【BLE】RaspberryPi Pico W MicroPythonでBluetoothを使う方法【チュートリアル ペリフェラル編】

import bluetooth
import random
import struct
import time
import machine
import ubinascii
from ble_advertising import advertising_payload
from micropython import const
from machine import Pin

_IRQ_CENTRAL_CONNECT = const(1)
_IRQ_CENTRAL_DISCONNECT = const(2)
_IRQ_GATTS_INDICATE_DONE = const(20)

_FLAG_READ = const(0x0002)
_FLAG_NOTIFY = const(0x0010)
_FLAG_INDICATE = const(0x0020)

# 温度情報サービスのUUIDの定義です
_ENV_SENSE_UUID = bluetooth.UUID(0x181A)

#
# 特徴(Characteristic)を設定するタプルです。
#　TypeのUUIDと、Permissionのフラグを設定しています
#
_TEMP_CHAR = (
    bluetooth.UUID(0x2A6E),
    _FLAG_READ | _FLAG_NOTIFY | _FLAG_INDICATE,
)

#
# サービスを設定するタプルです
# サービスの定義(Declaration)のTypeに設定するUUIDと
# 上記で作成した特徴(Characteristic)をセットしています。
#
_ENV_SENSE_SERVICE = (
    _ENV_SENSE_UUID,
    (_TEMP_CHAR,),
)

#
# ペリフェラルの分類を示す定数です、温度センサの値である768を使用します。
#
_ADV_APPEARANCE_GENERIC_THERMOMETER = const(768)

#
# Picoの温度情報を配信するペリフェラルのクラスです
#
class BLETemperature:
    
    def __init__(self, ble, name=""):

        # 温度センサに使うピンを設定します。
        self._sensor_temp = machine.ADC(4)

        # 呼び出し元から渡された、BLE用のオブジェクトをクラス内部にセットし、
        # BLEを有効化します。
        self._ble = ble
        self._ble.active(True)
        
        # ライブラリから呼び出してもらう関数をセットします。
        self._ble.irq(self._irq)
        
        # ライブラリにサービスをセットします。
        # 戻り値のうち、_TEMP_CHARへのハンドルのみをメンバ変数に取得しています。
        ((self._handle,),) = self._ble.gatts_register_services((_ENV_SENSE_SERVICE,))

        
        # 配列をset関数で初期化します
        self._connections = set()
        
        # サービスの名前が指定されていない場合は、MACアドレスの名前を使用します。
        if len(name) == 0:           
            name = 'Pico %s' % ubinascii.hexlify( self._ble.config('mac')[1],':').decode().upper()
            
        print('Sensor name %s' % name)
        
        # サービスの名前とオブジェクトを指定して、
        # アドバタイズするデータ(ペイロード)を作成します
        self._payload = advertising_payload(
            name=name, services=[_ENV_SENSE_UUID]
        )
        
        # アドバタイズを行います
        self._advertise()

    #
    # ライブラリから呼び出してもらう関数の定義です
    #
    def _irq(self, event, data):
        
        # セントラルからの接続時は、その接続ハンドルを自身のリストに追加します
        if event == _IRQ_CENTRAL_CONNECT:
            conn_handle, _, _ = data
            self._connections.add(conn_handle)
        
        # セントラルからの切断時は、自身のリストから接続ハンドルを削除し、
        # 停止していたアドバタイズを再開します。
        elif event == _IRQ_CENTRAL_DISCONNECT:
            conn_handle, _, _ = data
            self._connections.remove(conn_handle)
            self._advertise()
        
        # Indicateの完了を受け取った時は、接続状態、値のハンドル、ステータスのハンドルを取得します。
        elif event == _IRQ_GATTS_INDICATE_DONE:
            conn_handle, value_handle, status = data


    #
    # 温度センサの値を更新して、notify/indicateを行う関数です
    #
    def update_temperature(self, notify=False, indicate=False):

        # 温度センサから温度を取得・表示します
        temp_deg_c = self._get_temp()
        print("write temp %.2f degc" % temp_deg_c);
        
        # キャラクタリスティック内の温度情報を更新します。
        self._ble.gatts_write(self._handle, struct.pack("<h", int(temp_deg_c * 100)))
        print("temp "+ str(int(temp_deg_c * 100)))
        
        # 自身で保持している全ての接続ハンドル(セントラル)に対して、notify/indicateを行います
        if notify or indicate:

            for conn_handle in self._connections:
                
                if notify:
                    self._ble.gatts_notify(conn_handle, self._handle)
                    
                if indicate:
                    self._ble.gatts_indicate(conn_handle, self._handle)
                    

    # 自身で保持しているペイロードをセットしてアドバタイズする関数です
    def _advertise(self, interval_us=500000):
        self._ble.gap_advertise(interval_us, adv_data=self._payload)

    # pico W本体の温度センサの値を取得して、電圧->温度に変換する関数です
    def _get_temp(self):
        conversion_factor = 3.3 / (65535)
        reading = self._sensor_temp.read_u16() * conversion_factor
        return 27 - (reading - 0.706) / 0.001721
        
