第2回３Gシールド・アイデア・コンテスト&カンファレンス用資料

1. Rubyを用いた
マイコンプログラムの
遠隔書き換えシステム
ルアリダワークス
山本
和歌山県立 海南高校
瀧本、筈谷、若勇、和田、岸田

2. 2
システム概要
基板はArduino Pro Miniとピン互換、
GR-SAKURAと機能互換となっています。
GR-SAKURA互換基板として使用する
には、GR-SAKURAファームを書き込む
必要があります。
マイコンには、mrubyが実装されて
おり、Serial 1を使って3Gシールドと
やり取りができるRubyのクラスが
用意されています。

3. 3
プログラム書き換えの仕組み
インターネット上のサーバにapacheなどを
入れておき、http/httpsでプログラムが取得
できるようにしておく。
インターネット・クラウド
DropBoxファイル
公開サーバ上ファイル
mrubyボードには、httpを用いて指定ファイルが取得
できるrubyクラスが実装されている。
下記のサイトからのファイル取得が可能なこと
が確認できている。
・DropBox (httpsによる取得)
・Yahoo ジオシティーズ (httpによる取得)
実行中のプログラム
自分自身を終了させて、
ダウンロードしたプログラムを呼び出す
ダウンロードしたプログラム ダウンロードしたプログラム
の呼び出し
ダウンロードしたプログ
ラムの実行

4. 4
プログラム書き換えの仕組み
mrubyは、
バイトコードをロードし直せば、
動作プログラムを切り替えられる。

5. 5
実装クラス・メソッド一覧
カーネルクラス
pinMode(pin,mode)
digitalRead(pin)
digitalWrite(pin,value)
analogRead(number)
pwm(pin,value)
pwmHz(value)
analogDac(value)
delay(value)
millis()
led(sw)
システムクラス
Sys.exit()
Sys.setrun(filename)
Sys.version(r)
Sys.push(address,buf,length)
Sys.pop(address,length)
Sys.fileload()
ファイルクラス
Mem.open(number,filename,mode)
Mem.close(number)
Mem.read(number)
Mem.write(number,buf,len)
Mem.seek(number,byte)
シリアルクラス
Serial.begin(num,bps)
Serial.setDefault(num)
Serial.print(number,string)
Serial.println(number,string)
Serial.read(number)
Serial.write(number,buf,len)
Serial.available(number)
I2Cクラス
I2c.sdascl(sda,scl)
I2c.write(id,address,data)
I2c.read(id,addressL,addressH)
I2c.begin(id)
I2c.lwrite(address)
I2c.end()
I2c.request(id,n)
I2c.lread()
I2c.freq(Hz)
ネットワーククラス
Net.begin(setBaurate[,oldBaurate])
Net.date()
Net.time()
Net.lat([timeout])
Net.lng([timeout])
Net.getmrb(server,path,port[,ssl])
Net.restart()
Net.shutdown()
Net.httpget(server,path,port[,ssl])
Net.httppost(server,path,port,header,body[,ssl])

6. 6
rubyプログラム
while(true)do
#http://www.geocities.jp/cansatkainan01/からプログラムをダウンロードする
x = Net.getmrb("www.geocities.jp","/cansatkainan01/sensor-a.mrb",80)
#x=0だったら取得に成功している
if(x == 0)then
#sensor-a.mrbの実行セット
Sys.setrun("sensor-a.mrb")
delay(100) #100ms待つ
#"Success load sensor-a.mrb #cansatkainan"とツイートする
mes = "Success load sensor-a.mrb #cansatkainan"
res = Net.httppost("arduino-tweet.appspot.com","update",80,"",@Token + mes)
#今走っているプログラムを終了させる
Sys.exit()
end
@Dat = Net.date()
@Tim = Net.time()
@Lat = Net.lat(60000)
@Lng = Net.lng(60000)
#間隔待ち。予定の時間になるまで待っている
while(millis() < @ToTime)do
#ファイルローダーを呼び出すべきか調べる
fileloader()
delay(1) #1ms待ちます
End
#次の動作時間をセットする
nextTime()
#LEDを点滅させる
led(@Sw)
@Sw = 1 - @Sw
end
geocitiesからrubyプログラムをダウンロードするプログラム例です。
mrbファイル名を指定して
ダウンロードしている
ダウンロード成功の場合
そのmrbファイルが
次に実行されるファイル
として登録される
Http POSTを利用して
tweetしている
exit()によりプログラムを
終了させると
登録されたmrbファイルが
実行される

7. 7
今後の目標
クラウドサーバークラウドサーバー
O S
RubyVM / JVM
Rails / JAX-RS
プログラムを書いている
H/W
RT(C) Framework
プログラム
mRVM(C)
通信
JAX-RS
JVM
組み込みプログラマを増やす

8. 8
今後の目標
クラウドサーバークラウドサーバー
クラウド分散
デバイス側の処理負荷を
クラウドに持って行く！
CloudManegeCloudManegeクラスとクラスと
ChannelChannelクラスの実装クラスの実装
binary

9. 9
実際の使用例
和歌山県立海南高校が製作した
疑似人工衛星
キャリアの
パラシュート
パラシュート
ロケット用
キャリア
キャリア開閉
機構回路
疑似人工衛星をロ
ケットに搭載するた
め、キャリアに詰め
ている様子

10. 10
実際の使用例
疑似人工衛星を搭載したロケット
Bluetooth通信とインターネット通信は、既に動作して
いる

11. 11
実際の使用例
JAXA能代ロケット実験場での
打ち上げの様子ロケット
400m程度上
昇し、疑似人
工衛星の入っ
たキャリアが
放出される。

12. 缶サット甲子園出場

13. 13
挑戦したミッション
はやぶさが行ったような遠隔操作での
プログラムの書き換え

14. 14
製作した衛星
RubyボードA
RubyボードB
3Gシールド
加速度&ジャイロ
センサA
加速度&ジャイロ
センサB
温度&気圧センサ 衝撃吸収用クッション
ログ用SDメモリ
X2
バッテリと
bluetooth基板
は取り外し中
ネットワークアクセス用(A)とセンサ制御用(B)の２枚のボードを搭載

15. ここは動画です

16. 16
お わ り
ご清聴ありがとうございました