Telemetra-1 Usage

初期設定を利用して、簡単にインターネット経由のテレメータ観測を行う方法について説明します。 Telemetra-1の基本機能は３成分の加速度データをサンプリングして WINシステムの共有メモリに書き込むことですが、それにデータ送信プログラム１個を追加するだけです。

Telemetra-1を簡単にテレメータにする設定

以下に出てくる設定ファイル_win, dhcpcd.conf, wpa_supplicant.confは付属の設定用USBメモリにサンプルのコピーが入っており、これをWindowsやMacのエディタで編集後Telemetra-1に挿して、再起動することで設定は可能です。

ネットワークの設定

家庭用ルーター等の環境で、DHCPサーバーを利用できるのであれば、初期設定のままでLANに接続すればインターネットに接続できるはずです。 USB接続されたスマホでのテザリングやモバイルルーターでも同じです。

Wifi接続の場合は/etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.confの設定が、 DHCPサーバーが利用できない場合は/etc/dhcpcd.confの設定が、それぞれ必要です。

いずれの場合もTelemetra-1はルーター（ファイアウォール）の内側からデータのUDPパケットをインターネット上の受信側に向けて送信することになりますが、多くのルーター／ファイアウォールでは内側から外側向けのパケットは制限されず、その逆向きもstateful inspectionにより一定の時間は通されるようになっています。そのため受信側からの再送要求パケットも通ります。

/home/pi/_winの設定

初期設定の/home/pi/_winには「設定方法」で説明した通り、 w355とsend_rawの２つのプログラムが書かれており、

sudo /home/pi/telemetra/w355 [sr] [ch] 11 100 &
/usr/local/win/bin/send_raw -1b 1400 11 [server] [port] &

この中で次の４つのパラメタを書き換えれば実際のテレメータ観測が可能です。

sr:サンプリングレート
ch:チャネル番号
server:送信先のIPアドレスまたはホスト名
port:送信先ホストのUDPポート番号

受信側

受信側としては、グローバルアドレスをもち、recvt等の WINパケット受信プログラムを実行するホストを用意する必要があります。受信側ホストでの設定については WINシステムのマニュアルをご覧ください。

既存受信ホストで受信: すでにWINシステムによるデータ受信・処理システムを運用していて、グローバルアドレスに受信ポートが開いている場合は、それを利用するのが簡単です。
ファイアウォール内にあるホストで受信: ファイアウォールにパケット転送の設定をすれば、インターネットから届いたデータのUDPパケットをファイアウォールの内側に置かれたホストで受信できるようになります。例えば、グローバルアドレスのUDPポート9000番に届いたパケットをLAN内のmyhostの同ポートへ転送する、といった設定です。
商用サーバー（クラウドサーバー）の利用: UNIX系OSで運用される商用サーバーを借りて、WINシステムをインストールすればデータの受信・収録・処理が可能です。月額1000円以下から利用できるようです。
流通網上の拠点サーバーで受信: 地震データ流通網上の拠点に、インターネットからのデータ受信用ポートが用意されているかもしれません。これについては流通網の管理者に問い合わせてみてください。
その他: テレメトラによるデータパケットの中継または収録サービスをご希望の場合はお問い合わせください。

その他の情報

有線LANかWifiか

Telemetra-1では有線LAN(Ethernet)とWifiの両方を使うことができますが、もし可能なら、より安定でトラブルが少ない有線LANを使うのが賢明です。特に台数が多い実験などの場合はWifiは配線がなくて楽ですが、同じアクセスポイントを利用する台数が多くなるそのような場合には特に、Wifiではパケット消失が増えます。多くの場合は再送で復活しますが再送要求パケットが消失した場合はデータ欠落となります。

動作状態の把握方法

伝送されてくるデータによる以外にTelemetra-1の日常の動作状態を把握する必要がある場合は、状態を送信させる設定が必要です。そのために、/home/pi/telemetra/send_status と/home/pi/telemetra/umsgが参考になるかもしれません。 /home/pi/telemetra/send_statusはTelemetra-1のさまざまな状態を取りまとめて、内部で/home/pi/telemetra/umsgを使ってサーバーのUDPポートへ送るシェルスクリプトです。サーバー側ではやはりumsgを使ってそれを受信します。 umsgはテキストを１行１パケットの形でUDP送受信するプログラムで、使い方は次の通りです。

umsg (-rtfhu) (-i [id]) [host] [port]

umsgは送信モード（デフォルト）では標準入力から読み込んだテキストを１行１パケットの形式でhostのUDPポートportへ送信します。受信モードではUDPポートportで受信したデータを標準出力へ書き出します。このときの第１引数hostはダミーです。

オプション: -r 受信モード。; -t 受信モードで行頭に時刻を挿入する。; -f 受信モードで行頭に送信元のIPアドレスとポートを表示する。; -i [id] 送信モード（デフォルト）で行頭に文字列idを挿入する。

ほかにloggerコマンドを使ってログをサーバーへ送る等の方法もあります。

MTU値の設定について

send_raw等の送信プログラムでのMTUのデフォルト値は1500ですが、光やモバイルなどのアクセス回線を通るとそれより小さくなるのが普通です。それを調べるには、Raspberry Piから適当なサーバーに対し、いろんなパケットサイズで

ping -M do -s [size] [server]

を実行してみるのが簡単です。/home/pi/_winに初期設定してある send_raw では MTUを1400にオプション設定してあります。この値であればほとんどの場合に問題ないと思われます。

感度の較正について

ADXL355の感度には1～1.5%程度のばらつき（個体差）があります。これを較正するためには、出力中の共有メモリ上の特定のチャネルのデータを

shmdump -t 共有メモリキー チャネル番号

で数値表示させて既知の重力値と比較すると簡単です。鉛直上向きにした成分のデータが約25万（2Gモードの場合）になります。
なおその際には、ADXL355には各成分に固有のDCオフセットもありますから、同一成分の鉛直上向きと鉛直下向きの差(=2G)をとって1/2にすることにより、オフセットをキャンセルしたほうが正確です。

設置方向について

データはUSB/LANコネクタ面を北に向けるとX,Y,ZがそれぞれE,N,upになる右手系ですが、実際の設置方向は上下も含め制約はありません。X, Y, Z軸の向きを示すシールが筐体上面に（容易に剥がせるよう糊で）貼ってあります。

ページのトップへ戻る