mangOH Red

製品概要

mangOH™ Redは、低消費電力のモノのインターネット（IoT）プラットフォームであり、バッテリ電源で最大10年間動作します。mangoh.ioでは、次のように説明されています。

• クレジットカードサイズのフォームファクタで、概念実証の迅速な構築に理想的。
• スナップインソケットにより、任意のCF3™互換モジュールの追加が可能。ワイヤレスモジュール（2G～4GおよびLTE-M/NB-IoT）を使用すると最大10年間のバッテリ駆動が可能（この記事で使用したCF3モジュールは、WP8548_1103113（DigiKey品番1645-1022-1-ND）でした）。
• IoT拡張カードスロットには、IoT拡張カードのオープン標準に基づくあらゆるテクノロジのプラグインが可能。
• 内蔵のSierra WirelessスマートSIMに最大100MB（リージョンによる）のフリーデータを保持でき、市販のあらゆるSIMと併用が可能。
• AirVantage IoTプラットフォームと統合されており、クラウドでのソリューションの作成、展開、管理が可能。
• 内蔵のWi-Fi b/g/nとBluetooth 4.2 BLEおよびCortex-M4により、I/Oへのリアルタイムアクセスが可能。
• 加速度センサ/ジャイロスコープ、圧力および光センサを内蔵、26ピンRaspberry Pi対応コネクタ（このコネクタケーブルは、DigiKey品番1597-1065-NDです）。

  （画像提供：Talon Communications Inc.）

  同梱されていたもの

  箱の中には、以下のアイテムが入っていました。

  • mangOH Red
  • CF3モジュール（我々のは、WP8548_1103113）
  • マイクロUSBケーブル
  • アンテナ × 2（1本はメイン用、もう1本は全地球航法衛星システム（GNSS）用）
  • 初期データの割り当て済みのSierra WirelessマイクロSIMカード

  ハードウェアのセットアップ

  セットアップ手順については、mangOH Redユーザーおよびセットアップガイドに従ってください。

  mangOH Redには、2つのマイクロUSBポートがあります。

  ハードウェアのセットアップは簡単です。マイクロUSBをmangOHに繋いでコンピュータに接続します。アンテナを接続し、SIMカードをmangOHの背面スロットに差し込みます。次の図は、mangOH Red開発者ガイドから抜粋したハードウェアアーキテクチャ図です。

  （画像提供：Talon Communications Inc.）

  Raspberry Piコネクタ

  リボンケーブルコネクタのDigiKey品番は1597-1065-NDです。下の画像は、Raspberry Pi（Raspberry Piのピン配置図では、MangOH Redが使用しないピンは網掛けされています）とMangOH Redのピン配置図を示しています。接続は、ピン1〜ピン1、ピン2〜ピン2、以下同様のようになります。

  （画像提供：pinout.xyz）

  （画像提供：Talon Communications Inc.）

  ソフトウェアのセットアップ

  ソフトウェアのセットアップは少し面倒でした。このデバイスを使って作業を始めるときは、mangOHの最終製品には3つのエンティティが絡んでいることに十分注意してください。mangOH Redはボード本体です。Sierra Wirelessは、CF3モジュールのメーカーであると同時に、mangOHからのデータを格納するIoT CloudであるAirVantageの所有者でもあります。また、Legatoは、Linuxベースのコマンドラインインターフェース（CLI）ですが、mangOHとの接続に使用されます。これらそれぞれについてと、そのフォーラムへのアクセスの仕方をこれから順に説明します。

  最初に閲覧するウェブサイトは、Getting Started with mangOH（mangOHのスタートアップ）のページです。ここでは、WindowsかLinuxのどちらかのオペレーティングシステムを選択できます（Mac OSも同様ですが、後述します）。どちらのOSを選んでも、Windows上の仮想マシン（Oracle VirtualBox）またはLinux上のLegato開発用アドオンのいずれかを使用して、Legato CLIを組み込む必要があります。Windows用セットアップマニュアルとLinux用セットアップマニュアルは、マシンのセットアップ時の重要な情報であり、ここではその内容は繰り返しません。

  64ビットのLinuxマシンを使用している場合は、Linuxセットアップマニュアルの16ページの項目6に注意してください。

  Windows、Linux、Mac OSで使用できるDeveloper Studioもダウンロードする必要があります。Sierra Wirelessのウェブサイトによると、「Developer Studioは、Legato Application Framework用のSierra Wireless IDE（統合開発環境）」ということです。つまり、自分でアプリを作成するには2つの選択肢があります。ベーシックなテキストベースのプログラムを使用するか、それともGUIベースのDeveloper Studioを使用して、ファイル/フォルダ作成の一部をオートで行うかです。私は各OS用のDeveloper Studioをダウンロードしてみましたが、唯一問題があったのはMac OS用のJava 8でした。Java 8の標準インストールでは、何らかの理由でDeveloper Studioが動作しなかったので、OracleのサイトからJava SE Development Kit 8u151をダウンロードし、これをインストールしました。

