2018年6月21日木曜日

[VX2] Movidius Neural Compute Stick (Myriad2) NCSDK2の導入方法

Movidius Neural Compute Stickは、VPUと呼ばれる、ディープラーニング推論のためのアクセラレータです。
本製品は、Movidius Myriad2 VPUを使用したもので、開発用としてUSBスティックタイプのものが用意されています。

今回の記事は、本製品のSDKである、NCSDKの最新バージョンである、V2.04をOpenBlocks IoT VX2(VX1)で利用するためのTipsとなります。
( 2018/7/11 時点では、2.0.5がリリースされており、Bug Fixに記述がありませんが、アプリケーション実行後の再起動時にdevice Stalledの状態になった場合、デバイスが復帰するようになりました。
2018/7/15 追記 2.05においては、別の致命的なエラーが出ることを確認しています。現状では1.x系を使った方がいいかもしれません。
)

Intel® Movidius | Neural Compute Stick | AI Programming



OBDN技術ブログによる動作検証は、該当するデバイスやソフトウェアの動作について、保証およびサポートを行うものではありません。
内容に関するご指摘などありましたら、ブログ記事の担当までご連絡下さい。

<検証環境>
OpenBlocks IoT VX2 FW3.1



1. ncsdk2のインストール

ncsdk v2のブランチを利用するには、以下のように指定します。

git clone -b ncsdk2 https://github.com/movidius/ncsdk.git

先に、ncsdkディレクトリ下で

./install.sh

とするのですが、NCSDKは、Ubuntu16.04またはRasbian9に対応していますが、debian9などの他のディストリビューションには対応していません。
そのため、今回はRasbian9と認識させてインストールさせます。
install.shの以下の部分(30行目以降)に変更を加えます。

#    OS_DISTRO="${DISTRO:-INVALID}"
#    OS_VERSION="${VERSION:-255}"
    OS_DISTRO="raspbian"
    OS_VERSION="91"

このスクリプトが終了したら、apiの下で、

make install

として、sdkをインストールしてください。

・tensorflowについて

インストールは一通り終わりますが、インストールされたpython用のtensorflowはno gpuバージョンであっても、現在配布されているバージョンのモジュールはAVX命令をenableとしてビルドしているため、そのままでは使用できません。
tensorflowは別途SSE2のみでビルドする必要があります。
(VX2でセルフコンパイルをするのはリソース的に厳しいため、他のdebian/amd64のPCなどでwhlファイルを作成することをおすすめします)

bazelを使ったインストールはtensorflowのサイトのfrom Sourcesに従って行います。

Installing TensorFlow from Sources

bazelをAPT repositoryよりインストールした場合は、0.14.1がインストールされますが、tensorflowのサイトサンプルのようにgit checkout r1.0のように指定すると、古いリリースのものがcheckoutされてbazelの古いバージョンのものが必要となります。

git clone https://github.com/tensorflow/tensorflow
cd tensorflow
git checkout v1.9.0

tensorflow-hubなども使えるよう、新しいリリースのものをcheckoutします。
bazelのオプションは今回は以下のように設定しました。

bazel build -c opt --copt=-msse4.2 //tensorflow/tools/pip_package:build_pip_package

ビルド、パッケージ作成、インストールが終わったら、以下のスクリプトがエラーなく動作することを確認してください。

# Python3
import tensorflow as tf
hello = tf.constant('Hello, TensorFlow!')
sess = tf.Session()
print(sess.run(hello))

ここで、warningが出る場合は以下のモジュールアップデートが必要です。

pip3 install --upgrade h5py

・OpenCVについて

opencvもそのままでは不完全にインストールされるため、別途ソースコードからインストールしなおすか、暫定でpython対応だけでよいならば、

pip3 install opencv-python

としてインストールしてください。

opencvをビルドする場合のcmakeのオプションのサンプルは以下の通りです。

cmake -G "Unix Makefiles" --build . -D BUILD_CUDA_STUBS=OFF -D BUILD_DOCS=OFF \
-D BUILD_EXAMPLES=OFF -D BUILD_JASPER=OFF -D BUILD_JPEG=OFF -D BUILD_OPENEXR=OFF \
-D BUILD_PACKAGE=ON -D BUILD_PERF_TESTS=OFF -D BUILD_PNG=OFF -D BUILD_SHARED_LIBS=ON \
-D BUILD_TBB=OFF -D BUILD_TESTS=OFF -D BUILD_TIFF=OFF -D BUILD_WITH_DEBUG_INFO=ON \
-D BUILD_ZLIB=OFF -D BUILD_WEBP=OFF -D BUILD_opencv_apps=ON -D BUILD_opencv_calib3d=ON \
-D BUILD_opencv_core=ON -D BUILD_opencv_cudaarithm=OFF -D BUILD_opencv_cudabgsegm=OFF \
-D BUILD_opencv_cudacodec=OFF -D BUILD_opencv_cudafeatures2d=OFF -D BUILD_opencv_cudafilters=OFF \
-D BUILD_opencv_cudaimgproc=OFF -D BUILD_opencv_cudalegacy=OFF -D BUILD_opencv_cudaobjdetect=OFF \
-D BUILD_opencv_cudaoptflow=OFF -D BUILD_opencv_cudastereo=OFF -D BUILD_opencv_cudawarping=OFF \
-D BUILD_opencv_cudev=OFF -D BUILD_opencv_features2d=ON -D BUILD_opencv_flann=ON \
-D BUILD_opencv_highgui=ON -D BUILD_opencv_imgcodecs=ON -D BUILD_opencv_imgproc=ON \
-D BUILD_opencv_java=OFF -D BUILD_opencv_ml=ON -D BUILD_opencv_objdetect=ON \
-D BUILD_opencv_photo=ON -D BUILD_opencv_python2=OFF -D BUILD_opencv_python3=ON \
-D BUILD_opencv_shape=ON -D BUILD_opencv_stitching=ON -D BUILD_opencv_superres=ON \
-D BUILD_opencv_ts=ON -D BUILD_opencv_video=ON -D BUILD_opencv_videoio=ON \
-D BUILD_opencv_videostab=ON -D BUILD_opencv_viz=OFF -D BUILD_opencv_world=OFF \
-D CMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE -D WITH_1394=ON -D WITH_CUBLAS=OFF -D WITH_CUDA=OFF \
-D WITH_CUFFT=OFF -D WITH_EIGEN=ON -D WITH_FFMPEG=ON -D WITH_GDAL=OFF -D WITH_GPHOTO2=OFF \
-D WITH_GIGEAPI=ON -D WITH_GSTREAMER=OFF -D WITH_GTK=ON -D WITH_INTELPERC=OFF -D WITH_IPP=ON \
-D WITH_IPP_A=OFF -D WITH_JASPER=ON -D WITH_JPEG=ON -D WITH_LIBV4L=ON -D WITH_OPENCL=ON \
-D WITH_OPENCLAMDBLAS=OFF -D WITH_OPENCLAMDFFT=OFF -D WITH_OPENCL_SVM=OFF -D WITH_OPENEXR=ON \
-D WITH_OPENGL=ON -D WITH_OPENMP=OFF -D WITH_OPENNI=OFF -D WITH_PNG=ON -D WITH_PTHREADS_PF=OFF \
-D WITH_PVAPI=OFF -D WITH_QT=ON -D WITH_TBB=ON -D WITH_TIFF=ON -D WITH_UNICAP=OFF \
-D WITH_V4L=ON -D WITH_VTK=OFF -D WITH_WEBP=ON -D WITH_XIMEA=OFF -D WITH_XINE=OFF \
-D WITH_LAPACKE=ON -D WITH_MATLAB=OFF ..


