sakura.io handson with IBM Bluemix
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2017/11/04にBluemix User Group(BMXUG)と共同開催した、さくらインターネットが提供するIoTプラットフォーム「sakura.io」とIBMが提供する「Bluemix」のコラボハンズオンの資料となります。 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」「sakura.ioの設定」「Bluemixを利用したWebサービス連携」の手順をスライドでご覧いただけます。 サービス詳細は以下をご確認ください。 https://sakura.io/
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- 1. Bluemix & sakura.io 体験ハンズオン Bluemix User Group (BMXUG) 共催 2017/10/13 (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. 4 はじめに
- 3. 本ワークショップの目的 5 1. 本ハンズオンはsakura.ioを使用し、組込み系エンジニアおよび 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 9 1. sakura.io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 2. 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 ₋ 【参考】デバイスから送信されたデータの確認 3. Webへのデータ連携（IBM Bluemix） ₋ IBMのトライアルアカウントを作成する ₋ Cloud Foundry アプリ作成 ₋ WebSocketを利用したデータ連携フロー作成
- 7. 会員IDの作成 11 会員IDをお持ちでない場合はご契約のサービスがない場合でも、さくらインターネット会員登録 （https://secure.sakura.ad.jp/signup3/member-register/input.html）から作成いただくことができます。 会員登録が正常に完了すると、メールアドレスで指定したアドレスにsupport@sakura.ad.jpより以下のような メールが送信されます。会員IDおよびパスワードは重要な情報となりますので、漏れないよう、大事に保管ください。 Title：会員登録完了のお知らせ [XXX00000] ─────────────────────────────────── このメッセージはさくらインターネット会員登録フォームより 自動送信されています。このメールに心当たりのない場合は support@sakura.ad.jpまでご連絡ください。 ─────────────────────────────────── さくらインターネット株式会社 様 (ご担当者: さくら 太郎 様) この度は、さくらインターネットに会員登録いただきまして誠に ありがとうございます。 以下の通り会員登録を受付ましたので、ご連絡させていただきます。 ============================================================= ◎ 会員登録情報 会員ID ： XXX00000 ご契約者名 ： さくらインターネット株式会社 様 (ご担当者: さくら 太郎 様) 電子メール ： XXX@XXX.XX.XX ============================================================= ～～～以下省略～～～
- 9. sakura.io コントロールパネル ログイン 13 sakura.io コントロールパネル（https://secure.sakura.ad.jp/iot/）にログインします。 Googleにて「さくらインターネット iot 開発者」を検索し、開発者向けページの下記ボタンからもアクセスします。
- 11. プロジェクトC プロジェクトB sakura.ioコントロールパネルにおける考え方 16 sakura.ioでは【プロジェクト】という単位で大枠を構成し、プロジェクト内に複数の【通信モジュール】、 【連携サービス】を紐付けていきます。 【データストア】や簡易位置情報、ファイル配信といった 【オプションサービス】はプロジェクトに対して一つもしくは1セット設定することができます。 プロジェクトA 通信モジュール1 uAAAAAAAAAA 通信モジュール2 uBBBBBBBBBB 通信モジュール3 uCCCCCCCCCC データストア Light/Standard/… 簡易位置情報 ON/OFF 連携サービス1 WebSocket 連携サービス2 Outgoing Webhook ファイル配信 File1/File2/… 連携サービス3 AWS IoT プロジェクトに対して 複数紐付け可能 プロジェクトに対して 単一（1セット）設定可能 プロジェクトに対して 複数紐付け可能
- 12. 約款への同意 17 初めてコントロールパネルにログインした場合、各種約款への同意を求められます。 内容をご確認いただいたうえで、［✓同意する］をクリックするとコントロールパネルにアクセスできます。
- 17. 通信モジュールの登録 22 モジュールの追加に成功すると［モジュールを追加しました］というダイアログが表示されます。 ［ホームへ戻る］ボタンをクリックしてホームに戻ります。 ID/PASSが正しくない、もしくは既に登録されている通信モジュールを追加しようとした場合は 内容とともに［モジュールの追加に失敗しました］というダイアログが表示されます。 登録が成功した場合 登録が失敗した場合 登録用ID / 登録用パスワードのいずれかに誤りがあります、再度ご確認ください 別の会員IDに登録されています、過去登録した会員IDにログインし、解除ください