  サンプルアプリとファイル構造

  mangOHをセットアップしたら、手始めに行くべきは、Legato on Githubのサイトです。ここでLegatoフォルダをダウンロードするか、クローンを作成します。Githubでダウンロードしたサンプルについては、Legatoのサンプルアプリの説明を参照してください。Legatoサンプルアプリのウェブサイトは、素晴らしい「ノウハウ」の宝庫です。

  ファイル構造にも注意を払ってください。各アプリケーションには、次のようなディレクトリ/ファイル構造があります。

  

  アプリケーションによっては、ファイル構造には.APIファイルや.hファイルも含まれています。プログラミングに関しては、コアは.cファイルで、他のファイルはアプリケーション作成のためのコンパイル手順です。

  例：GNSS位置テキストアプリ

  mangOH Redに何ができるかをよく示しているサンプルアプリケーションは、mangOH Redの連動機能をユーザーにテキストで表示するアプリです。ファイル構造は上記のとおりです。

  textLoc.cファイルのコードは以下のとおりです。Randall Restle氏の新製品発見をチェックするには、ここをクリックしてください。ここでは、同氏が初めてmangOH Redを紹介しています。

  コピー
  textLoc.c
      //--------------------------------------------------------------------------------------------------
  /** @file textLoc.c
  *
  * This app illustrates a sample usage of ultra low power mode API. This app reads the current gps
  * location and then sends it as a text message to a destination cell phone number. Once the text
  * message has been sent, the device enters ultra low power mode. The device will wake up from
  * ultra low power mode after a configurable delay.
  *
  * @note This app expects destination cell number to be specified in environment variable section
  * of adef file. If nothing specified in environment variable, it will send message to a default
  * non-existent phone number.
  *
  * Copyright (C) Sierra Wireless Inc.
  */
  //--------------------------------------------------------------------------------------------------
  
  #include "legato.h"
  /* IPC APIs */
  #include "interfaces.h"
  
  //--------------------------------------------------------------------------------------------------
  /**
  * GPS timeout interval in minutes
  *
  * @note Please change this timeout value as needed.
  */
  //--------------------------------------------------------------------------------------------------
  #define GPSTIMEOUT 15
  
  //--------------------------------------------------------------------------------------------------
  /**
  * Default phone number to send location information.
  *
  * @note This is a non-existent phone number (ref:
  * https://en.wikipedia.org/wiki/Fictitious_telephone_number).
  */
  //--------------------------------------------------------------------------------------------------
  #define DEFAULT_PHONE_NO "8005550101"
  
  //--------------------------------------------------------------------------------------------------
  /**
  * Timer interval(in seconds) to exit from shutdown/ultralow-power state.
  *
  * @note Please change this interval as needed.
  */
  //--------------------------------------------------------------------------------------------------
  #define ULPM_EXIT_INTERVAL 30
  
  //--------------------------------------------------------------------------------------------------
  /**
  * Gpio used to exit from shutdown/ultralow-power state.
  *
  * @note Please change gpio number as needed.
  */
  //--------------------------------------------------------------------------------------------------
  #define WAKEUP_GPIO_NUM 38
  
  //--------------------------------------------------------------------------------------------------
  /**
  * Pointer to the null terminated string containing the destination phone number.
  */
  //--------------------------------------------------------------------------------------------------
  static const char *DestPhoneNumberPtr;
  
  //--------------------------------------------------------------------------------------------------
  /**
  * Attempts to use the GPS to find the current latitude, longitude and horizontal accuracy within
  * the given timeout constraints.
  *
  * @return
  * - LE_OK on success
  * - LE_UNAVAILABLE if positioning services are unavailable
  * - LE_TIMEOUT if the timeout expires before successfully acquiring the location
  *
  * @note
  * Blocks until the location has been identified or the timeout has occurred.
  */
  //--------------------------------------------------------------------------------------------------
  static le_result_t GetCurrentLocation(
  int32_t *latitudePtr, ///< [OUT] latitude of device - set to NULL if not needed
  int32_t *longitudePtr, ///< [OUT] longitude of device - set to NULL if not needed
  int32_t *horizontalAccuracyPtr, ///< [OUT] horizontal accuracy of device - set to NULL if not
  ///< needed
  uint32_t timeoutInSeconds ///< [IN] duration to attempt to acquire location data before
  ///< giving up. A value of 0 means there is no timeout.
  )
  {
  le_posCtrl_ActivationRef_t posCtrlRef = le_posCtrl_Request();
  if (!posCtrlRef)
  {
  LE_ERROR("Can't activate the Positioning service");
  return LE_UNAVAILABLE;
  }
  
