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QIoTでセンサーデータを見える化

2019年2月10日
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当記事は「オープンソースカンファレンス2019 Hamanako」で展示したデモ内容の抜粋です。
Docker上でOSSアプリのコンテナを組み合わせたIoTプラットフォームとセンサーを使って、サーバの稼動状況の見える化をしてみましょう。

デモンストレーションの環境

機器 製品名 バージョン情報 備考
QNAP TS-253Be QTSバージョン 4.3.4.0569
Container Station V1.8.3207
Container Station」が利用できるモデル
IoTデバイス Raspbian 2018-11-13 Raspberry Piと各種センサーで作成

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IoTデバイス(センサーデータ取得・送信)

電流センサーで、サーバーの消費電流を測定します。
光センサーで、デモブースの明るさを測定します。
ボタンで、ブースの来場者人数をカウントします。
※写真はサンプルです。展示会場のものではありません。

ダッシュボード(センサーデータ表示)

QNAP上にIoTプラットフォームを構築します。
IoTデバイスから受信・蓄積したセンサーデータをブラウザへダッシュボード形式で表示します。
※画像はサンプルです。実際に展示会場で測定したものではありません。

環境構成

ハードウェア

ハードウェア構成図

  • IoTデバイス(Raspberry Pi、電流センサー、光センサー、ボタン、リレー端子台)
  • サーバー QNAP TS-253Be
  • ノートPC

センサー詳細

電流センサー(CTセンサー)
  • アナログの交流電流を測定します。(単位:A)
  • 配電盤のケーブルを挟んで使用します。(一般的なコンセントを利用する電化製品の電流を測定するためには写真のようにACアダプタのケーブルを加工する必要があります。)
光センサー
  • 照度を測定します。(単位:lux)
  • 測定したい場所に写真のセンサーを向けて使用します。
ボタン
  • ボタンの押下回数を測定するモード、ボタンのON/OFFを測定するモードがあります。
リレー端子台
  • 2箇所の端子(写真の赤丸)に機器の配線を接続して使用します。(上限: 24V/2A)
  • リレーのON/OFFを指定することにより電気が流れる/止まるのを制御します。

ソフトウェア

IoTデバイス

Raspberry Piに以下の機能を実装します。
  • デバイス管理画面(Node-RED)
  • センサー値を取得・送信(Python)
  • リレー制御(Node-RED、Python)

サーバー(QNAP)

QNAPの「Container Station」に以下のコンテナをインストールし、IoTプラットフォームを構築します。
  • Node-RED: デバイスからセンサー値を受信、リレー制御デモ画面
  • MongoDB: センサー値を蓄積
  • Metabase: センサー値をグラフ、テーブル形式で表示するダッシュボード
  • MySQL: Metabaseの管理情報を保存

ノートPC

ブラウザで以下の画面を表示します。
  • IoTデバイスの管理画面
  • センサー値のダッシュボード画面
  • リレー入出力の制御デモ画面

※Node-RED、MongoDBの説明は「OSSでIoTプラットフォームを作ってみよう」を参照

利用用途

IoTデバイス、QNAPを工場に設置しセンサーで稼働状況をチェックします。
  • 電流センサーで機器の稼動状況をチェック
  • 光センサーでパトランプをチェック
  • ボタンで生産した個数をカウント