ふつうのITエンジニアの独り言

　私は普段AndroidとiPhoneのアプリ開発でBluetooth(特にLow Energy)を扱う仕事をしています。Bluetoothで機器とペアリングして機器から返ってくる情報を分析してアプリに表示します。しかし、アプリ開発をしていると何かとAndroidやiPhoneの実端末が必要になります。それは、Android StudioやXCodeが提供する端末シミュレータがBluetoothに対応していないことが原因です。シミュレータ上で開発PCのBluetoothを利用できれば、アプリの一連の動作確認をシミュレータ上で完結でき、必要な端末数も減らせるはずです。
　なぜ、AppleやGoogleがシミュレータでBluetoothをサポートしようとしないのか疑問に思うところですが、ここに一定の需要があるはず(少なくとも私は欲しい)なので、まずはMac上のiPhoneのシミュレータでBluetoothを利用する方法を考えます。iPhoneでダメならMac上のAndroidシミュレータはなおさら無理なので、iPhoneを優先しています。

　検討を始めるにあたって、おそらく同じ悩みを抱えている人たちが試行錯誤しているはずなので、Webで調査を行います。すでに実用的な方法が確立されているのであれば、その手段を採用すれば良いだけなので、本ブログはその紹介でオシマイになります。

　iOSシミュレータでCore Bluetoothアプリケーションをテストする方法が紹介されていました。しかし、この情報はiOS5の時代のもので10年以上前になります。

Technical Note TN2295: Testing Core Bluetooth Applications in the iOS Simulator

TN2295.

https://developer.apple.com

iOS シミュレータで Bluetooth 通信のテストをする方法 - 強火で進め

先日、konashiというボードを購入しました。このボードは iOS アプリと Bluetooth LE 通信をするのですが「アプリ作成中は iOS シミュレータでテスト出来ないかなぁ？」と思って iOS シミュレータで Bluetooth 通信をする方法を調べてみました。 iOS シミュレータの「設定アプリ」で Bluetooth をON まずは調べる前に普通に使った場合にはどのようになるかチェックしてみました。すると iOS シミュレータの「設定アプリ」で Bluetooth をONにしてもずっと切り替え処理が完了しない状態に成る事が分かりました。 しょうが無いのでそのまま「設定アプリ」を…

https://nakamura001.hatenablog.com

　このBluetoothドングルを使った方法が今でも使用できるのか調査したところ、iOS7以降ではBLEがサポートされていないようです。

Testing Core Bluetooth Applications in the iOS Simulator

I have a question about using BLE with the iOS Simulator. I followed these instructions to set up XCode simulator with BLE: http://developer.apple.com/library/ios/#technotes/tn2295/_index.html I us…

https://stackoverflow.com

　Nordicから というライブラリが公開されていました。これは、iPhoneシミュレータ上でBluetooth通信をモックでテストすることができるライブラリです。CoreBluetoothMockのReadmeによると、実際のBLEデバイスが開発中であってもUIのテストを実施することができるということです。なお、Swiftでのみ利用可能で、Objective-Cを利用する場合は の利用を推奨しています。

　これらの説明を読む限りだと、モック側の開発が必要になりそうです。デバイスが開発中の場合においては有効ですが、すでにデバイスが用意されており、かつデバイスの動作が複雑でモック化が困難な場合においては有効な手段にはなり得ないと思います。

　今回、私が実現したいのは後者のケースでのシミュレータでのBluetooth利用なので、この方法も使えません。

　調査を進めてみましたが、他に有益な情報は見つかりませんでした。つまり、iPhone開発においで、シミュレータ上でBluetoothを使う方法は確立されておらず、ほとんどの場合において実機での開発が行われていることがわかりました。しかし、調査の中でBluetoothを利用したいという要求があることも分かりました。

　ここからは、調査も踏まえたシミュレータでのBluetooth利用に関する実現方法を私なりに検討してみます。検討にあたって、iPhoneシミュレータで利用できる機能と利用できない機能を整理します。

　今回の件には関係ないですが、調べてみて意外だったのは位置情報のシミュレーションができることでした。GPSを使ったアプリを作ったことがないので考えたこともなかったです。さて、利用可否の対応状況を確認すると、通信に関してはWi-Fiとローカル通信以外は全て利用できないようです。逆にいうと、Wi-Fiやローカル通信を使ってBluetooth通信を活用利用する手段があるかも・・・ということです。

　ローカル通信は、LANやWi-Fiを使って同じネットワーク内のデバイス同士で行う通信のことを言います。なので、先ほどの仕様整理においては、厳密にはWi-Fi通信にはローカル通信も含まれているということです。ローカル通信を使ってBluetooth通信を実現する方法を提案したいと思います。

　本物のiPhoneが使っているCoreBluetoothの機能をシミュレータから利用するシステム案です。複数のデベロッパーが同一のローカルネットにいる場合においてのみ利用可能です。

graph TD
	
  sim1(シミュレータ1) --ローカル通信--> iPhone
  sim2(シミュレータ2) --ローカル通信--> iPhone
  simN(シミュレータN) --ローカル通信--> iPhone
  
  subgraph Mac1[Mac 1]
	  sim1
  end
  
  subgraph Mac2[Mac 2]
	  sim2
  end
  
  subgraph MacN[Mac 3]
	  simN
  end
  
  subgraph iPhone[iPhone実機]
		server(server) <--> cb(CoreBluetooth)
  end
  
  subgraph ローカルネットワーク
	  Mac1
	  Mac2
	  MacN
	  iPhone
  end

　この構成のメリット・デメリットは、以下が考えられます。

　小さい開発であればデメリットの影響は受けないかもしれませんが、昨今のリモートワークが進む環境においては、全員が同じ場所で開発するということは中々むずかしいかもしれません。あと、もしかするとVPN技術を利用することで、仮想的に同一のローカルネットワークとして扱うことも可能かもしれません。

　実機iPhoneのCoreBluetoothを利用するほどでもない場合においては、こちらの方が有効かもしれません。それは、各開発者のMacのCoreBluetoothを自端末内で閉じたローカルネットワーク(172.0.0.1)で共有する方法です。

graph TD
	sim(シミュレータ)
	server(server)
	cb(CoreBluetooth)

	subgraph local[172.0.0.1]
		sim --> server
		server --> cb
	end

	subgraph Mac[Mac]
		local
	end

　この構成のメリット・デメリットは、以下が考えられます。

　シミュレータ環境で行いたいことが、UI開発などのBluetoothと直接関係がない部分の開発で、BluetoothはUIを更新するために必要な手段でしかない場合においては、デメリットは関係がないはずです。

　これらのシステム構成のキモとなる部分はCoreBluetoothをブリッジするサーバにあります。サーバではiPhoneおよびMacのCoreBluetooth機能を実行して結果を返すAPIを提供することになりますが、これ自体の実現はさほど難しくはありません。

　難しいのは、CoreBluetoothのAPIをそっくりそのままコピーすることにあります。CoreBluetoothの仕様を熟知していないとできないので、この点をクリアできれば実現の見込みはあると思います。

　CoreBluetoothをiPhoneシミュレータで利用するための方法について調査と検討を行いました。困っている人は多いが、その現実的な解決方法が提案されていない現状に驚きつつ、CoreBluetoothをローカル通信で共有する案を提案しました。

　今後は、この案を具体化するための設計を行なっていきたいと思います。