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【WebSocket】Raspberry Pi搭載ロボットをPCのブラウザから遠隔操縦する(環境構築編)

事象発生日:2018-12-19

記事公開日:2018-12-19

この前の記事「」で,Raspberry Piを積んだロボットを遠隔PCからWebRTCで操作しようとして失敗したことを報告した.

そこで,今回はきちんと下調べをして,WebSocketというプロトコルを使ってリトライしてみることにした.

 

分量が多くなりそうなので,ここでは環境構築まで掲載する.

 

トップ画像の出典はこちらこちら

1.開発環境

ロボット

Raspberry Pi Mouse

Raspberry Pi 3

Ubuntu Server 16.04.5 LTS (Xenial Xerus)

遠隔PC

Microsoft Windows 10 Home 1803 (64bit)

Google Chrome 71.0.3578.80 (Official Build) (64bit)

ネットワーク

ロボット,PC,ともにWiFiによって同一LANにいる.

2.ロボット(サーバー側)環境構築

などを参考に進める.

情報がかなり古いので,適宜アップデートしている.

Apacheのインストール

Node.jsでWebサーバーを建ててしまうのであれば不要だが,あると便利なのでインストール.

$ sudo apt install apache2

遠隔PC側ブラウザでロボットのIPへアクセスして,ApacheのDefault Pageが表示されていればOK.

 

とりあえず設定がめんどくさいので,www rootをユーザーディレクトリ直下でつくってしまう.

$ mkdir ~/public_html
$ sudo a2enmod userdir
$ sudo service apache2 restart

そして,ブラウザから http://${robot_ip}/~${robot_user}/ と打って,ユーザーディレクトリが表示されればOK.

public_html は空なので,なにも表示されないはず.

nvm(Nodeバージョン管理マネージャー)とNode.jsのインストール

nvmインストール.

$ git clone git://github.com/creationix/nvm.git ~/nvm
$ ./nvm/install.sh

SSHログインし直して, $ nvm と打ち,nvmがインストールされたことを確認.

 

$ nvm install --lts
Installing latest LTS version.
Downloading and installing node v10.14.2...
Downloading https://nodejs.org/dist/v10.14.2/node-v10.14.2-linux-armv7l.tar.xz...
######################################################################## 100.0%
Computing checksum with sha256sum
Checksums matched!
Now using node v10.14.2 (npm v6.4.1)
Creating default alias: default -> lts/* (-> v10.14.2)
$ nvm use --lts
Now using node v10.14.2 (npm v6.4.1)
$ node -v
v10.14.2
$ nvm alias default lts/*
default -> lts/* (-> v10.14.2)

でNode.jsが入った.

最後の行でデフォルト設定をしており,次回SSHログイン時にも実行されるバージョンが引き継がれる.

3.wsモジュールで動作確認

WebSocketのwsモジュールをインストール

Nodeのモジュールはデフォルトでは ~/node_modules/ にインストールされるので,ディレクトリを作っておく.(不要だったかもしれない.)

$ cd
$ mkdir node_modules

 

wsモジュールインストール.

$ npm install ws
npm WARN saveError ENOENT: no such file or directory, open '/home/${robot_user}/package.json'
npm notice created a lockfile as package-lock.json. You should commit this file.
npm WARN enoent ENOENT: no such file or directory, open '/home/${robot_user}/package.json'
npm WARN ${robot_user} No description
npm WARN ${robot_user} No repository field.
npm WARN ${robot_user} No README data
npm WARN ${robot_user} No license field.

+ ws@6.1.2
added 2 packages from 2 contributors and audited 2 packages in 2.29s
found 0 vulnerabilities

WebSocketのサンプルコード実行

「Node.jsプログラミングガイド」のサンプルページから,chart.htmwsserver.js をとってくる.

適当に両方を ~/public_html に配置し,環境依存部(ws://ccchart.com:3001 のようなアドレスや,開放するポートなど)を修正しておく.

 

そして,

$ node ~/public_html/wsserver.js

でサーバーサイドを起動して,ブラウザから http://${robot_ip}/~${robot_user}/chart.htm にアクセスしてリアルタイムに変化するグラフが見れればOK.

4.Socket.IOで動作確認

wsモジュールのほうがシンプルでわかりやすいが,もう少し高機能でよく使われているモジュールであるSocket.IOを試してみる.

Socket.IOもwsモジュールをラップしているものなので,基本は同じである.

 

$ npm install socket.io
npm WARN saveError ENOENT: no such file or directory, open '/home/${robot_user}/package.json'
npm WARN enoent ENOENT: no such file or directory, open '/home/${robot_user}/package.json'
npm WARN ${robot_user} No description
npm WARN ${robot_user} No repository field.
npm WARN ${robot_user} No README data
npm WARN ${robot_user} No license field.

+ socket.io@2.2.0
added 43 packages from 31 contributors and audited 80 packages in 11.262s
found 0 vulnerabilities

でSocket.IOのモジュールをインストール.

 

にあるチャットアプリのデモを入れてみて,動作確認をした.

5.つづき

さて,WebSocketの環境が整ったので,次の記事「」ではRaspberry Piのロボットを遠隔操作してみる.

 

ネット上の情報も多いし,wsではなく,Socket.IOを使ってみようかな.

6.出典・参考

HTML5Experts.jp. NUCで手のひらサイズの格安WebSocketサーバーを立ててみた(OSインストール編). Retrieved December 19, 2018, from https://html5experts.jp/toshirot/4718/
Qiita. nvm + Node.js + npmのインストール. Retrieved December 19, 2018, from https://qiita.com/sansaisoba/items/242a8ba95bf70ba179d3
DevelopersIO. node.jsのいろいろなモジュール23 – wsでWebSocket接続. Retrieved December 19, 2018, from https://dev.classmethod.jp/server-side/ws/
@IT. いまさら聞けないWebSocketとSocket.IOの基礎知識&インストール (1/2). Retrieved December 19, 2018, from http://www.atmarkit.co.jp/ait/articles/1603/14/news015.html

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