Удалённое управление устройствами при помощи 3G терминалов Cinterion: JAVA на практике

Новые промышленные GSM-терминалы Cinterion EHS5T, EHS6T (3G) и BGS5T (2G) со встроенной современной высокоэффективной и многопоточной Java-платформой позволяют решать самые разные задачи. Простое ли это решение и насколько, рассмотрим на примере.

Более 10 лет назад Siemens представила свой первый GSM-модуль TC45 со встроенной Java-машиной. Позже были выпущены GSM-модули TC65i и терминалы (модемы) TC65T, широко распространенные в России. Продукция отличается высоким качеством, промышленным исполнением и широким набором интерфейсов. С 2008 г. подразделение Siemens WM (Wireless Modules) получило название Cinterion WM. Производственные линии Cinterion находятся в г. Лейпциг (Германия). Недавно компания представила новые терминалы EHS5T, EHS6T и BGS5T в едином формфакторе со встроенной Java-машиной.

Терминалы EHSхT и BGS5T

BGS5T можно рассматривать как современный аналог GSM-терминала TC65T, выполнен с последовательным интерфейсом RS-232 (разъем DB9), который используется как интерфейс данных и команд. На корпусе имеются 8- и 12-контактные разъемы с выводами GPIO, I²C и аналоговым ADC; разъем USB 2.0 HS (как интерфейс данных и команд, но только в режиме Slave, а также для обновления встроенного ПО).

3G-терминалы EHSхT (рис. 1) разработаны на основе модулей Cinterion EHS5/EHS6, которые относятся к серии Cinterion Evolution и характеризуются высокой скоростью передачи данных через 3G-сети сотовых операторов (HSPA) — до 7,2 Мбит/с (UL) и до 5,76 Мбит/с (DL).

Они многофункциональны, надёжны, работают в широком температурном диапазоне. Разработанные на инновационных 3G-модулях, терминалы имеют встроенную платформу Java ME 3.2 и позволяют запускать Java-приложения. Для мобильных устройств (MIDP) такие приложения называются «мидлетами», по аналогии с сервлетами и апплетами. Тем самым терминалы можно «запрограммировать» для решения следующих задач:

• передача сигнала тревоги с датчика вскрытия платежного терминала/банкомата, а в загородном «умном» доме — с датчика открытия дверей
• трансляция видео с камеры наблюдения на сервер
• удаленное отключение/включение устройства, например обогревателя, в зависимости от температуры в помещении и т. д.

По завершении тестирования и внедрения терминала в систему разработчик может удалённо обновлять установленные программы.

Java МЕ 3.2

Java — один из самых распространенных языков программирования в мире. Он является кроссплатформным и объектно-ориентированным. Cinterion предоставляет Java-разработчикам инсталляционный пакет необходимого программного обеспечения, библиотек и документации, в том числе основной инструментарий CMTK, интегрируемый в свободно распространяемые среды разработки Java IDE NetBeans (Oracle) и Eclipse (IBM). Для разработки собственного Java-мидлета следует установить на ПК среду выполнения Java (JRE, Java Runtime), если она еще не установлена, или обновить имеющуюся а затем инсталляционный пакет Cinterion с поставляемого в комплекте диска. Далее необходимо определиться со средой разработки: NetBeans или Eclipse. После выбора и установки следует последовательно проделать шаги, описанные в [4] для корректного подключения профиля.

Терминал EHSхT может подключаться к компьютеру через USB (кабель USB А — USB B) или последовательный интерфейс и управляться АТ-командами из любой терминальной программы. Порт, на который будет транслироваться стандартный вывод Java-мидлета, может быть задан следующей АТ-командой: AT^SCFG=”Userware,Stdout”,”usb3”,,,,”on”, где usb3 — один из виртуальных COM-портов, появляющихся в результате установки драйвера.

При написании программы следует подключить все используемые библиотеки Cinterion: com. cinterion.ATCommand, com.cinterion.io и т. д. Для этого в ресурсы проекта необходимо добавить библиотеки (архив) Cinterion. Классы Cinterion подробно описаны в прилагаемых файлах …/CMTK/EHS5/WTK/.... В качестве примеров прилагаются готовые проекты, выполненные в Eclipse и NetBeans, демонстрирующие работу с GPIO, AT-командами, SMS-сообщениями, сетевым подключением. Когда программа написана, ее необходимо собрать. Для этого надо нажать правой кнопкой мыши на проекте в дереве проектов и выбрать пункт «Собрать» или нажать <F6> (рис. 2).

По окончании сборки программы необходимо скопировать jar и jad-файлы из папки Project/ dist в память терминала (диск А, рис. 3).

Для доступа к памяти терминала используется утилита Mobile Exchange Suite (MES), которая поставляется вместе с терминалом. После того как файлы скопированы во Flashпамять модуля, можно приступать к запуску мидлета.

Установка мидлета в EHS5T из программы HyperTerminal или аналогичной (рис. 4) осуществляется по команде АТ^SJAM=0,”a:/ Midlet.jad”. Запуск — АТ^SJAM=1,”a:/Midlet. jad” (также можно настроить автозапуск приложения). Остановка — АТ^SJAM=2,”a:/ Midlet.jad”.

Для настройки автозапуска, то есть автоматического выполнения сразу после включения EHS5T или спустя некоторое время, необходимо подать АТ-команду AT^SCFG: «Userware/Autostart/Delay»,””,”1”, где Delay — время после включения устройства, но перед запуском мидлета. АТ-команда АТ^SJAM=5 позволяет узнать, какие Java-приложения запущены в терминале в данный момент.

Стенд

Для решения простой тестовой задачи управления цифровыми выходами был выбран 3G-терминал EHS5T и собран стенд (рис. 5).

