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Mit LoRaWAN und Serverless zur
eigenen Smart-O
ffi
ce-Lösung
building IoT, 24. März 2021


@LeanderReimer #qaware #CloudNativeNerd
Dev
Mario-Leander Reimer


Principal Software Architect


@LeanderReimer


#cloudnativenerd #qaware


https://lreimer.github.io
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Das Team
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The Developer The Product Owner
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Die Sensoren
10
ELSYS ERS CO2 Raumsensor ELSYS ERS-Desk Bewegungsmelder
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• Temperatur


• Luftfeuchtigkeit


• Bewegung (PIR)


• Licht


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• Luftfeuchtigkeit


• Bewegung (PIR)


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• Luftfeuchtigkeit


• Bewegung (PIR)


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–Werner Vogels, CTO, Amazon
„Kein Server ist einfacher zu verwalten,
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13
Serverless computing refers to a new model of cloud
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applications. It leverages a
fi
ner-grained deployment
model where applications, bundled as one or more
functions, are uploaded to a platform and then
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Functions


are the preferred
Programming Model for
Serverless Applications and
Event-driven Architectures
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Beispiel: Receiver Function
18
const functions = require('firebase-functions')


const admin = require('firebase-admin')


admin.initializeApp(functions.config().firebase)


exports.receive = functions.https.onRequest((request, response) => {


if (request.method !== 'POST') {


return response.status(405).end();


}


if (request.get('content-type') !== 'application/json') {


return response.status(415).end();


}


const data = request.rawBody;


const json = JSON.parse(data.toString());


json.data = decodePayload(hexToBytes(json.data));




admin.firestore().collection('raw-device-data')


.add(json)


.then(() => console.info('Added raw device data'));




return response.status(200).end();


});
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Beispiel: Cloud IoT Core mit MQTT.fx
19
$ export PROJECT_ID=`gcloud config get-value core/project`


$ export REGION=`gcloud config get-value compute/region`


# create a Cloud IoT Core registry


$ gcloud pubsub topic create device-state


$ gcloud pubsub topic create device-telemetry


$ gcloud iot registries create iot-registry --project=$PROJECT_ID --region=$REGION 


--enable-mqtt-config --no-enable-http-config 


--state-pubsub-topic=device-state --event-notification-config=topic=device-telemetry


# generate RSA key pair for IoT device


$ openssl genpkey -algorithm RSA -out rsa_private.pem -pkeyopt rsa_keygen_bits:2048


$ openssl rsa -in rsa_private.pem -pubout -out rsa_public.pem


$ openssl pkcs8 -topk8 -inform PEM -outform PEM -nocrypt -in rsa_private.pem -out rsa_private.pkcs8


# create a device for the MQTT.fx client


$ gcloud iot devices create mqtt.fx --project=$PROJECT_ID --region=$REGION 


--registry=iot-registry --public-key path=rsa_public.pem,type=rsa-pem


# send commands to device and subfolder via MQTT


$ gcloud iot devices commands send --region=$REGION --registry=iot-registry --device=mqtt.fx 


--command-data=HIGH --subfolder=co2


$ gcloud iot devices commands send --region=$REGION --registry=iot-registry --device=mqtt.fx 


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Die Klo-Ampel
• Raspberry Pi Zero W Starter Kit


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• Go Application als MQTT Client
20
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Weitere Ideen und Schritte
• Nutzung von The Things Network im O
ffi
ce München


• Nutzung von AWS IoT Core for LoRaWan


• Nutzung eines API Gateways um Funktionen zu veröffentlichen


• Entwicklung von Client Apps (Desktop, Mobile) zur Status Anzeige


• Implementierung auf AWS und Azure als Technologie-Vergleich
21
Mario-Leander Reimer


Principal Software Architect, QAware GmbH


mario-leander.reimer@qaware.de


https://www.qaware.de


https://speakerdeck.com/lreimer/


https://github.com/lreimer/
&

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Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung

