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라즈베리파이

라즈베리파이에서 파이썬 BT/BLE 프로그래밍



라즈베리파이에서 파이썬 BT/BLE 프로그래밍을 위한 라이브러리 설치

Bluetooth 기능을 내장한 라즈베리파이3 B  모델 – 블루투스 제어용 Python 라이브러리 사용법입니다. 순서대로 잘 따라하시면 제대로 동작합니다. 


1. 블루투스 모듈 설치 


파이썬 설치 시 블루투스 모듈이 추가 되게 하기 위해 블루투스 모듈을 먼저 설치합니다.


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$sudo apt-get install bluez libbluetooth-dev pi-bluetooth


2. Python 설치

 

파이썬 관련 유틸리티가 설치가 된 상태에서 파이썬을 재빌드해서 설치해야 이후에 블루투스 관련 모듈을 사용할 수 있습니다.


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$mkdir temp
$cd temp
$wget https://www.python.org/ftp/python/3.6.5/Python-3.6.5.tgz
$tar -xvf Python-3.6.5.tgz
 
$cd Python-3.6.5
$./configure
$sudo make && sudo make install


파이썬 소스 빌드 과정은 30~40분 정도 소요됩니다.


3.  시리얼 포트 등록


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$sudo sdptool add SP



4. 블루투스 서비스 실행 옵션 수정


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$sudo nano /lib/systemd/system/bluetooth.service
$ExecStart=/usr/lib/bluetooth/bluetoothd -C 로 수정
$sudo systemctl daemon-reload -  설정 수정사항 재로딩
$sudo systemctl restart bluetooth - 블루투스 서비스 재실행
$sudo systemctl enable bluetooth - 재부팅 시 서비스 자동 등록


3번과 4번 명령을 실행한 결과 창을 아래에 표시한다.


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pi@raspberrypi:~ $
pi@raspberrypi:~ $ sudo sdptool add SP
pi@raspberrypi:~ $
pi@raspberrypi:~ $
pi@raspberrypi:~ $ sudo nano /lib/systemd/system/bluetooth.service
pi@raspberrypi:~ $ sudo systemctl daemon-reload
pi@raspberrypi:~ $ sudo systemctl restart bluetooth
pi@raspberrypi:~ $ sudo systemctl enable bluetooth
Synchronizing state of bluetooth.service with SysV service script with /lib/systemd/systemd-sysv-install.
Executing: /lib/systemd/systemd-sysv-install enable bluetooth
pi@raspberrypi:~ $
 



5. 장치 내 블루투스 Discoverable 상태로 변경


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$sudo hciconfig hci0 piscan


이후 스마트폰에서 블루투스를 선택해  라즈베리파이가 검색되는지 확인합니다.

이렇게 하고 스마트 블루투스를 열어 raspberrypi 라고 떠서 등록한 화면을 올린다. 이미지 맨 위에 raspberrypi 가 보인다.





6. pybluez 모듈 설치

 

BT/BLE 프로그래밍을 위해 PIP를 이용해 pybluez와 pybleno를 설치합니다.


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$sudo pip3 install pybluez pybleno


실행 화면입니다. 친절하게 pip 업데이트 하라고 알려줘서 업데이트까지 했습니다. ^^


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pi@raspberrypi:~ $ sudo pip3 install pybluez pybleno
Collecting pybluez
  Downloading https://www.piwheels.org/simple/pybluez/PyBluez-0.22-cp36-cp36m-linux_armv7l.whl (113kB)
    100|████████████████████████████████| 122kB 161kB/s
Collecting pybleno
  Downloading https://www.piwheels.org/simple/pybleno/pybleno-0.10-py3-none-any.whl
Installing collected packages: pybluez, pybleno
Successfully installed pybleno-0.10 pybluez-0.22
You are using pip version 9.0.3, however version 19.1.1 is available.
You should consider upgrading via the 'pip install --upgrade pip' command.
pi@raspberrypi:~ $
 


위 노란 명령어를 사용하여 pip 업데이트 한 화면입니다. ㅎㅎ


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pi@raspberrypi:~ $ pip install --upgrade pip
Collecting pip
  Downloading https://files.pythonhosted.org/packages/5c/e0/be401c003291b56efc55aeba6a80ab790d3d4cece2778288d65323009420/pip-19.1.1-py2.py3-none-any.whl (1.4MB)
    100|████████████████████████████████| 1.4MB 191kB/s
Installing collected packages: pip
Successfully installed pip-19.1.1
pi@raspberrypi:~ $
 


7. 확인

 

bluetoothctl – 블루투스 쉘로 접속해서 주변 BT 장치들을 스캔해 봅니다.


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$sudo bluetoothctl
 
[bluetooth] scan on
......
Discovery started
[CHG] Controller B8:27:EB:11:19:07 Discovering: yes
[NEW] Device 00:07:79:0C:90:6F 00-07-79-0C-90-6F
[NEW] Device 98:D3:31:FC:3B:E7 iot_test
[NEW] Device C4:73:1E:96:61:75 C4-73-1E-96-61-75
 
[bluetooth] scan off


위 명령어를 사용해 라즈베리파이에서 접속하여 실행한 화면입니다. 아주 기가 막히게 동작하는 모습을 확인할 수 있습니다.


