Arduino Ethernetで MQTT-SN クライアントを動かしてみよう#

Arduino Ethernet は８ビットマイコンを使用したコンピュータでEthernetコントローラーを内蔵しています。　主な仕様は以下の通りです。

マイクロコントローラ ATmega328

作動電圧　　　　　　　5V
入力電圧　　　　　　 7-12V
デジタルI/O ピン　　　14 (そのうち4本が PWM 出力可能)
アナログ入力ピン　　　 6
I/Oピン出力電流　　　 40 mA
フラッシュメモリ　　　32 KB (ATmega328)
SRAM 2 KB (ATmega328)
EEPROM 1 KB (ATmega328)
Clock Speed 16 MHz
W5100 TCP/IP Embedded Ethernet Controller

1970年代ならば最先端のコンピューターです。

用意するもの##

Linux、Windows、Macなんでも良い。　開発環境として ArduinoIDE 　バージョン1.6.4
Arduino　Ethernet Rev3
USB-シリアル変換アダプター
インターネットルーター　DHCPサーバー付

Arduinoクライアントの作成##

step1. ソースコードの準備

必要なソースコードは その１で githubからホームディレクトリーにダウンロードされています。
AsyncMQTT-SN/AsyncClient/src/libにあるソースコードを全てzip形式で一つに圧縮して名前を MQTT-SNAsyncClient.zip にします。

step2. ライブラリーとしてIDEに登録します。

AruduinoIDEを起動します。

スケッチ > Include Library > Add .ZIP Library... とクリックして、MQTT-SNAsyncClient.zip ファイルを指定します。　これで登録は完了です。

もう一つ、Arduinoが提供するEthernetUDPライブラリにマルチキャスト機能を追加します。追加方法はここを参照してください。

step3. クライアントのソースコードを作成します。

スケッチ > Include Library とクリックするとメニューの一番下に今登録したライブラリーがMQTT-SNAsyncClient と表示されているはずなので、これを選択します。エディターにライブラリーに登録されたincludeファイルが表示されます。

エディターに表示されている内容すべてを AsyncClient/src にある Application.ino ファイルの内容で上書きします。

Linux用のコードとは、PUBLISHするトピックとsetup()関数の内容が少しだけ違います。

step4. クライアントのソースコードを修正します。

Arduino Ethernet は DHCPプロトコルをサポートしないため、IPアドレスに固定アドレスを割り当てます。（DHCPサーバに手動でMACとIPアドレスを設定します）

Arduino Etherは基盤毎にMACアドレスが6個の16進数で表示されていますので、この値と固定で割り当てたIPアドレスでソースコードを書き換えます。

変更する箇所を太文字で表記しています。
{　192, 168, 1 , 10　}, // Local IP (for Arduino App)
{　0x90, 0xa2, 0xda, 0x01, 0x01, 0x01　} // MAC address (for Arduino App)

Application.ino

# ifdef NETWORK_UDP
UDP_APP_CONFIG = {
    {
      	"LinuxClient",      //ClientId
        {225,1,1,1},        // Multicast group IP
        1883,               // Multicast group Port
        {0,0,0,0},          // Local IP     (for Arduino App)
        12001,              // Local PortNo
        {0,0,0,0,0,0}       // MAC address  (for Arduino App)
    },

step5. コードをコンパイルしてArduinoに書き込む。

黄色で囲ってあるボタンを押すとコンパイルが実行され、エラーが無ければシリアル通信でFlashメモリにロードモジュールが書き込まれます。　
リセットするとロードしたプログラムが起動します。

これで、LinuxクライアントとArduinoクライアントとゲートウェイの完成です。
LEDの点滅が確認できましたか。

ゲートウェイに Rspberry Pi + Wifi USB を使用しています。

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