Bluetoothモジュールを搭載した湿度制御機器の情報をスマートフォンで取得するシステムの開発依頼があり、BLEモジュールの選定および組込開発とスマホアプリの開発を行いました。
【BLEモジュール】
BLEモジュールは、低消費電力で購入がし易く安価な上、技術情報も取得しやすいLaird Connectivity社の「BL652」を選定しました。
「BL652」 は ノルディック社 nRF52832を使用しています。
https://www.ryoyo.co.jp/product/semiconductor/ireless/laird-bl652/
シリアルインターフェースは、UART/I２C/SPI/ADC/GPIO/PWM/FREQ/output/timersを利用でき、基本ファームウェア（Laird社が配布:smartBASIC runtime engine firmware）の上に、smartBasicで作成したユーザーファームウェアを動作させて利用可能となります。
開発当初は、BL652のブレークアウトボードを使用してPCで作成したユーザーファームウェアをダウンロードしながら動作検証を行いました。
【スマホアプリ】
スマホアプリについては、Android OS/iOSのどちらも利用したいというご要望のため「Web Bluetooth」方式で開発しました。
スマホで利用できるブラウザに制限があります。（下記Ｗｅｂサイトに対応ブラウザ情報があります）https://caniuse.com/web-bluetooth
【BLE概要】
BLEでは（親機）のことをCentral（セントラル）、（子機）のことをPeripheral（ペリフェラル）といい、今回は「BL652」をペリフェラル、スマホ側をセントラルとしています。BLEではセントラルからの接続待ちの仕組みで、ペリフェラル機器の「僕はここです」ということを伝える為の無線信号をだします。それを、アドバタイズといいます。ペリフェラル機器は接続待ちの間、定期的にアドバタイズを発信しています。セントラルからペリフェラルを選択してペアリングし１対１の接続通信のことを、GATT（ガット）通信と呼びます。GATT通信ではService（サービス）とCharacteristic（キャラクタリスティック）という概念でデータのやりとりを行います。Service（サービス）とCharacteristic（キャラクタリスティック）にはUUIDという16バイトの一意な番号がつけられています。セントラル機器はUUIDを指定して、Characteristic（キャラクタリスティック）のデータ内容にアクセスします。
●ブラウザーからのGATT通信接続処理フロー
BLEデバイスの検索 →デバイスとのペアリング→ GATT通信 → サービスの取得 → キャラクタリスティックの取得 （RX,TX） をして、送受信を可能にしていきます。
- デバイスのスキャン(navigator.bluetooth.requestDevice) acceptAllDevices: trueでペリフェラルのデバイスがすべて表示されます
- 表示されたデバイスの中からLAIRD BL652を探し、ペアリングをします
- GATTサーバーに接続(device.gatt.connect)
- サービスの取得VSP Service (server.getPrimaryService)
- キャラクタリスティックの取得RX(service.getCharacteristic)
- キャラクタリスティックの取得TX(service.getCharacteristic)
受信データ表示
【POINT】
- WebからのSendはRX Characteristicに行います。ReadはTX Characteristicから読み取ります。
- Web接続を行う場合はSSL認証を設定する必要があります。
- iPhoneからの接続の場合Bluefy – Web BLE Browserを使用すると接続可能です。