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著者:yamamoto.yosuke
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SwitchBot を ROS から利用する – データ取得編

本シリーズ前回の記事 SwitchBot を ROS から利用する – コマンド操作編２ では SwitchBot を ROS から利用する switchbot_ros のサンプルのソースコードで扱われていた SwitchBot デバイス以外のものを ROS から操作するために SwitchBot API のコマンドセットを調べて control_switchbot.py に実装する過程について紹介しました．

今回は SwitchBot デバイスのステータスデータの取得と ROS トピックへのパブリッシュを行ってみます．

switchbot_ros の更新・ビルド

前回の記事 SwitchBot を ROS から利用する – コマンド操作編２ を公開した後に GitHub 上の switchbot_ros が更新されて SwitchBot デバイスのステータスデータの取得とパブリッシュを行うソフトウェアソースコードが追加されました．

更新された switchbot_ros を実際に動作させる Ubuntu PC 内の switchbot_ros に適用してビルドします．

今回初めて switchbot_ros を使う場合は前々回の記事 SwitchBot を ROS から利用する – コマンド操作編１ の switchbot_ros のビルド の項目を参考にワークスペースの作成やクローン・ビルドを実行してください．このように新規にクローンしてきた場合は次の更新作業は不要です．

既に前回の記事の時点の switchbot_ros を含む jsk_3rdparty をクローンして利用している場合は次の手順で更新された GitHub 上の jsk_3rdparty を git でプル（ダウンロード更新）してビルドします．

switchbot_ros を含む jsk_3rdparty の更新とビルド

$ source ~/switchbot_ws/devel/setup.bash
$ cd ~/switchbot_ws/src/jsk_3rdparty
$ git checkout master
$ git pull origin master
$ catkin build
$ source ~/switchbot_ws/devel/setup.bash

利用可能な SwitchBot デバイス名の取得

ターミナル 1 : switchbot_ros の実行

前回記事と同じですがユーザの SwitchBot アカウントで登録されているデバイスの「デバイス名」と「デバイスタイプ」は switchbot.launch を実行すると表示されます．

（下記 launch オプションの YOUR_TOKEN と YOUR_SECRET をそれぞれユーザアカウントのトークンとシークレットに置き換えて実行）

switchbot.launch 実行入力

$ source ~/switchbot_ws/devel/setup.bash
$ roslaunch switchbot_ros switchbot.launch token:=YOUR_TOKEN secret:=YOUR_SECRET

switchbot.launch 実行出力例

... logging to /home/robotuser/.ros/log/87b6e5c8-c1a2-11ee-bce7-1d89a9d14e1f/roslaunch-robotuser-PC-62866.log
Checking log directory for disk usage. This may take a while.
Press Ctrl-C to interrupt
Done checking log file disk usage. Usage is <1GB.

started roslaunch server http://robotuser-PC:40731/

SUMMARY
========

PARAMETERS
 * /rosdistro: noetic
 * /rosversion: 1.16.0
 * /switchbot_ros/secret: （シークレットの上位数桁が表示）...
 * /switchbot_ros/token: （トークンの上位数桁が表示）...

NODES
  /
    switchbot_ros (switchbot_ros/switchbot_ros_server.py)

auto-starting new master
process[master]: started with pid [62874]
ROS_MASTER_URI=http://localhost:11311

setting /run_id to 87b6e5c8-c1a2-11ee-bce7-1d89a9d14e1f
process[rosout-1]: started with pid [62884]
started core service [/rosout]
process[switchbot_ros-2]: started with pid [62891]
[INFO] [1706861436.195243]: Switchbot API Client initialized.
[INFO] [1706861436.199678]: Using SwitchBot API v1.1
[INFO] [1706861436.204957]: Switchbot Device List:
6 Item(s)
deviceName: bot74a, deviceID: （固有のID番号が表示）, deviceType: Bot
deviceName: hub2a, deviceID: （固有のID番号が表示）, deviceType: Hub 2
deviceName: plugmini7a1, deviceID: （固有のID番号が表示）, deviceType: Plug Mini (JP)
deviceName: remote-button10a, deviceID: （固有のID番号が表示）, deviceType: Remote
deviceName: tapelight7a1, deviceID: （固有のID番号が表示）, deviceType: Strip Light
deviceName: thermo-hygrometer-f7a, deviceID: （固有のID番号が表示）, deviceType: Meter

