Koshianを使って開発をするとき、Konashi 2.0とかに載せたりして、JavaScript/Objective-Cで開発をすると思うけど、搭載されているBroadcomのWICED SMART SIP BCM20737Sを直接使って開発も出来る。GPIO/I2Cとかが使えて、Bluetoothのサービス・キャラクタリスティックをサクサクと追加して簡単に使える。なにより、このサイズ・薄さでCortex M3, BLE(アンテナ付き)が使えるのは嬉しい。もちろんKonashi互換でJS/Objective-Cも使えて単品で1,000円くらいだし、コスパもめちゃ良い。

こんな感じでとりあえずはLチカこと、LEDの点滅回数をiPhoneからいじる物を作ってみる手順。KoshianとWICEDでの事例がググっても日本語の情報がサッパリ無いから参考までに。
基本的にはこのページにある、Getting Startedを見れば出来ると思うけど、少し詳細に書いてみる。

こんな感じの物をサクっと作ってみる感じ。入力した値分だけチカチカする。

(注)以下はBroadcom謹製のWICED SDKのCで直撃でアプリ&ファームを書く手順です。Konashiのファームに上書きしてすると戻れなくなる。直接書いても関係無いけどね(w)、とか単体で動かしたいぜ!!みたいな方にオススメです。Konashi上でまずはモックとして動かす場合は、JS/Objective-Cで書いた方が良いと思いまーす。

1. KoshianのDebug端子にハンダづけ
こっちに書いてあるみたいに、RX/TX/VCC/GNDの4カ所をはんだ付けする。接続先は自分の場合は、Sparkfunの3.3V FTDIを使っている。

2. WICEDをインストール
Broadcomのサイトにユーザ登録して、ここからWICED-Smart-SDK-2.2-IDE-Installerをダウンロードしてくる。Windows/Macでそれぞれ環境に合わせてね。インストールが終わったら立ち上げ。

3. Eclipseで開発の前にUARTの設定
立ち上げてみると分かると思うけど、ぶっちゃけEclipseそのまんま。右の緑のポチポチ(Make Target)が、左のアプリのソース(Project Explorer)と関連している。真ん中はもちろんエディタ。んで、最初にMakefileを読むとオプションが色々と書いてあるけど、自分の場合は[WICED-Smart-SDK]->[Properties]->[Build]にあるBuild commandに”UART=/dev/tty.usbserial-AD01U3Y8″を追加している。

これは書いたアプリをUART経由でUSBでの書き先の指定で、指定しなくても何気に勝手に見つけてくれる。ただ、一応書いておいた方が良さげ。Windowsの場合はCOM12とかって感じで。

KoshianとUARTを接続して、右ダイアログの緑なMake Tragetの中から適当にダブルクリックするとアプリがBCM20737Sに書き込まれる。実験で何か適当に選んでやって、iPhoneとかから接続してみると良いかも。otaアップデート(Over the Air:無線経由でのファームアップ)とかは、[WICED-Smart-SDK]->[Apps]->[ota_firmware_upgrade]->[peerapps]->[Windows]以下にWindows向けのexeがあるから、PCにBluetoothドングルを挿して書き込むアプリを指定するとotaアップデートも出来ちゃったりした。

ちなみに、自分はiPhone6からKoshianに接続する時はLightBlue Beanってアプリを使っている。元々はLightBlue Bean向けのだけど、これが便利でなかなか良い。

4. Lチカ作ってみるぽ
Lチカ用のアプリを作ってみる。まぁ、割と簡単に出来ちゃったりする。UIで適当にポチポチやって、”generate code”ボタンで最初の簡単なスケルトンを用意してくれて、あとは書き足すだけ。めちゃ簡単、ほぼノリで行ける。

まずは、[File]->[New]->[WICED Smart Designer]をポチル

次に、適当にプロジェクト名を付ける。ここでは適当にledと。

んで次はKoshianの設定。とりあえず、LEDの所にポチっとチェックボクスを入れてあげる。

次は、Characteristicの設定。下のタブから”Characteristic”を選んで、”Add Service”から”Vender Specific Service”を選んで＋ボタンを押すとこんな感じに。Service Nameは適当に”led blink”って変えている。

