M5AtomでTinyGSMを利用してLTE通信（HTTP）を行いAmbientにデータを送信する

やりたいこと

　M5AtomのIOユニットで取得したデータをLTE回線からAmbientへアップロードします。
　LTE回線はmineoのDプランを利用しました。

参考元

• SIM7500JCでTinyGSMのHttpClientを動かしてみた
• GitHub（vshymanskyy/TinyGSM）

反省点（注意点）

• LTE接続を確立したのちEXT-IO2の値読取りを行うと、LTEが切断されてしまう事象が発生しました。知識不足でこちらは解消できず、値読取り後に毎回LTE接続を行うため、読取りからデータ送信まで10～30秒ほどかかります。
• 本当はMQTTでAzure Iot Hubに送信したかったのですが、MQTTをTLSで暗号化してデータ送信する方法が分らず、ひとまずHttpで送信可能なAmbientにデータを送信することにしました。

前提条件

機器構成

使用ライブラリ

• M5Atom
• TinyGSM
• ArduinoHttpClient

ソースコード

// TinyGSM（LTE接続用）
#define TINY_GSM_MODEM_SIM7080
#define TINY_GSM_RX_BUFFER 650
#define TINY_GSM_DEBUG SerialMon
#define GSM_AUTOBAUD_MIN 9600
#define GSM_AUTOBAUD_MAX 115200
#define SerialAT Serial1
#include <TinyGsmClient.h>

// ArduinoHttpClient（Http通信用）
#include <ArduinoHttpClient.h>
#define SerialMon Serial

// M5EXTIO2（IO入力用）
#include "M5_EXTIO2.h"

// SIMカードのAPN設定
const char apn[]      = "mineo-d.jp";
const char gprsUser[] = "[e-mail]";
const char gprsPass[] = "mineo";

// 接続先設定
const char server[]   = "ambidata.io";
const char chanelid[] = "12345" 
const char writekey[] = "abcdefghijklmnop";
const char resource[] = "/api/v2/channels/" + chanelid + "/data";
const int  port       = 80;

// ADCユニット設定
M5_EXTIO2 extio;

// TinyGSM設定
TinyGsm        modem(SerialAT);
TinyGsmClient client(modem);

// HttpClient設定
HttpClient    http(client, server, port);

// LTE接続
void ConnectLTE() {
    SerialMon.println("restart modem");
    modem.restart();
    
    SerialMon.println("wait for network connected ");
    // Set GSM module baud rate
    SerialAT.begin(115200, SERIAL_8N1, 32, 26);
    TinyGsmAutoBaud(SerialAT, GSM_AUTOBAUD_MIN, GSM_AUTOBAUD_MAX);
    delay(6000);
    
    // Restart takes quite some time
    // To skip it, call init() instead of restart()
    SerialMon.println("Initializing modem...");
    modem.restart();
    
    modem.gprsConnect(apn, gprsUser, gprsPass);
    SerialMon.print("Waiting for network...");
    if (!modem.waitForNetwork()) {
    SerialMon.println(" fail");
    delay(10000);
    return;
    }
    SerialMon.println(" success");
    
    if (modem.isNetworkConnected()) { 
    SerialMon.println("Network connected"); 
    }
    return;
}

// 初期設定
void setup() {
    // Set console baud rate
    M5.begin();
    SerialMon.begin(115200);
    M5.dis.drawpix(0,CRGB::Blue);
    delay(10);
    
    // EXTIO2設定
    Wire.begin(26, 32);
    extio.begin(&Wire, 26, 32, 0x45);
    extio.setAllPinMode(ADC_INPUT_MODE);
}

void loop() {
    // LEDを緑色に点灯する
    M5.dis.drawpix(0,CRGB::Green);
    // ADCの入力値を取得する
    double d1 = extio.getAnalogInput(0, _12bit);
    double d2 = extio.getAnalogInput(1, _12bit);
    double d3 = extio.getAnalogInput(2, _12bit);
    // LTE接続確認
    if(!modem.isGprsConnected()) { // 未接続の場合、接続処理
        // LEDを青色に点灯する
        M5.dis.drawpix(0,CRGB::Blue);
        // 接続処理
        ConnectLTE();
    }
    // Http通信（POST）
    if(modem.isGprsConnected()) { // LTE接続確認
        // LEDを白色に点灯する
        M5.dis.drawpix(0,CRGB::White);
        // POST送信設定
        String contentType = "application/json";
        String postData = ""
            "{"
                "\"writeKey\" : \"" + (String)writekey + "\","
                "\"d1\" : \"" + (String)d1 + "\","
                "\"d2\" : \"" + (String)d2 + "\","
                "\"d3\" : \"" + (String)d3 + "\""
            "}";
        SerialMon.print(F("POST data : "));
        SerialMon.println(postData);
        // 送信実行
        SerialMon.print(F("Performing HTTP GET request... "));
        int err = http.post(resource,contentType,postData);
        // 送信成否判定
        if (err != 0) {
            SerialMon.println(F("failed to connect"));
            return;
        }
        // 結果取得
        int status = http.responseStatusCode();
        SerialMon.print(F("Response status code: "));
        SerialMon.println(status);
        if (!status) {
            return;
        }
        // Responceヘッダ取得
        SerialMon.println(F("Response Headers:"));
        while (http.headerAvailable()) {
        String headerName  = http.readHeaderName();
        String headerValue = http.readHeaderValue();
        SerialMon.println("    " + headerName + " : " + headerValue);
        }
        // 受信データ取得
        int length = http.contentLength();
        if (length >= 0) {
            SerialMon.print(F("Content length is: "));
            SerialMon.println(length);
        }
        if (http.isResponseChunked()) {
            SerialMon.println(F("The response is chunked"));
        }
        
        String body = http.responseBody();
        SerialMon.println(F("Response:"));
        SerialMon.println(body);
        
        SerialMon.print(F("Body length is: "));
        SerialMon.println(body.length());
        // Http接続終了
        http.stop();
        SerialMon.println(F("Server disconnected"));
        delay(60000);
    } else {
        // LEDを青色に点灯する
        M5.dis.drawpix(0,CRGB::Blue);
        // 接続処理
        ConnectLTE();
    }
}