AIスピーカーとオープンネットワーク機器LonWorks?EnOcean?DALI 接続実証実験
- 1. LonMark Japan 第5回IIoT研究会 2018-07-03 LonMark Japan 理事 山添 知久 AIスピーカーとオープンネットワーク機器 LonWorks?EnOcean?DALI 接続実証実験 1
- 2. 自己紹介 ? 山添 知久（やまぞえ ともひさ） – LonMark Japan 理事、IoTエンジニア – IT業界やBuilding Automation業界でオープンプロトコ ル機器をIoT化することに取り組んでいます。 – LonMark JapanでIIoT研究会を主催しています。 – 経歴：データセンタ機器ベンダ、BAデバイスベンダを 経てフリーランス。 – LinkedIn: https://www.linkedin.com/in/tyamazoe/ – facebook: https://www.facebook.com/tyamazoe – Twitter: @zoe6120 2
- 3. 第4回までの内容 ? 汎用のBAデバイス、IoTゲートウェイ、クラウドとIzoT SDKを組合わせソフトウェアで統合するることにより、 ? 既存の異種プロトコルLonWorks?EnOcean?DALIデバイスを相互接続し、クラウド（AWS, Torrentio）で管理、 可視化が可能なことを紹介した。 課題 (1) デバイス： 多種多様、大量のデータポイントへの対応 (2) ゲートウェイ： 送信データ構造 、周期 (3) クラウド： ダッシュボード、DB構造 (4) ソリューション ： パッケージ化 Ethernet LonWorks - EnOcean - DALI Gateway EnOcean LonWorks Echelon FT6000 CO2, Temp Sens or Switch IzoT Router 3G DALI Torrentio アクロクエストテクノロジー (株) Echelon IzoT? SDK GW Driver 3
- 4. 今回の内容 ? EnOceanセンサを使用したトイレ?会議室のIoT – 現在のデータ、状況の確認 ? DALI照明を制御 – 照明のOn/Off、調光調色 ? LonWorksで鉄道模型を制御 – 模型列車の走行、ポイント切換え AIスピーカーをBAシステムに使ってみる – システム構成は？ – 装置の監視?制御のインターフェースとしての使い心地は？ 4
- 5. EnOcean トイレ?会議室のIoT – 構成 ? EnOcean開閉スイッチOn/Off （ドア開閉）?IoTゲートウェイ ? IoTゲートウェイ ? AWSクラウドへ保存 ? ? Web画面で可視化 ? ? AIスピーカーで現在のステータス確認 IoT Gateway EnOcean Device Switch EnOcean data: EｎOcean Serial Protocol (ESP) #スイッチ 0000000 0055 0207 0a0a 0020 a82d 85bb 0158 c32a 0000010 0055 0207 0a0a 0020 a82d 00bb 01ca ca29 #温度センサ 0000060 0055 020a 9b0a 0422 d500 006d 6700 c408 MQTT Temp: 24℃ Switch: On/Off Linux OS EnOcean受信 MQTT送信 アプリケーション python OpenBlocks IoT EnOceanモジュール付 ESP 3GCO2 温湿度センサ 開閉スイッチ { 'timestamp': ‘2018-06-26T21:41:40’, ‘name’: ‘switch1’, ‘value': ‘ON’, 'device_id’: 1 '} Alexa skill アレクサ IoTの基本構成 + AIスピーカー 5
- 7. EnOcean トイレ?会議室のIoT – 構成 ? EnOcean開閉スイッチOn/Off （ドア開閉）?IoTゲートウェイ ? IoTゲートウェイ ? AWSクラウドへ保存 ? ? Web画面で可視化 ? ? AIスピーカーで現在のステータス確認 IoT Gateway EnOcean Device Switch EnOcean data: EｎOcean Serial Protocol (ESP) #スイッチ 0000000 0055 0207 0a0a 0020 a82d 85bb 0158 c32a 0000010 0055 0207 0a0a 0020 a82d 00bb 01ca ca29 #温度センサ 0000060 0055 020a 9b0a 0422 d500 006d 6700 c408 MQTT Temp: 24℃ Switch: On/Off Linux OS EnOcean受信 MQTT送信 アプリケーション python OpenBlocks IoT EnOceanモジュール付 ESP 3GCO2 温湿度センサ 開閉スイッチ { 'timestamp': ‘2018-06-26T21:41:40’, ‘name’: ‘switch1’, ‘value': ‘ON’, 'device_id’: 1 '} Alexa skill アレクサ 7
