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M5Stack : BLE 통신 - App Inventor 2 과 BLE 통신

파란크리스마스 2019. 7. 19. 22:31
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M5Stack Korea인 WIZnet에서 운영하는 메이커 컨텐츠 커뮤니티 사이트의 후원을 받아서 작성되었습니다.

출처

M5Stack : BLE 통신 - App Inventor 2 과 BLE 통신

M5Stack를 이용해서 BLE 서버를 만들고 App Inventor를 이용해서 안드로이드 용 BLE 클라이언트를 만들어 보았습니다.

BLE통신을 간단하게 설명하면, BLE 서버는 BLE 이름, UUID(고유주소), 거리 정보를 송출하고, 이 정보로 BLE 클라이언트가 접속하면, BLE 기기는 다른 BLE 클라이언트가 접속하지 않도록, BLE 이름을 더 이상 송출하지않고, 서비스목록과 해당 서비스의 특성 정보를 송출합니다. BLE 클라이언트는 필요한 서비스와 특성을 찾아서 용도에 따라 다르겠지만 여기 예제에서는 간단하게 문자열을 주고 받도록 했습니다.

M5Stack BLE 서버 만들기

서비스 UUID, 특성 UUID를 미리 정해야 합니다. 예제 소스에는 상수로 미리 만들어 두었습니다.

BLE 접속상태의 이벤트로 받기 위해서 BLEServerCallbacks 클래스를 상속받아서 구현하고, 서비스의 특성을 이용해서 문자열 수신하는 이벤트를 받기 위해서 BLECharacteristicCallbacks 클래스를 상속 받아서 구현 합니다.

전체 소스

#include <M5Stack.h>
#include <BLEDevice.h>
#include <BLEUtils.h>
#include <BLEServer.h>
#include <BLE2902.h>

// See the following for generating UUIDs:
// https://www.uuidgenerator.net/

#define SERVICE_UUID        "4fafc201-1fb5-459e-8fcc-c5c9c331914b"
#define CHARACTERISTIC_UUID "beb5483e-36e1-4688-b7f5-ea07361b26a8"

BLEServer* pServer = NULL;
BLECharacteristic* pCharacteristic = NULL;
bool deviceConnected = false;

class MyServerCallbacks: public BLEServerCallbacks {
    void onConnect(BLEServer* pServer) {
      M5.Lcd.println("connect");
      deviceConnected = true;
    };

    void onDisconnect(BLEServer* pServer) {
      M5.Lcd.println("disconnect");
      deviceConnected = false;
    }
};

class MyCallbacks: public BLECharacteristicCallbacks {
  void onRead(BLECharacteristic *pCharacteristic) {
    M5.Lcd.println("read");
    pCharacteristic->setValue("Hello World!");
  }

  void onWrite(BLECharacteristic *pCharacteristic) {
    M5.Lcd.println("write");
    std::string value = pCharacteristic->getValue();
    M5.Lcd.println(value.c_str());
  }
};

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  M5.begin();
  M5.setWakeupButton(BUTTON_A_PIN);
  M5.Lcd.println("BLE start.");
  m5.Speaker.mute();

  BLEDevice::init("m5-stack"); // BLD 이름 설정
  BLEServer *pServer = BLEDevice::createServer(); // BLE 서버 생성
  pServer->setCallbacks(new MyServerCallbacks()); // BLE 상태 콜백 함수 등록 (접속 이벤트 처리)
  BLEService *pService = pServer->createService(SERVICE_UUID); // 서비스 UUID 등록
  pCharacteristic = pService->createCharacteristic( 
                                         CHARACTERISTIC_UUID,
                                         BLECharacteristic::PROPERTY_READ |
                                         BLECharacteristic::PROPERTY_WRITE |
                                         BLECharacteristic::PROPERTY_NOTIFY |
                                         BLECharacteristic::PROPERTY_INDICATE
                                       ); // BLE 특성 등록
  pCharacteristic->setCallbacks(new MyCallbacks()); // BLE 문자열 수신 콜백 함수 등록
  pCharacteristic->addDescriptor(new BLE2902());

  pService->start(); // BLE 서버 실행 -> BLE 이름 노출
  BLEAdvertising *pAdvertising = pServer->getAdvertising();
  pAdvertising->start(); 
}

void loop() {
  if(M5.BtnA.wasPressed()) {
    M5.powerOFF();
  }
  if (deviceConnected) { // BLE가 연결되어 있는 경우
    if(M5.BtnB.wasPressed()) { // M5Stack의 B버튼이 선택한 경우
      M5.Lcd.println("Button B pressed!");
      pCharacteristic->setValue("Button B pressed!"); // BLE 클라이언트에 전달할 문자열 설정
      pCharacteristic->notify(); // BLE 클라이언트에 문자열 전달
    }
  }
  M5.update();
}

App Inventor 2 : BLE 클라이언트 만들기

App Inventor는 MIT에서 만든 블럭 형태의 코딩으로 안드로이드 어플을 쉽게 만들 수 있어서 IOT 개발시 많이 사용됩니다. 기본적으로 BT 통신만 지원했고, BLE 통신은 지원하지 않았지만, 최근에 확장 라이브러리를 통해서 지원하고 있습니다. BLE 확장 라이브러리를 다운 받아서 Import 하시면 BLE 통신을 구현 할 수 있습니다.

예제는 BLE 목록을 조회하고, 조회된 목록에서 M5Stack를 선택하여 BLE 서버에 접속하고, 미리 정해둔 서비스와 특성을 등록하고, M5Stack에서 B버튼을 선택시 전달 받은 문자열을 텍스트박스에 출력하고, 안드로이드 어플에서 문자열을 M5Stack에 전송 합니다.

App Inventor BLE 확장 라이브러리 다운로드

http://appinventor.mit.edu/extensions 에 접속하셔서 BluetoothLE.aix 파일을 다운 받습니다.

App Inventor 프로젝트 만들기 (http://ai2.appinventor.mit.edu/)

http://ai2.appinventor.mit.edu/ 접속해서 [새 프로젝트 시작하기...] 선택합니다.

프로젝트 이름 설정

App Inventor BLE 확장 라이브러리 Import

팔레트 -> Extension -> import extension 에서 파일 선택버튼을 누른 후 위에서 다운받은 bluetoothLE.aix 를 선택해줍니다.

App Inventor 화면 구성

전역 변수 선언 (서비스, 특성 UUID 정의)

[버튼1]을 선택해서 BLE 목록 조회

BLE 목록이 조회되면 목록를 리스트 박스(목록_선택1)에 담기

BLE 목록에서 접속하려고 하는 BLE 기기 선택했을 경우 BLE 주소 UUID(리스트의 문자열 1에서 17의 문자열)를 가지고 와서 해당 BLE에 접속 시도

BLE 기기에 접속하면 BLE로 문자열 수신 이벤트를 받기 위해서 서비스와 특성 등록

BLE 기기에서 문자열을 수신 했을 경우 텍스트 박스(텍스트_상자1)에 수신한 문자열 출력

[버튼3]을 선택해서 텍스트 박스(텍스트_상자2)의 문자열을 BLE기기에 전송

[버튼2]을 선택해서 BLE 연결끊기

App Inventor 전체 소스

실행 영상

M5Stack 물품 구매는 <네이버 검색/쇼핑에서 M5StackKorea>를 검색하시거나, M5Stack 공식 파트너인 <위즈네트 쇼핑몰: Shop.wiznet.io> 으로 접속하세요.

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