Control(制御） x IoT縛りの勉強会! CIoTLT Vol.3 @ソフトバンク 発表資料。 LonWorksとAWS GreengrassによるIoT鉄道模型の自動運転。

1. エッジ制御によるIoT鉄道模型の自動運転
2019-02-19
山添 知久
- LonWorksとAWS Greengrassによるエッジ制御 -
Vol.3

2. 自己紹介
• 山添 知久 （Tomohisa Yamazoe） @zoe6120
• IoT エンジニア
• IT業界やビルディングオートメーション業界でオープン
技術による機器・設備のIoT化に取り組んでいます。
• (NPO) LonMark JapanでIIoT研究会やっています
• データセンタ機器メーカー、BAデバイスベンダを経て
フリーランス
Control IoTLT vol.3 2
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3. IoT鉄道模型
Control IoTLT vol.3 3
IoT鉄道模型 − スマートビルディングEXPO
https://youtu.be/LsRlSaTsITA

4. システム構成
Control IoTLT vol.3 4
エッジサーバ
• RasPi + AWS Greengrass
Core
• Lambda function :
– 列車のシーケンス制御
Lambda
function
AWS IoT
AWS Greengrass
制御
プログラム
DB
LonWorks 列車コントローラ
• Raspberry Pi + Echelon IzoT SDK
• 列車位置の検出
• PWM電圧制御による列車速度制御
• リレーによるポイント切換
DALI 照明コントローラと連動
ローカルにも制御機能を持たせたい -> 信頼性の向上
エッジ ： 応答性の要する処理
クラウド ： 可視化、ログ保存、データ解析など
SORACOM
Lagoon
LonWorksとAWS Greengrassによる鉄道模型の自動運転

5. システムレイアウト
Control IoTLT vol.3 5
列車コントローラ
列車検出
IoT Gateway
OpenBlocks ＋
SORACOM Air
Greengrass
0-12VDC

6. Greengrass
• Raspberry Pi にGreengrass Core をインストール
• Greengrass Coreはサービス（デーモン）として常
時起動
• Lambdaがデプロイされる
• MQTTでAWS IoTおよびデバイスへ
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列車
コント
ローラ
RasPi
MQTT
Greengrass Core
RasPi
Lambda
function
AWS IoT
デプロイ
MQTT

7. 列車コントローラ部分
• Raspberry Pi にIzoT SDK（LonWorksのSDK）+ AWS IoT SDKをインストール
• Pythonでデバイスプログラム
• GPIO経由で外部ボード制御
• MQTTでGreengrassへ
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IzoT SDK
AWS IoT
SDK
RasPi
ESP32
DevKitC
制御
ボード
UART
PWM
DIO
Photo
Sensor
0~12V
DC
リレー
列車検出
速度制御
ポイント
切換え
MQTT
Greengr
ass Core
RasPi
A/D

8. Greengrassで実装した機能
• Lambda自動運転シーケンス
• 周回
• Position 2: Slow
• Position 1: Fast
• 待機
• Position 1: stop
• Point切換え
• 反転してslow
• Position 0: stop
• 5秒後 slow
• Position 1 Fast
• Point切換え
• 5周走行したら待機
Control IoTLT vol.3 8

9. Greengrassの設定方法
• AWS IoT Greengrass
• Greengrassグループ作成
• Core, Device作成
• Lambdaの指定
• サブスクリプション設定
• デバイス間通信
• デプロイ
• GG coreにLambdaを配置
Control IoTLT vol.3 9
• AWS Lambda
• 永続的な関数として
開発
• AWS IoTで指定
• Greengrass Core
• ラズパイにGreengrass SDK
インストール
• Greengrass coreサービス
の起動
• Lambdaがデプロイされる
• Greengrass デバイス
• AWS IoT SDKインストール
• 任意言語でデバイスプロ
グラム
• SDK機能からGGへMQTT
メッセージ送受信
デプロイ

10. AWS IoT Greengrass コンソール
• サブスクリプション デプロイ
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11. AWS IoT Greengrass Lmbda設定
Control IoTLT vol.3 11
• Greengrass用の追加設定

12. Greengrass CoreにデプロイされたLambda
• デプロイされたLambdaはGreengrass Core配下に存在する。
/greengrass/ggc/deployment/lambda/arn:aws:lambda:<リージョン>:<awsの
ID>:function:<function名>:<バージョン>
直接編集しても動作しました。とりあえずデバッグはできます。
Control IoTLT vol.3 12
例：
pi@raspi
$/greengrass/ggc/deployment/lambda/arn:aws:lambda:ap-
northeast-
1:xxxxxxxxxxxx:function:GGrassIzoTTrain:25/greengrassI
zoTTrain.py

13. SORACOM Lagoon を使ったダッシュボード
Control IoTLT vol.3 13
AWS Greengrass

14. IoT鉄道模型の周回数データの表示
httpリクエストにより Inventory – Harvest 連携してデータ蓄積
SORACOM以外のデータもLagoonへ
Control IoTLT vol.3 14
Lambda
function
OpenBlocks
http post
SORACOM
Harvest
SORACOM
Inventory
SORACOM
Lagoon
AWS Greengrass
RasPi
列車検出センサ +1

15. 3日間の展示会出展結果
• 3日間無事動作
• 電波状況が悪く、ダッシュボードの更新（5分間隔）は度々タイムアウトが発生
• 列車の制御には影響なし
• 周回数
• SORACOM Air 使用料金 ： SIM2枚
• （データ通信費は90%以上がWebアクセスによるもの）
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基本料金 Harvest データ通信 合計
60 15 85 160
1日目 2日目 3日目 合計
1859 2384 1721 5761

16. Control IoTLT vol.3 16

17. エッジ制御まとめ
• メリット：
• 高い応答性 –エッジ（=ローカル）での応答
• 信頼性の向上 – クラウド接続が切れても制御可能
• OTA – AWSからのデプロイでエッジプログラム更新
• 通信費コスト削減 - クラウドとの通信量減
• デメリット：
• 定義・設定項目が多い – サブスクリプション、デバイス定義
• Lambda：デバッグに工数大
• デバイス数増加すると管理工数大
• とは言え、装置に近い場所で現実的なソリューション
• 大規模なシステムには詳細な検討が必要？
Control IoTLT vol.3 17

18. 発表予定
• LonMark Japan 第7回 IIoT研究会
• 2019/3/15(金) @代々木オリンピックセンター
• 1) LonWorksとAWS Greengrassによるエッジ制御の実演
• 2) LonMark最新情報、クラウドとIoTについて
• 3) i.LON700新製品情報
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LonMark Japan:
https://ssl.lmjapan.org
https://www.facebook.com/lonmarkjapan/

19. Thank You!
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