我的第一个 macOS 应用：不跳就锁——用心率广播实现人走锁屏

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背景：人走必须锁屏，但我总会忘

🐶公司办公区有比较严格的安全规范：离开工位必须锁屏。道理都懂，可实际执行起来总是磕磕绊绊——去洗手间、接水、开会，经常起身就走了，屏幕还亮着。

理想中的人走锁屏应该满足几个条件：

• 无感：不需要我手动操作，也不需要我佩戴额外硬件。
• 及时：人离开工位后几秒内就要锁屏。
• 不误判：坐在电脑前正常工作时不应该突然锁屏。
• 隐私：不要把我的生物特征上传到云端。

我手里正好有一块支持心率广播的智能手表，每天戴着它跑步和监测睡眠。既然它已经 24 小时戴在手上，能不能让它充当”人体存在传感器”？答案是可以。

核心思路：用心率广播 + 信号强度判断”人还在不在”

BLE（Bluetooth Low Energy）心率设备会广播标准心率服务 0x180D，其中的心率测量特征 0x2A37 每秒推送一次当前心率。只要手表在 Mac 的蓝牙覆盖范围内，Mac 就能收到稳定的心率数据。

当我的身体离开 Mac 一段距离后：

1. 心率广播中断，Mac 超过一定时间收不到心率。
2. 即使还在广播，信号强度 RSSI 也会显著下降。

于是判定逻辑很简单：

• 心率超时：超过 10 秒没收到心率，认为设备失联，锁屏。
• 弱信号：连续 3 秒 RSSI 低于 -75 dBm，认为人已经走远，锁屏。

这两种条件互为补充：前者应对手表被取下或蓝牙关闭，后者应对人走远但广播仍在的情况。

项目结构

我把应用拆成了三个部分：

HeartRateLockWidget/
├── HeartRateLock/              # macOS 状态栏后台 App
│   ├── HeartRateLockApp.swift      # 应用入口、状态栏菜单、设置窗口
│   ├── BLEHeartRateManager.swift   # CoreBluetooth 扫描/绑定/连接/心率订阅
│   └── LockScreenManager.swift     # 触发 macOS 锁屏
├── HeartRateWidget/            # 桌面/侧边小组件
│   ├── HeartRateWidget.swift       # 实时心率 Widget
│   ├── HeartRateCurveWidget.swift  # 心率曲线 Widget
│   └── HeartRateWidgetBundle.swift # Widget 入口
└── HeartRateLockShared/        # App 与 Widget 共享代码
    └── SharedConfig.swift          # App Group、UserDefaults Key、设置项

HeartRateLock 是一个没有 Dock 图标的状态栏应用，启动后躲在菜单栏里持续扫描和监听心率。HeartRateWidget 是 WidgetKit 扩展，负责把心率展示在桌面或通知中心。

关键实现

1. 扫描与绑定设备

macOS 的 CoreBluetooth 扫描时不指定服务 UUID，这样可以列出周围所有 BLE 广播设备。用户从菜单栏的「选择设备」里按信号强度排序找到手表，点击完成绑定。绑定信息会持久化，下次启动自动重连。

private let heartRateServiceUUID = CBUUID(string: "0x180D")
private let heartRateMeasurementUUID = CBUUID(string: "0x2A37")

func centralManager(
    _ central: CBCentralManager,
    didDiscover peripheral: CBPeripheral,
    advertisementData: [String: Any],
    rssi RSSI: NSNumber
) {
    // 收集设备名、RSSI，按信号强度排序展示
}

这里有一个坑：macOS 出于隐私保护，不会把 BLE 设备的 MAC 地址暴露给 App，只会给一个随机生成的 CBPeripheral.identifier。所以无法通过 MAC 地址过滤，只能让用户手动选择。另外很多手表在广播里不暴露名字，首次绑定可能显示为「未知设备」，连接成功后我会再读取 GAP 服务 0x2A00 里的真实设备名来校正。

2. 解析心率数据

心率测量特征的通知数据格式是 BLE 标准：

byte 0: flags
  bit 0: 心率值是 uint8 还是 uint16
byte 1: 心率值（uint8）
byte 1-2: 心率值（uint16）

