20190801_AWS_IoTでデータロギング.pdf

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ogurabread

August 02, 2019
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  1. AWS IoTを使ってデータロギング ogurabread

  2. • Thingサイド • サーバサイド 1. AWS EC2編 2. AWS IoT編

    概要
  3. • MCU – stm32f103c8t6 356円 • WiFi – ESP8266 650円

    • Sensor – SHT31 温湿度計 596円 – TSL2561 照度計 560円 • Display – OLED SSD3306 750円 Thing
  4. 時間 全体構成 WiFi センサーデータ センサー NTPサーバー 時間同期 Thing サーバー MCU

    スマートフォン センサーデータ
  5. • AWSで管理 • WiFi接続に変更 マイコン+WiFi+AWS 空調制御 照明制御 グラフ表示 温湿度計測 Arduino、サーバー間で直接やりとり

  6. 照明制御 空調制御 • AWSで管理 データロギング ver.1.0 (2016/08) 温湿度計測 MySQL Unicorn

    静的ファイル グラフ表示 EC2
  7. • 時間単位の従量課金 – 通信はほとんどしていないのに常時起動しておく必要がある – 月額918円相当(1年目は無料枠有り) EC2 IoT機器からサーバへのデータアップロードは一瞬で完了 スマートフォンからサーバへのデータリクエストは1日1回? でも、サーバはいつ通信が発生するかわからないので常時稼働

  8. • サーバーレスとは? – サーバーレスとは、一定のサーバー容量に依存することなく、 稼働に必要なリソースを動的に設定し、マネージドサービスを 利用する事でシステム構築をする運用方法 サーバーレス https://www.skyarch.net/iot/serverless.html

  9. 1.2. store deta sendor data 4.4. download 4.1. request data

    Thing 1.1. send data(mqtt) data buffer 1.データアップロード(Thing) 4. データダウンロード(スマートフォン) 2. データ整形 2.1 convert 4.3. download データロギング ver.2.0 (2019/03)
  10. • Thing(IoT端末)との通信を管理 – クライント証明書を用いた認証 • なりすましを防止 – MQTTというプロトコルを使用 – 別のサービスへと中継

    AWS IoT
  11. • Message Queuing Telemetry Transport • 通信帯域、消費電力が少ない – HTTPSの10倍以上オーバーヘッドが低い –

    TCP/IP上で動く • Publish/Subscribeメッセージモデル – publish • データ送信 – subscribe • プッシュ通知によるデータ受信 MQTT
  12. • client_id, データ保存期限、アップロードデータが保存 – データ保存期限を過ぎると削除 アップロードされたデータ 1.2. store deta Thing

    1.1. send data(mqtt) data buffer 1.データアップロード(Thing)
  13. 1.2. store deta sendor data Thing 1.1. send data(mqtt) data

    buffer 1.データアップロード(Thing) 2. データ整形 2.1 convert DBからファイルサーバーにコピー
  14. • CSV形式で日付、データのフォーマットで保存 整形されたセンサーデータファイル

  15. 1.2. store deta sendor data 4.4. download 4.1. request data

    Thing 1.1. send data(mqtt) data buffer 1.データアップロード(Thing) 4. データダウンロード(スマートフォン) 2. データ整形 2.1 convert 4.3. download ファイルサーバーのデータを閲覧
  16. • 2019/07/30(木) – 17:00:室温35℃ 部屋にいないだろうと予測できる – 18:30 エアコンがタイマーでOn 室温が下がり始める –

    21:00 照度が0→200 帰宅したことがわかる ロギングされたデータ センサーデータは個人情報の塊
  17. • ログインしていないとグラフは表示できないように • Oauth認証を利用 Fitbitでログイン

  18. Oauth認証 1.2. download 1.1. request data 2.1. login (https://www.fitbit.com/...?redirect...ogurabread...) 2.2.

    return code(https://ogurabread.com?code=123456) 3.3. send code session id 3.4. request token 3.5. return token 3.6. add token token 2. Oauth認証 1. データダウンロード 1.3. request session id html/js 1.4. add session id 1.5. return session id session id Fitbit
  19. ログイン後の画面

  20. 4.2. check token 1.2. store deta sendor data 4.4. download

    4.1. request data Thing 1.1. send data(mqtt) 3.1. login Oauth 3.2. return code 3.3. send code data buffer 3.4. request token 3.5. return token 3.6. add token token for smartphone 1.データアップロード(Thing) 3. Oauth認証(スマートフォン) 4. データダウンロード(スマートフォン) 2. データ整形 2.1 convert 4.3. download データロギング ver.2.0 (2019/03)
  21. One more ”Thing”

  22. • Message Queuing Telemetry Transport • TCP/IP上で動く • Publish/Subscribeメッセージモデル –

    publish • データ送信 – subscribe • プッシュ通知によるデータ受信 • 通信帯域、消費電力が少ない – HTTPSの10倍以上オーバーヘッドが低い MQTT
  23. 時間 Subscribeを使うと… WiFi センサーデータ センサー NTPサーバー 時間同期 Thing サーバー MCU

    スマートフォン センサーデータ
  24. Subscribeを使うと… WiFi センサーデータ センサー NTPサーバー 時間同期 Thing サーバー スマートフォン 時間

    制御命令 パルス制御 照明 エアコン テレビ 家電 IR LED MCU センサーデータ 制御命令
  25. • 赤外線リモコン – 38kHz – duty比 1/3 • 9ms発光 •

    18ms停止 赤外線リモコンの信号 1/38khz = 26.3ms 9 18
  26. • サーバーからの命令を受信して、照明OFF • レイテンシ1秒未満 実行動画 サーバーから照明制御命令送信前 サーバーから照明制御命令送信後

  27. • Thingの紹介 • データロギング1.0(AWS EC2) – 月額1000円 • データロギング2.0(サーバレス) –

    AWS IoT MQTT – 月額200円 • データの確認 – Oauth認証 • 番外:家電制御 まとめ