Raspberry Pi Zero W のインストール及びUSBによるSSH(シリアルコンソール)接続、Meshネットワークの構築まで（Serial console over USBをそえて）

0. 概要

Raspberry Pi Zero Wに母艦 (windows 10)から接続するまでに思いの外、時間が掛ったので備忘録として残しておく。

1. Installation

Raspberry Pi Zero Wが焼かれたSDカードの作成までをここで行う

必要なもの

RaspberryのIMG:
https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/

SDカードにIMGを焼く（DDコマンド的なもの）:
https://sourceforge.net/projects/win32diskimager/

色々と試したがWin32Diskimagerが一番エラーが出ずにうまくいった。

作業

1）RaspberryのIMGファイルを公式サイトからダウンロードする

2）SDカードを母艦のマシンに指して、ドライブの番号を覚えておく

3）Win32Diskimagerを使って、ダウンロードしたRaspberryのIMGを指定、SDカードのドライブを指定してWriteを押す。

後は1時間ほど待てばSDカードが出来あがる。
基本的には、この作業のみでRaspbbery Piは立ち上げることができる。

その後、Raspberry Pi上で作業を行うにあってRaspberry PiのI/Fから作業するのは面倒なので、Raspberry Piをネットワークに接続してSSH接続をし、母艦から操作する必要がある。

なお、ネットワークも環境が変わればいつでも接続できるわけではないので、シリアルコンソールで扱いたいと考える。GPIOのシリアルをUSBに変換してくれる市販のツールもあるが、非常に面倒なのでRaspberryのUSBから直接シリアルコンソールを使えるようにしたい。

2. Setup SSH

SDカードに焼いた後、SDカードのbootパスを開き、
以下の設定を行いSSH接続およびUSB経由でシリアルコンソール接続を行う

2.1. Lunch up SSH

SSHの接続について説明する。

1) SDカードのbootパスをく
2) 空ファイルのsshを作成する

これで起動時にssh接続ができるようになる。
このファイルがない場合はConnection refuseというエラーが出る。

2.2. Network Configuration

ワイヤレス接続の設定について説明する。

1) SDカードのbootパスをく
2) wpa_supplicant.confファイルを作成する
3) 以下をファイルに書き込む

country=JP
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
network={
    ssid="SSID"
    psk="Passphrase"
}

これで起動時にネットワーク接続の設定ファイルがコピーされて、起動時に自動接続されるようになる。

2.3. SSH over USB

なお、2.2.の設定を終えたところで、インターネットに自動接続されないことが多々ある。このため、USBのインタフェースを通してRaspberry piと母艦マシンをシリアル接続したいと考える。

1) SDカードのbootパスを開く
2) config.txtを開き以下を入力する

dtoverlay=dwc2

入力個所はEnable Audioあたりに入れておくのが一般的らしい。

3) cmdline.txtファイルを開き、以下を入力する。

modules-load=dwc2,g_serial, g_ether

入力個所はrootwaitに次ぎ位に入れるのが一般的らしい

これでシリアル接続が可能になる。また、G_etherを入れることで、ネットワークインターフェースとしても使える

4) Raspberry piを起動した後に以下をシェルに入力してUSBをシリアル接続化させる。

$sudo systemctl enable [e-mail]

3. Mesh network

おまけでメッシュネットワークを構築する。

adhoc

まず/etc/network/interfaceを開き、以下を末尾に入力する

auto wlan0
iface wlan0 inet static

address 192.168.6.2
netmask 255.255.255.0
wireless-channel 11
wireless-mode ad-hoc
wireless-essid testadhoc
wireless-key 12367890

そして、Rebootする。

ノード化

以下でノード化するアプリケーションをインストールする

$ sudo apt-get install olsrd

以下で起動
$ sudo olsrd -i wlan0 -d 1

これで、Ad-hocでOpen Shortest Path First(OSPF)的なルーティングを可能とする。
例えば2-3が接続断でも2が1を介して3に接続するなんていうことができる。