Deguの初期設定からAWS IoT Coreへの接続までやってみた

発注していたDeguの機器が届きました。（Deguベースユニット、Deguゲートウェイ、Groveモジュール）早速、Deguの初期設定とAWS IoT Coreへの接続をやってみます。

#初心者向け

#ハードウェア

#Degu

高橋雄大

2019.08.28

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はじめに

CX事業本部の高橋雄大です。

発注していたDeguの機器が届きました。（Deguベースユニット、Deguゲートウェイ、Groveモジュール）
早速、Deguの初期設定とAWS IoT Coreへの接続をやってみます。

Deguベースユニット、Deguゲートウェイ、Groveモジュール

Deguとは？

Deguは、エッジ端末の開発経験のないクラウドエンジニアでも簡単に作れるIoTセンサーの実現を目指して始動したオープンソースプロジェクトです。200種類以上のセンサーやアクチュエータ中から目的にあったモジュールを選択し、通信機能を持つベースユニットに接続することで、メッシュネットワーク対応の端末「Deguセンサー」をDIY感覚で試作することができます。

Degu Project

Deguの特徴

専用キットを用いて、IoTセンサーをDIY感覚で実現
モジュールを自由に選んで、IoTセンサー本体に搭載
MicroPythonでコードが書ける
Degu量産設計サービスで量産製造にも対応

Deguの事前準備

必要機材

Deguの初期設定を行いAWS IoT Coreへ接続するには、以下の機材が必要になります。

Deguゲートウェイ
Deguベースユニット
PC
スマートフォン
インターネット接続環境
有線LANケーブル

※ Deguゲートウェイは「Degu Gateway G3」を使用しています。
※ PCにUSB接続端子がない場合は、USB変換アダプタなども必要になります。

Degu Gateway G3 製品概要
 Deguベースユニット製品概要

環境

MacBook Pro（macOS Mojave 10.14.6）

※ WindowsやLinuxでも可

IAMユーザーの作成

AWSのマネージメントコンソールで、DeguゲートウェイからAWS IoT Coreに接続するためのIAMユーザーを作成します。アクセスの種類は「プログラムによるアクセス」を許可しておけば大丈夫です。

Deguゲートウェイ用のIAMユーザー作成

アクセス許可の設定では「既存のポリシーを直接アタッチ」から「AWSIoTConfigAccess」を選択してください。次のステップでタグの設定は不要です。

Deguゲートウェイ用のIAMユーザー権限

最後に、確認画面で設定内容が正しいことを確認し、IAMユーザーを作成します。IAMユーザーの作成が完了するとアクセス情報が表示されます。このアクセス情報はDeguゲートウェイを設定する際に使用するので、「.csvのダウンロード」をクリックしてPCに保存します。

Deguゲートウェイ用のIAMユーザー作成完了

Deguゲートウェイの設定

DeguゲートウェイにACアダプタを繋いで電源を入れた状態で、付属のUSB（Aオス-miniB）ケーブルとUSBシリアル変換アダプタでPCに接続します。

Deguゲートウェイにシリアル通信

以下のコマンドでDeguゲートウェイとシリアル通信を開始します。

# USBシリアル変換デバイス（Deguゲートウェイ）の名前を確認
ls /dev/tty.usbserial-*

# Deguゲートウェイに接続
screen /dev/tty.usbserial-xxxxx 115200

シリアル通信に成功するとユーザー情報を求められるので、root権限でログインします。
※ 初期のパスワードは「root」です。

初期パスワードの変更

セキュリティリスクを考慮してrootのパスワードを変更しておきます。

passwd
Enter new UNIX password: # 新しいパスワードを入力
Retype new UNIX password: # 再入力

Deguゲートウェイをインターネットに接続

Deguゲートウェイに有線LANを繋いで、インターネット接続を確認します。接続性を検証するために、pingコマンドを実行して応答することを確認します。

ping classmethod.jp

Deguゲートウェイのソフトウェアを更新

Deguゲートウェイの設定を開始する前に、ソフトウェアの更新を行います。古いバージョンのソフトウェアでは、AWS IoT Coreにモノを登録できないなどの不具合がありました。

apt-get update
apt-get upgrade

AWS設定情報の登録

設定ファイルのmqttinfo.jsonを編集します。

vi /etc/coap-mqtt/mqttinfo.json

{
  "key" : "/etc/coap-mqtt/private.pem.key",
  "cert" : "/etc/coap-mqtt/certificate.pem.crt",
  "cafile" : "/etc/coap-mqtt/RootCA.crt",
  "aws_endpoint" : "",
  "secretaccesskey" : "",
  "accesskeyid" : "",
  "region" : ""
}

以下の項目をそれぞれ編集して保存します。

aws_endpoint・・・AWS IoT Coreの「設定」画面で取得できるエンドポイント
secretaccesskey・・・IAMユーザーのシークレットキー
accesskeyid・・・IAMユーザーのアクセスキーID
region・・・AWS IoT Coreのリージョン（ap-northeast-1）

Deguゲートウェイのアクセスポイント情報を設定

設定ファイルのcreate_ap.confを編集します。

vi /etc/create_ap.conf

〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜
NO_HAVEGED=0
WIFI_IFACE=wlan0
INTERNET_IFACE=eth0
SSID=MyAccessPoint
PASSPHRASE=12345678
USE_PSK=0

以下の項目をそれぞれ編集して保存します。

SSID・・・WiFi接続で表示されるSSID（1〜32文字）
PASSPHRASE・・・WiFi接続のパスワード（8〜63文字）

最後にDeguゲートウェイを再起動して、スマートフォンから接続できることを確認します。

reboot

Deguベースユニットの設定

Deguベースユニットを付属のUSBケーブルを使用してPCに接続します。PC上ではマスストレージとして認識されるので、Macの場合はFinderから「Degu」を確認することができます。

MicroPythonコードの編集

Degu起動後に自動で実行されるmain.pyを編集します。例えば、以下のコードは10秒毎にバッテリー電圧を送信します。再起動（電源を再投入）すると変更されたmain.pyを実行します。

from machine import ADC
import zcoap
import time
import ujson

def battery_voltage():
    R6 = 68
    R8 = 100

    ADC_REF = 0.6
    ADC_RESOLUTION=4096 #12bit
    ain = ADC(1)
    ain.gain(ain.GAIN_1_6) #gain set to 1/6

    raw = ain.read()
    vin = (raw / ADC_RESOLUTION) * ADC_REF * 6

    v = vin * ((R6 + R8) / R8)
    return v

if __name__ == '__main__':
    path = 'thing/' + zcoap.eui64()
    reported = {'state':{'reported':{}}}

    while True:
        addr = zcoap.gw_addr()
        port = 5683
        cli = zcoap.client((addr, port))

        reported['state']['reported']['battery'] = battery_voltage()

        print(ujson.dumps(reported))
        cli.request_post(path, ujson.dumps(reported))
        time.sleep(10)

        cli.close()