AWS IoT を使った双方向通信システムの実装と注意点

Interop Tokyo 2016 / 8~10 June @ 幕張メッセ 1

AWS Summit Tokyo 20166 月 1 日〜 3 日 @ グランドプリンスホテル新高輪

参加されました？

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参加できなかった方大丈夫です！

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re:Invent 2016 がありますよ！

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松下 / ma2shita

ぷらっとホーム株式会社IoT サービス部

好きな AWS サービスAWS LambdaAmazon Elasticsearch Service

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AWS Summit Tokyo 2016IoT ハンズオン

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アジェンダ

● 5 分でわかる　　「 AWS IoT って？何ができる？」

● 5 分でわかる　　「 AWS IoT を利用するための実装」

● 5 分でわかる　　「双方向通信システムの設計ポイントと delta 」

● 5 分でわかる　　「 IoT 関連告知」

● 5 分でわかる　　「 AWS IoT のトリビア」

？！10

11

AWS IoT とは？

re:Invent 2015 (2015 年 10 月 ) に発表されたAWS 初の IoT 特化サービス

● クラウドとデバイスの双方向通信

● データに対しての様々な AWS サービスの呼び出し

● デバイスの状態管理12

AWS IoT とは？

機能

●メッセージブローカー

○ フルマネージド MQTT, HTTP REST, Websocket

●ルールエンジン

○ メッセージの中身に応じて呼び出す AWS サービスを定義

○ Amazon S3, Amazon DynamoDB, Amazon Kinesis, Amazon SQS, Amazon SNS, AWS Lambda, Amazon Elasticsearch Service, Amazon CloudWatch, AWS IoT(republish)

●シャドー

○ 物理的なデバイスの状態※を AWS IoT 上に保存・更新・同期※ ON/OFF 等

2016 年 3 月 update

2016 年 1 月 update

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要するに

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フルマネージドな

●MQTT ブローカ ( サーバ )●デバイスの状態の保存

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AWS IoT をもっと知りたい

●詳細はアマゾン ウェブ サービス ジャパンのソリューションアーキテクト福井さんの資料をご覧くださいhttp://www.slideshare.net/AmazonWebServicesJapan/aws-iot-20160216

Interop 会期中にアマゾン ウェブ サービス ジャパン様のミニ・セミナーあります！

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アジェンダ

● 5 分でわかる　　「 AWS IoT って？何ができる？」

● 5 分でわかる　　「 AWS IoT を利用するための実装」

● 5 分でわかる　　「双方向通信システムの設計ポイントと delta 」

● 5 分でわかる　　「 IoT 関連告知」

● 5 分でわかる　　「 AWS IoT のトリビア」

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AWS IoTOpenBlocks IoT BX1

Patlite <NHS-3FB1>

Web Browser

Internet

Icons made by http://www.freepik.com from http://www.flaticon.com is licensed by http://creativecommons.org/licenses/by/3.0 <CC 3.0 BY>19

AWS IoTOpenBlocks IoT BX1

Patlite <NHS-3FB1>

Web Browser

reporter.rb

commander.rb

/update

SNMP

/update/documents

/update/update/delta

MQTTS Websocket over MQTT

Pub Sub

Sub Pub

Polling

patlite_control.html

Operation from Outsidee.g.) CleanUp, Reboot...

Input

onMessageArrived

get

Rendering

Icons made by http://www.freepik.com from http://www.flaticon.com is licensed by http://creativecommons.org/licenses/by/3.0 <CC 3.0 BY>20

AWS IoT を利用するために必要な実装

OpenBlocks IoT BX1

Patlite <NHS-3FB1>

reporter.rb

commander.rb

デバイスの状態をAWS IoT に報告する

AWS IoT からの通知をデバイスに送る 21

reporter.rb

おい、今、それぞれの色の状態を教えろや( って、 patlite に SNMP で聞く )

AWS IoT に報告しとくわ(MQTT でな )

reporter.rb

インターバルで無限ループ

これだけ！！簡単！素敵！

22

commander.rbMQTT トピック、監視するでー( 着信したら、下のコードが動く )

色を ON/OFF しろ！(SNMP 経由で )