# メインの処理です
def demo():
    # bleライブラリのオブジェクト(変数)を作成します
    ble = bluetooth.BLE()

    # ペリフェラルのオブジェクト(変数)を作成します
    temp = BLETemperature(ble)
    
    # Pico本体のLEDのピンを取得します
    counter = 0
    led = Pin('LED', Pin.OUT)

    # 10秒に1回、温度センサの値を取得して、notifyします
    # LEDは1秒ごとにON/OFFを繰り返します.
    while True:
        if counter % 10 == 0:
            temp.update_temperature(notify=True, indicate=False)
        led.toggle()
        time.sleep_ms(1000)
        counter += 1

if __name__ == "__main__":
    demo()

# 温度情報サービスのUUIDの定義です
_ENV_SENSE_UUID = bluetooth.UUID(0x181A)

#
# 特徴(Characteristic)を設定するタプルです。
#　TypeのUUIDと、Permissionのフラグを設定しています
#
_TEMP_CHAR = (
    bluetooth.UUID(0x2A6E),
    _FLAG_READ | _FLAG_NOTIFY | _FLAG_INDICATE,
)

#
# サービスを設定するタプルです
# サービスの定義(Declaration)のTypeに設定するUUIDと
# 上記で作成した特徴(Characteristic)をセットしています。
#
_ENV_SENSE_SERVICE = (
    _ENV_SENSE_UUID,
    (_TEMP_CHAR,),
)

        # ライブラリから呼び出してもらう関数をセットします。
        self._ble.irq(self._irq)

        # ライブラリにサービスをセットします。
        # 戻り値のうち、_TEMP_CHARへのハンドルのみをメンバ変数に取得しています。
        ((self._handle,),) = self._b

        # サービスの名前が指定されていない場合はデフォルトの名前を設定します。
        if len(name) == 0:           
            name = 'Pico %s' % ubinascii.hexlify(self._ble.config('mac'),':').decode().upper()
            
        print('Sensor name %s' % name)

self._ble.config('mac')

ubinascii.hexlify(self._ble.config('mac'),':')

ubinascii.hexlify(self._ble.config('mac'),':').decode().upper()

28:CD:C1:0B:B4:C0

        # サービスの名前とオブジェクトを指定して、
        # アドバタイズするデータ(ペイロード)を作成します
        self._payload = advertising_payload(
            name=name, services=[_ENV_SENSE_UUID]
        )

        # アドバタイズを行います
        self._advertise()

    # ~~~~~ 中略 ~~~~~

    # 自身で保持しているペイロードをセットしてアドバタイズを行う関数です
    def _advertise(self, interval_us=500000):
        self._ble.gap_advertise(interval_us, adv_data=self._payload)

    #
    # ライブラリから呼び出してもらう関数の定義です
    #
    def _irq(self, event, data):
        
        # セントラルからの接続時は、その接続ハンドルを自身のリストに追加します
        if event == _IRQ_CENTRAL_CONNECT:
            conn_handle, _, _ = data
            self._connections.add(conn_handle)
        
        # セントラルからの切断時は、自身のリストから接続ハンドルを削除し、
        # 停止していたアドバタイズを再開します。
        elif event == _IRQ_CENTRAL_DISCONNECT:
            conn_handle, _, _ = data
            self._connections.remove(conn_handle)
            self._advertise()
        
        # Indicateの完了を受け取った時は、接続状態、値のハンドル、ステータスのハンドルを取得します。
        elif event == _IRQ_GATTS_INDICATE_DONE:
            conn_handle, value_handle, status = data

    #
    # 温度センサの値を更新して、notify/indicateを行う関数です
    #
    def update_temperature(self, notify=False, indicate=False):

        # 温度センサから温度を取得・表示します
        temp_deg_c = self._get_temp()
        print("write temp %.2f degc" % temp_deg_c);
        
        # キャラクタリスティック内の温度情報を更新します。
        self._ble.gatts_write(self._handle, struct.pack("<h", int(temp_deg_c * 100)))
        print("temp "+ str(int(temp_deg_c * 100)))
        
        # 自身で保持している全ての接続ハンドル(セントラル)に対して、notify/indicateを行います
        if notify or indicate:

            for conn_handle in self._connections:
                
                if notify:
                    self._ble.gatts_notify(conn_handle, self._handle)
                    
                if indicate:
                    self._ble.gatts_indicate(conn_handle, self._handle)
                    

    # 自身で保持しているペイロードをセットしてアドバタイズする関数です
    def _advertise(self, interval_us=500000):
        self._ble.gap_advertise(interval_us, adv_data=self._payload)

    # pico W本体の温度センサの値を取得して、電圧->温度に変換する関数です
    def _get_temp(self):
        conversion_factor = 3.3 / (65535)
        reading = self._sensor_temp.read_u16() * conversion_factor
        return 27 - (reading - 0.706) / 0.001721

#~~~~~ 中略 ~~~~~

    # pico W本体の温度センサの値を取得して、電圧->温度に変換する関数です
    def _get_temp(self):
        conversion_factor = 3.3 / (65535)
        reading = self._sensor_temp.read_u16() * conversion_factor
        return 27 - (reading - 0.706) / 0.001721

 # 10秒に1回、温度センサの値を取得して、notifyします
    # LEDは1秒ごとにON/OFFを繰り返します.
    while True:
        if counter % 10 == 0:
            temp.update_temperature(notify=True, indicate=False)
        led.toggle()
        time.sleep_ms(1000)
        counter += 1