さくらのIoT Platform β版ハンズオン
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※現在サービスはsakura.ioと名称変更されています。 ※最新の資料は以下をご覧ください。 Sakura.io handson (https://www.slideshare.net/sakura_pr/sakuraio-handson) Sakura.io handson with microsoft azure (https://www.slideshare.net/sakura_pr/sakuraio-handson-with-microsoft-azure) 各地で開催されているさくらのIoT Platform ハンズオンでの資料となります。 本資料ではIoTデバイスのプロトタイピングを想定した「マイコンおよびプログラムの構築」 「さくらのIoT Platformの設定」「Webサービス連携」の手順をスライドでご覧いただけます。 なお、本資料で使用されているさくらの通信モジュールはβ版となります。 Webサービス連携で使用されているさくらのクラウドおよびArukasはいずれか任意のものを 利用いただけます。 サービス詳細は以下をご確認ください。 https://iot.sakura.ad.jp/
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さくらのIoT Platform β版ハンズオン
- 1. さくらの IoT Platform β版ハンズオン 2017/1/12 (C) Copyright 1996-2017 SAKURA Internet Inc さくらインターネット株式会社 IoT Platform Team 西田 有騎
- 2. 2 はじめに
- 3. 本ワークショップの目的 3 1. 本ワークショップはさくらのIoT Platformを使用し、 組込み系およびWeb/アプリ開発系のエンジニアが ご自身のスキルセットを大きく超えることなく、 Internet of Things(IoT)に挑戦できることを 体験いただくものです。 2. そのため各章内で技術的な詳細は極力省略しております。 3. 今回は1人1つワークショップキットをご用意して おりますが、組込みやWeb/アプリ開発に詳しい方が いらっしゃいましたら、ご不明点を積極的にフォロー しあって進めていただければと思います。
- 5. Agenda 5 1. マイコンおよびプログラムの構築 ₋ マイコン（Arduino）による開発環境の準備 ₋ 温湿度センサおよびさくらの通信モジュールの繋ぎ込み ₋ 試験用プログラムの流し込み 2. さくらのIoT Platformの設定 ₋ プロジェクトの作成 ₋ さくらの通信モジュールの登録 ₋ 連携サービスの設定 3. Webへのデータ連携（さくらのクラウド） ₋ Node-REDサーバ用インスタンスの作成 ₋ コンソールでの環境のセットアップ ₋ WebSocketを利用したデータ連携フロー作成 4. Webへのデータ連携（コンテナホスティングサービス Arukas） ₋ Node-REDコンテナの立ち上げ ₋ WebSocketを利用したデータ連携フロー作成
- 9. Arduino IDEのセットアップ 9 https://www.arduino.cc/en/Main/Software から開発環境（Arduino IDE）を入手します。 2017/1/12時点での最新版は【1.8.1】となります。 Windowsは【Windows Installer】、Macは【 Mac OS X 10.7 Lion or newer】を選択します。
- 12. Arduino IDEのセットアップ 12 Arduino IDEが起動したら、Arduino本体をPCに接続します。 ボードは【Arduino/Genuino Uno】、シリアルポートは出てきたCOMポートを選択します。 Macの場合はシリアルポート内の「～～～（Arduino/Genuino Uno）」となるものを選択します。 ボードの選択 シリアルポートの選択
- 13. マイコン（Arduino）の準備 13 [ファイル]→[新規ファイル]→【→】ボタンクリックでArduinoに書き込まれている 内容がクリアされます。該当箇所のLEDが点灯状態になることを確認します
- 17. ライブラリの取得（HDC1000） 17 [スケッチ]→[ライブラリをインクルード]→ [ライブラリを管理...]をクリックし、 右上検索窓から【hdc1000】を検索すると、[HDC1000 by Yuichi Tateno]がヒットします。 インストールをクリックすると自動的に該当ライブラリが格納され、[INSTALLED]が表示されます。
- 19. ライブラリの取得（SakuraIO） 19 [スケッチ]→[ライブラリをインクルード]→ [ライブラリを管理...]をクリックし、 右上検索窓から【sakuraio】を検索すると、[SakuraIO by SAKURA Internet Inc.]がヒットします。 インストールをクリックすると自動的に該当ライブラリが格納され、[INSTALLED]が表示されます。
