Raspberry Pi 3에서 Arduino 101 BLE 제어 및 정보 가져오기 ( C 언어 라이브러리 사용 )

Raspberry Pi 3와 BLE( Bluetooth Low Energy )  디바이스(여기선 Arduino 101) 간에 BLE 통신을 연결해서 사용할 수 있게 해주는 gattlib 라이브러리를 테스트해보았습니다.

최종 수정 - 2017.8.3

gattlib 라이브러리 설치

1. libbluetooth-dev 패키지를 비롯해 필요한 것들을 설치합니다.

pi@raspberrypi:~ $ sudo apt-get install libbluetooth-dev libreadline-dev cmake

2. gattlib를 컴파일하여 설치합니다.

pi@raspberrypi:~ $ git clone https://github.com/labapart/gattlib.git pi@raspberrypi:~ $ cd gattlib && mkdir build && cd build pi@raspberrypi:~/gattlib/build $ cmake .. pi@raspberrypi:~/gattlib/build $ make && sudo make install pi@raspberrypi:~/gattlib/build $ sudo ldconfig

3. 진행하기 전에  다음 포스팅에 소개한 대로 Arduino 101에 LED 예제를 업로드 해야 합니다.

Arduino 101의 Bluetooth Low Energy(BLE) 예제를 안드로이드 폰과 테스트

http://webnautes.tistory.com/901

4. hcitool로  Arduino 101의 맥어드레스를 확인해둡니다.

pi@raspberrypi:~/gattlib/build $ sudo hcitool -i hci0 lescan LE Scan ... 03:95:CE:50:22:EC (unknown) FC:F1:36:2B:34:32 (unknown) 98:4F:EE:0F:4E:1E LED ^Cpi@raspberrypi:~/gattlib/build $

gattlib 라이브러리 예제 테스트

1. gattlib 라이브러리에서는 6개의 예제 코드를  제공하고 있습니다.

여기에서는 이중에 3가지만 테스트해보았습니다.

현재 위치에는 컴파일된 바이너리 파일이 있고 실제 코드 위치는 ~/gattlib/examples/입니다.

pi@raspberrypi:~/gattlib/build $ cd examples/ pi@raspberrypi:~/gattlib/build/examples $ ls ble_scan  discover  gatttool  nordic_uart  notification  read_write

2. ble_scan

BLE 디바이스 검색 및 제공하는 서비스와 characteristic를 출력해줍니다.

여기선 서비스 이름이 안나오지만 98:4F:EE:0F:4E:1E가 앞에서 검색했던 Arduino 101의 맥어드레스입니다.

pi@raspberrypi:~/gattlib/build/examples/ble_scan $ sudo ./ble_scan Discovered 98:4F:EE:0F:4E:1E Scan completed ------------START 98:4F:EE:0F:4E:1E --------------- Succeeded to connect to the bluetooth device. service[0] start_handle:01 end_handle:07 uuid:0x1800 service[1] start_handle:08 end_handle:08 uuid:0x1801 service[2] start_handle:09 end_handle:ffff uuid:19b10000-e8f2-537e-4f6c-d104768a1214 characteristic[0] properties:02 value_handle:0003 uuid:0x2a00 characteristic[1] properties:02 value_handle:0005 uuid:0x2a01 characteristic[2] properties:02 value_handle:0007 uuid:0x2a04 characteristic[3] properties:0a value_handle:000b uuid:19b10001-e8f2-537e-4f6c-d104768a1214 ------------DONE 98:4F:EE:0F:4E:1E ---------------

3. discover

지정한 맥어드레스를 가진 디바이스에서 제공하는 서비스와 characteristic를 출력해줍니다.

pi@raspberrypi:~/gattlib/build/examples/discover $ ./discover 98:4F:EE:0F:4E:1E service[0] start_handle:01 end_handle:07 uuid:0x1800 service[1] start_handle:08 end_handle:08 uuid:0x1801 service[2] start_handle:09 end_handle:ffff uuid:19b10000-e8f2-537e-4f6c-d104768a1214 characteristic[0] properties:02 value_handle:0003 uuid:0x2a00 characteristic[1] properties:02 value_handle:0005 uuid:0x2a01 characteristic[2] properties:02 value_handle:0007 uuid:0x2a04 characteristic[3] properties:0a value_handle:000b uuid:19b10001-e8f2-537e-4f6c-d104768a1214

3. read_write

characteristic에 값을 기록하거나 값을 읽어오는 예제입니다.

