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Bluetooth Low Energy での通信の概要

Bluetooth® Low Energy は、低電力の周辺デバイスを検出してそれらと通信するための、無線通信プロトコルです。MATLAB® での Bluetooth Low Energy のサポートによって、以下を行うことができます。

  • 近くの周辺デバイスをスキャンし、それらのアドバタイズ データを表示する。

  • コンピューターと周辺デバイス間の接続を確立する。

  • 特性データと記述子データの読み取りと書き込みを行う。

  • 特性をサブスクライブして、通知または表示を有効にする。

MATLAB の Bluetooth Low Energy 通信は、Instrument Control Toolbox™ のBluetooth Communication (Instrument Control Toolbox)または Communications Toolbox™ の Bluetooth とは異なります。各機能の使用例を理解し、どれがニーズに最もよく適合するかを判断するには、それぞれのツールボックスのドキュメンテーションを参照してください。

必要条件と設定

Bluetooth Low Energy インターフェイスを MATLAB で使用するには、以下が必要です。

  • Bluetooth 4.0 以上をサポートする周辺デバイス

  • コンピューターに内臓された、または外付けの Bluetooth 4.0 アダプター

  • コンピューターにインストールされた MATLAB

コンピューターで Bluetooth がオンになっていることを確認してください。スキャン対象としている周辺デバイスは、コンピューターの近くになければならず、他のデバイスやアプリケーションから切り離されていなければなりません。

Bluetooth Low Energy の諸概念

Bluetooth Low Energy の通信は、デバイスの検出では汎用アクセス プロファイル (GAP) プロトコルを、デバイス通信では汎用属性 (GATT) プロトコルを基にしています。これらプロトコルはいずれも Bluetooth SIG Web サイトで詳しく説明されています。MATLAB で Bluetooth Low Energy デバイスと通信するために GAP と GATT についての特殊な知識は不要ですが、理解しておくべきいつくかの重要な概念はあります。

検出に際して、デバイスは中心デバイスか周辺デバイスのいずれかになります。

  • 中心デバイスは他のデバイスのアドバタイズ データをスキャン。MATLAB の Bluetooth Low Energy インターフェイスでは、コンピューターは常に中心デバイスとなります。

  • 周辺デバイスはアドバタイズ データを伝達。周辺デバイスは、スキャン対象としている近くのデバイスです。周辺デバイスには、フィットネス トラッカー、ヘルス モニター、およびスマートウォッチや無線ヘッドホンなどのパーソナル電子機器が含まれます。

周辺デバイスを検出した後、MATLAB から同時に複数の周辺デバイスに接続することができます。周辺デバイスのスキャンと接続の詳細については、Bluetooth Low Energy 周辺デバイスの検索を参照してください。

コンピューター上の MATLAB と Bluetooth Low Energy 周辺デバイス間で接続が確立した後、両者はクライアントとサーバーの関係をもちます。サーバーはデータを保持しているデバイスで、クライアントはそのデータを受け取り、機能を実行するデバイスです。

サービス、特性、および記述子

Bluetooth Low Energy デバイスでの通信の基本構成は、サービス、特性、および記述子です。これら 3 つすべてが、MATLAB において、周辺デバイスからの読み取りと周辺デバイスへの書き込みでの役割を担っています。周辺デバイスでのそれらの機能は以下のとおりです。

  • サービスは関連する特性のコレクションです。サービスは読み取り可能でも書き込み可能でもありませんが、そこに含まれる特性では可能な場合があります。たとえば、Heart Rate サービスには Heart Rate Measurement と Body Sensor Location の両方の特性が含まれています。

  • 特性にはユーザー データまたはデバイス データの値が含まれています。これは、周辺デバイスから読み取る主要な属性です。たとえば、Heart Rate Measurement 特性は、フィットネス トラッカーに広く見られる標準的な特性です。特性の値は読み取りや書き込みができます。

  • 記述子は特性の値を記述します。それぞれの特性には、1 つ以上の記述子を関連付けることが可能です。記述子には、測定されている特性の値に関するメタデータが含まれています。たとえば、Client Characteristic Configuration Descriptor は、デバイスが現在特性のデータを集めているかどうかを判定する記述子です。記述子の値は読み取りや書き込みができます。

これら 3 つはすべて標準またはカスタムのいずれかとなります。標準のサービス、特性、記述子は Bluetooth SIG によって定義され、カスタムのサービス、特性、記述子は、通常はデバイスまたはデバイス メーカーに固有です。

MATLAB の Bluetooth Low Energy インターフェイスでは、characteristic オブジェクトと descriptor オブジェクト上で read および write を使用できます。また、characteristic オブジェクトで subscribe および unsubscribe を使用することもできます。これらの操作を実行する方法の詳細については、デバイスの特性と記述子の操作を参照してください。

参考

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関連するトピック

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