Raspberry Pi Pico WでBLEビーコン（FSC-BP108）をスキャンして近接を検出する方法

2025年9月20日

はじめに

身の回りのモノや場所を「電波の名札」で識別できたら便利だと思いませんか？BLEビーコンはまさにそれを実現する小さな発信機です。
今回は防水仕様のFeasyBeacon FSC-BP108 を例に、Raspberry Pi Pico W で受信して処理する仕組みを紹介します。

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Beaconとは何か？基本の仕組みと規格

Beaconは BLE（Bluetooth Low Energy）のアドバタイズ信号を周期的に送信する装置です。
普通のBluetooth機器が「接続して通信」するのに対し、Beaconは「接続せずに情報を放送する」点が特徴です。

主な規格

iBeacon（Apple）
UUID + MAJOR + MINOR で構成され、場所やオブジェクトを一意に識別。
Eddystone（Google）
URLを直接送れる（Eddystone-URL）ほか、UIDやテレメトリ（電池残量や温度）も送信可能。
AltBeacon
オープンな規格で、iBeaconの特許制約を避けたもの。

Beaconは「誰がそこにいる／何がそこにある」を電波でシンプルに伝える仕組です。

FSC-BP108の特徴

FSC-BP108 は以下のような特徴があります。

項目	特徴
規格	iBeacon / Eddystone / AltBeacon 同時発信
防水防塵	IP67、屋外設置も可能
電池寿命	数年単位（設定次第）
設定	スマホアプリからUUIDや出力強度を変更可能
サイズ	小型で貼り付けや持ち運びに向く

実際に屋外の資産管理や店舗の近接通知など、プロ用途でも多く使われています。

Pico Wで受信する仕組み

Raspberry Pi Pico W は Wi-Fi だけでなく Bluetooth Low Energy にも対応しています。
このBLE機能を使い、ビーコンの電波をスキャン → フィルタ → 判定 → アクションという流れを組むことができます

動作原理のフロー

Beacon (FSC-BP108)

↓ 　周期的に電波広告 (iBeacon / Eddystone)

Pico W でスキャン

↓ 　UUIDやURLを解析
↓　 RSSIの移動平均 + ヒステリシスで「近い / 遠い」を安定判定

Pico Wでアクション

　LED点灯 / LINE通知 / MQTT送信など自由に

このフローのポイントは以下です。

・RSSI（電波強度）を距離の目安にする
・移動平均＋ヒステリシスで誤判定を減らす
・フィルタ条件（UUID、MAC、URL）で対象ビーコンを特定

サンプルコードの解説

以下のコードは、指定したUUIDのiBeaconを検出し、近づくとLEDを点灯する例です。

まずはBeaconの識別IDをチェックします。

# main.py (MicroPython for Raspberry Pi Pico W)
# iBeaconのUUID / MAJOR / MINOR / RSSIをログ出力する
import bluetooth, struct, time

ble = bluetooth.BLE()
ble.active(True)

def parse_ibeacon(payload):
    """
    iBeaconのManufacturer Dataを解析して (uuid, major, minor, txpower) を返す。
    見つからなければ None。
    """
    i = 0
    while i + 1 < len(payload):
        length = payload[i]
        if length == 0:
            break
        ftype = payload[i+1]
        field = payload[i+2:i+1+length]
        # Manufacturer Data (0xFF)
        if ftype == 0xFF and len(field) >= 25:
            company_id, = struct.unpack("<H", field[0:2])
            if company_id == 0x004C and field[2] == 0x02 and field[3] == 0x15:
                uuid = field[4:20].hex()
                major, minor, txp = struct.unpack(">HHb", field[20:25])
                return uuid, major, minor, txp
        i += 1 + length
    return None

def irq(event, data):
    if event == bluetooth._IRQ_SCAN_RESULT:
        addr_type, addr, adv_type, rssi, adv_data = data
        result = parse_ibeacon(adv_data)
        if result:
            uuid, major, minor, txp = result
            mac = ":".join("{:02X}".format(b) for b in addr)
            print("MAC:", mac,
                  "UUID:", uuid,
                  "MAJOR:", major,
                  "MINOR:", minor,
                  "RSSI:", rssi)

    elif event == bluetooth._IRQ_SCAN_DONE:
        # 継続スキャン
        ble.gap_scan(0, 300, 300)

