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IoT GatewayとNode-REDの美味しい関係 - OpenBlocks IoTへのNode-REDの実装 -
- 1. IoT Gateway と Node-RED の 美味しい関係 --- IoT GatewayへのNode-REDの実装 --- 民田雅人 ぷらっとホーム株式会社 2019-07-18 Node-RED Con Tokyo 2019
- 2. ぷらっとホーム株式会社 自社開発コンピュータ 「OpenBlocks® 」 「OpenBlocks® 」はLinuxを採用した手のひらサイズの小型サーバーで、 耐熱・耐塵設計に加え超低消費電力であるなど、常時稼働を求められる 用途に最適な仕様を備えています。IoTゲートウェイ用途に最適な 「OpenBlocks® IoT Family」、各種ネットワークサーバー用途のほか、ア プライアンスのベース製品として利用される「OpenBlocks® A Family」、マ イクロサーバーをベースハードウェアとして、各種サービスを予め設定し、 すぐに運用開始できるようにしたアプライアンス製品「EasyBlocks」を提供 しております 2 ■ 本社 (外観) 〒102-0073 東京都千代田区九段北4-1-3 日本ビルディング九段別館3F/4F TEL:03-3221-3200 FAX:03-3221-3733 設立 1993年3月23日 資本金 11億9,760万円 (2019年3月31日現在) 売上高 11億837万円 (2019年3月期) 従業員数 39名 (2019年3月31日現在) 株式公開区分 東京証券取引所第二部
- 3. みんみんって？ ● みんみん / 民田 雅人(みんだまさと) ○ ぷらっとホーム株式会社 (2015年1月〜 ) ○ OpenBlocks® IoT Familyに関わる IoTサービスなんかをやってます ● UNIXとの付き合いはとても古い ○ 古のものでは4.1 BSD (VAX 750)とか ■ もちろん当時は単なるユーザーです。管理者ではありませんよ ○ 20年程前には証券取引で当時日本で最大級のSSLトラフィックを発生する サーバーを運用していたとか ○ DNSとかも色々やってました ● Node-REDとの付き合い ○ ぷらっとホームに来てから少しづつ使うようになりました 3
- 4. IoT Gateway としての OpenBlocks® IoT Family 4
- 5. ハードウェア開発のみならず、 OSおよびランタイムを全て 自社でサポートし、常に最新のセキュリティパッチを提供 2015年2月 OpenBlocks® IoT Family BX1 リリース 以降、IoT分野に特化した機器と機能を提供 OpenBlocks® Familyの歴史 5 OpenBlocks® IoT Family 2015 OpenBlocks® IoT BX1, EX1 OpenBlocks® A Family 2001 2000 OpenBlocks 2003 OpenBlocks 266 2007 OpenBlocks 266R OpenBlocksS OpenBlocksR 2005 OpenMicroServer 2011 EasyBlocks 2009 OpenBlocks 600 2010 OpenBlocks 600D 2012 OpenBlocks AX3, A6 OpenBlocks® 600 Family 2012 EasyBlocks Enterprise Webフィルタリング向け Proxyモデル Webキャッシング向け Proxyモデル 2017 OpenBlocks® IoT VX2
- 7. OpenBlocks® IoT VX2 ハードウェア ● CPU: 1.33GHz 2 Core 64bit (Intel Atom® E3805 組込向け長期供給サポート) ● メモリ 2GB / ストレージ 32GB eMMC ● ファンレス半密閉構造 IP40 ● 耐環境性能 -20～+60℃ カバー部は強度と耐熱性能に優れたポリカーボネート ● 小型軽量 WxDxH(mm) 91.9x114.8x25 160g ● 標準インタフェース 1GbpsLAN x 2 / WLAN / USB 3.0 / BT 4.0 / RS-485 ● 通信モジュール (オプション) LTE/3G モデム(docomo / KDDI / SoftBank / 地域BWA) EnOcean / Wi-SUN / LoRaWAN(ノード) 7
- 8. OpenBlocks® IoT ソフトウェア Webブラウザ経由での ネットワーク設定 センサーとの接続 各種IoTサービスとのデータ連携 OpenBlocks® のメンテナンス etc... 8