Servicesの所で、led blinkを選ぶと画面の下に”Add Optional Characteristic”のセレクトボックスが出て来るから、”Vender Specific Characteristic”を選んで＋ボタンを押すとこんな感じに。
とりあえず、Size(bytes)の所が0になっているから、1に変更。

そして次は、”Properties”のタブをポチって、”Write”のチェックボックスをオンにする。このSize(bytes)を1にして書き込みプロパティを付けるのは、KoshianにiPhoneから接続してLEDをチカチカさせる回数を書き込む先として、1byte分の回数(max255)を確保している。

そして最後に下にある”Generate Code”ボタンを押すとコードが生成される。画面の右の緑な所にも、ビルドターゲットで”led-BCM92073TAG_Q32 download”が追加されている。これをポチルと書き込まれる訳だけど、その前にLEDをチカチカさせるコードをちょいと追加する。

まずは、led_db.c のこの部分。P0をLEDに割り当てるように書き換える。

const BLE_PROFILE_GPIO_CFG led_gpio_cfg =
{
    {
        GPIO_PIN_WP, 
        0,            // 
次は led.c のこの部分。BCM20737SのNVRAMに書き込む前に、iPhoneから送信された値を保存してLEDをチカチカさせる。
    ble_trace1("write_handler: handle %04x", handle);

    changed = __write_handler(handle, len, attrPtr);

    // この部分
    if ((len == 1) && (handle == HDLC_LED_BLINK_LED_VALUE)) {
    	led_hostinfo.generated.led_blink_led_client_configuration = attrPtr[0];
    	if (led_hostinfo.generated.led_blink_led_client_configuration != 0)
    	{
    	    bleprofile_LEDBlink(250, 250, led_hostinfo.generated.led_blink_led_client_configuration);
    	}
    }
    // 

    // Save update to NVRAM if it has been changed.
    if (changed)
    {
		writtenbyte = bleprofile_WriteNVRAM(VS_BLE_HOST_LIST, sizeof(led_hostinfo), (UINT8 *)&led_hostinfo);
　　・・・・・・

これで終わりで、Koshianに書き込んでLEDをブレッドボードに上手い具合に挿してチカチカー。端子はここのGetting Startに書いてある感じで、9の端子がアノード、1がカソード(GND)で上手くKoshianをブレッドボードの上に置いて、LEDでキュッと挟むようにすると上手く固定されると思われ。
KoshianのVCC/GNDにコイン電池を付けて動かすも良し、センサーを繋げるのも良いし、ビーコン端末にするのも良し、このサイズ感を保ったまたファームというかアプリを書ける。

まぁ...Eclipse使いは多いと思うから、ぶっちゃけノリで行けると思われ。あとDocを見るとAPIの使い方が書いてあったりするけど、サンプルが大量にあるから読めば大丈夫だと思う。
	

Nordicに夢中になっていたけど、mpressionで980円で売っている、ユカイ工学さんのKonashi互換のKoshianを触り始めた。

スペックはBroadcomのBluetooth Smart SiP BCM20737(ARM Cortex M3, Bluetooth 4.1, アンテナ付き)が載っている。ぶっちゃけこれだけで、十分すぎるほど使える。めちゃ小さいし、お手頃感が半端ない。Konashiはこんな感じ。

Konashi互換という事で、JSとかSDKからも普通に触れる。小型拡張ボードとくっ付けるて、ブレッドボードに挿した感じは。

良い感じに収まりますな。これでブレッドボードを使った遊びもサクサクできるし、これはこれで便利。
ただ、Konashiの他にもBroadcom WICEDを使ってFirmwareを直接変えて使えるというのが、この子の素敵なところ。方法はこちらのGetting Startに書いてある通りで、何の問題もなく使える。

唯一センシティブなのが、debug用の端子にハンダする時は、めっちゃ小さいから上手くやる必要がある。どんどん物が小さくなってきて、手がちょっとプルプルするよwww

こんな感じでdebugの端子にはんだ付けして、自分はsparkfunの3.3V FTDIがあったからそこに挿して使える。元の拡張ボードに挿しても良い。ただ、Firmwareを上書きすると元のKonashiには引き返せなくなるという点は注意が必要。

んでWICEDのSDK(というかEclipse)を使って、直接BCM20737に書き込んで使える。コードは普通のC言語だから誰でも書けるはず。iPhoneから接続した図。LightBlue Beanのアプリが確認では便利に使えるかも。全然別の物向けだけどねw

