Bluetooth PC-PC/Android-PC間通信（RFCOMM） #Python

BluetoothのプロトコルRFCOMM（RFCOMM ‐ 通信用語の基礎知識）での通信を試した。

クライアント-サーバ
PC-PC
Android-PC

PC-PC間通信

サーバ
- Ubuntu 18.04
- Python 3.7.4
クライアント
- Windows 10
- Python 3.6.8

導入（Ubuntu）

sudo apt install libbluetooth-dev
pip3 install pybluez

導入（Windows）

# ref: https://github.com/pybluez/pybluez/issues/279
pip3 install PyBluez-win10

ペアリング

ペアリングはOSのUIを使って手動で行った。

Ubuntu：Settings>Bluetooth
Windows：設定>デバイス>Bluetoothとその他のデバイス

Bluetoothデバイスのアドレス（MACアドレス）はbluetoothctl（Ubuntu）かデバイスマネージャ（Windows）で分かる。

簡易コード

インタフェースはsocketとほぼ同じものらしい。

サーバサイド

import bluetooth

PORT = 1
server_sock = bluetooth.BluetoothSocket(bluetooth.RFCOMM)
server_sock.bind(('', PORT))
server_sock.listen(1) # backlog: 接続待ち受け数

client_sock, client_addrport = server_sock.accept() # blocking until connection

data = client_sock.recv(1024)
print(data) # bytes
# print(data.decode('ascii'))

クライアントサイド

import bluetooth

server_addr = '**:**:**:**:**:**' # replace here
server_port = 1

sock = bluetooth.BluetoothSocket(bluetooth.RFCOMM)
sock.connect((server_addr, server_port))

sock.send(b'Hello World') # bytes

PC-Android間通信

Bluetooth の概要 | Android デベロッパー | Android Developers

接続先を指定するときはポートではなくUUIDを使うらしい（直接ポートを使うインタフェースはなさそう）。

サーバサイド（PC）

pybluezのサンプル（サーバ、クライアント）でもポートを自動にしてUUIDで接続先を決めるようになっているので、Bluetooth的にもともとこれが推奨なのかな（ポートふさがってたら困るし）。

import uuid
print(uuid.uuid4()) # ef7ce24a-a1eb-45d4-9208-f896b0ae8336

import bluetooth

server_sock = bluetooth.BluetoothSocket(bluetooth.RFCOMM)
server_sock.bind(('', bluetooth.PORT_ANY))
server_sock.listen(1) # backlog: 接続待ち受け数
# server_port = server_sock.getsockname()[1]

uuid = 'ef7ce24a-a1eb-45d4-9208-f896b0ae8336'
bluetooth.advertise_service(
    server_sock, "MyServer", service_id=uuid,
    service_classes=[ uuid, bluetooth.SERIAL_PORT_CLASS ],
    profiles=[ bluetooth.SERIAL_PORT_PROFILE ],
)

client_sock, client_addrport = server_sock.accept() # blocking until connection

data = client_sock.recv(1024)
print(data) # bytes
# print(data.decode('ascii'))

適当なUUIDを生成して、サーバ側のコードを修正した。

***site-packages/bluetooth/bluez.py", line 275, in advertise_service
    raise BluetoothError (*e.args)
bluetooth.btcommon.BluetoothError: [Errno 2] No such file or directory

pybluezのラップしてるコマンドラインインタフェースが非推奨になってるらしい。仕方ないので互換モードを有効にして、Serial Port Profileを追加する。

# vim /etc/systemd/system/dbus-org.bluez.service

# ExecStart=/usr/lib/bluetooth/bluetoothd
ExecStart=/usr/lib/bluetooth/bluetoothd -C

# sdptool add SP
# systemctl daemon-reload
# systemctl restart bluetooth

***site-packages/bluetooth/bluez.py", line 275, in advertise_service
    raise BluetoothError (*e.args)
bluetooth.btcommon.BluetoothError: [Errno 13] Permission denied

実行にroot権限が必要になってしまったみたいなので、rootのPython環境（3.6.9）にpybluezを入れて再実行したところ動いた。

クライアントサイド（Android/Java）

try-catchを分割したので長くなったが、createRfcommSocketToServiceRecordでBluetoothSocketのインスタンスを取得すればjava.net.Socketとだいたい同じ。

Bluetoothの権限が必要なので、AndroidManifest.xmlに以下を追加。

<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH" />

以下のようなコードを実機で動かして（ペアリング済みの）PCと通信できることが確認できた。実際には、adapter.getBondedDevices()でペアリング済みのデバイスリスト（List<BluetoothDevice>）が手に入るのでそこから宛先を選択させる実装をするか、未ペアリングのアドレスにconnectしようとすれば自動でペアリング用のOSのUIが開くらしいので、アドレスをサーバ側に（テキストとかQRコードとかで）表示して入力させるか、みたいな感じなのかな。

final String SERVER_DEVICE_ADDRESS = "**:**:**:**:**:**";
final String SERVER_SERVICE_UUID = "ef7ce24a-a1eb-45d4-9208-f896b0ae8336";

final BluetoothAdapter adapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();
if (adapter == null) {
    Log.d(TAG, "No bluetooth support.");
    return;
}

if (! adapter.isEnabled()) {
    Log.d(TAG, "Bluetooth is disabled.");

    Intent enableBtIntent = new Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE);
    startActivityForResult(enableBtIntent, REQUEST_CODE_ENABLE_BT);

    return; // onActivityResult省略
}

new Thread(new Runnable() {
  @Override
  public void run() {
      BluetoothDevice server = adapter.getRemoteDevice(SERVER_DEVICE_ADDRESS);
      final BluetoothSocket socket;
      try {
          socket = server.createRfcommSocketToServiceRecord(UUID.fromString(SERVER_SERVICE_UUID));
      } catch (IOException e) {
          e.printStackTrace();
          return;
      }

      try {
          socket.connect();
      } catch (IOException e) {
          e.printStackTrace();
          Log.d(TAG, "Unable to connect.");

          try {
              socket.close();
          } catch (IOException ex) {
              ex.printStackTrace();
              Log.d(TAG, "Unable to close socket.");
              return;
          }

          return;
      }

      final OutputStream os;
      try {
          os = socket.getOutputStream();
      } catch (IOException e) {
          e.printStackTrace();
          Log.d(TAG, "Unable to create output stream.");

          try {
              socket.close();
          } catch (IOException ex) {
              ex.printStackTrace();
              Log.d(TAG, "Unable to close socket.");
              return;
          }
          return;
      }

      try {
          os.write("Hello World from Android\n".getBytes(Charset.forName("ascii")));
      } catch (IOException e) {
          e.printStackTrace();
          Log.d(TAG, "Unable to write to output stream.");
      }

      try {
          os.close();
      } catch (IOException e) {
          e.printStackTrace();
          Log.d(TAG, "Unable to close output stream.");
      }

      try {
          socket.close();
      } catch (IOException e) {
          e.printStackTrace();
          Log.d(TAG, "Unable to close socket.");
      }

  }
}).run();

Bluetooth PC-PC/Android-PC間通信（RFCOMM）

PC-PC間 通信