・NCSの動作確認

NCSデバイスを認識すると、hello_ncs.pyの結果が以下のように表示されます。

#cd ~/ncsdk/examples/apps/hello_ncs_py
# python3 hello_ncs.py
D: [         0] ncDeviceCreate:221      ncDeviceCreate index 0

D: [         0] ncDeviceCreate:221      ncDeviceCreate index 1

D: [         0] ncDeviceOpen:415        File path /usr/local/lib/mvnc/MvNCAPI-ma2450.mvcmd

I: [         0] ncDeviceOpen:421        ncDeviceOpen() XLinkBootRemote returned success 0

I: [         0] ncDeviceOpen:450        XLinkConnect done - link Id 0

D: [         0] ncDeviceOpen:464        done

I: [         0] ncDeviceOpen:466        Booted 1.1-ma2450 -> VSC

I: [         0] getDevAttributes:287    Device attributes

I: [         0] getDevAttributes:290    Device FW version: 2.4.2450.e4

I: [         0] getDevAttributes:292    mvTensorVersion 2.4

I: [         0] getDevAttributes:293    Maximum graphs: 10

I: [         0] getDevAttributes:294    Maximum fifos: 20

I: [         0] getDevAttributes:296    Maximum graph option class: 1

I: [         0] getDevAttributes:298    Maximum device option class: 1

I: [         0] getDevAttributes:299    Device memory capacity: 522081584

Hello NCS! Device opened normally.
I: [         0] ncDeviceClose:656       closing device

Goodbye NCS! Device closed normally.

NCS device working.



2.ncappzooのv2用ブランチの入手

ncappzooもv2用のブランチが用意されています。
以下のオプションにてgit cloneしてください。

git clone -b ncsdk2 https://github.com/movidius/ncappzoo.git

READMEに従って必要なgraphファイルを作成するとともに、gstreamerなど、要求されるモジュールは別途インストールしてください。

また、opencvは、linuxで利用する場合は、ディスプレイとしてXを使います。
OpenBlocks IoT VX2(VX1)にはディスプレイヘッドはありませんので、Xサーバを別に用意する必要があります。


stream_inferの実行例
( 液晶モニタがmonitorとして認識されている )


3.最後に

ストレージ(eMMC)の制約から、VX2でなくVX1を使う場合は、外付けのUSB HDDなどを使用して環境のビルドを行ってください。
また、セルフビルドを行う場合、以下のようにTMPDIRの設定が必要な場合があります。

export TMPDIR=/var/tmp

なお、本SDKおよびサンプルアプリケーションであるncappzooをインストールしたdockerコンテナを作成しておりますので、別途公開する予定です。

2018年4月25日水曜日

OpenBlocks IoT FW3.xシリーズで下流方向の制御を行うハンドラの設定とテンプレート (C言語)

OpenBlocks IoT VX2およびVX1では、基本ソフトウェアとしてFW3.xが用意されます。
FW3.xシリーズでは、2.xシリーズの各機能に加え、以下のようなアップデートが行われています。

・メッセージの完全な双方向化
・Dockerに対応。エッジ処理モジュールをDockerコンテナで提供可能
・エッジ処理のみをNode-REDでも記述可能
・Luaによるデバイスハンドラ記述が可能
・Node-REDの最新環境を提供し、カスタマイズを容易に

Firmware 3.0 Architecture スタック

今回は、FW3.xで実装された、メッセージの双方向化における、下流方向のデータを用いたデバイスハンドラについて、まずは、C言語による記述と、設定方法について簡単に解説します。

メッセージの完全な双方向化に関しての詳細な情報は以下のドキュメントをご覧ください。

OpenBlocks IoT Family データハンドリングガイド

OpenBlocks IoT Family データハンドリング設定リファレンスガイド

先にご理解いただきたいのですが、メッセージの双方向化に関しては、現在は、
MQTT系の接続サービス、TCP接続、当社PD Exchangeとの接続、当社独自仕様のWebサーバーのみでご利用いただけます。対応の詳細に関しましては、上記ドキュメントを参照してください。