[INFO] [1706861436.208853]: Switchbot Remote List:
2 Item(s)
deviceName: air-conditioner, deviceID: （固有のID番号が表示）, remoteType: Air Conditioner
deviceName: pendant-light, deviceID: （固有のID番号が表示）, remoteType: DIY Light

[INFO] [1706861436.214168]: Switchbot Scene List:
3 Item(s)
sceneName: turnoff-all-lights, sceneID: （固有のID番号が表示）
sceneName: turnon-all-lights, sceneID: （固有のID番号が表示）
sceneName: turnon-all-lights, sceneID: （固有のID番号が表示）

[INFO] [1706861436.254126]: Ready.

利用可能なデバイス名がコンソール出力されたので一旦 Ctrl-C にて switchbot.launch を終了します．

上記の switchbot.launch 実行出力例にある SwitchBot デバイスのうち取得するステータスがない Remote 以外の次のデバイスタイプは switchbot_ros にてステータスデータを取得することができます．

  • Bot
  • Hub 2
  • Meter
  • Plug Mini (JP)
  • Strip Light

また上記リスト以外のデータ取得 API 提供がされている SwitchBot デバイスについては switchbot_ros のコードに組み込まれていませんが適宜情報をコードに加えれば switchbot_ros からもデータ取得できるようになると思います．

SwitchBot デバイスのステータスデータの取得と確認

実行例として今回は SwitchBot の温湿度計（デバイスタイプ Meter）のステータスデータを取得してパブリッシュされている ROS トピックを表示してみます．先述の switchbot.launch の実行出力例から読み取ると，該当するデバイス名が thermo-hygrometer-f7a となっています．

ステータスデータを取得する場合は switchbot.launch 実行時に次の2つのオプションを追加します．

  • pub_status:=true ステータスを取得・パブリッシュを実行するオプション true/false
  • pub_device_name:=thermo-hygrometer-f7a デバイス名の指定（本例では thermo-hygrometer-f7a）

ターミナル 1 : switchbot_ros の実行

switchbot.launch 実行入力

$ source ~/switchbot_ws/devel/setup.bash
$ roslaunch switchbot_ros switchbot.launch token:=YOUR_TOKEN secret:=YOUR_SECRET pub_status:=true pub_device_name:=thermo-hygrometer-f7a
  • 注1) 上記テキストボックスの横スクロールで全 launch オプションが表示されます．
  • 注2) 各 launch オプションについて
    • YOUR_TOKEN と YOUR_SECRET は各々の SwitchBot アカウントのトークンとシークレットに置き換えて実行してください．
    • pub_status:=true でステータスを取得・パブリッシュを実行します．
    • pub_device_name:=thermo-hygrometer-f7a の thermo-hygrometer-f7a
       は各ユーザ利用のデバイス名に変更してください．

switchbot.launch 実行出力例

... logging to /home/robotuser/.ros/log/81bc64b6-faf2-11ee-8dad-e57ee950b51d/roslaunch-robotuser-PC-28197.log
Checking log directory for disk usage. This may take a while.
Press Ctrl-C to interrupt
Done checking log file disk usage. Usage is <1GB.

started roslaunch server http://robotuser-PC:35371/

SUMMARY
========

PARAMETERS
 * /rosdistro: noetic
 * /rosversion: 1.16.0
 * /switchbot_ros/secret: （シークレットの上位数桁が表示）...
 * /switchbot_ros/token: （トークンの上位数桁が表示）...
 * /switchbot_status_publisher/device_name: thermo-hygrometer...
 * /switchbot_status_publisher/rate: 0.1
 * /switchbot_status_publisher/secret: （シークレットの上位数桁が表示）...
 * /switchbot_status_publisher/token: （トークンの上位数桁が表示）...

