Bluetooth LEとiBeaconを使った、すれ違い通信

Bluetooth LEとiBeaconを使った、すれ違い通信 2014.4.5 Bitz Co., Ltd. 村上幸雄

• 村上幸雄 • @m_yukio • ビッツ有限会社 http://www.bitz.co.jp/ 今回のサンプルコードは以下のURL. https://github.com/murakami/workbook/tree/master/ios/Wibree

"   Bluetoothは、省電力な電波を使った無線通信で、最新の4.xでは対応機器は次の3つに分類されます。分類説明 Bluetooth Smart 4.0で追加されたBluetooth Low Energyのみ対応。 Bluetooth Smart Ready Bluetooth LEと従来のBluetoothの両方に対応。 Bluetooth 従来のBluetoothのみ対応。

"   iOSでBluetoothに対応する方法を整理してみます。 Bluetoothの種類説明従来のBLuetooth MFi機器に対してExternal Accessory Frameworkで通信。 Game Kit Bluetooth LE Core Bluetooth Framework iOSでは、無関係の機器と自由に通信したいのならBluetooth LEという事になるかと思います。

すれ違い通信識別子識別子識別子を交換 Bluetooth LE

Periphera l Advertise Central 発見 Service UUID "  Peripheralが対応しているService UUIDをAdvertiseする。 "  Centralは探しているService UUIDがないか調査する。 "  Centralが見つけられたら、Peripheralに対して接続要求を出し、受けいれるとデータ通信が可能になる。 "  サンプルコードでは、識別子のCharacteristic UUIDを問い合わせて、識別子を受け取っている。

Service すれ違い通信 Characteristic 識別子 CBPeripheral CBPeripheral CBCharacteristic

SAMPLE CODE

Central Managerの用意 self.centralManager = [[CBCentralManager alloc] initWithDelegate:self! queue:dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)]; Centralが使えるようになったので、Peripheralを探す - (void)centralManagerDidUpdateState:(CBCentralManager *)central! {! if (central.state != CBCentralManagerStatePoweredOn) {! return;! }! [self scan];! ! }! ! - (void)scan! {! [self.centralManager scanForPeripheralsWithServices:! @[[CBUUID UUIDWithString:WIBREE_SERVICE_UUID]]! options:@{ CBCentralManagerScanOptionAllowDuplicatesKey : @YES }];! } 探すサービスUUID

Peripheralが見つかったので接続する - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central! didDiscoverPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral! advertisementData:(NSDictionary *)advertisementData! RSSI:(NSNumber *)RSSI! {! if (self.discoveredPeripheral != peripheral) {! self.discoveredPeripheral = peripheral;! [self.centralManager connectPeripheral:peripheral options:nil];! }! } サービスUUIDで検索 - (void)centralManager:(CBCentralManager *)central! didConnectPeripheral:(CBPeripheral *)peripheral! {! [self.centralManager stopScan];! [self.data setLength:0];! peripheral.delegate = self;! [peripheral discoverServices:@[[CBUUID UUIDWithString:WIBREE_SERVICE_UUID]]];! }! 利用するサービスUUID

キャラクタリスティックスUUIDで検索 - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral! didDiscoverServices:(NSError *)error! {! if (error) {! [self cleanup];! return;! }! for (CBService *service in peripheral.services) {! [peripheral discoverCharacteristics:! @[[CBUUID UUIDWithString:WIBREE_CHARACTERISTIC_UUID]]! forService:service];! }! }! ! - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral! didDiscoverCharacteristicsForService:(CBService *)service! error:(NSError *)error! {! if (error) {! [self cleanup];! return;! }! for (CBCharacteristic *characteristic in service.characteristics) {! if ([characteristic.UUID isEqual:[CBUUID UUIDWithString:! WIBREE_CHARACTERISTIC_UUID]]) {! [peripheral setNotifyValue:YES forCharacteristic:characteristic];! }! }! } 利用するキャラクタリスティックスUUID 見つけたキャラクタリスティックスの値の通知を設定

識別子を受け取る - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral! didUpdateValueForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic! error:(NSError *)error! {! NSString *stringFromData = [[NSString alloc]! initWithData:characteristic.value encoding:NSUTF8StringEncoding];! if ([stringFromData isEqualToString:@"EOM"]) {! NSString *uniqueIdentifier = [[NSString alloc]! initWithData:self.data encoding:NSUTF8StringEncoding];! dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{! [self _notifyParserDidDiscoverUUID:uniqueIdentifier];! });! [peripheral setNotifyValue:NO forCharacteristic:characteristic];! [self.centralManager cancelPeripheralConnection:peripheral];! }! [self.data appendData:characteristic.value];! } 断片化された受信データを格納するサンプルコードで決めた終端データを受け取る

