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解説

※ 本コンテンツは，2021年12月1日発売の『Pythonで作るIoTシステム プログラム・サンプル集』をPDFファイルとしたものです．

　組み込み機器をプログラミング言語Pythonで制御する方法を解説しました．
　マイコンのI/O端子に接続した外部回路をプログラムで制御して，IoTのための機器を作ります．
　本書で解説するPythonやMicroPythonは，近年IoTの分野で注目度が高まっています．PythonやMicroPythonはシンプルな文法で構成されており，プログラム構文が短くて済むのが特徴です．また，インタプリタ型のプログラムなのでコンパイル作業が不要で，すぐに実機で動作確認ができるのも特徴です．
　解説は，本書オリジナルのサンプル・プログラムを多用しました．このサンプル・プログラムは，本書サポート・サイトから自由にダウンロードして実際に試してみることができます．

目次

●　第1章 Python I/O制御プログラミングの前に
　IoT向けインターネット時代に
　IoTの機能が満載ラズベリー・パイ
　LinuxベースのOSを使用する
　IoT機器の分類と役割
　IoTシステムの活用例
　IoTシステムにPythonを使う
　本書で製作するIoT機器
　本書で製作するIoTアプリケーション・システム

●　第2章 ラズベリー・パイの使い方
　ラズベリー・パイをはじめるのに必要なもの （1）ラズベリー・パイ本体
　ラズベリー・パイをはじめるのに必要なもの （2）周辺機器
　ラズベリー・パイをはじめるのに必要なもの （3）マイクロSDカード
　Raspbianのインストール方法 （1）マイクロSDカードをフォーマットする
　Raspbianのインストール方法 （2）NOOBS LiteをマイクロSDカードにコピーする
　Raspbianのインストール方法 （3）ラズベリー・パイにインストールする
　Raspbianの初期設定 （1）設定メニュー
　Raspbianの初期設定 （2）ネットワーク接続
　GitHubからIoT実験用プログラムをダウンロードする
　PC（パソコン）からSSHでラズベリー・パイに接続しよう

●　第3章 ラズベリー・パイでPython入門基礎編
　学習用プログラムをダウンロードする
　LXTerminalを使用する
　定番プログラムHello，World!
　Pythonの機能
　プログラム言語の変数
　条件文「もしもif さもなければelse」
　コンピュータお得意の繰り返しfor文
　コンピュータは計算機．四則演算を行ってみよう
　ラズベリー・パイの体温を測定してみよう
　クラウド連携の基本HTTP GET
　温度値をAmbientへ送信するクラウド連携IoTセンサの製作
　IFTTTにトリガを送信するクラウド連携IoTセンサの製作
　appendix Socket Debugger Freeを使ってTCP通信の動作確認を行う
　Column1　変数名に使用可能な文字
　Column2　配列変数のリスト型とタプル型の違い

●　第4章 ラズベリー・パイ用PythonプログラムGPIO制御編
　ハードウェアの準備ラズベリー・パイ用GPIO実験ボード
　Pythonプログラム Lチカでラズベリー・パイの動作確認
　Pythonプログラム IoTボタン（子機）ラズベリー・パイでON/OFFをUDP送信
　Pythonプログラム ラズベリー・パイでフルカラーLEDの制御
　Pythonプログラム ラズベリー・パイでチャイム音を鳴らす
　Pythonプログラム IoT温度計（子機）ラズベリー・パイで温度をUDP送信
　Pythonプログラム IoT情報収集サーバ（親機）ラズベリー・パイでUDPのデータ受信
　Pythonプログラム IoTフルカラーLEDネットワーク制御のフルカラーLチカ
　Pythonプログラム IoTチャイム（子機）ラズベリー・パイでTCP受信してチャイム
　Column1　LED＋チャイムでIoT通知デバイスを製作する
　Column2　組み合わせ1000通り．好みの色を再現するフルカラーLED
　Column3　HTTPポート80で待ち受ける
　ラズベリー・パイ宅内サーバ用

●　第5章 データ受信プログラム
　Pythonプログラム ラズベリー・パイで温度をUDP受信
　Pythonプログラム ラズベリー・パイでON/OFFをUDP受信
　Pythonプログラム 人感センサの反応をラズベリー・パイで受信
　Pythonプログラム 複数のセンサの値を受信
　Pythonプログラム ラズベリー・パイでメッセージ送信
　Pythonプログラム 赤外線リモコン操作ログの収集/保存
　Pythonプログラム 赤外線リモコン送信プログラム
　ESP32の送信用プログラム（この章共通）
　Column1　ディープ・スリープ
　ラズベリー・パイでBluetooth LEを受信する

