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これからはじめるIoTデバイス mbed入門編

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第1回 九州IoT/M2M勉強会でのスライドです。
IoTに関連したデバイスということで、mbedについて自分なりの紹介をさせて頂きました。

Publié dans : Périphériques & matériel
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これからはじめるIoTデバイス mbed入門編

  1. 1. これからはじめる IoTデバイスmbed入門編 田中直人
  2. 2. 自己紹介 名前:田中直人 職業:システムエンジニア・・・? (なのか最近疑問に思ってきた) 趣味:映画大好き。特に洋画。 学生時代は週1で映画館に通う Twitter:@ntanak
  3. 3. はじめに IoT / M2Mという単語が最近トレンド なんでしょうか、よく耳にします。
  4. 4. なんだかイマイチよくわからない?
  5. 5. ご安心下さい。 明確に答えられる人は おそらくあまりいらっしゃいません。
  6. 6. というか、明確な定義ってあるの?
  7. 7. それこそ人によっていろいろな解釈があるので、 (全体の範囲が広すぎて) ”コレ”です!とは言いにくい・・・
  8. 8. 狭義としては、 通信機能を持った(組込み)機器が、 センサー等で取得したあらゆるデータを、 インターネットを通じてクラウド上に集約 させる。その集約したデータを分析し 様々な分野で活用する事。
  9. 9. その辺りの説明は、他の方に任せます。
  10. 10. ここでは、「とりあえず」どんなものがあ るのか、実際のIoT機器として認知され ている製品を見て触っていきましょう。
  11. 11. ところで、 組込み系のソフトを作る事は難しいものばかり だと思い込んでいませんか? 開発環境などの準備が面倒で、手を出しづら いと感じませんか? 気軽に始められるものが欲しいと思いません か?
  12. 12. 本日のメニュー IoT時代のワンボードマイコンいろいろ mbedとは? 使い方と実例 mbed OSについて まとめ
  13. 13. IoT時代の ワンボードマイコンいろいろ
  14. 14. ワンボードマイコン? 1枚の回路基板で単体のコンピュータ として動作するもの
  15. 15. ワンボードマイコン • Arduino(アルドゥイーノ) • Galileo(ガリレオ) • Edison(エジソン) • Raspberry Pi • mbed etc…
  16. 16. Arduino • オープンソースのハードウェア • 互換製品多数 • 低価格 http://ja.wikipedia.org/wiki/Arduino
  17. 17. Galileo Intel社が開発した、Arduino互換製品 http://www.intel.co.jp/content/www/jp/ja/do-it-yourself/ galileo-maker-quark-board.html
  18. 18. Edison • ほぼSDカードサイズの小型コンピュータ • ただ、そのままだと使いづらいので、通常使用では 拡張ボードが必要 http://www.intel.co.jp/content/www/jp/ja/do-it-yourself/ maker.html
  19. 19. Raspberry Pi
  20. 20. mbed 写真は最初に発売された万能タイプ 現在は様々な派生型が存在 (3Gモジュール/GPS付き等)
  21. 21. mbedとは?
  22. 22. mbed ARM社のプロトタイピング用ワンボードマイコン およびそのデバイスのプログラミング環境を指す Wikipediaより抜粋 ラピッドプロトタイピング 「迅速にアイデアを試す事ができる」
  23. 23. mbed LED1〜4 マイコン(CPU) USBコネクタリセットボタン
  24. 24. mbed マイコンLPC1786(NXPセミコンダクターズ) 32bit ARM/Cortex-M3コア 動作クロック96MHz メモリ64KB(SRAM) フラッシュROM 512KB インターフェース デジタルI/O、 PWM出力(パルス)、 アナログ入力/出力、 シリアル、SPI、I2C、 CAN、イーサネット、 USBホスト/デバイス
  25. 25. で、こいつは何がいいの?
  26. 26. 開発作業の比較 これまでの マイコン開発作業 • 開発環境の準備が大変 コンパイラ各種ソフトのインストール • プログラミングが大変 分厚いマニュアルとの格闘 • 専用ハードが必要 作成したプログラムを実機に書き込む際に必要 • 半田づけが必要 mbedでの開発作業 • 開発環境はブラウザだけでOK! • プログラミングが楽! • 専用ハード要らない! • 半田付け不要! 結局、やりたいことをする前の段階で やる気が削がれる 思いついた事をスグに試せる
  27. 27. 初心者向け入門用としては、 数ある他のワンボードマイコンとは 一線を画すものだと思います。
  28. 28. mbedのメリット ① 開発環境がすぐに準備できる ② ドラッグ・アンド・ドロップでプログラム書き込み 可能 ③ ライブラリが充実
  29. 29. ① 開発環境がすぐに準備出来る PCさえあればOK! 開発環境は全てクラウド上。 ブラウザさえあればOSを選びません。 Windows、Linux、MacOS InternetExplorer Google Chrome Firefox Safari ...etc
