Thermometer-Hygrometer

アプリの特徴

ソニーが販売している IoT タグ MESH を利用して、温度・湿度を測定する。

開発の動機

感染症対策・熱中症対策として、部屋の温度・湿度を測定したい

「感染症対策・熱中症対策には温度と湿度の管理が大切」ということはわかっていたが、実際の温度・湿度は把握していなかった。

単純に温度計・湿度計を購入して測定すればいいが、自動的に一定間隔で測定データを記録して、そのデータを可視化したり機械学習で活用できるのではないか。

また以前、BLE通信を利用してセンサと接続できる iOS アプリを開発するプロジェクトに参画していた。その際の内容を思い出すためにも、温度・湿度を測定できる iOS アプリの開発に挑戦した。

開発環境

PC MacBook Air（2020,M1）メモリ：16GB ストレージ：1TB

言語 Swift

フレームワーク SwiftUI

MESH 温度・湿度ブロック

測定できる温度の範囲： -10℃ 〜 50℃
測定できる湿度の範囲： 0% 〜 100%
充電： Micro-USB

https://meshprj.com/jp/products/blocks/MESH-100TH.html

アプリの要件

MESH 温度・湿度ブロック 1台と MacBook Air を BLE 通信を利用して接続する
MESH 温度・湿度ブロックは接続後、0.5秒ごとに温度・湿度の測定データを PC に送信する
iOS アプリで現在の温度と湿度を確認する
今回は MacBook Air をセントラル MESH 温度・湿度ブロックをペリフェラル とする（※セントラル・ペリフェルについては後述）

BLE 通信

BLEとは

近距離無線通信の規格 Bluetooth を省電力化した通信形式
PC、スマートフォンなど通信の親機に相当する機器のことを セントラル と呼ぶ
MESH や忘れ物防止タグなど通信の子機に相当する機器のことを ペリフェラル と呼ぶ

BLE通信の流れ

※ 説明をわかりやすくするため、簡略化しています

ペリフェラルが通信待ちの状態では、周囲の不特定多数の機器を対象に無線信号を送信（アドバタイズ）
セントラルがスキャンを実行することで、アドバタイズを受信
セントラルが１対１で通信したいペリフェラルに対して、接続を要求
ペリフェラルがセントラルからの接続要求を受信し、１対１の通信（GATT通信）に切り替える
ペリフェラルからセントラルへ通信データを送信する ※
セントラルがペリフェラルに対して、切断を要求

※ GATT 通信の特徴 サービス と キャラクタリスティック の形で測定データをやり取りする

sequenceDiagram
    MESH ->> PC: アドバタイズ
    MESH ->> PC: アドバタイズ
    MESH ->> PC: アドバタイズ
    PC ->> MESH: 接続要求
    loop GATT通信 0.5秒ごと
    MESH ->> PC: 温度・湿度の測定データを送信 
    end
    PC ->> MESH: 切断要求
    MESH ->> PC: アドバタイズ
    MESH ->> PC: アドバタイズ
    MESH ->> PC: アドバタイズ