Raspberry Pi と WebIOPi について、IoT勉強会 feat. ワンチップもくもく会 2014 年 11 月 22 日(土) at GeekLab で発表をしたときの資料です。

1. Raspberry Pi と WebIOPi を使ってみよう
ガリレオ 小山博史

2. 小山博史
Twitter: @hiro345 日経LinuxでRaspberry Pi記事連載中

3. 宣伝
日経Linux 2014年8月号
!
IoTフレームワークのWebIOPiを取
り上げています。これを使うと
Raspberry Pi で簡単に Internet of
Things のプロトタイプが作れるよ
うになります。

4. Raspberry Pi とは
• 教育用に開発されたボードPC
• デスクトップPCとして使える
• DebianベースのRaspbian OSがよく
使われている
• 電子部品やセンサーが簡単に接続可能
• model B、B+ はLANコネクタ装備で
ネットワークが利用可能
• 豊富なUSB機器が利用可能

5. 注目されている IoT
• Internet of Things（モノのインターネット）
• 色々なモノがインターネット接続できるようになって
きたことが注目されている。
• 個人的には、リアルワールドのモノがインターネット
に接続してデータ化されると、バーチャルワールドと
リアルワールドの境界がより近くなることだと認識し
ています。

6. Raspberry Pi と IoT
• 従来のパソコンと比較して小型
• ネットワーク接続が簡単
• Linuxが使えるので豊富なライブラリ、プログラミング
言語を利用可能となり、開発が簡単
• プロトタイピングに適している
• ネットワーク機能を持たないデバイスのハブになる

7. WebIOPi
• webiopi - Internet of Things framework - Google Project Hosting
https://code.google.com/p/webiopi/
• Pythonベースなので、サーバサイドでカスタマイズしたり機能拡
張をするにはPythonを使うのが基本
• クライアントサイドプログラミング用にREST APIあり
• bash、JavaScript、Ruby、Java、Pythonなど大抵のプログラミン
グ言語から利用可能
• JavaとPythonはクライアント用ライブラリあり

8. HTTPでそのまま利用

9. JavaScriptからの利用

10. 外部サービスのAPI利用

11. WebIOPiのヘッダー画面GPIOの状態表示と制御が可能

12. ボタンのカスタマイズ簡単にできる

13. WebIOPiの
ディレクトリ構成
・htdocs/配下にJavaScriptなどがあることがわかる
・サーバプログラムはpython/配下
・examples、tutorialsを確認すると作り方がわかる
・ドキュメントルートはカスタマイズ指定が可能
WebIOPi-0.7.0/
├── doc/
│ ├── CHANGELOG
│ ├── INSTALL
│ ├── LICENSE
│ ├── README
│ └── updatedoc*
├── examples/
│ ├── clients/
│ ├── magpi-cambot/
│ └── scripts/
├── htdocs/
│ ├── app/
│ ├── index.html
│ ├── jquery.js
│ ├── webiopi.css
│ └── webiopi.js
├── java/
│ └── client/
├── midori/
│ └── config
├── play.sh*
├── python/
│ ├── config
│ ├── native/
│ ├── passwd
│ ├── setup.py
│ ├── webiopi/
│ ├── webiopi-passwd.py*
│ ├── webiopi.init.sh*
│ └── webiopi.sh*
├── setup.sh*
└── tutorials/
├── 1.basis/
├── 2.macros/
├── 3.devices/
├── 4.serial-streaming/
└── 5.serial-command/

14. Raspberry Pi のネットワーク設定
• 開発中はインターネット接続
• モバイルをしている最中は単体で稼働
• PCやスマフォから接続させたい時がある
• PCやスマフォからの接続は制限したい時がある
• 用途に応じてネットワーク設定は調整が必要

15. USBシリアル変換ケーブル
• USBシリアル通信でつなぐ
• UARTピンのTX、RX、GNDと、USBシリアル変換コネクタを接続
• 3.3V用のコネクタを利用する事
• いろいろなUSBシリアル変換器 | hiro345
http://www.sssg.org/blogs/hiro345/archives/16623.html
• FTDI USBシリアル変換アダプター(5V/3.3V切り替え機能付き) – スイッチサイエンス
• ＦＴＤＩ ＵＳＢ・シリアル変換ケーブル（３．３Ｖ）（秋月電子通商）
• CH340 USBシリアルモジュール « ちっちゃいものくらぶ
• USB-TTL変換 – aitendo@shopping
• ＦＴ２３１Ｘ ＵＳＢシリアル変換モジュール（秋月電子通商）

