IoT入門～Raspberry Piを使って温度センサーをkintoneに連携させてみよう！

Index

• はじめに
• 完成イメージ
• 手順概要
• kintone連携用Pythonソースコード

はじめに

この記事では、電子工作でよく用いられている Raspberry Pi を使って、
センサーの値読み出しから、REST APIによる Webデータベース kintone への連携カスタマイズをご紹介します！

完成イメージ

温度データを kintone に取り込み、kintone の機能でかんたんに時系列グラフを作成することができます。

手順概要

環境の準備

• Raspberry Pi　Model B Revision 2以上（RASPBIANとネットワークの設定を終えた状態）
• I2C温度センサー（ADT7410）
• kintone の開発者ライセンス環境

kintoneの準備

今回の連携でデータベースとして利用したのは、kintoneというサービスです。
複雑なシステム構築がいらず、データベース、ワークフロー、グラフ生成などの機能を備えながら、豊富なAPIも用意されているクラウドサービスになります。
kintoneの機能についてもっと知りたい方は「開発プラットフォームとしてのkintone」をご覧ください。

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kintone アプリの作成

次のフィールドを含むアプリを kintone で作成してください。
アプリの作成方法は、こちらをご参照ください。

フィールド名(例)	フィールドコード	フィールドタイプ
温度[℃]	tempC	数値

また、kintone の機能でかんたんに時系列グラフを作成することができます。
グラフの設定方法はこちらをご参照ください。

Raspberry Piの準備

ここではRaspberry Piのハード的な準備をご紹介します。各項目の括弧内にはコマンドを記載しています。

• Raspberry Piとセンサーを結線します。Raspberry Pi側とセンサー側の対応を見ながらブレッドボードにジャンパー線を差し込んでいきましょう

図中線色	Raspberry Pi 端子	センサー端子	内容
赤	3.3V	VDD	センサー電源線
黒	GND	GND	センサー接地線
緑	SDA	SDA	データ線
黄	SCL	SCL	クロック線

• 「/etc/modules」に「i2c-dev」を追記します（$ sudo vi /etc/modules）

• 「/etc/modprobe.d/raspi-blacklist.conf」で、「blacklist i2c-bcm2708」をコメントアウトします（$ sudo vi /etc/modprobe.d/raspi-blacklist.conf）

• ここで、設定有効化のため一度再起動します（$ sudo reboot）
• I2C動作確認ツールをインストールします（$sudo apt-get install i2c-tools）

• センサーの動作確認を行います。センサーを外した状態と付けた状態で比較すると、今回使っているセンサーの判別がしやすいです。
  チャンネルは、今回対象としているRev.2以上の場合には1、Rev.1の場合には0とします（$ sudo i2cdetect -y {channel}）

チャンネルを1としてコマンドを入力すると、アドレスは、「0x48」であることがわかります。

• PythonのI2Cツールである「python3-smbus」をインストールします（$ sudo apt-get install python3-smbus）

以上でRaspberry PiでI2Cセンサーを使うための準備は完了です。

kintone連携用Python3ソースコード

Pythonソースコードの説明

今回はRaspberry Piの「Pi」が「Python」に由来していることから、Pythonで連携スクリプトを記述しました。中身は次の４部構成になっています。

• I2C（SMBUS）の設定
• センサーの値読みだし
• kintone REST API連携
• ループによる定期実行

全項目、簡単にご説明します。

【I2C（SMBUS）の設定】

I2CでセンサーをコントロールするためにはRaspberry Piのチャンネルとセンサーのアドレスを指定する必要がありますので、これらを引数としておきます。また、クラス名は今回のセンサーの型式「ADT7410」としておきます。

Raspberry Pi Model B Revision 2以上（B+含む）はチャンネル1で、ADT7410のアドレスは先に確認した通り0x48ですので、初期化時にこれらの値を代入しておきます。

【センサーの値の読出し】

計算式はデータシートを見ながら与えていくことになりますが、ADT7410の特徴を簡単に押さえておきましょう。

• 標準分解能13bit（1bitは符号ビット、12bitが情報ビット）を利用
• 13bit係数は0625（1/16）
• 換算式は、データシートP12を参照

「read_i2c_block_data()」関数でレジスタの値を読み出します。self.addressはI2Cセンサーのアドレス（今回は0x48）、0x00は読み出す先頭レジスタのアドレス、2は読み出すビット数を表しています。

【kintone REST API連携】

kintone REST APIの単一レコードの登録（GET/record.json）を実行します。また、認証にはAPIトークンを利用しました。

PythonでHTTPリクエストするためには幾つかモジュールがありますが、今回は「requests」を使うことにします。

（$ sudo apt-get install python3-requests）

【ループによる定期実行】

定期実行は今回のようにプログラム中に入れてしまう方法（一種の常駐アプリ）とcrontabを使った方法が考えられます。今回は組み込みらしくプログラム中に入れることにしました。こうした場合には、常駐アプリの死活監視をcrontabに任せたりしますが、ここでは割愛させて頂きます。

Pythonスクリプトの実行

先にご紹介したサンプルコードを例えば「sample.py」として保存したとすると、I2Cデバイスへのアクセスを要しますので「sudo」をつけて「sudo python sample.py」と実行する必要があります。

最後に

今回は、Raspberry Pi を使って、センサーの値の読出しとkintone REST APIによる取得値のデータ連携を行いました。
多少の準備は必要ですが、意外と手軽に出来ることがお分かり頂けたのではないでしょうか？
電子工作とクラウドとの連携に興味をお持ちの方、是非 kintone との連携で、IoT開発を手軽に試してみましょう。

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