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エンジニアの
IoTへの関わり方
GMO Internet 新里祐教
Hirotaka Niisato/@hirotakaster
Programmer
Table of Contents
•IoTってなに
•学ぶ・作る環境
•MQTTなるもの
IoT = Internet of Things
って何?
IoT?
利用形態としてよくあるモノ
•データの見える化
•動作制御
•フィードバック/自動最適化
利用形態 〜 データの見える化 〜
温湿度の可視化
利用形態 〜 動作制御 〜
ロボットアームの制御 光・モーター制御
利用形態 〜 フィードバック/自動最適化
Freebit Xtyleホームセキュリティより
スマートスピーカー 防犯・見守り
デバイスがネットに接続する経路
•直接接続
端末がセルラー・WiFiに接続して直接インターネット
に接続する
•(ホームデバイス)ゲートウェイ
端末がBluetooth/LPWAを通じてゲートウェイを介して
インターネットに接続する
接続形態 〜 直接接続 〜
・デバイスは電力が豊富・またはDCが直接利用できる。
・ WiFiやTCP(UDP)/IPを利用してインターネットに接続する。
・端末のスペックが比較的高いものが多い。
接続形態 〜 Gateway 〜
・デバイスは限られた電池の中で動作するケースが多い。
・BluetoothやLPWA等のWiFiではない仕様でゲートウェイに接続する。
・端末のスペックは比較的低いケースが多い。
・小型ガジェットやウェアラブル端末として利用するケースが多い。
自分で開発・作る
環境
そもそも…Web系とハードは別々の世界
超えるのが
困難な山
IoT的な物を作る場合、両方のノウハウが必須
JS,フレームワーク,UI,
広告,ログ,サーバ管理,
クラウド...etc
回路設計,モジュール,
チップ,センサ,加工,モ
デリング…etc
まずは触る・使ってみる
ことの重要性
モック&プログラミング環境
・Web・ネット系からの第1歩としてオススメ
・Wiring, C/C++で開発できる
・ライブラリ、拡張モジュール、センサーが充実している
・Arduino互換モジュールとして様々な端末が動作する
IDEをinstallして使う
Arduino UNO
一般的によく利用される
とても簡単に使える
低価格で多数のIOポートを
利用した開発で利用される
値段は3000円前後
ESP32
最近かなり話題
コインサイズでBT/WiFiが
使えてDualCore CPUの
ハイスペック。暗号用のHW
アクセラレータ付き。
値段は1000〜2000円
モック&プログラミング環境
・ネット系開発者がよく利用するLinuxで開発できる
・小型Linuxボックス…と思ってOKな感じ
・gcc, nodejs, golang, java…etc 大抵OK
HDMI出力してGUIもサクサク動く
Raspberry Pi3
CPU : ARM Cortex-A53 4core
MEM : 1Gbyte
Storage : SDカード
WiFi/Bluetoothが付いてNWもすぐ使える
値段は5000円前後
モック&プログラミング環境
・ARMのプロトタイピング開発環境。IDEはWeb上でビルド!!
・基本的にはC/C++で開発できる
・ライブラリ、動作するモジュール、センサーが充実している
Web上でコンパイル
-> イメージをダウンロード
-> USB経由で端末に書込み
nucleo STM32F446RE
STM製で超性能で爆安
Cortex-M4 180MHz
Arduino互換のピン有り
価格は1900円前後くらい
micro:bit
英国で11,12歳の子供全員に
無料配布された環境
Python/JavaScriptでも開発
可能で、日本だと2000円前後
で入手可能
その他の備品類
はんだ類 ボード関係 抵抗や素子 LEDやセンサー…etc
どこで買うか?
ネット&実店舗有り ネットでポチる
主に秋葉原散策
Web/ネット系に比べて辛い点…
•現物(モノ)への初期投資が必要
端末・パーツを揃える。リードタイムがすごくかかる。
•Web系のノウハウがあまり生きない
パーツの型番、I2C,UART,SPI,GPIO,PWM,回路図,電気的な接続…なにそれ?
•パーツがやたらと多い&小さい
初期モックの開発めちゃ大変…
•デバックがひたすら大変
printf最強
アプリリリースまで…
アイディア
モック,設計,
開発,テスト,
見積りの
イテレート
現物とFCC類の資料を
用意してApple本社に送付
サイトやフラ
イヤーを用意
したりCFにア
プローチ
アプリ
リリース
ネットワーク・アプリ
サーバ側で関わるIoT
MQTTなるもの…
MQTT
Broker
message
MQTT
Client
メッセージ
受信/配信
IBMが考えたPub/Subのプロトコル
モノとの連携で非常によく出てくる
Subscribe側では
"topic/+/input/”
の形式で購読しておく
+はワイルドカード
端末側は"topic/[device_id]/input"の形式
などでメッセージをpublish
MQTT
Client
MQTT
Client message
publish: topic/1/input/
message
publish: topic/2/input/
Particle Photonでの実装&提供
Arduino互換(っぽい)端末
2013~14年頃に話題によく出たネット接続する
小型端末の”走り”で、現状は全3端末
Web上のIDEで開発&ビルド
-> Flash実行
-> インターネット経由で書込み
※ PC&USBが無くても開発OK
Web Console環境がイケてる
libraryを簡単にcontributeできる
こんな問題が発生中…
Core WiFi Photon WiFi Electron 2G/3G
2013年 KickStarter
2013年末 郵送開始
現状はディスコン状態
ギテキあり
2014年 KickStarter
2014年末 郵送開始
今はメイン端末
ギテキなし($19)
2015年 KickStarter
2015年末 郵送開始
ギテキなし($69)
ギテキOK時代に作った物が国内では使えない
2Gは日本には存在すらしていないwww
Mesh
2018年〜出荷予定
Meshネットワーク!!
ギテキ不明
IoT的プロトコル利用状況…
・MQTT
2014/09/02 公開
利用アプリ数 : 約6万 (ちなみに、HTTP Clientは約4万)
MQTT APIが使えるとあったが見事に実装されて無かった為、ノリでlibにして公開。
MathWorks(ThingSpeak), Twilio, Ubidots, 本家IBM, SAMSUNG(ARTIK)…etc めちゃ色んな事例
・MQTT-TLS
2016/11/28 公開
利用アプリ数 : 約3600
TLSでAzure/AWS/Googleに繋ぎたい!!という要望が高まって、ノリで作って公開。
・CoAP
2015/6/8 公開
利用アプリ数 : 93
気が向いて作って公開。Arduino Libraryでも唯一のもの。ノリで作って公開。
ただし、サッパリ使われていない。
TLSを使ってもMQTT Brokerの
ちょっと怖い話
demo

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