Bluetooth Low Energyをはじめよう

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  • 2015年02月 発行
  • 200ページ
  • ISBN978-4-87311-713-3
  • フォーマット Print PDF
  • 原書: Getting Started with Bluetooth Low Energy

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Bluetooth Low Energy(BLE)は、低コスト、低消費電力などを目的に開発された無線技術です。IoT(Internet of Things)やウェアラブルデバイスの基盤となる技術として、急速に普及しています。本書では、モバイルアプリケーション開発者と組み込み技術者を対象に、BLEのデータ構造や、デバイスが相互に通信する方法などについて、質の高い情報を提供します。まず、プロトコルの基本を紹介し、次にBLEの理解に欠かせないGAP(汎用アクセス・プロファイル)とGATT(汎用アトリビュート・プロファイル)について丁寧に解説。開発プラットフォーム、デバッグツール、アプリケーション設計ツールの紹介を行った上で、実際のAndroid、iOS、組み込みデバイスの開発についてステップバイステップで解説します。

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はじめに

1. イントロダクション
    BLEはどこが違うのか?
    規格
    構成
        規格がサポートする構成
        チップ構成
    重要な制約
        データのスループット
        到達距離
    ネットワークのトポロジー
        ブロードキャスターとオブザーバー
        コネクション
    プロトコルとプロファイル
        汎用プロファイル 
        ユースケース特有のプロファイル
    
2. プロトコルの基本
    物理層
    リンク層
        Bluetoothデバイスアドレス
        アドバタイズとスキャン
        コネクション
    ホスト・コントローラー・インタフェース(HCI)
    論理リンク制御およびアダプテーションプロトコル(L2CAP)
    アトリビュート・プロトコル(ATT)
        ATT操作
    セキュリティ・マネージャ(SM)
        セキュリティ手順
        ペアリングのアルゴリズム
        セキュリティ暗号鍵
    汎用アトリビュート・プロファイル(GATT)
    汎用アクセス・プロファイル(GAP)
    
3. GAP(アドバタイズとコネクション)
    役割
    モードと手順
        ブロードキャストとオブザベーション
        検索
        コネクションの確立
        追加的GAP手順 
    セキュリティ
        アドレス種別
        認証
        セキュリティモード
        セキュリティモードと手順
    その他のGAP定義
        アドバタイズデータのフォーマット
        GAPサービス
    
4. GATT(サービスと特性)
    役割
    UUID
    アトリビュート
        ハンドル
        タイプ
        パーミッション
        値
    アトリビュートとデータの階層構造
        サービス
        特性
        特性ディスクリプタ
        サービスの例
        高度なアトリビュートの概念
        アトリビュートのキャッシュ
        アドバタイズパケット中のGATTアトリビュートデータ
    機能
        MTU交換
        サービスと特性の検索
        特性とディスクリプタの読み出し
        特性とディスクリプタの書き込み
        サーバー主導更新
    セキュリティ
        GATTサービス
    
5. ハードウェアプラットフォーム
    nRF51822-EK(Nordic Semiconductors)
        技術的仕様
        SoftDeviceアーキテクチャ
        nRF51822-EKの使い方
        プログラム例とツールチェイン
    CC2541DK-MINI(Texas Instruments)
    その他のハードウェアプラットフォームとモジュール
        LairdのBL600モジュール
        luegigaのBLE112/BLE113モジュール
        RFDuino
    
    
6. デバッグツール
    PCA10000 USBドングルとMaster Control Panel
    PCA10000 USBドングルとWireshark
    CC2540 USBドングルとSmartRFスニファ
    SmartRFからWiresharkへのコンバーター
    Bluezのhcitoolとgatttool
    
7. アプリケーション設計ツール
    Bluetooth Application Accelerator
    SensorTag
    iOS用のLightBlue
    Android用のnRF Master Control Panel
    
8. Androidのプログラミング
    開発環境の準備
        ハードウェアを入手する
        ソフトウェアを入手する
        ハードウェアを構成する
        新規プロジェクトを開始する
        BLEライブラリの初期化
        リモートデバイスとコネクションを張る
        リモートデバイスとの通信
    
    
9. iOSのプログラミング
    シンプルなバッテリーレベルのペリフェラル
        リモートペリフェラルのスキャン
        リモートペリフェラルとのコネクション
        リモートペリフェラルと関連付けられたサービスを検索する
        サービスと関連付けられた特性を検索する
        特性の読み出しとデコードを行うメソッド
    iBeacon
        アドバタイズ
        レンジング
        iBeaconアプリの実装
    外部ディスプレイとApple通知センターサービス
    
10. 組み込みアプリケーション開発
    mbedのBLE API
    組み込みツールチェイン
        OSXやLinuxへGNUツールをインストールする
        WindowsへGNU ツールをインストールする
    nRF51822のGNUコードベースとサンプルプロジェクト
        nRF51822のGNUコードベースを入手する
        nRF51822 GNUコードベースの構造
        プロジェクトをコンパイルする
        nRF51822へ書き込む
    さらに先へ

付録 Bluetoothコア規格バージョン4.2での変更点(日本語版付録)
索引

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