MVP Community Camp 2015名古屋会場での発表資料です。 IoTのデバイス側を構成するマイコンボードの代表機種を紹介するとともに、.NET Micro Framework対応のマイコンボードによるプログラミング例を紹介します。 デモにつかったプログラムは後日スライドに補足するとともに、GitHubで公開します。

1. IoTの始め方
～.NET Micro Framework編～
＠2015 MVP Community Camp（名古屋会場）
2015/1/31
まどべんよっかいち 青木 宣明 (@kumar0001)

2. 概要
.NET Micro Framework対応マイコン
ボードとMicrosoft Azureを使ったIoTの
始め方を紹介します
内容
• マイコンボードの種類、できること
• .NET Micro Frameworkの開発環境
• プログラミング例
センサーの読み取り
.NET MFとAzure Mobile Serviceとの連携

3. IoTの構成要素
IoT～Intenet of Things～モノのネットワーク

4. de:code 2014
“DE-003
Internet Of Things を Windows プラットフォームで実践”より
IoT～デバイスとクラウド

5. デバイスの要素
マイコンボード
環境センサ
GPS
サーボ
通信

6. デバイスの構成
マイコンボード
環境センサ
GPS
スマートフォン
独立したデバイス スマートデバイス
＋マイコンの補助
マイコンボード
＋Bluetooth
環境センサ
今回はここを 第10回まどべん

7. マイコンボードの代表例
mbed .NET Micro Framework Arduino
Raspberry Pi Intel Edision
NXP LPC1768 Netduino Plus 2 Arduino UNO R3
Raspberry Pi B+ Intel Edision

8. .NET Micro Framework
• 組み込み向け.NET
Framework
• ARM, SH, x86などに
対応
• 256KB Flash ROM,
64KB RAMの小さな環
境向け
• 言語はC#, VB.NET
• オープンソースとし
て開発
• http://netmf.codeplex.com/

9. .NET Gadgeteer
• GHI Electronics社の
マイコンボード
• ガジェッターソケッ
トを備えたタイプ
• Arduinoシールド互換
のタイプ
• mbed NXP LPC1768の
ようなDIPタイプ
• 購入先
• http://tinyclr.jp/
FEZ Spider
FEZ Cerb40
FEZ Cerbuino Net

10. .NET Gadgeteer情報源
MSDNブログ
• 「デバイスとITの架け橋」
http://blogs.msdn.com/b/hirosho/
学習サイト
• Internet of Things キット ハンズオン ト
レーニング
http://ms-iotkithol-jp.github.io/

11. Netduino
• オープンソースの
マイコンボード
• Arduinoシールド互換
• 購入先
• スイッチサイエンス
• 若松通商
• など
Netduino Plus 2

12. mbed
ARM社が提供する組み込み機器のプロ
トタイプ開発環境
• ワンボードマイコン
OSはない
• オンラインコンパイラ
Webブラウザでコード作成、バージョン管理
からコンパイルまで実行できる
豊富なライブラリ、サンプル
開発言語はC/C++
• オフラインコンパイル環境も

13. mbedの種類
http://developer.mbed.org/platforms/

14. Edison
Intelが2014年9月に発売した超小型
コンピュータ
• Atomプロセッサ搭載
• OSはLinux
公式のYocto Linux 1.6や、Debianなど
• Wi-Fi, Bluetooth 2.1/LE搭載
• 開発言語は C/C++, Python, node.js
monoも利用可能（検証中）
• リモートデバッグが可能な開発環境
C/C++はEclipseベースのIDE

15. Edisonのボード
Intel Edison Board for Arduino
Intel Edison Breakout Board
秋月電子通商 Edison 2.54mm
ピッチ変換基板

16. マイコンボードの選択
基本的な使い方は同じ
• 外部入出力(GPIO, I2C, SPI, Analog, PWM, …)
• クラウドへのアクセス(REST, JSON, …)
など
マイコンボード間の差異
• 価格
• 搭載機能
• OS搭載 vs OS非搭載
• 開発言語(C/C++, C#, Python, node.js, …)
• 開発のしやすさ
mbed: ライブラリの公開・利用、Wikiでの情報共有の
仕組み
.NET MF: NuGetでのパッケージ公開・利用

