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ウェブでの Bluetooth 経由でのシリアル

François Beaufort

Web Bluetooth API と Web Serial API を使用すると、ウェブアプリが Bluetooth Low Energy（BLE）デバイスまたはシリアルデバイスと通信できるようになります。多くのウェブデベロッパーはすでにこれらの API を使用して大きな成功を収めていますが、Bluetooth クラシックデバイスのサポートに対する需要も高まっています。

このたび、ウェブシリアル API が、ペア設定された Bluetooth クラシックデバイスの RFCOMM サービスとの通信をサポートするようになりました。これには、パソコン版 Chrome 117 のシリアルポートプロファイル（SPP）が含まれます。これにより、ウェブデベロッパーにもユーザーにも新たな可能性が開かれます。このことからメリットが得られるデバイスをいくつか紹介します。

Google Pixel Buds Pro やその他のワイヤレスイヤホンは、RFCOMM を使用して音声設定とファームウェアの更新を管理します。
モバイル POS システムは、Bluetooth SPP を使用してレシートプリンタと通信します。
家畜用 RFID タグリーダーは、Bluetooth SPP を使用して動物の動きを記録します。

Bluetooth RFCOMM プロトコル

90 年代後半の思い出を振り返る。Palm Pilot をクレードルに入れるだけで、翌日のカレンダーを同期できます。代わりに、ワイヤレスでデータを転送できたら便利だと思いませんか？この新しい「Bluetooth」ではテクノロジーを使って散らかったコードを一掃できるのです未来のワイヤレスに。ただし、すべてが RS-232 ケーブルで接続するように設計されています。そのため、Bluetooth は高周波通信（RFCOMM）プロトコルを使用して、既存のすべてのソフトウェアとハードウェアにこのインターフェースを提供します。

現在でも、RFCOMM サービスは新規および既存のハードウェアで広く使用されています。これにより、これまでの Bluetooth Low Energy では実現できない特定のレイテンシと帯域幅の要件を満たすことができます。そこで Google は、シリアルデバイスに接続するための API であるウェブシリアルと Bluetooth の統合を開発し、メーカーが最終的に Bluetooth Low Energy に移行し、デベロッパーが代わりに Web Bluetooth API を使用できるようにする前に、これらの従来の RFCOMM サービスにアクセスできるようにしました。

Web Serial API の変更

パソコン版 Chrome 117 以降、ウェブデベロッパーは Web Serial API を使用して、RFCOMM サービスを介して、ペア設定された Bluetooth クラシックデバイスと確実に通信できるようになりました。これは、Web Serial API の以下のアップデートによって可能になりました。

標準化された Bluetooth クラシックシリアルポートプロファイルを使用して、シリアルインターフェースを公開しているペア設定された Bluetooth デバイスが列挙されるようになりました。
オペレーティングシステムがエミュレートされたシリアルポートを介してデバイスノードを作成していない場合でも、Chrome はシリアルインターフェースと通信できるようになりました。
Chrome は、RFCOMM シリアルインターフェースを公開する非シリアルポートサービスと通信できるようになりました（標準以外のサービスクラス ID をご覧ください）。

Web Serial API の使用方法については、シリアルポートに対する読み取りと書き込みの記事をご覧ください。この記事では、読者が Bluetooth に関する基本的な知識を持っていることを前提として、Bluetooth の変更に伴うシリアル通信に焦点を当てます。

フィルタを指定せずに navigator.serial.requestPort() を呼び出すと、ユーザーは Bluetooth 以外のシリアルポート、すでにマッピングされている Bluetooth シリアルポート、標準の Bluetooth クラシックシリアルポートプロファイルで提供されるマッピングされていないシリアルポートを選択できます。

// Prompt user to select any serial port.
const port = await navigator.serial.requestPort();

ほとんどのデバイスは標準化された Bluetooth クラシックシリアルポートプロファイルを介して SPP ベースの通信を公開していますが、一部のデバイスは RFCOMM ベースのカスタムサービスを使用しています。これらのデバイスのサービスクラス ID は、標準の Bluetooth UUID の範囲にありません。

これらのカスタム RFCOMM ベースのサービスにアクセスするには、次の例に示すように、allowedBluetoothServiceClassIds リストを navigator.serial.requestPort() に渡す必要があります。

const myBluetoothServiceUuid = "01234567-89ab-cdef-0123-456789abcdef";

// Prompt user to select any serial port.
// Access to the custom Bluetooth RFCOMM service above will be allowed.
const port = await navigator.serial.requestPort({
  allowedBluetoothServiceClassIds: [myBluetoothServiceUuid],
});

Bluetooth SIG Base UUID を使用するすべてのサービスクラス ID（「-0000-1000-8000-00805f9b34fb」で終わるすべての UUID）は、シリアルポートプロファイル ID を除きブロックされます。Chrome は音声や動画などの Bluetooth クラシックサービスをサポートしていないためです。

また、navigator.serial.requestPort() の呼び出し時に bluetoothServiceClassId フィルタキーを使用して、サービスクラス ID で識別されるフィルタ済み Bluetooth シリアルポートのリストをユーザーに表示することもできます。下記の例をご覧ください。

const myBluetoothServiceUuid = "01234567-89ab-cdef-0123-456789abcdef";

// Prompt the user to select Bluetooth serial ports with
// the custom Bluetooth RFCOMM service above.
const port = await navigator.serial.requestPort({
  allowedBluetoothServiceClassIds: [myBluetoothServiceUuid],
  filters: [{ bluetoothServiceClassId: myBluetoothServiceUuid }],
});

シリアルポートが Bluetooth デバイスの一部である場合は、ポートが接続されている RFCOMM チャネルに関連付けられたサービスクラス ID を含む新しい bluetoothServiceClassId 鍵を、port.getInfo() を呼び出して返されるシリアルポート情報で利用できます。シリアルポートがマッピングされている場合は、「00001101-0000-1000-8000-00805f9b34fb」が返されます。短縮形で「0x1101」と指定します。

const { bluetoothServiceClassId } = port.getInfo();

ユースケース例: Google Pixel Buds Pro を操作する

Google Pixel Buds Pro ウェブコンパニオンアプリは、ウェブブラウザを使って任意のデバイスから Google Pixel Buds Pro を操作できる新しいウェブアプリです。瞬時に読み込みを行えるようプログレッシブウェブアプリのテクノロジーを使用して構築されており、必要に応じて他のオペレーティングシステムアプリと一緒にインストールできます。

このアプリは Web Serial API を使用して Google Pixel Buds Pro と通信します。これにより、アクティブノイズコントロール、イコライザー、装着検知、ファームウェアの更新など、Google Pixel Buds Pro のさまざまな設定を調整できます。

Google Pixel Buds Pro ウェブコンパニオンアプリを試すには、ChromeOS デバイスで mypixelbuds.google.com にアクセスします（他のプラットフォームは近日提供予定）。

Google Pixel Buds Pro ウェブコンパニオンアプリのスクリーンショット。 — </ph> Google Pixel Buds Pro ウェブコンパニオンアプリ。

リソース

謝辞

Reilly Grant、Thomas Steiner、Ben Morss、Vincent Scheib のレビューに感謝します。ヒーロー画像（Mika Baumeister、Unsplash より）。