「AE2100」内蔵の920MHz帯無線「SmartHop」のモジュールを活用してみよう(1) ―無線ネットワーク構築編―

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node-red SmartHop AE2100 modbus node-red テキストリンク

要約

  • この記事では、OKIのAIエッジコンピューター「AE2100」に内蔵されている920MHz帯マルチホップ無線「SmartHop」のモジュールを使用して、遠隔地のIoT機器と連携する方法を紹介します。
    ※AE2100は、SmartHop搭載のAE2100のモデルが用意されており、MHモジュール親機／子機／SRモジュールの３つから選択できます。

  • 第1回の「無線ネットワーク構築編」では、MHシリーズ親機のSmartHopモジュール内蔵のAE2100を使用した無線ネットワーク構築方法を解説します。
    ※SmartHopの説明や、SmartHopのユニットタイプをAE2100に外付けで使用した無線ネットワーク構築方法はこちら。

はじめに

「AE2100」は、出荷時のオプションで、OKIの920MHz帯マルチホップ無線 「SmartHop」のモジュールを内蔵することができます。
SmartHopの内蔵モジュールを使用することで、外付けのユニットタイプを使用するのに比べて、シンプルな構成で無線ネットワークを構築することができます。
そのSmartHopのモジュールを使用して、近年重要視されている3密を防止するソリューションを開発したいと思います。
開発といっても、プログラミングの部分はNodeRedでローコードになっていますので、気軽にお試しいただけると思います。

行うことは、「無線ネットワーク構築⇒CO2センサーのデータ収集⇒CO2濃度が高ければ(換気が必要であれば)、パトランプによる発報」です。
長くなりそうなので、3編に分けてまとめました。

早速、無線ネットワークの構築から行っていきます。

環境

実行環境は次の図のような構成を前提とします。

AE2100は、SmartHopのMHモジュール親機が内蔵されているものを使用します。
SmartHopの無線ユニット子機は、RS485タイプを使用し、CHC製のCO2コントローラー(NMA-VRC-Ⅱ)を接続します。
パナソニック製の無線I/Oユニット（ENR1）は、SmartHopのMHモジュールを搭載した接点入出力機器です。本記事では、接点出力にパトライト製のパトランプ(LES-02AW)を接続します。
なお、無線I/Oユニットとパトランプには、給電のためにスイッチング電源が別途必要になります。

Windows PCには、事前にSmartHopの無線ユニット設定用保守コンソールソフトの「MH920 Console Lite」、パナソニック製の無線I/Oユニット設定用ツールの「Control Configurator ENR+ 」をインストールしておいてください。
MH920 Console Liteのダウンロードサイト
無線I/Oユニット設定ツールのダウンロードサイト

AE2100の設定

AE2100のWeb-UIを使って、内蔵のMHモジュール親機（コーディネータ）の設定をします。
「①PCのブラウザからAE2100のWeb-UIへログイン」して、AE2100のトップページから「②ネットワーク設定」→「③920M MHモジュール」→「④コーディネータ設定」→「⑤モジュールから取得」の順にクリック。次に、「⑥基本設定」→「⑦プロトコル設定」の設定項目を入力。「⑧モジュールへ設定」をクリックして設定を反映します。

■ 基本設定

項目 設定内容 備考
PAN ID 0001 任意
チャネル番号 1ch 他チャネルでも可
ネットワーク名 QiitaDemo@NW-iD 任意の名称でも可
暗号鍵 00000000000000000000000000000001 任意の32の数字

■ プロトコル設定

項目 設定内容
局番解析 あり
プロトコル種別 ModBus(RTU)
※上記に記載されている設定以外はすべてデフォルトの状態でOKです。

続いて、子機へ設定予定の局番とショートアドレスを設定します。
「⑨局番の設定」→「⑩局番リスト設定」の順にクリック。「⑪局番対応設定」を追加し、「⑫局番対応リストをモジュールに設定」を行います。

■ 局番リスト登録

ショートアドレス 局番 備考
0001 1 無線ユニット＋CO2コントローラー
0002 2 無線I/Oユニット

無線ユニット子機+CO2コントローラーの設定

Windows PCと無線ユニット子機をMicro USBケーブルで接続し、MH920 Console Liteを使用して設定を行います。
AE2100とCO2コントローラーの通信設定に合わせて、設定項目を入力します。
詳しい設定方法については、過去の記事をご参照ください。
設定項目は、全く同じでOKです。
「AE2100」と920MHz帯無線「SmartHop」を活用して遠隔地のセンサーデータを収集してみよう(1)　―無線ネットワーク構築編―

無線I/Oユニット子機（ENR1）の設定

Windows PCと無線I/OユニットをMicro USBケーブルで接続し、設定ツール「Control Configurator ENR+ 」で設定を行います。
設定ツールを起動したら、「新規作成」、動作モード「1:N通信」を選択します。

続いて、AE2100の設定項目に合わせて、子機の設定を入力します。
共通設定画面の「無線設定」、「プロトコル設定」タブの項目を入力し、「OK」をクリック。
その後に表示される設定画面で子機を追加します。

■ 無線設定

項目 設定内容 備考
グループ番号 0001 AE2100のPAN IDと同一にする
チャネル番号 1ch AE2100と同一にする
ネットワーク名 QiitaDemo@NW-iD AE2100と同一にする
暗号鍵 00000000000000000000000000000001 AE2100と同一にする

■ プロトコル設定

項目 設定内容
プロトコル種別 ModBus(RTU)

■ 子機の設定

項目 設定内容 備考
子機番号 0002 子機番号(=ショートアドレス)、局番は同一に設定される
子機タイプ I/Oタイプ 無線ユニットの機種に合わせる
　
※上記に記載されている設定以外はすべてデフォルトの状態でOKです。

最後に、「無線機に設定」をクリックして、画面左上の「子機(0002)」のアスタリスクマークが消えれば、設定完了です。

無線ネットワークの接続確認

設定が完了したら、teratermでAE2100へログインして、SmartHopモジュールの運用開始コマンドを実行します。

root@ae2100:~#cd /usr/local/920M/bin
root@ae2100:/usr/local/920M/bin# ./smarthopctl operation start
{ "result": "OK", "factor": "", "data": null }

運用開始コマンドを実行すると、あらかじめ設定した設定内容で無線モジュールが通信可能な状態になります。
実行結果に「{ "result": "OK", "factor": "", "data": null }」と表示されていれば、問題なく無線モジュールの動作が開始しています。
※なお、運用開始コマンドは、AE2100が起動する度に実行が必要です。APIの詳細は、SDKマニュアルをご確認ください。
AE2100　SDK取扱説明書（920MHz編）

子機の接続は、AE2100のWeb-UI「⑬トポロジ表示」から確認できます。
「⑭モジュールから取得」→「⑮確認結果の取得」の順にクリックすると、トポロジ情報に子機の情報が表示されます。
※システムエラーが表示された場合は、ブラウザをリロードして、再度⑭、⑮をクリックしてください。

また、SmartHop無線ユニット子機および無線I/Oユニット子機のランプが以下のように表示されていれば、無線ネットワークへ正常に接続されていますので、併せて確認してください。

まとめ

今回は、AE2100に内蔵されているSmartHopのMHモジュール親機を使用して、無線ネットワークの構築を行いました。
モジュールタイプの製品を使うと、構成や配線がシンプルになって使いやすいですね。
次回は、AE2100にNode-REDを導入し、センサーデータの収集・見える化を行います。

次回の記事:
「AE2100」内蔵の920MHz帯無線「SmartHop」のモジュールを活用してみよう(2)―データ収集編―