OBDN技術ブログによる動作検証は、該当するデバイスやソフトウェアの動作について、保証およびサポートを行うものではありません。
内容に関するご指摘などありましたら、ブログ記事の担当までご連絡下さい。


1.Userデバイスの作成と送受信設定


Userデバイスの作成
 サービスメニューより、基本機能、Userデバイスタブ、の順に選択します。
ユーザーメモを入力し、保存すると、一覧に作成したUserデバイスが表示されます。

送受信設定
サービスメニューより、IoTデータ、送受信設定の順に選択します。
今回は、例としてAzure IoT Hubへの送受信設定を行っています。


 上記、送受信の設定を行った後、Userデバイスに対してのデバイス設定を行います。
デバイス設定メニュー内の送受信設定にて、iothubにチェックを入れ、接続に必要なデバイスIDおよびデバイスキーを入力します。
なお、Azure IoT Hubへの接続方法に関しては、以下のOBDNマガジンの記事にて解説を行っています。

OpenBlocks IoT シリーズをMicrosoft Azure IoT Hubへ接続し、Stream Analyticsを経由してPowerBIへデータを受け渡す手順について

下流方向への制御を行うには、「受信設定」を「有効」にします。
制御に使用する、Unixドメインソケットは、作成したデバイス番号より生成されます。

2.送受信に使用するUnixドメインソケット

制御メッセージの送受信に使用するUnixドメインソケットは、データハンドリングガイドにて解説しています。

PD Repeaterからの下流方向

¥0/pd_handler/<デバイス番号>.sock

PD Repeaterへの上流方向


¥0/pd_repeater/<デバイス番号>.sock

今回の設定例では、デバイス番号はuserdev_0000001となります。

3.Cで記述した下流方向制御アプリケーションのサンプル

本サンプルは、Cで記述した下流方向制御アプリケーションのサンプルです。
PD Repeater側がクライアントとなり、下流方向の制御アプリケーションはUnixドメインソケットを使うサーバ側の実装となります。
本プログラムは下流制御機能の評価用に作成されたもので、Userデバイスとして定義されるUnixドメインソケットのuserdev_0000000からuserdev_0000031までをポーリングして受信したデータを表示します。

# apt-get update
# apt-get install libssl-dev

インストールされていないならば、libssl-devパッケージをインストールし、

# make rd_header

シンプルにmakeしてください。

/*
 *  Copyright (c) 2018
 *       Plat'Home CO., LTD. <support@plathome.co.jp>. All rights reserved.
 *
 * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
 * modification, are permitted provided that the following conditions
 * are met:
 * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
 *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
 * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
 *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
 *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
 * 3. Neither the name of the Plat'Home CO., LTD. nor the names of
 *    its contributors may be used to endorse or promote products derived
 *    from this software without specific prior written permission.
 *
 * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
 * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED
 * WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
 * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT,
 * INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES
 * (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR
 * SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
 * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
 * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
 * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
 * SUCH DAMAGE.
 */

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <time.h>
#include <sys/param.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/un.h>
#include <sys/select.h>
#include <openssl/md5.h>
#ifdef __linux__
#include <sys/epoll.h>
#endif

#define N_DEVICE 32
#ifdef __linux__
#define ROOT_PATH "/pd_handler"
#else
#define ROOT_PATH "/tmp/pd_handler"
#endif
#define LOCALNAME "userdev_"

#define SOCKET_BUF 4096

#ifdef __linux__
#define MAX_SOCKET_CONN 512
#else
#define MAX_SOCKET_CONN 64
#endif

#define SELECT_TIMEOUT 0
#define SELECT_UTIMEOUT 1
#define EPOLL_WAIT 1

struct s_socket_t {
int fd;
struct sockaddr_un addr;
};

struct c_socket_t {
unsigned char id;
int fd;
struct sockaddr_un addr;
};

int main(int argc,char *argv[])
{
int i,j,k,m,n,rc;
char *buf, *socket_buf, *msg_buf;

#ifdef __linux__
int num_fd, epfd;
struct epoll_event ev;
struct epoll_event events[MAX_SOCKET_CONN];
int fcntl_flag;
#else
struct timeval timeout;
fd_set rd_set, rd_set_orig;
#endif
struct timeval tv;
socklen_t len;
struct s_socket_t *ss[N_DEVICE];
struct c_socket_t *cs[MAX_SOCKET_CONN - N_DEVICE];
u_int16_t topic_size;
char *p, *topic, *topic_p, *msg_buf_p;
unsigned char pl;
unsigned char ph;
unsigned char cloud_id, sub_id;
unsigned char md5[MD5_DIGEST_LENGTH];
char hash[MD5_DIGEST_LENGTH * 2 + 1];

buf = (char *)malloc(sizeof(char)*BUFSIZ);
if(!buf) {
perror("buf = malloc()");
exit(1);
}

socket_buf = (unsigned char *)malloc(sizeof(unsigned char)*SOCKET_BUF);
if(!socket_buf) {
perror("socket_buf = malloc()");
exit(1);
}

msg_buf = (unsigned char *)malloc(sizeof(unsigned char)*SOCKET_BUF);
if(!msg_buf) {
perror("msg_buf = malloc()");
exit(1);
}

topic = (char *)malloc(sizeof(char)*BUFSIZ);
if(!topic) {
perror("socket_buf = malloc()");
exit(1);
}

