前回の記事で、SensorTag (CC2650STK) にgatttoolを使ってアクセスしてみました。
SensorTagの仕様書を見ながら、対応するセンサーのON/OFFをしたり、値を読み出したり…。 BLEやGATTの勉強には良いですが、手間がかかって不便ですよね。
そこで今回は、SensorTagにとても簡単にアクセスできるPythonライブラリのbluepyを使って簡単アクセスしてみたいと思います。
bluepy
bluepyとは
bluepyはLinuxのBluetoothプロトコルスタックであるbluezをPythonから扱えるようにするオープンソースのライブラリです。 bluepy-helperというC言語のネイティブコードのヘルパーコマンドを持っており、これを使ってbluezとやり取りします。 デバイスのスキャン、サービス、特性(Characteristic)へのアクセスなど、一通りの機能が揃っています。
APIリファレンスはこちらにあります。
インストール
試しに、手元のRaspberry Piにインストールしてみたいと思います。pipを使って簡単に導入できるので便利です。
sudo権限を使わずに、venv環境にインストールしてみます。
まずはPython3のpipとvenvパッケージをインストールします。
$ sudo apt install python3-pip python3-venv
続いて、好きな場所にvenv環境を作成します。
$ mkdir ~/sensortag $ cd ~/sensortag $ python3 -m venv venv
これで、~/sensortag/venvにvenv環境ができました。ここで、source ./venv/bin/activateとアクティベートすると、pythonやpipコマンドがvenv環境のものに置き換わるので、以下のコマンドで./venv/bin/pythonなどとパスを指定せずpythonとしても大丈夫です。ここではアクティベートせずに進めた例を示しておきます。
いよいよbluepyをインストールしましょう。
$ ./venv/bin/pip install bluepy
これだけでbluepyがすんなりインストールできました。
SensorTagへのアクセス
sensortagコマンド
実はbluepyにはSensorTagへのアクセス用のライブラリとコマンドが付属しており、何もコードを書かなくてもアクセスができます。試してみましょう。
まずは、SensorTagのMACアドレスを調べます。SensorTagの電源を入れ、bluez付属のhcitoolでスキャンしてみます。
$ sudo hcitool lescan LE Scan... 54:6C:0E:79:13:06 (unknown) 54:6C:0E:79:13:06 CC2650 SensorTag
大量のMACアドレスが出るかもしれませんが、CC2650 SensorTagというものを探します。私の場合、54:6C:0E:79:13:06でした。
続いて、bluepy付属のサンプルコマンドからセンサーの値を読んでみましょう。実はbluepyをインストールすると、sensortagコマンドも付属でインストールされています。これを使うと簡単にアクセスできます。
$ sudo ./venv/bin/sensortag --all -n 1 54:6C:0E:79:13:06 Connecting to 54:6C:0E:79:13:06 Temp: (25.34375, 20.75) Humidity: (25.3997802734375, 55.877685546875) Barometer: (25.53, 1008.9) Accelerometer: (0.0576171875, 0.0498046875, 2.02734375) Magnetometer: (-96.86056166056166, -27.288888888888888, -57.57655677655677) Gyroscope: (-2.96783447265625, 1.2054443359375, 1.953125) Light: 512.48 Battery: 86
Tempは赤外線放射温度センサーで、()の中身は前者が気温（雰囲気温度）[℃]、後者が対象物の温度[℃]です。Humidityは前者が気温[℃]、後者が湿度[%]です。Barometerは前者が気温[℃]、後者が気圧[hPa]です。Lightは明るさ[lx]を示します。気温が何種類も取得できていますが、3つのセンサーにそれぞれ温度センサーが内蔵されているので、このようになっています。まあ、どれも25.3～25.5℃を示しているので、どれを見ても良いでしょう。
sensortagコマンドのオプションですが、--allとすると全てのセンサー値を取得します。-n 1で1回だけ取得して接続を終了することを示します。回数を指定しないと、Ctrl-Cが押されるまでデフォルトで5秒インターバルで繰り返しセンサー値を取得します。取得間隔は-t 60などのように秒数で指定できます。
Pythonスクリプト
いよいよ自分のPythonスクリプトからアクセスしてみましょう。sensortag用のライブラリがあるので簡単です。 例えば、温度・湿度・気圧・照度・バッテリー残量を測定して、気象センサーみたいにしてみましょう。 最低限のスクリプトは、次のようになります。
from bluepy.sensortag import SensorTag import time SENSORTAG_MAC_ADDRESS = "54:6C:0E:79:13:06" # Connect to SensorTag print("Connecting to " + SENSORTAG_MAC_ADDRESS) tag = SensorTag(SENSORTAG_MAC_ADDRESS) print("Connected.") # Turn on sensors tag.humidity.enable() tag.barometer.enable() tag.lightmeter.enable() tag.battery.enable() # Waiting for sensor initialization time.sleep(1.0) # Read sensor value humidity_value = tag.humidity.read() # Returns tuple (temperature, humidity) barometer_value = tag.barometer.read() # Returns tuple (temperature, barometer) lightmeter_value = tag.lightmeter.read() battery_value = tag.battery.read() # Print sensor value print("Temperature: {:.1f}℃".format(humidity_value[0])) print("Humidity: {:.1f}%".format(humidity_value[1])) print("Barometer: {:.1f}hPa".format(barometer_value[1])) print("Light: {:.0f}lx".format(lightmeter_value)) print("Battery: {:d}%".format(battery_value)) # Turn off sensors tag.humidity.disable() tag.barometer.disable() tag.lightmeter.disable() tag.battery.disable() # Disconnect from SensorTag tag.disconnect()
実行すると、このようになります。
$ ./venv/bin/python test.py Connecting to 54:6C:0E:79:13:06 Connected. Temperature: 25.3℃ Humidity: 63.9% Barometer: 1008.4hPs Light: 517lx Battery: 86%
注意点としては、センサー値を読む前にセンサーをONにする必要があることと、センサーによってはONにしてから1秒ほど待たないと正しい値が読めないことです。このあたりの詳しい仕様はSensorTagのマニュアルを参照してください。
これでセンサー値が読めるようになったので、Pythonを使ってデーターベースに保存するなり、可視化アプリを作るなり、好きなようにできますね。 楽しいDIYにお使いください！
