Raspberry Pi による IoT の作り方 センサーのつなげ方から、クラウド連携まで一気に解説 SORACOM Device Meetup #3 Apr. 26, 2021 株式会社ソラコム テクノロジー・エバンジェリスト 松下 享平 “Max” / @ma2shita

自己紹介 株式会社ソラコム / テクノロジー・エバンジェリスト 松下 享平 (まつした こうへい) “Max” 静岡県民 🗻 新幹線通勤族 🚅 最近はテレワーク 講演や執筆を中心に活動、登壇回数400以上/累計 経歴: 東証二部ハードウェア・メーカーで情シス部門 EC 事業責任者、IoT 事業開発を経て現職 AWS IoT Hero (2020年授賞)

IoT や SORACOM の情報収集や イベントの振り返りにご活用ください！

Raspberry Pi ➢ パソコン並みの基本性能を持ちつつ、センサー接続が 可能なインターフェイス(GPIO / カメラ)を持つ SBC (Single Board Computer) ➢ センサーは OS(Linux) から容易に制御できる ➢ 最新版は Raspberry Pi 4 Raspberry PI 4 model B

クラウド ネットワーク センサー/デバイス “モノ” 「IoT」とは？ モノやコトをデジタル化 現場のデジタル化 現場とクラウドを つなげる データの活用

IoT における Raspberry Pi の位置づけ クラウド ネットワーク センサー/デバイス “モノ” センサー 通信 制御 センサーと通信の間に入り それぞれを制御

IoT における Raspberry Pi の位置づけ センサー 通信 Raspberry Pi GPIO BLE CSI USB Wi-Fi LTE/5G LPWA

センサーの接続は？ ハンダ付けが不要に Grove Pi シリーズ ✓ Raspberry Pi の GPIO ピンヘッダに装着、 GPIO ピンが Grove コネクタに ✓ A/D コンバータ搭載 Grove Pi+ Grove Pi0 電動フォーカス搭載カメラ Arducam “B0176” ✓ CSI インターフェイス ✓ I2C から1024段階のフォーカス制御 https://qiita.com/ma2shita/items/c180f818a675741bf660 https://qiita.com/ma2shita/items/41928e50c47810f7496e GPIO CSI

IoT における Raspberry Pi の位置づけ センサー 通信 Raspberry Pi GPIO BLE CSI USB Wi-Fi LTE/5G LPWA

IoT を取り巻く通信技術の進化 Wi-Fi PAN BLE, ZigBee, Wi-SUN LPWA LoRaWAN, Sigfox Cat. M1, NB-IoT 通信距離 10m 30m 1km 10km 消費電流 100mA 20mA 通信速度 100bps 1kbps 1Mbps 10Mbps 450Mbps NFC RFID 5G セルラー 3G, LTE(4G) 手軽に使える 通信環境の制約 直接つながる 人向け通信の流用

クラウド ネットワーク センサー/デバイス “モノ” デジタル化の課題「ネットワーク」 セキュリティ 対策や更新? クラウドとの 連携？ ネットワークの 設定？ 通信機能の 開発？

SORACOM のコネクティビティ ― あらゆる現場をつなげる IoT 向けデータ通信 IoT 向けデータ通信 SORACOM Air セルラー LPWA GSM / 3G / LTE / 5G LTE-M Sigfox どこでもつながる 無線通信 セキュリティや 付加機能 IoT ビジネス向けの 料金体系 NEW

セルラー通信を実現する USB ドングル型モデム 3G 対応データ通信端末 AK-020 plan-D 5,478円 LTE 対応 USB ドングル型モデム SORACOM Onyx plan-D / plan-DU / plan-K / plan01s / plan01s-LDV / planX1 / planP1 11,968円 (1,100円分 SORACOM クーポン込)

クラウド ネットワーク SORACOM は IoT の「つなぐ」を簡単に センサー/デバイス “モノ” 閉域接続 回線管理 ダッシュボード クラウド連携 遠隔アクセス デバイス管理

取り付けからセットアップ Raspberry Pi OS ➢ setup_air.sh のダウンロードと実行 ➢ pppX で認識 Ubuntu (Jetson 等) ➢ NetworkManager CLI (nmcli) での設定 ➢ “gsm” で認識 / ルーティングテーブル上は pppX Windows ➢ ドライバソフトウェアのダウンロードとインストール ➢ “携帯ネットワーク” で認識 / いわゆるモデム

Raspberry Pi と「組み合わせて」IoT センサー 通信 Raspberry Pi Grove Pi+ SORACOM Onyx

クラウド連携方法は？ クラウド ネットワーク センサー/デバイス “モノ” センサー 通信 制御 ？

クラウド連携の開発内容と実装方針 SDK 利用 • 実装が容易 • セットアップ量が多い、 継続的なアップデート HTTP REST • シンプルに開始可能 • 実装量が多め クラウド連携の開発内容 プロトコル選択、エンドポイント、認証、 フォーマッティング、エラー処理

