はじめに

SORACOM Advent Calendar 2015 の 15 日目の記事です。

やりたいこと

BLE センサーデータを AWS IoT に Publish します。
これを Go 言語でやってみます。
Publish するときは、SORACOM Beam を使って、暗号化処理をオフロードします。
Go で実装するのは最近 Go を触り始めて、勉強がてら何か書いてみようと思ったからです。
Mac で動作確認をしています。
最近は、IoT 関連の技術情報はネットに溢れているので、調べてすぐ分かるところは本記事では適宜省略します。
いろいろごった煮にしてしまったので、重要な前提が欠けていたりしたらすみません。

AWS IoT のセットアップ

（手順だけ整理します！）

Thing を作成します。
証明書の作成・ダウンロードします。(忘れずに！)
Policy を作成します。
証明書に Thing と Polich をアタッチします。

SORACOM Beam のセットアップ

（Beam の設定は User Console だけでできます！）

AWS IoT のエンドポイントを取得します。
CA 証明書をダウンロードします。
SORACOM User Console でグループを追加し、そのグループに対して SORACOM Beam 設定を追加します。
使用する SIM を 2. で設定したグループに所属させます。

Go で BLE センサーデータを取得する

今回はセンサーに　SensorTag CC2650STK を使用します。

ちょっと時間が足りなかったので、今回はボタンを押したらその都度通知させる、というところまでしかできませんでした。

Go でセンサーデータを取得するために、paypal/gatt を使用します。

% go get github.com/paypal/gatt

examples/explorer.go 参考に、SensorTag からデータを取得する処理を書いてみます。

BLEセンサーからデータを取得するには、以下の情報が必要になります。

Peripheral ID
Service の UUID
Charactaristic の UUID

Peripheral ID は examples/discover.go を実行することで、確認することができます。

Service の UUID と Charactaristic の UUID は examples/explorer.go を実行したりドキュメントを確認すれば分かるはずなんですが、少し楽をするために、sandeepmistry/node-sensortag を参考にしました。

node-sensortag の lib/common.js に SIMPLE_KEY_UUID と、SIMPLE_KEY_DATA_UUID という定数が定義されていて、この値が Sensortag のボタンを押した時に通知してもらうために必要な、UUID になります。

というわけで、センサーからデータを取得する部分のコードはこんな感じになりました。

app.go

package main

import (
    "fmt"
    "strings"

    "github.com/paypal/gatt"
)

var message = make(chan string)
var done = make(chan struct{})

func main() {
    d, err := gatt.NewDevice()
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
        return
    }

    go publish(message)

    d.Handle(
        gatt.PeripheralDiscovered(onPeriphDiscovered),
        gatt.PeripheralConnected(onPeriphConnected),
        gatt.PeripheralDisconnected(onPeriphDisconnected),
    )

    d.Init(onStateChanged)
    <-done
    fmt.Println("Exit")
}



func onStateChanged(d gatt.Device, s gatt.State) {
    switch s {
    case gatt.StatePoweredOn:
        fmt.Println("Scanning...")
        d.Scan([]gatt.UUID{}, false)
        return
    default:
        d.StopScanning()
    }
}

func onPeriphDiscovered(p gatt.Peripheral, a *gatt.Advertisement, rssi int) {
    id := strings.ToUpper(<Peripheral ID>)
    if strings.ToUpper(p.ID()) != id {
        return
    }

    p.Device().StopScanning()

    p.Device().Connect(p)
}

func onPeriphConnected(p gatt.Peripheral, err error) {
    fmt.Println("connected")
    sUUID := gatt.MustParseUUID("ffe0")
    ss, err := p.DiscoverServices([]gatt.UUID{sUUID})
    if err != nil {
        return
    }

    cUUID := gatt.MustParseUUID("ffe1")
    cc, err := p.DiscoverCharacteristics([]gatt.UUID{cUUID}, ss[0])
    if err != nil {
        return
    }

    p.SetNotifyValue(cc[0], func(c *gatt.Characteristic, b []byte, err error) {
        switch b[0] {
        case 0x1:
            message<-"left"
        case 0x2:
            message<-"right"
        case 0x3:
            message<-"gobeam"
        }
    })
}

func onPeriphDisconnected(p gatt.Peripheral, err error) {
    fmt.Println("Disconnected")
    close(done)
}

Scan を開始するといろんな Peripheral が見つかりますので、onPeriphDiscovered 関数では、見つかった Peripheral の中から Sensortag に一致するものだけに接続しています。
この辺、コマンドライン引数で渡せるようにしたり、アドレスや名前で検索できるようにした方が便利ですね。
Peripheral に繋がったら、onPeriphConnected 関数で Service と Characteristic を取得し、Peripheral に対して SetNotifyValue しています。
ボタンが押されると、右のボタンか、左のボタンか、あるいは両方かで取得できる値が変わります。

次に、AWS IoT に Publish する部分を書いてみます。

publisher.go

package main

import (
    "fmt"

    MQTT "git.eclipse.org/gitroot/paho/org.eclipse.paho.mqtt.golang.git"
)

const uri = "tcp://beam.soracom.io:1883"

func publish(message chan string) {
    opts := MQTT.NewClientOptions().AddBroker(uri)
    opts.SetClientID("clientid2")

    c := MQTT.NewClient(opts)
    if token := c.Connect(); token.Wait() && token.Error() != nil {
        panic(token.Error())
    }
    defer c.Disconnect(250)

    for ;; {
        select {
        case text := <-message:
            token := c.Publish("gobeam", 0, false, text)
            token.Wait()
            fmt.Printf("published: %s\n", text)
        }
    }
}

Paho MQTT client library 使用しました。
肝は、ホストに SORACOM Beam を指定することと、メインの処理からチャネルを経由してメッセージを受け取るところです。

実行してみる

私は gobeam というパッケージを作ったので、ビルドすると gobeam というコマンドができあがりました。
ちゃんと Mac が SORACOM Air を使ってインターネットに接続できていることを確認してから

% ./gobeam

とやって実行すると、"Scanning..." と表示されて Sensortag を探し始めます。
見つかると、"connected" と表示されるので、ボタンを押しまくります。
がその前にちゃんと Publish されているか確認するために、mosuquitto_sub コマンドを実行しておきます。

% mosquitto_sub -h beam.soracom.io -p 1883 -q 1 -d -t gobeam -i clientid1

そうすると、ボタンの右か左か両方かで Subscribe される内容が変わるかと思います。

このあとやりたいこと

時間切れになってしまったので今回はできませんでしたが、

SensorTag 以外のセンサーからデータを取得する。
IoT ゲートウェイに配置してみて、Beam を使う/使わないで比較
多言語で実装してみて比較

などやってみたいなと思います。

GoでBLEセンサーデータをBeamする