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Amazon FreeRTOSを用いた量産向けIoTマイコンデバイス開発プロトタイピング
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2.
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3.
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4.
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5.
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AWS IoT Device SDK IoT Core IoT Device Management IoT Device Defender IoT Things Graph IoT Analytics IoT SiteWise IoT Events 2 1
6.
オンプレミス、EC2+ミドルウェア 、マネージドサービスの⽐較 電源、ネットワーク ラック導入管理 サーバメンテナンス OSのパッチ ミドルウェアのパッチ バックアップ スケーラビリティ 可用性 ミドルウェアの導入 OSの導入 アプリからの利用 オンプレミス ミドルウェアon
EC2 AWS IoT, RDS等 マネージドサービス お客様がご担当する作業 AWSが提供するマネージド機能 電源、ネットワーク ラック導入管理 サーバメンテナンス OSのパッチ ミドルウェアのパッチ バックアップ スケーラビリティ 可用性 ミドルウェアの導入 OSの導入 アプリからの利用 電源、ネットワーク ラック導入管理 サーバメンテナンス OSのパッチ ミドルウェアのパッチ バックアップ スケーラビリティ 可用性 ミドルウェアの導入 OSの導入 アプリからの利用
7.
IoTに求められる機能要件 モニタリング 状態監視・実績把握 予測・分析 故障予測・異常パターン検知・マーケティング 分析 モバイル/API連携 スマートデバイス/API連携 遠隔制御 家電制御・ファームアップ
8.
本ハンズオンで利用するAWS IoTサービス IoT Greengrass Amazon
FreeRTOS AWS IoT Device SDK IoT Core IoT Device Management IoT Device Defender IoT Things Graph IoT Analytics IoT SiteWise IoT Events 2 1
9.
© 2018, Amazon
Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Amazon FreeRTOSを利用するデバイス そ の 他 も ロ ボ テ ィ ッ ク ス 医 療 機 器 ス マ ー ト ホ ー ム ス マ ー ト デ バ イ ス 油 圧 セ ン サ ー フ ィ ッ ト ネ ス ト ラ ッ カ ー ス マ ー ト メ ー タ ー 洗 濯 機 自 動 車 ス マ ー ト キ ー エ ア コ ン
10.
© 2018, Amazon
Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. マイクロコントローラー向け No.1 リアルタイムOSがベース • 14年間にわたり広く配布された信頼性 • 40以上のアーキテクチャでサポート • 広範なエコシステム • フリーでオープンソース • バージョンは、10 • MIT オープンソース・ライセンス • ストリームとメッセージバッファによるプロセス間通信 (IPC)機能 Amazon FreeRTOS
11.
© 2018, Amazon
Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. クラウド接続用のライブラリ • AWS IoT コアへの接続 • MQTT Pub/Sub メッセージング • デバイス シャドウのサポート • IoT用マイクロコントローラーを 活用するための最速の手段 AWS IoT Core
12.
© 2018, Amazon
Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. セキュリティライブラリ • TLSを使ったセキュア・ソケット • 証明書ベースの認証 • オープン ネットワークポート無し • 信頼できるコードのみを実行 • デフォルト状態から安全
13.
MQTT over BLE •
BLE デバイスをiOS/Android をプロ キシとして AWS IoT に接続 • 新しい MQTT Agent が BLE と TCP をサポート • iOS と Android SDK がプロキシライ ブラリを提供 • Amazon Cognito がプロキシと AWS IoT 間の認証を行う • Shadow, Device Defender, OTA の 機能も BLE 経由で利用可能 https://docs.aws.amazon.com/ja_jp/freertos/latest/userguide/ble-demo.html#ble-demo-mqtt
14.
Wi-Fi Provisioning over
BLE • Wi-Fi の Credential を モバイルデバ イスを使って BLE で設定 • 複数のネットワークの設定、優先順 位付け、追加、削除が可能 • BLE Secure Connections をサポート (BLE 4.2 以上) https://docs.aws.amazon.com/ja_jp/freertos/latest/userguide/ble-demo.html#ble-demo-wifi
15.
© 2018, Amazon
Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Hardware Partners Amazon FreeRTOS – ハードウエアパートナー
16.
© 2018, Amazon
Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. ローカル接続用のライブラリ • AWS Greengrass(エッジゲートウェイ)とのローカル通 信、Wi-Fiスタック • Wi-Fi管理ライブラリ Wi-Fi機能の抽象レイヤーを実装 • クラウドへの接続が無くても、 コミュニケーションとデータ収集を継続 • 多くのネットワークトポロジと ユースケースのサポート AWS Greengrass
17.
