者见谅。
大家也能够在这个基础之上自己进行改造完好。
为了具体说明代码库的实现。这里我们从需求分析，设计到实现介绍整个库从无到有的过程。
==需求分析：代码库要实现的功能==
从我们的第一篇文章中。我们已经对iOS和EV3的结合方式做了具体的介绍。
从中，我们能够总结出。我们要编写的代码库须要实现下面功能：
1）拥有一个连接界面来搜索并连接WiFi局域网内的EV3设备。
2）实时接收EV3的端口数据而且能很方便地对数据进行处理。
3）能够发送直接命令（Direct Command）到EV3实现对EV3的实时控制。
（EV3的源码中内置两种命令格式：命令Command和直接命令Direct Comand，使用直接命令则EV3能够直接响应。无需在EV3上进行不论什么的编程，大家能够參考我之前写的Hacking EV3系列文章，那些文章主要讲通过使用开源库btstack来实现用蓝牙来连接EV3。因为要使用btstack须要对iOS设备进行越狱，因此最后选择弃用而使用WiFi。这也是本项目的重要工作之中的一个）
简单一点说就是要实现EV3的wifi连接，发送和接收功能。仅仅要实现了这三个核心功能，那么我们就能够用iOS来控制EV3。
==WiFi连接的方法==
假设是iOS设备之间的无线数据通信，我们能够直接使用iOS的高级框架MultiConnectivity.Framework来实现。可是如今我们要通过iOS来连接一个非iOS设备，我们就仅仅能使用iOS底层的API了。
根本就方式就是使用UDP和TCP来进行数据通信。
这部分功能相应的API为CFNetwork。这是一个比較底层的C代码的框架。
我们能够选择直接使用CFNetwork来编写，但这势必会很复杂和困难。还好。我们还有第二种选择，那就是使用网上的开源库CocoaAsyncSocket。这个开源库使用iOS的GCD在Objective C的层次又一次封装了UDP和TCP传输的功能。使得编写UDP和TCP传输的应用变得很方便。
因此，我们就採用了CocoaAsyncSocket来实现UDP和TCP的传输。
==CocoaAsyncSocket的使用==
大家能够从网上下载这个开源库：https://github.com/robbiehanson/CocoaAsyncSocket
我们仅仅须要使用库中的四个文件：
GCDAsyncSocket.h // 实现TCP传输
GCDAsyncSocket.m
GCDAsyncUdpSocket.h // 实现UDP传输
GCDAsyncUdpSocket.m
1.UDP的使用
Step 1：创建实例instance
UDP的使用通过GCDAsyncUdpSocket这个类来实现。
因此要使用UDP，我们首先得创建一个GCDAsyncUdpSocket类的实例。
比方这里我们创建一个实例命名为udpSocket：
dispatch_queue_t udpSocketQueue = dispatch_queue_create("com.manmanlai.updSocketQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
self.udpSocket = [[GCDAsyncUdpSocket alloc] initWithDelegate:self delegateQueue:udpSocketQueue];
说明一下这个类包括delegate方法（依靠delegate方法来接收处理数据）以及须要定义一个特定的并行Queue来使用。
Step 2：连接UDP到特定端口
这里我们使用这个类中的方法：
1)连接API：bindToPort:error:
2)接收数据API：beginReceiving:
3)关闭API：close
因此，依据这个API我们能够编写一个Method来開始UDP和停止UDP
- (void)startUdpSocket
{
NSError *error = nil;
if (![self.udpSocket bindToPort:UDP_PORT error:&error])
{
NSLog(@"Error starting server (bind): %@", error);
return;
}
if (![self.udpSocket beginReceiving:&error])
{
[self.udpSocket close];
NSLog(@"Error starting server (recv): %@", error);
return;
}
NSLog(@"Udp Echo server started on port %hu", [self.udpSocket localPort]);
}
- (void)stopUdpSocket
{
[self.udpSocket close];
}
Step 3：接收UDP数据
通过delegate方法
- (void)udpSocket:(GCDAsyncUdpSocket *)sock didReceiveData:(NSData *)data
fromAddress:(NSData *)address
withFilterContext:(id)filterContext
接收数据
具体数据怎样处理之后再谈。
Step 4：发送UDP数据
- (void)sendData:(NSData *)data toAddress:(NSData *)remoteAddr withTimeout:(NSTimeInterval)timeout tag:(long)tag
以上是UDP的使用，接下来介绍TCP的使用
2、TCP的使用
Step 1：创建实例instance
和UDP的创建方式一样。仅仅只是改成GCDAsyncSocket类。
dispatch_queue_t tcpSocketQueue = dispatch_queue_create("com.manmanlai.tcpSocketQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
GCDAsyncSocket *tcpSocket = [[GCDAsyncSocket alloc] initWithDelegate:self delegateQueue:tcpSocketQueue];
Step 2：连接TCP
连接TCP的API例如以下：
-(BOOL)connectToHost:(NSString*)host onPort:(uint16_t)port error:(NSError **)errPtr
在使用中，例如以下所看到的：
NSError *error = nil;
if (![tcpSocket connectToHost:device.address
onPort:5555
error:&error])
{
NSLog(@"Error connecting: %@", error);
} else {
NSLog(@“Connected");
}
Step 3：发送TCP数据
-(void)writeData:(NSData *)data withTimeout:(NSTimeInterval)timeout tag:(long)tag
Step 4：接收数据
- (void)readDataWithTimeout:(NSTimeInterval)timeout tag:(long)tag
Step 5：数据处理
通过Delegate方法实现，包括下面几个：
// TCP socket已连接
(void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock didConnectToHost:(NSString *)host port:(UInt16)port
// TCP socket已断开
(void)socketDidDisconnect:(GCDAsyncSocket *)sock withError:(NSError *)err
// TCP socket已写入数据
(void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock didWriteDataWithTag:(long)tag
// TCP socket已发送数据
- (void)socket:(GCDAsyncSocket *)sock didReadData:(NSData *)data withTag:(long)tag
以上便是UDP和TCP的用法，能够看到是很的简单明了的。
下一篇文章中。我们将介绍怎样使用CocoaAsyncSocket来具体连接我们的EV3机器人，敬请期待！
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