Raspberry Pi＋拡張基板で構築した、クラウド連携・SMSアラーム対応IoTシステム

ご相談の背景・課題

今回ご相談いただいたのは、現場に設置したセンサーの情報を収集し、異常を検知したらクラウド経由でSMSアラームを送信するIoTシステムです。端末はRaspberry Piをベースに、独自の拡張基板を組み合わせる構成。構想段階から試作・機能確認までの全工程を一括でお任せいただきました。

IoTシステム開発の難しさは、関わる要素が広範にわたることです。センサーからのデータ取り込み（ハードウェア層）、Raspberry Pi上のOS・ソフトウェア（組み込み層）、クラウドとの通信プロトコル（ネットワーク層）、 SMS送信のための外部サービス連携（アプリケーション層）と、4つの層をすべて噛み合わせる必要があります。どこか一箇所でも設計が甘いと、システム全体として動きません。

また、IoTシステムは「現場で安定稼働し続ける」ことが前提です。通信が一時的に途切れても再接続できるか、アラームを取りこぼさないか、消費電力は許容範囲か——こうした運用観点を、構想段階から織り込む必要がありました。

アポロ技研の対応・設計の工夫

まず構想設計の段階で、システム全体のアーキテクチャを整理しました。Raspberry Piを中心に、センサ接続用の拡張基板を新規設計し、クラウドへの通信はMQTTプロトコルを採用。MQTTはIoTで広く使われている軽量な通信プロトコルで、断続的なネットワーク環境でも効率よくメッセージを送受信できる特性があり、今回のような遠隔監視・アラーム送信用途に適しています。

Raspberry Pi OS上のソフトウェア設計では、センサデータの取得、しきい値による異常判定、MQTT経由でのクラウド送信、SMS連携までの一連の処理を実装。通信途絶時の再接続、データのバッファリングなど、現場運用で起きる事態への対処もソフトウェアに織り込みました。

拡張基板はRaspberry Piとの接続性を担保しつつ、必要なセンサインターフェースを実装。試作後は実際にデータを流して機能確認を行い、構想で描いたシステムが実機として成立することを確かめてからお納めしています。

成果

構想設計から試作機能確認まで、IoTシステムの全工程をワンストップで対応しました。ハードウェア・組み込みソフト・クラウド連携・外部サービス連携と複数の技術領域にまたがる開発を、お客様が個別の協力会社をマネジメントすることなく、一社で完結できる体制で進めています。

「IoTシステムを構想しているが、どこに相談すればいいかわからない」「Raspberry Piをベースにした拡張基板やソフトウェアを一括で頼みたい」といったご相談は、ハードからクラウド連携までを見られるエンジニアが揃ったアポロ技研の得意領域です。構想段階からお気軽にご相談ください。