#ifdef __linux__
if ((epfd = epoll_create(MAX_SOCKET_CONN)) < 0) {
perror("epfd = epoll_create()");
exit(1);
}
#else
FD_ZERO(&rd_set_orig);
#endif

for(i=0;i<N_DEVICE;i++) {
ss[i] = (struct s_socket_t *)malloc(sizeof(struct s_socket_t));
if(!ss[i]) {
perror("ss[] = malloc()");
exit(1);
}
memset(ss[i], 0, sizeof(struct s_socket_t));

ss[i]->fd = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
ss[i]->addr.sun_family = AF_UNIX;
#ifdef __linux__
snprintf(ss[i]->addr.sun_path + 1,sizeof(ss[i]->addr.sun_path) - 1,"%s/%s%07d.sock",
ROOT_PATH, LOCALNAME, i);
unlink(ss[i]->addr.sun_path);

rc = bind(ss[i]->fd, (struct sockaddr *)&ss[i]->addr, sizeof(sa_family_t) + strlen(ss[i]->
addr.sun_path + 1) + 1);
#else
snprintf(ss[i]->addr.sun_path,sizeof(ss[i]->addr.sun_path),"%s/%s%07d.sock",
ROOT_PATH, LOCALNAME, i);
unlink(ss[i]->addr.sun_path);

rc = bind(ss[i]->fd, (struct sockaddr *)&ss[i]->addr, sizeof(ss[i]->addr));
#endif
if (rc) {
snprintf(buf,sizeof(char)*BUFSIZ,"failed to bind(%s)",ss[i]->addr.sun_path);
perror(buf);
exit(1);
}

rc = listen(ss[i]->fd, N_DEVICE);
if (rc) {
snprintf(buf,sizeof(char)*BUFSIZ,"failed to listen(%s)",ss[i]->addr.sun_path);
perror(buf);
exit(1);
}

#ifdef __linux__
memset(&ev, 0, sizeof(struct epoll_event));
ev.events = EPOLLIN;
ev.data.fd = ss[i]->fd;
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, ss[i]->fd, &ev);
#else
FD_SET(ss[i]->fd,&rd_set_orig);
#endif
printf("listen %s/%s%07d.sock\n", ROOT_PATH, LOCALNAME, i);
}

for(i=0;i<(MAX_SOCKET_CONN - N_DEVICE);i++) {
cs[i] = (struct c_socket_t *)malloc(sizeof(struct c_socket_t));
if(!cs[i]) {
perror("cs[] = malloc()");
exit(1);
}
memset(cs[i], 0, sizeof(struct c_socket_t));
cs[i]->fd = -1;
}

while(1) {
#ifdef __linux__
num_fd = epoll_wait(epfd, events, MAX_SOCKET_CONN, EPOLL_WAIT);
for(i=0;i<num_fd;i++) {
n=1;
for (j = 0; j < N_DEVICE; j++) {
if (events[i].data.fd == ss[j]->fd) {
for(k=0;k<(MAX_SOCKET_CONN - N_DEVICE);k++) {
if(cs[k]->fd == -1) {
break;
}
}
if(k == (MAX_SOCKET_CONN - N_DEVICE)) {
printf("exceeded maximum fd(%d) for accept()", MAX_SOCKET_CONN - N_DEVICE);
}
else {
len = sizeof(cs[k]->addr);
cs[k]->fd = accept(ss[j]->fd, (struct sockaddr *)&cs[k]->addr, &len);
if (cs[k]->fd != -1 ) {
cs[k]->id = j;
fcntl_flag = fcntl(cs[k]->fd, F_GETFL, 0);
fcntl(cs[k]->fd, F_SETFL, fcntl_flag | O_NONBLOCK);
memset(&ev, 0, sizeof(struct epoll_event));
ev.events = EPOLLIN;
ev.data.fd = cs[k]->fd;
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, cs[k]->fd, &ev);
}
}
n = 0;
}
}
if(n) {
for(j=0;j<(MAX_SOCKET_CONN - N_DEVICE);j++) {
if ( events[i].data.fd == cs[j]->fd ) {
memset(socket_buf, 0, sizeof(char)*SOCKET_BUF);
rc = read(cs[j]->fd,(char *)socket_buf,SOCKET_BUF);
if(rc > 0) {
p = socket_buf;
cloud_id = *p++;
sub_id = *p++;
pl = (unsigned char)*p++;
ph = (unsigned char)*p++;
for(m=0;m<MD5_DIGEST_LENGTH;m++)
md5[m] = (unsigned char)*p++;
for(m=0; m<MD5_DIGEST_LENGTH;m++)
snprintf(hash + m + m, sizeof(char)*3, "%.2x", md5[m]);
topic_size = (u_int16_t)((ph & 0x00ff) * 256 + (pl & 0x00ff));
topic_p = topic;
for(m=0;m<topic_size;m++)
*topic_p++ = *p++;
*topic_p = 0x00;
msg_buf_p = msg_buf;
while(*p != 0x00)
*msg_buf_p++ = *p++;
*msg_buf_p = 0x0;
printf("subscrib: topic_size=%d topic=%s payload=%s md5=%s\n",
topic_size, topic, msg_buf, hash);
}
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, cs[j]->fd, &ev);
shutdown(cs[j]->fd,SHUT_RDWR);
close(cs[j]->fd);
cs[j]->fd = -1;
}
}
}
}
#else
timeout.tv_sec = SELECT_TIMEOUT;
timeout.tv_usec = SELECT_UTIMEOUT;

memcpy(&rd_set,&rd_set_orig,sizeof(rd_set_orig));

if(select(FD_SETSIZE,&rd_set,(fd_set *)NULL,(fd_set *)NULL,&timeout) == -1) {
perror("select()");
exit(1);
}

