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02B_AWS IoT Core for LoRaWANのご紹介

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02B_AWS IoT Core for LoRaWANのご紹介

  1. 1. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. AWS IoT Core for LoRaWAN アマゾンウェブサービスジャパン株式会社 プロトタイピングSA 飯⽥ 起弘
  2. 2. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. 2 AWS IoT Core for LoRaWAN LoRaWAN® デバイスとゲートウェイをAWSに接続してプライベートなLoRaWANネットワークを構築 AWS IoT Core for LoRaWAN LoRa protocol Cloud-hosted application TCP/IP connection Devices ゲートウェイ (LoRa Basics Stationが動作) • LNS(LoRaWAN Network Server)の開発や オペレーションが不要に • デバイス、アプリケーション間で双⽅向の送受 信が可能 • Gateway-LNS プロトコルとして、オープンソ ースのLoRa Basics™ Station を採⽤ • 対応デバイスは AWS Partner Device Catalog から選択可能 • 利⽤可能なリージョンは、⽶国東部(バージニ ア北部), 欧州(アイルランド)AS923も使⽤ 可能 ※LoRa®、LoRaWAN®、関連するロゴ、および当ウェブサイトで使⽤されるその他の Semtech Corporation. の商標は、⽶国およびその他の国における登録商標または商標です。
  3. 3. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. 3 LoRaを選ぶユースケース * 最⼤値は地域の規制等によって異なります
  4. 4. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. 4 LoRaWAN のアーキテクチャ LoRaWAN specification Network Server 接続性、LoRaWANプロトコル処理、重複排 除 Applications Join Server Network, Applicationサーバーの認証、セッシ ョンキーの⽣成 LoRaWAN Devices LoRaWAN Gateways LoRa Application Server ペイロードの暗号化・復号化 アプリケーションとの統合 UDP / TCP
  5. 5. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. 5 LoRaWANのシステムを導⼊する場合の課題 • Networkサーバー、Joinサーバー、Applicationサーバーの開発・運⽤が必要 • アプリケーションとの統合 • デバイスやゲートウェイのオンボーディング時の⼿間 • スケーラビリティ、新しい地域へのレプリケーション
  6. 6. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. 6 AWS IoT Core for LoRaWAN LoRaWANソリューションの構築・運⽤の⼿間を軽減 • フルマネージド機能であり、LoRaWANサーバーインフラストラクチャの開発・運⽤が不要に • 従量課⾦制で、LoRaWANデバイスの接続と管理のコストを削減 • アプリケーションとのかんたんな統合 • IoTルールを使⽤してペイロードを処理 • IoT Device Management を使⽤してデバイスとゲートウェイを管理 AWS IoT Core for LoRaWAN protocol
  7. 7. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. 7 事例 https://aws.amazon.com/jp/iot/solutions/quext/ https://aws.amazon.com/jp/iot/solutions/compliancemate/ 住宅のテナント向けにスマート サーモスタットとドアロックを接 続することで、建物の安全性を向 上させ、光熱費を削減 スマートビルディング、スマートシティ レストランの冷蔵・冷凍ユニット に温度センサーを設置し、⾷品の 安全を確保し、コンプライアンス に準拠 装置のモニタリング
  8. 8. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. 8 AWS IoT Core for LoRaWAN AWS IoT Core for LoRaWAN アーキテクチャ概要 Network Server (LNS Protocol) 接続性、LoRaWANプロトコル処理、 重複排除 クラウド上に ホストされた アプリケーション Join Server Network, Applicationサーバーの認 証、セッションキーの⽣成 LoRaWAN Gateways LoRa AWS IoT Rule LNS protocol over WebSocket LoRaWAN Devices Binary payload decoder API SendMesageToWirelessDevice Configuration and update server (CUPS protocol) ゲートウェイのプロビジョニング リモート更新 CUPS protocol over HTTPS
  9. 9. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. 9 LoRaWANデバイスからのメッセージの流れ(Uplink) 1. デバイスはAES128でメッセージを暗号化 2. AWS IoT Core for LoRaWANがメッセージを復号化し、Base64でエンコード 3. あらかじめ各デバイスごとに指定した AWS IoTのルール にペイロードが送信される 4. ルールアクションで指定されているサービスにメッセージが送信される(必要に応じてペイロードをデコード) https://docs.aws.amazon.com/iot/latest/developerguide/connect-iot-lorawan-destination-rules.html
  10. 10. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. 10 クラウドからLoRaWANデバイスへのメッセージ送信(Downlink) 1. Lambdaなどから、 SendDataToWirelessDevice API をコールする 2. AWS IoT Core for LoRaWANがメッセージをゲートウェイに転送 https://docs.aws.amazon.com/iot-wireless/2020-11-22/apireference/API_SendDataToWirelessDevice.html POST /wireless-devices/Id/data HTTP/1.1 Content-type: application/json { "PayloadData": "string", "TransmitMode": number, "WirelessMetadata": { "LoRaWAN": { "FPort": number } } } AWS Lambda AWS IoT Core for LoRaWAN LoRaWAN gateway LoRaWAN device 1 2
  11. 11. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. 11 ゲートウェイ • ソフトウェア要件 • LoRa Basics Station 2.0.4+ • セムテックより提供されているOpen Source • CUPS(Configuration and Update Server)のサポート • ゲートウェイの更新、LNSエンドポイント・クレデンシャルの取得 • セキュリティ • TLS1.2 x.509証明書を利⽤した相互認証 • 各ゲートウェイが個別の証明書を利⽤ LoRaWAN Gateways