  • 1. Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-O ffi ce-Lösung building IoT, 24. März 2021 @LeanderReimer #qaware #CloudNativeNerd Dev
  • 2. Mario-Leander Reimer Principal Software Architect @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware https://lreimer.github.io
  • 3. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware 2019 3
  • 6. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware smartcity-rosenheim.de 6 Netzbetreiber (Internet, TV, Telefon) Überwachung von Funktionsgebäuden Die Bienenstockwaage Füllstandsorientierte Containerleerung Zählerfernauslesung Überwachung von Gebäuden
  • 7. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware QAware O ffi ce Use Cases • Überwachung des Raumklimas (Temperatur, CO2) für unsere Besprechungsräume • Temperatur- und Lichtüberwachung im Serverraum • Überwachung des Geräuschpegel im Großraumbüro • Live Belegungsplan für die Shared Desks 7
  • 8. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware 2020 8
  • 9. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware Das Team 9 The Developer The Product Owner
  • 10. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware Die Sensoren 10 ELSYS ERS CO2 Raumsensor ELSYS ERS-Desk Bewegungsmelder ELSYS ERS Sound Geräuschpegelsensor • Temperatur • Luftfeuchtigkeit • Bewegung (PIR) • Licht • Geräuschpegel • Temperatur • Luftfeuchtigkeit • Bewegung (PIR) • Licht • CO2 Level • Temperatur • Luftfeuchtigkeit • Bewegung (PIR) • Licht • Belegungszustand
  • 11. Bild: pavlinec – gettyimages.de
  • 12. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware –Werner Vogels, CTO, Amazon „Kein Server ist einfacher zu verwalten, als kein Server!“ 12
  • 13. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware 13 Serverless computing refers to a new model of cloud native computing, enabled by architectures that do not require server management to build and run applications. It leverages a fi ner-grained deployment model where applications, bundled as one or more functions, are uploaded to a platform and then executed, scaled, and billed in response to the exact demand needed at the moment. https://landscape.cncf.io/
  • 14. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware 14 Functions are the preferred Programming Model for Serverless Applications and Event-driven Architectures
  • 15. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware 15
  • 16. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware 16
  • 17. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware 17
  • 18. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware Beispiel: Receiver Function 18 const functions = require('firebase-functions') const admin = require('firebase-admin') admin.initializeApp(functions.config().firebase) exports.receive = functions.https.onRequest((request, response) => { if (request.method !== 'POST') { return response.status(405).end(); } if (request.get('content-type') !== 'application/json') { return response.status(415).end(); } const data = request.rawBody; const json = JSON.parse(data.toString()); json.data = decodePayload(hexToBytes(json.data)); admin.firestore().collection('raw-device-data') .add(json) .then(() => console.info('Added raw device data')); return response.status(200).end(); });
  • 19. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware Beispiel: Cloud IoT Core mit MQTT.fx 19 $ export PROJECT_ID=`gcloud config get-value core/project` $ export REGION=`gcloud config get-value compute/region` # create a Cloud IoT Core registry $ gcloud pubsub topic create device-state $ gcloud pubsub topic create device-telemetry $ gcloud iot registries create iot-registry --project=$PROJECT_ID --region=$REGION --enable-mqtt-config --no-enable-http-config --state-pubsub-topic=device-state --event-notification-config=topic=device-telemetry # generate RSA key pair for IoT device $ openssl genpkey -algorithm RSA -out rsa_private.pem -pkeyopt rsa_keygen_bits:2048 $ openssl rsa -in rsa_private.pem -pubout -out rsa_public.pem $ openssl pkcs8 -topk8 -inform PEM -outform PEM -nocrypt -in rsa_private.pem -out rsa_private.pkcs8 # create a device for the MQTT.fx client $ gcloud iot devices create mqtt.fx --project=$PROJECT_ID --region=$REGION --registry=iot-registry --public-key path=rsa_public.pem,type=rsa-pem # send commands to device and subfolder via MQTT $ gcloud iot devices commands send --region=$REGION --registry=iot-registry --device=mqtt.fx --command-data=HIGH --subfolder=co2 $ gcloud iot devices commands send --region=$REGION --registry=iot-registry --device=mqtt.fx --command-data=HIGH —subfolder=temp
  • 20. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware Die Klo-Ampel • Raspberry Pi Zero W Starter Kit • Feob Powerbank 24800mAh • blink(1) mk3 LED • Go Application als MQTT Client 20
  • 21. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware Weitere Ideen und Schritte • Nutzung von The Things Network im O ffi ce München • Nutzung von AWS IoT Core for LoRaWan • Nutzung eines API Gateways um Funktionen zu veröffentlichen • Entwicklung von Client Apps (Desktop, Mobile) zur Status Anzeige • Implementierung auf AWS und Azure als Technologie-Vergleich 21
  • 22. Mario-Leander Reimer Principal Software Architect, QAware GmbH mario-leander.reimer@qaware.de https://www.qaware.de https://speakerdeck.com/lreimer/ https://github.com/lreimer/ &