for(i=0;i<FD_SETSIZE;i++) {
if(FD_ISSET(i, &rd_set)) {
n=1;
for(j=0;j<N_DEVICE;j++) {
if ( i == ss[j]->fd ) {
for(k=0;k<(MAX_SOCKET_CONN - N_DEVICE);k++) {
if(cs[k]->fd == -1) {
break;
}
}
if(k == (MAX_SOCKET_CONN - N_DEVICE)) {
printf("exceeded maximum fd(%d) for accept()", MAX_SOCKET_CONN);
}
else {
len = sizeof(cs[k]->addr);
cs[k]->fd = accept(i, (struct sockaddr *)&cs[k]->addr, &len);
if (cs[k]->fd != -1 ) {
setsockopt(cs[k]->fd, SOL_SOCKET, SO_RCVTIMEO,(char*)&timeout, sizeof(struct timeval));
FD_SET(cs[k]->fd, &rd_set_orig);
cs[k]->id = j;
}
}
n = 0;
}
}
if(n) {
for(j=0;j<(MAX_SOCKET_CONN - N_DEVICE);j++) {
if (i == cs[j]->fd ) {
memset(socket_buf, 0, sizeof(char)*SOCKET_BUF);
rc = read(i,(char *)socket_buf,SOCKET_BUF);
if(rc > 0) {
p = socket_buf;
cloud_id = *p++;
sub_id = *p++;
pl = (unsigned char)*p++;
ph = (unsigned char)*p++;
for(m=0;m<MD5_DIGEST_LENGTH;m++)
md5[m] = (unsigned char)*p++;
for(m=0; m<MD5_DIGEST_LENGTH;m++)
snprintf(hash + m + m, sizeof(char)*3, "%.2x", md5[m]);
topic_size = (u_int16_t)((ph & 0x00ff) * 256 + (pl & 0x00ff));
topic_p = topic;
for(m=0;m<topic_size;m++)
*topic_p++ = *p++;
*topic_p = 0x00;
msg_buf_p = msg_buf;
while(*p != 0x00)
*msg_buf_p++ = *p++;
*msg_buf_p = 0x0;
printf("subscrib: topic_size=%d topic=%s payload=%s md5=%s\n",
topic_size, topic, msg_buf, hash);
}
shutdown(i,SHUT_RDWR);
close(i);
FD_CLR(i,&rd_set_orig);
cs[j]->fd = -1;
}
}
}
}
}
#endif
}
}




4.[補足] Cで記述したPD Repeaterへの上流方向へのデータ送信

他の記事で上流方向へデータを送信するカスタムハンドラについて記述していますが、FW3.xでの書き込み方法としては、以下のコードを参考にしてください。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdint.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <fcntl.h>
#include <termios.h>
#include <unistd.h>
#include <time.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/un.h>
#include <errno.h>

/*
write data to unix domain socket */
write_uds( uint8_t *jbuf ) {
    int uds, ret;
    socklen_t socklen;
    struct sockaddr_un addr;

    uds = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0);
    memset(&addr, 0, sizeof(addr));
    addr.sun_family = AF_UNIX;
    strcpy(addr.sun_path+1, "/pd_repeater/userdev_0000001.sock");
    socklen =  sizeof(sa_family_t) + strlen(addr.sun_path+1)+1;
    ret = connect(uds, (struct sockaddr *)&addr, socklen);

    if (ret < 0) {
        int err = errno;
        printf("connect NG (errno: %d)\n", err);
       close(uds);
       return 1;
    }
    else {
        printf("connect OK\n");
    }
    write(uds, jbuf, strlen(jbuf));
   
    close( uds );
    return 0;
}

5.さいごに

下流方向の制御に関して、PD Repeaterがクライアントであり、制御アプリケーションはサーバとしての実装が必要になります。

また、WebUIに連動して、起動、停止を行うためには、プロセスを外部から制御する実装を行ってください。





2017年10月24日火曜日

OpenBlocks IoTシリーズ 基本ソフトウェアにより提供されるPLCクライアント(Modbus)機能について

PLCクライアント(Modbus)機能は、OpenBlocks IoT 基本ソフトウェア2.12より大幅に機能追加されました。

主として以下の項目があげられます。

・データタイプとして、符号のありなし、データサイズ(16bit/32bit)、ビッグ/リトルエンディアンの設定を追加
・データ取得の基準時刻の設定
・CSVファイルを用いた取得PLC対象の拡張

本機能の実装により、1入出力インタフェーズに対し、複数のデバイス、レジスタが割り付けられる場合に、基準時刻を指定してまとめてデータを取得することが可能となり,例えば、RS-485インタフェースに接続される複数のデバイスや、無線メッシュであるOKI SmartHopのRS-232C経由のmodbusペイロードなどでも、1つのデバイスインタフェースから複数個所のデータ(温度や電力データなど)を一定時間にまとめて取得出来るようになります。



本機能はOpenBlocks IoTシリーズすべてのモデルで使用が可能です。ご利用の際は、2.12あるいは今後実施されるそれ以降のアップデートバージョンであることを確認してください。
また、PLCとの接続には、対応したハードウェアインタフェースが必要となります。
各モデル別に、標準もしくは標準オプションとして用意される接続は以下の通りです。
  • OpenBlocks EX1/VX1
    イーサネット、Wifiによる有線/無線ネットワーク、RS-232C/RS-485によるシリアルインタフェースを標準搭載
  • OpenBlocks BX1/BX3(L)/BX5
    Wifiでのネットワーク接続を標準搭載。有線ネットワーク接続にはオプションのUSB二股ケーブルにUSBネットワークアダプタ、RS232C/RS485接続には、オプションのRS232C二股ケーブル、RS-485二股ケーブルを使用
  • BX0
    標準搭載のWifiとPoEケーブルによる、無線/優先のネットワーク接続

    (*) RS-485接続は2線式のみを標準もしくはオプション品にてサポート

今回は、本機能の設定方法について紹介します。
内容に関しては、OpenBlocks IoTシリーズデータ収集ガイドからの抜粋となりますので、詳細に関しては以下のドキュメントをご参照ください。




・PLCクライアント(マスター)の設定方法


本機能は、OpenBlocks IoT Family から Modbus プロトコルを用いて PLC 機器のレジスタ、コイルもしくはステータスを用いて定期的に読み込む(ポーリングを行う)場合に用います。


WEB UI の「サービス」→「基本」タブにおいて、「PD Handler PLC Client」 が「使用する」に設定されている場合、同タブの「取得
PLC 対象数」に応じた入力フォームが表示されます。

