mbed LPC1768とBluemixを用
いたIoTプログラミング入門
S.Hanai 2015/4/7

おことわり
本資料の記載内容は、私が個人的に調べた内容であり、正式な日本IBMのテス
トやレビューを受けておりません。内容について、できる限り正確を期すよう
努めてはおりますが、いかなる明示または暗黙の保証も責任も負いかねます。
本資料の情報は、使用先の責任において使用されるべきものであることを、あ
らかじめご了承ください。

概要

献立
 以下の構成でIoTプログラミングを入門する
 mbedのアプリケーションボード(Ethernet Starter Kit)を使用
 IBM Internet of Things FoundationをMQTTのハブとして使用
 アプリケーション構築環境としてBluemixを使用

構成
IBM Internet of
Things Foundation
mbed LPC1768
MQTT/json
Bluemix
アプリケーション
MQTT/json or https/REST(json)
デバイス管理、イベント照会

 IoT用のクラウド・ベースのハブ
https://internetofthings.ibmcloud.com/
 Bluemixもしくは、IBM Marketplace経由で使用できる
 アプリケーションからは、MQTT以外に普通に
https/REST(json)でもアクセスできる
 認証トークンを用いたセキュリティ
 長いので以降IOTFと省略
IBM Internet of Things Foundation

デバイスの準備

ARMとの提携
 Impact2014でARMとの提携を発表
http://developer.mbed.org/blog/entry/IBM-teams-up-with-
mbed-for-IoT-kit/
 キットとして販売されるようだが、実際はhardware自体
はmbedのアプリケーションボードが利用できる(今回の
資料も、これを使用)
http://developer.mbed.org/cookbook/mbed-application-
board

ボードの入手
 アプリケーションボード
今回はスイッチ・サイエンスさんで購入
https://www.switch-science.com/catalog/1276/
 mbed
アプリケーションボードはI/Oしか載っていないので、
mbedも必要。今回は秋月電子さんで購入
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-03596/

ボードの接続
 向きに注意!
両方の基板に
VOUT/GND/P20/P21のシルク
印刷があるので合わせる

mbedの登録
 mbedはWebブラウザを使ったIDEで開発できるが、これ
には登録が必要
 以下のような参考ページを見て登録して、LED点灯のよ
うな簡単な動作確認をしておく
http://developer.mbed.org/users/nxpfan/notebook/lets_ge
t_started_jp/

QuickStartを用いた動作確認

QuickStart
 IOTFにはQuickStartという仕組みがあり、これを使うと
手早くデバイスの動作確認ができる

mbedの接続
 EthernetをDHCPがサ
ポートされたLANに接続
 USBをPCに接続
アプリケーションボード
側ではなくmbed上の
USB
 USBコネクタのそばの青
色LEDが点灯すれば接続
はok

mbedの認識
 mbedはUSBメモリーとして認識される
Windowsの場合はデバイスドライバが必要とのこと
(https://mbed.org/handbook/Windows-serial-
configuration)
 アプリケーションのデプロイは、このUSBメモリーにア
プリケーションをコピーするだけで行える

IBMIoTClientEthernetExampleのビルド
 以下のページに移動
http://developer.mbed.org/te
ams/IBM_IoT/code/IBMIoTC
lientEthernetExample/
 右上にあるImport this
programをクリック
 mbedの登録が済ませてあれ
ば、ブラウザ上の開発環境
が立ち上がるのでimportを
完了する

デプロイ
 Compileをクリックすると、コンパイルが行われてブラ
ウザのダウンロードで.binファイル
(IBMIoTClientEthernetExample_LPC1768.bin)が落ちて
くる。
 このbinファイルを、USBメモリとして認識されている
mbedにコピーする
なおファイルのコピー中は、USBコネクタ横の青色LED
が細かく点滅するので、この点滅が終わるまで待つ
 コピーが終わったら、mbed基板中央のリセットを押す
 IDEの右上のターゲットが
LPC1768になっていること
を確認しておく

起動確認
 うまくいくとLCDに表示が
行われる
 すぐ右にあるJoystickを下
に倒していくと、他の表示
が見える
 情報提供ページ

起動確認
 デバイスID
重要。控えておく。また他
の人に見られないように。
 Ethernetの接続状況
うまくDHCPからアドレス
が取得できれば、
Connectedとなる

動作確認
 ガイドのページを開く
https://developer.ibm.com/iot/recipes/arm-mbed/
 Visualizeのところにデバイスidを入力する

QuickStartモードでの動作確認
 デモページが表示され
る
 表示されているポテン
ションメータを動かし
たり、本体を揺すって
加速度センサーに情報
を与えると、リアルタ
イムに情報が表示され
る

Internet of Things Foundation(IOTF)へ
の登録

IOTFへの登録
 現在は、IBM Bluemixと、IBM Cloud Marketplaceが選べ
る
https://internetofthings.ibmcloud.com/dashboard/#/signu
p
 現在のところ、BluemixであればFree planというのがあ
るので開発、テスト用にはこちらを使うと良い
 どちらを使っても、IOTFにおける組織(Organization)
コードが変わるだけなので、プログラミング上は変わり
ない

Bluemixを用いたIOTFへの登録

Bluemixからの登録
 Internet of Things Foundation Starterをカタログから選
ぶ
好きな名前を付けて、
作成をクリック

モノのインターネットを追加
 モノのインターネットを追加
アプリケーションとして前ペー
ジで作ったInternet of Things
Foundation Starterを設定