- 25. 今回のワークショップでご提供するもの 30 ジャンパーコードさくらの通信モジュール（アンテナ付） +Arduino用シールド＆Arduino Uno Rev3 USB2.0 ケーブル（A-B） 12W級 9V-1.3A DCアダプタ ブレッドボード 人感センサ （SB412A） 照度センサ （GL5537-2） 温湿度センサ （HDC1000 or SHT31） 各種抵抗 ※必要に応じてご提供 タクトスイッチ ※必要に応じてご提供 抵抗入りLED ※必要に応じてご提供 本日は使用しません
- 26. Arduino IDEのセットアップ 31 https://www.arduino.cc/en/Main/Softwareから開発環境（Arduino IDE）を入手します。 2017/9/21時点での最新版は 【 1.8.5 】 となります。 ご利用環境がWindowsの場合は 【 Windows Installer 】 、Macの場合は 【 Mac OS X 10.7 Lion or newer 】 を選択します。
- 27. Arduino IDEのセットアップ 32 該当の金額を選択するか（寄付する場合）、もしくは 【 JUST DOWNLOAD 】 にてダウンロードします。
- 29. Arduino IDEのセットアップ 34 Arduino IDEが起動したら、Arduino本体をPCに接続します。 上部メニューバーから以下2つを設定します。 ボード： ［ ツール ］ → ［ ボード:”XXX” ］ から 【 Arduino/Genuino Uno 】 を選択します。 シリアルポート： ［ ツール ］ → ［ シリアルポート ］ から 【 COMx（Arduino/Genuino Uno） 】 となるものを選択します。 Mac環境の場合はCOMポートではなく、 【 /dev/～～～（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
- 30. マイコン（Arduino）の準備 35 ［ ファイル ］ → ［ スケッチ例 ］ → ［ 01.Basics ］ → ［ Blink ］ を選択し、Blinkスケッチを表示します。 【 → 】 をクリックしてスケッチをマイコンに書き込み、該当箇所のLEDが点滅状態になることを確認します。 何らかの問題があった場合、スケッチ下部にオレンジ色のエラーが表示されます。
- 32. ライブラリの取得（温湿度センサ-HDC1000利用の場合） 37 ［ 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該当ライブラリが取り込まれ、 ［ INSTALLED ］ が表示されます。
- 33. ライブラリの取得（温湿度センサ-SHT31利用の場合） 38 ［ 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【SHT31】を検索すると、 ［ Adafruit SHT31 Library by Adafruit ］ がヒットします。 インストールをクリックすると該当ライブラリが取り込まれ、 ［ INSTALLED ］ が表示されます。
- 34. ライブラリの取得（SakuraIO） 39 ［ 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。 最新のVer.を選択のうえインストールをクリックすると該当ライブラリが取り込まれ、 ［ INSTALLED ］ が表示されます。
- 35. FirmwareUpdate.ino 40 ［ ファイル ］ → ［ スケッチ例 ］ → ［ SakuraIO ］ → ［ FirmwareUpdate ］ を選択し、FirmwareUpdateスケッチを表示します。 【 → 】をクリックし、 ［ ツール ］ → ［ シリアルモニタ ］ よりモジュールのファームウェアアップデート状況を確認します。 現在のVersion情報と比較し、新しいファームウェアが提供されている場合にはアップデートを実行します。 新しいファームウェアが存在する場合 最新のファームウェアが適用されている場合
- 38. 温湿度センサの動作確認（温湿度センサ-HDC1000利用の場合） 43 ［ ファイル ］ → ［ スケッチ例 ］ → ［ HDC1000 ］ → ［ hdc1000 ］ を選択し、hdc1000スケッチを表示します。 【 → 】 をクリックし、 ［ ツール ］ → ［ シリアルモニタ ］ よりTemperature＆Humidity情報が取得できることを確認します。 何らかの問題があった場合、スケッチ下部にオレンジ色のエラーが表示されます。
- 39. 試験用プログラムの流し込み（温湿度センサ-HDC1000利用の場合） 44 ［ ファイル ］ → ［ スケッチ例 ］ → ［ SakuraIO ］ → ［ HDC1000 ］ を選択し、HDC1000スケッチを表示します。 【 → 】をクリックし、 ［ 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。
- 40. 試験用プログラムの流し込み（温湿度センサ-SHT31利用の場合） 45 ［ ファイル ］ → ［ スケッチ例 ］ → ［ SakuraIO ］ → ［ SHT31 ］ を選択し、SHT31スケッチを表示します。 【 → 】 をクリックし、 ［ 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。
- 42. デバイスから送信されたデータの確認 47 サービス連携の編集画面の下部にデバイスから送信されたデータがリアルタイムで表示されます。 簡易表示モードでは通信モジュールから受け取ったデータを以下のように確認できます。 → 温度 → 湿度 → カウント値 モジュール： データを送信した 通信モジュールのID チャンネル データが格納された チャンネル番号 時刻： データがモジュールのキューに 格納された時刻のタイムスタンプ 値： 送信された値 型： データの型式