●　第6章 Pythonプログラム
　送信機の準備1 ESP32マイコンでBLE送信
　送信機の準備2 センサ・メダル
　送信機の準備3 ESP32＋センサ・シールド・キット
　動作確認の準備iPhone用アプリで動作確認
　Pythonプログラム ラズベリー・パイでBLEのデータを受信
　Pythonプログラム ラズベリー・パイでBLEのビーコンを受信
　Pythonプログラム ラズベリー・パイでセンサ値を表示
　Pythonプログラム センサ値をAmbientに送信
　Column1　Bluetooth LEのビーコンと通信手順
　Column2　センサ・メダルの歩数測定機能

●　第7章 MicroPythonプログラム（micro:bitで試す）
　MicroPythonプログラム MicroPythonでHello World
　MicroPythonプログラム micro:bitでワイヤレス通信を行うMicroPython
　プログラム
　MicroPythonプログラム micro:bitで温度センサ送信
　MicroPythonプログラム micro:bitをIoT化するための基礎システム製作
　MicroPythonプログラム ラズパイでクラウドに転送
　補足MicroPython とPython
　Column1　BBC micro:bitのBluetooth LE機能
　Column2　micro:bit用Pythonエディタのバージョンの違い

●　第8章 STM32マイコン用MicroPythonプログラム
　NUCLEO-F767ZIへMicroPythonのファームウェアを書き込む
　NUCLEO-F767ZIで製作するSTM32マイコン版IoTボタン
　NUCLEO-F767ZIで製作するSTM32マイコン版IoT温度センサ
　NUCLEO-F767ZIで製作するSTM32マイコン版UDPモニタ
　NUCLEO-F767ZIからインターネットへHTTP通信実験
　NUCLEO-F767ZI版インターネットてるてる坊主
　補足MicroPython REPLモード（インタプリタ・モード）の操作方法
　Column1　ファームウェアが正しく書き込めないときは
　Column2　STM32マイコン内のプログラムを直接，編集する
　Column3　ソケット通信ライブラリsocketの簡略版usocketを使ってみる

●　第9章 ラズベリー・パイPico でBLEワイヤレス・センサを作る
　ラズベリー・パイPico RP2040
　BLEモジュールRN4020
　必要な機器
　Thonny Python IDE
　MicroPythonファームウェアを書き込む
　サンプル・プログラムをダウンロードする
　Lチカ＋ログ出力表示プログラムexample01_hello.py
　システムの動作確認（その1）
　example01_hello.pyの内容
　温度測定・表示プログラムexample02_temp.py
　システムの動作確認（その2）
　example02_temp.pyの内容
　ワイヤレス温度センサ用プログラムexample03_rn4020.py
　BLEでラズパイPico内蔵センサの値を送信する
　ワイヤレス通信の実験方法
　ラズベリー・パイPico単体でプログラムを実行する方法
　example03_rn4020.pyの内容
　ワイヤレス温度+湿度センサ用プログラムexample04_humid.py
　外付けの温湿度センサの値をBLE送信する
　ワイヤレス通信の受信結果
　example04_humid.pyの内容
　Column1　BLEで送られてきたセンサ値をAmbientに転送する
　Column2　Linuxコマンドの履歴情報

●　第10章 ラズベリー・パイとPythonでIoTシステム開発入門
　IoTボタンでチャイム音．呼び鈴のシステム例
　IoT温度センサでチャイム音・熱中症予防・温度監視システム
　IoTボタンでチャイム音．呼び鈴のIoTネットワーク・システム
　IoTボタンとIoT温度センサでネットワーク・システムを拡張する
　収集したデータをPyplot（matplotlib）で折れ線グラフ作成
　クラウド・サービスからWebSocketでプッシュ通知を受信する
　Column1　IoTシステム応用に向けたIoTサーバの役割まとめ

●　第11章 ラズベリー・パイとPythonでIoT音声認識入門
　Google AIY Voice KitとJuliusの違い
　Google AIY Voice Kitを音声「LEDをON」で制御
　Juliusをラズベリーパイにインストールしてみよう
　Juliusで会話．音声「あなたの名前は？」と聞いてみよう
　「今何時？」と聞けば時刻を応答するJulius音声時計
　「テレビの電源をON」で家電を制御するJulius赤外線リモコン送信機

●　第12章 Pythonで広がるIoT応用システムの構築IoTシステム応用編
　インターネット照る照る坊主でLEDを制御
　インターネット照る照る坊主で部屋中のIoT子機のLEDを一括制御
　ラズベリー・パイ専用Piカメラで製作するネットワーク対応IoTカメラ
　IoTカメラ付き玄関呼び鈴の応用システムでIoT機器の一括制御
　遠隔地に居住する家族の生活状況を通知するIoT見守りシステムi.myMimamoriPi
　自分だけのMyホーム・オートメーション・システムi.myMimamoriHomeで家電コントロール
　appendix クラウドでもPythonサーバレスLambdaでセンサ値をクラウド上のDBで保持する
　appendix 超特急Web接続! ESPマイコン・プログラム全集

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