MCUとセルラーモジュールを統合したデバイスをIoT Platformに接続する - IoT Platform

この記事では、Link SDK for Cを移植して、マイクロコントローラユニット (MCU) とセルラーモジュールを統合したデバイスをIoT Platformに接続する方法について説明します。

背景情報

インターネットに直接接続できないデバイスは、MCUとセルラーを統合できます。 MCUは、ATコマンドを使用することによってセルラーモジュールを制御する。このようにして、デバイスをインターネットに接続できます。 Link SDK for Cを移植することで、デバイスをIoT Platformに接続できます。

この記事では、MCU開発ボードでLink SDK for Cを移植し、デバイスをIoT Platformに接続する方法について説明します。この例では、デバイスは共通のMCUとセルラーモジュールを統合しています。デバイスをIoT Platformに接続した後、IoT Platformを使用してデバイスを管理し、デバイスデータを分析できます。

始める前に

Link SDKを移植する前に、次のコンポーネントを準備する必要があります。

ハードウェア：

ハードウェアタイプ	説明
MCU開発ボード	名前: STM32 Nucleoボードモデル: STM32L476RG システム: FreeRTOS リファレンス: NUCLEO-L476RG
セルラー通信ボード	名前: Hezhou Air724UG 参照: 製品紹介とユーザーガイド。
SIMカード	インタフェースモデル: Micro 信号: 4G

開発ツール:

ツール	説明
STM32CubeMX	MCU周辺機器の初期化コードを生成するために使用される開発ツール。バージョン: 6.1.2。
MDK-アーム	開発環境とデバッグコードを統合するために使用される開発ツール。バージョン: 5.26.2.0.
シリアルポートデバッガ	デバイスの接続とデバッグに使用されるツール。ボーレート: 115,200。

C用リンクSDK:
IoT Platformコンソールにログインします。 [SDKのカスタマイズ] ページで、SDKを取得します。
説明
サンプルプロジェクトファイルをダウンロードして、移植例を表示できます。次に、設定を参照して、Link SDK for Cをデバイスにポートできます。
デバイス認証情報:
Link SDKを移植する前に、IoT Platformコンソールで製品とデバイスを作成し、デバイス認証情報を取得する必要があります。この例では、デバイス固有証明書認証方式が使用されます。詳細については、「デバイスごとの固有証明書検証の情報の取得」をご参照ください。

手順

ハードウェアをインストールします。
1. SIMカードをセルラー通信ボードのSIM0カードスロットに挿入します。
2. MCU開発ボードのUART1シリアルポートを、デュポン回線を使用してセルラー通信ボードのUART1シリアルポートに接続します。次の図はピンを示しています。
3. MCU開発ボードのUART3シリアルポートを開発ツールのシリアルポートにデュポン回線を使用して接続します。次の図はピンを示しています。
  デュポンラインNo. MCU開発ボードのシリアルポートピン 開発ツールのシリアルポートピン
  ① PC4 RXD
  ② PC5 TXD
  ③ GND GND
  MCU開発ボードのピンの図の詳細については、STM32 Nucleo-64ボードの記事の35ページの図24を参照してください。
4. 2つのボードの電源を入れるのにマイクロUSBインターフェイスを使用し、コミュニケーションボードの開始を長く押して下さい。
  ボードの電源を入れた後、PWRライトは赤、NETライトは黄色に点滅し、LTEライトは青になります。

プロジェクトを移植します。

CubeMXを開いて、基本プロジェクトコードを作成および生成します。

CubeMX開発ツールの使用方法の詳細については、CubeMX公式Webサイトをご覧ください。

シリアルポートとシステムの設定を次の図に示します。

説明次の表では、UART1のボーレートとFREERTOSのメモリサイズが推奨値です。ビジネスニーズに基づいて値を設定できます。

シリアルポートまたはシステム	説明
UART1	出力: 非同期ボーレート: 230,400 DMA: 有効割り込みの受信: 有効
UART3	出力: 非同期ボーレート: 115,200
FREERTOS	メモリサイズ: 81,920

