2023/8/18

BLE(Bluetooth Low Energy)とは？セントラルやペリフェラルの意味と用語集

この記事からわかること

Bluetoothとは？
BLE(Bluetooth Low Energy)とは？
セントラルやペリフェラル、サービス、キャラリスティック、アドバタイズ、GATT(ガット)通信、ペアリング、ボンディングの意味

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Wikipedia：Bluetooth

Bluetoothを使用したアプリを開発することがあったのでBluetooth関連の用語や意味を備忘録としてまとめておきます。

Bluetoothとは？

Bluetooth(ブルートゥース)とは無線通信技術の1つであり、中でも比較的短距離(数メートルから約100メートルの範囲)で使用できる通信規格です。Bluetooth以外にも以下のような無線通信が有名どころです。

無線通信技術の種類

Wi-Fi
NFC (Near Field Communication)
赤外線通信
etc...

おすすめ記事：NFCとは？規格の種類や違い、NDEFの中身について

Bluetoothはモバイル端末やPC、マウス、キーボード、ヘッドフォンなどのデジタル機器同士をリンクさせることで情報のやり取りを可能にしています。やり取りはあらかじめ決められたプロトコルに準じて2.4GHzの無線周波数帯域(簡単にいうと電波)を介して行われます。Wi-Fiも2.4GHzと5GHzに分かれているのは有名ですが、Bluetoothも同じ帯域を使用しています。

BLE(Bluetooth Low Energy)とは？

Bluetooth Low Energy(BLE)はBluetoothの種類の1つでその名前通り低消費電力のBluetooth通信を可能にした規格です。Bluetooth自体もバージョン管理されておりBluetooth4.0から追加になったようです。

PC(WindowsやmacOSなど)やモバイル端末(AndroidやiOS)などは標準でBLEをサポートしているのでアプリ開発などをする際にはBLEに関する技術や知識は必要になってきます。

Bluetoothの基礎

Bluetoothは当然ですがデジタル機器同士でペアリングを行い情報をやり取りするので例えばPCとキーボードといった2つの登場人物が必要になります。この2つの機器同士はやり取りをする情報や状況に応じて変化しますが、機器の機能を使用する親側と機能を提供する子側に分かれます。

Bluetoothの機能を使用する親側を「Central(セントラル)」、機能を提供する子側を「Peripheral(ペリフェラル)」と呼びます。例で言うとPCがセントラル、キーボードがペリフェラルです。

Central(セントラル)

Central(セントラル)は親側の機器の名称でBluetooth通信を主導し情報をリクエストしたりデータを取得したりする側を指します。PCやスマートフォンがセントラル側になることが多いです。

Central側がスキャンを開始して範囲内にあるペリフェラルを検出し接続リクエストを送信します。

ペリフェラル(Peripheral)

ペリフェラル(Peripheral)は子側の機器の名称でセントラルに対して機能や情報を提供する側を指します。キーボードやマウスなどがペリフェラル側になります。

ペリフェラルは1つ以上のサービスと呼ばれる機能のまとまりを保持しています。

サービス

サービスはペリフェラルが提供してる機能や情報(キャラクタリスティック)の集まりのことです。サービスには一意のUUID(Universally Unique Identifier)が割り当てられ、セントラルはこのUUIDを使用して特定のサービスを識別します。

サービスは1つ以上のキャラクタリスティックを保持しています。

キャラリスティック

キャラクタリスティックはサービス内で提供される個々のデータ要素のことです。データ本体や操作方法、設定値などが含まれ「Read」「Write」「Notify」「WriteWithoutResponse」「Indicate」などの属性を持ちます。キャラクタリスティックも一意のUUIDを持ち、セントラルはこれを使用して特定のキャラクタリスティックを識別します。