※「取得 PLC 対象」(PLC デバイス)とは、PLC 機器そのものではなく、対象となる PLC機器への接続方法の他、データを取得するため
の「読込方法」や「読込開始アドレス」、「読込レジスタ数」等の設定の組み合わせを意図します。
PLC デバイス毎に送信対象項目にて”送信する”を選択すると、PLC デバイスの送信設定の詳細を設定できます。

※「使用プロトコル」としてModbus TCP(ネットワーク)を選択した場合の表示


※「使用プロトコル」としてModbus RTUを選択した場合の表示



”送信する”を選択した場合には、左のように各項目が表示されます。

デバイス番号:
OpenBlocks IoT Family の WEB UI 内で管理している番号です。変更はできません。

ユーザーメモ:
PLC デバイスにデータに付加する任意の文字列を設定します。データを処理する際の識別子等に利用して下さい。

読込方法:
「レジスタ」(レジスタ出力)、「入力レジスタ」(レジスタ入力)、「コイル」(ディジタル出力)、「入力ステータス」(ディジタル入力)から選択します。
「コイル」または「入力ステータス」を選んだ場合は、”0”または”1”の並びが出力されます。

データタイプ:
読込方法を「レジスタ」、「入力レジスタ」を選択した際に、出力のデータタイプを以下から選択します。

・符号なし 16 ビット整数
・符号付き 16 ビット整数
・符号なし 32 ビット整数/リトルエンディアン
・符号付き 32 ビット整数/リトルエンディアン
・符号なし 32 ビット整数/ビッグエンディアン
・符号付き 32 ビット整数/ビッグエンディアン

読込開始アドレス:
読み込みたいデータが格納されている PLC 機器上の開始アドレスを設定します。

読込レジスタ数:
「読込方法」として「コイル」または「入力ステータス」は、読み込まれるビット数と解釈されます。
「開始アドレス」に設定されるアドレスから読み込むレジスタ数もしくビット数を設定します。


取得時間間隔[sec]:
PLC デバイスからデータを取得する時間間隔を数字で設定します。単位は秒です
後述の基準時刻制御を使用する場合、時間間隔は以下の値へと内部的に変更されます。

・86400[sec]使整数倍
・43200[sec]
・28800[sec]
・21600[sec]
・14400[sec]
・10800[sec]
・7200[sec]
・3600[sec]
・1800[sec]
・900[sec]
・60[sec]

基準時刻制御:
毎日定時にデータを取得する場合、本機能を有効とし基準時刻を設定しください。

基準時刻:
定時にデータを取得する際の基準時刻を設定します。HH:MM 形式となります。

タイムアウト[msec]:
PLC デバイスからデータを取得する際のタイムアウトを設定します。単位はミリ秒です。

使用プロトコル:
「Modbus TCP」、「Modbus RTU」のいずれかを選択します。
「Modbus TCP」はネットワーク、「ModbusRTU」はシリアルです。

ユニット ID:
PLC 機器の Modbus ユニット ID を設定します。ユニット ID は、1~247 または 255 の数値です。


PLC 接続アドレス(Modbus TCP)
接続する PLC 機器の IP アドレスを設定します。

PLC 接続ポート(Modbus TCP)
接続する PLC 機器の TCP ポート番号を設定します。 デフォルト値は、502 です。

読込デバイスファイル(ModbusRTU)
PLC 機器を接続するシリアルポートのデバイスファイル名を設定します。

ボー・レート(Modbus シリアル):
PLC 機器を接続するシリアルポートのボー・レートを選択します。

パリティビット(Modbus シリアル):
PLC 機器を接続するシリアルポートのパリティビットを選択します。

データビット(Modbus シリアル):
PLC 機器を接続するシリアルポートのデータビット数を選択します。

ストップビット(Modbus シリアル):
PLC 機器を接続するシリアルポートのストップビット数を選択します。

送信先設定:
“使用する”を選択した送信先に対してチェックボックスが選択できるようになります。
チェックを付けたクラウド等に対して、送信を行います。


デバイス ID サフィックス(PD):
PD Exchange に送信する際のデバイス ID のサフィックスを設定します。

クライアント ID (AWSIoT):
AWSIoTに送信する際のクライアント ID を設定します。Thing Shadows を使用する場合、クライアント ID が Thing Name となります。

Thing Shadows(AWSIoT):
AWSIoT に送信する際の Thing Shadows を使用するかの設定を選択します。

トピック名(AWSIoT):
AWSIoT に送信する際のトピックを設定します。Thing Shadows を使用する場合、トピックはクライアントIDをThing Nameとして自動生成されます。

証明書(AWSIoT):
AWSIoT に送信する際に使用するデバイスの証明書を設定します。

プライベートキー(AWSIoT):
AWSIoT に送信する際に使用するデバイスのプライベートキーを設定します。

デバイスタイプ(Watson IoT/Device):
Watson IoT(Device)に送信する際のデバイスタイプを設定します。

デバイス ID(Watson IoT/Device):
Watson IoT(Device)に送信する際のデバイスID を設定します。

パスワード(Watson IoT/Device):
Watson IoT(Device)に送信する際のパスワードを設定します。

デバイスタイプ(Watson IoT/Gateway):
Watson IoT(Gateway)に送信する際のデバイスタイプを設定します。


デバイス ID(Watson IoT/Gateway):
Watson IoT(Gateway)に送信する際のデバイス ID を設定します。

Event hubs 名:
Event hubs に送信する際の Event hubs 名を設定します。

SAS ポリシー:
Event hubs に送信する際の SAS ポリシーを設定します。

SAS キー:
Event hubs に送信する際の SAS キーを設定します。

デバイス ID(IoT Hub):
IoT Hubに送信する際のデバイス ID を設定します。

デバイスキー(IoT Hub):
IoT Hub に送信する際のデバイスキーを設定します。

Gatway Name(T4D):
Toami for docomo に送信する際に用いるGateway Name を設定します。

App key(T4D):
Toami for docomo に送信する際に用いる AppKey を設定します。

イベントタイプ(IoT デバイスハブ):
IoT デバイスハブ(Nifty)に送信する際に用いるイベントタイプを設定します。

デバイス ID(IoT デバイスハブ):
IoT デバイスハブ(Nifty)に送信する際に用いるデバイス ID を設定します。

API キー(IoT デバイスハブ):
IoT デバイスハブ(Nifty)に送信する際に用いる API キーを設定します。

ユニーク ID (MQTT):
MQTT サーバに送信する際のユニーク ID を設定します。ユニーク ID は、トピックのサフ
ィックスとして扱われます。トピックのプレフィックスは、MQTT サーバに設定されるトピ
ックプレフィックスです。プレフィックスとサフィックスの間は '/' で区切られ送信されます。

