クラウドを活用して家電をハックしてみた

クラウドを活用して家電をハックしてみた KMiura(@k_miura_io)

自己紹介 • 三浦耕生(こうき) • Acallのバックエンドエンジニア • JAWS UG名古屋, Cloudflare
Meetup 名古屋運営 • 北海道で好きなところ：小樽、支笏湖、余市蒸留所 @k_miura_io koki.miura05

時は2024年3月

会社辞めました

入社直前に人生初の北海道へ

そして入社

4年ぶりのフルリモート ※画像はイメージです

こいつの出番！

在宅勤務あるある？ • 作業に集中してコーヒーの存在を忘れる • せっかく淹れたコーヒーが渋くなる • 良い豆ほど損した気分 ↑2500円のコーヒーメーカーと 4000円のコーヒー豆のツーショット

今回はこれをIoTで解決する話

システム構成

デバイスの通信 • デバイスの通信はすべてSORACOMを駆使したセルラー通信を使用 • 在宅勤務に支障をきたさないようになるべくWifiで接続するデバイスの数は減らしたい • SORACOM Beamを使うことでSORACOMのプラットフォームにデータ転送して暗号化を行いAWSにPublish •
デバイスの通信量が減る＆デバイスにAWSの認証情報を持たなくて済む • 用途：コーヒーメーカーにつけたセンサーデータの送信、信号灯の操作 https://soracom.jp/services/beam/

デバイスの通信その2 • SORACOM Funkを使ってサーバーレスなAPIを実装 • AWS、Azure、GCPのFaaSの実行権限を与えるだけでエンドポイントを叩くだけで実現できる •
もちろんSORACOMのSIM・バーチャルSIMのアクセスだけ受け付けるのでAPI Gatewayに認証つける必要なし • 用途：QRコードスキャナを使ったチェックイン https://soracom.jp/services/funk/

センサーデータを送信してからのロジック • IoT Rulesを使ってデバイスから送信されたセンサーデータをそのまま別のサービスに転送サービスにできる •
転送先の中にはStep Functionsも含まれる • トピックのデータがJSON だったときはよしなにJSON に変換してStep Functions に入力される

メインのビジネスロジック • 待ち時間が長いのでStep FunctionsでLambdaの処理を分割 • Step Functionsでもできるような処理はStep
Functionsに逃がすことで一つのLambdaのコード量を減らせる • IoTのPublishはLambdaでしかできない…

ハードウェアの全体像

ハードウェア(コーヒーメーカー) • 電流センサーでコーヒーメーカーが通電したことを検知して MQTTでデータを飛ばす • SORACOMのSIMを仕込んでSORACOM Beamを飛ばすことでマイコンの消費電力、メモリ使用量を抑えられる • センサー自体はアナログ信号なのでジャックプラグで信号を受
け取ったらADコンバータをかましてマイコンにデータを送信 • センサーの特性上、ノイズが乗りやすいので抵抗を挟むと抑えられる • センサーのドキュメントがなにもない＆付属品のジャックが初期不良で辛かった…

ハードウェア(チェックイン＆通知) • チェックインには某T様系企業製のQRコードリーダーを使用 • 結構古い機種なのによう動く • シリアル通信 • 通知に使用する信号塔はネットワークライトを使用
• HTTP通信で操作できるので結構便利 • ブザーも鳴らせる • 制御にはそれっぽい筐体付きのRaspberry Pi model Bを使用 • 1年前に秋葉原で購入 • 無線モジュールがないのでモデムを使って SORACOMのぷらっとフォームに接続

デモ動画

まとめ • SORACOMはクラウドとの相性バツグンでアプリ屋さんでも手軽にIoT を楽しめる • AWSのサービスを使うことでIoT連携にマッチしたシステムをサーバーレスで構築できる • 課題解決でIoTプロトタイピングしていくのは楽しい

宣伝 https://discovery.soracom.jp/2024/index.html

宣伝２ https://jawspankration2024.jaws-ug.jp/ja/

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