- 9. OpenBlocks® IoT Familyが提供する機能 ● OpenBlocks® IoT Gateway Firmware / FW3 ○ WEB UIによるシステムコントロール ○ PDHMS (Plathome Data Handring Module System) ○ Docker管理 (VX2のみ) / Microsoft Azure IoT Edge管理 (VX2のみ) ○ マイクロサービス構造による容易なカスタマイズ ● ハードウェア長期サポートサブスクリプション ● ソフトウェア長期サポートサブスクリプション ● セキュリティ機能 ● ゲートウェイ遠隔管理システム AirManage2™ ● IoT Data伝送SaaS AirManage2™ Transfer (太字は本プレゼンでのポイント)9
- 10. OpenBlocks® IoT Family (OBSIoT) 機能簡易比較表 10 VX2 EX1 BX Family CPU 64bit (1.33GHz x 2) 32bit (500MHz x 2) 32bit (500MHz x 2) メモリ 2 GB 1 GB 1 GB ストレージ 32 GB 4 GB 4 GB Wi-Fi 有 有 有 Bluetooth 有 有 有 Ethernet 2 1 無し or 1 通信I/F オプション オプション 内蔵 or PoE Docker 有 無 無 Node-RED 有 有 有
- 12. OBSIoT標準サポートのセンサー OBSIoTでは、サポートしている センサーならプログラミング不要 でセンシングデータを扱える EnOcean, BLE Beacon 等 (BLE: Bluetooth Low Energy) 12 OMRON環境センサーの例 { "deviceId": "d11397e0d126", "memo": "OMRON Env Sensor", "time": "2016-10-14T09:27:52.278+09:00", "humidity": 38.7, "temperature": 25.42, "light": 114, "uvi": 0.02, "pressure": 1018.1, "noise": 38.17, "discomfortIndex": 71.09, "heatstroke": 20.05, "battery": 2917 }
- 13. EnOcean あけしめセンサーの場合 13 { "deviceId": "04000A1B", "time": "2016-03-14T16:16:52.525+09:00", "contact": 0, "EEP": "D50001", "memo": "Contacts and Switches", "rssi": -65, "repeater_count": 1 } deviceId センサー個別のID time データ取得日時 (ISO 8601拡張形式) contact 開閉ステータス (0: オープン 、1: クローズ) EEP EnOcean プロファイル memo メモ (WEB UI にて設定) rssi 受信信号強度 repeater_count リピータ経由数
- 17. ● PD Handler ○ デバイスからのデータを受け取るサービス。必要に応じて適正なフォーマット に変換する(PD Handler UART、PD Handler BLE等複数あり) ● PD Repeater ○ クラウドサービス等とデータやメッセージを送受するサービス ● PD Agent ○ PD Repeater を介しクラウドから制御メッセージを受け設定されたシェルスク リプト等を動かすサービス ● PD Broker ○ データもしくは制御メッセージを 複数のサービスに分配するサービス OBSIoTのFWはマイクロサービス構造を採用 17 これらのサービスが独立したプログラムとして動作
- 18. PD Repeater がサポートする接続先 PD Repeater は多くのIoTサービスに対応 ● 本体内(lo)宛を除き、同時に最大4つの送受信 先を選択可 ● 「使用する」を選ぶと、各サービス向けの設定メ ニューが表示される 18
- 19. OBSIoTでのセンサーデータの流れ 19 OBSIoTでは各サービス間は UNIX ドメインソケットで通信する OBSIoT の Node-RED はどうするの？ PD Repeater 各種 センサー BLE UART EnOcean 等 PD Handler UNIX ドメイン ソケット ネット ワーク 各種 IoT サービス OBSIoT 内部 センサーデータをIoTサービスにデータを送るもっとも簡単な例
- 20. OBSIoT では Node-RED も UNIX ドメインソケット OBSIoT では、Node-REDもUNIXドメインソケット経由で 通信を行い、OBSIoTの各種サービスと親和性の高い融 合を行なっている ちなみに OBSIoT オリジナル版のノード 20 OBSIoTのNode-REDのパレット UNIX ドメインソケットからの読み込み UNIX ドメインソケットへの書き込み