# BLEスキャン開始
ble.irq(irq)
ble.gap_scan(0, 300, 300)

print("Scanning for iBeacon... (Ctrl+C to stop)")
while True:
    time.sleep_ms(500)

以下が、main.pyです。

# main.py  (MicroPython for Raspberry Pi Pico W)
# 目的:
# - iBeacon をスキャンして UUID / MAJOR / MINOR / RSSI を取得
# - 指定 UUID(＋必要なら MAJOR/MINOR) のビーコンだけを特定
# - RSSI の移動平均＋ヒステリシスで「近い/遠い」を安定判定し LED を制御

import time

# ===== 互換: bluetooth / ubluetooth どちらでも動作 =====
try:
    import bluetooth as bt
except ImportError:
    import ubluetooth as bt

ble = bt.BLE()
ble.active(True)

# ===== IRQ 定数フォールバック（FW差異対策）=====
try:
    _IRQ_SCAN_RESULT = bt._IRQ_SCAN_RESULT
except AttributeError:
    _IRQ_SCAN_RESULT = 5  # scan result

try:
    _IRQ_SCAN_DONE = bt._IRQ_SCAN_DONE
except AttributeError:
    _IRQ_SCAN_DONE = 6  # scan done

# ====== 設定（ここを自分の値に）======
# ハイフン無し32桁の16進文字列。小文字/大文字は不問
TARGET_IBEACON_UUID = "fda50693a4e24fb1afcfc6eb07647825".lower()
TARGET_IBEACON_MAJOR = None   # 例: 10065 （使わないなら None）
TARGET_IBEACON_MINOR = None   # 例: 26049 （使わないなら None）

# RSSI 平滑＆判定
MA_WINDOW   = 5       # 移動平均の窓
NEAR_THRESH = -65     # 近い: 移動平均がこの値以上(dBm)
FAR_THRESH  = -72     # 遠い: 移動平均がこの値以下(dBm)
STABLE_HITS = 3       # 同一状態が何連続で出たら確定とみなすか

# スキャン設定（duration=0 は連続スキャン）
SCAN_INTERVAL_MS = 300
SCAN_WINDOW_MS   = 300
# ======================================

# ===== オンボードLED（無ければコメントアウト）=====
try:
    from machine import Pin
    led = Pin("LED", Pin.OUT)
    def set_led(on: bool):
        led.value(1 if on else 0)
except Exception:
    def set_led(on: bool):
        pass  # LEDなし環境でも動作

# ===== iBeacon パーサ =====
def parse_ibeacon(adv_payload: bytes):
    """
    Advertising payload から iBeacon を探し、
    見つかれば (uuid_hex, major, minor, txpower) を返す。無ければ None。
    """
    if not isinstance(adv_payload, (bytes, bytearray)):
        adv_payload = bytes(adv_payload)

    i = 0
    L = len(adv_payload)
    while i + 1 < L:
        length = adv_payload[i]
        if length == 0:
            break
        ftype  = adv_payload[i + 1]
        field  = adv_payload[i + 2 : i + 1 + length]  # [len][type][field...]
        # Manufacturer Specific Data (0xFF)
        if ftype == 0xFF and len(field) >= 25:
            # company_id: little-endian (Apple = 0x004C)
            company_id = field[0] | (field[1] << 8)
            # iBeacon signature: type=0x02, len=0x15 の並び
            if company_id == 0x004C and field[2] == 0x02 and field[3] == 0x15:
                uuid_hex = field[4:20].hex().lower()
                major = (field[20] << 8) | field[21]
                minor = (field[22] << 8) | field[23]
                txp   = field[24] if field[24] < 128 else field[24] - 256  # int8
                return (uuid_hex, major, minor, txp)
        i += 1 + length
    return None

def mac_str(addr_bytes):
    return ":".join("{:02X}".format(b) for b in addr_bytes)