Три GPIO терминала EHS5T предназначены для подключения различных цифровых устройств: датчиков, светодиодов, кнопок и др. Чтобы управлять светодиодами с помощью кнопки, следует задать GPIO терминала, к которым подключены светодиоды как выходы, а GPIO кнопки — как вход. Очень важно правильно запитать подключенные устройства, чтобы значение 1 соответствовало 1 (высокому уровню) на выходе, без инверсий. По событию нажатия кнопки включается/выключается синий светодиод и гаснет красный, который изначально при включении загорается. Ниже приведен листинг 1 кода по работе с GPIO.

Листинг 1 //класс для работы с GPIO входами public class GpioIN { InPort inport; //конструктор класса protected GpioIN(String num_GPIO) throws IOException { Vector pins, values; pins = new Vector(1); pins.addElement(num_GPIO); inport = new InPort(pins); } //слушатель события изменения входа GPIO public void addListener(InPortListener listener) { inport.addListener(listener); } // освобождение GPIO от работы с Java public void release()throws IOException{ if (inport!= null){ inport.release(); } } } //класс для работы с GPIO-выходами public class GpioOUT { public OutPort outport; //конструктор класса protected GpioOUT(String num_GPIO) throws IOException { Vector pins, pinsOut, values; values = new Vector(); pinsOut = new Vector(); values.addElement(Integer.valueOf(«1»)); pinsOut.addElement(num_GPIO); outport = new OutPort(pinsOut, values); } //изменение состояния GPIO public synchronized void Change(boolean bOnlyOFF){ try{ if (bOnlyOFF){ if (outport.getValue() == 0){ outport.setValue(1); } } else if (outport.getValue() == 1){ outport.setValue(0);} } catch (Exception ex) { System.out.println(«Exception» + ex.toString()); } } //освобождение GPIO от работы с Java public void release()throws IOException{ if (outport!= null) { outport.release();} } }

Запуск основного потока мидлета начинается с выполнения стандартной функции startApp() (листинг 2).

Листинг 2 //class IMlet extends MIDlet public void startApp() { try{ //создаем 3 gpio - LED_blue, LED_red, Button LED_blue = new GpioOUT(«GPIO7»); LED_red = new GpioOUT(«GPIO6»); //инициализация кнопки Button = new GpioIN(«GPIO8»);

cnt_press = 0; //мониторинг события нажатия кнопки Button.addListener(new InPortListener(){ boolean bfirst = true; public void portValueChanged(int portValue){ try{ if (portValue == 1){ if (bfirst){ bfirst = false; } else{ LED_red.Change(false);} cnt_press++; if (cnt_press == 2){ //гасим синий LED LED_blue.outport.setValue(0); cnt_press = 0; } else if (cnt_press == 1) { //зажигаем синий LED LED_blue.outport.setValue(1); } } } catch (Exception ex) { System.out.println(«Exception» + ex.toString()); } } } ); //отправка AT-команд MyEHS5_ATCommand.enableSmsUrcs(); MyEHS5_ATCommand.switchToTextMode(); Thread.sleep(500); //отслеживаем новое SMS startSmsMonitor(); } catch (Exception e) { System.out.println(«Exception» + e.toString()); destroyApp(true); } } //мониторинг нового SMS public void startSmsMonitor() throws IllegalStateException, ATCommandFailedException { //создаем слушатель

MyEHS5_ATCommand.addUrcListener(new ATCommandListener() { public void RINGChanged(boolean arg0) { // TODO Auto-generated method stub } public void DSRChanged(boolean arg0) { // TODO Auto-generated method stub } public void DCDChanged(boolean arg0) { // TODO Auto-generated method stub } public void CONNChanged(boolean arg0) { // TODO Auto-generated method stub } public void ATEvent(String Event) { if (Event.indexOf(«+CMTI») > 0) { //анализ текста SMS SmsParser parser = new SmsParser(Event, LED_red); parser.start(); } } } ); }

Красный светодиод загорается по приходу SMS со словом «START». Для мониторинга события прихода нового SMS-сообщения в EHS5T включаем индикатор URC: enableSmsUrcs(), для этого отправляем следующую АТ-команду:

«AT+CNMI=1,1\r». При поступлении нового SMS-сообщения разбираем его (parser.java) и, в зависимости от содержимого, гасим или зажигаем красный светодиод. SMS тут же удаляем, чтобы не засорять память. Данный мидлет будет работать и в отдельно взятом GSM-модуле EHS6, который может быть установлен на специально разработанную отладочную плату (рис. 6).

Скачать его (полностью проект NetBeans) можно по ссылке [6].

Заключение

Разработанный мидлет отвечает за управление цифровыми выходами и может использоваться для удаленного открытия и закрытия ворот, дверей, отключения/ включения обогревателей и других устройств, что значительно расширяет стандартный функционал 3G-терминалов и выделяет их из оборудования данной ценовой категории. Например, можно использовать данное решение как SMS-выключатель питания в платежном терминале, то есть получить удаленно управляемый Watchdog и 3Gтерминал в одном устройстве. При этом базовый функционал терминала позволяет по беспроводным каналам передавать на сервер данные с подключенных устройств и выходить в Интернет. Для получения опытных образцов новых терминалов обращайтесь в компанию «Евромобайл», которая является официальным дистрибьютором Gemalto M2M (Cinterion) в России и странах СНГ.

Литература

1. http://cinterion-m2m.ru/index

2. http://m2m.gemalto.com

3. EHSxT Hardware Description — GemalTo. Германия

4. Java User Guide — GemalTo. Германия

5. Cinterion EHS5E AT Command Set v02.000 — GemalTo. Германия

Наталья Коротких, Александр Сафонов, Беспроводные технологии, 2014, №2.