Cayenne(カイエン)でラズベリーパイのIoTプロジェクトをジャンプスタートする方法

スマートデバイス、センサー、アクチュエータなど、インターネット接続されたガジェットをいろいろ集めたなら、次はそれらを本格的なIoT(Internet of Things)プロジェクトへと発展させたくなるはずです。

Cayenne(カイエン)は、モバイルアプリ・オンラインサービス・ダッシュボードを組み合わせたIoTプラットフォームで、IoTの世界をより身近なものにすることを目指しています。Raspberry PiにCayenneをインストールすれば、メニューを操作してボタンを選ぶだけで、誰でも手軽にIoTプロジェクトを構築できるようになります。

初心者にとってCayenneは、IoTやホームオートメーションネットワーク構築の複雑さを大幅に軽減してくれる心強いツールです。一方、経験豊富なユーザーにとっても、退屈な初期設定や定型コードの記述を省き、本来やりたい開発にすぐ取りかかれるという大きなメリットがあります。

この記事では、Raspberry PiでCayenneをセットアップする方法、センサーやアクチュエータ、各種デバイスの登録方法、そしてシンプルな温度トリガーの作成方法までを解説します。

Cayenneとは?

Cayenneは、以下の3つの要素で構成されています。

• Raspberry Pi上で動作するソフトウェア:コマンド、トリガー、アラートの管理を担当します。Cayenneモバイルアプリからインストールするか、Raspberry Pi上でターミナルコマンドを直接実行してインストールできます。どちらの方法もこの記事で解説します。
• Cayenneクラウド:Raspberry Piから送られてくるすべてのデータを処理・保存します。
• オンラインダッシュボード:グラフィカルな環境を提供し、IoTプロジェクトの構築や、登録済みコンポーネントの一元管理が可能です。

必要なもの

このチュートリアルを完了するには、以下のものを用意してください。

• Raspberry Pi 4
• SDカード
• RaspbianのシステムイメージをダウンロードするノートパソコンまたはPC
• お使いのRaspberry Piモデルに対応した電源ケーブル
• Wi-Fi接続しない場合のためのイーサネットケーブル

Cayenneのインストール方法によっては、さらに以下が必要になることがあります。

• 外付けキーボードと、Raspberry Piへの接続手段
• マイクロHDMIケーブル
• 外部モニター
• AndroidまたはiOSのスマートフォン・タブレット

必要な道具が揃ったら、早速Cayenneのセットアップに取り掛かりましょう。

Raspbian OSのインストール

Raspbian OSをインストールする手順は以下のとおりです。

1. 最新版のRaspbianをノートパソコンまたはPCにダウンロードします。

2. SDカードをパソコンに挿入します。

3. まだ導入していない場合は、書き込みツール「Etcher」をダウンロードしてインストールします。

4. Etcherで「Select image(イメージを選択)」をクリックし、先ほどダウンロードしたRaspbianファイルを選択します。

5. 「Select target(ターゲットを選択)」をクリックし、SDカードを選択します。

6. EtcherがSDカードにRaspbianを書き込みます。書き込みが完了したらSDカードを取り出し、Raspberry Piに挿入してください。

以降の手順は、モバイルアプリを使うか、Raspberry Pi上で直接ターミナルコマンドを実行するかによって異なります。

方法1:Cayenneモバイルアプリを使う

Cayenneモバイルアプリを使ってRaspberry PiにCayenneをインストールする手順です。

1. イーサネットケーブルをRaspberry Piに接続します。

2. Raspberry Piを電源に接続します。デバイスは自動的に起動するはずです。

3. モバイルデバイスにCayenneアプリをダウンロードします。

4. アプリをインストールして起動します。

5. 「Open → Create my free Account」をタップし、Cayenneに無料アカウント登録します。

6. 新しく作成したCayenneアカウントにログインします。

7. 「Find Raspberry Pis」ボタンをタップして、自分のRaspberry Piを検索します。

8. Raspberry Piが表示されたら、それをタップします。

その後、Cayenneが必要なライブラリとエージェントをRaspberry Piにインストールし、再起動を行い、最後にソフトウェアとドライバーをインストールします。数分かかることもあるので、コーヒーでも淹れて待ちましょう。

必要なソフトウェアのインストールが完了すると、Raspberry PiがCayenneダッシュボードに表示されるようになります。

方法2:ターミナルコマンドを実行する

モバイルアプリを使いたくない場合は、ターミナルコマンドでCayenneをインストールすることもできます。

1. 外部モニター、キーボード、(Wi-Fiを使わない場合は)イーサネットケーブルをRaspberry Piに接続します。

2. 電源ケーブルを接続すると、Raspberry Piは自動的に起動します。

3. 通常の初期設定を行います。イーサネットケーブルを使用しない場合は、Wi-Fiへの接続も含まれます。

4. Cayenneの公式サイトにアクセスし、無料アカウントを作成します。

5. アカウントにログインしたら、「Add New → Device / Widget」を選択します。

6. 「Raspberry Pi」を選択します。Cayenneコンソールが、必要なソフトウェアをまとめてダウンロードするためのインストーラースクリプトを生成します。