NODES
  /
    switchbot_ros (switchbot_ros/switchbot_ros_server.py)
    switchbot_status_publisher (switchbot_ros/switchbot_status_publisher.py)

auto-starting new master
process[master]: started with pid [28205]
ROS_MASTER_URI=http://localhost:11311

setting /run_id to 81bc64b6-faf2-11ee-8dad-e57ee950b51d
process[rosout-1]: started with pid [28215]
started core service [/rosout]
process[switchbot_ros-2]: started with pid [28222]
process[switchbot_status_publisher-3]: started with pid [28223]
[INFO] [1713163000.937913]: Switchbot API Client initialized.
[INFO] [1713163000.938005]: Switchbot API Client initialized.
[INFO] [1713163000.940084]: Using SwitchBot API v1.1
[INFO] [1713163000.940382]: Using SwitchBot API v1.1
[INFO] [1713163000.942545]: Switchbot Device List:
6 Item(s)
deviceName: bot74a, deviceID: （固有のID番号が表示）, deviceType: Bot
deviceName: hub2a, deviceID: （固有のID番号が表示）, deviceType: Hub 2
deviceName: plugmini7a1, deviceID: （固有のID番号が表示）, deviceType: Plug Mini (JP)
deviceName: remote-button10a, deviceID: （固有のID番号が表示）, deviceType: Remote
deviceName: tapelight7a1, deviceID: （固有のID番号が表示）, deviceType: Strip Light
deviceName: thermo-hygrometer-f7a, deviceID: （固有のID番号が表示）, deviceType: Meter

[INFO] [1713163000.944131]: Switchbot Remote List:
2 Item(s)
deviceName: air-conditioner, deviceID: （固有のID番号が表示）, remoteType: Air Conditioner
deviceName: pendant-light, deviceID: （固有のID番号が表示）, remoteType: DIY Light

[INFO] [1713163000.944268]: Rate: 0.1
[INFO] [1713163000.945732]: Switchbot Scene List:
2 Item(s)
sceneName: turnoff-all-lights, sceneID: （固有のID番号が表示）
sceneName: turnon-all-lights, sceneID: （固有のID番号が表示）

[INFO] [1713163000.947428]: deviceName: thermo-hygrometer-f7a / deviceType: Meter
[INFO] [1713163000.951801]: Ready: SwitchBot Status Publisher for thermo-hygrometer-f7a
[INFO] [1713163000.966800]: Ready.

ターミナル 2 : ROS トピックの確認

rostopic list の実行入力

$ source ~/switchbot_ws/devel/setup.bash
$ rostopic list

rostopic list の実行出力例

/rosout
/rosout_agg
/switchbot_ros/devices
/switchbot_ros/switch/cancel
/switchbot_ros/switch/feedback
/switchbot_ros/switch/goal
/switchbot_ros/switch/result
/switchbot_ros/switch/status
/switchbot_status_publisher/thermo_hygrometer_f7a

rostopic echo 実行入力

$ rostopic echo /switchbot_status_publisher/thermo_hygrometer_f7a

rostopic echo の実行出力例

header: 
  seq: 1
  stamp: 
    secs: 1713163093
    nsecs: 412018775
  frame_id: ''
temperature: 26.9
humidity: 36.0
battery: 100.0
---
header: 
  seq: 2
  stamp: 
    secs: 1713163103
    nsecs: 447003364
  frame_id: ''
temperature: 26.9
humidity: 36.0
battery: 100.0
---
header: 
  seq: 3
  stamp: 
    secs: 1713163113
    nsecs: 380291700
  frame_id: ''
temperature: 26.9
humidity: 36.0
battery: 100.0

SwitchBot 温湿度計 Meter のステータスデータとして温度・湿度などが取得されて ROS トピックにパブリッシュされている様子がわかるかと思います．

ステータスの取得とパブリッシュの間隔は switchbot.launch のデフォルト設定で 0.1 [Hz] = 10秒間隔 になっています．これを変更する場合には switchbot.launch のオプションで pub_status_rate:=0.05 のように追加します．温湿度のように急に変化しなさそうなデータの場合はもっと長めの間隔でも良いかもしれません．

