Raspberry Pi 3に Bluetooth BlueZ Version 5.42 BLE (ラズパイで Bluetooth 4.0の BLE gatt通信を行なう TIの SensorTagや iBeacon実験など)

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・2016/09/28

Raspberry Pi 3に Bluetooth BlueZ Version 5.42 BLE

(ラズパイで Bluetooth 4.0の BLE gatt通信を行なう TIの SensorTagや iBeacon実験など)

Tags: [Raspberry Pi], [電子工作]

● Raspberry Pi 3 Model Bを遂に購入

　Raspberry Pi3 Model B RPI2 RPI3

　大人気の CPUボードの Raspberry Piに WiFiと Bluetoothが搭載されたモデルが新発売となりました。
　以前から Raspberry Pi 2を買おうかどうか迷っていましたが、Raspberry Pi 3 Model Bの発売を機に購入を決意してラズベリアンになる事にしました。

　※ ラズパイの OS Raspbianはバージョンが上がる毎に過去の版と OSの内部の作りが変わり、過去に書かれた製作記事（例えば Raspbian Wheezyの時代の記事）がそのままではエラーが出たりして動かない事が有ります。
　※ 当方のホームページのラズパイ記事は全て Raspberry Pi 3 Model Bと Raspbian Jessieの組み合わせで動作確認をしております。
（ただし、将来的に新しい Raspbian OSが出た場合に、当方の Raspbian Jessieを基にした内容がそのままでは動かない可能性が有ります。）
　※ 2017/08/16から Raspbian OSは Raspbian Jessieから Raspbian Stretchに変わりました。
　※ 2019/06/20から Raspbian OSは Raspbian Stretchから Raspbian Busterに変わりました。

Download Raspbian for Raspberry Pi

ちなみに、歴代のバージョンと名称は

Debian	コードネーム	年月	備考	（参考）Ubuntuでの該当名称
Debian 11	Bullseye	2021/08/14～	2021/11からラズパイにリリース	Focal Fossa 20.04 LTS ？
Debian 10	Buster	2019/06/20～	2019/06からラズパイ４対応	Bionic 18.04 LTS
Debian 9	Stretch	2017/08/16～	2018/03からラズパイ３Ｂ＋対応	Xenial 16.04 LTS
Debian 8	Jessie	2015～	2016/02からラズパイ３対応	Trusty 14.04 LTS
Debian 7	Wheezy	2013～2016
Debian 6.0	Squeeze	2011～2014
Debian GNU/Linux 5.0	Lenny	2009～2012

● Bluetooth BlueZ

Release of BlueZ 5.42
　BlueZはオープンソースの Bluetoothプロトコルスタック

● Raspberry Piのデフォルトの bluetoothctlのバージョンは 5.23

$ bluetoothctl
[bluetooth]# version
Version 5.23

$ which bluetoothctl
/usr/bin/bluetoothctl

# ---
$ hcidump
-bash: hcidump: command not found

# Install bluez-hcidump package
$ sudo apt-get install bluez-hcidump

$ which hcidump
/usr/bin/hcidump

$ hcidump
HCI sniffer - Bluetooth packet analyzer ver 5.23

# ---
$ which hciconfig
/bin/hciconfig

# ---
$ hcitool
hcitool - HCI Tool ver 5.23

$ which hcitool
/usr/bin/hcitool

# ---
$ which gatttool
/usr/bin/gatttool

$ ls -l /usr/bin/gatttool
-rwxr-xr-x 1 root root 157556 May 27 10:46 /usr/bin/gatttool

● BlueZのコンパイルで依存関係が有るライブラリ

　BlueZのコンパイルで依存関係が有るライブラリを実際に ./configureしつつ確認します。

sudo apt-get install -y libglib2.0-dev libdbus-1-dev libudev-dev libical-dev libreadline-dev

$ uname -a
# Linux raspberrypi 4.4.11-v7+ #888 SMP Mon May 23 20:10:33 BST 2016 armv7l GNU/Linux

sudo apt-get update

./configure
# checking for GLIB... no
# configure: error: GLib >= 2.28 is required
sudo apt-get install -y libglib2.0-dev

./configure
# checking for DBUS... no
# configure: error: D-Bus >= 1.6 is required
sudo apt-get install -y libdbus-1-dev

./configure
# checking for UDEV... no
# configure: error: libudev >= 172 is required
sudo apt-get install -y libudev-dev

./configure
# checking for ICAL... no
# configure: error: libical is required
sudo apt-get install -y libical-dev

