3. BLEゲートウェイの設定¶

レンジャーシステムズ製のBLEゲートウェイの設定を行います。AWS IoTに接続する為の設定の他に、ゲートウェイのWiFi設定やBLE温湿度センサーが送信するBeaconの取得方法などの設定を行います。

3.1. 電源投入¶

レンジャーシステムズ製のBLEゲートウェイは、USBで給電する仕組みになっています。

USBケーブルを本体に接続し、電源供給元(USB電源アダプタ、もしくは、PCのUSBポート)に接続して下さい。

アンテナを取り付けて下さい。

3.2. BLEゲートウェイを初期化する¶

ゲートウェイの電源が入った状態で、本体裏面にあるリセット用ボタンを5秒以上長押しすると、工場出荷状態に戻すことが出来ます。つまようじなどでリセットボタンを押して下さい。

3.3. ゲートウェイにWiFiで接続する¶

BLEゲートウェイの設定を行うために、BLEゲートウェイにWiFi接続します。本ゲートウェイは、工場出荷状態ではWiFiのアクセスポイント(親機)モードになっており、PCから直接WiFiで接続し、Webブラウザから設定を行うことができます。

電源投入後、ゲートウェイの起動が終わると、WiFi接続が可能なPC等のネットワーク画面で「BLE-WIFI_YY_ZZ」というSSIDが表示されます。

ハンズオンで使用するゲートウェイのモデル名は、iGS01です。 SSIDは、「BLE-WIFI_YY_ZZ」になります。
ゲートウェイのモデルがiGS02の場合、SSIDは、「IGS02_YY_ZZ」になります。
YY_ZZ は、ゲートウェイの背面に記録されているMACアドレスの下４桁になります。

モデルがiGS01で、MACアドレスが “B0382915 9927” の場合、SSIDは、 BLE-WIFI_99_27 になります。
ご自身のゲートウェイのSSIDに接続して下さい。 WiFiのパスワードは、 12345678 です。

ゲートウェイに接続したまま、Webブラウザから: http://192.168.10.1

にアクセスすると、ゲートウェイの設定画面にアクセス出来ます。 (Webブラウザは、 Google Chrome を使用して下さい。)

ユーザー名とパスワードを求めるポップアップが表示されますので、以下を入力し、ログインしてください。

項目	値
ユーザー名	admin
パスワード	admin

3.4. AWS IoTへ接続するための設定¶

「Applicatoins」タブをクリックし、ゲートウェイがAWS IoTに接続するための設定を行って下さい。最後に、[Save] ボタンを押して設定を保存します。

Rebootを促すメッセージが出ますが、まだ、Rebootしないで下さい。

項目	値
Application	MQTT Client
Host/IP	記録しておいたEndpoint情報
Port	8883 　(最初は、1883になっているので8883に書き換えて下さい)
Publish Topic	sensor/<参加者番号>
Client ID	ranger-gw-<参加者番号> 　　(AWS IoTで作成したデバイス名)
Username	空欄
Password	空欄
MQTTS	Enable 　　　(標準プロトコルのMQTTを指定)
Root CA	AWSIoT Root CA
Use Certificate	Enable

Endpointは、Endpointを記録するで記録しておいたAWS IoTのEndpoint情報です。

Publish Topic は、AWS IoTに送信(Publish)されるMQTTメッセージのトピック名になります。AWS IoTでは、このトピック名をAWS IoTのルールエンジンが評価し、設定したトピック名のメッセージだけを、他のAWSのサービスに渡すことができるようになります。このハンズオンでは、複数の参加者で1つのAWSアカウントを共用する場合を考慮し、トピック名に<参加者番号>を付加して、他のIAMユーザーのBLEゲートウェイが送信してくるセンサーデータと区別できるようにしています。トピック名は、自由に付ける事が可能で、”/”で階層化できます。

例：

sensor/01
sensor/templature/room-1
switch/door/room-2B

AWS IoTでは、MQTT、HTTP、WebSocketなどの標準的なプロトコルが使用します。このゲートウェイでは、MQTTを使用してAWS IoTと通信します。AWS IoTでは、TLSで暗号化されたMQTT用の標準ポート番号 Port = 8883 を使用します。

3.5. 証明書の登録¶

先のセクションで、AWS IoTのマネジメントコンソールから証明書を作成しました。このセクションでは、作成した証明書をAWS IoTのデバイスであるBLEゲートウェイにインストールします。この証明書を使用する事で、BLEゲートウェイは、安全にAWS IoTに接続できるようになります。