# ===== 近接判定用ステート =====
rssi_hist = []
state = "far"          # "near" / "far"
stable = 0             # 同一状態が何連続か

def update_ma(rssi: int) -> float:
    rssi_hist.append(rssi)
    if len(rssi_hist) > MA_WINDOW:
        rssi_hist.pop(0)
    return sum(rssi_hist) / len(rssi_hist)

def desired_state(ma_rssi: float) -> str:
    if ma_rssi >= NEAR_THRESH:
        return "near"
    if ma_rssi <= FAR_THRESH:
        return "far"
    return state  # ヒステリシス領域は現状維持

def apply_state(new_state: str):
    # ここを書き換えれば通知/MQTT/ログ保存などに差し替え可能
    set_led(new_state == "near")

# ===== IRQ ハンドラ =====
def irq(event, data):
    global state, stable
    try:
        if event == _IRQ_SCAN_RESULT:
            addr_type, addr, adv_type, rssi, adv_data = data
            parsed = parse_ibeacon(adv_data)
            if not parsed:
                return
            uuid, major, minor, txp = parsed

            # ==== UUID(＋必要なら MAJOR/MINOR) で断定 ====
            if uuid != TARGET_IBEACON_UUID:
                return
            if (TARGET_IBEACON_MAJOR is not None) and (major != TARGET_IBEACON_MAJOR):
                return
            if (TARGET_IBEACON_MINOR is not None) and (minor != TARGET_IBEACON_MINOR):
                return

            # ログ（観測履歴の確認に便利）
            print("HIT",
                  "MAC:", mac_str(addr),
                  "UUID:", uuid,
                  "MAJOR:", major, "MINOR:", minor,
                  "RSSI:", rssi)

            # ==== 近接判定（移動平均＋ヒステリシス）====
            ma = update_ma(rssi)
            want = desired_state(ma)

            if want == state:
                stable = min(stable + 1, 1000)
            else:
                state = want
                stable = 1

            if stable >= STABLE_HITS:
                apply_state(state)

        elif event == _IRQ_SCAN_DONE:
            # 連続スキャン再開
            ble.gap_scan(0, SCAN_INTERVAL_MS, SCAN_WINDOW_MS)

    except Exception as e:
        # IRQ内例外は握りつぶさずログ
        print("IRQ error:", repr(e))

# ===== スキャン開始 =====
ble.irq(irq)
ble.gap_scan(0, SCAN_INTERVAL_MS, SCAN_WINDOW_MS)

print("Scanning iBeacon... (Ctrl+C to stop)")
while True:
    time.sleep_ms(500)

応用アイデアと使用シーン

ビーコン＋Pico W の組み合わせで、以下のような仕組みが作れます。

活用シーン	仕組み	例
スマートホーム	近づいたらON/離れたらOFF	机に座ったらライトON、離席でOFF
忘れ物防止	ものにBeaconをつけて距離監視	工具箱や自転車が離れたら通知
屋内ナビゲーション	複数Beacon＋RSSIで位置を推定	博物館の展示場所に応じて説明表示
資産トラッキング	倉庫の荷物や機材にタグ付け	出入り口で自動記録

まとめ

Beaconは「電波の名札」。BLEを使って自分の存在を知らせる小さな発信機です。
FSC-BP108 は防水・長寿命・複数規格対応で実用性が高い。
Pico W で受信すれば、「近づいたら反応」「離れたら通知」といった小さな自動化が手軽に実現できます。

身近なモノや場所に“見える化”を加えることで、ちょっと未来感のある便利な仕組みをDIYできます。

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