※一部を除くクラウドに紐付く設定情報は編集ボタンにより編集可能になります。既存の
デバイス不良等の差し替え時に以前のものと同様に扱う為に設定を同一にすることを推奨
します。(不良となったデバイスは送信対象設定を“送信しない”へ変更してください。)
※証明書及びプライベートキーはシステム→ファイル管理タブからアップロードしてくだ
さい。

・CSV ファイルを用いた「取得 PLC 対象」の拡張


/var/webui/upload_dir ディレクトリに pd-handler-plc-client.csv というファイル名の CSVファイルを置くことで、WEB UI 管理にて割り当てされた 1 デバイス番号に対して複数の「取得 PLC 対象」を割り当てることが可能です。
尚、pd-handler-plc-client.csv ファイルは WEB UI の「システム」→「ファイル管理」タブのアップロード機能により置くことが可能です。
また、CSV ファイルの書式は、次の通りです。

デバイス番号,ユニット ID,読込方式,データタイプ,読込開始アドレス,読込レジスタ数

※行の先頭が#または/の場合、コメント行として扱います。
※CSV 内の”等での動作は保証いたしません。

パラメタデータの形式説明
デバイス番号半角英数字WEB UIによりれたデバイス番号記載します
WEB UIに設定されていないデバイス番号無視されます
ユニット番号半角英数字PLC機器のModbusユニットIDを設定します。
ユニットIDは、1~247 または 255 を記載します。
方式半角英数字読込方式として、以下のいずれかを記載します
設定内容Web UI表記
bitsコイル
input_bits入力ステータス
registerレジスタ
input_register入力レジスタ
データタイプ半角英数字データタイプとして以下設定してください
なお、読込方式を"bits"または"input_bits"を設定した場合カラムは無視されます
設定内容WEB UI表記
u_int16符号なし16ビット整数
int16符号き16ビット整数
u_int32lsb符号なし32ビット整数
リトルエイディアン
int32lsb符号き32ビット整数
リトルエイディアン
u_int32msb符号なし32ビット整数
ビッグエイディアン
int32msb符号き32ビット整数
ビッグエイディアン
読込開始アドレス半角英数字みたいデータが格納されているPLC機器開始アドレスを設定します。先頭が"0x"の場合は16進数解釈されます
読込レジスタ半角数字みたいレジスタ記載します。


・記載例

#localname,unit_id,read_function,data_type,read_addr,read_registers
device_plc_client_0000001,15,bits,u_int16,0x130,37
device_plc_client_0000001,15,input_bits,u_int16,0x1c4,22
device_plc_client_0000001,15,registers,u_int16,0x160,3
device_plc_client_0000001,16,input_registers,u_int32lsb,0x108,1
device_plc_client_0000002,17,bits,u_int16,0x130,37
device_plc_client_0000002,18,input_bits,u_int16,0x1c4,22
device_plc_client_0000002,19,registers,int16,0x160,3
device_plc_client_0000002,20,input_registers,int32lsb,0x108,1
device_plc_client_0000003,30,bits,u_int16,0x130,37
device_plc_client_0000003,30,input_bits,u_int16,0x1c4,22
device_plc_client_0000003,31,registers,u_int16,0x160,3
device_plc_client_0000003,31,input_registers,u_int32msb,0x108,1
device_plc_client_0000004,32,bits,u_int16,0x130,37
46/80
device_plc_client_0000004,32,input_bits,u_int16,0x1c4,22
device_plc_client_0000004,33,registers,int16,0x160,3
device_plc_client_0000004,33,input_registers,int32msb,0x108,1

CSV ファイルに定義したデバイス番号の「取得 PLC 対象」は、WEB UI の設定内容(CSVの定義内容)は破棄され、CSV ファイルの内容が使用されます。そのため、CSV ファイルに定義したデバイス番号の設定ついては、1 デバイス番号として取得対象とする全ての「取得PLC 対象」を記載してください。


最後に


今回の機能強化は、ビルや、工場などでの環境測定や、機器データの取得に際し、必要と思われるものをほぼ実装した形となります。
当社IDMアプライアンスなどと合わせてご利用いただき、環境測定やモニタリングシステムの構築に役立てていただければと思います。

2017年6月23日金曜日

[.tested][IoT] Omron ヒューマンビジョンコンポ (HVC-P2) 評価用カスタムハンドラ

Omron HVC-P2は、人の状態を認識できる画像センサモジュールです。


HVC-P2|HVC(Human Vision Components )シリーズ|製品ラインナップ|オムロン人画像センシングサイト:+SENSING

SwapImage





OBDN技術ブログによる動作検証は、該当するデバイスやソフトウェアの動作について、保証およびサポートを行うものではありません。
内容に関するご指摘などありましたら、ブログ記事の担当までご連絡下さい。