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pi@raspberrypi:~ $ sudo bluetoothctl
[NEW] Controller B8:27:EB:06:B7:03 raspberrypi [default]
[NEW] Device 94:8B:C1:4A:42:57 Galaxy S8
[bluetooth]# scan on
Discovery started
[CHG] Controller B8:27:EB:06:B7:03 Discovering: yes
[NEW] Device C2:01:19:00:02:7D MiniBeacon_19437
[NEW] Device FD:CB:70:A9:F4:9B Plutocon
[CHG] Device C2:01:19:00:02:7D RSSI: -51
[CHG] Device C2:01:19:00:02:7D RSSI: -62
[CHG] Device C2:01:19:00:02:7D RSSI: -52
[bluetooth]# scan on
Failed to start discovery: org.bluez.Error.InProgress
[bluetooth]# scan off
[CHG] Device FD:CB:70:A9:F4:9B RSSI is nil
[CHG] Device C2:01:19:00:02:7D TxPower is nil
[CHG] Device C2:01:19:00:02:7D RSSI is nil
Discovery stopped
[CHG] Controller B8:27:EB:06:B7:03 Discovering: no
[bluetooth]# scan on
Discovery started
[CHG] Controller B8:27:EB:06:B7:03 Discovering: yes
[CHG] Device C2:01:19:00:02:7D RSSI: -52
[CHG] Device C2:01:19:00:02:7D TxPower: 0
[CHG] Device FD:CB:70:A9:F4:9B RSSI: -50
[CHG] Device C2:01:19:00:02:7D RSSI: -64
[bluetooth]#
 


블루투스 쉘에서 빠져나올 때는 quit 명령어, 혹은 ctrl-z로 나옵니다. quit 하세요. 


주변에 내가 설정해둔 BT 기기가 있다면 그 기기의 6 byte MAC address 가 필요합니다. 이제 이 기기에 연결을 해보겠습니다.


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[bluetooth] agent NoInputNoOutput
......
[bluetooth] pair xx:xx:xx:xx:xx:xx
......
==> PIN 코드 입력
......
[bluetooth] connect xx:xx:xx:xx:xx:xx
......
[bluetooth] disconnect xx:xx:xx:xx:xx:xx
 
[bluetooth] quit




일부 BT 기기에 연결할 때 PIN 코드 입력 메시지가 뜨지 않는 문제가 발생하곤 합니다. 그런 기기들은 Python 코드로 접속할 때도 “연결 요청이 거부되었습니다” 에러 메시지 뱉으면서 접속이 안됩니다.


그런 경우 bluetoothctl 쉘에서 agent NoInputNoOutput 명령어 실행해주고 pairing, connection 한번 해주면 됩니다.



8. Python 코드

 


라즈베리파이가 Master 역할을 해서 주변 센서장치를 탐색하고 연결할 때는 아래 코드를 사용합니다.


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from bluetooth import *
 
#######################################################
# Scan
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target_name = "iot_test"   # target device name
target_address = None
port = 1         # RFCOMM port
 
nearby_devices = discover_devices()
 
# scanning for target device
for bdaddr in nearby_devices:
    print(lookup_name( bdaddr ))
    if target_name == lookup_name( bdaddr ):
        target_address = bdaddr
        break
 
if target_address is not None:
    print('device found. target address %s' % target_address)
else:
    print('could not find target bluetooth device nearby')
 
#######################################################
# Connect
#######################################################
 
# establishing a bluetooth connection
try:
    sock=BluetoothSocket( RFCOMM )
    sock.connect((target_address, port))
 
    while True:         
        try:
            recv_data = sock.recv(1024)
            print(recv_data)
            sock.send(recv_data)
        except KeyboardInterrupt:
            print("disconnected")
            sock.close()
            print("all done")
except btcommon.BluetoothError as err:
    print('An error occurred : %s ' % err)
    pass



센서 장치가 데이터를 보내주면 받은 데이터를 그대로 다시 전송해주는 echo 예제입니다. 크게 scan 파트와 connection 파트로 나누어져 있으며, 코드 자체는 어렵지 않으니 응용해서 사용하세요.


 


다음 예제는 라즈베리파이가  센서장치처럼 slave 역할을 하는 코드입니다. 핸드폰에 앱을 만들어서 연결한 뒤, 데이터를 보내주면 받은 데이터를 그대로 다시 전송해주는 echo 예제입니다.


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from bluetooth import *
 
def receiveMsg():
    uuid = "94f39d29-7d6d-437d-973b-fba39e49d4ee"
 
    # RFCOMM 포트를 통해 데이터 통신을 하기 위한 준비    
    server_sock=BluetoothSocket( RFCOMM )
    server_sock.bind(('',PORT_ANY))
    server_sock.listen(1)
 
    port = server_sock.getsockname()[1]
 
    # 블루투스 서비스를 Advertise
    advertise_service( server_sock, "BtChat",
            service_id = uuid,
            service_classes = [ uuid, SERIAL_PORT_CLASS ],
            profiles = [ SERIAL_PORT_PROFILE ] )
    
    print("Waiting for connection : channel %d" % port)
    # 클라이언트가 연결될 때까지 대기
    client_sock, client_info = server_sock.accept()
    print('accepted')
    while True:          
        print("Accepted connection from ", client_info)
        try:
            # 들어온 데이터를 역순으로 뒤집어 전달
            data = client_sock.recv(1024)
            if len(data) == 0: break
            print("received [%s]" % data)
            print("send [%s]" % data[::-1])
            client_sock.send(data[::-1])
        except IOError:
            print("disconnected")
            client_sock.close()
            server_sock.close()
            print("all done")
            break
 
        except KeyboardInterrupt:
            print("disconnected")
            client_sock.close()
            server_sock.close()
            print("all done")
            break
 
receiveMsg()


*본 문서는 다음 링크를 참조하였습니다.

 http://www.hardcopyworld.com/ngine/aduino/index.php/archives/3126


참고자료