値の通知の設定の結果を受け取る - (void)peripheral:(CBPeripheral *)peripheral! didUpdateNotificationStateForCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic! error:(NSError *)error! {! if (![characteristic.UUID isEqual:[CBUUID! UUIDWithString:WIBREE_CHARACTERISTIC_UUID]]) {! return;! }! if (! characteristic.isNotifying) {! [self.centralManager cancelPeripheralConnection:peripheral];! }! } 状態は、通知解除

Peripheral Managerの用意 self.peripheralManager = [[CBPeripheralManager alloc] initWithDelegate:self! queue:dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)];! [self.peripheralManager startAdvertising:! @{ CBAdvertisementDataServiceUUIDsKey :! @[[CBUUID UUIDWithString:WIBREE_SERVICE_UUID]] }]; Peripheralが利用可能 - (void)peripheralManagerDidUpdateState:(CBPeripheralManager *)peripheral! {! if (peripheral.state != CBPeripheralManagerStatePoweredOn) {! return;! }! self.transferCharacteristic = [[CBMutableCharacteristic alloc]! initWithType:[CBUUID UUIDWithString:WIBREE_CHARACTERISTIC_UUID]! properties:CBCharacteristicPropertyNotify! value:nil! permissions:CBAttributePermissionsReadable];! CBMutableService *transferService = [[CBMutableService alloc]! initWithType:[CBUUID UUIDWithString:WIBREE_SERVICE_UUID]! primary:YES];! transferService.characteristics = @[self.transferCharacteristic];! [self.peripheralManager addService:transferService];! } 見つけてもらうサービスUUID 利用可能なサービスUUIDとキャラクタリスティックスUUID

識別子の送信 - (void)peripheralManager:(CBPeripheralManager *)peripheral! central:(CBCentral *)central! didSubscribeToCharacteristic:(CBCharacteristic *)characteristic! {! self.dataToSend = [[Document sharedDocument].uniqueIdentifier dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];! self.sendDataIndex = 0;! [self sendData];! }! ! - (void)sendData! {! static BOOL sendingEOM = NO; ! if (sendingEOM) {! BOOL didSend = [self.peripheralManager! updateValue:[@"EOM" dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]! forCharacteristic:self.transferCharacteristic onSubscribedCentrals:nil];! if (didSend) sendingEOM = NO;! return;! }! if (self.sendDataIndex >= self.dataToSend.length) return;! BOOL didSend = YES; ! while (didSend) {! NSInteger amountToSend = self.dataToSend.length - self.sendDataIndex;! if (amountToSend > NOTIFY_MTU) amountToSend = NOTIFY_MTU;! NSData *chunk = [NSData dataWithBytes:self.dataToSend.bytes+self.sendDataIndex length:amountToSend];! didSend = [self.peripheralManager updateValue:chunk! forCharacteristic:self.transferCharacteristic onSubscribedCentrals:nil];! if (!didSend) return;! NSString *stringFromData = [[NSString alloc] initWithData:chunk encoding:NSUTF8StringEncoding];! self.sendDataIndex += amountToSend;! if (self.sendDataIndex >= self.dataToSend.length) {! sendingEOM = YES;! BOOL eomSent = [self.peripheralManager updateValue:! [@"EOM" dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]! forCharacteristic:self.transferCharacteristic onSubscribedCentrals:nil]; ! if (eomSent) sendingEOM = NO; ! return;! }! }! }! ! - (void)peripheralManagerIsReadyToUpdateSubscribers:(CBPeripheralManager *)peripheral! {! [self sendData];! }! サンプルコードで決めた終端データを送る

"   バックグラウンドで動かすには "   Info.plistのRequired background modesでApp communicates using CoreBluetoothを設定。 "   Info.plistのRequired background modesでApp shares data using CoreBluetoothを設定。

"   iBeaconを試してみる。 "   CoreBluetoothでビーコンを実装。 "   CoreLocationでビーコンを検出。 "   iBeaconはアドバタイズのパケットにiBeaconの情報を付与したもの。 "   ビーコンUUIDというのを定義するので、これをサンプルのサービス UUIDとした。 "   ペリフェラルにメジャー番号とマイナー番号を与えられるので、サンプルではこれを識別子とした。