  30. 30. ② ドラッグ・アンド・ドロップで プログラム書き込み可能 mbedはパソコンと接続すると、USBメモリのように見 えます。 プログラムを書き込む際は、ブラウザ上でコンパイル して ダウンロードしたファイルをそのUSBメモリに コピーするだけ。
  31. 31. ③ ライブラリが充実 ・ポータルサイト上に情報が集約されています。 ・世界各国のユーザが沢山のライブラリを公開しています。 ・有線/無線LAN、GPS、カメラ、他各種センサ→ハード制御系 ・Webサーバ、画像処理、Websocket → ソフト、プロトコル系 しかも、開発環境がクラウド上にあるので、公開されている プログラムを簡単にやりとり出来ます。
  32. 32. 一からコーディングする必要がない 見よう見まねでなんとかなる(コピペで大抵動くw) やりたいことに集中できる!
  33. 33. 使い方と実例
  34. 34. 裏側にピンが沢山付いてま す
  35. 35. ブレッドボード 部品の端子やジャンパ線 を差し込んで使う。 半田づけいらず。
  36. 36. 例えば・・・
  37. 37. LANコネクタ RJ-45 ブレッドボードの穴の間 隔(ピッチ)にあるように ピンを取り付けてます。
  38. 38. LAN通信機能追加 例えば、ソフト作成時に LAN通信関連の公開ライブ ラリをインポート 通信機能が簡単に使える
  39. 39. ちょっとまって! 回路なんかわかんない(TдT)
  40. 40. ご安心を。 ポータルサイトにて、ライブラリ公開されている方 が、回路の結線方法(どことどこのピンを繋ぐ)も 公開されているので、その通りに繋ぐだけ。
  41. 41. それすら面倒なら、各種センサーやLANコネクタ等が 実装済みの拡張基板を購入するのもあり。 LCD(液晶) 3軸加速度センサ 温度センサ スイッチ LED (RGB) スピーカー USB (ホスト/ デバイス) 有線LAN
  42. 42. Demo
  43. 43. 人感センサー HC-SR501 パーツ屋さんで売ってます。 赤外線センサーで人の動 きを感知
  44. 44. VCC OUT GND 写真のように3本 端子があります 端子機能 VCC DC4.5~20V OUT HIGH: 3.3V、LOW:0V GND GND
  45. 45. 電気的特性(抜粋) 電源電圧DC4.5~20V 消費電流50μA以下 出力信号HIGH: 3.3V、LOW:0V 検知時間0.5s 出力時間3~200s(調整可) 感知範囲100° 感知距離センター5~7m サイド3~4m
  46. 46. 使う端子
  47. 47. では実際に 試してみましょう
  48. 48. 手をかざすとLED1~4が点灯(単純ですが)
  49. 49. さて、 話は変わりますが
  50. 50. 今回何故こんなに 「mbed」押しなのか というと・・・
  51. 51. これに 集約されるからです
  52. 52. mbed OSについて
  53. 53. mbed OS ARM社が今年10月初旬、 IoTデバイス向けのオペレーティングシステム 「mbed OS」を発表
  54. 54. mbed OS ARM社といえばCPU(マイコン) だったのが、OSやクラウドを含めたIoT分野に本格的 に 手を伸ばしてきた!
  55. 55. mbed OS 従来より、mbedにはハードウェアのレジスタ等の細か い部分を意識しなくても開発できるようにSDKが提供 されていました。
  56. 56. mbed OS そもそもOSが必要な理由: システム管理や通信制御(プロトコル)部分を任 せられる (セキュリティに関係する機能も) 新規開発する必要が無いので、 デバッグ等での開発コストを抑えられる
  57. 57. mbed OS 実はmbedで動くOS(所謂RTOS)も、オフィシャルや 各種コミュニティにて開発、提供されていました。 • ・mbed-rtos http://developer.mbed.org/handbook/RTOS • ・MiMic Project http://nyatla.jp/mimic/wp/
  58. 58. mbed OS 今回発表された「mbed OS」では、 ここからさらにIoT向けに特化した機能が追加される模 様 ・暗号、セキュリティ機能 ・電力監視 ・省電力無線通信プロトコル(Bluetooth Low Energy 等) https://mbed.org/technology/os/
  59. 59. mbed Device Server また、mbed OSが送るデータのクラウド側の受け口と して、 「mbed Device Server」も発表された。 https://mbed.org/technology/device-server/
  60. 60. mbed OS • リリーススケジュール 2015年10月頃に公開される予定 無償提供との事 今後、引き続き情報を追っていきます。
  61. 61. まとめ 手っ取り早くアイデアを形にできる 見よう見まねでなんとかなる やり方によってはスゴイ事ができる mbed OSが気になる! さぁ、みなさんも一緒に mbedを始めてみませんか?
  62. 62. ご静聴ありがとうございました。
  63. 63. 参考文献 • ARM mbed.org http://mbed.org/ • Interface 2014/10月号CQ出版社 • Wikipedia : 「mbed」

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