今回の記事はここまでです．

著者:yamamoto.yosuke
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SwitchBot を ROS から利用する – コマンド操作編２

本シリーズ前回の記事 SwitchBot を ROS から利用する – コマンド操作編１ では SwitchBot を ROS から利用する switchbot_ros の導入とサンプル Python コードの実行の様子を紹介しました．

今回は前回の記事の続きとしてサンプルのソースコードで扱われていた SwitchBot デバイス以外のものを ROS から操作するために SwitchBot API のコマンドセットを調べて control_switchbot.py に実装する過程について紹介します．

  1. 利用可能な SwitchBot デバイス情報の取得
  2. SwitchBot デバイス API コマンドセットの調査
  3. SwitchBot デバイスコマンドのソースコード追記

利用可能な SwitchBot デバイス情報の取得

switchbot_ros のサンプル Python コード control_switchbot.py においてボット（スイッチ）をオンにする命令は次のようになっていて「デバイス名」とそれに対する「コマンド」の２つを指定する必要があります．

client.control_device('bot74a', 'turnOn')

client.control_device('デバイス名', 'コマンド')

このうち「コマンド」は SwitchBot API にてデバイスタイプごとに設定されているので「デバイスタイプ」が何かを知る必要があります．

ユーザのアカウントで登録されているデバイスの「デバイス名」と「デバイスタイプ」は switchbot.launch を実行すると表示されます．

（下記 launch オプションの YOUR_TOKEN と YOUR_SECRET をそれぞれユーザアカウントのトークンとシークレットに置き換えて実行）

switchbot.launch 実行入力

$ source ~/switchbot_ws/devel/setup.bash
$ roslaunch switchbot_ros switchbot.launch token:=YOUR_TOKEN secret:=YOUR_SECRET

switchbot.launch 実行出力例

... logging to /home/robotuser/.ros/log/87b6e5c8-c1a2-11ee-bce7-1d89a9d14e1f/roslaunch-robotuser-PC-62866.log
Checking log directory for disk usage. This may take a while.
Press Ctrl-C to interrupt
Done checking log file disk usage. Usage is <1GB.

started roslaunch server http://robotuser-PC:40731/

SUMMARY
========

PARAMETERS
 * /rosdistro: noetic
 * /rosversion: 1.16.0
 * /switchbot_ros/secret: （シークレットの上位数桁が表示）...
 * /switchbot_ros/token: （トークンの上位数桁が表示）...

NODES
  /
    switchbot_ros (switchbot_ros/switchbot_ros_server.py)

auto-starting new master
process[master]: started with pid [62874]
ROS_MASTER_URI=http://localhost:11311

setting /run_id to 87b6e5c8-c1a2-11ee-bce7-1d89a9d14e1f
process[rosout-1]: started with pid [62884]
started core service [/rosout]
process[switchbot_ros-2]: started with pid [62891]
[INFO] [1706861436.195243]: Switchbot API Client initialized.
[INFO] [1706861436.199678]: Using SwitchBot API v1.1
[INFO] [1706861436.204957]: Switchbot Device List:
6 Item(s)
deviceName: bot74a, deviceID: （固有のID番号が表示）, deviceType: Bot
deviceName: hub2a, deviceID: （固有のID番号が表示）, deviceType: Hub 2
deviceName: plugmini7a1, deviceID: （固有のID番号が表示）, deviceType: Plug Mini (JP)
deviceName: remote-button10a, deviceID: （固有のID番号が表示）, deviceType: Remote
deviceName: tapelight7a1, deviceID: （固有のID番号が表示）, deviceType: Strip Light
deviceName: thermo-hygrometer-f7a, deviceID: （固有のID番号が表示）, deviceType: Meter

[INFO] [1706861436.208853]: Switchbot Remote List:
2 Item(s)
deviceName: air-conditioner, deviceID: （固有のID番号が表示）, remoteType: Air Conditioner
deviceName: pendant-light, deviceID: （固有のID番号が表示）, remoteType: DIY Light

