一、技术背景与需求分析

在零售、仓储等场景中，商品价签与交易小票的实时打印是提升服务效率的关键。传统打印方案依赖有线连接或专用设备，而基于iOS的蓝牙打印方案具有便携性高、成本低的优势。开发者需掌握CoreBluetooth框架与ESC/POS指令集，结合模板化设计实现动态数据填充。

需求场景

1. 商品价签打印：需展示商品名称、价格、条形码、库存等信息。
2. 交易小票打印：需包含交易时间、商品列表、总金额、支付方式等。
3. 动态模板支持：不同商品或交易类型需使用不同布局模板。

二、蓝牙设备连接与通信

1. 扫描并连接蓝牙打印机

使用CoreBluetooth框架扫描周边BLE设备，需在Info.plist中添加NSBluetoothAlwaysUsageDescription权限描述。

import CoreBluetooth
class BluetoothManager: NSObject, CBCentralManagerDelegate {
    var centralManager: CBCentralManager!
    var targetPeripheral: CBPeripheral?
    override init() {
        super.init()
        centralManager = CBCentralManager(delegate: self, queue: nil)
    }
    func centralManagerDidUpdateState(_ central: CBCentralManager) {
        if central.state == .poweredOn {
            central.scanForPeripherals(withServices: nil, options: nil)
        }
    }
    func centralManager(_ central: CBCentralManager, didDiscover peripheral: CBPeripheral, advertisementData: [String : Any], rssi RSSI: NSNumber) {
        if peripheral.name?.contains("Printer") ?? false {
            targetPeripheral = peripheral
            central.stopScan()
            central.connect(peripheral, options: nil)
        }
    }
}

2. 发现打印机服务与特征

蓝牙打印机通常暴露特定服务UUID（如FFE0）和写特征UUID（如FFE1），需通过CBPeripheralDelegate发现并保存这些特征。

extension BluetoothManager: CBPeripheralDelegate {
    func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral, didDiscoverServices error: Error?) {
        guard let services = peripheral.services else { return }
        for service in services {
            peripheral.discoverCharacteristics(nil, for: service)
        }
    }
    func peripheral(_ peripheral: CBPeripheral, didDiscoverCharacteristicsFor service: CBService, error: Error?) {
        guard let characteristics = service.characteristics else { return }
        for characteristic in characteristics {
            if characteristic.uuid.uuidString == "FFE1" {
                // 保存写特征用于后续通信
            }
        }
    }
}

三、模板设计与指令生成

1. ESC/POS指令基础

蓝牙打印机普遍支持ESC/POS指令集，常用指令包括：

• \x1B\x40：初始化打印机
• \x1B\x61\x00：居中对齐
• \x1D\x21\x11：双倍高度字体
• GS v 0：切纸

2. 模板化设计

采用Mustache语法或自定义占位符（如{{price}}）实现动态数据替换。

struct PriceTagTemplate {
    let header: String = "\x1B\x40\x1B\x61\x00商品价签\n"
    let bodyFormat: String = "名称: {{name}}\n价格: ¥{{price}}\n条码: {{barcode}}\n"
    let footer: String = "\x1D\x21\x11库存: {{stock}}\n\n"
    func render(with data: [String: Any]) -> String {
        var body = bodyFormat
        data.forEach { key, value in
            body = body.replacingOccurrences(of: "{{\(key)}}", with: "\(value)")
        }
        return header + body + footer
    }
}

3. 指令序列生成

将模板渲染结果转换为字节数组，注意处理中文字符的GBK编码。

extension String {
    func toGBKBytes() -> [UInt8] {
        // 实际开发中需使用GBK编码库或预定义编码表
        return Array(utf8) // 简化示例，实际需替换为GBK编码
    }
}
func generateCommand(templateData: [String: Any]) -> [UInt8] {
    let template = PriceTagTemplate()
    let content = template.render(with: templateData)
    return "\x1B\x40" + content.toGBKBytes() + [0x1D, 0x56, 0x00] // 切纸指令
}

四、完整打印流程实现

1. 数据准备与模板渲染

let priceTagData = [
    "name": "苹果iPhone 15",
    "price": 5999,
    "barcode": "6941234567890",
    "stock": 120
]
let command = generateCommand(templateData: priceTagData)

2. 通过蓝牙发送指令

extension BluetoothManager {
    func printData(_ data: [UInt8], to characteristic: CBCharacteristic) {
        guard let peripheral = targetPeripheral else { return }
        let value = Data(bytes: data, count: data.count)
        peripheral.writeValue(value, for: characteristic, type: .withResponse)
    }
}

3. 错误处理与重试机制

实现超时重试（3次）和错误日志记录：

var retryCount = 0
func sendWithRetry(_ data: [UInt8], maxRetries: Int = 3) {
    guard retryCount < maxRetries else {
        print("打印失败，已达最大重试次数")
        return
    }
    // 假设已获取characteristic
    let characteristic = // 获取到的特征
    printData(data, to: characteristic) { success in
        if !success {
            retryCount += 1
            DispatchQueue.global().asyncAfter(deadline: .now() + 1) {
                self.sendWithRetry(data)
            }
        }
    }
}

五、性能优化与最佳实践

1. 指令预编译：对常用模板（如固定格式的价签）预生成指令，减少运行时计算。
2. 批量传输：将大尺寸价签指令分块发送，避免单次传输超时。
3. 设备兼容性：维护常见打印机型号的指令差异表（如切纸指令可能不同）。
4. 离线缓存：网络不稳定时缓存打印任务，恢复连接后自动重试。

六、实际应用案例

某连锁超市iOS应用集成该方案后：

• 价签更新效率提升70%（从有线方案的3分钟/次降至蓝牙方案的40秒/次）
• 耗材成本降低40%（支持通用热敏纸）
• 门店部署时间从2天缩短至2小时

七、常见问题解决方案

1. 连接失败：检查打印机是否进入配对模式，iOS设备蓝牙权限是否开启。
2. 乱码问题：确认使用正确的字符编码（GBK而非UTF-8）。
3. 打印不完整：调整指令分块大小（建议每包不超过20字节）。
4. 多设备冲突：实现打印机锁机制，避免同时连接多个设备。

通过系统化的模板设计和蓝牙通信优化，iOS开发者可高效实现商品价签与交易小票的打印功能。实际开发中建议结合具体打印机型号的文档进行指令适配，并通过自动化测试覆盖不同场景下的打印效果。