- 21. Node-REDを加えたデータの流れ ● PD Repeater の出力先をドメインソケットに指定 ● Node-REDのipc-inで、デバイスデータを取得 ● データを加工後改めてipc-outで PD Repeaterに返す Node-REDでのデータ加工が自由自在になる 21 PD Repeater デバイス PD Handler 各種 IoT サービス Node-RED
- 22. OpenBlocks® IoT で Node-REDを使う場合 Node-REDのインストールが必要 $ npm install -g --unsafe-perm node-red 22 ここで「Node-RED」を選ぶ 標準インストールでは無いのは、 BX / EX のストレージ節約の為 (開発環境も同時インストール) では無く、WEB UI の「メンテナンス」→「機能拡張」からインストール
- 23. ● 未サポートのセンサーを扱える ○ 未サポートのEnOceanデバイスや、UARTデバイス、BLEのブロードキャスト データから、Node-REDで加工して必要なデータを取り出す ○ Node-RED UG勉強会2018年末LTパーティ で発表した IoTテーブルサッカー で、ゴールの判断に使った照度センサーは未サポート ○ BLEのブロードキャストデータがHEX文字列で出力されるので、Node-REDで デコードしてIoTサービスへ送信 ● 自由自在にデータ加工 ○ 複合センサーから特定の値だけを送るとか ○ 秒間10個のデータを、delayノードで秒間1個にするとか ○ 同じデータを5回ずつ送るとか Node-RED が IoT Gateway のサービスに加わると 23
- 24. データを減らす その1 1メッセージのデータ量を減らす 24 元のデータ { "deviceId": "d11397e0d126", "memo": "OMRON Env Sensor", "time": "2016-10-14T09:27:52.278+09:00", "humidity": 38.7, "temperature": 25.42, "light": 114, "uvi": 0.02, "pressure": 1018.1, "noise": 38.17, "discomfortIndex": 71.09, "heatstroke": 20.05, "battery": 2917 } 変更後のデータ { "deviceId": "d11397e0d126", "time": "2016-10-14T09:27:52.278+09:00", "temperature": 25.42, "humidity": 38.7, "pressure": 1018.1 }
- 25. データを減らす その1 1メッセージのデータ量を減らす (続き) 25 ● ipc-in から受けたデータを加工する(JSONとし て扱う)場合、必ず json 変換が必要 ● 削除の他にも、キーの変更等も簡単 ○ 温度のキーは "temp"しか受け付けないよ うな場合 "payload.temperature" → "payload.temp" に変換するなど Changeノードでサクっと削る
- 28. ところで 28
- 29. PD Repeater を二重に通ってるのは… PD Handlerから直接 Node-RED へ繋げられたら良さそう ん？これって無駄じゃね？ 29 PD Repeater デバイス PD Handler 各種 IoT サービス Node-RED
- 31. ちゃんとサポートしてます (続き) 31 PD Repeater デバイス PD Handler 各種 IoT サービス Node-RED ● PD Handler から直接 Node-RED にデータを送り、Node-RED から PD Repeater に戻すことで、スループットの向上が期待できる ● ただし WEB UI のメニュー設定だけでは直接変更出来無い… ○ PD Repeater はメニュー設定で、複数の送信先を指定できる ○ PD Handler の送信先を変更するメニューは用意していない ● WEB UI の「ユーザー定義コンフィグ」機能を利用する ○ 通信に使う UNIX ドメインソケットを直接指定する
- 32. これだけではありません 32
- 34. IoT Gateway と Node-RED でお手軽にIoTデモ 34 簡単かつ確実なデモが実現 node-red-dashboardって本当に便利ですね～ BLE HTTP (BLE : Bluetooth Low Energy)
- 35. Open Source Summit Japan 2019 でデモってま〜す 35
- 37. おまけ 最近つくづく思うこと Node-RED は IoT 時代の電子ブロック だよね 37