- 43. デバイスから送信されたデータの確認 48 ［ 詳細表示モードに切り替え ］ をクリックすると詳細表示モードに遷移します。 モジュールは同一ですが、データの内容によりタイプやペイロードが異なります。 複数チャンネルある場合、 それぞれの最終データを表示 クリックでログ出力を 開始/停止 タイプ： プラットフォームからの内容に応じて、 いくつかの種類に分かれる ・channels ：通信モジュールからのデータ ・connection ：接続の開始/終了 ・location ：簡易位置情報 ・keepalive ：WebSocketセッション確認 ペイロードには受け取った データのpayload部が表示 時刻： 詳細表示モードではプラット フォームで該当のメッセージを 受け取ったタイムスタンプ
- 47. IBMのトライアルアカウントを作成する 52 登録を行うと、入力したメールアドレスに対してアカウント確認のメールが届きます。 メール内の「Confirm Account」をクリックします。 XXX
- 53. IBMのトライアルアカウントを作成する 58 指定した地域に作成した組織名およびスペースが作成され、IBM Bluemix アカウントのページに遷移します。 Bluemixロゴをクリックしてダッシュボード画面に移動します。 XXX 米国南部 XXX XXX
- 54. Cloud Foundry アプリ作成 59 まだ何もアプリが作成されていないため、ダッシュボードには何も表示されていません。 今回は「Node-RED Starter」の作成のため、「オファリングの検討」をクリックします。
- 55. Cloud Foundry アプリ作成 60 検索画面から「Node-RED」を検索し、表示された「Node-RED Starter」をクリックします。
- 64. Node-RED設定 69 設定した内容の反映が完了すると、Bluemixで用意された初期画面が表示されます。 「Go to your Node-RED flow editor」をクリックします。
- 69. Node-RED WebSocketノードの作成 74 ドラッグ&ドロップされたWebSocketノードをWクリックし、設定画面に移ります。 種類は 【 接続 】 、名前は 【 任意の名称 】 を入力のうえ、URLの行にある鉛筆マークをクリックします。
- 70. Node-RED WebSocketノードの作成 75 URL部分はsakura.ioのコンパネからのペーストを行い、ドロップダウンの項目についてはデフォルトで定義されている 【 ペイロードを送信/受信 】 を選択し、 【 追加 】 をクリックします。
- 72. Node-RED WebSocketノードの作成 77 【 完了 】 をクリックするとwebsocketノードへ設定が反映され、不備がない場合はノードの三角マークが消えます。 WebSocketノードへの設定が反映されましたが、この時点ではsakura.ioからデータは入ってきていません。 続いてはデータを表示するためのDebugノードを作成します。
- 75. Node-RED フローのデプロイ 80 各ノードを接続し、準備が完了したら、右上部の 【 デプロイ 】 をクリックします。 デプロイが完了するとデプロイボタンがグレーアウトされ、設定した内容を元に処理が開始されます。 併せて、debugノードからの情報を確認するため、コンソールの 【 デバッグ 】 タブをクリックします。
- 77. Node-RED フローサンプルの紹介 82 次にサンプルのフローを利用するために、必要なノードをサーバに追加します。 Node-RED右上の 【 メニュー（三） 】 から 【 パレットの管理 】 を選択し、 【 ノードを追加 】 タブの検索窓から 【 node-red-dashboard 】 でヒットしたノードを追加します。確認に対しては 【 追加 】 を選択します。
- 78. Node-RED フローサンプルの紹介 83 Node-RED右上の 【 メニュー（ 三 ） 】 から 【 読み込み 】 → 【 クリップボード 】 を選択し、画面内のポップアップ に下記テキストファイルをコピー＆ペーストすることで、フローのサンプルを呼び出すことができます。 WebSocketノードおよびTwitterノードに必要事項だけ設定することで連携を体験いただけます。 文字列として受け取った JSONデータの変換 通信モジュールからの データのみを通過 温度（ch0）データだけを抽出 温度（ch1）データだけを抽出 /ui/ にグラフとして可視化 文章を生成（実行後10分待機） /ui/ にグラフとして可視化 Twitterアカウント連携で投稿 https://github.com/sakuraio/handson-sample/blob/master/node-red/bluemix-graph-display-and-temperature-tweet
- 79. Node-RED フローサンプルの紹介（グラフの確認） 84 【 http://<Bluemix ダッシュボード記載の経路名>/ui/ 】 にアクセスすると、取得した情報に応じて 動的にグラフを生成することを確認できます。
- 80. Node-RED フローサンプルの紹介（Twitter連携） 85 TweetノードをWクリックし、 [ Twitter ID ] 行の鉛筆マークをクリックし、案内される Twitterアカウント認証画面に進みます。
- 81. Node-RED フローサンプルの紹介（Twitter連携） 86 認証画面は利用しているブラウザでログインしているかどうかで画面遷移が異なります。 それぞれ必要な項目を入力or確認したうえで 【 連携アプリを認証 】 をクリックすると [ Authorised] の表記とともに認証された旨表示されますので、案内に従いウィンドウを閉じます。 まだログインしていない場合 既にログインしている場合