解析代码：

private func parseHeartRateMeasurement(_ data: Data) -> Int? {
    guard !data.isEmpty else { return nil }
    let flags = data[0]
    let isUInt16 = (flags & 0x01) != 0
    if isUInt16, data.count >= 3 {
        return Int(data[1]) | (Int(data[2]) << 8)
    } else if data.count >= 2 {
        return Int(data[1])
    }
    return nil
}

3. 锁屏触发

每次收到心率或读到 RSSI 时，都会更新 lastAliveAt。每秒检查一次：

private func checkTimeout() {
    guard let reference = lastAliveAt ?? connectAttemptAt else { return }
    if Date().timeIntervalSince(reference) > SharedConfig.timeoutSeconds, !didLockForTimeout {
        didLockForTimeout = true
        LockScreenManager.lockScreen()
    }
}

弱信号判定类似：连续低于阈值秒数达到设定值就锁屏，避免 RSSI 抖动导致误锁。

4. 触发 macOS 锁屏

最早我用的是 /System/Library/CoreServices/Menu Extras/User.menu/Contents/Resources/CGSession -suspend，但新版 macOS 已经移除了这个路径。为了兼容不同系统版本，我做了三层兜底：

1. 调用 login.framework 的私有接口 SACLockScreenImmediate。
2. 如果找不到，再尝试 CGSession -suspend。
3. 如果都不行，最后用 pmset displaysleepnow 熄屏，配合系统设置里的「唤醒时需要密码」实现等效锁屏。

enum LockScreenManager {
    static func lockScreen() {
        if lockViaPrivateFramework() { return }
        if FileManager.default.fileExists(atPath: lockCommand) {
            // CGSession -suspend
            return
        }
        // pmset displaysleepnow 兜底
    }
}

5. 小组件与 App 共享数据

Widget 扩展和主 App 属于不同进程，不能直接共享内存。我用了一个小技巧：主 App（非沙盒）直接写 Widget 容器内的 plist 文件，Widget 读取自己的容器。这样比 App Group 的 UserDefaults(suiteName:) 更稳定，也绕过了 macOS AppData TCC 策略对 Widget 读取的限制。

public enum SharedStore {
    private static let plistURL: URL = {
        if isSandboxed {
            // Widget：自己容器内的 Application Support
        } else {
            // 主 App：写 Widget 容器内的同一个文件
        }
    }()
}

Widget 每秒请求一次时间线刷新，实际刷新频率由系统调度决定，所以主 App 负责实时性，Widget 只是显示层。

还加了哪些功能

空闲锁屏兜底

万一哪天没戴手表，应用还内置了键鼠空闲检测。通过 CGEventSource.secondsSinceLastEventType 读取键盘、鼠标最后一次活动时间，超过设定秒数也锁屏。这个兜底还可以设置只在指定时间段生效，比如只在工作时间开启。

开机自启

用 SMAppService.mainApp.register() 注册登录项，实现开机自动启动，不需要在「系统设置 > 通用 > 登录项」里手动添加。

设置面板

状态栏点击「设置…」可以调整：

• 信号弱锁屏阈值（-90 ~ -40 dBm）
• 连续弱信号秒数
• 心率超时秒数
• 键鼠空闲锁屏秒数及时段
• 开机自启开关

实际使用效果

戴上手表坐在工位，状态栏会显示实时心率。起身去洗手间，走出两三米后 RSSI 开始下降，大约 3 秒后屏幕自动锁定。回来后解锁电脑，手表会重新连上，继续显示心率。

误触发的情况极少，因为同时满足「信号持续弱」和「心率中断」才会锁屏。坐在椅子上正常打字时，即使偶尔 RSSI 波动一下，也不会触发锁屏。

踩过的坑

1. macOS 不暴露 MAC 地址：无法自动识别手表，必须手动绑定一次。
2. 部分华为手表不广播标准心率服务：它们只走华为运动健康私有协议，这种手表用不了。
3. CGSession 被移除：新版系统锁屏 API 变了，需要多层兜底。
4. App Group 共享存储被 TCC 拦截：主 App 写 App Group 的 UserDefaults 后，Widget 读不到，最后改用直接写 Widget 容器 plist。
5. 沙盒权限：锁屏需要辅助功能权限，首次运行要在系统设置里允许。

文章作者：阿文

文章链接： https://www.awen.me/post/9ad176eb.html

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