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余ったラズパイがあったので、SwitchBot Hubを使わず、Raspberry PiからSwitchBot 防水温湿度計の温度・湿度・バッテリー残量を取得する。

• 使ったもの
• bleakのインストール
• とりえあずデータを取得してみる
• データ解析
• テスト

使ったもの

• Raspberry Pi 3 Model B V1.2
• SwitchBot 防水温湿度計 (W3400010)

bleakのインストール

今回はPythonからBluetooth Low Energyを利用するためにbleakを利用する。 pipでインストールする。

python3 -m venv venv
. venv/bin/activate
python3 -m pip install bleak

とりえあずデータを取得してみる

以下のコードを適当に実行してみる

#!./venv/bin/python

import asyncio

import bleak.backends.device
from bleak import BleakScanner

MAC = "<防水温湿度計のMACアドレス>"
COMPANY_ID = 0x0969

async def main():
    stop_event = asyncio.Event()
    def callback(device: bleak.backends.device.BLEDevice, advertising_data: bleak.backends.scanner.AdvertisementData):
        if device.address == MAC:
            svc = advertising_data.service_data
            if len(svc) == 0:
                return
            data_bytes: bytes = advertising_data.manufacturer_data[COMPANY_ID]
            print(f"Advertising data: {advertising_data}")
            print(f"Data: {data_bytes.hex()}")
            print(f"Service: {svc['0000fd3d-0000-1000-8000-00805f9b34fb'].hex()}")
            stop_event.set()

    async with BleakScanner(callback) as scanner:
        await stop_event.wait()

if __name__ == "__main__":
    asyncio.run(main())

実行結果。XXXXXXXXXXXXは防水温湿度計のMACアドレス、090201971f00がデータ。 pythonのbytesをそのままprintすると、ASCIIで表現できるものはASCIIで表現されるようで、@やwなどがそれ。

Advertising data: AdvertisementData(manufacturer_data={2409: b'<DATA>'}, service_data={'0000fd3d-0000-1000-8000-00805f9b34fb': b'w\x00`'}, rssi=-48)
Data: XXXXXXXXXXXX090201971f00
Service: 770060

データ解析

このデータから、SwitchBot Appで見た値と一致する部分を探し出す。 この時、温度は23.1℃、湿度は31%、バッテリー残量は96%だった。

まずはDataの方を見てみる。 0-5 indexはMACアドレスなのでそのあとを表に整理する。

index	6	7	8	9	10	11
hex	09	02	01	97	1f	00
binary	00001001	00000010	00000001	10010111	00011111	00000000

まずわかりやすいのはindex 10の部分で、値は31。おそらくこの位置が湿度。

そして、Broadcast Message Formatをみると、湿度の1つ前のバイトは温度のようである。 MSBは温度が+か-かのフラグで、1が+で0が-である。 それに沿ってindex 9の部分を見ると、0b10010111 = +23なので、おそらくこの位置が温度の整数部分。 さらにその前の4bitが少数部分で、0b0001 * 0.1 = 0.1。 足して23.1℃。

他にバッテリー残量を表していそうなところはないので、次にService Dataを見てみる。 index 2の場所が0x60 = 96なのでおそらくここがバッテリー残量。

テスト

これまでの情報をもとに、温度・湿度・バッテリー残量を取得するコードを書いてみる。

#!./venv/bin/python

import asyncio

import bleak.backends.device
from bleak import BleakScanner

MAC = "XX:XX:XX:XX:XX:XX"
COMPANY_ID = 0x0969

async def main():
    stop_event = asyncio.Event()
    def callback(device: bleak.backends.device.BLEDevice, advertising_data: bleak.backends.scanner.AdvertisementData):
        if device.address == MAC:
            svc = advertising_data.service_data
            if len(svc) == 0:
                return
            data_bytes: bytes = advertising_data.manufacturer_data[COMPANY_ID]
            temp_raw = ((data_bytes[8] & 0b00001111) * 0.1 + (data_bytes[9] & 0b01111111))
            pn_flag = (data_bytes[9] & 0b10000000)
            temperature = temp_raw if pn_flag else -temp_raw
            humidity = data_bytes[10] & 0b01111111
            battery_pct = (svc['0000fd3d-0000-1000-8000-00805f9b34fb'][2] & 0b01111111 )
            print(f"Temperature: {temperature}°C, Humidity: {humidity}%, Battery: {battery_pct}%")
            stop_event.set()

    async with BleakScanner(callback) as scanner:
        await stop_event.wait()

if __name__ == "__main__":
    asyncio.run(main())

バイト列からデータを取得する部分はこの辺り。

temp_raw = ((data_bytes[8] & 0b00001111) * 0.1 + (data_bytes[9] & 0b01111111))
pn_flag = (data_bytes[9] & 0b10000000)
temperature = temp_raw if pn_flag else -temp_raw
humidity = data_bytes[10] & 0b01111111

実行結果はこんな感じになる。同じタイミングで実行すれば、SwitchBot Appで見れる値と一致するはず。

Temperature: 23.0°C, Humidity: 32%, Battery: 96%

これで、防水温湿度計のデータをRaspberry Piから取得できるようになった。