IoTをパブリッククラウドとつなげるアーキテクチャ 【SORACOM Discovery 2023】

IoTではデータ活用を迅速、安全そして継続的に行うことが重要です。
本セッションでは、IoTプロジェクトを小さくスタートしつつも、大量のデータ処理や運用の最適化をどのように実現するのかを技術面を中心に解説します。トラッキングやデバイス制御、予知保全といったよくある使い方を例に、AWS等のパブリッククラウドとのデータ連携、イベント検知や分析を実現するアーキテクチャをご紹介します。

株式会社ソラコム ソリューションアーキテクト　松永 岳人

Transcript

1. IoTをパブリッククラウドと つなげるアーキテクチャ 株式会社ソラコム ソリューションアーキテクト 松永 岳人
2. TAKETO MATSUNAGA - Solutions Architect@Soracom - Developer@IBM leapingtak
3. 本日のハッシュタグ #SORACOM @SORACOM_PR fb.com/soracom.jp youtube.com/@SORACOM_Japan instagram.com/soracom.official 使用例 他には… • #SORACOM IoTやDXの話を聞きにきた • キーノートは2日目！ #SORACOM #SORACOM の検索で、最新情報が！
4. 本セッションの対象者 IoTプロジェクトにおいて、マネージドサービスで • クラウドを活用する方 • アプリケーション開発をする方 • AI・機械学習の活用を検討している方
5. SORACOM メーター （ガス・電気） 自転車 発電機 温度計 POSレジ 計測器 Amazon Web Services Google Cloud Microsoft Azure お客様システム SORACOM プラットフォーム IoT通信 IoTデバイス LoRaWan コネクティビティ アプリケーション ネットワーク
6. ソラコムの仕組み デバイスからSORACOM IoT Platformまでセキュアなネットワーク空間。 メーター （ガス・電気） 自転車 発電機 温度計 POSレジ 計測器 Amazon Web Services Google Cloud Microsoft Azure お客様システム 専用線 Wifi Sim LoRaWan Sigfox 暗号化 閉域網 専用線 閉域網/暗号化 暗号化
7. IoTプロジェクト クラウド利用における課題 Amazon Web Services Google Cloud Microsoft Azure お客様システム
8. 認証機能 開発・運用工数増大 https://unsplash.com/photos/oXlXu2qukGE 認証ロジックの 開発 デバイスごとに 異なる認証情報
9. 暗号化やJSON形式通信 消費電力・通信量増大 Https application/json { "battery": 54, "latitude": 35.652748, "longitude": 139.750827 } 不要なデータ送信 暗号化処理 https://unsplash.com/photos/F_EooJ3-uTs
10. 機械学習・AIモデル https://unsplash.com/photos/_0iV9LmPDn0 マネージドサー ビスで利用でき るサービス？ デバイスからAI モデルへの呼び 出し方法？
11. 日本瓦斯株式会社 ガスメーターをネットワークで繋ぐ NCUを自社開発し、検針や異常検知を オンライン化。データ活用でガス充填 から配送までを最適化し、それを同業 他社にも提供する “ 世界初 ”「LPガス 託送サービス」を開始。 利用したSORACOMサービス：SORACOM Air for Sigfox, セルラー（LTE-M）, Funnel 協力パートナー：フューチャー株式会社 導入事例 ご利用シーンがわかる写真 エネルギー
12. 日本瓦斯株式会社 エネルギー 導入事例 SigfoxとLTE-Mでデータ通信の広いカバレッジを確保。SORACOM Funnelで認証情報を付与し、自社クラウドにリアルタイム連携。 ＭＤＤＭ データ プラットフォーム 製造計画 充填制御 配送計画 基幹システム リアルタ イム連携 遠隔開閉栓 遠隔制御 SORACOM Funnel スペース蛍 LPガス ハブ充填基地 夢の絆・川崎 請求・入金 保安・検針
13. IoTプロジェクトで必要な機能群 ストリーム処理 データレイク ビジネスインテリジェンス (BI) アプリケーション 機械学習/AI IoTデバイス
14. クラウドと繋げる https://unsplash.com/photos/F_EooJ3-uTs データ転送支援 SORACOM Beam クラウドファンクション SORACOM Funk クラウドアダプタ SORACOM Funnel
15. SORACOM Beam/Funk/Funnel 外部クラウドにセキュアに中継 本来デバイスに実装するべき接続先設定や暗号化等をSORACOM へオフロード(負荷を移動)す ることで、デバイスをシンプルにし開発工数を削減 HTTP,MQTT, TCP,UDP HTTPS, MQTTS, TCPS セキュア&クラウドネイティブな プロトコル セキュアな無線空間 インターネット空間 シンプルなプロトコル 連携先システム カスタム エンドポイント Funnel Funk Beam Function as a Service その他クラウドサービス/ パートナーソリューション
16. AWS IoT Core Amazon Kinesis Data Streams Amazon Kinesis Data Firehose Google Cloud Pub/Sub ※ 2021年6月現 在 Azure Event Hubs Partner Hosted Adaptor ― SORACOMのパートナーによって提供される SORACOM Funnel アダプタ 《ウイングアーク 1st》 MotionBoard Cloud データ可視化BIツール 《Kii》 Kii IoTアプリケーション バックエンドサービス 《Acroquest Technology》 Torrentio ストリームデータ処理エンジ ン 《YE DIGITAL》 MMCloud デバイス＆データ ライフサイクルマネージメン ト 《ESRIジャパン》 ArcGIS 位置情報可視化 プラットフォーム 《ランドログ》 LANDLOG 建設生産プロセス向け IoT プラットフォーム 《ブレインズテクノロジ ー》 Impulse リアルタイム大規模 データ分析基盤 《OPTiM》 OPTiM Cloud IoT OS AI・IoT活用 統合プラットフォーム 《Fusic》 mockmock IoTシステム開発向け 疑似データ生成サービス 《Saison Information Systems》 DataSpider Cloud ノンプログラミングデータ連携 《日本テラデータ》 IntelliCloud データ分析プラットフォー ム 《インフォコーパ ス》 SensorCorpus ユニバーサル IoTプラットフォーム クラウドアダプタ SORACOM Funnel 対応クラウドサービス