<検証環境>
OpenBlocks IoT BX1/EX1/VX1 基本ソフトウェア Ver2.11 / kernel 3.10.17-poky-edison

githubに評価用ソースコードをcommitしましたので、ご利用ください。
本コードは、IoT基本ソフトウェア向けのカスタムハンドラとして動作します。
ユーザハンドラを定義して、WebUIにて送信先などの設定を行ってください。
すでに別のカスタムハンドラをご利用の場合は、ソースコードのunix domain socket名を変更する必要があります。

https://github.com/goto2048/hvcp2_for_openblocksiot


・注意点

OpenBlocks IoT BX1で使用する場合、内蔵のモデムが/dev/ttyACM0から始まるモデムデバイスとなります。
HVC P2も同様にttyACMxxというデバイスとして認識されるため、udev等で/dev/ttyACM7に固定しないと、本デバイスが先に認識されてしまう関係上、3G通信が出来なくなる可能性があります。
それぞれdmesgでデバイス名の確認をし、ソースコード上のSERIAL_PORTの定義を変更してください。


顔認識の最大数は35ですが、35人分のJSONデータは基本ソフトウェアの機能で送信出来るペイロードのサイズ(4KB)を超えますので、適宜、最大数を設定する/定義したkey名を短くするなどのパッチをソースコードに当ててください。

評価用として、gotoがquick hackしたものですので、未サポートとなります。


2016年8月26日金曜日

OpenBlocks IoT シリーズのAzure Event Hubへの接続について


前回、Azure IoT Hubへの接続の手順、および、Stream Analytics jobを経由したPower BIへのデータの受け渡し手順について、解説しました。
今回は、IoT Hubではなく、Event Hubへ接続する方法について簡単に説明します。
なお、全体の流れは前回の作業に沿って行ったものですので、WebUIでのデバイスの登録や、Stream Analytics、PowerBIの設定についての詳細な説明は行いません。




OBDN技術ブログによる動作検証は、該当するデバイスやソフトウェアの動作について、保証およびサポートを行うものではありません。
内容に関するご指摘などありましたら、ブログ記事の担当までご連絡下さい。

<検証環境>
ゲートウェイ
 OpenBlocks IoT BX1 Debian wheezy 7.8 / kernel 3.10.17-poky-edison
 IIJmio 高速モバイル/D SIM
センサー
 FWM8BLZ02A-109047 温度/3軸加速度センサービーコン (BLE)
クラウド
 Microsoft Azure

2.Microsoft Azure Event Hubのデプロイと設定


Azureアカウントにサインインし、新規メニューより、Event Hubを検索します。



Event Hubを選択し、作成を押しすと、旧ポータルへ飛ばされますので、今回はそのまま旧ポータルで作業を行います。
IoTハブ名など、この先でリソース名として受け渡す可能性のあるものには"-"をつけないことをお勧めします。
例えば、Stream Analytics jobのクエリの記述パネルでは"-"は使用できません。

今回の設定例は以下の通り。

イベントハブ名
  obsevhub
リージョン
  東日本

名前空間は自動で入力されます。 obsevhubというハブ名の場合は、obsevhub-nsとなります。

 

作成が終わって以下の画面から、作成したEvent Hub名をクリックします。

 

共有アクセスポリシーを作成します。
今回はtestという名前とし、権限を設定し、画面下部の「保存」を押します。




共有アクセスキー生成コンポーネントにある、ポリシー名、プライマリーキーを、次の項目で説明する、WebUIのSASキーの項目へ入力します。



Event Hubでの定作業は以上で終了です。

3.OpenBlocks IoT 基本ソフトウェアのWebUI設定


設定の全体の流れは前回の記事を参照してください。
作業として異なるのは、Azure IoT Hubへの送信が、Azure Event Hubへの送信となることです。 

・Azure Event Hubへの送信設定


以下のドキュメントに従って設定を進めていきます。

OpenBlocks IoT Family向け データ収集ガイド


先に、送信先設定を行います。
MS Azure IoT Hubを「使用する」にチェックし、各項目を設定してください。

インターバル
 収集したデータを送信する間隔です。
 この例ではデータの送信確認のために5秒としています。
 (実際には5分~1時間以上に設定されることが多いと思います)
有効時間
 データ送信できない場合において、保持する時間を設定します。
 0を指定した場合、データ送信が完了するまで保持し続けます。
ドメイン名
 送信するIoT Hubのホスト名を設定します。
 デフォルトでは、servicebus.windows.net が入力されています。
名前空間
 上記の管理ポータルで作成された名前空間を使用してください。
ポート番号
 送信先のポート番号を設定します。5670となっていますが、5671としてください。

デバイス一括設定
 ビーコン及びデバイスの送信対象設定が”送信する”となっている各対象の
 送信先設定を一括で有効/無効を選択できます。




デバイス情報送信設定を行います。
送信対象を、「送信する」にチェックし、各項目を設定してください。

センサー信号強度[dbm]
 センサーに信号強度を設定できる機種の場合、設定したい信号強度を入力します。
 設定した信号強度が無い場合、近似値またはデフォルト値が設定されます。
取得時間間隔[ms]
 センサーからデータを取得する時間間隔を数字で設定します。単位はmsecです。送信先設定
 送信先をチェックします。同時に2か所までの送信が可能です。
 Event Hubにチェックします。
Event Hub名
 Event Hub名を設定します。今回はobsevhubとなっています。
SASポリシー
 管理ポータルで作成した共有アクセスポリシーの名前を入力します。
SASキー
 管理ポータルで作成された共有アクセス生成キーコンポーネントよりプライマリーキーを
 コピーし、入力します。




保存を押し、収集ログタブにて、Event Hubへデータが送信されていることを確認してください。



4.Stream Analytics jobの設定について


前回との変更点として、入力がIoT HubからEvent Hubになり、リソース名も変わります。
また、サービス名を変更した場合は、クエリのFROMの記述も変更します。

5.Power BIでのデータの確認と表示


Power BIにサインインすると、データセットに設定したデータセット名が表示されています。
以下の画面では、Stream Analyticsでデータセット名を変えていますので、前回と違うデータセットが表示されています。





上記の画面が確認できれば、今回のチュートリアルは終了です。

6.さいごに


今回は、Event Hubへ変更した部分だけを説明しました。
WebUIでのポート番号だけは5671であることをご確認ください。