Node.jsとXBeeの助けを借りて、iPhoneからArduinoを動かす

iPhoneからArduinoを動かしたいとき、iPhoneには自作の外部ハードウェアをほとんどつなげられないことが障壁になります。そこで頼りになるのがご存知Node.js。iPhoneからNode.jsへはWebSocketを使い、Node.jsからArduinoへはnode-serialportを使います。今回はArduinoも無線の先におきたかったので、Node.js→シリアル通信→XBee→Arduinoといった形をとっています。最終的にiPhoneからArduinoのLED点滅パターンを変えてみます。

全体の流れ

• iPhone
  Node.jsの提供するWebSocketサーバに接続。制御コマンド(アルファベット1文字＋数字1文字)を送る。制御コマンドはアルファベット1文字＋数字1文字で、自分で勝手にきめたもの。
• Node.js
  WebSocketサーバを立てて、iPhoneからのコマンドを受信。node-serialportを通してXBeeモジュールに送る。
• XBee
  透過モード。Node.jsが投げた文字をそのままもう一方のXBeeモジュールへ投げるだけ。
• Arduino
  XBeeモジュールとはシリアル通信で接続。読み取ったコマンドをもとに、LEDを光らせる。

Arduino側

XBeeで作るワイヤレスセンサーネットワークを参考に、ArduinoとXBeeモジュールとをシリアルで接続しています。XBeeのパケットからコマンドをよみとり、それに合わせてLEDの点滅パターンを変えています。

Node.js側

var express = require('express')
  , app = express()
  , server = require('http').createServer(app)
  , io = require('socket.io').listen(server);

server.listen(3000);

app.configure(function(){
 app.use(express.static('static'));
 app.use(express.logger());
 app.use(express.bodyParser());
});

app.get('/', function(req, res){
 // index.html に、iPhoneで表示するボタンやスライダーを配置
 res.sendfile(__dirname + '/index.html');
});

// シリアルポートの準備
var serialport = require('serialport');
var SerialPort = serialport.SerialPort;
var sp = new SerialPort('/dev/tty.usbserial-AE01CQBA', {
 parser: serialport.parsers.readline('\r\n')
});

io.sockets.on('connection', function(socket){
 // iPhoneからWebSocketのパケットが来たら……
 socket.on('value', function(data) {
  // 書き込みデータをつくって
  var xbeewrite = [data.state.charCodeAt(0), Math.pow(2,data.value)-1];
  // XBeeに送信
  sp.write(xbeewrite);
 });
});

WebSocketサーバ＋Webサーバ。Webサーバは、WebSocketを送るためのインタフェースを出すだけ。ボタンやスライダーで、iPhoneから制御しやすくするためです。

WebSocketを受け取ったあとは、node-serialportのWriteを使ってXBeeへ送ります。配列に入れているのは、write関数の実装によるもの。.lengthを参照できるものでないとダメなので、文字列or配列ならOKだけど、整数や数値1つはダメ。1バイトだけ送るときも[かっこ]でくくって配列にしないとダメなのです。

最後にデモ動画を