新型コロナウイルス接触確認アプリ COCOAカウンター を Leafonyで作製
お父ちゃん
2020.7.24
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厚生労働省が提供する、新型コロナ陽性登録した人との接触を知らせてくれるアプリ COCOA の周辺での起動数をカウントするデバイスを先日いただいた Leafony で製作しました。
目次
COCOAカウンター
COCOAはBLEのアドバタイズを検出してペアリングなしに接触を判定しているようです。
ミクミンPさんがM5ATOM LiteでCOCOAの起動を判定できるアプリを作製されたのをきっかけに
様々なCOCOAアプリカウンターがうまれました。
M5ATOM で接触確認アプリが有効かどうかを調べるやつをつくった。有効だと素早く点滅する。モバイルバッテリーで動作。 pic.twitter.com/aOdHc8Z5B6
— ミクミンP/Kazuhiro Sasao (@ksasao) June 20, 2020
- M5ATOM Matrixを用いたカウンター
ミクミンPさんのソースコード改変して近くに接触確認アプリが何個あるか表示できたよー
強度関係なしに特定のUUIDが何個あるか数えてるだけです pic.twitter.com/tLxZQAUtZB
— もけ@ムギ㌠ (@coppercele) June 21, 2020
- M5StickCを用いたカウンター
#接触確認アプリ #COCOA #M5StickC@coppercele さんの下記のQiita記事を参考にさせていただき、BLEで周囲のCOCOAアプリを検知し台数を表示するCOCOA Finderを作成してみた。地方ということもあり、人混みでもあまりカウント上がらない。https://t.co/oInPFuMENX pic.twitter.com/fPwLnxLoHG
— Google Homer (@google_homer_) June 29, 2020
Leafony COCOAカウンターの作製
以下のLeafを用いてCOCOAカウンターを製作してみました。
- LCD Leaf (Extension Kit A1.0)
- BLE通信Leaf (Basic Kit A1.0)
- USBシリアルLeaf (Basic Kit A1.0)
- AVR MCU Leaf (Basic Kit A1.0)
- 単三電池Leaf (Extension Kit A1.0)
BLE通信LeafでCOCOAアプリを検出してLCDディスプレイLeafに検出したアプリ数を表示します。
Arduinoコード
BLE通信Leaf の仕様書とライブラリを参考にコーディングしました。
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#include <MsTimer2.h> #include <Wire.h> #include "TBGLib.h" #include <SoftwareSerial.h> #include <ST7032.h> int cnt = 0; String term[20]; //===================================================================== // LCD出力 // LCD = 1 出力 LCD= 0出力無し // LCD出力を行う場合はST7032.hのインクルードを有効にすること //===================================================================== #define LCD (1) // LCD Leaf use:1 //===================================================================== // IOピンの名前定義 // 接続するリーフに合わせて定義する //===================================================================== // -------------------------------------------- // PD port // digital 0: PD0 = PCRX (HW UART) // digital 1: PD1 = PCTX (HW UART) // digital 2: PD2 = INT0# // digital 3: PD3 = INT1# // digital 4: PD4 = RSV // digital 5: PD5 = CN3_D5 // digital 6: PD6 = DISCN // digital 7: PD7 = BLSLP# // -------------------------------------------- #define PCTX 0 #define PCRX 1 #define INT0 2 #define INT1 3 #define LED 4 #define PIN3_D5 5 #define BLE_RESET_PIN 6 #define BLE_WAKEUP_PIN 7 // -------------------------------------------- // PB port // digital 8: PB0 = UART2_RX (software UART) /* not use */ // digital 9: PB1 = UART2_TX (software UART) /* not use */ // digital 10:PB2 = SS# // digital 11:PB3 = MOSI // digital 12:PB4 = MISO // digital 13:PB5 = SCK (LED) // PB6 = XTAL1 // PB7 = XTAL2 //--------------------------------------------- #define UART2_RX 8 #define UART2_TX 9 #define SS 10 #define MOSI 11 #define MISO 12 #define LED_PIN 13 // -------------------------------------------- // PC port // digital 14/ Analog0: PC0 = PIN24_D14 // digital 15/ Analog1: PC1 = BLETX (software UART) // digital 16/ Analog2: PC2 = BLERX (software UART) // digital 17/ Analog3: PC3 = PIN27_D17 // digital 18/ SDA : PC4 = SDA (I2C) // digital 19/ SCL : PC5 = SCL (I2C) // RESET : PC6 = RESET# //----------------------------------------------- #define PIN24_D14 14 #define BLETX 15 #define BLERX 16 #define PIN27_D17 17 #define SDA 18 #define SCL 19 //===================================================================== // プログラム内で使用する定数定義 // //===================================================================== //----------------------------------------------- //LCD