IoTではなく、ラズベリー！ Windows 10とDeviceHiveを使用してRaspberry PiでIoTプロジェクトを構築する

こんにちは、Habr。



おそらく、特定の段階のすべての開発者は、自分のIoTプロジェクトについて考えました。 モノのインターネットは今や本当に遍在しており、私たちの多くは自分の手を試してみたいと思っています。 しかし、誰がどこから始めて何を最初に取るかを知っているわけではありません。 今日は、Windows 10 IoT CoreとDeviceHiveを使用して、Raspberry Pi 2で独自のIoTプロジェクトを簡単かつ自然に起動する方法を見てみましょう。

Raspberry Pi 2にWindows 10アプリケーションを展開する

はじめに、 Windows 10 IoT CoreをRaspberry Piにインストールしましょう。 これを行うには、 Windows 10 IoT Core Dashboardが必要です 。 こちらから入手できます 。 必要に応じて、ISOイメージを個別にダウンロードすることもできますが、これにはあまり意味がありません-ツールが自動的にダウンロードします。



次に、画像をmisroSDフラッシュドライブにアップロードします。











USBフラッシュドライブをRaspberryに接続し、電源を入れます。 OSの最初のブートは待機する必要がありますが、もちろん、すぐには待機しません。 デバイスが「稼働」すると、イーサネット経由でRaspberryをローカルネットワークに接続します。 もう一度Windows 10 IoT Coreダッシュボードを開き、「マイデバイス」リストで大切な行を確認します。 ところで、有線接続なしでもできます。Windows10 IoT CoreでサポートされているWiFiドングルのリストはこちらです。



次に、Visual Studio 2015が必要になります。まだインストールしていない場合（この場合はこの記事をほとんど読むことはありませんが）、Community Editionをダウンロードできます 。



新しいWindows Universalプロジェクトを作成するか、既存のWindows Universalプロジェクトを開きます。 ところで、プロジェクトにUIが必要ない場合は、 Windows IoT Core Background Applicationのプロジェクトタイプを選択して、ヘッドレスアプリケーションを作成できます。











リモートマシンで展開を選択します。











Raspberryのアドレスを入力します。 Win10 IoT Coreの起動画面またはWindows 10 IoT Core Dashboardで見ることができます 。

実際、モノのインターネット

埋め込みに関する記事があるので、「LEDの点滅」はどんな場合でもあります。 すべての機会とすべてのプラットフォームに対応したツールを備えたDeviceHiveを扱っているのは良いことです。 したがって、LEDは仮想であり、.NET上にもあります。



GitHubからDeviceHive.NETリポジトリの masterブランチのクローンを作成しています。 執筆時点では、Win10 IoTの実例がありました。



ソリューションDeviceHive.Deviceを開き、 VirtualLedプロジェクトのProgram.csファイルでDeviceHiveサンドボックスへのアクセスを構成します。

using (var service = new RestfulDeviceService("http://playground.devicehive.com/api/rest")) { // create a DeviceHive network where our device will reside var network = new Network("Network WPNBEP", "Playground Network", "%NETWORK_KEY%"); //... }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

IoTに興味があるが、考えられない理由でDeviceHive Playgroundをまだ取得していない場合- ここで実行できます 。











そして、それは私たちの「LED」を管理します...いいえ、まだラズベリーではなく、仮想LEDのクライアントです。 例は、ソリューションDeviceHive.Clientの VirtualLedClientプロジェクトにあります。 また、 Program.csファイルで構成する必要があります。

 var connectionInfo = new DeviceHiveConnectionInfo("http://playground.devicehive.com/api/rest", "%ACCESS_KEY%");
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

最も興味深い

Raspberry Piでのアプリケーションは、LEDをオン/オフするためのボタンだけでなく、DeviceHiveネットワークのすべてのIoTデバイス用の実質的に完全な管理パネルになります。 もちろん、必要に応じて、「 テレプレゼンスロボットを操作する クライアント 」など、その「ボタン」に単純化したり、その逆に拡張したりできます 。



