ラズパイのハードウェアWDT、RaspberryPiがフリーズラズパイがハングアップする WebIoPiによる入力の表示 Webに入力を表示 PIC12F1612 MyDNS ビデオモニター

　この WDT基板には以下の追加は、ハードウェアとしては対応していませんが、実は PIC の 7番ピンに Reportの出力(この基板が再起動を実行したことを示す)を On/Off で示すようにしています。この PIC のポートに負荷抵抗と LED を追加すれば、この基板がラズパイの再起動を実行した時は LED が点滅します。また、6番ピンを入力(内蔵PullUpしている)にしており、ここを GND に落とせば RS232C(19200bps：6番ピン, TX)で、その再起動を実行した回数を見ることもできるようにしています。上記のファームウェアに、これらは既に入れておりますが、これらを使わなくても基本の動作には全く影響はないです。
　さらに、7番ピン(Report)の出力(5V-GND)を、そのままでは電源レベルが違うため直接には GPIOに入れられないため、 7Pin-10KΩ-20KΩ-GND を接続し、抵抗の中点を GPIO(INに設定)に入れ、この入力の状況をブラウザに表示するようにすれば、その入力の点滅により、遠隔地よりラズベリーパイの再起動があったかどうかを知ることができるわけです。GPIO(OUT) をブラウザから操作する方法についてはネット上に多くの例があるのですが、GPIO(IN) の入力をブラウザに表示する方法について、WebIOPi が提供している関数のみで行っている例が見つからず手間取りました。
　WebIOPi 提供先のメインメニューの GPIO Header (http://192.168.x.xx:8000/app/gpio-header) では表示されているので方法はあるはずです。試行錯誤の結果、以下の方法でブラウザの画面に表示できるようになりました。要は、OUT も IN も同じ Button を使っており、OUT に設定するか IN に設定するかでその動作が変わってくるということです。IN に設定した場合の表示は、ポートの High/Low を反映し、クリックは無視されます。また、入力をボタンに表示できるようになった当初、入力(GPIO) を High/Low しても表示は変化しなかったのですが、それに IOPI.refreshGPIO(true); を追加することで変化・応答するようになりました。
実際のビデオモニターの表示に使っている index.html を下記に示します。

リスト index.html

<!DOCTYPE html>
<html>
    <head>
        <title>遠隔地・ビデオモニター</title>
        <meta charset="utf-8">
        <meta name="viewport" content="width=device-width, user-scalable=no">

        <!-- jQuery UI -->
        <link rel="stylesheet" href="js/jquery-ui.min.css" />
        <script src="js/jquery-1.11.0.min.js"></script>
        <script src="js/jquery-ui.min.js"></script>
        <script src="js/jquery.ui.touch-punch.min.js"></script>

        <!-- WebIOPi -->
        <script src="js/require.js"></script>
        <script>
            require(["/webiopi.js", "javascript.js"], function(){
                IOPI = webiopi();

                IOPI.ready(function(){
                   initialize_webiopi(); 
                   IOPI.setFunction(27, "OUT");
                   IOPI.setFunction(25, "IN");
                   var LampBtn = IOPI.createGPIOButton(27, "照明");
                   var WarnBtn = IOPI.createGPIOButton(25, "報告");
                   $("#lampbtn").append(LampBtn);
                   $("#warnbtn").append(WarnBtn);
                   IOPI.refreshGPIO(true);
                });

            });
        </script>
    </head>

    <style type="text/css">
        button { 
            font-size:1.3em !important;
            width:80px !important;
            height:40px !important;
            margin-left:300px;
            float:left;
        }
    </style>

    <body id="body">
        <div align="center">
            <div id="box">
                <canvas id="canvas"></canvas>
                <span id="slider1"></span>
            </div>
            <div id="slider0"></div>
            <p style="align:center">
                <div id="lampbtn"></div>
                <div id="warnbtn"></div>
            </p>
        </div>
    </body>
</html>

下図の写真は、実際に使っている遠隔地ビデオモニターの例 (一部のみ表示) で、皆様の環境とは違うと思いますが、要はWebIOPiを使っている以下の記述に注目してください。
;--- Java Script ---
IOPI.setFunction(25, "IN");
var WarnBtn = IOPI.createGPIOButton(25, "報告");
$("#warnbtn").append(WarnBtn);
IOPI.refreshGPIO(true);
;--- Body ブロック ---
<div id="warnbtn"></div>

