FIWARE プラットフォームから IoT への接続を解説したスライドです。

1. FIWARE Connecting to IoT (IoT への接続)
Daniel Calvo
IoE Lab. ATOS Research & Innovation
daniel.calvo@atos.net
@danicalvoalonso
(Translated into Japanese by Kazuhito Suda k@fisuda.jp)

2. 1
IoT への接続
FIWARE
IoT Agents
実装例
OPC-UA
独自の
IoT Agent の作成

3. IoT への接続
2

4. IoT とは何ですか?
3
“インターネットはユビキタス・センサを介して
物理世界に接続されています。”
“センサー技術により、
人間が入力したデータの制限なしに、
コンピュータが世界を観察し、識別し、
理解することが可能になります”
Kevin Ashton
Coiner of the term IoT in 1999

5. IoT とは何ですか?
4
https://atos.net/content/mini-sites/journey-2020/index.html
ハイパーコネクトされた人、デバイス、センサー、マシン、仮想の存在は、
2020年までに貴重なデータの海を常に交換していきます

6. どの要素が IoT の一部ですか?
5
ユーザ
アプリケーション
IoT プラットフォーム
通信
デイバス

7. IoT の相互運用性 ? それでも $1,000,000 の質問
6

8. FIWARE Smart*: ローカル・エコシステムの成長エンジン
7
デバイス Nデバイス 1 デバイス 2
スマートシティ / 官庁 / 市民
通信 N通信 1 通信 2
新システム M
コンテキスト・データ・エコシステム
IoT Agent 1 IoT Agent 2 IoT Agent N IoT Agent M

9. FIWARE Smart*:ローカル・エコシステムの成長エンジン
 より高い効率
• 共有ネットワーク
• クラウド
 全体的なビジネスを強化
• クロス・バーティカルのアイデアとサービス
• 新しいプレイヤー
• データ・サイエンティスト
• 開発者
• 新しいプロトコルとデバイスの統合を容易にする
8

10. FIWARE IoT Stack
IoT デバイス
通信
サウス・バウンド API
IoT Agents
ノース・バウンド API
Context broker
9

11. FIWARE IoT Agents
10

12. IoT 通信プロトコル
11
Range
Speed
< 3m < 5km < 100km
bps
Kbps
Mbps

13. IoT デバイス: 制約されたノード
12
ARM Cortex-M3 32 MHz
~MB Flash, ~KB RAM
ZigBee, GRPS, IEEE 802.15.4
Low power consumption
mode
Contiki OS, FreeRTOS, RIOT

14. IoT Agents: IoTプロトコルをFIWAREに接続
13
アプリケーション
トランスポート層
単純化した OSI
ネットワーク層
データリンク層
物理層
CoAP
802.15.4
UDP
IoT デバイス
IPv6, RPL
6LoWPAN
App プロトコル
IoT Agent
TCP
CONTEXT BROKER
IPv4
HTTP
NGSI /REST
1000s of bytes
10/100s of bytes

15. IoT Agents: IoTプロトコルをFIWAREに接続
14
アプリケーション
トランスポート層
単純化した OSI
ネットワーク層
データリンク層
物理層
CoAP
802.15.4
UDP
IoT デバイス
IPv6, RPL
6LoWPAN
App プロトコル
IoT Agent
802.15.4
UDP
IPv6, RPL
6LoWPAN
IPv4
TCP
CoAP
App プロトコル
HTTP
NGSI/REST
TCP
CONTEXT BROKER
IPv4
HTTP
NGSI /REST
1000s of bytes
10/100s of bytes

16. IoT Agents の機能
15
IoT Agent
IoT Agent Lib
Agent Ad-hoc
Context broker
IoT デバイス
外部システム

17. IoT Agents の機能
16
IoT Agent
IoT Agent Lib
Agent Ad-hoc
Context broker
IoT デバイス
外部システム
1. IoT Agent が デバイスを登録
1.

18. IoT Agents の機能
17
IoT Agent
IoT Agent Lib
Agent Ad-hoc
Context broker
IoT デバイス
外部システム
1. IoT Agent が デバイスを登録
2. デバイスが情報の更新を送信
1.
2.