着信データを解析して ...

commander.rb

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AWS IoT を利用するために必要な実装まとめ ;

OpenBlocks IoT BX1

Patlite <NHS-3FB1>

reporter.rb

commander.rb

デバイスの状態をAWS IoT に報告する

AWS IoT からの通知をデバイスに送る 24

アジェンダ

● 5 分でわかる　　「 AWS IoT って？何ができる？」

● 5 分でわかる　　「 AWS IoT を利用するための実装」

● 5 分でわかる　　「双方向通信システムの設計ポイントと delta 」

● 5 分でわかる　　「 IoT 関連告知」

● 5 分でわかる　　「 AWS IoT のトリビア」

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AWS IoTOpenBlocks IoT BX1

Patlite <NHS-3FB1>

Web Browser

reporter.rb

commander.rb

/update

SNMP

/update/documents

/update/update/delta

MQTTS Websocket over MQTT

Pub Sub

Sub Pub

Polling

patlite_control.html

Input

onMessageArrived

get

Rendering

Icons made by http://www.freepik.com from http://www.flaticon.com is licensed by http://creativecommons.org/licenses/by/3.0 <CC 3.0 BY>

ポイント : ループ状にデータが伝搬されるように設計- そうでないと ...

AWS IoT と実際のデバイスの状態の不一致の温床※ AWS IoT は不一致解消は対象外 => ユーザの責務 26

AWS IoTOpenBlocks IoT BX1

Patlite <NHS-3FB1>

Web Browser

reporter.rb

commander.rb

/update

SNMP

/update/documents

/update/update/delta

MQTTS Websocket over MQTT

Pub Sub

Sub Pub

Polling

patlite_control.html

Input

onMessageArrived

get

Rendering

Icons made by http://www.freepik.com from http://www.flaticon.com is licensed by http://creativecommons.org/licenses/by/3.0 <CC 3.0 BY>

ポイント : ループ外からの操作も想定すべき※現場でのデバイス操作、複数の利用者

- 不一致の温床Operation from Outsidee.g.) CleanUp, Reboot...

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AWS IoTOpenBlocks IoT BX1

Patlite <NHS-3FB1>

Web Browser

reporter.rb

commander.rb

/update

SNMP

/update/documents

/update/update/delta

MQTTS Websocket over MQTT

Pub Sub

Sub Pub

Polling

patlite_control.html

Input

onMessageArrived

get

Rendering

Icons made by http://www.freepik.com from http://www.flaticon.com is licensed by http://creativecommons.org/licenses/by/3.0 <CC 3.0 BY>

ポイント : 無限ループ防止機構- そうでないと ...

AWS さんが大喜び！無駄なリソース消費につながる※上の実装では人間がブレーカー

Operation from Outsidee.g.) CleanUp, Reboot...

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● ループ状にデータ伝搬がされるように

● ループ外からの操作も考慮・想定

● 無限ループ防止機構

双方通信システムの設計ポイントまとめ ;

29

delta って？

“Thing Shadow” の中において中核を担う機能

delta = desired - reported差分 = 操作要求 - 現在の状態

30

/shadow/update/delta ー delta の発生

delta( 差分 ) = desired( 操作要求 ) - reported( 現状 )

{reported:{ 赤 : OFF}}

reported: 赤 = OFF

desired:< 空 >

reported:< 空 >

desired:< 空 >

{desired:{ 赤 : ON}}reported:

赤 = OFF

desired: 赤 = ON

SUB: /delta{ 赤 : ON}

/shadow/update

31

/shadow/update/delta ー 再レポート

delta( 差分 ) = desired( 操作要求 ) - reported( 現状 )

{reported:{ 赤 : ON}}

reported: 赤 = OFF

desired: 赤 = ON

reported: 赤 = ON

desired: 赤 = ON

差分が無いので delta は発生しない

/shadow/update

32

/shadow/update/delta ー ちょっと困る挙動 ?delta( 差分 ) = desired( 操作要求 ) - reported( 現状 )

reported: 赤 = ON

desired: 赤 = ON

CLEAR

{reported:{ 赤 : OFF}}

reported: 赤 = OFF

desired: 赤 = ON

SUB: /delta{ 赤 : ON}

この挙動は意図と違うかも場合によっては無限ループ

/shadow/update

33

/shadow/update/delta ー レポート TIPSdelta( 差分 ) = desired( 操作要求 ) - reported( 現状 )

