Raspberry Piで「今日誰がオフィスにいる？」を可視化した話

ラズパイでオフィスの「在席マップ」を作ってみた

オフィスの棚を整理していたら、Raspberry Pi 4が出てきました。たぶん何年か前に誰かが買って、何かのPoCで使って、そのまま忘れ去られたやつ。電源アダプタとSDカードはあるけど、何が入っていたかはもう誰も覚えていない・・・。せっかくなので何かに使えないか考えてみました。

リモートワーク混在の環境だと「今日、誰がオフィスにいるの？」が地味にわからない。Slackで毎回聞くのも面倒だし、出社管理ツールを入れるほどでもない。ラズパイとBLEスキャンで、ゆるく解決できないかなと。

やりたいこと

社員のスマホのBluetoothを検知して「誰がオフィスにいるか」を把握する
7インチディスプレイに在席マップを表示する
Slackにも通知できるようにする

完璧な位置トラッキングではなく、「いる or いない」レベルでいいです。

用意したもの

Raspberry Pi 4（4GB）
7インチタッチディスプレイ（公式のやつ、約1万円）
microSDカード 32GB
電源アダプタ（5V 3A）

ラズパイ4にはBluetooth 5.0が内蔵されているので、USBドングルは不要です。ここは地味にありがたい。

OSのセットアップ

Raspberry Pi OS Liteを入れました。GUIは使わず、ディスプレイ表示はブラウザのキオスクモードでやります。

# Raspberry Pi Imagerでイメージを焼く
# SSH有効化とWi-Fi設定はImagerの詳細設定で済ませておく

起動したらまずアップデート。

sudo apt update && sudo apt upgrade -y

BLEスキャンの仕組み

ざっくり言うと、BLE（Bluetooth Low Energy）のアドバタイズパケットをスキャンして、登録済みのデバイスが近くにあるかを判定します。

ここで最初にハマったのが、スマホのBLEアドレスの扱い。iOSもAndroidも、プライバシー保護のためにBLEのMACアドレスをランダムに変えるんですよね。なので、単純にMACアドレスで端末を識別する方法は使えない。

MACアドレスランダム化の問題

これ、調べるまで知らなかったんですが、最近のスマホはBLEのアドバタイズで使うMACアドレスを15分くらいで変えます。つまり、さっきまで検知できていた端末が突然消えて、別のアドレスで再出現する。

対策としては2つ考えました。

社員に専用のBLEビーコンを持ってもらう（MACアドレス固定）
Wi-Fiの接続情報を使う（DHCPリースを見る）

結局、2番のWi-Fi方式をメインにして、BLEはサブにしました。Wi-Fiに繋がっているデバイスのMACアドレスは固定（iOSのプライベートアドレスはネットワークごとに固定）なので、こっちのほうが安定します。

Wi-Fiベースの在席検知

ルーターのDHCPリーステーブルを見るか、arp-scanで同一ネットワーク上のデバイスを探します。

sudo apt install arp-scan -y

import subprocess
import json
from datetime import datetime

# 登録デバイス（事前に社員のMACアドレスを登録）
REGISTERED_DEVICES = {
    "aa:bb:cc:dd:ee:01": "田中",
    "aa:bb:cc:dd:ee:02": "鈴木",
    "aa:bb:cc:dd:ee:03": "佐藤",
}

def scan_network():
    """arp-scanでネットワーク上のデバイスを検出"""
    result = subprocess.run(
        ["sudo", "arp-scan", "--localnet", "--plain"],
        capture_output=True, text=True
    )

    found = {}
    for line in result.stdout.strip().split("\n"):
        parts = line.split("\t")
        if len(parts) >= 2:
            ip, mac = parts[0], parts[1].lower()
            if mac in REGISTERED_DEVICES:
                found[mac] = {
                    "name": REGISTERED_DEVICES[mac],
                    "ip": ip,
                    "last_seen": datetime.now().isoformat()
                }
    return found

if __name__ == "__main__":
    presence = scan_network()
    for mac, info in presence.items():
        print(f"{info['name']}: 在席 ({info['ip']})")

arp-scanはroot権限が必要なので、cronで動かすときはsudoの設定が要ります。

# /etc/sudoers.d/arp-scan
pi ALL=(ALL) NOPASSWD: /usr/sbin/arp-scan

スキャン間隔の話

最初5分間隔でスキャンしていたんですが、これだとスマホがスリープに入ったときに検知できないことがある。ARPテーブルからも消える。

で、1分間隔にしたら今度はネットワークに負荷がかかる。arp-scanは実質的にARP要求をブロードキャストで投げまくるので、あまり頻繁にやるとネットワーク管理者に怒られます。