MDK-Armを使用してプロジェクトファイルを開き、取得したLink SDK for Cをプロジェクトにインポートします。
SDKでは、を除きます。/LinkSDK/demoフォルダは、すべてのをインポートする必要があります。cと。h他のフォルダ内のファイルをプロジェクトにします。詳細については、「プロジェクトへのソースファイルの追加」をご参照ください。
プロジェクトにコードを記述して、基になるシステム依存関係を設定します。
依存関係は、aiot_sysdep_portfile_t g_aiot_sysdep_portfileグローバル変数に含まれます。詳細については、「Link SDK For Cをポートする方法の例」をご参照ください。
サンプルプロジェクトをダウンロードしてを表示できます。/Linkkit/portfiles/aiot_port/freertos_tcp_modem_port.cのサンプルコードファイル。
セルラーモジュールを駆動するためのコードをプロジェクトに記述します。
- 適応のためのATコマンドの設定: を開きます。/Linkkit/portfiles/aiot_port/aiot_at_api.c
- 適応のためのシリアルポートの設定:
  - aiot_at_setopt操作を呼び出して、ATモジュールのデータ送信インターフェイスを設定します。
  - シリアルポートがデータを受信した後、aiot_at_uart_recv操作を呼び出してATコマンドを解析します。
サンプルプロジェクトをダウンロードしてを表示できます。/Linkkit/portfiles/aiot_port/linkkit_wrapper.cのサンプルコードファイル。

を開きます。/linkkit_mcu_cellular_project/LinkKit/portfiles/aiot_port/mqtt_at_basic_demo.cファイルで、デバイス認証情報を設定します。

下表に、各パラメーターを説明します。

パラメーター	例	説明
url	iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com	エンドポイント。この例では、中国 (上海) リージョンのパブリックインスタンスが使用されています。パブリックインスタンスを使用する場合は、`cn-shanghai`をインスタンスが存在するリージョンのIDに置き換えます。 IoT Platformコンソールの左上隅にリージョンを表示できます。リージョンIDの詳細については、「リージョンとゾーン」をご参照ください。 Enterprise Editionインスタンスを使用している場合、 [インスタンスの詳細] ページで [開発設定の表示] をクリックして、デバイスに関するMQTT接続情報を表示できます。
product_key	a18wP ******	デバイス認証情報。このパラメーターは、デバイスの開発時に取得されるデバイス証明書を示します。 IoT Platformコンソールの [デバイスの詳細] ページで情報を表示することもできます。
device_name	stm32l4_mbedtls_cat1
device_secret	uwMTmVAMnGGHaAkqmeDY6cHxxB ******

コードをコンパイルして実行します。
1. をクリックしてプロジェクトファイルをコンパイルします。
2. アイコンをクリックして、実行可能なサンプルコードファイルをMUC開発ボードにダウンロードします。
3. をクリックして、MUC開発ボードで実行可能なサンプルコードファイルを実行します。

実行結果

デバイスでログを表示できます。

次のログデータは、デバイスがIoT Platformに接続されていることを示します。

linkkit_init[2.222][LK-0313] MQTTユーザーがaiot_mqtt_connect apiを呼び出し、connect
[2.266][LK-0317] stm32l4_mbedtls_cat1&a18wP ******
[2.277][LK-0318] B4C45425D73E24B2935D73C1E98B6079A630FBE03F61E2A2031CEE7867 ******
unknown option, 2
unknown option, 5
[2.377][LK-1000] サーバーとのmbedtls接続を確立します (host='a18wP ****** .iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com '、port=[443])
[7.311][LK-1000] mbedtls接続を確立する成功 (合計で18686バイト、最大使用21294バイト)
[7.500][LK-0313] MQTT接続成功で5286 ms

次のログデータは、デバイス時刻がサーバー時刻と同期していることを示しています。詳細については、「NTPサービス」をご参照ください。

AIOT_MQTTEVT_CONNECT
[7.544][LK-0309] パブ: /ext/ntp/a18wP ******/stm32l4_mbedtls_cat1/request
[LK-030A] > 7B 22 64 65 76 69 63 65 53 6E 64 54 69 6D 65 | {"deviceSendTime
[LK-030A] > 22 3A 22 37 35 33 39 22 7D | ":" 7539 "}
[7.688][LK-0309] パブ: /ext/ntp/a18wP ******/stm32l4_mbedtls_cat1/response
現地時間: 1620915828805、2021/05/13-22:23:48:805
ハートビート応答

次のログデータは、デバイスがThing Specification Language (TSL) データをIoT Platformに送信することを示しています。詳細については、「TSLモデルとは」をご参照ください。.