/* CLLocationManagerを生成 */! self.locationManager = [[CLLocationManager alloc] init];! self.locationManager.delegate = self;! if (! self.locationManager) {! /* CLLocationManagerの初期化失敗 */! self.state = kBeaconCentralStateError;! self.error = [self _errorWithCode:kBeaconCentralResponseParserGenericError! localizedDescription:@"CLLocationManagerの初期化に失敗しました。"];! return;! }! ! /* ビーコン領域を生成 */! NSUUID *uuid = [[NSUUID alloc] initWithUUIDString:BEACON_SERVICE_UUID];! self.beaconRegion = [[CLBeaconRegion alloc] initWithProximityUUID:uuid! 　　　　　　　　　　　　　　　　identifier:@"demo.Wibree.BeaconCentralResponseParser"];! if (! self.beaconRegion) {! /* ビーコン領域の初期化失敗 */! self.state = kBeaconCentralStateError;! self.error = [self _errorWithCode:kBeaconCentralResponseParserGenericError! localizedDescription:@"ビーコン領域の初期化に失敗しました。"];! self.locationManager = nil;! return;! }! ! /* ビーコン領域の出入りを監視 */! [self.locationManager startMonitoringForRegion:self.beaconRegion];! ! /* 距離を監視 */! [self.locationManager startRangingBeaconsInRegion:self.beaconRegion];! iBeaconを探す探すビーコンのUUID

- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didEnterRegion:(CLRegion *)region! {! DBGMSG(@"%s", __func__);! if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(beaconCentralResponseParser:didEnterRegion:)]) {! [self.delegate beaconCentralResponseParser:self didEnterRegion:region];! }! }! ! - (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didExitRegion:(CLRegion *)region! {! DBGMSG(@"%s", __func__);! if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(beaconCentralResponseParser:didExitRegion:)]) {! [self.delegate beaconCentralResponseParser:self didExitRegion:region];! }! }! ! - (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager! didRangeBeacons:(NSArray *)beacons! inRegion:(CLBeaconRegion *)region! {! DBGMSG(@"%s", __func__);! if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(beaconCentralResponseParser:didRangeBeacons:inRegion:)]) {! [self.delegate beaconCentralResponseParser:self didRangeBeacons:beacons inRegion:region];! }! }! ! - (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager! monitoringDidFailForRegion:(CLRegion *)region! withError:(NSError *)error! {! DBGMSG(@"%s region:%@", __func__, region);! DBGMSG(@"%s error:%@", __func__, error);! }! 検出領域に入る領域から外れる距離を監視

/* CBPeripheralManagerを生成 */! self.peripheralManager = [[CBPeripheralManager alloc] initWithDelegate:self! queue:dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)];! if (! self.peripheralManager) {! /* CBPeripheralManagerの初期化失敗 */! self.state = kBeaconPeripheralStateError;! self.error = [self _errorWithCode:kBeaconPeripheralResponseParserGenericError! localizedDescription:@"CBPeripheralManagerの初期化に失敗しました。"];! return;! }! ! /* ビーコン領域を生成 */! NSUUID *uuid = [[NSUUID alloc] initWithUUIDString:BEACON_SERVICE_UUID];! self.beaconRegion = [[CLBeaconRegion alloc] initWithProximityUUID:uuid! major:12345! minor:67890! identifier:@"demo.Wibree.BeaconCentralResponseParser"];! if (! self.beaconRegion) {! /* ビーコン領域の初期化失敗 */! self.state = kBeaconPeripheralStateError;! self.error = [self _errorWithCode:kBeaconPeripheralResponseParserGenericError! localizedDescription:@"ビーコン領域の初期化に失敗しました。"];! self.peripheralManager = nil;! return;! }! ! /* 告知開始 */! NSDictionary *dictionary = [self.beaconRegion peripheralDataWithMeasuredPower:nil];! [self.peripheralManager startAdvertising:dictionary]; 見つけてほしいUUIDを告知見つけてほしいビーコンのUUID メジャー番号とマイナー番号

"   バックグラウンドで動かすには "   Info.plistのRequired background modesでlocationを設定。

"   課題など "   Bluetooth LEとiBeaconのバックグラウンド設定が衝突し、動作しなくなる。 "   iBeaconのペリフェラルはバックグラウンドでは動作しない。

Bluetooth LEとiBeaconを使った、すれ違い通信

by Yukio Murakami, President at Bitz Co., Ltd. on Mar 23, 2014

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