IoTの「Things」入門 - 組み込み未経験者向け基礎解説(9) GATTプロファイルを操ろう(1) 双方向Find Me、ドングル側の実装

FindMeプロファイルの概要

実践編第3弾は、GATTプロファイルを利用したアプリケーションを紹介します。

GATTプロファイルは、本連載第5回「ギャップ(GAP)やガット(GATT)が命」の表1にあるように、標準プロファイルがBluetooth SIGによっていくつか定義されています。今回は、その中でも、PSoC BLE Pioneer kitのみ、かつ比較的容易に実現できる Find Me Profile(FMP)に焦点をあてます。

実行環境のご提供

本稿で紹介する実行環境を以下のリンクからダウンロードいただけます。ぜひ、こちらも参照しながら、解説をご覧ください。

なお、サンプルアプリケーションは、利用する環境によっては動作しない場合があります。お問合せへの対応は難しいため、大変恐縮ですが、動作しない場合は、周囲の経験者などに支援してもらってください。こちらの条件にご同意のうえ、ダウンロードをお願いいたします。

>> 実行環境ダウンロード (要 IT Search+会員登録)

FMPの仕様書は、Bluetooth SIGより入手(PDFダウンロード)できます。詳細はそちらを見ていただくこととし、ここでは、概要のみ説明します。

FMPは、音や光などのアラートを発することで、探しものがここにあるよと知らせる「Find Me Target」(以下、Targetロール)と、探しものをみつける際、手元で操作する「Find Me Locator」(以下、Locatorロール)の2つで構成されます(図1)。

図1 : Find Me プロファイル構成図

Targetロールは、サービスとして「Immediate Alert Service」を1つ持ちます。そして、Immediate Alert Serviceが持つキャラクタリスティック「Alert Level Characteristic」に、定義されている値「No Alert(0)/Mild Alert(1)/High Alert(2)」を、BLEコネクション型通信を介してLocatorから書き込むことで、FMPとしての役割を実現します。

サービスとキャラクタリスティックの関係については、本連載第5回も参考にしてください。

いざ実装

では、実装に入りましょう。

実は、図1のような構成で、TargetロールをPSoC BLE+ベースボード(以下、ベースボード)、 Locatorロールをスマートフォンに担わせる場合、サンプル実装やスマフォ用アプリが用意されているので、いとも簡単に実現できます。

Code example版Find Me Profileの実装手順を簡単に紹介します。

新規プロジェクトの作成手順において、[Target hardware]を適切に設定した後、[Select project template]ダイアログにて、[Code example]を選択。続く[Select a code example]ダイアログにて[BLE_FindMe]を選択。そして、 [Workspace name]/[Project name]等を適切に設定し、[Finish]ボタンを押下することで、目的とするプロジェクトが生成されます。

最後に、ビルド & ダウンロードを行うことで、PSoC BLEデバイスがTargetロールとなります(図2)。

図2 : PSoC Creator 画面 (左からProject Template選択時・Sample Code選択時・Project作成完成後)

スマフォ側は、アプリ「CySmart」をインストールします。Android版はGoole Play Storeから、iOS版はApp Storeから入手可能です。

図3 : CySmart アプリ画面

PSoC BLEベースボード上のLEDが緑色にある状態(必要に応じてリセットボタン押下)にて、アプリ「CySmart」を起動します。Targetが見つかると図3左画面のように[Find Me Target]が表示されます(表示されない場合は、画面ボトム方向にフリックします)。

画面上の[Find Me Target]近傍をタップ。その後、画面を水平方向にフリックして、図3中央画面にあるように[Find Me]アイコンを表示させます。タップ後、画面上方に、Alertレベルを選択できるドロップダウンリストが現れますので、所望の値を選択します。

図4は、LocatorであるCySmartアプリ上で、[High Alert]を選択した際のTarget上の様子です。LEDが青色点灯します。

図4 : Find Me Target 上のLED(青色)点灯

手応えがないので、もうふたひねり

Code example版Find Me Profileの実装手順は以上です。ですが、これでは、本コラムで紹介する意味が薄いですね。で、ふたひねりします……。

Locatorとして、PSoC BLE Pioneer Kitに含まれていて、これまでこの連載で触れてこなかった「CySmart USB dongle」(以下、ドングル)を使います(図5)。

図5 : CySmart USB dongle

また、ドングルとベースボードの両方に LocatorロールとTargetロールを実装します。つまり、ドングル/ベースボードの双方から、他方の機器をFind Meできるようにします。

GATTプロファイルを利用する場合、コネクション型接続となりますので、Centralデバイスが必要です(本連載第4回)。

今回は、ドングルとベースボードのどちらにも2つのロールを搭載しますので、どちらを選択しても良いのですが、便宜上ドングル側をCentralとします。ここまでを、見える化しますと図6となります。

図6 : 双方向 Find Me 構成図

ドングル(Central)側の実装

では、あらためて実装に入りましょう。ドングル側からはじめます。

なお、誌面の関係で、ポイントのみの紹介となります。PSoC Creator操作手順の詳細は過去記事をご覧ください。

ドングル上にもBLEデバイスが搭載されていますが、デバイスタイプが異なりPSoCではなくPRoCとなります。PRoCは、利用できるコンポーネントがPSoCと比べて限定的ではありますが、FMPを実現するには遜色ありません。

PSoC Creatorとの操作上の違いとしては、プロジェクト作成の際、ターゲットデバイスとして[PRoC BLE]を選択する必要があります(図7)。

図7 : Central側デバイス選択ダイアログ

ターゲットデバイスがPRoCの場合、プロジェクトテンプレートの選択肢として [Empty schematic]が表示されません。今回の実装では不要となるコンポーネントも回路図上には表示されてしまいますが、[Pre-populated schematic]を選択することにします(図8)。

図8 : プロジェクトテンプレート選択ダイアログ

続く、ワークスペース名、プロジェクト名等を適宜設定した後、自動生成されたプロジェクトが図9となります。ワークスペース名として「WorkspaceFindMe」、プロジェクト名として「BLE_My_FindMe_Central」と指定しています。

図9 : Central側プロジェクト外観

グレーアウトされたコンポーネントは、画面上表示はされていますが、コンポーネント用のソースは生成されません。一部のコンポーネントは、ディフォルトで有効状態になっていますが、対象となるコンポーネントにマウスフォーカスした後、右クリックで表示されるポップアップメニューにで[disable]を選択すれば、対象コンポーネントを無効化(グレーアウト)できます(図10)。