[INFO] [1706861436.214168]: Switchbot Scene List:
3 Item(s)
sceneName: turnoff-all-lights, sceneID: （固有のID番号が表示）
sceneName: turnon-all-lights, sceneID: （固有のID番号が表示）
sceneName: turnon-all-lights, sceneID: （固有のID番号が表示）

[INFO] [1706861436.254126]: Ready.

switchbot.launch 実行出力から次の1行を例にとると「デバイス名」が plugmini7a1 で「デバイスタイプ」が Plug Mini (JP) です．

deviceName: plugmini7a1, deviceID: （固有のID番号が表示）, deviceType: Plug Mini (JP)

SwitchBot デバイス API コマンドセットの調査

操作したい SwitchBot デバイスタイプが分かればそのコマンドセットを調べます．SwitchBot API のコマンドセットは下記の Web ページで知ることができます．

今回はデバイスタイプ Plug Mini (JP) と Strip Light のデバイスを操作したいのでそれらのコマンドセットについて調べます．

Plug Mini (JP) のコマンドセット

電源プラグの On/Off を行う SwitchBot デバイスである Plug Mini (JP) のコマンドセットの説明は次のリンク先にあります．

上記 Web ページの Plug Mini (JP) コマンドセットの表をそのまま貼り付けたものが次の表です．

deviceType commandType Command command parameter Description
Plug Mini (JP) command turnOn default set to ON state
Plug Mini (JP) command turnOff default set to OFF state
Plug Mini (JP) command toggle default toggle state

デバイスの機能どおりに電源入 turnOn，電源切 turnOff，電源入切の切替 toggle の３つのコマンドにより構成されています．

Strip Light のコマンドセット

テープライト形状の SwitchBot デバイスである Strip Light のコマンドセットの説明は次のリンク先にあります．

上記 Web ページの Strip Light コマンドセットの表をそのまま貼り付けたものが次の表です．

deviceType commandType Command command parameter Description
Strip Light command turnOn default set to ON state
Strip Light command turnOff default set to OFF state
Strip Light command toggle default toggle state
Strip Light command setBrightness {1-100} set brightness
Strip Light command setColor "{0-255}:{0-255}:{0-255}" set RGB color value

点灯 turnOn，消灯 turnOff，明滅切替 toggle，輝度設定 setBrightness，色設定 setColor の5つのコマンドにより構成されていて，そのうち輝度設定では{1-100} の範囲で輝度設定， "{0-255}:{0-255}:{0-255}" の値で RGB 色設定を行います．

SwitchBot デバイスコマンドのソースコード追記

Plug Mini (JP) を操作するソースコード追記と実行

デバイス名 plugmini7a1 の Plug Mini (JP) を操作します． ROS からコマンドを送って On/Off の切り替え toggle をしてみます．

サンプルコード control_switchbot.py に client.control_device('plugmini7a1', 'toggle') を追加します．（下記ソースコードの 16行目）

control_switchbot.py

#!/usr/bin/env python

import rospy
from switchbot_ros.switchbot_ros_client import SwitchBotROSClient

rospy.init_node('controler_node')
client = SwitchBotROSClient()

devices = client.get_devices()
print(devices)

# client.control_device('pendant-light', 'turnOn')

# client.control_device('bot74a', 'turnOn')

client.control_device('plugmini7a1', 'toggle')

ここでは元々サンプルコードにあったペンダントライトとボット（スイッチ）の操作をする行（上記ソースコードの12,14行目）は行頭に # を入れてコメントアウトして実行されないようにしています．

変更を加えた control_switchbot.py ファイルを保存してから実行します．

ターミナル 1 : switchbot.launch 実行入力

$ source ~/switchbot_ws/devel/setup.bash
$ roslaunch switchbot_ros switchbot.launch token:=YOUR_TOKEN secret:=YOUR_SECRET