17. .NET Micro Framework
での開発例

18. Netduino Plus 2
1× I2C
14×デジタルI/O
UART,PWM,SPI兼用
6×アナログI/O電源micro SD
DC IN
7.5V-9V
イーサネット
(10Mbps)
micro USB
コード領域 384KB
RAM 100KB
リセットボタン
OR
GPIO入力

19. 入出力端子
GPIO
• General Purpose Input/Output
汎用入出力
• 0 / 1の入出力
スイッチとかLEDの点灯などに使える

20. 入出力について
I2C (Inter-Integrated Circuit)
• 同期式の２線式のシリアル通信I/F
シリアルデータ信号SDA
シリアルクロック信号SCL
• 複数のデバイスがバス接続される
アドレスで区別される
• 転送モード
標準モード(最大100kbps)
ファースト・モード(最大400kbps)
高速モード(最大3.4Mbps)
GND SDA SCL GND SDA SCL
デバイス1 デバイス2

21. 部品などの配線
• ブレッドボード
• リード線やピンを穴
に挿して配線する
• 両側の各列が導通
（青色）
• 電源・GNDは横方向
に導通（赤色）
• はんだ付けせずに
配線を試せる

22. 配線例

23. プログラム開発
開発環境
SDK
デモ

24. 開発環境
Visual Studio 2013
• .NET Micro Framework v4.3 (QFE2-
RTM)からVS2013を正式にサポート！
• サポートされるバージョン
VS2013 Pro/Ult/Express
VS2012 Pro/Ult/Express
VS2014 CTP2～（実験的）

25. SDKのインストール
.NET Micro Framework v4.3 (QFE2-RTM)
• http://netmf.codeplex.com/releases/view/611040
• SDK同梱のVisual Studio拡張も導入する
Netduino 4.3.1 SDK
• http://www.netduino.com/downloads/netduinosdk_NE
TMF43.exe
Netduino Plus 2 Firmware v4.3.1
• http://forums.netduino.com/index.php?/topic/10479-
netduino-plus-2-firmware-v431/

26. .NET Micro Framework
2015/1/26
v4.3 QFE2 RTMがリリース

27. ファームウエアアップデート
MFDeploy
MACアドレス
DNSサーバアドレス
設定すること
ファームウェア実施後に

28. デモ
GPIO (Lチカ)
I2C
クラウドとのHTTP通信
Azure Survice Bus
シリアル通信・アナログ入力・PWM
SDカード
今日はここまで

29. プログラムの例①
GPIO - Lチカ
• 0 / 1の入出力
スイッチとかLEDの点灯などに使える
• 基本は以下の3点
① ポートの入出力に合わせて
InputPort/OutputPortを生成
② ポートを読み書きする

30. プログラムの例②
• I2C
• ADT7410(温度セン
サー)での計測
• 処理の流れ
① 設定情報の初期化
② I2Cの初期化 (アド
レスを指定)
③ 読み込む位置を指
定
④ 値の入力 (サイズは
配列長で指定)

31. プログラムの例②
Mobile Serviceへのアップロード
① POSTでJSONを送信する
② Microsoft.Azure.Zumo.MicroFramewo
rkを利用
Windows Azure Mobile Servicesクライアン
トを.NET MFへ非公式に移植したもの
データのEntityクラスを定義
モバイルサービスクライアントを使ってCRUD
を実行する
“400 Bad Request”が発生するため調査中…

32. まとめ

33. まとめ
.NET Micro Frameworkでのデバイス作成
• GPIO/I2C/UARTなどの外部入出力は他のマイコンと
同じ
開発環境・言語
• Visual Studio 2013が使える
• C#のこれまでのノウハウを使える
• NuGetでライブラリが使える

34. 今後の課題
サービスバスを使ったデータ登録
• 頻度、測定箇所が増えた場合への対応
検証から本番への移行
• 外に持ち出して使えるように基板、電源、通信方法を検討