./configure
# checking readline/readline.h usability... no
# checking readline/readline.h presence... no
# checking for readline/readline.h... no
# configure: error: readline header files are required
sudo apt-get install -y libreadline-dev

# --enable-experimental Enable BLE function
./configure --enable-experimental
make
sudo make install

● BlueZ Version 5.42 2016/08/26

　BlueZ Version 5.42 2016/08/26

sudo apt-get update

sudo apt-get install -y libglib2.0-dev libdbus-1-dev libudev-dev libical-dev libreadline-dev

wget http://www.kernel.org/pub/linux/bluetooth/bluez-5.42.tar.xz
tar xvf bluez-5.42.tar.xz
cd bluez-5.42/

# --enable-experimental Enable BLE function
./configure --enable-experimental
./configure
make
sudo make install

sudo hcitool lescan
# Could not open device: No such device

sudo reboot
# sudo systemctl daemon-reload
# sudo systemctl restart bluetooth
# sudo systemctl enable bluetooth
# sudo nano /lib/systemd/system/bluetooth.service

systemctl status bluetooth
sudo hcitool lescan

# ---
bluetoothctl
[NEW] Controller B8:27:xx:xx:xx:xx raspberrypi [default]
[bluetooth]# version
Version 5.42

systemctl status bluetooth
● bluetooth.service - Bluetooth service
   Loaded: loaded (/lib/systemd/system/bluetooth.service; enabled)
   Active: active (running) since Sat 2016-10-01 02:31:49 UTC; 1min 17s ago
     Docs: man:bluetoothd(8)
 Main PID: 689 (bluetoothd)
   Status: "Running"
   CGroup: /system.slice/bluetooth.service
           └─689 /usr/local/libexec/bluetooth/bluetoothd


# ---
$ hcidump
HCI sniffer - Bluetooth packet analyzer ver 5.42

# ---
hcitool
hcitool - HCI Tool ver 5.42

●ラズパイで BLEを使って TIの SensorTagを認識する

$ sudo hcitool lescan
Could not open device: No such device
# Could not open deviceの時は再起動する

$ sudo hcitool lescan
LE Scan ...
4C:E8:XX:XX:XX:XX (unknown)
4C:E8:XX:XX:XX:XX (unknown)
BC:6A:XX:XX:XX:XX (unknown)
BC:6A:XX:XX:XX:XX SensorTag

# IR Temperature Sensor
# AA02
sudo gatttool -b BC:6A:XX:XX:XX:XX --char-write -a 0x0029 -n 01
# AA01
sudo gatttool -b BC:6A:XX:XX:XX:XX --char-read -a 0x0025
# Characteristic value/descriptor: 99 fe c8 0c

# Accelerometer
# F000AA12
sudo gatttool -b BC:6A:XX:XX:XX:XX --char-write -a 0x0034 -n 01
# F000AA11
sudo gatttool -b BC:6A:XX:XX:XX:XX --char-read -a 0x0030
# Characteristic value/descriptor: 00 00 00

# Humidity Sensor
# AA22
sudo gatttool -b BC:6A:XX:XX:XX:XX --char-write -a 0x003f -n 01
# AA21
sudo gatttool -b BC:6A:XX:XX:XX:XX --char-read -a 0x003b
# Characteristic value/descriptor: 00 00 00

# uuid = 00002a00-0000-1000-8000-00805f9b34fb
sudo gatttool -b BC:6A:XX:XX:XX:XX --char-read -a 0x0003
# Characteristic value/descriptor: 54 49 20 42 4c 45 20 53 65 6e 73 6f 72 20 54 61 67# "TI BLE Sensor Tag"

# ---
$ sudo hcitool lescan --duplicates &
$ sudo hcidump --raw &

$ jobs
[1]- Running sudo hcitool lescan --duplicates &
[2]+ Running sudo hcidump --raw &

$ fg 2
sudo hcidump --raw
^C [Ctrl+C]

$ fg 1
sudo hcitool lescan --duplicates
^C [Ctrl+C]

$ jobs
(none)

# "TI BLE Sensor Tag"

$ sudo gatttool -b BC:6A:XX:XX:XX:XX --characteristics | grep "ffe1"
handle = 0x006a, char properties = 0x10, char value handle = 0x006b, uuid = 000 ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb

$ sudo gatttool -b BC:6A:XX:XX:XX:XX --characteristics | grep "0003"
handle = 0x0002, char properties = 0x02, char value handle = 0x0003, uuid = 00002a00-0000-1000-8000-00805f9b34fb

