Mit LoRaWAN und Serverless Technology zur eigenen Smart Office Lösung

Die Stadt Rosenheim ist auf dem Weg zur Smart City mit zahlreichen bereits umgesetzten Use Cases im kommunalen Bereich. Mit der Eröffnung unseres neuen Büros in Zeiten der Pandemie sahen wir den Bedarf und die Gelegenheit für eine moderne Raumklima-Überwachung unter Verwendung der lokalen LoRaWAN Infrastruktur. Dieser Vortrag berichtet wie wir in sehr kurzer Zeit eine eigene Smart-Office Lösung umgesetzt haben. Wir beschreiben die konzeptionelle Architektur und zeigen die wesentlichen Bestandteile des komplett Event-getriebenen Serverless Backends auf Basis verschiedener Dienste der Google Cloud.

Transcript

1. Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-O ff i ce-Lösung building IoT, 24. März 2021 @LeanderReimer #qaware #CloudNativeNerd Dev
2. Mario-Leander Reimer Principal Software Architect @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware https://lreimer.github.io
3. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware 2019 3
5. https://www.ovb-online.de/rosenheim/rosenheim-stadt/rosenheimer-fassadenpreis-alten-industriebau-13784656.html https://www.ovb-online.de/rosenheim/rosenheim-stadt/offenen-denkmals-einblicke-alte-papierfabrik-rosenheim-12987260.html
6. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware smartcity-rosenheim.de 6 Netzbetreiber (Internet, TV, Telefon) Überwachung von Funktionsgebäuden Die Bienenstockwaage Füllstandsorientierte Containerleerung Zählerfernauslesung Überwachung von Gebäuden
7. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware QAware O ffi ce Use Cases • Überwachung des Raumklimas (Temperatur, CO2) für unsere Besprechungsräume • Temperatur- und Lichtüberwachung im Serverraum • Überwachung des Geräuschpegel im Großraumbüro • Live Belegungsplan für die Shared Desks 7
8. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware 2020 8
9. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware Das Team 9 The Developer The Product Owner
10. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware Die Sensoren 10 ELSYS ERS CO2 Raumsensor ELSYS ERS-Desk Bewegungsmelder ELSYS ERS Sound Geräuschpegelsensor • Temperatur • Luftfeuchtigkeit • Bewegung (PIR) • Licht • Geräuschpegel • Temperatur • Luftfeuchtigkeit • Bewegung (PIR) • Licht • CO2 Level • Temperatur • Luftfeuchtigkeit • Bewegung (PIR) • Licht • Belegungszustand
11. Bild: pavlinec – gettyimages.de
12. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware –Werner Vogels, CTO, Amazon „Kein Server ist einfacher zu verwalten, als kein Server!“ 12
13. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware 13 Serverless computing refers to a new model of cloud native computing, enabled by architectures that do not require server management to build and run applications. It leverages a fi ner-grained deployment model where applications, bundled as one or more functions, are uploaded to a platform and then executed, scaled, and billed in response to the exact demand needed at the moment. https://landscape.cncf.io/
14. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware 14 Functions are the preferred Programming Model for Serverless Applications and Event-driven Architectures
15. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware 15
16. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware 16
17. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware 17
18. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware Beispiel: Receiver Function 18 const functions = require('firebase-functions') const admin = require('firebase-admin') admin.initializeApp(functions.config().firebase) exports.receive = functions.https.onRequest((request, response) => { if (request.method !== 'POST') { return response.status(405).end(); } if (request.get('content-type') !== 'application/json') { return response.status(415).end(); } const data = request.rawBody; const json = JSON.parse(data.toString()); json.data = decodePayload(hexToBytes(json.data)); admin.firestore().collection('raw-device-data') .add(json) .then(() => console.info('Added raw device data')); return response.status(200).end(); });
19. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware Beispiel: Cloud IoT Core mit MQTT.fx 19 $ export PROJECT_ID=`gcloud config get-value core/project` $ export REGION=`gcloud config get-value compute/region` # create a Cloud IoT Core registry $ gcloud pubsub topic create device-state $ gcloud pubsub topic create device-telemetry $ gcloud iot registries create iot-registry --project=$PROJECT_ID --region=$REGION \ --enable-mqtt-config --no-enable-http-config \ --state-pubsub-topic=device-state --event-notification-config=topic=device-telemetry # generate RSA key pair for IoT device $ openssl genpkey -algorithm RSA -out rsa_private.pem -pkeyopt rsa_keygen_bits:2048 $ openssl rsa -in rsa_private.pem -pubout -out rsa_public.pem $ openssl pkcs8 -topk8 -inform PEM -outform PEM -nocrypt -in rsa_private.pem -out rsa_private.pkcs8 # create a device for the MQTT.fx client $ gcloud iot devices create mqtt.fx --project=$PROJECT_ID --region=$REGION \ --registry=iot-registry --public-key path=rsa_public.pem,type=rsa-pem # send commands to device and subfolder via MQTT $ gcloud iot devices commands send --region=$REGION --registry=iot-registry --device=mqtt.fx \ --command-data=HIGH --subfolder=co2 $ gcloud iot devices commands send --region=$REGION --registry=iot-registry --device=mqtt.fx \ --command-data=HIGH —subfolder=temp
20. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware Die Klo-Ampel • Raspberry Pi Zero W Starter Kit • Feob Powerbank 24800mAh • blink(1) mk3 LED • Go Application als MQTT Client 20
21. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware Weitere Ideen und Schritte • Nutzung von The Things Network im O ff i ce München • Nutzung von AWS IoT Core for LoRaWan • Nutzung eines API Gateways um Funktionen zu veröffentlichen • Entwicklung von Client Apps (Desktop, Mobile) zur Status Anzeige • Implementierung auf AWS und Azure als Technologie-Vergleich 21
22. Mario-Leander Reimer Principal Software Architect, QAware GmbH mario-leander.reimer@qaware.de https://www.qaware.de https://speakerdeck.com/lreimer/ https://github.com/lreimer/ &