BLEゲートウェイのWeb画面の「Advanced」タブをクリックしてください。

“Certificate”の横の[ファイルを選択] ボタンを押して、「証明書の作成」のセクションで保存しておいた証明書(Certificate)を選択し、[Upload Certificate] ボタンを押して、証明書をアップロードします。

“Key”の横の[ファイルを選択] ボタンを押して、保存しておいたプライベートキー(Private key)を選択し、[Upload Key] ボタンを押して、プライベートキーをアップロードして下さい。

項目	ファイル
Certificate	xxxxxxxxxx-certificate.pem.crt　　(証明書)
Key	xxxxxxxxxx-private.pem.key　　(プライベートキー)

正常にアップロードが終わると、下記の様に「—– BEGEIN」で始まる証明書の内容が表示されます。「—– BEGEIN」が表示されない場合、証明書が間違っているか、Webブラウザの互換性の問題が疑われます。問題がある場合は、トレーナーに問い合わせて下さい。

まだ、Rebootしないで下さい。

3.6. BLEフィルター設定¶

レンジャーシステムズのBLEゲートウェイは、受信可能なBeaconを全て受信する仕様になっています。このため、BLEフィルター設定をしていなければ、スマートホンや、スマートウォッチなどが発する周囲のBeaconを全て受信し、AWS IoTに送信してしまいます。 今回使用する温湿度センサーが送信するBeaconだけをAWS IoTに送信させるために、 BLEフィルター設定 を行います。

温湿度センサーは、Payload Pattern(02010612FF590080BC4D0100D80A2D00000000000000)の様なBeaconを送信します。冒頭のBLE情報、企業コード、モデル番号は、温湿度センサー固有の情報で、固定値です。 このパターンを持つBeaconだけをAWS IoTに送信させるための設定が、BLEフィルター設定 となります。Beaconの固定部分のPayload Maskのビットをセット(FF)にして、その部分だけを比較するようにします。電池電圧、ボタンの状態、温度、湿度は変動しますので、比較の対象をから外すために、Payload Maskを(00)にします。

Payload Pattern、Payload Mask を入力し、[Save] ボタンを押して設定を保存します。

項目	値
Payload Pattern	02010612FF590080BC4D0100D80A2D00000000000000
Payload Mask	FFFFFFFFFFFFFFFFFF00000000000000000000000000

まだ、Rebootしないで下さい。

設定画面上部のRSSIは、取得するBLE Beaconの電波強度です。RSSIは、温湿度センサーとBLEゲートウェイの距離が離れれば離れるほど小さな値になります。近くのBeaconだけを受信したい場合は、RSSIの値を適宜調整します。今回は、-100dBmの設定のままにし、変更しません。(-100dBmに設定すると、受信可能なBeaconは、全て受信します。)

3.7. タイムサーバーの設定¶

AWS IoTにデータを送信する際、ゲートウェイは、センサーデータにデータを受信した時刻を付加し、AWS IoTに送信します。 BLEゲートウェイには、時計(RTC) が内蔵されていないため、ゲートウェイの電源をOFFにすると 時刻が1970年 1月1日 00:00 に戻ってしまいます。タイムサーバーの設定を行うと、BLEゲートウェイはインターネット上のタイムサーバー(NTPサーバー)と時刻同期し、正確な時刻情報をAWS IoTに送信できるようになります。

BLEゲートウェイのWeb画面の「System」タブをクリックし、”NTP Setting” に下記を設定してください。

項目	値
Enable NTP	Enable
Time Server	pool.ntp.org (自動的に入力されます。)
Update Period	10 mins

最後に、[Save NTP Setting] ボタンを押して、設定を保存します。

まだ、Rebootしないで下さい。

3.8. WiFi設定¶

これまで、アクセスポイント(親機)モードになっているBLEゲートウェイにWiFi接続し、設定を行ってきました。このままでは、BLEゲートウエイはインターネットに接続出来ません。BLEゲートウェイをStation(子機)モードに変更し、インターネットに接続可能なWiFiアクセスポイントに接続しましょう。

[Wi-Fi] タブをクリックし、Wi-Fi設定画面に移動します。

“Wi-Fi Mode”を “Station” (子機モード)に変更し、[Scan] ボタンを押して下さい。周囲のアクセスポイントの探索を開始します。探索が終了すると、”Done.”と表示されます。”Site survey”から、接続対象のアクセスポイントを選んでください。接続対象のアクセスポイントの情報は、別途、トレーナーから指示があります。