“ipv6 over bt”って見えるのがKoshian(BCM20737)。この上でIPv6を動かす暴挙をしようと(現時点では6LoWPANをKoshianの上ではまだ動かせていないです。ipv6 over btプロジェクトを作ってみたものの、WICED 2.2 SDKにある、l2capライブラリが6lowpanのpacket flow controlに対応していないようで、なんとか自作しないと現時点ではサクッとは無理ですねぇ)。うまくいったら、Nordic側とIPv6でBluetooth上で疎通できたらオモシロという謎の事をしようとしている。まぁ、恐らくチップ間での相互互換とかどうせ発生するだろうし、発生しなくても繋げられたら面白いじゃん!!ってことで。最終的には、ケータイ(iPhone/Android)にアプリを入れて、ケータイをGatewayにしてIPv6網に抜けていく感じを想定している。Koshianと6LoWPANで疎通するのは、Nordicの時に作ったVM上のUbuntu。

NordicのIPv6 over Bluetoothの6LoWPAN側のrouter側(RPi)はカーネルが提供されている。6LoWPANの実装は”net/bluetooth/6lowpan.c”でIntelがコミットしていた。既にLinuxのカーネルツリーに入っていて、Nordic提供のRPi用Kernel 3.17.4ではinsmodして使える。

ただね…Nordic提供のKernelを使うと、ネットワーク周りのフィルター、具体的にはiptable NAT/masqueradeが動かなくなる。デフォのRasbianだと普通に使えるのにおかしくね？ってことで.config を見るとあれれ抜けてるよ…ということで、自分で最新のカーネルツリーを取ってきて、6lowpanとNETFILTER周りを有効にしたカーネルを作った。

具体的には6lowpanはmenuconfigの以下を有効にすればOK

作ったカーネルビルドはこちら。
config
kernel
moduleとfirmware

RaspberryPi向けの設置は、configはカーネルのビルド用、kernelはそのまんま/boot/に配置して元々のカーネルを上書きしてもconfig.txtで差し替え。moduleとfirmwareは/lib以下に展開。(バックアップはしてね)

これで普通にnetfilterのnatとかが使える。IPv6 over Bluetooth/6lowpanも動作確認済。
ちなみに、Nordicの.configは参考にしたけど、継承しないで最新のkernel 3.18.3(nordicのは3.17.4で古い)を使っている。一応、ちゃんと動いているからnordicのRaspberry Piのイメージでnetfilterでおかしいな？と思った時の参考まで。

ちなみに、恐らく予想だけど、nordicのnetfilterがおかしいのは旧カーネルのoldconfigする時に、いちいち新機能の差し替えが走るんだけど、そこで「エンター連打」をしてスッ飛ばしたからなんじゃないかと予想している。バージョン忘れたけど、どこかのカーネルのバージョンからNEWで連打ボーン!!すると、natとかがスルーされてしまう。たぶん、連打ボーンしてIPv6 over bluetoothじゃ使わないから気にしなかったんぢゃないかなーと。

とまぁ、そんなnetfilterなことより、Linuxのカーネルツリーに6LoWPAN(net/bluetooth/6lowpan.c)が既に追加されていて、普通にカーネル取ってきて自分でビルドすれば使えるというのが分かった。

HVC-Cを使った開発について備忘録で記載しておきます。

一般的にはSDKについている通りに作れば良いんだろうけど、iPhone/Androidのコードだけなのでやっぱり色んな環境で動かしたいよね…ということで、とりあえずopenFrameworks上を使うことに。

あと、SDKを見てみると、特にソースはBluetoothとの通信のコマンドとかそのまま見れる。という事で…Edison + NodeJSでも動かそうとして書いてあったのもあったんだけど、今見たらrmしちゃったようで、存在が無くなっていた…orz 方法的には「インテルEdison + BLEで、konashi/SBBLEを動かしてみた。」を参考にnobleとかで作れる。

一般的な作りとしての参考情報はこちらを。
HVC-C iOS SDKサンプルプロジェクトの起動
集中力を測定するCencentMeter – べるべる研究日誌
OKAO Visionがやってきた!!(4)

