動け！Golang 〜圧倒的IoTツール開発へようこそ〜

by Kazuhiro Homma

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動け！Golang 〜圧倒的IoTツール開発へようこそ〜 2016/12/03 builderscon 2016 株式会社Photosynth 取締役CTO 本間和弘 @kazuph

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⾃⼰紹介 • @kazuph / 本間和弘 • 株式会社Gaiax 元新卒Webプログラマー • 独⽴しIoTプロダクト「Akerun」の開発者に • 創業メンバー / 取締役 / CTO • メインアーキテクト / メインプログラマ   →エンジニア統括 • Perl→Ruby→Java→Obj-C→C→Golang→GAS(??) • Tuba（チューバ）歴11年、リアルあの世界で  過ごしました

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YAPC::Asia Tokyo

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4NBSU-PDL3PCPU

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No content

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IoT開発に必要な要素 Ϗδωε ϑΝΠφϯε ϚʔέςΟϯά Ӧۀ ޿ใ ϝΧ ΤϨΩ ϑΝʔϜ΢ΣΞ εϚϗΞϓϦ αʔόʔαΠυ $4 ௐୡ ޻৔ ։ൃ ੡଄ ϩδεςΟΫε

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No content

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今⽇はこんな感じの内容を話します • ⼯場で動くIoTツール • iOSアプリ経由での基板・製品検査 • シールプリンターをIoT的に動かす • 初めての中国…/// (LCC) • 他

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正直つくっていたら思っていたよりもマニアックになった

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GolangというよりもIoTの同業者向けの資料になりました（汗）

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IoTと⼯場

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⼯場でなにをやっているの？ w੡඼ͷ૊Έཱͯɺࠝแɺൃૹ w޻ఔ؅ཧܥ wϑΝʔϜ΢ΣΞͷ*% w࡞ۀͷ੒ޭɾࣦഊͷ೺Ѳ wج൘΍ᝑମʹషΔγʔϧͷൃߦ wݕࠪܥ wج൘ͷݕࠪ w෦඼ͷݕࠪ w૊Έཱͯޙͷݕࠪ ճ࿏ ෦඼ ᝑମ

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⼯場で必要なもの • 単なる玩具と違いすべての個体が別々のIDを持つ • 基板(マイコン)への書込み時に、なんらかの書き換え作業が必要 • 世の中にはExcel台帳＋⼿作業でがんばっている⼈もいると聞いたことがあるが無理 • 基板・筐体の検査をすべて⼿作業は時間がかかる • ⼯場での時間はそのままコストになる • ⾃動化したい

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IoTで⼯場も⾃動化する！

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どうやってつくった？

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⼯場IoTツールでの⾃動化 • v1.0(2015初期) • FW書込みを⾃動化 • 組み⽴て後検査を⾃動化 • v1.1(2015中期〜) • FW書込み後検査を⾃動化 • v2.0(2016) • 新製品のためにすべてをブラッシュアップ "843BJMT 8FC"1* γϦΞϧ௨৴ #-&௨৴  ֎෦ηϯαʔ

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⼯場IoTツール構成 • v1.0(2015初期) • mac + Chrome(sinatra)+ shell • iPod + iOS app(Obj-C) • v1.1(2015中期〜) • mac + app(Obj-C) + shell • Arduino • iPod + iOS app(Obj-C) • v2.0(2016) • Raspberry Pi + golang + shell • iPod + iOS app(Swift) "843BJMT 8FC"1* γϦΞϧ௨৴ #-&௨৴  ֎෦ηϯαʔ

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実際のフロー  ※v2.0の場合

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ファームウェアの書き込みエンジニアが丹精込めてファームウェアの  バイナリを作成する  ↓  Raspberry Piに配置  ↓  WebAPIで品番に対応するID情報を取得  ↓  ID部分をPerlワンライナーで置換  IntelHex形式のものはPython/Rubyで頑張って変換  ↓  UART/JLinkを使って基板にファームウェアを書き込む ʜ ʜ