SORACOM Harvest Data ― データ収集・蓄積サービス SORACOM Harvest Data SORACOM Harvest Data 上に データが蓄積 デバイスは uni.soracom.io へ HTTP 送信する実装でOK • SORACOM Web コンソールで可視化 • APIで蓄積済みデータの取得 システムをセットアップすることなくデータ収集・蓄積を実現

クラウドも「作らない、利用する」 ― SORACOM のクラウドサービス クラウドアダプタ SORACOM Funnel クラウドファンクション SORACOM Funk データ転送支援 SORACOM Beam データ収集・蓄積 SORACOM Harvest ダッシュボード作成・共有 SORACOM Lagoon 蓄える 使う 連携する 蓄える 使う

Raspberry Pi による IoT の作り方 クラウド ネットワーク センサー/デバイス “モノ” センサー 通信 制御

Raspberry Pi Imager 1.6 ✓ CTRL + SHIFT + X で OS 初回起動時の設定 ✓ rpi-imager stats

Raspberry Pi Imager 1.6 ― OS 初回起動時の設定 設定表示: CTRL + SHIFT + X https://www.raspberrypi.org/blog/raspberry-pi-imager-update-to-v1-6/ 1. オーバースキャン設定 2. ホスト名設定 3. SSH 設定 ➢ pi ユーザーのパスワード変更、公開鍵認証設定 4. Wi-Fi 設定 ➢ SSID/パスフレーズ指定、利用国設定 5. ロケール設定 ➢ タイムゾーン、キーボード 6. 書き込み終了時のお知らせ音、〃自動イジェクト、集計設定

Raspberry Pi Imager 1.6 ― OS 初回起動時の設定 / 実装 rpi-imager は2つを実施 ➢ /boot/firstrun.sh の生成 ➢ /boot/cmdline.txt へ /boot/firstrun.sh の実行を指定 firstrun.sh の内容 ➢ 設定に沿ったシェルスクリプト ➢ 最後に自分自身の消去 初期設定の自動化等、応用できそうです。 ssh や wpa_supplicant.conf の /boot 配置とは異なる方法で実装 されています。 /boot 配置の実装については https://qiita.com/ma2shita/items/a4564572ea4095fad8b9

Raspberry Pi Imager 1.6 ― 設定の保存先 (to Always use → Save) ◆ Windows: (レジストリ) コンピューター¥HKEY_CURRENT_USER¥SOFTWARE¥Raspberry Pi¥Imager ◆ macOS: (ファイル / Apple binary property list) ~/Library/Preferences/org.raspberrypi.Imager.plist ◆ Linux: (ファイル / INI) ~/.config/Raspberry Pi/Imager.conf Qt5 の QSettings を利用した実装 削除すれば初期化できます。

Raspberry Pi Imager 1.6 ― rpi-imager Stats rpi-imager を通じた「人気度」 ➢ 1.6 から計測開始 • 日次、週次、月次 ➢ テレメトリを送らない設定も 可能 (標準は送信される) ➢ 実装は downloadstatstelemetry.cpp https://rpi-imager-stats.raspberrypi.org/ # 4/25 時点のDailyリスト

ラズパイコンテスト 募集期間：2021年4月19日（月）〜5月31日（月） 結果発表：6月下旬、ソラコム公式ブログで発表 募集対象：企業、個人、グループ問わずどなたでもご参加いただけます 応募条件：Raspberry Pi と SORACOM を使いテーマに沿ったIoTの仕組みを作成し、条件を満たしたブログ記事を書くこと https://lp.soracom.jp/202104-soracom-raspberry-pi-contest IoT で業務改善 ライフハックを始めよう！ ソラコム賞 Fitbit Charge4™️ GPS搭載 フィットネストラッカー：1名 メカトラックス賞 ラズベリーパイ用電源管理/死活 監視モジュール「slee-Pi3」:1名 その他、ケイエスワイ賞、 日本ラズベリーパイユーザーズグループ賞の他、 参加賞もご用意！ Raspberry Piと、SORACOM IoT SIM やSORACOM サービスを利用した「普段の生活を 豊かにした」「業務の改善を実現した」IoT 作品を 応募してみませんか？ 主催：株式会社ソラコム スポンサー：メカトラックス株式会社、株式会社ケイエスワイ / 特別協力：日本ラズベリーパイユーザーズグループ メディアスポンサー：Qiita、fabcross

IoT への第一歩をサポート 始めよう！ SORACOM キャンペーン https://hello.soracom.jp/202104-ac-campaign

世界中のヒトとモノをつなげ 共鳴する社会へ