BLEを活用した配線レス・マルチセンサ集約
| 設計内容分類 | RaspberryPi活用 |
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実現したい仕様・課題
多数のポイントをセンシングする際、全ての配線を行うと工数とコストが膨大になります。バッテリ駆動のワイヤレスセンサからBLE経由でデータを集約したいというニーズに対し、安定した接続管理と省電力化の両立が課題となります。
設計のポイント
Raspberry Pi内蔵のBluetoothスタック(BlueZ)を活用し、Python等で非同期に複数デバイスをスキャンするソフトウェア構成をとります。設計時には、金属筐体による電波遮蔽を避けるためのアンテナ位置の工夫や、樹脂製窓の設置を検討します。また、センサ側の電池寿命を最大化するために、常時接続ではなくアドバタイズデータを読み取る「パッシブスキャン」を基本としたデータ収集サイクルを設計に組み込みます。

設計のポイント 一覧
RaspberryPi活用のポイント
- Compute Module 4/5 (CM4/CM5) を用いた製品組込の最適化
- 起動時自己診断(セルフテスト)と状態通知
- デバイスツリー・オーバーレイによるピン機能の固定化
- BLEを活用した配線レス・マルチセンサ集約
- 広範囲入力電圧(DC12V/24V)への対応設計
- CSI-2インターフェースを利用した低遅延画像入力
- LTE/4Gモバイル回線を利用した遠隔監視
- CAN Bus通信による移動体・産業機器との連携
- 外付け電源監視ICによるハードウェア・リセットの自動化
- 産業用DINレールマウント対応の筐体設計
- RS-485通信におけるデータ送受信切替の自動化
- NVMe SSDからのOSブートによる高速化と高信頼化
- 固定IPアドレス設定によるネットワーク安定化
- 起動ロゴ(スプラッシュスクリーン)のカスタマイズ
- サーマルスロットリング防止のための熱設計
- PoE(Power over Ethernet)による配線省力化
- Modbus TCP/RTUを用いた産業機器との連携
- I2C通信における配線長とプルアップ抵抗の最適化
- 外部RTC(リアルタイムクロック)モジュールの追加
- RAMディスク(tmpfs)へのログ出力によるSDカードの長寿命化
- GPIOへのフォトカプラ絶縁回路の採用
- ハードウェア・ウォッチドッグタイマ(WDT)の利用
- 赤外線通信を活用した非接触・遠隔操作インターフェースの実装
- spidevを活用した標準的なSPI通信の実装
- 組み込み機器への簡易GUI採用による操作性の向上と開発効率化
- Raspberry Piを活用した低コストな生産現場向け情報表示板の製作
- SPIバッファサイズの拡張による高速・大容量通信の安定化
- RaspberryPiでシャットダウンフリー化を実現
- Raspberry PiをPLC通信アダプタ(ゲートウェイ)として活用
- RaspberryPi OSの日本語環境構築と最適化


