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EnOcean STM 550B マルチセンサーモジュール(BLE) を HoloLens2 の BLE で取得するメモ

EnOcean STM 550B マルチセンサーモジュール(BLE) を HoloLens2 の BLE で取得するメモ

EnOcean STM 550B マルチセンサーモジュール(BLE) を HoloLens2 の BLE で取得するメモです。

実際にどんなものか

このように、マルチセンサのデータが取得できたというところです。

https://twitter.com/1ft_seabass/status/1295533467887783936

もちろん、今までも IoT x HoloLens な連携はできたんですが、やはり電源や消費電力に起因した設置の難しさや、定期実装を電池残量を意識しながら進めていくことであったり、エッジデータをどこに集めるかの課題が色々あり、それなりにパワーを使うものが、EnOcean STM 550B マルチセンサーモジュール(BLE) によって、電源・設置・定期実行の面で解放されるようになるので、かなり未来が感じられます。

心の中で、いままでの状況によって、勝手に縛られてた制約や思考に気付かされます！

参考にした文献

https://www.1ft-seabass.jp/memo/2020/08/11/obniz-connect-enocean-stm-550b-ble-firststep/

自分の記事ですが、これで、実際にどうつながるかや、データの内容の詳細や計算の仕方を参考にしています。

以前もこのような記事はあったのですが、あくまで全体の処理の参考まで。なぜかというと、EnOcean STM 550B マルチセンサーモジュール(BLE) はアドバタイズが常に飛んでくる仕様ですが、この記事はペアリングに関する知見なのでアプローチが違うんですよね。

Bluetooth アドバタイズ - UWP applications | Microsoft Docs

ということで、Bluetooth アドバタイズを読み取るのは、やはり公式のドキュメントでまず把握しました。これで、だいたいプログラム上の登場関数が分かりますね。

Windows-universal-samples/Scenario1_Watcher.xaml.cs at master · microsoft/Windows-universal-samples

そして、やはり動くコードということで、 置き換えもしやすかったです。特に、データ受信後 OnAdvertisementReceived の Advertisement.ManufacturerData のあたりの処理が参考になりました。

また、文字列で得た16進法のデータから10進法の数値に変換して obniz の記事と同じにように計算するときには、Microsoft Docsの16 進文字列と数値型の間で変換する方法 を参考にしました。

実際のソースコード

Capabilities で Bluetooth をオンにするのを忘れないようにしましょう。

空のGameObjectにBLEManagerという形でプログラムを書いています。

以下がソースコードです。

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using System.Threading;

#if WINDOWS_UWP

using System;
using System.Text;
using System.Windows;
using System.Linq;
using Windows.Devices.Bluetooth.Advertisement;
using System.Threading.Tasks;
using Windows.Storage.Streams;

#endif

public class BLEManager : MonoBehaviour
{

#if WINDOWS_UWP
    BluetoothLEAdvertisementWatcher watcher;
#endif

    void Start()
    {

        Invoke("BLEStart", 1.0f);

    }

    void BLEStart() {
        Debug.Log("BLEStart.Start");

#if WINDOWS_UWP
        watcher = new BluetoothLEAdvertisementWatcher();

        Debug.Log(watcher);

        watcher.Received += OnAdvertisementReceived;

        watcher.Start();

        Debug.Log("watcher Start");
#endif
    }

    // Update is called once per frame
    void Update()
    {
        
    }

#if WINDOWS_UWP
    
    // データの受信 OnAdvertisementReceived 

    private async void OnAdvertisementReceived(BluetoothLEAdvertisementWatcher watcher, BluetoothLEAdvertisementReceivedEventArgs eventArgs)
    {
        Task.Run(async () =>
        {
            UnityEngine.WSA.Application.InvokeOnAppThread(() =>
            {
                // チェックしたい EnOcean STM 550B マルチセンサーモジュール(BLE) のアドレスを入力する
                // 事前に該当のモジュールを動作させてアドレスを覚えておきましょう
                string checkBluetoothAddress = "XXXXXXXXXXXX";