19. IoT Agents の機能
18
IoT Agent
IoT Agent Lib
Agent Ad-hoc
Context broker
IoT デバイス
外部システム
1. IoT Agent が デバイスを登録
2. デバイスが情報の更新を送信
3. IoT Agent が NGSI リクエストを送信
1.
2.
3.

20. IoT Agents の機能
19
IoT Agent
IoT Agent Lib
Agent Ad-hoc
Context broker
IoT デバイス
外部システム
1. IoT Agent が デバイスを登録
2. デバイスが情報の更新を送信
3. IoT Agent が NGSI リクエストを送信
4. 外部システムが CB データを変更
1.
2.
3.
4.

21. IoT Agents の機能
20
IoT Agent
IoT Agent Lib
Agent Ad-hoc
Context broker
IoT デバイス
外部システム
1. IoT Agent が デバイスを登録
2. デバイスが情報の更新を送信
3. IoT Agent が NGSI リクエストを送信
4. 外部システムが CB データを変更
5. Context broker はデバイスの値を更新
1.
2.
3.
4.
5.

22. IoT Agents の機能
21
IoT Agent
IoT Agent Lib
Agent Ad-hoc
Context broker
IoT デバイス
外部システム
1. IoT Agent が デバイスを登録
2. デバイスが情報の更新を送信
3. IoT Agent が NGSI リクエストを送信
4. 外部システムが CB データを変更
5. Context broker はデバイスの値を更新
6. デバイスはコマンドを受信
1.
2.
3.
4.
5.
6.

23. IoT Agents の機能
22
IoT Agent
IoT Agent Lib
Agent Ad-hoc
Context broker
IoT デバイス
外部システム
1. IoT Agent が デバイスを登録
2. デバイスが情報の更新を送信
3. IoT Agent が NGSI リクエストを送信
4. 外部システムが CB データを変更
5. Context broker はデバイスの値を更新
6. デバイスはコマンドを受信
1.
2.
3.
4.
5.
6.
NGSI
IoT
Comm

24. IoT Agents:デバイスから NGSI へのマッピング
 各 IoT デバイスは CB エンティティにマップされます
 各 IoT リソースは CB 属性にマップされます
23
• devID0001
• remoteType
エンティティ
• temperature
• float
• 25.4
属性
• heartRate
• integer
• 80
属性

25. IoT Agents: アクティブ属性
24
http://www.smartdubai.ae

26. IoT Agents: アクティブ属性
25
IoT Agent
IoT Agent Lib
Agent Ad-hoc
Context broker
IoT デバイス
外部システム
1.
2.
3.
NGSI
IoT
Comm
1. デバイスが情報の更新を送信
2. IoT Agent が NGSI リクエストを送信
3. CB が外部システムに通知 または、
外部システムが CB データをクエリ照会
 エネルギー消費を削減するためにデバイ
スがスリープする可能性があります

27. IoT Agents: 遅延属性 (lazy attributes)
26

28. IoT Agents: 遅延属性
27
IoT Agent
IoT Agent Lib
Agent Ad-hoc
Context broker
IoT デバイス
外部システム
1. 外部システムが CB をクエリ
2. CB は IoT Agent をコンテキスト・プロ
バイダとしてクエリ
3. IoT Agent はデバイスをクエリ
 デバイスがクエリをリッスンしている可
能性があります。
3.
1.
4.
NGSI
IoT
Comm
2. 5.