完成したアプリケーションは、同じリポジトリ内のソリューションDeviceHive.WindowsManager.Universalにあります。 Win10ガイドラインのニュアンスについては説明しません。アプリケーションのルーツはWin8から遡ります。 MVVMもここにはありません-誰もが既に使用方法を知っています。 主なことに注目しましょう。RaspberryPi2上のWindows 10でDeviceHiveに接続されたデバイスを監視および管理するためのコンソールが必要です 。











DeviceHiveには3つのクライアントライブラリがあります。

• DeviceHive.Client-「大」.NET 4.5以降用。 WebSocket4Netを使用します。
• DeviceHive.Client.Portable-Windows 8.1およびWindows Phone 8.1用。 ネイティブWebSocketを使用します。
• DeviceHive.Client.Universal-Win10 IoT Coreを含むWindows 10のすべてのエディション用。 私たちのアプリケーションで使用されるのは彼女です。

DeviceHiveClientからClientServiceを継承し、設定で初期化します。

 DeviceHiveConnectionInfo connInfo; if (!String.IsNullOrEmpty(Settings.Instance.CloudAccessKey)) { connInfo = new DeviceHiveConnectionInfo(Settings.Instance.CloudServerUrl, Settings.Instance.CloudAccessKey); } else { connInfo = new DeviceHiveConnectionInfo(Settings.Instance.CloudServerUrl, Settings.Instance.CloudUsername, Settings.Instance.CloudPassword); } current = new ClientService(connInfo, new RestClient(connInfo));
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

また、同時HTTP要求の制限に達しないように、 LongPollingではなくWebSocketのみを使用することも示します。

 SetAvailableChannels(new Channel[] { new WebSocketChannel(connectionInfo, restClient) });
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

デバイスのリストをダウンロードし、 MainPageでネットワーク別にグループ化します。

 var deviceList = await ClientService.Current.GetDevicesAsync(); var networkList = (await ClientService.Current.GetNetworksAsync()).FindAll(n => n.Id != null); foreach (Network network in networkList) { var devices = deviceList.FindAll(d => d.Network?.Id == network.Id); if (devices.Count > 0) { networkWithDevicesList.Add(new NetworkViewModel(network) { Devices = devices }); } }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

そして、ここに仮想LEDがあります。











DevicePageに移動し、それに関する情報をロードします。

 Device = await ClientService.Current.GetDeviceAsync(deviceId);
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

通知のあるタブに切り替えます。 通知は、管理対象デバイスから管理デバイスに送信されます。 私たちの場合、 VirtualLedClientからVirtualLedへ。

自動ロードリストを「無限」スクロールで初期化します。

 NotificationFilter filter = new NotificationFilter() { End = filterNotificationsEnd, Start = filterNotificationsStart, SortOrder = SortOrder.DESC }; var list = new IncrementalLoadingCollection<Notification>(async (take, skip) => { filter.Skip = (int)skip; filter.Take = (int)take; return await ClientService.Current.GetNotificationsAsync(deviceId, filter); }, 20);
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

通知リストのフィルタリングの終了日が定義されていない場合、Webソケット経由で届く新しい通知をサブスクライブします。

 notificationsSubscription = await ClientService.Current.AddNotificationSubscriptionAsync(new[] { deviceId }, null, async (notificationReceived) => { await Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.Normal, () => { lock (NotificationsObservable) { if (!NotificationsObservable.Any(c => c.Id == notificationReceived.Notification.Id)) { NotificationsObservable.Insert(0, notificationReceived.Notification); } } }); });
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

仮想LEDを切り替えようとすると、その新しい状態に関する通知がすぐにリストに表示されます。











フィルタリング設定を変更すると、自動ロードリストは新しいフィルターで再初期化されます。











今度は、コマンドタブの番です。 コマンドは通知に似ていますが、制御デバイスから制御デバイスに向けられ、ステータスと実行結果も含まれる場合があります。

 CommandFilter filter = new CommandFilter() { End = filterCommandsEnd, Start = filterCommandsStart, SortOrder = SortOrder.DESC }; var list = new IncrementalLoadingCollection<Command>(async (take, skip) => { filter.Skip = (int)skip; filter.Take = (int)take; return await ClientService.Current.GetCommandsAsync(deviceId, filter); }, 20);
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

