株式会社インデペンデンスシステムズ横浜

システム開発エンジニアの西田五郎が運営しております。Raspberry Pi や Arduino その他新規開発案件のご依頼をお待ちしております。

IoT Raspberry Pi

Raspberry PiでIoT(MQTTで遠隔操作編 その2)MQTT Brokerの構築とPythonでのpub/sub

投稿日:2017年4月23日 更新日:

Raspberry PiでIoT MQTTで遠隔操作編の2回目です。2台のRaspberry Piでインターネット経由でGPIOを操作するというテーマで書いています。前回はMQTTの基本的な内容とMosquittoでの簡単なやりとりについて書きました。

今回のシリーズ一覧です
RaspiでIoT(MQTTで遠隔操作編 その1)MQTTでの通信
RaspiでIoT(MQTTで遠隔操作編 その2)MQTT Brokerの構築とPythonでのpub/sub
RaspiでIoT(MQTTで遠隔操作編 その3)Raspberry PiのGPIOとHeroku連動Sub編
RaspiでIoT(MQTTで遠隔操作編 その4)Raspberry PiのGPIOとHeroku連動Pub編

今回は、クラウドプラットフォームのHerokuを使ってMQTTのBroker(CloudMQTT)を構築します。これでインターネット経由でMQTTでの通信が出来るようになりますのでRaspberry Pi上のPythonプログラムからpub/sub通信するところまで書きます。

Herokuについては以下に(英語ですが)説明があります。
Heroku What

今回、Herokuを選択した理由は簡単に無料バージョンのCloudMQTTが構築できたことです。他にもIoT関連のクラウド、プラットフォームはいろいろとあります。ページ最後の補足に書きました。実際の業務ではSSL/TLSが必須です。またパスワードの命名や管理も慎重過ぎるぐらいでいいです。(当然だろと言われそうですが、テスト用のアカウントを適当に作成してそのままにしておくのも危険です。)

以下の順番に書きます。
1.HerokuにCloudMQTTを構築する
2.構築したCloudMQTTをブラウザで試す
3.PythonプログラムでPub/Sub通信をする

1.HerokuにCloudMQTTを構築する
Herokuのアカウントを作成します。無料ですが、クレジットカードの登録をしないとCloudMQTTの構築が出来ませんでした。
Heroku Sign up

ログイン出来たら、Create New Appをクリックします。

任意のApp Nameを入力してCreatします。

作成したAppにアドオンを追加します。
Resourcesタブから、Add-onsの検索画面にCloudMQTTして候補を出します。そのCloudMQTTを選択します。

無料のCute Catプランを選択します。

CloudMQTT Consoleに切り替わり必要な情報が表示されました。次からの作業でここで作成された情報を使います。

2.構築したCloudMQTTをブラウザで試す
CloudMQTT ConsoleからWebsocket UIを選択します。MQTT over WebSocketsの仕組みを使うと、MQTTがブラウザから利用出来るようになります。そのテスト画面が提供されているようです。

適当にTopicとMessageに入力してSendボタンをクリックするとReceived messagesに表示されます。この画面を後でテストに利用します。

3.PythonプログラムでPub/Sub通信をする
Raspberry Pi上にpub/subのPythonプログラムを書いてみます。ここでは以下のPahoを使います。
Eclipse Paho

Raspberry Piからは、以下のようにインストール出来ます。
$ sudo pip install paho-mqtt
pipは以下でインストール出来ます。
$ sudo apt-get install python-pip

まずsub側からです。以下のプログラムを書きました。

import paho.mqtt.client as mqtt

def on_connect(client, userdata, rc):
    print("Connected with result code "+str(rc))
    client.subscribe("isyjp/msg1st")

def on_message(client, userdata, msg):
     print(msg.topic+" "+str(msg.payload))

client = mqtt.Client()
client.on_connect = on_connect
client.on_message = on_message

client.tls_set("/etc/ssl/certs/ca-certificates.crt")

client.username_pw_set("cloudMQTTのユーザ名", "パスワード")
client.connect("cloudMQTTのURL", SSLポート番号)

client.loop_forever()

SSL/TLSを使っています。”/etc/ssl/certs/ca-certificates.crt”のパスですが、以下を参照しました。
https://www.cloudmqtt.com/docs-faq.html#TLS_SSL
接続情報は、HerokuのCloudMQTT Consoleから持ってきます。

このプログラムでは、”isyjp/msg1st”というTopicをsubscribeしています。このプログラムを実行して、前項のWebsocket UIからSendしてみます。

まず、ここでは、sub0.pyというファイル名で実行しています。待ちの状態になります。

Websocket UIからisyjp/msg1stにsendします。

subscribe出来ました。

次にpub側を以下のように書きました。

import paho.mqtt.client as mqtt

def on_connect(client, userdata, rc):
    print("Connected with result code "+str(rc))
    client.publish("isyjp/msg1st", "Hello MQTT.", 0)

def on_message(client, userdata, msg):
    print(msg.topic+" "+str(msg.payload))

client = mqtt.Client()
client.on_connect = on_connect
client.on_message = on_message

client.tls_set("/etc/ssl/certs/ca-certificates.crt")

client.username_pw_set("cloudMQTTのユーザ名", "パスワード")
client.connect("cloudMQTTのURL", SSLポート番号)

client.loop_forever()

sub側とほぼ同じですが、こちらは接続が完了したタイミングで、”isyjp/msg1st”に向けてpublishしています。client.loop_forever()していますが、接続時の1回のみpublishしています。sub側を起動した状態でこのpub側を起動するとsub側で以下が確認出来ました。同様にWebsocket UIでのReceived messagesにも表示されました。

以上で簡単ではありますが、Pythonプログラムでpub/subが確認出来ました。

今回はここまでです。次回からはこのpub/subとRaspberry PiのGPIOを連動させてみます。

AdSense

AdSense

-IoT, Raspberry Pi

執筆者:

関連記事

無線マイコン ToCoStick(トコスティック)をRaspberry Piで使ってみた

無線マイコンの ToCoStick(トコスティック)をRaspberry Piで使ってみました。前回の記事でブレッドボードが親機でToCoStickが子機という設定でとりあえずということで通信が出来る …

Raspberry PiでIoT(温度・湿度・気圧データ編 その4)アラートメール送信

Raspberry PiでIoT 温度・湿度・気圧データ編の4回目です。前回までで、Raspberry Piから温度、湿度、気圧データをWebサーバへ送信してそのデータを蓄積、表示出来るようになりまし …

感染症対策のためのIoT技術(その2)非接触温度センサーをインターネットへ接続する

前回の続きです。前回は非接触温度センサーでの体温測定について書きました。今回はその非接触温度センサーをインターネットへ接続してクラウドに体温データを蓄積して可視化すという内容で書きます。その上で実務的 …

Raspberry PiでAC100V(ソリッド・ステート・リレー)制御

Raspberry PiでAC100VのON/OFF制御を試してみました。今回そのために以下のソリッド・ステート・リレーキットを利用しました。この製品を選んだ理由としては「扱いが簡単」かなと思ったから …

温度センサADT7410(その1)i2C通信とは

温度センサのADT7410を使ってみます。ADT7410はアナログ・デバイセズ社の製品ですが、実際には以下の秋月さんのモジュールを使います。 ADT7410使用 高精度・高分解能 I2C・16Bit …