落としどころとして、2分間隔のスキャン＋「最後に検知してから10分以内は在席扱い」にしました。退勤した瞬間にマップから消えなくてもいい。ゆるい在席情報なので。

from datetime import datetime, timedelta

PRESENCE_TIMEOUT = timedelta(minutes=10)

def is_present(device_info):
    last_seen = datetime.fromisoformat(device_info["last_seen"])
    return datetime.now() - last_seen < PRESENCE_TIMEOUT

BLEスキャンの補助的な利用

Wi-Fiがメインですが、BLEも併用しています。bluepyを使います。

sudo apt install libglib2.0-dev -y
pip install bluepy

from bluepy.btle import Scanner, DefaultDelegate

class ScanDelegate(DefaultDelegate):
    def __init__(self):
        DefaultDelegate.__init__(self)

scanner = Scanner().withDelegate(ScanDelegate())

def ble_scan(duration=5):
    """BLEデバイスをスキャンして既知のデバイスを返す"""
    devices = scanner.scan(duration)
    found = []
    for dev in devices:
        # デバイス名で判定（MACはランダム化されるため）
        for (adtype, desc, value) in dev.getScanData():
            if desc == "Complete Local Name" and value in KNOWN_DEVICE_NAMES:
                found.append({
                    "name": value,
                    "rssi": dev.rssi,
                })
    return found

BLEのほうはデバイス名（Complete Local Name）で判定しています。MACアドレスが変わっても、デバイス名は変わらないことが多いので。ただし、デバイス名を常にアドバタイズしているとは限らないので、検知率はWi-Fiより低い。あくまで補助です。

Webダッシュボードの表示

FlaskでシンプルなWebアプリを作って、ディスプレイにキオスクモードで表示します。

pip install flask

from flask import Flask, render_template_string
import json

app = Flask(__name__)

TEMPLATE = """
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <meta charset="utf-8">
    <meta http-equiv="refresh" content="30">
    <style>
        body {
            font-family: sans-serif;
            background: #1a1a2e;
            color: #eee;
            padding: 20px;
        }
        h1 { font-size: 1.5em; color: #e94560; }
        .grid {
            display: grid;
            grid-template-columns: repeat(auto-fill, minmax(120px, 1fr));
            gap: 12px;
            margin-top: 20px;
        }
        .person {
            background: #16213e;
            border-radius: 8px;
            padding: 16px;
            text-align: center;
        }
        .person.present {
            border: 2px solid #0f3460;
            background: #0f3460;
        }
        .person.absent {
            border: 2px solid #333;
            opacity: 0.4;
        }
        .status {
            font-size: 2em;
            margin-bottom: 4px;
        }
        .name { font-size: 0.9em; }
        .time { font-size: 0.7em; color: #888; margin-top: 4px; }
    </style>
</head>
<body>
    <h1>Office Presence Map</h1>
    <div class="grid">
        {% for person in people %}
        <div class="person {{ 'present' if person.present else 'absent' }}">
            <div class="status">{{ '🟢' if person.present else '⚫' }}</div>
            <div class="name">{{ person.name }}</div>
            <div class="time">{{ person.last_seen if person.present else '' }}</div>
        </div>
        {% endfor %}
    </div>
</body>
</html>
"""

@app.route("/")
def index():
    with open("/home/pi/presence/status.json") as f:
        data = json.load(f)
    return render_template_string(TEMPLATE, people=data)

if __name__ == "__main__":
    app.run(host="0.0.0.0", port=8080)

ディスプレイにはChromiumのキオスクモードで表示します。

sudo apt install chromium-browser -y

# 自動起動用の設定
# /etc/xdg/lxsession/LXDE-pi/autostart に追加
@chromium-browser --kiosk --noerrdialogs --incognito http://localhost:8080