  le_result_t result;
  const time_t startTime = time(NULL);
  LE_INFO("Checking GPS position");
  while (true)
  {
  result = le_pos_Get2DLocation(latitudePtr, longitudePtr, horizontalAccuracyPtr);
  if (result == LE_OK)
  {
  break;
  }
  else if (
  (timeoutInSeconds != 0) &&
  (difftime(time(NULL), startTime) > (double)timeoutInSeconds))
  {
  result = LE_TIMEOUT;
  break;
  }
  else
  {
  // Sleep for one second before requesting the location again.
  sleep(1);
  }
  }
  
  le_posCtrl_Release(posCtrlRef);
  
  return result;
  }
  
  //--------------------------------------------------------------------------------------------------
  /**
  * Sends an SMS text message to the given destination with the given message content.
  *
  * @return
  * - LE_OK on success
  * - LE_FAULT on failure
  */
  //--------------------------------------------------------------------------------------------------
  static le_result_t SendTextMessage(
  const char *destinationNumberPtr, ///< [IN] Phone number to send the text message to as ASCII
  ///< values
  const char *messageBodyPtr ///< [IN] Text message body content
  )
  {
  le_result_t result = LE_OK;
  LE_INFO("Sending SMS");
  
  le_sms_MsgRef_t sms = le_sms_Create();
  
  if (le_sms_SetDestination(sms, destinationNumberPtr) != LE_OK)
  {
  result = LE_FAULT;
  LE_ERROR("Could not set destination phone number");
  goto sms_done;
  }
  
  if (le_sms_SetText(sms, messageBodyPtr) != LE_OK)
  {
  result = LE_FAULT;
  LE_ERROR("Could not set text message body");
  goto sms_done;
  }
  
  if (le_sms_Send(sms) != LE_OK)
  {
  result = LE_FAULT;
  LE_ERROR("Could not send SMS message");
  goto sms_done;
  }
  
  LE_INFO("SMS Message sent");
  
  sms_done:
  le_sms_Delete(sms);
  return result;
  }
  
  //--------------------------------------------------------------------------------------------------
  /**
  * Send the device location as a text message
  *
  * Attempts to send an SMS text message containing the current device location to the destination
  * phone number.
  *
  * @note
  * No failure notification is provided if location services or SMS send are unsuccessful.
  */
  //--------------------------------------------------------------------------------------------------
  static void SendSmsCurrentLocation(
  void
  )
  {
  char smsBody[LE_SMS_TEXT_MAX_LEN];
  int32_t latitude;
  int32_t longitude;
  int32_t horizontalAccuracy;
  
  const le_result_t result =
  GetCurrentLocation(&latitude, &longitude, &horizontalAccuracy, GPSTIMEOUT * 60);
  if (result == LE_OK)
  {
  snprintf(smsBody, sizeof(smsBody), "Loc:%d,%d", latitude, longitude);
  }
  else
  {
  strncpy(smsBody, "Loc:unknown", sizeof(smsBody));
  }
  SendTextMessage(DestPhoneNumberPtr, smsBody);
  }
  
  //--------------------------------------------------------------------------------------------------
  /**
  * Configure the boot source and shutdown MDM.
  */
  //--------------------------------------------------------------------------------------------------
  static void CfgShutDown
  (
  void
  )
  {
  // Boot after specified interval.
  if (le_ulpm_BootOnTimer(ULPM_EXIT_INTERVAL) != LE_OK)
  {
  LE_ERROR("Can't set timer as boot source");
  return;
  }
  
  // Boot on gpio. Please note this is platform dependent, change it when needed.
  if (le_ulpm_BootOnGpio(WAKEUP_GPIO_NUM, LE_ULPM_GPIO_LOW) != LE_OK)
  {
  LE_ERROR("Can't set gpio: %d as boot source", WAKEUP_GPIO_NUM);
  return;
  }
  
  // Initiate shutdown.
  if (le_ulpm_ShutDown() != LE_OK)
  {
  LE_ERROR("Can't initiate shutdown.");
  }
  }
  
  //--------------------------------------------------------------------------------------------------
  /**
  * Callback function to handle change of network registration state.
  */
  //--------------------------------------------------------------------------------------------------
  static void RegistrationStateHandler
  (
  le_mrc_NetRegState_t state, ///< [IN] Network registration state.
  void *contextPtr ///< [IN] Context pointer.
  )
  {
  switch(state)
  {
  case LE_MRC_REG_HOME:
  case LE_MRC_REG_ROAMING:
  LE_INFO("Registered");
  SendSmsCurrentLocation();
  LE_INFO("Now configure boot source and shutdown MDM");
  CfgShutDown();
  break;
  case LE_MRC_REG_SEARCHING:
  LE_INFO("Searching...");
  break;
  case LE_MRC_REG_NONE:
  LE_INFO("Not registered");
  break;
  case LE_MRC_REG_DENIED:
  LE_ERROR("Registration denied");
  break;
  case LE_MRC_REG_UNKNOWN:
  LE_ERROR("Unknown registration state");
  break;
  }
  }
  