© 2018, Amazon
Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. Over-the-Airファームウェアアップデート • 新しいファームウェアイメージのコード署名 • MQTTを使用してデバイスにアップデートを配布 • デバイスの署名の検証 • シンプルなグループの管理 • メモリ効率のよいアップデート・クライアント
18.
本ハンズオンで利用するAWS IoTサービス IoT Greengrass Amazon
FreeRTOS AWS IoT Device SDK IoT Core IoT Device Management IoT Device Defender IoT Things Graph IoT Analytics IoT SiteWise IoT Events 2 1
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AWS IoT :
2つの利⽤⽤途 データ収集 数⼗万規模のデバイスからのデー タ収集 リモート制御 遠隔にあるデバイスをクラウドを 介してコントロール 使⽤例 デバイスのデータの可視化 故障予測・異常検知 ファームアップ リモート機器制御
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© 2018, Amazon
Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. デバイスをAWSクラウドや 他のデバイスに 安全に接続する データを基に推論を⾏うため のAWSの各種サービス (Analytics、データベース、 AIなど)との完全な統合 接続されたデバイスから のデータに基づいて、 ルーティング、処理、 実⾏を⾏う 安全なデバイス接続とメッセージング AWS IoT コア AWS IoT Coreは、IoTデバイスを簡単かつ、安全に クラウドアプリケーションや他のデバイスと 通信できるようにするマネージドサービスです。 デバイスがオフラインで あっても、アプリケーショ ンがデバイスと対話できる ようにする
21.
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22.
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23.
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Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved. AWS IoT証明書による:セキュリティ管理 クラウド側で予め証明書とpolicyを紐づける デバイス側はAWS IoTに証明書を用いて接続 挙動の正当性はクラウド側がpolicyに従い判定をおこなう private.key public.key ceritificate.key { effect: allow action:[iot:connect, iot:publish] resource :[data/send] },{ effect: deny action:[iot:subscribe] resource:[*] } 証明書のみでpolicyを 推測することはできない 当該証明書のアクション を評価 policy 証明書 active /in-active status 証明書 statusの確認
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MQTTの通信方式 Publisher Broker Topic: sensor/temp Subscriber Subscriber publish subscribe Brokerはpublisherからのメッセージを受取り、topicへ向けて通信を送ることで当該 topicを受信しているSubscriberはメッセージを受信できる。 IoT rule オペレータ thing Subscribeは常時接続 これによりニアリアルタイムの通信が⾏われる IoT rule
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1. AWS サービス (直接連携可能) ルールエンジン アクション ルールエンジンのアクション AWS Lambda Amazon SNS Amazon SQS Amazon S3 Amazon Kinesis Amazon DynamoDB
Amazon RDS Amazon Redshift Amazon Glacier Amazon EC2 3. 外部のエンドポイント (Lambda and SNSを経由) AWS IoTからAWSサービス/ 外部のエンドポイントの 呼び出しを⾏なう 2. その他のAWS (Amazon Kinesis, AWS Lambda, Amazon S3など のサービスを経由) SELECT * FROM ʻthings/thing-2/colorʼ WHERE color = ʻredʼ
28.
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29.
デバイス シャドウ { "state" :
{ “desired" : { "engine" : "ON" }, "reported" : { "engine" : ”OFF" }, "delta" : { "engine" : ”ON" } }, "version" : 10 } Thing 現状ステータスをシャドウに通知 シャドウから要求されるステータスを取得 Mobile App デバイスに対して変更したいステータスをセット 最新の通知されたステータスを取得 シャドウの削除 Shadow シャドウは、delta, desired 及びreported ステータスをメタデータとバージョンをつけて管理 デバイスの現在の状態情報の保存と取得に使用される JSON ドキュメント
30.
デバイスは現在のステータスをアップデート "engine" : ”OFF” { "state"
: { “desired" : "engine" : ”OFF" }, "reported" : { "engine" : ”OFF" } }, "version" : 10 } SDK:update_shadow MQTT: $aws/things/{thingname}/shadow/update
31.
アプリケーションからエンジンON "engine" : ”ON” { "state"
: { “desired" : { "engine" : ”ON" }, "reported" : { "engine" : ”OFF" } }, "version" : 10 }
32.
deltaが通知される "engine" : "ON” { "state"
: { “desired" : { "engine" : "ON" }, "reported" : { "engine" : ”OFF" }, "delta" : { "engine" : ”ON" } }, "version" : 10 }
33.
最新のステータスにアップデート(deltaは消える) "engine" : "ON” { "state"
: { “desired" : { "engine" : "ON" }, "reported" : { "engine" : ”ON" }, "delta" : { "engine" : ”ON" } }, "version" : 10 }
34.
Thank you!
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