- 20. 試験用プログラムの流し込み 20 [スケッチの例]→[SakuraIO]→[HDC1000] →【→】ボタンをクリックします。 [ツール]→[シリアルモニタ]より「Waiting to come online」表記の後、カウント値、 Temperature、Humidityに加え、Available（キューイング可能なチャンネル数）と Queued（キューで送信待ちになっているチャンネル数）が表示されることを確認します。
- 24. 【参考】Shell.ino 24 構文 【version】現在のファームウェアバージョンを表示する 出力結果 version >version v1.0.0-161109-c566dba 備考
- 29. 【参考】Shell.ino 29 構文 【update】ファームウェアのアップデートを実行する 出力結果 update >update Current Version: v1.0.0-161109-c566dba Unlock Starting update Waiting for update . 備考
- 31. 【参考】Shell.ino 31 構文 【enqueue】送信キューにデータを格納する 出力結果 enqueue <ch> <type> <value> >enqueue 0 i 123 > 備考 シリアルモニタに実行結果は表示されません。 enqueueコマンドを実行すると登録したデータは送信キューに貯められます。 送信キューは最大で32個まで蓄積され、超過したキューは貯められず破棄されます。
- 33. 【参考】Shell.ino 33 構文 【size】送信/受信キューに貯められたデータ数を確認する 出力結果 size >size Tx Queue Avail: 32 Queued: 0 Rx Queue Avail: 32 Queued: 0 備考 Tx Queue は送信キュー、Rx Queue は受信キューを表します。 Availは利用可能数、Queuedは貯められているキューの数を表します。
- 38. 【参考】Standard.ino 38 保持している情報をすべて書き出すプログラムです。シリアルモニタに以下の情報を出力しながら カウント値を0チャンネルに書き込み、キューが一定量貯まると送信します。
- 52. 【参考】連携サービスの設定（DataStore (β)） 52 さくらのIoT Platformでは、新たに蓄積データの活用として【DataStore】を提供します。※β版 追加サービスの選択画面で[DataStore (β)]をクリックします。
- 53. 【参考】連携サービスの設定（DataStore (β)） 53 追加サービスの選択画面で[DataStore (β)]をクリックします。 [名前]は任意の名称を入力し、[作成する]をクリックします。
- 55. 【参考】連携サービスの設定（DataStore (β)） /channels の取得 55 [ /channels ]は蓄積されたデータをチャンネル単位で取得します。単体のデータを複数の形式 （入力時の形式[value]、数値[value_num]、文字列[value_str]）で格納しているため、 単体でも価値のあるデータが活用しやすい形式となっています。 [ /channels ]は該当URL（https://api.sakura.io/datastore/v1/docs/）にて 前述の【Token】情報、および以下のパラメータを指定することで任意の情報を取得できます。 【module】：通信モジュールのモジュールID 【size】：一度に取得するデータの数 【order】：昇順（ASC）と降順（DESC）指定 【cursor】：※後述※ 【after/before】：指定日時の以前と以後指定 【channel】：取得するチャンネル指定
- 56. 【参考】連携サービスの設定（DataStore (β)） /channels の取得 56 { "meta": { “count”: <取得した件数>, “cursor”: “<sizeで指定した件数を超えた場合に、次のレスポンスを取得するためのカーソル>”, “match”: <ヒットした件数> }, "results": [ { “channel”: <データが格納されているチャンネル>, “datetime”: “<データが通信モジュールのキューに格納された時間>”, “id”: “<送信されたデータのID>", “module”: “<データが送信された通信モジュールのID>", “type”: “<送信されたデータの型式>", “value”: <typeで指定された型式でのデータ>, “value_num”: <number形式でのデータ>, “value_str”: “<string形式でのデータ>" }, { "channel": … ＃以下[channel]単位のデータがcount数分列挙 指定された条件を元に【Try it out!】をクリックすると、[Response Body]欄に条件に応じた データが返されます。またクリック後に返される[Request URL]から同様のデータを取得できます。