  //--------------------------------------------------------------------------------------------------
  /**
  * Simulate entry into the current NetReg state by calling RegistrationStateHandler
  *
  * RegistrationStateHandler will only be notified of state change events. This function exists to
  * simulate the change into the current state.
  */
  //--------------------------------------------------------------------------------------------------
  static void SimulateNetRegStateChangeToCurrentState(
  void *ignoredParam1, ///< Only exists to allow this function to conform to the
  ///< le_event_DeferredFunc_t declaration
  void *ignoredParam2 ///< Only exists to allow this function to conform to the
  ///< le_event_DeferredFunc_t declaration
  )
  {
  le_mrc_NetRegState_t currentNetRegState;
  LE_FATAL_IF(le_mrc_GetNetRegState(¤tNetRegState) != LE_OK, "Couldn't get NetRegState");
  RegistrationStateHandler(currentNetRegState, NULL);
  }
  
  //--------------------------------------------------------------------------------------------------
  /**
  * Get the destination phone number.
  **/
  //--------------------------------------------------------------------------------------------------
  static void GetDestinationCellNo
  (
  void
  )
  {
  DestPhoneNumberPtr = getenv("DEST_CELL_NO");
  if (!DestPhoneNumberPtr)
  {
  LE_WARN(
  "No destination cell number is specified. Using a default non-existent number");
  DestPhoneNumberPtr = DEFAULT_PHONE_NO;
  }
  
  LE_INFO("Destination phone number = %s", DestPhoneNumberPtr);
  }
  
  
  COMPONENT_INIT
  {
  char version[LE_ULPM_MAX_VERS_LEN + 1];
  
  LE_INFO("TextLoc started");
  
  // Get ultra low power manager firmware version
  LE_FATAL_IF(
  le_ulpm_GetFirmwareVersion(version, sizeof(version)) != LE_OK,
  "Failed to get ultra low power firmware version");
  LE_INFO("Ultra Low Power Manager Firmware version: %s", version);
  
  // Now check whether boot was due to timer expiry.
  if (le_bootReason_WasTimer())
  {
  LE_INFO("Booted from timer, not sending another text message.");
  }
  else if (le_bootReason_WasGpio(WAKEUP_GPIO_NUM))
  {
  LE_INFO("Booted from GPIO, not sending another text message.");
  }
  else
  {
  // Get the destination phone number
  GetDestinationCellNo();
  
  // Register a callback handler for network registration state.
  le_mrc_AddNetRegStateEventHandler(
  (le_mrc_NetRegStateHandlerFunc_t)RegistrationStateHandler, NULL);
  le_event_QueueFunction(&SimulateNetRegStateChangeToCurrentState, NULL, NULL);
  }
  }
  The textLoc.adef file is:
  textLoc.adef  
  sandboxed: false
  
  version: 1.0.0
  maxFileSystemBytes: 512K
  
  executables:
  {
  textloc = ( textLocComponent )
  }
  
  processes:
  {
  envVars:
  {
  LE_LOG_LEVEL = DEBUG
  // This is a non-existent fictitious phone number. Change it to a valid phone number.
  DEST_CELL_NO = 8005550101
  }
  run:
  {
  ( textloc )
  }
  maxCoreDumpFileBytes: 512K
  maxFileBytes: 512K
  }
  
  bindings:
  {
  textloc.textLocComponent.le_mrc -> modemService.le_mrc
  textloc.textLocComponent.le_posCtrl -> positioningService.le_posCtrl
  textloc.textLocComponent.le_pos -> positioningService.le_pos
  textloc.textLocComponent.le_sms -> modemService.le_sms
  textloc.textLocComponent.le_ulpm -> powerMgr.le_ulpm
  textloc.textLocComponent.le_bootReason -> powerMgr.le_bootReason
  }
  
  The Component.cdef:
  Component.cdef  
  requires:
  {
  api:
  {
  modemServices/le_mrc.api
  modemServices/le_sms.api
  positioning/le_posCtrl.api
  positioning/le_pos.api
  le_ulpm.api
  le_bootReason.api
  }
  }
  
  sources:
  {
  textLoc.c
  }
  Makefile:
  Makefile  
  TARGETS := $(MAKECMDGOALS)
  
  .PHONY: all $(TARGETS)
  all: $(TARGETS)
  
  $(TARGETS):
  mkapp -v -t $@ \
  textLoc.adef
  
  clean:
  rm -rf _build_* *.update