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書込後基板の検査ファームウェア書込済み基板の検査開始  ↓  有線シリアル通信や無線BLE通信で各センサーの値を取得し基準値か確認  ↓  最後に出荷モードもしくは  出荷⽤ファームウェアを別途書き込み  ↓  WebAPI経由で書込み・検査が終了した旨を送る  ↓  Slackなどで通知

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組み⽴て後製品の検査書込み済み基板や他の部品・筐体を全部組み合わせて製品を完成させる  ↓  組み⽴て後に検査は⼈の⼿とiPodにて⾏う  ↓  作業①→検査①→作業②→検査②・・・  ↓  動作試験が完了したら出荷状態にして  梱包して発送しておわり

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できたもの

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⼯場ツール v1.0 • ⼯場の⼈達が実際に↓をいじりながら作業していた • FWの書込みの成功失敗がわかり⼿順をわかりやすく表⽰した

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⼯場ツール v1.0 • 製品開発の忙しいときに作成しないといけなかったので、「今⽇はツールハッカソンの⽇」として突貫でほぼ1⽇でつくった • 256⾏のapp.rbと43⾏のshellのみ • 1ファイルのSinatraになったが⼤きなツールじゃないので、最後まで困らなかった • Slack連携を最初からしていたので、失敗が続くときは、こちらから⼯場へ連絡して作業の改善を⾏った

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CLIから普通に使えるShellを書き #!/bin/bash -eu # Usage) ./write.sh … DEVICE_ADDR=$1 SERVICE_UUID=$2 … DEVICE_NAME=${11} echo “ஔ׵ॲཧ…” perl -i -p -e "s/(__ID_AKERUN) (.*)?$/\$1 ${SERVICE_UUID}/" $AKERUN_DB_H_FILE … perl -i -p -e "s/(DEVICE_NAME) (.*)?$/\$1 ""\"$ {DEVICE_NAME}""\"/" $AKERUN_H_FILE echo "MAKE" cd $SDK_PATH && ./make clean && ./make akerun download

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Rubyから雑に叩く result = RestClient.get “#{url}/#{id}“   p firmware_id = `./build_akerun_firmware.sh \ '#{result["device_addr"]}' \ '#{result["uuid"]}' \  … '#{result["local_name"]}'`

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⼯場ツール v1.1

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⼯場ツール v1.1 • 最初は組み⽴てたあとの検査しかなかったが、⼿戻りが多いので、基板を組み込む前に検査しようとなった • Macで書込みを⾏っていたので、そのままMacのデスクトップアプリをつくることに • グラフィカルなUIとBLEの制御をCoreBluetoothで⾏うことなどが加えられたが、書込み時は裏でv1.0の APIを叩いてJSONを整形するRubyとビルド⽤のShell をObj-Cから叩くことで資産が流⽤できた

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⼯場ツール v1.1 • Arduinoで基板のE2Eテストのようなことも⾏った • LED、スピーカーなど • 輝度・⾊・⾳量などデジタルにわからないことを中⼼に

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⼯場ツール v2.0

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⼯場ツール v2.0

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⼯場ツール v2.0 • 裏ではShellがうごめいていてバイナリ置換とビルドと書込みを⾏っている • 他は全部Golang • Webサーバー部分は net/http • BLE操作は paypal/gatt • クレデンシャル情報は.envからロードしてバイナリに含めるやつを書いた • 基本的に1バイナリ＋複数のShellにして、⼯場でのぞかれても元のソースが⾒れないようにした • HTML、CSS、JS付近もすべてバイナリに含めるようにした • サーバーとしてRaspberry Piを仕様してsystemdで常駐化

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⼯場ツール v2.0

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⼯場ツール v２.0 • v1系のときは全部Obj-Cで書いていたが、全部 Swiftで書き直した • 本番アプリでOjb-Cで書いてあるところすら全部Swiftで書き直した • CocoaPodsも捨ててCarthage⼀択 • 結果的にビルドも超⾼速で快適だった