30秒ごとに自動リフレッシュしているので、WebSocketとかは使っていません。シンプルが正義。

Slack通知

朝の出社時と退勤時にSlackに通知を飛ばすようにしました。全員の出入りを逐一通知すると邪魔なので、日に2回のサマリーだけ。

import requests

SLACK_WEBHOOK_URL = "https://hooks.slack.com/services/xxx/yyy/zzz"

def post_summary(present_names):
    if not present_names:
        text = "現在オフィスに誰もいません"
    else:
        text = f"現在オフィスにいる人: {', '.join(present_names)}"

    requests.post(SLACK_WEBHOOK_URL, json={"text": text})

cronで朝10時と夕方18時に実行しています。

# crontab -e
0 10,18 * * 1-5 /home/pi/presence/notify_slack.py

全体の構成をまとめる

presence/
├── scanner.py          # arp-scan + BLEスキャン（2分ごとにcron実行）
├── status.json         # 現在の在席状況（scannerが更新）
├── server.py           # Flask Webアプリ
├── notify_slack.py     # Slack通知スクリプト
└── config.json         # 登録デバイス情報

systemdでFlaskサーバーを自動起動にします。

# /etc/systemd/system/presence.service
[Unit]
Description=Office Presence Map
After=network.target

[Service]
User=pi
WorkingDirectory=/home/pi/presence
ExecStart=/usr/bin/python3 server.py
Restart=always

[Install]
WantedBy=multi-user.target

sudo systemctl enable presence
sudo systemctl start presence

ハマったところ

1. iOSのプライベートWi-Fiアドレス

iOS 14以降、Wi-Fi接続時にプライベートアドレスを使うのがデフォルトになっています。これ自体はネットワークごとに固定なので大丈夫なんですが、ユーザーがプライベートアドレスをリセットすると変わる。

社員に「プライベートアドレスはリセットしないでね」とお願いするか、変わったら再登録する運用にしています。ここはちょっと泥臭い。

2. arp-scanのパーミッション

cronからarp-scanを動かすときに、sudoersの設定を忘れていてスキャンが空振りしていた。ログを見るまで気づかなくて、30分くらいハマった。/var/log/syslogはちゃんと見ましょう。

3. ディスプレイのスリープ

ラズパイのディスプレイは放っておくとスリープに入ります。常時表示したいなら無効にする必要がある。

# /etc/xdg/lxsession/LXDE-pi/autostart に追加
@xset s off
@xset -dpms
@xset s noblank

これを忘れると、肝心なときに画面が真っ暗で意味がない。

プライバシーの話

これ、一番大事な話かもしれません。社員のスマホのMACアドレスを収集して在席を追跡するので、必ず全員の同意が必要です。

うちでは以下のルールにしました。

参加は任意。拒否しても何のペナルティもない
収集するのはMACアドレスと在席/不在の情報だけ
ログは7日間で自動削除
在席マップはオフィス内のディスプレイにのみ表示（社外からは見えない）
いつでも登録解除できる

重要: 正直、全員が快く参加してくれるかは微妙です。「監視されている感じがする」という人もいるだろうし、それは正当な感覚だと思います。強制はダメ。絶対に。

精度はどうか

1週間くらい運用してみた結果。

検知率: だいたい90%くらい。たまにスマホがWi-Fiから切断されていて検知漏れする
誤検知: ほぼなし。登録済みMACアドレスでの判定なので、知らない端末が出ることはない
遅延: 最大で12分くらい（スキャン間隔2分 + タイムアウト10分）。退勤してから在席表示が消えるまでの時間

完璧ではないですが、「今日オフィスに誰がいるか」をざっくり把握する用途なら十分です。厳密な勤怠管理には使えないし、使うべきでもない。

所感

作ってみて思ったのは、技術的に難しい部分はほとんどないということ。arp-scanとFlaskとcronがわかれば作れます。

難しいのは運用面。MACアドレスの登録・管理、プライバシーへの配慮、「監視ツール」にならないためのルール設計。技術より人間の問題のほうがずっと大きい。

あと、最初はBLEスキャンで全部やろうとしていたんですが、MACアドレスランダム化の壁にぶつかって方針転換しました。事前にもう少し調べておけばよかった。ここが一番の学び。

次にやりたいこと
次はフロアの簡易マップを作って、席の位置まで表示できるようにしたいですね。ラズパイをフロアに複数台置いて、三角測量で位置推定…は流石にやりすぎか。

選考ではありません
履歴書不要
技術の話が中心
所要時間30分程度
オンラインOK

エンジニアと話してみる

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