ターミナル 2 : control_switchbot.py 実行入力

$ source ~/switchbot_ws/devel/setup.bash
$ rosrun switchbot_ros control_switchbot.py

Strip Light を操作するソースコード追記と実行

デバイス名 tapelight7a1 の Strip Light （テープライト）を操作します． ROS からコマンドを送って次の動作をしてみます．

  1. 消灯
  2. 点灯
  3. 輝度を 100% に設定
  4. 色を白 '255:255:255' に設定
  5. 色を赤 '255:0:0' に設定
  6. 色を緑 '0:255:0' に設定
  7. 色を青 '0:0:255' に設定
  8. 輝度を 1% に設定
  9. 消灯

サンプルコード control_switchbot.py に下記ソースコードの18行目以降を追加します．

値を設定する setBrightness や setColor といったコマンドでは各数値を control_device() の引数 parameter に文字列として渡します．

また control_device() の中ではコマンドを Action サーバにゴールとして送っているので新しいコマンドが前のコマンドに置き換わらないように1つ1つのコマンド実行を終えるのを待つように引数 wait に True を渡しています．

control_switchbot.py

#!/usr/bin/env python

import rospy
from switchbot_ros.switchbot_ros_client import SwitchBotROSClient

rospy.init_node('controler_node')
client = SwitchBotROSClient()

devices = client.get_devices()
print(devices)

# client.control_device('pendant-light', 'turnOn')

# client.control_device('bot74a', 'turnOn')

# client.control_device('plugmini7a1', 'toggle')

client.control_device('tapelight7a1', 'turnOff', wait=True)
client.control_device('tapelight7a1', 'turnOn', wait=True)
client.control_device('tapelight7a1', 'setBrightness', parameter='100', wait=True)
client.control_device('tapelight7a1', 'setColor', parameter='255:255:255', wait=True)
client.control_device('tapelight7a1', 'setColor', parameter='255:0:0', wait=True)
client.control_device('tapelight7a1', 'setColor', parameter='0:255:0', wait=True)
client.control_device('tapelight7a1', 'setColor', parameter='0:0:255', wait=True)
client.control_device('tapelight7a1', 'setBrightness', parameter='1', wait=True)
client.control_device('tapelight7a1', 'turnOff', wait=True)

前述の Plug Mini (JP) のときと同様に変更を加えた control_switchbot.py ファイルを保存してから実行します．

補足ソースコード変更

筆者が試した範囲では時々 client.control_device() が実行されない不具合が見受けられ，それが SwitchBotROSClient インスタンス作成時 client = SwitchBotROSClient() に Action サーバの起動やサーバへの接続が不十分であることが原因のように思われました．

そこで下記の switchbot_ros_client.py の21行目のように self.action_client.wait_for_server() を入れて Action サーバが起動して接続されるのを待つようにしたところ，現状では安定して client.control_device() が実行されているように感じます．

switchbot_ros_client.py

import rospy
import actionlib
from switchbot_ros.msg import SwitchBotCommandAction
from switchbot_ros.msg import SwitchBotCommandGoal
from switchbot_ros.msg import DeviceArray


class SwitchBotROSClient(object):

    def __init__(self,
                 actionname='switchbot_ros/switch',
                 topicname='switchbot_ros/devices'):

        self.actionname = actionname
        self.topicname = topicname
        self.action_client = actionlib.SimpleActionClient(
                actionname,
                SwitchBotCommandAction
                )
        rospy.loginfo("Waiting for action server to start.")
        self.action_client.wait_for_server()

    def get_devices(self, timeout=None):

        return rospy.wait_for_message(
                self.topicname,
                DeviceArray,
                timeout=timeout
                )

    def control_device(self,
                       device_name,
                       command,
                       parameter='',
                       command_type='',
                       wait=False
                       ):

        goal = SwitchBotCommandGoal()
        goal.device_name = device_name
        goal.command = command
        goal.parameter = parameter
        goal.command_type = command_type
        self.action_client.send_goal(goal)
        if wait:
            self.action_client.wait_for_result()
            return self.action_client.get_result()

今回の記事はここまでです．

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