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޻৔πʔϧW  Β΂ΔΜ

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⼯場ツール v２.0 • GolangからWebSocket経由でブラウザが信号を受けとり、任意のIDをラベルプリントする • ⼈間の操作は⼀切いらない • BrotherのラベルプリンタのSDKを使って開発した影響で IE11でしか動かない • なんとJSのSDKがあるので、全部をブラウザで動かせる！ • 遠隔からシールプリントできる！

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知⾒

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結局デーモンにするので Webサーバーにした • ⼯場で常に稼働するツールであり、作業者のためのUIも作成する必要があったので、ChromeやIEで動くWebブラウザアプリにした • RubyならSinatra、Golangならnet/httpでゴリゴリ書いた • Macなら⼯場での作業フローに沿いOS起動時に作業者が automatorを叩いて起動 • git pull; bundle install; bundle exec ruby app.rb • Raspberry Piのときは、systemdで常駐プロセス化

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ビルド等めんどい部分は Shellにすべてを押し込める • LL側でビルドを扱いたくない • その辺はmakeに全部押し込める、もしくはバイナリの直接の置換に倒す • 置換処理付きのshellでmakeをラップする • LLではそのshellを叩くだけにする  ※細かい話は添付資料に書きました

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BLEのAPIについて • Obj-C、Swift、Golang、書いてないがNodeの全部それなりの実装をした経験がある • 基本的は普通にやるとコールバック地獄になる • ⾔語特性的にGolangは楽 • ゴルーチンとチャネルでなんちゃってでシリアルでかける • 他はRxXXを使わないと死ぬ

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そういえば中国いきまいた ※なんでかはわかりませんが

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中国インターネット事情 • つらい • 基本的にブチブチ切れる • 10回くらいリトライしても無理な場合もある • VPNにつなぐと遅いがある程度確実になる • ◯◯のWi-Fiに繋いで、VPNに繋げばググれる • Slackは弾かれてないみたいなので余裕で使えた • WeChatがすごく使いやすい、◯◯の⼈からWeChatで連絡来るｗ

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まとめ • ⼯場で使うツールはWeb・スマホアプリを使うと⼤分⾃動化できる • ⾜りない部分はハードウェアをつくったり、 SDKを組み合わせて作成する（例: シールプリンターのSDKなど） • ⼯場でもIoT！

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続きはAkerun Advent Calendarで！

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そして、次のIoTがはじまるのです！

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ご清聴ありがとうございました！話してない内容は質疑応答か懇親会で！

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※同業者向け添付資料

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ファームウェアのビルドの⾃動化 • 個体毎にIDが違うイメージをつくるためには  基本的に以下の⼆つの⽅法を選択する • ソースコードを都度置換し、都度ビルド • 確実だが遅い • 出来上がったバイナリの中⾝を⾒て置換 • 速いが怖い

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うちでは両⽅の  ⽅法を試した

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ソース置換ビルド • BLEのチップごとに開発⽤のSDKが異なる上にWindowsで GUIでビルドという苦⾏がある • ただし掘り返せばCLIにたどり着けることも • ex) IDE → make → SDK付属toolchain • makeさえ動けばこっちのもの • コンパイルとチップへのDownloadはSDKに任せる • ソースコードをPerlで置換して都度ビルドして書込み

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バイナリ置換 • SDKによってはWindowsのGUIツールでしか実質無理なビルドもある • ex) Windowsの有料コンパイラーでしか、現実的なバイナリサイズにまで圧縮できない • ex) Mac/Linux版がない • makeもあきらめて、バイナリを直接置換して書込み

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IntelHex形式の部分置換 • ビルド後に.hexな形式で出⼒されて中⾝を⾒たら、intelhex形式だったので、そのままでは単純な置換ができない • ⼀度intelhex形式からbin形式にするとSiP的に欲しかった情報が失われる • 部分的にbin化して置換し、元に戻す時にrubyでゴリゴリsumの計算をして修復した