17. プロトコル変換による通信最適化 デバイスの負荷を減らすため、軽量な通信プロトコルで送信。 1 HTTP HTTPS (Path変更) 2 HTTP HTTPS (Path持ち回り) 3 MQTT MQTT/MQTTS 4 TCP TCP/TCPS/HTTP/HTTPS 5 UDP HTTP/HTTPS 6 SMS HTTP/HTTPS HTTP beam.soracom.io:8888/before HTTPS sample.com:443/after 例）HTTP エントリポイントの場合 SORACOM Beam セルラー回線での対応プロトコル 通信プロトコルごとのデータ通信量 ＊KeepAliveを利用しない場合
18. SORACOM Beam/Funk/Funnelの選び方 基本的に、クラウドの利用するサービスに対応したもの利用します。 1. SORACOM BeamとFunnelの選び方は「データ送信後の応答の同期 / 非同期」 2. SORACOM BeamとFunkによる、Function as a Serviceへの連携 3. MQTT通信ならSORACOM Beam
19. Beam/Funk/Funnelの選び方： 同期通信と非同期通信 1.同期通信： サーバーからの応答有り 2.非同期通信 デバイスからのデータアップロードのみの場合利用 します。
20. Beam/Funk/Funnelの選び方： 同期通信と非同期通信 同期通信： サーバーからの応答有り 非同期通信 デバイスからのデータアップロードのみの場合 利用します。
21. Beam/Funk/Funnelの選び方： SORACOM FunkでのFaaS連携 SORACOM Funkで各プラットフォームへのFunctionサービスへ連携し ます。 Funk AWS Lambda Google Cloud Functions Azure Functions
22. Beam/Funk/Funnelの選び方：MQTT通信 MQTT通信の場合には、SORACOMへデバイス証明書を配置しBeamを 利用します。 ブログ：SORACOM Beam の MQTT エントリポイントに IMSI 等の ID 情報をプレースホルダー… https://blog.soracom.com/ja-jp/2021/03/12/soracom-beam-mqtt-update/ 証明書ストア デバイス 証明書名前 デバイス001用 myDevice-001 デバイス002用 myDevice-002 デバイス003用 myDevice-003 デバイス001 デバイス002 デバイス003 Beam MQTTサービス MQTT Publish beamdemo/{{imsi}} MQTT Subscribe beamdemo/{{imsi}} MQTTS Publish beamdemo/{{imsi}} MQTTS Subscribe beamdemo/{{imsi}} 例）デバイスからの接続 ＊注意：現在証明書はデフォルトで上限100となっておりま す。それ以上ご利用はご相談ください。 AWS IoT Core myDevice-#{imsi}
23. 2023年リリース：Beam認証ヘッダー対応 HTTPエントリポイントとWebサイトエントリポイントで新たに認証ヘッダー対応。 1. AWS Signature V4 2. Basic認証 3. Bearer JWT(Google サービス間認証) SORACOM Beam HTTPエントリポイント HTTP Webサイトエントリポイント HTTP HTTPS
24. SORACOM Beam AWS Signature V4対応 HTTPエンドポイントを持つ AWSサービスに連携可能 ＊下記のエントリポイントで利用可能 • 「HTTPエントリポイント」 • 「Webサイトエントリポイント」 ＊2023.07現在サポート対象 • AWS Lambda • Amazon S3 • Amazon SageMaker • Amazon Location Service
25. Google Bearer JWT Cloud Endpoints Compute Engine App Engine Google Kubernetes Engine Cloud Run Cloud Functions Anthos clusters SORACOM Beam HTTPS Googleサービス間認証 （ JWT署名追加） Pub/Sub
26. データ分析とAI・機械学習 アーキテクチャとデモ https://unsplash.com/photos/_0iV9LmPDn0
27. アーキテクチャ例：AWS デバイス SORACOM エントリー ポイント リアルタイム分析 （ストリーム処理） データレイク BI Amazon Kinesis Data Analytics SORACOM Funnel Amazon Kinesis Data Streams データアップロード （非同期通信） Amazon Athena AWS Glue Amazon DynamoDB Amazon S3 デバイス SORACOM AI分析基盤 エントリー ポイント アプリケーション データベース/ 分析基盤 Amazon EC2 Amazon SageMaker SORACOM Funk SORACOM Beam AWS Lambda AWS IoT Core デバイス制御 （同期通信） AWS Glue Amazon DynamoDB Amazon S3
28. SORACOMとAWSでリアルタイム分析
29. アーキテクチャ例：Google Cloud デバイス SORACOM AI分析基盤 エントリー ポイント アプリケーション データベース/ 分析基盤 SORACOM Funk デバイス SORACOM エントリー ポイント リアルタイム分析 （ストリーム処理） データレイク BI データアップロード （非同期通信） デバイス制御 （同期通信） Pub/Sub Dataflow BigQuery Cloud Functions Vertex AI SORACOM Beam Looker Kubernetes Engine BigQuery Firebase Cloud Endpoints SORACOM Funnel SORACOM Beam
30. SORACOMとGoogle Cloudで リアルタイム分析とAI・機械学習
31. まとめ 1. IoTプロジェクトにおける機能群 2. クラウドへ繋ぐ：SORACOM Beam/Funk/Funnel 3. 機械学習・AIを含むアーキテクチャ例とデモ