                // 比較して合っているデバイスだけ if で通す
                string bluetoothAddress = eventArgs.BluetoothAddress.ToString("x");

                if(bluetoothAddress == checkBluetoothAddress){

                    Debug.Log("OnAdvertisementReceived");
                    // BluetoothAddress
                    Debug.Log("BluetoothAddress " + bluetoothAddress);
                    // シグナルの強さ
                    Debug.Log("RawSignalStrengthInDBm " + eventArgs.RawSignalStrengthInDBm.ToString());

                    // Advertisement.ManufacturerDataの解析
                    //
                    // 以下のソース参考
                    // https://github.com/microsoft/Windows-universal-samples/blob/master/Samples/BluetoothAdvertisement/cs/Scenario1_Watcher.xaml.cs#L231
                    //
                    // Check if there are any manufacturer-specific sections.
                    // If there is, print the raw data of the first manufacturer section (if there are multiple).
                    string manufacturerDataString = "";
                    var manufacturerSections = eventArgs.Advertisement.ManufacturerData;
                    if (manufacturerSections.Count > 0)
                    {
                        // Only print the first one of the list
                        var manufacturerData = manufacturerSections[0];
                        var data = new byte[manufacturerData.Data.Length];
                        using (var reader = DataReader.FromBuffer(manufacturerData.Data))
                        {
                            reader.ReadBytes(data);
                        }

                        //まず Buffer のデータを変換されたハイフン区切りのStringにBitConverterで変換
                        string ConvertBitString = BitConverter.ToString(data);
                        
                        // Print the company ID + the raw data in hex format
                        manufacturerDataString = string.Format("0x{0}: {1}",
                            manufacturerData.CompanyId.ToString("X"),
                            BitConverter.ToString(data));

                        Debug.Log("manufacturerDataString : " + manufacturerDataString);

                        // 一度変換されたハイフン区切りのデータをArrayに入れて使う
                        string[] ArrayBitString = ConvertBitString.Split('-');

                        // 以下、地道に16進法のStringを10進法のintに変換して以下計算
                        // 計算は以下をベースに
                        // https://www.1ft-seabass.jp/memo/2020/08/11/obniz-connect-enocean-stm-550b-ble-firststep/

                        // 温度センサー
                        int temp1 = Convert.ToInt32(ArrayBitString[5], 16);
                        int temp2 = Convert.ToInt32(ArrayBitString[6], 16);
                        double temperature = ( temp1 + temp2 * 256 ) * 0.01;

                        Debug.Log("temperature " + temperature);
                        
                        // 湿度センサー
                        int humid = Convert.ToInt32(ArrayBitString[8], 16);
                        double humidity = humid * 0.5;

                        Debug.Log("humidity " + humidity);

                        // 照度センサー
                        int illum1 = Convert.ToInt32(ArrayBitString[10], 16);
                        int illum2 = Convert.ToInt32(ArrayBitString[11], 16);
                        double illumination = illum1 + illum2 * 256;

                        Debug.Log("illumination " + illumination);
                        
                        int magnet = Convert.ToInt32(ArrayBitString[18], 16);

                        if( magnet == 1 ){
                          Debug.Log("magnet OPEN");
                        } else if( magnet == 2 ){
                          Debug.Log("magnet CLOSE");
                        }

                    }

                    
                }


                
            }, true);

        });
    }
#endif
}

ハマりポイント

プログラム周りは、比較的素直に行きました。

どう考えてもプログラムの流れはおかしくないのに、Bluetoothの信号が一切来ない！！！って焦ったんですが、Visual Studio プロジェクトのManifestで Bluetooth のチェックがされていないケースを引いていました。ONにしたらドバドバ来ました。

こちらは、Decocさんがアドバイスしてくれて、ビルドするとそれ以降設定周りは上書きされないの忘れてました。あぶない。

HoloLens1 の時に Bluetooth 周りを最初に一気に設定するのが習慣にしてのを思い出しました。

今回、横着して以前のアイトラッキング検証と同プロジェクトからシーン作ったので、ビルド後なので上書きしなかったんですね。ヒント感謝です！