- 82. Node-RED フローサンプルの紹介（Twitter連携） 87 認証が成功しているとTwitter ID欄に認証したアカウントのIDが入力されています。 問題なければ 【 追加 】 および 【 完了 】 をクリックし、設定を完了します。
- 83. Node-RED フローサンプルの紹介（Twitter連携） 88 フローをデプロイすると、その時取得した温度センサの情報が文中に埋め込まれた状態で 該当のTwitterアカウントにメッセージが投稿されます。 ［ メッセージ化 ］ ノードの内容を書き換えることで任意の文章に変更することができます。
- 84. 89 そこに、さくら
- 85. 90 質疑応答
- 86. 91 最後に
- 90. 最後に ～sakura.io～ 95 モジュールの登録が解除され、表示から削除されました。 次は連携サービスとともにプロジェクトを削除します。 プロジェクト右上の［削除］マークをクリックします。
- 92. 最後に ～IBM Bluemix～ 97 Bluemixに立てたNode-REDについてもアプリケーションを停止します。ダッシュボード画面を確認すると、 Cloud Foundry アプリの状態が「実行中」になっており、サービス（Cloudant NoSQL DB）が1つ作成されています。 なお、該当のCloud Foundryアプリ内で「モニタリング」をクリックした場合、availability-monitoring-autoという サービスが自動で作成されている場合があります。
- 93. 最後に ～IBM Bluemix～ 98 Cloud Foundry アプリのアクション欄で「その他のアクション」ボタンをクリックすると、 アプリの起動停止や削除に関するメニューが表示されます。 アプリを停止する場合は「アプリの停止」をクリックします。
- 101. 最後に 106 さくらインターネットでは、「さくらクラブ」としてハンズオン等の イベントをともに開催いただける仲間（部員）を募集しています。 （テーマはIoTに限らず、クラウドやVPS、スタートアップ系ネタでもOK！） ご興味があれば、Come and join us & Feel free to contact me! 連絡先 ：sakura-club@sakura.ad.jp さくらクラブ ： https://saku-love.doorkeeper.jp/ さくらクラブにっぽんばし： https://www.facebook.com/saku.love.nipponbashi/
- 102. 107 参考 サンプルスケッチ
- 103. 【参考】AlphaCompat.ino 108 さくらのIoT Platform α にて提供していたスケッチ（SakuraAlpha_I2C.ino）を置き換えた プログラムです。一定間隔でカウント値を0,1,2のチャンネルに書き込み、送信します。
- 105. 【参考】Shell.ino 110 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
- 107. 【参考】Shell.ino 112 構文 【status】通信モジュールの通信状態を確認する 出力結果 status >status Online Last Error Code: 0 備考
- 110. 【参考】Shell.ino 115 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
- 112. 【参考】Shell.ino 117 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。
- 114. 【参考】Shell.ino 119 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。
- 120. 125 参考 DataStore API
- 121. 【参考】連携サービスの設定（DataStore API） 126 sakura.ioでは、蓄積データの活用として 【 DataStore API 】 を提供します。 追加サービスの選択画面で ［ DataStore API ］ をクリックします。
- 122. 【参考】連携サービスの設定（DataStore API） 127 追加サービスの選択画面で ［ DataStore API ］ をクリックします。 ［名前］は任意の名称を入力し、 ［ 作成 ］ をクリックします。
- 123. 【参考】連携サービスの設定（DataStore API） 128 作成した連携サービスをクリックすると 【 Token 】 を確認することができます。 Tokenをコピーし、コンパネ右上の ［ DataStore v1 Document ］ をクリックします。
- 124. 【参考】連携サービスの設定（DataStore API） /channels の取得 129 ［ /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
- 125. 【参考】連携サービスの設定（DataStore API） /channels の取得 130 { "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。
- 126. 【type】：取得するRMのtype指定 【参考】連携サービスの設定（DataStore API） /messages の取得 131 ［ /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
- 127. 【参考】連携サービスの設定（DataStore API） /messages の取得 132 { "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。