第65回 Cocoa勉強会 関東の発表資料。 Bluetooth LEとiBeaconを使った、すれ違い通信のサンプルコードを説明しています。 サンプルコードのURLは以下のとおり。 https://github.com/murakami/workbook/tree/master/ios/Wibree 【Cocoa勉強会】http://wp.cocoa-study.com/ 【Cocoa練習帳】http://www.bitz.co.jp/weblog/

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

2. • 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

3. 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。

4. 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。

5. すれ違い通信
識別子
識別子
識別子を交換
Bluetooth LE

6. 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。

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

8. SAMPLE CODE

9. 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

10. 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

11. 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

12. 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

13. 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

14. 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

15. 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

16. 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。

17. 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。

18. /* 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

19. - (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

20. /* 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

21. 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。

22. 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。