Lazarus IOT

 http://m-and-i.cocolog-nifty.com/freetalk/2017/02/raspberry-pilaz.html 参照

Raspberry piでLazarusを使ってIoT

Raspberry pi/RaspbianでのC#/mono実行環境ではデータ入力と送信のサイクル限界が200ms程度とあまりよろしくありませんでした。Raspbian上のmonoが遅いのか、MCP3208アクセスライブラリが遅いのか原因はよくわかりこれはませんが、何とか処理スピードを上げられないかと、ネイティブコンパイラであるLazarusを使用してみました。
ADコンバータMCP3208用のライブラリは、トランジスタ技術のダウンロードサービスから2014年7月号の「特集 第6章 HDMIテレビにグラフ表示! 8チャネル・ロング・メモリ・データ・ロガー」をダウンロードして、この中のspi_mcp3208.pasを使用させていただきました。
また、MQTTライブラリにはmqtt-free-pascal-masterを使用しています。

尚、そのままではLaspbian上でコンパイルした実行ファイルがMQTTに接続する時点で、Semaphore init failed (possibly too many concurrent threads)エラーが出て停止してしまうため、プロジェクトソースに以下の変更を加えています(Web上で見つけた解決策です)。

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program publish;    {$mode objfpc}{$H+}    uses   {$DEFINE UseCThreads} ←この一行を追加   {$IFDEF UNIX}{$IFDEF UseCThreads}   cthreads,   {$ENDIF}{$ENDIF}

Lazarusで作成したアプリケーションでは、データ入力と送信のサイクル限界が30msまで上がりました。この性能が出ると、50msサイクル程度までは安定した出力が保証できそうです。8チャンネル分の入力データをいちいちフォーム上に表示させていてこのスピードですから、さすがはネイティブコンパイラといった感じでしょうか。入力データの表示を行わなければ、もっとスピードが上がるかもしれません。

Delphi使いの私としては、Lazarusは言語仕様がDelphi互換でフォームデザインも同じ感覚で行うことが出来るので、使っていてまったく違和感がありません。また、LazarusはWindows上でも使用できるためフォームデザインから基本的なプログラミングまでをWindows上で行ってRaspbian上にプロジェクトをコピーして仕上げることが出来ます。Visual Studio/C#ではWindows上で作成した実行ファイルがRaspbian/mono上でそのまま動くという利点はありますが、GPIO処理などのRaspberry pi依存部分のデバッグは遅くて貧弱なRaspbian上のMonoDevelopで行う必要がありますので、Lazarusの方が優位と行った感じでしょうか。

Lazarus/Raspbianでの主な処理は以下の通りです。

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unit Unit1;    {$mode objfpc}{$H+}    interface    uses   Classes, SysUtils, FileUtil, Forms, Controls, Graphics, Dialogs, StdCtrls,   ExtCtrls, Spin, DateUtils, IniFiles, MQTT, spi_mcp3208;    // スタート procedure TForm1.StartBtnClick(Sender: TObject); var   URL: string;   i: integer; begin   Topic := PTopic.Text;   URL := BURL.Text;   MQTTClient := TMQTTClient.Create(URL, 1883);   MQTTClient.Connect;   Sleep(500);   if MQTTClient.isConnected then   begin     IdleTimer1.Interval := Interval.Value;     IdleTimer1.Enabled:= True;     StopBtn.Enabled:= True;     StartBtn.Enabled:= False;     BURL.Enabled := False;     PTopic.Enabled:= False;     for i := 1 to 8 do       CB[i].Enabled:= False;     Pdt := 0;   end else begin     MQTTClient.ForceDisconnect;     MQTTClient.Free;     MessageDlg('MQTT connection was failed.', mtError, [mbOK], 0);   end; end;    // データ入力・Publish処理 procedure TForm1.IdleTimer1Timer(Sender: TObject); var   InData: array[0..7] of single;   i, tgap: integer;   tdt: TDateTime;   pub, tmp: ansistring; begin   // 出力フォーマット   // YYYY/MM/DD h:min:sec.msec, interval, data1, data2, .... ,data8   // intervalは前回データ取得から今回までの間の時間(msec)   tdt := Now;   if Pdt > 0 then     tgap := MilliSecondsBetween(Pdt, tdt) //前回から今回までの時間をmsecで取得   else     tgap := 0;   Pdt := tdt;   DateTimeToString(pub, 'yyyy/mm/dd hh:nn:ss.z', tdt);   tmp := IntToStr(tgap);   pub := pub + ',' + tmp;   ADC8.Read(InData);   for i:= 1 to 8 do   begin     if CB[i].Checked then     begin       tmp := FloatToStr(InData[i-1]);       if MonitorStat.Checked then         DT[i].Text:= tmp;       pub := pub + ',' + tmp;     end else       pub := pub + ',';     end;   MQTTClient.Publish(Topic, pub); end;