設定
 ダッシュボード上のモノのインター
ネットをクリック
Connect your devicesを選択

IOTFダッシュボード
 IOTFダッシュボードが表示されるのでDevicesを選ぶ

デバイスをIOTFに追加
Add Devicesをクリック

デバイス設定
好きな名前を付ける(組織内で
一意であれば良い)
mbedのLCDに表示された
device IDを入力

デバイス情報の表示
この部分をメモしておく

IOTF情報のデバイスへの設定
 mbedのIDEからmain.cppを開く
ここにメモしておいた値を指定
する(次ページに設定例)。

設定例
// Configuration values needed to connect to IBM IoT Cloud
#define ORG "quickstart" // org=の値
#define ID "" // id=の値
#define AUTH_TOKEN "" // auth-token=の値
#define TYPE DEFAULT_TYPE_NAME // type=の値

デプロイ
 設定を変更したら、Compileをしてダウンロードされた
binファイルをmbedにコピーしてresetボタンを押す
しばらくすると、IOTFのダッシュボード上のインジ
ケータが緑になりデバイスからイベントが上がってき
ていることが分かる

Node-REDでの動作確認

flow editor
 ボイラープレートで作成しておいたInternet of Things
Foundation Starterをダッシュボードで選び、経路の部
分のURLを開く

flow editor
 Go to your Node-RED flow editorをクリック
 デフォルトでフローができているので、IBM IoT App In
をダブルクリックする

処理イベントの選択
動作確認のため全てを受け取るよ
うにする
設定が終わったら右上のDeployボ
タンをクリックする

デバイスイベントの確認
 デバイスの電源が入っていれば
debugペインにイベントが上
がってくる
 これは一番右にある緑の箱
(debug)が出力している

条件を変更してみる
 中央付近にあるswitchをダ
ブルクリック。これは条件
によってフローを変える部
品
 しきい値を40から30に変更
(現在debugペインに報告さ
れている温度より小さくす
る)

条件を変更してみる
 表示がcriticalに変わったこ
とを確認
 これはswitchの結果が
danger側に変わったことが
原因

IBM Cloud Marketplaceを用いたIOTF
への登録

IOTFへの登録
 IBM Cloud Marketplaceを利用してもIOTFへの登録がで
きる。前章のBluemixからの登録と、どちらを用いても
良い
 https://www.ibm.com/marketplace/cloud/buy-internet-of-
things-foundation/us/en-us にアクセスする
 右上の30 day free trialをクリック

IOTFへの登録
 IBM IDを持っている場合は、IBM ID登
録のメールアドレスで開始する
メールが届くので、中のリンクをクリックして登録を完了する。

IOTFダッシュボード
 再びIOTFのダッシュボードで確認すると、組織が2つに
増えていることが分かる(BluemixもIOTFに登録している
場合)
Bluemixから登録した分
IBM Cloud Marketplace
から登録した分
デバイスの登録等の操作はBluemixの時と同じ

IOTFを用いたアプリケーション開発

IOTFを用いたアプリケーションの作成
 デバイス制御API
デバイスの制御を行う
 履歴イベントAPI
デバイスのイベントを照会する

デバイス制御API

デバイス制御API
 以下のデバイス制御が可能
(https://docs.internetofthings.ibmcloud.com/api/device_m
anagement.html)
 組織の照会
 デバイスリスト
 デバイスタイプごとのリスト
 デバイスタイプのリスト
 デバイスの登録
 デバイスの更新
 登録デバイスの照会
 デバイスの削除

デバイス制御API
 httpsでベーシック認証を行う
 ユーザ、パスワードは、API KeyとAuth Tokenが必要に
なるので取得しておく
(1) API Keysを選び
(2) New API Keyを選
ぶ

デバイス制御API
この2つをメモする。
特にAuth Tokenは、こ
こでメモし忘れると後
から照会できない

デバイス制御API
 httpsなので普通にブラウザを用いて呼び出しできる
例：デバイスの一覧
List Devices
Get a list of all devices in an organization.
Request
GET internetofthings.ibmcloud.com/api/v0001/organizations/org_id/devices
ブラウザで、このURL
にアクセスすれば良い。
この時org_idを自分の
組織idに置き替える

デバイス制御API
デバイスの一覧がJSONで返ってくる
(現在は、ユーザ、パスワードは要求されなかった)

履歴イベントAPI

履歴イベントAPI
 デバイスからのイベントを照会するためのAPI。認証は
デバイス制御APIと同じ。以下が可能。
 全てのイベントの表示
 パラメータの照会
 デバイスタイプによるイベント照会
 あるデバイスのイベント表示
 MQTTだけでなくhttpsでの照会も可能
httpsはポーリングになるのでリアルタイムのイベント把
握には向いていないが、数分ごとの把握で良い場合には
十分

履歴イベントAPI
例：全てのイベントの表示
View all events
View events across all devices registered to the organization
Request
GET internetofthings.ibmcloud.com/api/v0001/historian/org_id
ブラウザで、このURL
にアクセスすれば良い。
この時org_idを自分の
組織idに置き替える

履歴イベントAPI
なお、Cookieを用いることで、表示開始位置を変えることが可能(詳細は、仕様
書を参照 https://docs.internetofthings.ibmcloud.com/api/historical_events.html)

まとめ
 ARM mbedのアプリケーションボードと
IBMIoTClientEthernetExampleを用いると、簡単にIoTア
プリケーションを構築できる
 QuickStartを用いると認証などをスキップして簡単に動
作確認が行える
 IBM Internet of Things Foundationは、クラウドベースの
IoT用のハブであり、現在はBluemixか、IBM Cloud
Marketplaceから登録できる
 IBM Internet of Things FoundationのAPIは、MQTTだけ
でなくhttpsで可能なのでブラウザを用いて簡単に動作確
認できる

今後の予定
 MQTTを用いたIBM Internet of Things Foundationへのア
クセス
 もう少し実用的なIoTアプリケーションの構築例