ブラウザ表示の例 (一部)

　この「遠隔地ビデオモニター」は、金丸隆志氏の「実例で学ぶ Raspberry Pi 電子工作」の第６章を使用させていただいております。オリジナルのコードに、ボタン操作・表示部(報告)を追加いたしました。さらに、外部のネットワークからアクセスできるように、「MyDNS」に登録し、グローバルアドレスを取得(ありがとうございます)し、遠隔地からモニターできるようにいたしました。これは後閑哲也氏の「PICと楽しむRaspberry Pi」の第７章を参照させていただきました。
　上図の表示の「照明」が OUT で、現在の表示は点灯している状態です。「報告」は IN で、現在は Low の状態です。なお照明には、商用電源(AC100V)を使っており、秋月電子通商さんのソリッド・ステート・リレーキットを使って室内の照明を On/Off しています。

【運用例】
　最後に、どれくらいの期間でこのハードウェアWDT による再起動が起こっているかを、実際の運用例からご報告します。この「遠隔地ビデオモニター」で使っているものは「Raspberry Pi 2 Model B」です。これまでも、何回かハングアップは経験していますが、その間隔は、1～6ヶ月など様々でした。このハードウェアWDT でのテストは、2020年1月20日にセッティングして、4月10日に「報告」の項目が点滅を開始しました。ですので約80日間の運用で再起動が確認された事になります。そのまま運用してもビデオモニターは正常に動作しているので全く支障はないのですが、次の日に現場に行く用件がありましたので、「報告」をクリアして、次の再起動を確認できるようにするために再セットしました。また、再起動が起こりましたら追加の報告をします。再起動の間隔は、様々な状況によって変わるとは思いますが1つの参考になれば幸いです。

【追加の報告】
　２回目の再起動は、2020年4月11日にセッティングして、8月19日に「報告」が点滅を開始しました。この場合、130日間の運用でハードウェアWDT による再起動が起こったことになります。
　３回目については、2020年8月20日にセッティングして、12月7日に「報告」が点滅を開始しました。したがって、109日間の運用でハードウェアWDT による再起動が起こりました。もちろん、再起動後のビデオモニターは正常に動作しています。つまり、一年間におおかた、３回の再起動があったことになります。
この間隔は、ハードウェアWDT を取り付ける前に体験しているハングアップ状況と、ほぼ同じような振る舞いだと感じています。結論としてこれらの対策を実施してからは、一年間を通して「遠隔地ビデオモニター」は、実質上のハングアップなしで稼働し続けたことになります。

　なお、「遠隔地ビデオモニター」をもう一式、稼働しており、これにもこのハードウェアWDT を取り付けています。構成は、「Raspberry Pi 4 Model B」により、USB カメラを使っています。これもほぼ一年間ほど、連続の運用をしていますが、実質上のハングアップはせずに稼働し続けています (観察の報告：一時、ビデオモニターが不能になり、パソコンからラズパイ宛に ping を打っても応答しない状況になったことが確認されました。しかし、この状況なら 上記の対策 などにより回復するだろうと思いました。その後、しばらく放っていたら回復し、モニターできるようになりました)。

2022,4,12 時点の総括報告
上記の「Paspberry Pi 2 Model B」と「Raspberry Pi 4 Model B」による「遠隔地ビデオモニター」、それに　「Raspberry Pi Zero WH」による「インターネットラジオ」および「温度計測とWEB表示」は、いずれも実質上のハングアップをせずに稼働し続けています。

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(別途の報告)
　先に「インターネットラジオ」を再生していて、それにもこのハードウェアWDT を取り付けていることを述べました。この「遠隔地ビデオモニター」と同等の対策をしているのですが、過去(2021年)、約一年間の運用で、音が出なくなりました。しかし、システム自体は、ハングアップはしていませんでした、というのは、リモートデスクトップは繋がるのです。それでリモートを使って調査すると、新手の原因であることが分かり、そのための対策を追加しました。対象のアプリケーションの動作がオカシクなっても、ラズパイが元々持っているWDTにも引っ掛らず、「ハードウェアWDT」のチェック用のパルスを停止することもないことが、このようにあるのですね。このような場合は、それに対応する上記のような対策を追加することが必要になると思います。
つまり、システム自体がハングアップしなければ、このようにリモートで原因の調査と対策をすることが可能になります。 2022,5,7 有料(約1円/日)になったため、聴取を停止しました。