$ sudo gatttool -b BC:6A:XX:XX:XX:XX --characteristics | grep "aa"
handle = 0x0024, char properties = 0x12, char value handle = 0x0025, uuid = f00 aa01-0451-4000-b000-000000000000
handle = 0x0028, char properties = 0x0a, char value handle = 0x0029, uuid = f00 aa02-0451-4000-b000-000000000000
handle = 0x002b, char properties = 0x0a, char value handle = 0x002c, uuid = f00 aa03-0451-4000-b000-000000000000
handle = 0x002f, char properties = 0x12, char value handle = 0x0030, uuid = f00 aa11-0451-4000-b000-000000000000
handle = 0x0033, char properties = 0x0a, char value handle = 0x0034, uuid = f00 aa12-0451-4000-b000-000000000000
handle = 0x0036, char properties = 0x0a, char value handle = 0x0037, uuid = f00 aa13-0451-4000-b000-000000000000
handle = 0x003a, char properties = 0x12, char value handle = 0x003b, uuid = f00 aa21-0451-4000-b000-000000000000
handle = 0x003e, char properties = 0x0a, char value handle = 0x003f, uuid = f00 aa22-0451-4000-b000-000000000000
handle = 0x0041, char properties = 0x0a, char value handle = 0x0042, uuid = f00 aa23-0451-4000-b000-000000000000
handle = 0x0045, char properties = 0x12, char value handle = 0x0046, uuid = f00 aa31-0451-4000-b000-000000000000
handle = 0x0049, char properties = 0x0a, char value handle = 0x004a, uuid = f00 aa32-0451-4000-b000-000000000000
handle = 0x004c, char properties = 0x0a, char value handle = 0x004d, uuid = f00 aa33-0451-4000-b000-000000000000
handle = 0x0050, char properties = 0x12, char value handle = 0x0051, uuid = f00 aa41-0451-4000-b000-000000000000
handle = 0x0054, char properties = 0x0a, char value handle = 0x0055, uuid = f00 aa42-0451-4000-b000-000000000000
handle = 0x0057, char properties = 0x0a, char value handle = 0x0058, uuid = f00 aa44-0451-4000-b000-000000000000
handle = 0x005a, char properties = 0x02, char value handle = 0x005b, uuid = f00 aa43-0451-4000-b000-000000000000
handle = 0x005f, char properties = 0x12, char value handle = 0x0060, uuid = f00 aa51-0451-4000-b000-000000000000
handle = 0x0063, char properties = 0x0a, char value handle = 0x0064, uuid = f00 aa52-0451-4000-b000-000000000000
handle = 0x0066, char properties = 0x0a, char value handle = 0x0067, uuid = f00 aa53-0451-4000-b000-000000000000
handle = 0x006f, char properties = 0x02, char value handle = 0x0070, uuid = f00 aa61-0451-4000-b000-000000000000
handle = 0x0072, char properties = 0x0a, char value handle = 0x0073, uuid = f00 aa62-0451-4000-b000-000000000000

●ラズパイ３の iBeacon化

　ラズパイを BLEを使って iBeacon化する

　Bluetooth Low Energy BLEで iBeacon

[GitHub] Complete example of using Bluez as an iBeacon

cd ~/
sudo git clone https://github.com/carsonmcdonald/bluez-ibeacon.git
cd ~/bluez-ibeacon/bluez-beacon

make
# cc -g -o ibeacon ibeacon.c -lbluetooth
# ibeacon.c:9:33: fatal error: bluetooth/bluetooth.h: No such file or directory
# #include

sudo apt-get -y install libbluetooth-dev
make
cc -g -o ibeacon ibeacon.c -lbluetooth
/usr/bin/ld: cannot open output file ibeacon: Permission denied
collect2: error: ld returned 1 exit status
Makefile:2: recipe for target 'all' failed
make: *** [all] Error 1

sudo make

./ibeacon
Usage: ./ibeacon

# ラズパイ３の内蔵 BlueToothは RSSIは -52程度
./ibeacon 200 11223344556677889900AABBCCDDEEFF 12 34 -52
Can't send request Operation not permitted (1)

# ibeaconで iBeaconの BLEアドバタイジングを開始する
# ibeaconは sudoが必要
sudo ./ibeacon 200 11223344556677889900AABBCCDDEEFF 12 34 -52
# Hit ctrl-c to stop advertising

　BLE対応のスマホから iBeacon化したラズパイを発見できました。

Tags: [Raspberry Pi], [電子工作]

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