Check! ESP-WROOM-02 から Azure Event Hubs にデータを送り、Power BI で可視化する（3） ～ データ送信編

19629 ワード
Azure IoT ESP-WROOM-02 PowerBI EventHubs Azure テキストリンク

こんばんは、 @dz_ こと大平かづみです。

Prologue - はじめに

Check! ESP-WROOM-02 から Azure Event Hubs にデータを送り、Power BI で可視化する（2） ～ クラウド準備編 の続きです。

いよいよ、手元の Things から Internet にのせてクラウドへ届けます！

大まかな流れ

  1. Azure Stream Analytics のジョブを開始する
  2. ESP-WROOM-02 を配線する
  3. Azure Event Hubs API に必要な接続情報を取得する
  4. スケッチを準備する
  5. データ送信！

手順

Azure Stream Analytics を開始する

まず、イベントを受け付けられるように、 Stream Analytics のジョブを開始します。クラシックポータルの Stream Analytics の画面を開き、「開始」をクリックして下さい。「出力の開始」のタイミングの選択はそのまま続行で構いません。

ESP-WROOM-02 を配線する

使いたいセンサーを ESP-WROOM-02 に接続します。私は安価な光センサー(CdS) を使いました。

なお、今回は TOUT を入力端子として使いましたが、アナログ入力を正確に取得したい場合は ADコンバーターで変換するとよいそうです！以下は TOUT から直接読み込むようになっていますので、あくまで参考程度とされてください。

Azure Event Hubs API に必要な接続情報を集める

Azure Event Hubs の API を使うには、以下の情報が必要です。

必要な情報 入手方法
名前空間名 作成した Service Bus のページ
イベントハブ名 作成したイベントハブのページ
イベントハブの共有アクセスポリシー名 作成したイベントハブの「構成」ページ
イベントハブの共有アクセスキー 作成したイベントハブの「構成」ページ（プライマリを使用）

スケッチを準備する

スケッチは、こちら に私が使ったものを置きました。ちょっと雑ですが、最低限の処理ですので難しくはないかと思います。

構成
　├ config.h
　└ esp_azure_event_hub.ino

いくつかポイントをピックアップして説明します。

SASトークンについて

SAS （Shared Access Signature: 共有アクセス署名）のトークンは、当初 ESP-WROOM-02 (Arduino) で作成する方法がわからなかったので、別途 Node.js で生成ツールを作成しました（笑） Azure Event Hubs Tool で公開していますので、適宜お使いくださいませ。なお、ソースコードもこちらで公開しています。

ちょっとわかりにくいかもしれませんが、以下の情報を設定して「Generate Signature」をクリックしてください。下方の「Signature token」のテキストエリアにSASトークンが出力されます。これを後述のSASトークンとして指定してください。

SASには有効期限を設定する必要があります。上記では 60 分で設定されています。変更したい場合は、「Token TTL min」を変更してください。

なお、こちらの記事「Proof of Concept – NodeMCU, Arduino and Azure Event Hub」を参考にすると、Arduino でSASトークンを作成できそうなので、いつか試したいです。

接続情報について

今回、接続情報は config.h にまとめました。

まず、WiFi に接続するための SSID とパスワードを指定します。

それから、上記で確認した Event Hubs への接続情報を指定します。イベントハブのエンドポイントは、 名前空間名.servicebus.windows.net となります。

SASトークンは、上記で生成したものを設定します。

config.h
// Wifi 接続情報
const char* ssid = "YOUR-SSID";               // SSID
const char* password = "YOUR-SSID-PASSWORD";  // SSIDに対するパスワード

// Azure Event Hubs REST API 接続情報
const char* host = "YOUR-EVENTHUB-ENDPOINT.servicebus.windows.net";  // イベントハブのエンドポイント
const char* eventHubName = "YOUR-EVENTHUB-NAME";                     // イベントハブ名

// Set SAS token that can be created at https://azure-event-hub-tool.mybluemix.net/
const char* sas = "YOUR-SAS-TOKEN";                                  // SASトークン

ESP-WROOM-02 で WiFi を使う

ESP8266WiFi.h を読み込んで、以下のようにWiFiのセットアップをします。ssid, password は前述のとおりです。

esp_azure_event_hub.ino
#include <ESP8266WiFi.h>

void setup() {
  // ... <略> ...
  WiFi.begin(ssid, password);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println("");
  Serial.println("WiFi connected");
  // ... <略> ...
}

HTTPS で接続

HTTPS で接続する場合は、 WiFiClientSecure.h を読み込んで、以下のように書きします。今回の場合の host は前述のエンドポイントです。

esp_azure_event_hub.ino
#include <WiFiClientSecure.h>

// Use WiFiClientSecure class to create TLS connection
WiFiClientSecure client;

const int httpsPort = 443;

void sendData(String payload) {
  String data = String("POST ") + url + " HTTP/1.1\r\n" +
              "Host: " + String(host) + "\r\n" +
              // ... <略> ...
              "\r\n" +
              payload + "\r\n";
  client.print(data);

  while (client.connected()) {
    String line = client.readStringUntil('\n');
    if (line == "\r") {
      Serial.println("headers received");
      break;
    }
  }
  String line = client.readStringUntil('\n');
  // ... <略> ...
}

void setup() {
  // ... <略> ...
  if (!client.connect(host, httpsPort)) {
    Serial.println("connection failed");
    return;
  }
  // ... <略> ...
}

void loop() {
  // ... <略> ...
  sendData(payload);
  // ... <略> ...
}

Azure Event Hubs の API をたたく

イベントハブにイベントを送信するには、以下のヘッダーに接続情報を設定して送信します。事前に、 Postman などのAPIツールで動作を試してみるとわかりやすいです。

設定項目 内容
Authorization SASトークンを設定する
Content-Type "application/atom+xml;type=entry;charset=utf-8"
Content-Length 送信するデータのバイト数

また、送信するデータは、JSON形式にします。

ソースコードでは以下が該当します。

esp_azure_event_hub.ino
void sendData(String payload) {
  // ... <略> ...
  String data = String("POST ") + url + " HTTP/1.1\r\n" +
              "Host: " + String(host) + "\r\n" +
              "Authorization: " + String(sas) + "\r\n" +
              "Content-Type: " + String(contentType) + "\r\n" + 
              "Content-Length: " + payload.length() + "\r\n" +
              "\r\n" +
              payload + "\r\n";
  client.print(data);
  // ... <略> ...
}

void loop() {
  int sensorValue = analogRead(A0);
  String payload = "{lightResistance:" + String(sensorValue) + "}";
  sendData(payload);
  // ... <略> ...
}

ESP-WROOM-02 における TOUT からの入力

ESP-WROOM-02 の TOUT からの入力は、analogRead(A0) で取得できます。

esp_azure_event_hub.ino
void loop() {
  // ... <略> ...
  int sensorValue = analogRead(A0);
  // ... <略> ...

データ送信！

ここまで準備できたら、いよいよ ESP-WROOM-02 に書き込んで実行してみましょう！

...

‹‹(´ω` ๑ )/››‹‹( 　 ๑´)/›› ‹‹( ๑´ω`)/››

...

しばらくして、PowerBI のデータセットに指定したデータセットが作成されれば、データ送信成功です！

ヾ(o´∀`o)ﾉ

（記事が長すぎて、送信できたときの感動が… ここまで辿り着いた本人には実感できるはずです！！）

Epilogue - おわりに

さて、データをためられるところまで来たら、次はデータ分析！

なんですが、長くなってしまったので、PowerBI でのグラフ生成については次回に回します…！

備考

参考にした情報を記載します。