- 57. 【type】：取得するRMのtype指定 【参考】連携サービスの設定（DataStore (β)） /messages の取得 57 [ /messages ]は蓄積されたデータをRM単位で取得します。RMに含まれる複数チャンネルの データの関係性が重要な場合に活用しやすい形式です。（鍵の「解錠者ID」と「入退室フラグ」等） また、 [ /messages ]には通信モジュールの接続および切断の情報も含まれています。 [ /messages ]は該当URL（https://api.sakura.io/datastore/v1/docs/）にて 以下のパラメータを指定することで任意の情報を取得できます。 【module】：通信モジュールのモジュールID 【size】：一度に取得するデータの数 【order】：昇順（ASC）と降順（DESC）指定 【cursor】：※後述※ 【after/before】：指定日時の以前と以後指定
- 58. 【参考】連携サービスの設定（DataStore (β)） /messages の取得 58 { "meta": { "count": <取得した件数>, "cursor": “<sizeで指定した件数を超えた場合に、次のレスポンスを取得するためのカーソル>”, "match": <ヒットした件数> }, "results": [ { “datetime”: “<対象のRMをプラットフォーム側で受信した時間>”, "id": “<格納されたRMのID>", "module": “<データが送信された通信モジュールのID>", "payload": { "channels": [ { "channel": <データが格納されているチャンネル>, "type": “<送信されたデータの型式>", "value": <typeで指定された型式でのデータ> } ] }, "type": "channels" }, { “datetime”: … ＃以下[message]単位のデータ 指定された条件を元に【Try it out!】をクリックすると、[Response Body]欄に条件に応じた データが返されます。またクリック後に返される[Request URL]から同様のデータを取得できます。
- 61. さくらのクラウド コントロールパネル ログイン 61 本ワークショップでは既にさくらのクラウドのユーザを作成済みとなります。 以下URLより、「さくらのクラウドユーザとしてログイン：」に前述のユーザコード、会員ID、 パスワードを入力します。 「https://secure.sakura.ad.jp/cloud/」
- 64. Node-REDサーバの作成 スタートアップスクリプトの用意 64 新しく現れたメニューから【スクリプト】をクリックします。 その後【プライベート】タブをクリックし、右上の【追加】を選択します。
- 65. Node-REDサーバの作成 スタートアップスクリプトの用意 65 以下の内容をコピー＆ペーストします。必要に応じてエラー処理やログ用の記述を追加します。 #!/bin/sh # @sacloud-once # @sacloud-desc Git/NVM/Node.js/Node-REDのインストールを実行します。 # @sacloud-desc このスクリプトは、CentOS6.xでのみ動作し、完了後自動再起動します。 # @sacloud-desc 起動後、「#node-red」を実行すると、該当IPアドレスにWebブラウザにてアクセスできます。 # @sacloud-require-archive distro-centos distro-ver-6.* #Gitの入手 yum -y install git #NVMの入手 git clone https://github.com/creationix/nvm.git /root/.nvm #NVMの一時的なPATH設定 source /root/.nvm/nvm.sh #NVMの恒久的なPATH設定 sed -i '12i if [ -s /root/.nvm/nvm.sh ]; then' /root/.bash_profile sed -i '13i source /root/.nvm/nvm.sh' /root/.bash_profile sed -i '14i fi' /root/.bash_profile #Node.jsの入手 nvm install v6.2.2 #Node-REDの入手 npm install -g node-red #Node-REDの編集済みコンフィグファイル（.node-red以下）を入手 git clone https://github.com/Nyuuki0224/node-red-init.git cp -rfv /root/node-red-init/.node-red/ /root/ exit 0
- 66. Node-REDサーバの作成 スタートアップスクリプトの用意 66 【名前】は任意の値を入力し、スクリプトを【内容】に入力します。 【作成】をクリックするとスタートアップスクリプトが作成されます。
- 70. Node-REDサーバの作成【シンプルモード】 70 サーバプランは【1GB/1仮想コア】を、ディスクプランは【20GB SSDプラン】を、 それぞれ選択します。（デフォルトで選択されています。）
- 73. Node-REDサーバの作成【シンプルモード不使用】 73 サーバプランでは仮想サーバに割り当てるCPUとメモリの量を指定します。 仮想コアは【1】を、メモリは【1GB】を、それぞれ選択します。
