RaspberryPi PicoW　itron+picoSDK　wifiでIoTデモ

Last updated at 2026-02-16Posted at 2026-02-16

はじめに — 背景とねらい

Pico W は Wi-Fi を内蔵した廉価で強力な IoT MCU ですが、単に接続するだけでなく、RTOS を活用した高信頼・高効率な実装方法が求められます。本記事では RP2040 のデュアルコア設計を活かし、core0 でベアメタル lwIP による TCP/IP スタック処理、core1 でITRON系ベースの RTOSを組み合わせた IoTデモを行いました。

pico_wのwifiを使って、センサデータをホストへ送信するデモを作成します。

環境構築はこちら

githubで公開しています

今回のセンシング＋wifiでのiot例を公開しています

picow搭載の無線チップ CYW43439について

Infineon CYW43439 は 2.4GHz IEEE 802.11 b/g/n 仕様の Wi‑Fi 4 チップ
→ SDIO v2.0（4bit 50MHz）で最大 200Mbps のデータ転送が可能です
Bluetooth 5.x も統合
内部に ARM Cortex‑M3、LNA/PA、iTR RF スイッチなど無線処理回路を搭載
→ ホスト MCU（RP2040）の負荷を軽減。
Pico W の公式ハード構成は「Pico W Datasheet」に記載されています

Pico W のネットワークスタック構成

Pico SDK 1.5.1でも、extensionで以下の階層のネットワーク機能が提供されています

cyw43_driver
- CYW43439 の下位ドライバ（SPI/SDIO 通信）
- Pico SDK 版では RP2040 の PIO を用いた SPI 実装になっています
pico_cyw43_arch
- cyw43_driver と lwIP を統合する “アーキテクチャ層”
- Wi‑Fi 初期化、STA/AP モード切替、LED 制御
- lwIP をスレッドセーフに扱うための begin/end ラッパを提供しています
  （cyw43_arch_lwip_begin() / cyw43_arch_lwip_end()）
pico_lwip（TCP/IP スタック lwIP）
- pico_lwip_core（TCP/UDP 基本機能）
- pico_lwip_http（HTTP/HTTPS）
- pico_lwip_mqtt、pico_lwip_sntp、pico_lwip_mdns 等
- FreeRTOS 連携モジュールも存在（NO_SYS=0）
pico_mbedtls（TLS/暗号）
- TLS1.2/1.3、X.509、暗号（AES/ECC/SHA 等）
- lwIP の altcp_tls と組み合わせて HTTPS 通信を実現しています

lwIP の動作モード

NO_SYS=1（ベアメタル）
- コールバックで lwIP を駆動します
- pico_lwip_nosys を利用可能します
- 今回はcore0をこっち(ベアメタル)で使用します
NO_SYS=0（FreeRTOS 等）
- Socket API が利用可能です
- マルチタスクで安定した実装が可能です
- pico_lwip_freertos を使用できます

注意点

Thread-Safe Background（TSBG）
- Pico W で頻繁に使われる割り込み駆動方式です
- 通常コードから lwIP を使う際は下記を挟むほうが無難です：
  - cyw43_arch_lwip_begin()
  - cyw43_arch_lwip_end()
理由として、lwIP はスレッドセーフではないため必須の操作です

使用API

以下を使用。最低限しか使っていません

cyw43_arch_init();
cyw43_arch_enable_sta_mode();
cyw43_arch_wifi_connect_timeout_ms("SSID", "PASS", CYW43_AUTH_WPA2_AES_PSK, 30000);

cyw43_arch_lwip_begin();
// → lwIP で DNS / TCP 接続など
cyw43_arch_lwip_end();

cyw43_arch_deinit();

以下に各APIの意味を整理します。

1. cyw43_arch_init();

役割：Wi-Fiスタック全体の初期化

CYW43439無線チップの初期化
SPI通信のセットアップ
lwIPスタックの初期化
割り込みや内部タスクの起動
内部同期機構（mutex等）の初期化

ポイント

Wi-Fiを使う前に必ず呼ぶ
失敗時はエラーコードが返る（0なら成功）
これを呼ばないと他のcyw43系APIは使用不可

2. cyw43_arch_enable_sta_mode();

