【安価!】povo2.0とポケットWi-FiでIoT機器用モバイルネットワーク環境の構築

お久しぶりです!のすけです!

低消費電力なSoCのマイクロコントローラであるESP32を研究室で扱っています。

ESP32はWi-Fiを搭載していますが、LTEや4Gと呼ばれるモバイルネットワークを搭載していません。

今回は、外出先でESP32からサーバへデータを送る環境を構築したいと思います。

今回やりたい事

ESP32はセンサ(温度・湿度・照度・人感)を接続する事ができ、取得した値をサーバへ送信する事ができます。

今回はESP32(ESP32-DevKitC)にGPS受信機を接続し、ESP32の位置情報をインターネット上で確認できるようにしていきたいと思います。

今回使用した物

povo2.0

2021年9月29日からauがサービス開始したモバイルネットワークサービスです。

基本料金は無料で高速通信は必要に応じて「トッピング」という形で購入します。

トッピングをしなくても、常時128kbpsで通信は可能な為、IoT機器向けのモバイルネットワーク環境として使用できるのではないかと考えました。

注意点として、最後のトッピング購入から180日以上経過すると契約解除されます。

契約解除される前に24 時間データ使い放題(330円/回)を購入して運用していきたいと考えています。

Speed Wi-Fi NEXT W05

2018年1月19日に発売されたモバイルWi-Fiです。au版とUQWiMAX版があります。

今回は解約済みUQ WiMAX版を友人から譲り受けました。

メルカリで検索すると1000円~3000円程で購入できる為、おすすめです。

ESP32-DevKitC

Wi-FiやBluetooth通信が可能な低消費電力SoCのマイクロコントローラです。

ファームウェアはMicroPython v1.18を使用します。

GPSモジュール

秋月電子通称で購入したGPS受信機キットを使用します。

サーバ

個人で契約しているConoHa VPSを使用します。

(C)GMO Internet, Inc.

モバイルバッテリ

外出先でESP32とSpeed Wi-Fi NEXT W05に給電します。

セットアップ

SIMカードの挿入

Speed Wi-Fi NEXT W05の電源を切った状態でpovoのSIMカードを挿入します。

SIMカード有効化

povo2.0アプリを使用してSIMカードの有効化を行います。

APNの設定

情報 → SSID に記載されている情報を使用してパソコンやスマートフォンからSpeed Wi-Fi NEXT W05 のWi-Fiに接続します。

Speed Wi-Fi NEXT W05に接続したブラウザでhttp://192.168.100.1にアクセスします。

ユーザ名に admin 、パスワードにIMEIの下5桁(初期設定時)を入力しログインします。

WAN設定 → 基本設定 から通信モードをハイスピードプラスエリアに変更します。

この設定を行う事で4G回線を使用できるようになります。

WAN設定 → プロファイル設定 からAPNを設定します。

povo2.0の接続先情報は以下の通りです。

プロファイル名 : 任意

APN : povo.jp

ユーザ名,パスワード : 空欄

端末の圏外表示が消えていれば設定成功です!

圏外の場合、再起動を行ってください。

位置情報の送信(テスト)

ESP32から位置情報を送信し、ブラウザに地図が表示される簡単なプログラムを作成しました。

PHP , Mysql を使用しています。

ESP32でSpeed Wi-Fi NEXT W05 のWi-Fiに接続します。

Wi-Fi接続先情報にespressifと表示される為、接続確認が簡単にできます。

自宅は鉄筋コンクリートで位置情報を取得できない為、手動で東京タワーの位置情報を送信します。

povo2.0のネットワークを使用してデータを送信する事ができました。

通信制限状態(常時128kbps)でも問題なく送信できました。

位置情報の送信(休日のお散歩)

最近運動をしておらず、体重増加が気になったのでお散歩をする事にしました。

ESP32のプログラムは10秒間隔で位置情報を送信します。

写真横の位置情報はスマートフォンのスクリーンショットです!

休日の公園

まずは家の近くの公園まで歩いていきました!

空気が美味しいですね〜😀

スマートフォンで位置情報を確認すると、現在位置が表示される為、正常に通信できている事がわかります。

休日のスクールバス

歩いてみなみ野駅へ移動し、スクールバスに乗りました!

初めて、休日にスクールバスへ乗車しましたが貸切(乗車1人)は最高ですね。

東京工科大学

休日の東京工科大学とESP32とGPSと私。

自宅から東京工科大学まで途切れる事なく通信しているようです。

パペルブルグ

東京工科大学西門から徒歩6分の場所にあるカフェパペルブルグが
オシャレと言う事で行って来ました。

オシャレすぎました。。。

東京工科大学の遊歩道

裏山に遊歩道がありました。

テニスコートから西門近くまで山の中を歩く事ができます。

矢印の場所、片柳研究所です。

八王子みなみ野駅

最後にスクールバスに乗って八王子みなみ野駅へ戻りました。

位置情報のスクリーンショットを忘れました…

終わりに

povo2.0の通信制限状態で位置情報を送信し続ける事ができました。

povo2.0は180日以内にトッピングを行えば良いので、回線の維持を安く行う事ができます。

研究でモバイルネットワークを使用するかわかりませんが、ESP32を外出先でも使用できる様になった為、様々な物を生み出す事ができそうです!


さて、楽しい散歩は終わり。卒業研究の課題に対する提案を考えなければ・・・

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