D2Cコンテスト 2013 参加者トレーニング用資料です。 株式会社デバイスドライバーズでは、協賛するD2Cコンテスト 2013 参加者向けに、Visual Studio / C# で簡単に制御できるセンサー・マイコンボード を安価で提供しています。この資料は課題のWindows Embedded Compactと.NET Gadgeteerを組み合わせてセンサーシステムを構築するためのヒントを提供します。

1. 株式会社デバイスドライバーズ 日高亜友
D2Cコンテスト 2013 参加者トレーニング
2013/8/31 1
- Visual Studio / C# で簡単に制御できる
センサー・マイコンボード -

2. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 2
 .NET Gadgeteer とは？
◦ ハードウェア
◦ ソフトウェア
◦ 利用目的
 .NET Gadgeteer の使いこなし
◦ Hostとの接続方法
◦ 電源供給
◦ 注意点
 動作事例
 サポート情報

3. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 3
 Microsoftリサーチが開発している
.NET Micro Framework ベース組み込みシステム統
合開発環境とそれを構成するモジュール製品群
 MMU無しマイコン上でVisual Studioで開発した
.NETアセンブリ（中間コード）をインタプリタ実行
 Visual Studio のGUI操
作により自動的に
モジュールの初期化コード
とクラスライブラリが追加

4. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 4
 具体的には次のもの
◦ ハードウェア
 専用メインボード、専用モジュール群、
開発環境としての Windows PC
◦ ソフトウェア
 ROM化されたOS、組み込み用各種ドライバとライブラリ、
Visual Studio用Plug In（ライブラリとGUIツール、シミュレータ）
 新規モジュール開発やカスタマイズ可能
◦ オープンソース

5. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31
 C#/VB言語レベルでライブラリと豊富なミドルウェアを提供
◦ プロトコル、グラフィック
◦ ファイルシステム
◦ サービス、マルチスレッド
 12種以上のCPUボードと
80種以上の
センサー, コントローラ,
ネットワークアダプタ,
コネクティビティ,
ストレージデバイス,
表示デバイス等の
モジュール を提供
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6. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 6
 年譜
◦ 2001 V 1.0
SPOT Watch / MSN Direct Service
販売＆運用開始
（US Microsoftリサーチの研究成果）
◦ 2006 V2.0
Windows SideShow Device for Windows Vista
◦ 2008 V3.0
◦ 2009 V4.0 for Open Source
◦ 2010 V4.1 for Big Endian
◦ 2010 MSN Direct Service終了
◦ 2011 V4.2 with VB
◦ 2011 .NET Gadgeteer 公開
◦ 2012 V4.3 for VS2012

7. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 7
 元々Microsoft が提供していた コミュニティ開発ベースの
オープンソース小規模組込みシステム用実行環境
ARM7 72MHz / 512KB ROM / 96KB RAM 程度で動作
 少ないリソースで .NET マネージド・コードを
中間コードインタプリタ (CLR) で実行をサポートする環境
 多様なIOとサービスをサポートする
ドライバやプロトコル、ミドルウェアを最初から備える
 Visual Studio + SDKの無償統合開発環境により
Visual Basic / C#で 組み込みアプリケーション開発可能
Windows 開発と互換性がある強力な言語仕様

8. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 8
 アプリケーション開発環境
◦ Visual Studio 2010 または2012
 無償のExpress版も対応可能 (DreamSparkも可)
◦ .NET Micro Framework 4.2 QFE1または 4.3
◦ GHI Software Package v4.2
 アーキテクチャ
◦ 豊富なクラスライブラリと
強力なC#言語により
最少10行程度で
センサー制御が可能
.NET Micoro Framework
OS / Driver
CLR Interpreter
Application / Lib.
.NET Gadgeteer
Gadgeteer アプリケーション

9. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング
 メインボードとモジュール
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Sensor
モジュール
Storage
モジュール
Control
モジュール
Visual
モジュール
Interface
モジュール
mainboard
メインボード
(ARM マイコン)
Power
モジュール
USB Aコネクタ
電源供給＋デバッグ（デプロイ）

10. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング
 センサー
◦ 温度湿度、大気圧、人感、加速度、照度、反射、距離、
ジャイロ、コンパス、GPS、電流、ガス、水分、パルス等
 入出力
◦ ボタン、タッチ、ボリューム、ジョイスティック、LED、LCD
 制御
◦ リレー、パルス、モーター制御、ステッパー
 インターフェース
◦ USB、RS232、RS485、CAN、OneWire、XBee
 その他
◦ カメラ、ストレージ、オーディオ、ワイヤレス
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11. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 11
 センサーシステム
◦ 各種センサー類を接続・制御してHost (Armadillo-440)
に接続するためのセンサーサーバー・システム
◦ 25種類以上のセンサーや入力デバイスを利用可能
 アクチュエーター・システム
◦ アクチュエーター：入力された信号を物理的動作に変換
 例：モーター制御、パルス制御、リレー等
 LEDや各種ディスプレイデバイスも一種のアクチュエーター
◦ 25種類以上のコントローラや表示デバイスを利用可能
 勿論、利用しなくてもOK

12. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 12
 シリアル (RS232C)
◦ WEC 7 開発キットでは未サポート
 USB (Host/Target)
◦ 一部のメインボードでのみサポート
◦ USB Host 接続はWEC 7 開発キットでは未サポート
◦ USB Targetは通常 Debug で利用
 WiFi / Bluetooth
◦ 電波法の問題
 Ethernet LAN (TCP/IP)
◦ 開発 Host (Armadillo-440 + WEC7) で標準サポート
◦ アクセスポイントや変換アダプタを介して無線接続可能

13. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 13
 REST インターフェースの採用
 上記両方の接続をサポート
◦ 双方の接続プログラムを自前で開発する必要がある
Armadillo
-440
Gadgeteer
HttpServerHttpClient
Web Request (GET / PUT)
Web Response
Armadillo
-440
Gadgeteer
HttpClientHttpServer
Web Request (GET / PUT)
Web Response

14. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 14
 Web サーバー・コーディングの事例
◦ C# Socketライブラリ
 低レベル (Bind, Listen, Accept, Connect, Send, Receive)
 最少100行程度
◦ NETMF http ライブラリ
 Web/ http 制御に特化したインターフェース
 最少50行程度
◦ Gadgeteer.WebServer ライブラリ
 単純化をさらにすすめたインターフェース
 最少10行程度

15. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 15
 USB miniB
◦ DC5V
◦ デバッグ、デプロイ、インターフェースと兼用
◦ 大容量電力向けには利用できない
 ACアダプタ
◦ AC100V/DC12V (DC7V-30V)
 バッテリー
◦ 単三乾電池4本
USB Client SP Module
USB Client DP Module
UC Battery 4xAA Module

16. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 16
 ファームウェア(OS) の更新
◦ 必ずFlash ROM上のファームウェア(OS)を最新版に更新
 文字列処理
◦ 日本語処理は全くできない（UTF8として処理）
◦ 文字列操作関数はあるが書式変換機能が乏しい
 ネットワーク
◦ MACアドレスも含めたネットワーク設定はGHI 製ツール
「FEZ_Config」 を使用して設定する
◦ 一部メインボードではネットワーク機能を内蔵した
専用ファームウェア(OS)を使用する必要がある
 情報・ドキュメント
◦ ライブラリAPI等、多くの情報が英語だけで公開

17. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 17
 アプリケーション事例
◦ センサー（温度、湿度、大気圧、ボリューム制御）
◦ Web Server / Web Client
 Visual Studioを使ったプロジェクト作成
 Visual Studioを使ったデプロイとデバッグ

18. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 18
 日本語販売＆サポートページ
 http://tinyclr.jp/
 D2Cコンテスト用上場公開＆資料配布
 http://tinyclr.jp/d2c
 特別割引販売
 http://tinyclr.jp/13
 開発・製造元
 https://www.ghielectronics.com/

19. Device Drivers, Ltd. D2Cコンテスト参加者トレーニング 2013/8/31 19
 .NET Gadgeteer とは？
◦ ハードウェア
◦ ソフトウェア
◦ 利用目的
 .NET Gadgeteer の使いこなし
◦ Hostとの接続方法
◦ 電源供給
◦ 注意点
 動作事例
 サポート情報
お問い合わせ
株式会社デバイスドライバーズ
e-kit@devdrv.co.jp
問い合わせはメールで、必ず
「D2Cコンテストに参加する」と伝えて下さい。