{reported:{ 赤 : ON}},{desired:null}

reported: 赤 = OFF

desired: 赤 = ON

reported: 赤 = ON

desired:<空 > レポート時には常に

{desired:null}を送り、 AWS IoT 内の“ desired” をクリアする

/shadow/update

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/shadow/update/delta ー レポート TIPSdelta( 差分 ) = desired( 操作要求 ) - reported( 現状 )

reported: 赤 = ON

desired:< 空 >

CLEAR

{reported:{ 赤 : OFF}}

reported: 赤 = OFF

desired:< 空 >

desired = < 空 > なので delta は発生しない

/shadow/update

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/shadow/update/delta ー ウルトラクイズ

delta( 差分 ) = desired( 操作要求 ) - reported( 現状 )

reported: 赤 = ON

desired:< 空 >

{desired:{ 赤 : OFF}}

ネットワーク障害

{reported:{ 赤 : ON}}

reported: 赤 = ON

desired: 赤 = OFFこのときの挙動は？？

/shadow/update 👊 delta = { 赤 : ON}

✅ delta = { 赤 : OFF}

✋ delta は出力されな

い36

delta の使い方

commander.rb

Subscribe するだけ37

アジェンダ

● 5 分でわかる　　「 AWS IoT って？何ができる？」

● 5 分でわかる　　「 AWS IoT を利用するための実装」

● 5 分でわかる　　「双方向通信システムの設計ポイントと delta 」

● 5 分でわかる　　「 IoT 関連告知」

● 5 分でわかる　　「 AWS IoT のトリビア」

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AWS Summit Tokyo 2016IoT パビリオン

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小売店向け顧客動線・属性分析ソリューション

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大盛況！

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GlobalWise 様ブース

ここにも

42

ここにも

Acroquest 様ブース

43

Acroquest 様ブース / Interop でも展示中！

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IoT システムの要、ゲートウェイは ...OpenBlocks IoT で！

reporter.rb

commander.rb

OpenBlocks IoT BX1

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46

もちろん

47

ハードウェアだけでなく

IoT システム全般でご相談ください！

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そして

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こんにちはソラコムのまわしものです

50

7/13開催登録受付中！

51

同日SORACOM UG #3開催します！

52

facebookページチェックしてください！

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● 5 分でわかる　　「 AWS IoT って？何ができる？」

● 5 分でわかる　　「 AWS IoT を利用するための実装」

● 5 分でわかる　　「双方向通信システムの設計ポイントと delta 」

● 5 分でわかる　　「 IoT 関連告知」

● 5 分でわかる　　「 AWS IoT のトリビア」

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AWS IoT は ...

無料枠がある250,000 メッセージ / 月 x 12ヶ月の利用枠があります

https://aws.amazon.com/jp/iot/pricing/

1 メッセージ =最大 512 バイトだから ... 計算はしないでおこう

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AWS IoT は ...

2015 年 12 月には GA になっていた発表から 2ヶ月で GA って、もしかして最速では？

安心して使ってください

※GA = Generally Available

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AWS IoT は ...MQTT(S)以外にも

➢HTTP(S) REST➢MQTT over WebSocket(s)

が、使えるMQTT だけじゃない！ RESTer や Javascripter にも優しいシステム

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AWS IoT は ...

Binary を扱うことができるJSON だけじゃなく、 non-ASCII な byte stream でも OK なんです

※ 注 ;

- AWS IoTへの入出力が JSON を期待しているサービスもあるので注意そう、 Thing Shadow とか AWS Lambda とかね。

- 調子に乗って大きいペイロードを送ると“ 128KB/ 送信” の制限に引っかかるぞ、気をつけよう

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本セッションは

ぷらっとホームIoT サービス部

松下 / ma2shitaが、お送りしました

※ この後のお声がけお気軽にどうぞ！お待ちしております！ 59

糸冬

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