AndroidアプリでArduino＋Bluetoothの情報を”正しく”受け取りたい（言語:kotlin）

したいこと

Arduinoのシリアル通信からBluetoothを通じてAndroidアプリで受け取り、Logcatに映し出したいです。受信はできているのですが、Arduino側で送信したものと全く同じものにして（型を整える、必要な情報だけ）受け取ることができません。方法を教えていただけますでしょうか。

構築したいシステムの概要図

環境

Android Studio Bumblebee | 2021.1.1 Patch 3Build #AI-211.7628.21.2111.8309675, built on March 17, 2022
API：26　minSdk：23　targetSdk：32　compileSdk：32
Android端末　モデル名：Nexus７　Androidバージョン：6.0.1
Arduino IDE (Windows Store 1.8.57.0)
使用マイコン基板Arduino Uno
使用Bluetooth送信機（RN-42）詳細＞https://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-07378/

今できてること

この記事を元にArduino側で以下のプログラムを書き込み、Arduinoを接続したPC上のシリアルモニターから所望の文字や数字を送信します。

Arduino
1#include <SoftwareSerial.h>
2
3SoftwareSerial btSerial(2,3);
4char moji;//入力・送信する文字に応じて型を変更
5
6void setup () {
7  btSerial.begin(115200);
8  Serial.begin(115200);
9}
10
11void loop () {
12  if(Serial.available()){
13    moji = Serial.read();
14    btSerial.write(moji);//送信部分
15  }
16  delay(20);
17}

その送信したデータを下記のプログラム(MainActivity.kt)で作成した、AndroidアプリをインストールしたAndroid端末で受信、Logcatで確認するという流れです。

