PCでIoTゲートウエイ

　Micro:bitは、非常に優れたツールです。すべてが単純で簡単にできていますから、小学生にも感覚的にプログラミングできます。しかしインターネットに接続することができません。そこで、Micro:bitとパソコンをシリアル通信で結び、取得したデータをサーバへHTTPリクエストとしてあげるプログラムを作ってみました。

　今回は、Micro:bitで得た明るさセンサーの値をサーバへ5秒ごとにアップロードし、テキストに追記保存することに挑戦します。

Micro:bitのプログラム

　まずは、Micro:bitで得た明るさセンサーの値を、USBケーブルを使ってシリアル通信でパソコンへ送信します。Ｂボタンを押すことで、パソコンへ処理終了を伝えることとします。

まずは、パソコンとMicro:bitを接続https://makecode.microbit.org/にchromeでアクセスします。

　写真２のように「高度なブロック」から「シリアル通信」を選びましょう。写真３のようにプログラムします。「最初だけ」のブロックは、ＵＳＢを使ったシリアル通信の設定です。「ずっと」のブロックは、シリアル通信でMicro:bitの環境光センサーの値を書き出し、５秒待つを繰り返す処理です。（※写真では１秒（1000ミリ秒）待つことになっています。5000ミリ秒に直しておいてください。）また、ボタンＢを押したときに「ｂ」の文字列を送り出すことにします。

　設定が終わるとパソコンとMicro:bitをシリアル通信できるように接続します。画面左下の「ダウンロード」ボタンの右側にある「…」ボタンをクリックし、「Connect device」ボタンをクリック。その後何回かＯＫボタンを押すと、写真４のようにブラウザ（Chrome）と接続する表示が出ますので、選んで「接続」ボタンをクリック。

　「接続」ボタンをクリックすると作ったプログラムがダウンロードできますので「ダウンロード」ボタンをクリックしましょう。作ったプログラムが自動的にMicro:bitに読み込まれます。

　最後にセンサーの値がうまくパソコンに流れているかを確認します。「Show data デバイス」ボタンを押してみてください。うまくできていれば、写真５のように明るさセンサの値がグラフになって表れるはずです。Micro:bitに影を作ってみたり、照明に近づけてみたりして確認しましょう。

パソコンのプログラム(IoTゲートウエイ)

　Micro:bitから送られてきたシリアル通信のデータを受け取り、サーバへアップロードします。ちなみに、Micro:bitから停止命令（Micro:bitのBボタンを押す）がきたら処理を終了させます。以下は、Pythonのソースコードです。パソコンに Python IDLE 3.8.3 をインストールし作成しました。

#シリアル通信・時間・httpリクエストの各モジュールを読み出し
import serial
import time
import requests

#あらかじめデバイスマネジャーなどでCOMポートを確認しておく
COM="（デバイスのポート番号）"
#シリアル通信のボーレートはマイクロビットの初期値115200にしておく
bitRate=115200

#シリアル通信の準備
ser = serial.Serial(COM, bitRate, timeout=0.5)

while True:
    #処理時間に余裕を持たせる
    time.sleep(0.5)
    #シリアル通信のデータ読み込み
    result = ser.read_all()
    #バイト列を文字列に変換
    result = result.strip().decode()

    #シリアル通信のデータが入ってきたとき
    if result:
        #送信されていた文字列の確認
        print('res:' + result)
        #httpリクエストの準備
        res = '（ご自身のサーバ名かIPアドレス）/（ファイル名）.php?d=' + str(result)
        #サーバへのアクセス（レスポンスが返ってくる）
        response = requests.get(res)
        #サーバーから返されたステータスコードの確認(正常であれば200)
        print(response.status_code)

    #bの文字列が送られてきたら処理終了    
    if result == b'\r':	# <Enter>で終了
        break

#処理終了のメッセージを表示
print('program end')

ser.close()

　サーバにデータを送信しますので、実行の際はローカルにサーバを立てるかホスティングサービスを利用するかします。（Google スプレッドシートでも実現できると思います。）また、「デバイスマネージャでＵＳＢのシリアルポートの確認を行います。

　私のパソコンでは「ＣＯＭ７」でした。パソコンや接続しているデバイスの数によっても変わりますので、注意してください。

サーバのプログラム

　Webサーバで送られてきた信号を受け取り、テキストデータとして追記保存していきます。プログラミング言語はPHPを使います。HTTPリクエストとしてIoTゲートウエイからデータを受け取ります。

<?php
    //httpリクエストのパラメータを受け取る
    $data = $_GET["d"];
    //日時とコンマのあとに受け取ったデータと改行をつけて文字列を生成
    $data = date('Y-m-d H:i:s') . "," . $data . "\n";
    //生成された文字列をlog.txtファイルの末尾に追記して保存する
    file_put_contents("log.txt", $data, FILE_APPEND);
?>