  12. 12. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. 12 デバイス • LoRa Specification • 1.0.x および 1.1のサポート • アクティベーション • OTAA(Over-The-Air Activation) • AppKeyなどからAppSKey, NwkSKeyを作成 • ABP(Activation By Personalization) • DevAddr、NwkSKey、AppSKeyを使⽤ LoRaWAN Devices
  13. 13. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. デモ
  14. 14. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. 14 デモの概要 1. ボタンの押下をAWS IoT CoreのMQTTトピックで受信 2. 環境センサの状態をCloudWatch Dashboard で可視化 IoT sensor ( Dragino - LHT65 ) Gateway ( TEKTELIC - KONA Micro Gateway ) IoT sensor ( netvox – R711 ) • リージョン︓us-east-1 • Freq. Band: AS923 Button ( netvox - RB02I ) デバイス協力:丸文株式会社 様 AWS IoT Core AWS IoT Core for LoRaWAN protocol payload decoder rule AWS Lambda Device gateway MQTT
  15. 15. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. 15 デモの概要 1. ボタンの押下をAWS IoT CoreのMQTTトピックで受信 2. 環境センサの状態をCloudWatch Dashboard で可視化 IoT sensor ( Dragino - LHT65 ) Gateway ( TEKTELIC - KONA Micro Gateway ) IoT sensor ( netvox – R711 ) • リージョン︓us-east-1 • Freq. Band: AS923 Button ( netvox - RB02I ) デバイス協力:丸文株式会社 様 AWS IoT Core AWS IoT Core for LoRaWAN protocol payload decoder rule AWS Lambda Device gateway MQTT log rule Amazon CloudWatch
  16. 16. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. 16 アーキテクチャ例 https://www.youtube.com/watch?v=eKK0M8iC6l4&t=773s Uplink - ⼟壌の状態を通知する Downlink - 通知間隔を変更する
  17. 17. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. 17 開始⽅法 - AWS Partner Device Catalog から認定済みデバイスやスターターキットを選択 - Developer guideを確認 - Githubの例を確認 - https://github.com/aws-samples/aws-iot-core-lorawan
  18. 18. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. 18 料⾦ LoRaWAN のメッセージング料⾦ メッセージ 10 億件まで: 2.30USD (メッセージ 100 万件あたり) 次のメッセージ 40 億件: 1.50USD (メッセージ 100 万件あたり) メッセージ 50 億件超: 1.20USD (メッセージ 100 万件あたり) LoRaWAN.Uplink - Metered on the number messages (sent by device) LoRaWAN.Downlink - Metered on the number messages (sent by service) LoRaWAN.Join - Metered on the number messages (sent by device) LoRaWAN.UplinkACK - Metered on the number messages (sent by service) LoRaWAN.DownlinkACK - Metered on the number messages (sent by device) https://aws.amazon.com/iot-core/pricing/ ご注意 • 本資料では2021年6⽉9⽇ 時点のサービス内容および価格についてご説明しています。最新の情報はAWS公式ウェブサイト(http://aws.amazon.com)にてご確認ください。 • 資料作成には⼗分注意しておりますが、資料内の価格とAWS公式ウェブサイト記載の価格に相違があった場合、AWS公式ウェブサイトの価格を優先とさせていただきます。 • 価格は税抜表記となっています。⽇本居住者のお客様には別途消費税をご請求させていただきます。
  19. 19. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. 19 料⾦の例 30 ⽇にわたって、LoRaWAN デバイスは 15 分ごとに 1 つのメッセージをAWS IoT Core for LoRaWAN に送信。アプリ ケーションは、デバイスの状態を変更するために、1 ⽇に 2 回デバイスにメッセージを送信。また、デバイスセッションをセ キュアにするため、週に 1 回Joinリクエストを送信。 この場合、料⾦は以下のように計算されます。 アップリンク: メッセージ数: 4 件のメッセージ/時 x 24 時間/⽇ x 30 ⽇ = 2,880 件のメッセージ メッセージの料⾦: 2,880 件のメッセージ x 2.3 USD/1,000,000 メッセージ = 0.006624 USD ダウンリンク: メッセージ数: 2 件のメッセージ/⽇ x 30 ⽇ = 60 件のメッセージ メッセージの料⾦: 60 件のメッセージ x 2.3 USD/1,000,000 メッセージ = 0.000138 USD 参加コスト: メッセージ数: 1 件のメッセージ/週 x 4 週間 = 4 件のメッセージ メッセージの料⾦: 4 件のメッセージ x 2.3 USD/1,000,000 メッセージ = 0.0000092 USD 合計料⾦ 合計メッセージング料⾦ = アップリンクメッセージ料⾦ + ダウンリンクメッセージ料⾦ + 参加メッセージ料⾦ メッセージングの合計料⾦ = 0.0067712 USD 10,000台 が 1ヶ⽉ 利⽤した場合、67.712 USD
  20. 20. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. 20 参考資料 • AWS IoT Core for LoRaWANワークショップ • https://iotwireless.workshop.aws/en/ • サンプルコード • https://github.com/aws-samples/aws-iot-core-lorawan • AWS IoT開発者ポータル • https://aws.amazon.com/jp/local/iot/
  21. 21. © 2021, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. Thank you!

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