7. Raspberry Piで、ツールバーのターミナルアイコンをクリックしてターミナルウィンドウを開きます。

8. ターミナルにCayenneのインストールスクリプトを入力し、Enterキーを押します。Raspbianが必要なソフトウェアをすべてダウンロードします。

インストール後、Raspberry Piは自動的に再起動します。再起動が成功すると、Raspberry PiがCayenneダッシュボードに表示されます。

トラブルシューティング:CayenneがRaspberry Piを見つけられないとき

CayenneがRaspberry Piを検出できない場合は、以下のポイントを確認してみてください。

1. ネットワークを確認する

Cayenneが検出できるのは、同じネットワークに接続されているRaspberry Piだけです。Android版、iOS版、Webブラウザ版のいずれを使っている場合でも、Raspberry Piと同じネットワークに接続していることを確認しましょう。

2. IPアドレスで検索する

デバイスをスキャンする際には、「Search with an IP address(IPアドレスで検索)」というオプションが表示されるはずです。

CayenneがRaspberry Piを見つけられない場合は、このリンクをクリックしてRaspberry PiのIPアドレスを直接入力すると、解決することがあります。

IPアドレスは、Raspbianのターミナルを起動して以下のコマンドを実行すれば確認できます。

hostname -I

CayenneでRaspberry Piを監視する

Cayenneダッシュボードでは、CPU使用率、RAM使用量、温度など、Raspberry Piに関するさまざまな統計情報を確認できます。

これらの統計項目はタップすることもでき、Cayenneが記録してきた時系列データを閲覧できます。デバイスの健康状態やパフォーマンスの傾向をつかむのに役立つでしょう。

IoTネットワークの構築:センサーとアクチュエータの追加

ネットワーク上にセンサーやアクチュエータがある場合は、それらをCayenneに追加できます。追加すると、Cayenneダッシュボードからこれらのコンポーネントを監視・操作できるようになります。なお、以下の手順はモバイルアプリでの操作を前提としているため、Webブラウザからダッシュボードにアクセスした場合は、画面構成が多少異なることがあります。

1. Cayenneアプリで、対象のRaspberry Piデバイスを選択します。

2. ツールバーにある小さな速度計アイコンを選択します。

3. 右上の「+」アイコンをタップします。

4. 追加したいセンサーまたはアクチュエータを見つけてタップします。

5. 表示されるフォームに必要事項を入力し、「Add sensor(センサーを追加)」または「Add actuator(アクチュエータを追加)」をタップします。

これで、そのコンポーネントを自由に扱えるようになりました。

温度トリガーを作成する

Cayenneダッシュボードから実行できるタスクは多岐にわたりますが、ここではシンプルな温度トリガーを作成してみましょう。この仕組みでは、コンポーネントが一定の温度しきい値を超えるたびにCayenneが通知を発行します。機器の過熱防止だけでなく、暖房のオン・オフ切り替えといった、より大規模なホームオートメーションのきっかけとしても活用できます。

Cayenneアプリでの手順は以下のとおりです。

1. 操作したいRaspberry Piデバイスを選択します。

2. ツールバーの「再生(Play)」ボタンをタップし、右上の「+」アイコンをタップします。

3. トリガーに名前を付けます。ここでは例として「Too hot(暑すぎる)」としています。

4. 青い「+」ボタンをタップします。

5. 監視したいセンサーまたはアクチュエータを見つけ、その隣にある「Temperature(温度)」ボタンをタップします。

6. 温度しきい値を選択します。

7. 「Sensor above(センサーがしきい値を超えた場合)」が選択されていることを確認します。

8. 「then → +」をタップします。

9. 通知の受け取り方法(EメールまたはSMS)を選択します。必要な情報を入力して「Done(完了)」をタップします。

10. 入力内容に問題がなければ、右上の「Save(保存)」アイコンをタップします。

11. トリガーを有効化するには、「再生(Play)」ボタンが選択されている状態で、スライダーを「On」の位置に移動します。

これで、コンポーネントが指定した温度しきい値を超えるたびに通知を受け取れるようになります。

Cayenneのセットアップが完了し、基本的なワークフローにも慣れたところで、さらにデバイスやセンサー、アクチュエータを追加していきましょう。Cayenneを使えば、あらゆるIoTコンポーネントに対してトリガーやルールを作成できます。さらに一歩進んで、Raspberry Piをエッジゲートウェイとして活用するのもおすすめです。なお、クラウドサービスの仕様や提供状況は変更される場合があるため、最新情報は公式サイトで確認することをおすすめします。