16. リンクローカルネットワークの設定
・/etc/network/interfaces に記述!
・169.254.12.24 の固定IPアドレス指定!
・WindowsやOS Xでは、IPが取得できな!
いときに169.254.0.0のIPが自動設定!
されるので、これで直接通信可能!
・クロスケーブルかHUB経由で接続が必要!
auto lo!
!
iface lo inet loopback!
iface eth0 inet dhcp!
!
auto eth0:1!
iface eth0:1 inet static!
address 169.254.12.24!
netmask 255.255.0.0!

17. x11vnc
リモートデスクトップ
・リモートからGUIで操作したいときに利用!
・VNCサーバの一種。他にはTightVNCなどもある!
・接続先は、vnc://169.254.12.24:5900!
・クライアントアプリ!
・RealVNC：Linux、OS X、Windows!
・TightVNC：Windows、Java!
・OS 標準!
・OS X：ファインダーのサーバへ接続!
・Ubuntu：Remmina
インストールは下記。起動時にパスワード設定あり!
$ sudo apt-get install x11vnc!
!!
設定は $HOME/.config/autostart/x11vnc.desktop!
----!
[Desktop Entry]!
Encoding=UTF-8!
Type=Application!
Name=X11VNC!
Exec=/usr/bin/x11vnc -forever -usepw -display :0!
StartupNotify=false!
Terminal=false!
Hidden=false!
----

18. 無線LAN
アクセスポイント化
・hostapdで無線LAN接続提供
・isc-dhcp-server でIPアドレス付与
・本体は/etc/network/interfacesで
固定値を設定
・起動時にwlan0が認識されない
ことがあるので、スクリプトで
調整
インストール!
$ sudo apt-get install hostapd!
$ sudo apt-get install isc-dhcp-server!
!
ネットワーク設定変更!
allow-hotplug wlan0!
iface wlan0 inet static!
address 192.168.20.1!
netmask 255.255.255.0!
$ cat wlan0_check.sh !
#!/bin/sh!
LANG=C ifconfig wlan0|grep inet!
if [ $? -eq 1 ]; then!
sudo /sbin/ifconfig wlan0 192.168.20.1!
sudo /usr/sbin/service isc-dhcp-server restart!
fi!
!!
$ crontab -l!
*/2 * * * * sh /home/pi/wlan0_check.sh > /dev/null!

19. インストールしておくと便利なもの
• WiringPi
• RPi-Cam Web Interface

20. WiringPi
• Raspberry Pi specific functions
• Timing functions
• Program priority, timing and threads
• Serial library
• SPI library
• I2C library
• Shift library
• Software PWM library
• Software tone library
■ インストール!
$ sudo apt-get install libi2c-dev!
$ git clone git://git.drogon.net/wiringPi!
$ cd wiringPi/!
$ sudo ./build

21. RPi-Cam-Web-Interface
• Raspberry Pi カメラをWebインタフェースで利用可能
• インストールも簡単
• 撮影した動画はH.264、自動でmp4へ変換（処理が重い）
• 手動で変換するにはMP4Boxコマンド
• Webブラウザで撮影した動画、静止画をダウンロード可能
■ インストール!
$ cd /home/pi/RPi_Cam_Web_Interface!
$ git clone https://github.com/silvanmelchior/RPi_Cam_Web_Interface.git!
$ git pull origin master!
$ ./RPi_Cam_Web_Interface_Installer.sh install!
$ ./RPi_Cam_Web_Interface_Installer.sh start

22. 参考：USBカメラ
• USBカメラは値段が安い
• 使用するアプリのインストールが少し大変
• 監視カメラを作っている人も多い
• ロボットへ搭載して利用している人も多い

23. まとめ
• Raspberry Pi を使うと IoT のモノを開発しやすい
• 実際に利用しようとすると工夫が必要
• WebIOPiを使うとREST APIの提供が簡単
• Raspberry Pi カメラも簡単にWebブラウザから使えるよう
になっている
• 高速開発をしたい場合はPython。性能を上げるにはWiringPi
が便利