[1620915829.788][LK-0309] パブ: /sys/a18wP ******/stm32l4_mbedtls_cat1/thing/config/log/get
[LK-030A] > 7B 22 69 64 22 3A 22 31 22 2C 22 76 65 72 73 69 | {"id":"1","versi
[LK-030A] > 6F 6E 22 3A 22 31 2E 30 22 2C 22 70 61 72 61 6D | on ":" 1.0 "、" param
[LK-030A] > 73 22 3A 7B 22 67 65 74 54 79 70 65 22 3A 22 63 | s ":{" getType ":" c
[LK-030A] > 6F 6E 74 65 6E 74 22 2C 22 63 6F 6E 66 69 67 53 | ontent "," configS
[LK-030A] > 63 6F 70 65 22 3A 22 64 65 76 69 63 65 22 7D | cope ":" device "}}
[1620915830.011][LK-0309] パブ: /sys/a18wP ******/stm32l4_mbedtls_cat1/thing/config/log/get_reply
[1620915830.033][LK-1507] LOGPOSTユーザーログ設定が到着しました
ログスイッチの状態: 1
[1620915835.066][LK-0309] パブ: /sys/a18wP ******/stm32l4_mbedtls_cat1/thing/log/post
[LK-030A] > 7B 22 69 64 22 3A 22 32 22 2C 22 76 65 72 73 69 | {"id":"2","versi
[LK-030A] > 6F 6E 22 3A 22 31 2E 30 22 2C 22 70 61 72 61 6D | on ":" 1.0 "、" param
[LK-030A] > 73 22 3A 5B 7B 22 75 74 63 54 69 6D 65 22 3A 22 | s ":[{" utcTime ":"
[LK-030A] > 32 30 32 31 2F 35 2F 31 33 20 32 32 3A 32 33 3A | 2021/5/13 22:23:
[LK-030A] > 35 35 22 2C 22 6C 6F 67 4C 65 76 65 6C 22 3A 22 | 55 "," logLevel ":"
[LK-030A] > 44 45 42 55 47 22 2C 22 6D 6F 64 75 6C 65 22 3A | DEBUG "、" モジュール ":
[LK-030A] > 22 41 50 50 22 2C 22 63 6F 64 65 22 3A 22 32 30 | "APP" 、"code":"20
[LK-030A] > 30 22 2C 22 74 72 61 63 65 43 6F 6E 74 65 78 74 | 0 "、" traceContext
[LK-030A] > 22 3A 22 30 22 2C 22 6C 6F 67 43 6F 6E 74 65 6E | ":" 0 "," logConten
[LK-030A] > 74 22 3A 22 6C 6F 67 20 69 6E 20 77 68 69 6C 65 | t ":" ログインしながら
[LK-030A] > 28 31 29 22 7D 5D 7D | (1)"}]}
[1620915836.855][LK-0309] パブ: /sys/a18wP ******/stm32l4_mbedtls_cat1/thing/event/property/post
[LK-030A] > 7B 22 69 64 22 3A 22 33 22 2C 22 76 65 72 73 69 | {"id":"3","versi
[LK-030A] > 6F 6E 22 3A 22 31 2E 30 22 2C 22 70 61 72 61 6D | on ":" 1.0 "、" param
[LK-030A] > 73 22 3A 7B 22 4C 69 67 68 74 53 77 69 74 63 68 | s ":{" LightSwitch
[LK-030A] > 22 3A 20 30 7D 2C 22 73 79 73 22 3A 7B 22 61 63 | ": 0}," sys ":{" ac
[LK-030A] > 6B 22 3A 31 7D 7D | k ":1}}
[1620915837.099][LK-0309] パブ: /sys/a18wP ******/stm32l4_mbedtls_cat1/thing/event/Error/post
[1620915837.122][LK-0309] pub: /sys/a18wP ******/stm32l4_mbedtls_cat1/thing/event/property/post_reply
[1620915837.177][LK-0A08] DM recvジェネリック返信
demo_dm_recv_handler、type = 0
msg_id = 3, code = 200, data = {}, message = success
[1620915837.311][LK-0309] パブ: /sys/a18wP ******/stm32l4_mbedtls_cat1/thing/event/Error/post_reply
[1620915837.344][LK-0A08] DM recvジェネリック返信
demo_dm_recv_handler、type = 0
msg_id = 4, code = 200, data = {}, message = success

IoT Platformコンソールにログインして、デバイスのステータスと操作ログを表示できます。
- 左側のナビゲーションウィンドウで、[デバイス] > [デバイス] を選択します。次に、デバイスを見つけてオンラインステータスを表示します。 [状態] 列の値 [オンライン] は、デバイスがIoT Platformに接続されていることを示します。
- 左側のナビゲーションウィンドウで、[メンテナンス] > [デバイスログ] を選択します。デバイスログを表示する製品を選択します。

デュポンラインNo.	MCU開発ボードのシリアルポートピン	開発ツールのシリアルポートピン
①	PC4	RXD
②	PC5	TXD
③	GND	GND