ハードウエア技術者によるNode-REDの活用事例

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October 10, 2020

 ハードウエア技術者によるNode-REDの活用事例

Node-RED Conference 2020

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Naotaka Saito

October 10, 2020
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  1. ハードウエア技術者による Node-REDの活⽤事例 ⿑藤 直孝

  2. ⾃⼰紹介 • 名前: ⿑藤 直孝 • 所属: ラピステクノロジー株式会社 • 略歴:

    1994年沖電気⼯業 半導体事業部⼊社 (現)ラピステクノロジー株式会社 ⾃社半導体のマイコンと無線を 使⽤したマイコンボード Lazurite(ラズライト)を⽴上げ • https://www.facebook.com/naotaka.saito.1 Node-RED conferenceで知ったとコメントに⼊ れてください。
  3. ラピステクノロジーとは • 2020年10⽉1⽇にロームグループのラピスセミ コンダクタ株式会社から半導体の設計部⾨を分 社化した会社です。 • 商品ラインナップはソーラーで動く時計・電卓、 スマートメータ⽤無線、カーナビの画像処理、 某社のゲームカセット⽤メモリなど

  4. Node-REDとの出会い •幅広い⽅に簡単に使ってもらう => Node-RED 無線IC ⾃社マイコン 低消費電⼒ マイコン センサーデバイス ゲートウェイ

    Raspberry Pi 無線IC カーネルドライバ ~.ko 共有ライブラリ ~.so Node.js C++アドオン v8 送信 受信
  5. 2つのビジネスをスタート サービス センサで装置の状態を取得 ⼯場内の装置 の状態を可視化 920MHz無線が簡単に使えるマイコンボード サービス 920MHz無線を⽣かしたサービス プロトタイプ 商⽤サービス

  6. IoTは公衆回線が主流(ソラコム、SigFoxなど) 事業者のサーバ Sigfox soracom データベース 端末(1回線) インターネット 事業者のネットワーク Sigfox Soracom

    ⾃社サーバーへ • デバイス管理・認証部分が事業者により提供されている • Sigfox: データ容量の制限(上り 140パケットx120バイト) • ソラコム: 1端末 200円 + 従量課⾦ • 利⽤者は可視化/データ保存部分を開発するだけで良い 端末(1回線) 端末(1回線) この部分を実現 すればシステム ができる。 可視化 保存 デバイス管理 認証
  7. 920MH無線を活⽤した ⾃営(ローカル)ネットワークを提供 • 920MHzの通信距離は50~200m (⾒通しが良ければ500m) • ⼯場の装置/設備に無線を搭載したセン サを接続 • ゲートウェイでデータを集約してイン

    ターネット回線へ
  8. 取得できるセンサーラインナップ強化中 AC電流センサ 磁気センサ(開閉) 照度センサ DC電流 PLC接点 センサー: 設備の状態を取得 ゲートウェイ: 各設備の状態を集約

  9. ⾃社半導体⼯場 前処理(宮城): 巨額な投資、⼈が少なく、微細加⼯を⾏う 後処理(宮崎): 微細加⼯された半導体を封⽌し、テストする 設備投資額が⼤きい ⼈が少ない 設備はオンライン化 ⼈が多く、設備はオフライン ⼩さな設備が多数あり状態把握しづらい

  10. 導⼊頂いた⼯場の例 多くの企業はオフラインの古い設備を使⽤して最先端な技術を実現している

  11. IoTシステムを構築してしてわかったこと 「通信できること」 「IoTシステム」 の間にある⾼い壁

  12. 想定以上に認証プロセスは複雑 MQTTブローカ APIサーバ データベース 端末 MQTT DB更新 トリガー センサデバイス 設定情報

    登録 センサデバイス情報 リクエスト センサデバイス情報 取得 設定情報 データ送信 ゲートウェイ センサーデバイス 認証リクエスト 設定情報 必要な情報 MQTT データ送信 更に… 1.リアルタイム性が必要 2.センサデバイスを登録し、電源を⼊れたらすぐに使⽤したい
  13. • クラウドから制御したい項⽬ • 接続可能なセンサーデバイスのリスト • しきい値判定 • 計測インターバル (ex) 計測中:

    5秒間隔 Keep Alive: 30分 など クラウドからセンサデバイスを制御したい MQTTブローカ APIサーバ データベース ゲートウェイ センサーデバイス 設定情報を同期
  14. これをNode-REDで実現した結果… ゲートウェイのNode-RED アプリケーション 固有の処理 アプリケーション への通知処理 アプリケーション 固有のデータ送信 デバイスの管理 認証・設定

    この状態では他社をご利⽤頂けない INPUTやOUTPUTが複数 ある機能はNode-REDの フローに向かない
  15. 機能をまとめたノードを開発 MQTTブローカ APIサーバ データベース ゲートウェイ センサーデバイス 920MHz 送信 920MHz 受信

    MQTT(s) https 認証/設定 CONFIGノード MQTT INPUT MQTT OUTPUT RX INPUT RX OUTPUT デバイス管理 • Node-REDのノードを使⽤するのではな く、node.jsのライブラリをCONFIGノー ドに詰め込みました。 • ゲートウェイの認証とセンサデバイスを 制御するクラウドを開発 • ユーザに開放するIOは個別にノー ドを作成
  16. 使⽤禁⽌ 使⽤OK mqttノードの中で 使⽤されているライブラリ C++でノードを作るエンジン

  17. 簡単に使える状態になった これなら公開ができる!! ここでデモンストレーション…

  18. None
  19. 今後の展開 • データをインターネット(外部)に出さないIoTのシステム構築も可能 • 完成したらサーバーとノードのライブラリを(制限付)無料で提供します • 個⼈プロジェクトでシステムを開発をしているので興味がある⼈は facebookからメッセージを下さい(年度内に業務として昇格予定) セッション接続⽤ MQTTブローカ

    APIサーバ データベース ゲートウェイ ゲートウェイ ゲートウェイ 社内サーバ インターネット ローカルネット センサーデバイス FW (Firewall) 認証 データ AWS内回線 デバイス管理⽤ サーバ
  20. Thingsも⼈もNode-REDでつながりましょう! Node-REDのおかげで様々な⼈とつながる

  21. ご清聴 ありがとうございました facebook: https://www.facebook.com/naotaka.saito.1 「Node-RED conferenceで知った」とコメントに⼊れてください。