I2Cアドレス //----------------------------------------------- #define I2C_EXPANDER_ADDR_LCD 0x1A //----------------------------------------------- // loop() interval // MsTimer2のタイマー割り込み発生間隔(ms) //----------------------------------------------- #define LOOP_INTERVAL 125 // 125ms interval //----------------------------------------------- // BLE //----------------------------------------------- #define BLE_STATE_STANDBY (0) #define BLE_STATE_SCANNING (1) #define BLE_STATE_ADVERTISING (2) #define BLE_STATE_CONNECTING (3) #define BLE_STATE_CONNECTED_MASTER (4) #define BLE_STATE_CONNECTED_SLAVE (5) //----------------------------------------------- // Batt ADC ADC081C027 //----------------------------------------------- #define BATT_ADC_ADDR 0x50 //----------------------------------------------- // BLE //----------------------------------------------- SoftwareSerial Serialble(BLERX, BLETX); BGLib ble112((HardwareSerial *)&Serialble, 0, 0 ); //----------------------------------------------- // LCD //----------------------------------------------- #if LCD ST7032 lcd; #endif //===================================================================== // プログラムで使用する変数定義 // //===================================================================== //===================================================================== // RAM data //===================================================================== //--------------------------- // loop counter //--------------------------- uint8_t iLoop1s = 0; uint8_t iSleepCounter = 0; uint8_t iSendCounter = 0; //--------------------------- // event //--------------------------- bool eventSensorRead = false; bool eventBLEsendData = false; bool eventSleepCheck = false; //--------------------------- // interval Timer2 interrupt //--------------------------- volatile bool bInterval = false; //--------------------------- // BLE //--------------------------- bool bBLEconnect = false; bool bBLEsendData = false; int8_t bleSendCount = 0; volatile uint8_t ble_state = BLE_STATE_STANDBY; volatile uint8_t ble_encrypted = 0; // 0 = not encrypted, otherwise = encrypted volatile uint8_t ble_bonding = 0xFF; // 0xFF = no bonding, otherwise = bonding handle //--------------------------- // LCD //--------------------------- volatile bool bLCDchange = false; volatile int lcd_view_sts = 0; //--------------------------- // Sleep, Watchdog Timer //--------------------------- volatile bool bSleep = false; volatile bool bBLESleep = false; volatile int countWDT = 0; volatile bool bWakeupINT0 = false; volatile bool bWakeupINT1 = false; //--------------------------- // led //--------------------------- uint8_t iLed = 0; volatile uint8_t iToggle = 8; bool bToggle = 0; //--------------------------- // Batt //--------------------------- float dataBatt = 0; //===================================================================== // setup //===================================================================== //----------------------------------------------- // port //----------------------------------------------- //===================================================================== // IOピンの入出力設定 // 接続するリーフに合わせて設定する //===================================================================== void setupPort(){ //--------------------- // PD port //--------------------- // PD0 : digital 0 = RX // PD1 : digital 1 = TX pinMode(INT0, INPUT); // PD2 : digital 2 = BLE interrupt pinMode(INT1, INPUT); // PD3 : digital 3 = sensor interrupt pinMode(LED, OUTPUT); // PD4 : digital 4 = LED digitalWrite(LED, LOW); pinMode(PIN3_D5, INPUT); // PD5 : digital 5 = not used pinMode(BLE_RESET_PIN, OUTPUT); // PD6 : digital 6 = BLE reset active-low digitalWrite(BLE_RESET_PIN, LOW); pinMode(BLE_WAKEUP_PIN, OUTPUT); // PD7 : digital 7 = BLE sleep digitalWrite(BLE_WAKEUP_PIN, HIGH); //--------------------- // PB port //--------------------- pinMode(UART2_RX, INPUT); // PB0 : digital 8 = software UART2 pinMode(UART2_TX, INPUT); // PB1 : digital 9 = software UART2 pinMode(SS, INPUT); // PB2 : digital 10 = not used pinMode(MOSI, INPUT); // PB3 : digital 11 = not used pinMode(MISO, INPUT); // PB4 : digital 12 = not used pinMode(LED_PIN, OUTPUT); // PB5 : digital 13 =LED on 8bit-Dev. Leaf digitalWrite(LED_PIN, LOW); //--------------------- // PC port //--------------------- pinMode(PIN24_D14, INPUT); // PC0 : digital 14 = not used // PC1 : digital 15 = BLETX // PC2 : digital 16 = BLERX pinMode(PIN27_D17, INPUT); // PC3 : digital 17 = not used // PC4 : digital 18 = I2C SDA // PC5 : digital 19 = I2C SCL } //===================================================================== // 割り込み処理初期設定 // //===================================================================== //----------------------------------------------- // external interrupt // 外部割り込み設定 //----------------------------------------------- void setupExtInt(){ attachInterrupt(0, intExtInt0, FALLING); // BLE INT0# = enabled detachInterrupt(1); // sensor INT1# = disabled } //----------------------------------------------- // timer2 interrupt (interval=125ms, int=overflow) // メインループのタイマー割り込み設定 //----------------------------------------------- void setupTC2Int(){ MsTimer2::set(LOOP_INTERVAL, intTimer2); } //===================================================================== // I2C 制御関数 // //===================================================================== //----------------------------------------------- //I2C スレーブデバイスに1バイト書き込む //----------------------------------------------- void i2c_write_byte(int device_address, int reg_address, int write_data){ Wire.beginTransmission(device_address); Wire.write(reg_address); Wire.write(write_data); Wire.endTransmission(); } //----------------------------------------------- //I2C スレーブデバイスから1バイト読み込む //----------------------------------------------- unsigned char i2c_read_byte(int device_address, int reg_address){ int read_data = 0; Wire.beginTransmission(device_address); Wire.write(reg_address); Wire.endTransmission(false); Wire.requestFrom(device_address, 1); read_data = Wire.read(); return read_data; } //---------------------------------------------- // Timer2 INT // タイマー割り込み関数 //---------------------------------------------- void intTimer2(){ bInterval = 1; } //---------------------------------------------- // INT0 // INT0割り込み関数 //---------------------------------------------- void intExtInt0(){ bSleep = false; //bWakeupINT0 = true; } //-------------------------------------------------------------------- // BLE //-------------------------------------------------------------------- //----------------------------------------- // main loop // BLEからデータが送信されていたらデータを取得し、取得データに従い // 処理を実施 //----------------------------------------- void loopBleRcv( void ){ // keep polling for new data from BLE ble112.checkActivity(0); /* 受信チェック */ /* */ if (ble_state == BLE_STATE_STANDBY) { bBLEconnect = false; /* [BLE] 接続状態 */ } else if (ble_state == BLE_STATE_ADVERTISING) { bBLEconnect = false; /* [BLE] 接続状態 */ } else if (ble_state == BLE_STATE_CONNECTED_SLAVE) { /* */ bBLEconnect = true; /* [BLE] 接続状態 */ /* */ if (!ble_encrypted) { // digitalWrite(LED_PIN, slice < 100 || (slice > 200 && slice < 300)); } else { // digitalWrite(LED_PIN, slice < 100 || (slice > 200 && slice < 300) || (slice > 400 && slice < 500)); } } } //==================================================================== // setup //==================================================================== void setup() { Serial.begin(115200); Serial.println("setup!!!"); Wire.begin(); // I2C 100KHz i2c_write_byte(I2C_EXPANDER_ADDR_LCD, 0x03, 0xFE); i2c_write_byte(I2C_EXPANDER_ADDR_LCD, 0x01, 0x01); lcd.begin(8, 2); lcd.setContrast(30); lcd.clear(); lcd.setCursor(1, 0); lcd.print("0"); setupPort(); delay(10); noInterrupts(); setupTC2Int(); interrupts(); //スキャン応答を受信した時に呼ばれるコールバック ble112.ble_evt_le_gap_scan_response = my_evt_le_gap_scan_response; Serialble.begin(9600); //Bluetooth discovery mode 設定 ble112.ble_cmd_le_gap_discover(2); while (ble112.checkActivity(1000)); delay(1000); MsTimer2::start(); // Timer2 inverval start } //==================================================================== // loop //==================================================================== void loop() { //----------------------------------------------------- // Timer2 interval 125ms で1回ループ //----------------------------------------------------- if (bInterval == true){ bInterval = false; } loopBleRcv(); } //スキャン応答 void my_evt_le_gap_scan_response(const struct ble_msg_le_gap_scan_response_evt_t *msg ){ //struct ble_msg_le_gap_scan_response_evt_t { // int8 rssi; /* [4] */ // uint8 packet_type; /* [5] */ // bd_addr sender; /* [6~11] */ // uint8 address_type; /* [12] */ // uint8 bond; /* [13] */ // uint8array data; /* [14] */ //} __attribute__((packed)); uint8 data_len = msg -> data.len; String rcv_data = ""; for (uint8_t i = 1; i <= data_len; i++) { rcv_data += String(msg -> data.data[data_len - i], HEX); } String rcv_sender = ""; for (int i = 0; i < 6 ;i++){ rcv_sender += String(msg->sender.addr[i], HEX); } if(rcv_data.indexOf("fd6f1617fd6f33") > 30 && rcv_data.length() < 70 && rcv_sender.length() > 10){ if(cnt == 0){ term[0] = rcv_sender; cnt++; lcd.clear(); lcd.setCursor(1, 0); lcd.print(cnt); }else{ int chk = 0; for(int i = 0; i < cnt; i++){ if(term[i] == rcv_sender){ chk = 1; } } if(chk == 0){ term[cnt] = rcv_sender; cnt++; lcd.clear(); lcd.setCursor(1, 0); lcd.print(cnt); } } Serial.print(cnt); Serial.print(" RSSI: "); Serial.print(msg->rssi,DEC); Serial.print( " address: " ); Serial.print(rcv_sender); Serial.print(" data: "); Serial.print(rcv_data); Serial.println(); } } |
L. 379：BLEデバイスをスキャンし応答があったときに呼ばれるコールバック関数ble_evt_le_gap_scan_responseでスキャン内容を取得します。
L. 384：Bluetooth discovery mode 設定
全てのデバイスを検出します。
L. 406-459：スキャンしたデバイス情報を取得しCOCOAアプリの場合はカウントします。
スキャンしたBLEアドバタイズからCOCOAのサービスUUIDを検出する方法は分からなかったのですが付与されるdataにそれっぽい値(0xFD6F)が入っていたので、この値でアプリを判別しています。
ああ、ちゃんと仕様書に書いてありますね。Contact Detection Service の UUID https://t.co/3Op0y6CVuw pic.twitter.com/Z7d1HEKAMI
— ミクミンP/Kazuhiro Sasao (@ksasao) June 20, 2020
↓検出したデバイスの様子 (シリアルモニタ)
動作
接触確認アプリの数を数えるヤツを真似して
Leafonyで作ってみた。#接触確認アプリ #COCOA #leafony pic.twitter.com/DCRECJdS7d— HomeMadeGarbage (@H0meMadeGarbage) July 24, 2020
近傍のCOCOAアプリを検出してカウントできることを確認いたしました。
単三電池Leaf によって電池一本で手軽に動かせます。←喜びポイント
今度外出時に携えて巷のCOCOAアプリの普及具合を体感してみたいと思います。
