BRIGHT VIE Advent Calendar 2017 - Qiita 4日です。

昨日は、「[基礎編]JavaScriptでバイナリデータを扱ってみる」というタイトルで、JavaScriptでのバイナリデータの扱い方の基礎を記載しました。
本日からは、3回に分けて実際にBluetoothの仕様で定義されているデータ形式を元に実際の生データを扱ってみたいと思います。

はじめに

いきなりですが、まずはこちらを御覧ください。

[引用元] Temperature Measurement - Assigned Number: 0x2A1C Bluetooth

こちらは、Bluetoothで温度のやりとりをする際の共通フォーマットが上記のように定義されております。

Bluetooth Temperature Measurementのフォーマットを読み解いてみる

Flags

まず、1バイト目に記載されている「Flags」にて

1ビット目: 温度の設定

	説明	形式
0の場合	Celsius: 摂氏（°C）	C1のフィールドを参照
1の場合	Fahrenheit: 華氏（°F）	C2のフィールドを参照

2ビット目: 計測時間の記録有無

	説明	形式
0の場合	設定なし
1の場合	設定あり	C3のフィールドを参照

3ビット目: 温度のタイプ設定の有無

	説明	形式
0の場合	設定なし
1の場合	設定あり	C4のフィールドを参照

4~8ビット: 設定なし

現在は利用されていないが、今後仕様が追加されたときのための予約フィールドとして指定されている。

C1: Temperature Measurement Value (Celsius)

Flagsの1ビット目が0の場合、「Celsius: 摂氏（°C）」での温度が設定されています。
保存されているデータのフォーマット形式が、「FLOAT」であるため、
下記記事の定義より「IEEE-11073 32-bit FLOAT」であることがわかります。

[引用元]Format Types - Bluetooth

C2: Temperature Measurement Value (Fahrenheit)

Flagsの1ビット目が1の場合、「Fahrenheit: 華氏（°F）」での温度が設定されています。
C1の摂氏（°C）の場合と同様にフォーマット形式が、「FLOAT」であるため、
こちらも「IEEE-11073 32-bit FLOAT」であることがわかります。

C3: Time Stamp

Flagsの2ビット目が1の場合、このフィールドには「温度を計測したときの時間」が設定されています。
形式は、「org.bluetooth.characteristic.date_time」と記載されており、
引用元の定義より、下記のような7バイトのフォーマットで計測時間が記録されています。

[引用元]
Date Time - Assigned Number: 0x2A08

C4: Temperature Type

最後にFlagsの3ビット目が1の場合、このフィールドには「温度のタイプ」（計測時の状況）が設定されています。
形式は、「org.bluetooth.characteristic.temperature_type」と記載されており、
引用元の定義より、下記のような1バイトのフォーマットで計測時間が記録されています。

[引用元]Temperature Type - Assigned Number: 0x2A1D

フローチャート

次にプログラムの処理を考えるため、フローチャートを記載してみます。

このようにロジックを記載すれば解析可能です。
また、参考程度に1バイト目のFlagsのビットパターン別に、どのようにデータが保存されているか可視化してみました。

結構簡単ですね！

まとめ

ここまでBluetooth経由で温度データを受信する際の共通フォーマット及び処理フローが理解できたかと思います。
次の記事では、上記フローをもとに生データを扱ってみたいと思いますが、
ここで1つ疑問に思われていることがあるのではないでしょうか？

それは、
「摂氏（°C）」「華氏（°F）」ともにそうですが、「Temperature Measurement Value」がFLOATと定義されていますが、
「IEEE-11073 32-bit FLOAT」というところ...

FLOATとは、浮動小数点のことを指しており、小数点を扱うためのデータフォーマットです。
昨日の記事でも、JavaScriptで「32ビット浮動小数点数」を扱うときは
DataViewクラスの「getFloat32」や「setFloat32」を利用すれば良かったはずです。

よく資料を見てみると

Format	short Name	Description
0x14	float32	IEEE-754 32-bit floating point
0x15	float64	IEEE-754 64-bit floating point
0x16	SFLOAT	IEEE-11073 16-bit SFLOAT
0x17	FLOAT	IEEE-11073 32-bit FLOAT