んで自分のアプリの環境、構成は以下の通り。

– センサ
HVC-C
モバイルバッテリ

– iPhone側
Mac OS 10.9.5
Xcode 6.1
openFrameworks 0.8.4(ios)
MQTT Kit

– 光りモノ側
Spark Core + LED沢山
MQTT Client

– 全体構成

iPhone/Server/Spark間はもちろんWiFiで、それぞれのパーツが無線で通信する。最近、自分はMQTTが好きでよく使う。MQTTを利用するとセンサーの値をsubscribeしている端末(ここではSpark)のMQTT側にpublishできるから以下のような感じにも。

MQTTを利用するとセンサーデータをpublishすればあとは、そのデータをsubscribeしている方に処理をまかせる事が出来るから、センサーデータを使ったアプリをネットワークを介してリアルタイムで行いたい時にはとっても便利。例えばHVC-Cを使う場合、取得できる人の数・顔の位置・表情の状態…etc をpublishしておけばあとは使いたい方で、好きなような処理を行うことが出来るという感じ。
別にSpark Coreを使わなくてもOKで、MQTTで受けれる物であればAndroid/iPhone/Win/Mac…etcなんでもsubscribeしておけばpublishされたデータが一斉に流れてくる。iPhoneとServer間は矢印が一方通行で書いちゃったけど、もちろんここも双方向。

んで、次にopenFrameworks側との合体については以下のような感じ。HVCのSDKに入っているソースコードを一式持ってきて(多少修正は入るけど)、oF側からコールするだけ。

これを動かすとこんな感じ。表情で色を変えているだけの単純な物だけど。

んで、oF側も出来て端末側(HVC-C/openFrameworks)は完成。つぎにモノ側、SparkのMQTTの処理はこんな感じのコールバックを書くだけ。

void callback(char* topic, byte* payload, unsigned int length);
MQTT client("hogehoge.com", 1883, callback);

int faceflg = 0;
// HVC-Cからpublishされてきたデータ
void callback(char* topic, byte* payload, unsigned int length) {
    char p[length + 1];
    memcpy(p, payload, length);
    p[length] = NULL;
    String message(p);

    if (message.equals("SURPRISE"))         faceflg = 0;
    else if (message.equals("NEUTRAL"))     faceflg = 1;
    else if (message.equals("HAPPINESS"))   faceflg = 2;
    else if (message.equals("ANGER"))       faceflg = 3;
    else if (message.equals("SADNESS"))     faceflg = 4;
}
void setup() {
    RGB.control(true);
    RGB.color(0, 0, 0);

    // connect to the mqtt server
    client.connect("sparkclient");

    // subscribeする
    if (client.isConnected()) {
        client.subscribe("/HVC/spark");
    }
}

void loop() {
    if (client.isConnected())
        client.loop();

    // 表情で何らかの処理(LEDピカー!!とかサーボ動かしたりやりたい放題)
    switch (faceflg) {
    .....
}

ちなみに、iOS側のpublish側はSDKに付いている内容だと、こんな感じでサクッと。

                NSString *expression;
                switch(fd.exp.expression){
                    case HVC_EX_NEUTRAL:
                        expression = @"NEUTRAL";
                        break;
                    case HVC_EX_HAPPINESS:
                        expression = @"HAPPINESS";
                        break;
                    case HVC_EX_SURPRISE:
                        expression = @"SURPRISE";
                        break;
                    case HVC_EX_ANGER:
                        expression = @"ANGER";
                        break;
                    case HVC_EX_SADNESS:
                        expression = @"SADNESS";
                        break;
                }

                [client connectToHost:@"hogehoge.com"
                    completionHandler:^(MQTTConnectionReturnCode code) {
                        if (code == ConnectionAccepted) {
                            [client publishString:expression
                                          toTopic:@"/HVC/spark"
                                          withQos:AtMostOnce
                                           retain:NO
                                completionHandler:^(int mid) {
                                    NSLog(@"message has been delivered");
                                }];
                        }
                    }];

この部分はopenFrameworks側で処理をしても問題無い(というか、その方が分離という意味では良いと思われ）。普通のMacOS上でも多分、少し修正すれば動くと思うけど、NodeJS/nobleとかでチョコチョコっといじって動かした方が便利だと思う。

といった感じで全部構成完了という感じ。このMQTTを使うパターンは他でもわりと使っていて、何気に自分は好き。サクッと配信して使いたい・処理したい人だけsubscribeすれば良いからね。