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センチュリー・システムズのルーターのDO（デジタル出力）を遠隔操作する（入門編）

2025/03/14に公開
Ubuntu
IoT
SORACOM
cgi
lighttpd
tech

やりたいこと

センチュリー・システムズのLTEルーターに搭載されている、DO（デジタル出力）を遠隔操作してLチカ（LEDをチカっと光らせる行為）を行います。

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概要

センチュリーシステムズ社のMAシリーズのゲートウェイは接点出力信号を持っており、OSはLinux（Ubuntu）を採用しています。
ゲートウェイにHTTPサーバーを立てておき、リクエストをトリガにしてゲートウェイのDOを遠隔操作できるようにしておきます。
デバイスにHTTPリクエストを送信する仕組みとしては、2025/3/10にリリースされたDownlinkAPIを利用します。

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必要なもの

  • センチュリー・システムズのLTEルーター（今回は MA-S120/L）
  • USBケーブル(片側はmicro-Bコネクタ、もう片側はPCのUSBポートのタイプによります。)
  • PC(シリアルコンソール接続用)
  • シリアルコンソールケーブル
  • SORACOM アカウント
  • SORACOM Air for Cellular SIMカード（標準サイズ）

手順

ルーターのセットアップ

  1. ルーターのセットアップ

    ルーターのセットアップを行います。詳細はこちらを参照してください。

https://blog.soracom.com/ja-jp/2023/02/20/ma-s120-introduction/

  1. ファイアウォール設定
    Firewall 設定の画面から、Filter 設定のタブを選択し、TCPの80番ポートと50080番ポートを開放します。
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  1. lighttpdのインストールとCGIの設定

    まず、ルーターにシリアルコンソールでアクセスし、

以下のコマンドを実行してlighttpdをインストールします。

apt-get update
apt-get install lighttpd

途中で、
Do you want to continue? [Y/n]
が出てきたら Y を入力してください。

次に、設定ファイルを編集します。
/etc/lighttpd/lighttpd.confのポートを50080に変更します。

nanoやviなどのエディタを使って
server.port = 80
の行を見つけ出して、80を50080に変更します。

/etc/lighttpd/lighttpd.conf
+ server.port = 50080
- server.port = 80

続いて、CGIを有効にするための設定を追加します。

/etc/lighttpd/conf-available/10-cgi.confの内容を以下のとおりにします。

/etc/lighttpd/conf-available/10-cgi.conf
server.modules += ( "mod_rewrite", "mod_cgi" )

$HTTP["url"] =~ "^/cgi-bin/" {
    alias.url += (
        "/cgi-bin/" => "/usr/lib/cgi-bin/"
    )
    # 拡張子なしファイルをCGIとする
    cgi.assign = ( "" => "" )
}

# url.rewrite-onceでマッピングを行う
url.rewrite-once = (
  "^/DO([0-9]+)/open$"  => "/cgi-bin/DO$1/open",
  "^/DO([0-9]+)/close$" => "/cgi-bin/DO$1/close"
)

リライト機能とCGIを有効化します。

lighty-enable-mod rewrite
lighty-enable-mod cgi

設定を反映させるためにlighttpdを再起動します。

systemctl restart lighttpd

  1. シェルスクリプトの設置

    必要なディレクトリを作成し、スクリプトを配置します。

    sudo mkdir -p /usr/lib/cgi-bin/DO0/
sudo mkdir -p /usr/lib/cgi-bin/DO1/

    スクリプトを配置し、実行権限を付与します。

    sudo touch /usr/lib/cgi-bin/DO0/open
sudo touch /usr/lib/cgi-bin/DO0/close
sudo touch /usr/lib/cgi-bin/DO1/open
sudo touch /usr/lib/cgi-bin/DO1/close
sudo chmod +x /usr/lib/cgi-bin/DO0/open
sudo chmod +x /usr/lib/cgi-bin/DO0/close
sudo chmod +x /usr/lib/cgi-bin/DO1/open
sudo chmod +x /usr/lib/cgi-bin/DO1/close

    以下は/usr/lib/cgi-bin/DO0/closeのスクリプト例です。
    httpのレスポンスヘッダと、LEDの制御を行っています。
    LEDの制御は、/sys/class/leds/DO0/brightnessに1を書き込むことで接点を閉じ、0を書き込むことで接点を開くことができます。

    DO0とDO1の違い、openとcloseの違いに注意してスクリプトを作成してください。

    /usr/lib/cgi-bin/DO0/close
    #!/bin/sh
echo "Status: 200 OK"
echo "Content-type: application/json"
echo ""
echo 1 > /sys/class/leds/DO0/brightness  
echo '{"result":"close"}'

  2. tmpfilesでのパーミッション調整

    /etc/tmpfiles.d/leds.confを作成して以下を記述し、CGIからLED制御が可能なように設定します。

    f /sys/class/leds/DO0/brightness 0660 root www-data -
f /sys/class/leds/DO1/brightness 0660 root www-data -