kotlin
1package com.mongodb.arduinoble
2
3import android.Manifest
4import android.bluetooth.BluetoothAdapter
5import android.bluetooth.BluetoothDevice
6import android.bluetooth.BluetoothSocket
7import android.content.Intent
8import android.content.pm.PackageManager
9import android.os.Bundle
10import android.util.Log
11import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity
12import androidx.core.app.ActivityCompat
13import java.io.IOException
14import java.io.InputStream
15import java.io.OutputStream
16import java.nio.ByteBuffer
17import java.util.*
18
19const val TAG = "MainActivity"
20const val TARGET_DEVICE_NAME = "デバイス名（Android端末とペアリングしたRN-42のデバイス名）"
21const val REQUEST_ENABLE_BLUETOOTH = 1
22// Defines several constants used when transmitting messages between the
23// service and the UI.
24const val MESSAGE_READ: Int = 0
25const val MESSAGE_WRITE: Int = 1
26const val MESSAGE_TOAST: Int = 2
27//SPPを行うための専用UUID？
28val MYUUID: UUID  = UUID.fromString("00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB")
29
30class MainActivity : AppCompatActivity() {
31    private val bluetoothAdapter: BluetoothAdapter? = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter()
32    private var connectedThread: ConnectedThread? = null
33    private var connectThread: ConnectThread? = null
34    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
35        super.onCreate(savedInstanceState)
36        setContentView(R.layout.activity_main)
37
38        if (bluetoothAdapter == null) {
39            Log.d(TAG, "bluetooth is not supported.")
40            return
41        }
42
43        if (!bluetoothAdapter.isEnabled) {
44            val enableBluetoothIntent = Intent(BluetoothAdapter.ACTION_REQUEST_ENABLE)
45            startActivityForResult(enableBluetoothIntent, REQUEST_ENABLE_BLUETOOTH)
46        }
47
48        val pairedDevices: Set<BluetoothDevice>? = bluetoothAdapter.bondedDevices
49        pairedDevices?.forEach { device ->
50            val deviceName = device.name
51            val deviceHardwareAddress = device.address // MAC address
52            if (device.name == TARGET_DEVICE_NAME) {
53                Log.d(TAG, "name = %s, MAC <%s>".format(deviceName, deviceHardwareAddress))
54                device.uuids.forEach { uuid ->
55                    Log.d(TAG, "uuid is %s".format(uuid.uuid))
56                }
57                connectThread = ConnectThread(device)
58                connectThread?.start()
59                return
60            }
61        }
62    }
63
64    fun manageMyConnectedSocket(socket: BluetoothSocket) {
65        connectedThread = ConnectedThread(socket)
66        connectedThread?.start()
67    }
68
69    private inner class ConnectThread(device: BluetoothDevice) : Thread() {
70        private val mmSocket: BluetoothSocket? by lazy(LazyThreadSafetyMode.NONE) {
71            device.createInsecureRfcommSocketToServiceRecord(MYUUID)
72        }
73
74        public override fun run() {
75            // Cancel discovery because it otherwise slows down the connection.
76            bluetoothAdapter?.cancelDiscovery()
77            if (mmSocket == null) {
78                return
79            }
80            val socket = mmSocket
81            socket ?: return
82            socket.connect()
83            // The connection attempt succeeded. Perform work associated with
84            // the connection in a separate thread.
85            manageMyConnectedSocket(socket)
86        }
87
88        // Closes the client socket and causes the thread to finish.
89        fun cancel() {
90            try {
91                mmSocket?.close()
92            } catch (e: IOException) {
93                Log.e(TAG, "Could not close the client socket", e)
94            }
95        }
96    }
97
98    private inner class ConnectedThread(private val mmSocket: BluetoothSocket) : Thread() {
99
100        private val mmInStream: InputStream = mmSocket.inputStream
101        private val mmOutStream: OutputStream = mmSocket.outputStream
102        private val mmBuffer: ByteArray = ByteArray(1024) // mmBuffer store for the stream
103        private var message: Array<String?> = arrayOfNulls(10)
104
105        override fun run() {
106            var numBytes: Int // bytes returned from read()
107            Log.d(TAG, "connect start!")
108            // Keep listening to the InputStream until an exception occurs.
109            while (true) {
110                // Read from the InputStream.
111                numBytes = try {
112                    mmInStream.read(mmBuffer)
113                } catch (e: IOException) {
114                    Log.d(TAG, "Input stream was disconnected", e)
115                    break
116                }
117                //message = arrayOf(ByteBuffer.wrap(mmBuffer).toString())
118                if (mmBuffer[0].toString()!="10"){
119                    Log.d(TAG, mmBuffer[0].toString()+","+mmBuffer[1].toString())
120                }
121                else{
122
123                }
124//                // Send the obtained bytes to the UI activity.
125//                val readMsg = handler.obtainMessage(
126//                    MESSAGE_READ, numBytes, -1,
127//                    mmBuffer)
128//                readMsg.sendToTarget()
129            }
130        }
131
132        // Call this method from the main activity to shut down the connection.
133        fun cancel() {
134            try {
135                mmSocket.close()
136            } catch (e: IOException) {
137                Log.e(TAG, "Could not close the connect socket", e)
138            }
139        }
140    }
141}

ManifestファイルでBluetoothに必要なuses-permissionは設定済みです。

実行結果

Android端末が接続されているPCのSerialモニターに、文字を打ち込み送信（Enter）を押すと、

Android studio上のlogcat上には「97」と「10」が表示されます。
この場合、aの情報が97で改行？の情報が10だと思います。この数値を97と10でなくて、しっかりとaと表示させ、不要な情報である10は条件分岐などで消せればよいと考えてます。

やったこと

自分なりに考えてみたのですが下のコードで情報を受け取っていると思いました。このmmBufferに最終的に情報が入っていると考察しています。

kotlin
1                numBytes = try {
2                    mmInStream.read(mmBuffer)
3                }