役割：Station（子機）モードに設定

Pico WをWi-Fiアクセスポイントへ接続する「子機モード」に設定する
APモードではなくSTAモードに切り替える

補足

APモードを使う場合は cyw43_arch_enable_ap_mode() を使用する
この関数は「モード設定のみ」で、まだ接続はしない

3. cyw43_arch_wifi_connect_timeout_ms

cyw43_arch_wifi_connect_timeout_ms(
    "SSID",
    "PASS",
    CYW43_AUTH_WPA2_AES_PSK,
    30000
);

役割：Wi-Fiアクセスポイントへ接続

引数	意味
SSID	接続先アクセスポイント名
PASS	パスワード
CYW43_AUTH_WPA2_AES_PSK	認証方式
30000	タイムアウト（ms）

動作内容

指定SSIDへ接続試行
DHCPでIP取得
指定時間内に接続できなければ失敗

認証方式の例

CYW43_AUTH_OPEN
CYW43_AUTH_WPA2_AES_PSK

戻り値

0：成功
負値：失敗

4. cyw43_arch_lwip_begin();

役割：lwIPの排他制御開始

lwIPスタックに安全にアクセスするためのロック取得
マルチスレッド／割り込み環境で必要

使う場面

TCP/UDP APIを直接操作する前
pbuf操作などlwIP内部構造へ触る場合

5. cyw43_arch_lwip_end();

役割：lwIP排他制御終了

cyw43_arch_lwip_begin() で取得したロックを解放する

注意

begin/endは必ずペアで使用
忘れるとデッドロックの原因になる

6. cyw43_arch_deinit();

役割：Wi-Fiスタックの終了処理

無線チップ停止
lwIP停止
リソース解放

使う場面

プログラム終了時
Wi-Fi機能を完全停止したい場合

全体の流れ（典型例）

cyw43_arch_init();                  // 初期化
cyw43_arch_enable_sta_mode();       // STAモード設定
cyw43_arch_wifi_connect_timeout_ms(
    "SSID",
    "PASS",
    CYW43_AUTH_WPA2_AES_PSK,
    30000
);                                  // 接続

// 通信処理

cyw43_arch_deinit();                // 終了処理

センサ基板について

ここからはデモに使用した温度湿度気圧センサを紹介します。
aliexpressで100円以下で売っている、BMP280＋AHT20基板を使います。
amazonなんかでも売っています。
この格安モジュール自体は、かなり出回ってますが、センサ自体は生産中止のようです

アドレスは、BMPが「0x76」AHTが「0x38」でした

ベースボードについて

ブレッドボード上やユニバーサル基板上などでも作れますが、ずいぶん前に作成したpico用のベースボードを使いました。githubで公開しています。液晶やデバッグボタンをつけただけです。

デモの構成　pinアサイン

液晶(ACM1602)
　I2C1を使用
　GPIO6 (SDA) / GPIO7 (SCL)

センサ(上記のBMP280＋AHT20)
I2C0を使用
GPIO8（SDA）　GPIO9（SCL）

両方I2Cです。運よく？両モジュールとも10Kのプルアップがついていましたが、他を使用する場合外付が必要です

キーSWも基板につけていました。以下を使用
　SW1 GP20　SW2 GP21　SW3 GP14　SW4 GP15

用途	インターフェイス	ピン
液晶（ACM1602）	I2C1	GPIO6 (SDA)
	I2C1	GPIO7 (SCL)
センサ（BMP280 + AHT20）	I2C0	GPIO8 (SDA)
	I2C0	GPIO9 (SCL)

デモの様子

親機(ESP32)と接続して、親機側に組み込んだwebサーバから温度データを取得します
RSSIはpicowには無さそうでしたので、ダミーになります

まとめ

本記事では以下のポイントを実装とともに紹介しました：

cyw43_arch を中心とした Wi-Fi 接続 API の整理と実装例
lwIP を安全に扱うための排他制御手法 cyw43_arch_lwip_begin/end

実装から得られた知見

単純なループ処理だけでなく、RTOSベースでタスクを整理することで処理分担が明確になる
cyw43_arch は lwIP との融合が深く、排他制御を適切に扱うことが安定動作の鍵となる
dual-core の設計を活かし、無線処理とアプリ処理を分離することで保守性・拡張性が向上

今後の展望

HTTPS や MQTT などの上位プロトコル統合
core1 側 RTOS タスクの増強（今はセンサとSW割り込みしか使ってない）

最後に

PicoWのWi-Fi＋RTOS 実装は一見敷居が高いですが、デュアルコアで仕事を分けることで、実用的な IoT 基盤になると感じました。この記事が読者の開発の一助になれば幸いです！

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