    設定を反映させます。

    systemd-tmpfiles --create

  3. 動作確認

    curlコマンドで動作を確認します。

    curl http://localhost:50080/DO0/open
curl http://localhost:50080/DO0/close
curl http://localhost:50080/DO1/open
curl http://localhost:50080/DO1/close

    /sys/class/leds/DO*/brightnessに1や0が書き込まれていることを確認します。

    cat /sys/class/leds/DO0/brightness
cat /sys/class/leds/DO1/brightness

    以下のコマンドで、ここまでの設定を永続化させます。

    overlaycfg -s other
reboot

    再起動後も権限設定やスクリプトが維持されていることを確認しましょう。

SORACOM Fluxを使ったテスト

SORACOM Fluxの設定をしていきます。
SORACOM Flux is 何？という方はこちらをご覧ください。

  1. 設定の概要
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    以下のようなことを実施するフローを作っていきます。

    • IoTデバイストリガ
    • SORACOM API アクション(上段)
      接点を開くAPI（GET /DO0/open）を実行
      • アクションの実行条件：payload.command == "open"
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      • API : sendDownlinkHTTP
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        • HTTP ボディ :
        {
  "method": "GET",
  "path": "/DO0/open",
  "port": 50080,
  "skipVerify": true,
  "ssl": false
}
      • SORACOM API アクション(下段)
        接点を閉じるAPI（GET /DO0/close）を実行
        • アクションの実行条件：payload.command == "close"
        • API : sendDownlinkHTTP
        • HTTP ボディ :
         {
  "method": "GET",
  "path": "/DO0/close",
  "port": 50080,
  "skipVerify": true,
  "ssl": false
 }

  2. テスト実行
    作成したフローをテスト実行します。
    IoTデバイストリガのボックスをクリックします。
    テスト実行のタブで、bodyに{"command":"open"}または、{"command":"close"}を入力して実行をクリックしテスト実行の結果、接点が開閉されることを確認します。

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テスト実行の様子

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以上、お疲れ様でした！

まとめ&蛇足

lighttpdを使用してCGIを有効にし、シェルスクリプトを実行することで、HTTPリクエストを受けて接点を開閉することができるようになりました。

HTTPサーバーの選定理由

今回のデバイスはLinuxゲートウェイとはいえ、リソースが限られているため軽量なHTTPサーバーを選定する必要がありました。
lighttpdは軽量で高速なHTTPサーバーとして知られており、CGIの設定も簡単に行えるため今回の用途に適していると考えました。
また、デバイスの仕組みとして接点の開閉をデバイスファイルへの0or1の簡単な書き込みで実現できるため、シェルスクリプトを使用して簡単に実装するためCGIが利用しやすいサーバーを選択しました。

HTTPサーバー雑比較

サーバー 軽さ CGIとの親和性
Apache 重い 高
nginx 軽い 低
lighttpd 軽い 高

今後の展開など

今回は単純に接点をON/OFFするだけのコマンドとHTTPのレスポンスを返すだけのスクリプトを作成しましたが、実際の運用では、もう少しエラーハンドリングなどが必要なケースもあります。
また、今回はGETリクエストでの操作でしたが、POSTリクエストにしたほうがRESTfulなAPIとしては適しているかなという気もします。
本ブログの方法でデバイスの接点をコマンドで開閉できるようになったことで、別のデバイスが接点を閉じた際に、このデバイスのLEDが点灯するなどの応用も考えられますので応用編のブログではそれにチャレンジしてみたいと思います。

appendix

もう少しエラーハンドリングをちゃんとしたい場合のスクリプト例です。

#!/bin/sh
# エラーを拾いやすくする
set -eu

# エラーレスポンスを返す関数
error_response() {
  local status_code="$1"
  local message="$2"

  echo "Status: $status_code"
  echo "Content-Type: application/json"
  echo ""
  echo '{"result":"error","message":"'"$message"'"}'
  exit 0
}

# 1) 実際の書き込みを試行 (LED ON)
if ! echo 0 > /sys/class/leds/DO0/brightness 2>/dev/null; then
  error_response "500 Internal Server Error" "Failed to write brightness"
fi

# 2) 書き込み後の値を読み取る
ACTUAL_VALUE=$(cat /sys/class/leds/DO0/brightness 2>/dev/null || true)

# 3) 期待値(1)と一致しなければエラー
if [ "$ACTUAL_VALUE" != "0" ]; then
  error_response "500 Internal Server Error" "Unexpected value: '$ACTUAL_VALUE'"
fi

# 4) 問題なく 1 が読み取れたら成功
NOW=$(date +%FT%T%z)

echo "Status: 200 OK"
echo "Content-Type: application/json"
echo ""
echo '{"result":"success","state":"open","time":"'"$NOW"'"}'
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