Raspberry Pi bleno BLEと Androidスマホで BLE GATT通信のチャットアプリを作ってみた

# お約束の update
sudo apt-get update

# upgradeは不要
# sudo apt-get -y upgrade

# autoremove nodejsで既存の nodejsを削除する。
sudo apt-get -y autoremove nodejs

# setup Node.js v8
curl -sL https://deb.nodesource.com/setup_8.x | sudo -E bash -
# install Node.js v8
sudo apt-get -y install nodejs

npm install bleno

npm install pigpio

const execSync = require('child_process').execSync;

var Gpio = require('pigpio').Gpio,
  button = new Gpio(25, {
    mode: Gpio.INPUT,
    pullUpDown: Gpio.PUD_UP,
    edge: Gpio.EITHER_EDGE
  });

var bleno = require('bleno');
var util = require('util');


var ChatCharacteristic = function() {
    ChatCharacteristic.super_.call(this, {
      uuid: 'ffe1',
      properties: ['read', 'write', 'notify'],
      descriptors: [
         new bleno.Descriptor({
           uuid: '2901',
           value: 'ChatCharacteristic BLE'
         })
      ]
    });

    this._updateValueCallback = null;
  };
util.inherits(ChatCharacteristic, bleno.Characteristic);

ChatCharacteristic.prototype.onReadRequest = function(offset, callback) {
  console.log("read request");
  var data = new Buffer(1);
  data[0] = 0x5A;
  callback(this.RESULT_SUCCESS, data);
};

ChatCharacteristic.prototype.onWriteRequest = function(data, offset, withoutResponse, callback) {
  console.log('write request: ' + data.toString('hex'));
  console.log('write request: ' + data);
  callback(this.RESULT_SUCCESS);

  console.log("onWriteRequest 1");

  // Promiseオブジェクトを生成
  // dataの内容で雑談対話 APIを呼び出す（非同期処理）
  Promise.resolve(this._updateValueCallback).then(function(updateValueCallback){

      console.log("Promise 1");

      // 非同期処理（この中は時間の掛かる処理）
      // コマンドラインの bashシェルスクリプトの呼び出し
      var result = execSync('./DialogueSample.sh \"' + data + '\"').toString();
      result = result.replace(/\r?\n/g,"");
      console.log(result);

      // 雑談対話 APIの結果 result
      var data2 = Buffer.from(result, 'UTF-8');
      if (updateValueCallback) {
        console.log("Promise callback");
        updateValueCallback(data2);
      }

      console.log("Promise 2");

      execSync('./SampleAitalk.sh \"' + result + '\"').toString();

  }).catch(function(err){

    // 雑談対話 APIの処理でエラー
    console.log("err");
  });

  console.log("onWriteRequest 2");
}

ChatCharacteristic.prototype.onSubscribe = function(maxValueSize, updateValueCallback) {
  console.log('ChatCharacteristic subscribe');
  this._updateValueCallback = updateValueCallback;

  // Debug
  button.on('interrupt', function (level) {
    console.log("button " + level);
    var data = Buffer.from("ボタン"+ level, 'UTF-8');
    updateValueCallback(data);
  });
};

var chatService = new bleno.PrimaryService({
  uuid: 'ffe0',
  characteristics: [
    new ChatCharacteristic()
  ]
});


bleno.on('stateChange', function(state) {
  console.log('on -> stateChange: ' + state);

  if (state === 'poweredOn') {
    bleno.startAdvertising('PiBleChat', [chatService.uuid]);
  } else {
    bleno.stopAdvertising();
  }
});

bleno.on('advertisingStart', function(error) {
  console.log('on -> advertisingStart: ' + (error ? 'error ' + error : 'success'));

  if (!error) {
    bleno.setServices([chatService]);
  }
});

function exit() {
  process.exit();
}
process.on('SIGINT', exit);

    // 返却するメッセージに関する情報の出力
    System.out.println(resultData.getUtt());

#!/bin/bash

cd ./sample
java -cp ./class:./merged.jar DialogueSample "$1"

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="jp.ne.neko.freewing.blepichatsample">