- 74. Node-REDサーバの作成【シンプルモード不使用】 74 2.ディスクでは使用するディスクの種類やサイズ、インストールイメージを選択します。 アーカイブ選択のみ【CentOS 6.x 64bit #xxxxxxxxxxxx】を選択し、後はデフォルトとします。
- 78. Node-REDサーバの作成【シンプルモード不使用】 78 5.シンプル監視はさくらのクラウドで提供する死活監視のサービスとなります。 本件では使用しないため、デフォルトのチェックなしで進めます。
- 79. Node-REDサーバの作成【シンプルモード不使用】 79 6.サーバの情報はコントロールパネル上で管理するための情報を記述する項目となります。 本件では名前に判別がつくような任意の値を入力します。
- 83. コンソールでの環境のセットアップ 83 ここからはターミナルソフトで操作することを前提に進めます。Windowsの場合、TeraTermで さくらのクラウドのコンパネ記載のIPアドレスへ接続します。 初めてアクセスするサーバの場合、セキュリティ警告が表示されますが、[続行]をクリックします。 Macの場合はターミナルから【ssh -p 22 root@<サーバのIPアドレス>】でアクセスします。
- 84. コンソールでの環境のセットアップ（スタートアップスクリプト利用時） 84 ログインが完了したら以下コマンドを実行するとWebブラウザから該当サーバのIPアドレスに アクセスできるようになります。実行が成功しない場合nvmのパス等確認のうえ、実施します。 （# source ~/.nvm/nvm.sh 等） [root@test ~]# node-red Welcome to Node-RED =================== 22 Nov 10:00:29 - [info] Node-RED version: v0.15.2 22 Nov 10:00:29 - [info] Node.js version: v6.2.2 22 Nov 10:00:29 - [info] Linux 2.6.32-642.6.2.el6.x86_64 x64 LE 22 Nov 10:00:29 - [info] Loading palette nodes 22 Nov 10:00:29 - [warn] ------------------------------------------------------ 22 Nov 10:00:29 - [warn] [rpi-gpio] Info : Ignoring Raspberry Pi specific node 22 Nov 10:00:29 - [warn] ------------------------------------------------------ 22 Nov 10:00:29 - [info] Settings file : /root/.node-red/settings.js 22 Nov 10:00:29 - [info] User directory : /root/.node-red 22 Nov 10:00:29 - [info] Flows file : /root/.node-red/flows_test-01.json 22 Nov 10:00:29 - [info] Server now running at http://127.0.0.1:80/ 22 Nov 10:00:29 - [info] Starting flows 22 Nov 10:00:30 - [info] Started flows
- 98. コンテナホスティングサービス Arukasとは 98 さくらのクラウド Arukas コア技術 提供単位 仮想マシン/OS コンテナ メリット ・従来のOSと同様に扱える ・既存環境の拡張ができる ・その他機能と併用ができる ・展開が高速 ・オーバーヘッドが少ない ・同一環境をPCでも再現可能 Server Server Host OS Host OS Hypervisor Docker Engine Bins/Libs Bins/Libs App A App A Guest OS Bins/Libs App A Guest OS Bins/Libs App B Guest OS Bins/Libs App A’ App A’ App B App B’ 仮想マシン コンテナ
- 106. Node-RED ログイン画面 106 URLにアクセスするとNode-REDのログイン画面に遷移します。 記載のUsernameとPasswordでログインします。 Username : node Password : r3d
- 118. 11 8 最後に
- 127. 最後に ～さくらのクラウド～ 12 7 今回は[接続されたディスク]についても削除しますのでチェックを入れ、【削除】をクリックします。 ダイアログが表示されますので【実行】をクリックします。
- 129. 最後に ～Arukas～ 12 9 Arukasで作成されたコンテナはインターネット上に公開されているため削除しておきましょう。 Actionの「■」ボタンをクリックしてサービスを停止します。
- 135. 135 そこに、さくら