同様に、新しいチームにサブスクライブします。

 commandsSubscription = await ClientService.Current.AddCommandSubscriptionAsync(new[] { deviceId }, null, async (commandReceived) => { await Dispatcher.RunAsync(CoreDispatcherPriority.Normal, () => { lock (CommandsObservable) { if (!CommandsObservable.Any(c => c.Id == commandReceived.Command.Id)) { CommandsObservable.Insert(0, commandReceived.Command); } } }); });
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

監視だけでなく、DeviceHiveネットワーク内のデバイスを管理するためのツールも作成しているため、コマンドを送信する機能を実現する必要があります。

 var parameters = commandParams.Text != "" ? JObject.Parse(commandParams.Text) : null; var command = new Command(commandName.Text, parameters); await ClientService.Current.SendCommandAsync(deviceId, command, CommandResultCallback);
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

コマンドを送信するとき、CommandResultCallbackメソッドを使用して更新にサインアップしました。 コマンドの結果を処理します。

 foreach (Command cmd in CommandsObservable) { if (command.Id == cmd.Id) { // Command class doesn't implement INotifyPropertyChanded to update its result, // so old command is replaced by command with result: var index = commandsObservable.IndexOf(cmd); commandsObservable.RemoveAt(index); commandsObservable.Insert(index, command); break; } }
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

コマンドを手動でコピーしないようにするには、クローン作成コマンドを提供する必要があります。 必要に応じて、選択、複製、編集、送信します。







タスクが完了しました！ ご覧のとおり、 Windows 10 IoT CoreとDeviceHiveを搭載した Raspberry Pi 2は、 モノのインターネットのコンテキストでのほぼすべてのタスクに最適なソリューションです。 いくつかのボタン、ダッシュボードをねじ込み、 Raspberry Piをリビングルームのテレビに接続します。スマートホームの監視と制御の準備ができました。 追加のラズベリーを購入しましたか？ DeviceHive.Clientライブラリは、管理クライアントとしてだけでなく、管理対象デバイスとしても機能します。ヘッドレスアプリケーションを実装し、センサー/リレーを接続し、家の周りにRaspberry Piをインストールします。 あなたの想像力だけがあなたを制限します。

おわりに

Windows 10 IoT Coreの出現は、まさに組み込み開発者が待ち望んでいたものです。 .NET Micro Frameworkの最も強力なマイクロコントローラー（それに付随してDeviceHive実装もあります ）のリソースでも十分ではなく、Windowsに本格的なコンピューターをインストールすることが大砲からスズメを撃つようなものである場合、Windows 10 IoT Coreは本当の救いです。 また、ハードウェアグラフィックスアクセラレーションと一部のUSBデバイスのドライバーの欠如にはまだ微妙な違いがありますが、これはすべて許されます。 実際、最近まで、デスクトップPCやタブレットで実行されているWindowsベースのアプリケーションが電話だけでなく、マイクロコンピューターでも実行されることを夢見ていただけでした。 そして今-これは現実です、「今日」へようこそ。

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著者について

アントン・セディシェフ-「DataArt」のシニア.NET開発者



2003年からITに携わり、2012年にDataArtチームに加わりました。以前は、Webおよびモバイルプロジェクトの開発、大規模な国際企業の倉庫での物流プロセスの自動化に携わっていました。 現在、彼はMicrosoftコミュニティDataArtの主要な.NET開発者およびイデオロギー家として活動しています。 彼は、Windows PhoneとWindows 10、DeviceHiveサービス、および組み込み技術全般のアプリケーション開発に従事しています。 空き時間には、.NET Micro FrameworkデバイスをBMW車に統合するために、彼自身のOpenSource組み込みプロジェクトに取り組んでいます。