    <!-- BLE機能の使用を宣言 -->
    <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH" />
    <uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN" />
    <!-- BLEの SCANで必要 -->
    <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION" />

    <!-- BLE対応端末のみ動作可能 -->
    <uses-feature
        android:name="android.hardware.bluetooth_le"
        android:required="true" />

    <application
        android:allowBackup="true"
        android:icon="@mipmap/ic_launcher"
        android:label="@string/app_name"
        android:roundIcon="@mipmap/ic_launcher_round"
        android:supportsRtl="true"
        android:theme="@style/AppTheme">
        <activity android:name=".MainActivity">
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />

                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
            </intent-filter>
        </activity>
    </application>

</manifest>

BluetoothManager = getSystemService(Context.BLUETOOTH_SERVICE);
BluetoothAdapter = bluetoothManager.getAdapter();
BluetoothAdapter.startLeScan(mLeScanCallback);

BluetoothAdapter.LeScanCallback mLeScanCallback =
  onLeScan(BluetoothDevice device)
    if device.getName() == "PiBleChat" then ConnectDevice();

-- ConnectDevice();
BluetoothGatt TargetDevice.connectGatt(this, false, BluetoothGattCallback);

BluetoothGattCallback mGattCallback =
  // BLEデバイスと接続したらサービスを検索する
  onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status, int newState)
    if (newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED)
      gatt.requestMtu(512)
      gatt.discoverServices();

  // サービスの検索結果から目的のキャラタリスティックかを比較処理
  onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status)
    List<BluetoothGattService> gatt.getServices();
    for (BluetoothGattService service : services) //
        List<BluetoothGattCharacteristic> service.getCharacteristics();
        for (BluetoothGattCharacteristic characteristic : characteristics)
          String cuuid = characteristic.getUuid().toString();
            "0000ffe1-0000-1000-8000-00805f9b34fb".equals(cuuid)

              // 目的のキャラタリスティックなら通知を有効化
              // Characteristicの Notificationを有効化
              boolean registered = gatt.setCharacteristicNotification(characteristic, true);
              if (registered) {
                  final String CLIENT_CHARACTERISTIC_CONFIG = "00002902-0000-1000-8000-00805f9b34fb";
                  BluetoothGattDescriptor descriptor = characteristic.getDescriptor(
                          UUID.fromString(CLIENT_CHARACTERISTIC_CONFIG));
                  descriptor.setValue(BluetoothGattDescriptor.ENABLE_NOTIFICATION_VALUE);
                  gatt.writeDescriptor(descriptor);
              }

  // 通知の有効化のコールバックからメッセージの書き込み（送信）
  onDescriptorWrite(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattDescriptor descriptor, int status)
    if (status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS) {
      // 送信時用に保存する
      mTargetCharacteristic = descriptor.getCharacteristic();
    }

    // 通知の有効化の応答でデバグ用にチャットメッセージを送信する
    final BluetoothGattCharacteristic characteristic = descriptor.getCharacteristic();
    characteristic.setValue("あいうえ BLE");
    gatt.writeCharacteristic(characteristic);


  // 通知を受信して返信メッセージを表示する（受信）
  onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic)
    characteristic.getStringValue(0)
    //characteristic: いい感じでちゅ


  // 送信時用に保存する
  private BluetoothGattCharacteristic mTargetCharacteristic;

  private void bleSendMessage(String sendStr) {
    mTargetCharacteristic.setValue(sendStr);
    mBluetoothGatt.writeCharacteristic(mTargetCharacteristic);
  }

  // UI上の Buttonのクリックイベントで EditTextの内容をチャット送信する
  mSendButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
    @Override
    public void onClick(View v) {
      // クリック時の処理
      String sendStr = mSendText.getText().toString();
      bleSendMessage(sendStr);
    }
  });

$ sudo node ble_chat.js
on -> stateChange: poweredOn
on -> advertisingStart: success
ChatCharacteristic subscribe
write request: e38182e38184e38186e3818820424c45
write request: あいうえ BLE
onWriteRequest 1
onWriteRequest 2
Promise 1
Promise callback
いいでちゅ
Promise 2

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