3-1.예전과 다르게 동작해서 진행하기 전에 Arduino 101의 LED 예제 코드의 일부를 다음처럼 수정해서 다시 업로드해야 합니다.

// 라즈3와 연결되어 있는 동안 루프를 돈다.    while (central.connected()) {            // LED 제어를 위한 characteristic에 기록한 값이 있다면      if (switchCharacteristic.written()) {        //값을 한바이트 읽어온다.        unsigned char ch = switchCharacteristic.value();        Serial.println(ch);                if (ch=='1') {   // 1이면 LED를 켠다.                    Serial.println("LED on");          digitalWrite(ledPin, HIGH);                           } else if ( ch=='0' ){  // 0이면 LED를 끈다.                    Serial.println(F("LED off"));          digitalWrite(ledPin, LOW);                           }      }    }

3-2. ~/gattlib/examples/read_write/read_write.c에 있는 코드도 일부 수정했습니다.

노란색 줄부분이 빠진 듯해서 추가해주었습니다.

if (strcmp(argv[2], "read") == 0) {                g_operation = READ;        } else if ((strcmp(argv[2], "write") == 0) && (argc == 5)) {                g_operation = WRITE;                if ((strlen(argv[4]) >= 2) && (argv[4][0] == '0') && (argv[4][0] == 'x')) {                        value_data = strtol(argv[4], NULL, 0);                } else {                        value_data = strtol(argv[4], NULL, 16);                }                printf("Value to write: 0x%lx %d\n", value_data, value_data);                sprintf(buffer, "%d", value_data);                printf( "%s\n", buffer );        } else {

3-3. 라즈베리파이 3에서 예제 컴파일을 진행해줍니다.

pi@raspberrypi:~/gattlib/examples/read_write $ mkdir build pi@raspberrypi:~/gattlib/examples/read_write $ cd build/ pi@raspberrypi:~/gattlib/examples/read_write/build $ cmake .. pi@raspberrypi:~/gattlib/examples/read_write/build $ make

3-4. 이제 Arduino IDE에서 시리얼 모니터를 실행시켜 둡니다.

Arduino 101의 동작을 모니터링하기 위해서입니다.

3-5. 라즈베리파이에서 LED 제어를 위한 Characteristic에 1을 기록하면

pi@raspberrypi:~/gattlib/examples/read_write/build $ ./read_write 98:4F:EE:0F:4E:1E write 19b10001-e8f2-537e-4f6c-d104768a1214 1 Value to write: 0x1 1 1

시리얼 모니터에서 Arduino 101에서 처리한 상황을 확인할 수 있습니다.

Connected to central: B8:27:EB:DA:FA:66     라즈3와 연결됨 49     ASCII 코드 49번인 숫자 1이 입력되었으며   LED on    13번에 연결되어 있는 LED를 켠다. Disconnected from central: B8:27:EB:DA:FA:66  라즈3와 접속 끊어짐

3-6. write를 read로 바꾸면 Characteristic 상태값을 읽어올 수 있습니다.

pi@raspberrypi:~/gattlib/examples/read_write/build $ ./read_write 98:4F:EE:0F:4E:1E read 19b10001-e8f2-537e-4f6c-d104768a1214 Read UUID completed: 31    ASCII 코드 49번을 16진수로 바꾸면 31입니다.

3-7. 라즈베리파이에서 LED 제어를 위한 Characteristic에 0을 기록하고

pi@raspberrypi:~/gattlib/examples/read_write/build $ ./read_write 98:4F:EE:0F:4E:1E write 19b10001-e8f2-537e-4f6c-d104768a1214 0 Value to write: 0x0 0 0

시리얼 모니터에서 확인해봅니다.

Connected to central: B8:27:EB:DA:FA:66     라즈3와 연결됨 48     ASCII 코드 48번인 숫자 0이 입력되었으며   LED off    13번에 연결되어 있는 LED를 끈다. Disconnected from central: B8:27:EB:DA:FA:66  라즈3와 접속 끊어짐