このmmBufferは ByteArray型（バイト配列？）であると出てきたので、型変換を行うために後ろに変換したい所望の型を付け加えたりしました。
例：整数なら.toInt()
しかし、結果は変わらずでした。
また、この記事を元にByteBuffer.wrap(longBytes).getLong()なども付け加えたりしたのですが、こちらも結果は変わりませんでした。

応用について

もし、上記の問題が解決できた場合でさらなる応用をしたいと思っています。
Arduino側で,区切りで複数のデータを送信してそのデータを受信側で区別する方法はありますでしょうか？送信側のArduinoのプログラム↓

Arduino
1  btSerial.write(mojia);
2  btSerial.write(",");
3  btSerial.write(mojib);
4  btSerial.write(",");
5  btSerial.write(mojic);
6  btSerial.write("\n");

以上です。
ここで質問するのは初めてなので、冗長で分かりづらい文章になってしまいましたがご助言やコード例、考え方などを教えていただけますと幸いです。
kotlinも始めて数か月ですので、まだまだ初歩的なこともわかっていません（）...
よろしくお願いいたします。

hoshi-takanori

2022/05/26 10:21

97 と 10 は a と改行の文字コードなので、普通にそのバイト列を文字列に変換すれば良いかと。

行動規範の内容に同意します

回答2件

ベストアンサー

kotlin知らないので原則論だけ。

文字/文字コードとかその辺がなにかというと...コンピュータ上では基本的には数値しか扱えないので、数値と文字の対応表を使用者共通のお約束として持って、必要な場面ではその数値と文字を互いに読み替えて使う、ということにするわけです。この対応表が「文字コード表」で、文字に対応する数値が「文字コード」。
で、シリアルの通信路も(8bitであれば)0～255の数値データしか送れないので、もし文字を送りたいのならここに文字コードを載せることになります。で、'a'であれば16進数で0x61,10進数なら97、改行コードがLFであれば0x0a/10。
(ただし、ArduinoIDEの改行がCRおよびLFになっているのなら、CR(0xd/13)LF(0xa/10)が続いて送られるはずなのですが...)
とりあえず、受け取った「値」を表示することはできているということになるかと思います。
あとは、kotlin側でその値が文字コードであることを正しく扱えばいいだけ。そうすれば、97は'a'に、LFは、MS-DOS系の改行であるCRLFをunix系のLFに~~勝手に~~自動で変換したのでしょうか、形のある「文字」ではなく改行という動作になるはずです。
byteArrayで[97][10]という配列を文字列に変換すればいいわけで、私はkotlin知らないのでGoogle先生に'kotlin byteArray 文字列変換'でどうですか、と聞いてみてとりあえずトップでヒットしたサイトをみてみると、

fun main(args: Array<String>) {
    val charset = Charsets.UTF_8
    val b1 = byteArrayOf(-29, -127, -126, 65, 49)

    // バイト配列を文字列に変換
    val str1 = String(b1, charset) //UTF-8

    println(str1) //あA1
}

なんていう例も出てくるので、これが参考になるのではないでしょうか? (しかし「復号化して」という言葉はどうかな。「復号」だけでサ変名詞だから「復号して」でいいような気がするのだけど。まぁこれはオフトピ)

カンマ区切りは...最近の言語なら文字列クラスにsplitとかいうメソッドがあって、一発で区切って配列に仕立ててくれるんじゃないかと想像しますけど、kotlinはそういうのはないのですか?
またまたGoogle先生に'kotlin 文字列 split'で聞いてみると、とりあえずトップでヒットしたサイトを見るといろいろ書いてあるようですが。

投稿2022/05/26 23:02

thkana

総合スコア7703

CrisisAnatres

2022/06/03 10:56

回答ありがとうございます。返信が遅れてしまいました！その他の皆様も対応いただき本当にありがとうございました！型など理論的な説明をしていただきましたので、ベストアンサーとさせていただきました！現在は一応、１０進数のデータを取得することができるようになりました！ここから応用もやっていきます！以上、本当にありがとうございました！！！

行動規範の内容に同意します