29. IoT Agents: コマンド
28
https://atmelcorporation.files.wordpress.com

30. IoT Agents: コマンド
29
IoT Agent
IoT Agent Lib
Agent Ad-hoc
Context broker
IoT デバイス
外部システム
1. 外部システムはCBに属性を設定
2. CB はコンテキスト・プロバイダとして
IoT Agent 内のコンテキストを更新
3. IoT Agent は PENDING で応答
4. IoT Agent がデバイスにコマンドを送信
5. デバイスはコマンド結果で応答
6. IoT Agent は CB 内のコンテキストを更新
4.
1.
5.
NGSI
IoT
Comm
2. 3. 6.

31. 利用可能な IoT Agents: Ultralight 2.0
30
アプリケーション
トランスポート層
単純化した OSI
ネットワーク層
データリンク層
物理層
MQTT / HTTP
TCP
IoT デバイス
ULTRALIGHT
IoT Agent
TCP
IPv4
TCP
MQTT / HTTP
ULTRALIGHT
HTTP
NGSI/REST
TCP
CONTEXT BROKER
IPv4
HTTP
NGSI /REST

32. 利用可能な IoT Agents: Ultralight 2.0
 測定のペイロード構文
• temperature | 15 | position | up
 遅延属性をサポートしない
 https://github.com/Fiware/iot.IoTagent-UL
 以下には不適当です:
• 本当に制約のあるデバイス
• 低電力および損失のあるネットワーク (LLNs : Low-Power and Lossy Networks)
 短いテキストメッセージに基づくデータモデル
31

33. 利用可能な IoT Agents: JSON
32
アプリケーション
トランスポート層
単純化した OSI
ネットワーク層
リンク層
物理層
MQTT / HTTP
TCP
IoT デバイス
JSON
IoT Agent
TCP
IPv4
TCP
MQTT / HTTP
JSON
HTTP
NGSI/REST
TCP
CONTEXT BROKER
IPv4
HTTP
NGSI /REST

34. 利用可能な IoT Agents: JSON
 測定のペイロード構文
• {“temperature”: 40.2, “position”: “left”}
 遅延属性をサポートしない
 https://github.com/Fiware/iot.IoTagent-JSON
 以下には不適当です:
• 本当に制約のあるデバイス
• 低電力および損失のあるネットワーク
(LLNs : Low-Power and Lossy Networks)
 JSON 標準オブジェクトに基づくデータモデル
33

35. 利用可能な IoT Agents: OMA Lightweight M2M
34
http://openmobilealliance.org

36. 利用可能な IoT Agents: OMA Lightweight M2M
35
アプリケーション
トランスポート層
単純化した OSI
ネットワーク層
データリンク層
物理層
DTLS / CoAP
UDP
IoT デバイス
LWM2M
IoT Agent
UDP
IPv4
TCP
DTLS / CoAP
LWM2M
HTTP
NGSI/REST
TCP
CONTEXT BROKER
IPv4
HTTP
NGSI /REST

37. 利用可能な IoT Agents: OMA Lightweight M2M
 オブジェクト・モデル
• オブジェクトとリソースの階層に基づく (例: /1/12/3)
• OMA レジストリ
 https://github.com/Fiware/iot.IoTagent-LWM2M
 以下には不適当です:
• 本当に制約のあるデバイス
• 低電力および損失のあるネットワーク (LLNs : Low-Power and Lossy Networks)
36

38. 利用可能な IoT Agents: OPC-UA
37

39. 利用可能な IoT Agents: LoRaWAN
38

40. 始めるには... まず、フレイバーを選択!!
39

41.  https://fiware-iot-stack.readthedocs.io/en/latest/device_gateway/index.html
 https://github.com/Fiware/iot.IoTagent-node-lib
 https://github.com/Fiware/iot.IoTagent-UL
 https://github.com/Fiware/iot.IoTagent-JSON
 https://github.com/Fiware/iot.IoTagent-LWM2M
始めるには… 次に、ドキュメントと要件
40

42. 始めるには… 最後に、node/npm か docker?
41

43. Thank you!
http://fiware.org
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Daniel Calvo
IoE Lab. ATOS Research &
Innovation
daniel.calvo@atos.net