BLEセンサー通信の基礎と実践

BLE（Bluetooth Low Energy）センサー通信の基礎と実践例

BLE（Bluetooth Low Energy）は、低消費電力でデータ通信を行うためのBluetooth規格です。IoT（Internet of Things）デバイスの接続において重要な役割を果たしており、環境センサー、ウェアラブルデバイス、スマートホームデバイスなど、様々な分野で活用されています。

BLEの基本的な仕組み

BLEの基本的な仕組みを理解することが重要です。BLEは、マスターデバイス（スマートフォンやパソコンなど）とスレーブデバイス（センサーなど）の間で通信を行います。スレーブデバイスは、マスターデバイスからの指示に応じてデータを送信したり、コマンドを受け付けたりします。BLEは、大きく分けて以下のプロトコルを使用します。

• Advertising：スレーブデバイスが自身の存在を宣伝し、マスターデバイスがその存在を検出します。
• Connection Grant：マスターデバイスがスレーブデバイスへの接続を許可します。
• Service Discovery：スレーブデバイスが自身のサービスを登録し、マスターデバイスがそのサービスを見つけます。
• Data Exchange：マスターデバイスとスレーブデバイスの間で実際にデータが交換されます。

実装例：温度センサーからのデータ取得

ここでは、Arduino UnoとBLEモジュール（HC-05など）を使って、温度センサーからのデータを取得する簡単な実装例を紹介します。

    // Arduino コード例（HC-05 を使用）
    #include 

    SoftwareSerial bleSerial(10, 11); // RX, TX ピン

    void setup() {
      Serial.begin(9600);
      bleSerial.begin(9600);
      Serial.println("BLE接続開始...");
    }

    void loop() {
      float temperature = readTemperature();
      Serial.print("温度: ");
      Serial.println(temperature);
      bleSerial.print("温度: ");
      bleSerial.println(temperature);
      delay(1000);
    }

    float readTemperature() {
      // ここに温度センサーからデータを読み取るコードを実装
      // 例：DHT11 センサーを使用する場合
      // ...
      return 25.5; // ダミー値
    }
    

この例では、ArduinoのSerialモニタとBLEモジュールを通して、温度センサーから読み取った温度データを送信しています。このコードを実際に動作させるためには、BLEモジュールが接続されているスマートフォンやパソコンで、BLEデバイスとしてArduinoを認識し、接続する必要があります。

BLEの応用

BLEの活用例は多岐にわたります。例えば、以下のような用途で利用されています。

• 環境モニタリング：温度、湿度、気圧などの環境データを収集し、リアルタイムで表示したり、クラウドに送信したりできます。
• ウェアラブルデバイス：心拍数、歩数、睡眠時間などの生体データを収集し、健康管理に役立てることができます。
• スマートホーム：家電製品を遠隔操作したり、センサーデータに基づいて自動化したりできます。

まとめ

BLEは、低消費電力でデータ通信を行うための強力なツールです。この記事では、BLEの基本的な仕組みと実装例を紹介しました。BLEの技術を理解し、活用することで、様々なIoTアプリケーションの開発が可能になります。