- 8. DALI照明を制御 ? AIスピーカーに照明の点灯?消灯?調光?調色をリクエスト ? ? AlexaスキルからAWS IoTへコマンドをMQTT publish ? ? 手元のデバイス（RasPi）がMQTT subscribe ? ? DALIコマンド変換 ? DALIゲートウェイへ送信 TCP/IP LAN RasberryPi DALI Device #01, 240 #03,00 #05,00 DALI MQTT Alexa skill アレクサ、ダリ照明で色を赤 MQTT Subscribe + DALI コマンド送信 アプリケーション python DALI Gateway Dimmer MQTT アレクサ、ダリ照明で明るさ30% { ‘RGB’:’f00000’, ‘dimm’:30 } 8
- 9. LonWorksを制御 – 鉄道模型を操作 ? AIスピーカーに鉄道模型の発車?停車?速度?ポイント切換えをリクエスト ? ? AlexaスキルからAWS IoTへコマンドをMQTT publish ? ? 手元のデバイス（RasPi）がMQTT subscribe ? ? LonWorksへ変換 ? LonWorks FTデバイスからポイント切換え ? ? LonWorks IzoTデバイスからDC12Vドライバ回路で速度制御 LAN TCP/IP MQTT Alexa skill アレクサ、鉄道模型で出発進行 MQTT 速度50キロポイント切換え IzoT SDK Linux OS IzoT LonWorks デバイス MQTT Subscribe + LonWorks送信 IzoT アプリケーション python RasberryPi LonWorks Device RasPi IzoT SDK Echelon FT6000 IzoT Router DC12V ドライバ 9
- 11. LonWorks EnOcean DALI デモの機能 ? EnOcean ロッカースイッチ ? トイレ?会議室のドア開閉を仮想 ? EnOcean 開閉センサ ? トイレ?会議室のドア開閉を検出 ? EnOcean CO2センサ ? 環境モニタ用CO2?温度?湿度を検出 ? DALI 照明 ? 調光?調色 0-100% ? LonWorks （ゲートウェイ OpenBlocks） ? 列車速度制御 PWM 0-12V、 ? ポイント切り替えリレーOn/Off EnOcean CO2?温度?湿度センサ DALI 照明コントローラ 列車コントローラ RasPi + ドライバ回路 11
- 12. Alスピーカーからデバイスを操作 ? Alexa Skill（アプリ）で音声に対するイベントを作成 ? SkillからAWS Lambdaへイベント通知 ? Lambdaで応答メッセージを返し、AWS IoTへ命令をMQTT Publish ? ローカルデバイスはAWS IoTにMQTT subscribeを行いtopicを監視 AWS IoTLambda function Echo Alexa skill MQTT subscribe 12
- 13. Alexa Skillの作り方 ? 新規Skillを作成する。 – 例：enocean, dali, ngauge – Amazonショッピングアカウントあれば無料でAlexa開発アカウント作成可能 ? 呼び出し名定義 – 例： エンオーシャン、鉄道模型、ダリ照明 ? インテント定義 – 例： トイレは？、速度｛speed｝キロ、調色｛color｝ ? Lambdaのエンドポイント指定 – AWS Lambdaへの接続先 AIスピーカー無くても Web画面でテスト可能 13
- 14. AWS Lambda ? AWS Lambdaとは – AWS上プログラム実行サービス。OSやコンピュータ環境を意識することなくプロ グラムのみを実行できる。 – AWS上の他サービス、DatabaseやAWS IoTと連携する処理の実装が可能 14
- 15. JSONでLonWorksのSNVTを定義してみる ? MQTTのJSONでSNVTを表現 – Topic: Lon/{domain}/{subnet}/{node} – Message: JSONの階層構造にNV IndexやSNVTを展開 AWS IoTLambda function Echo Alexa skill MQTT subscribe 15 アレクサ、鉄道模型で 速度50キロ Topic: Lon/124/2/1 Message: { ‘NV': 1, 'name': 'nvoSwitch’, ‘data’:{ ‘type’:‘SNVT_switch’, ‘value’:50, ‘state’:1 } } Domain: 124 Subnet: 2 Node: 1 SNVT_switch 50.0,1 LonTalk SNVT MQTT RasPi IzoT SDK Echelon FT6000 IzoT Router LonWorks
- 16. 見えてきたこと ? インターフェースとしてのAIスピーカー – 〇 手軽で設置容易 – 〇 機能を限定することにより操作者のスキル、セキュリティに応じて使用可能 – 〇 音声認識後のシステムの応答性はストレスがないレベル – 〇 要約や概要を問い合わせる – × むしろAIスピーカーとのやりとりに時間を取られる。 – × 複雑な命令には向かない – × 情報量はWeb画面に比べて少ない – △ 周囲配慮が必要な環境（オフィスなど）では使いにくい ? トイレ?会議室のIoT – 〇 全体の空き状況 – × LEDやWeb表示の方が解り易い ? DALI照明 – 〇 リモコン、操作パネルが手元になくても操作が可能。ホームユースには良さそう。 ? 鉄道模型 – × 緊急停止、ポイント切換えなど操作タイミングが重視される命令には不向き ? Alexa、Lambda、MQTT連携でデバイス操作 – Alexa Skill（アプリ）, AWS 開発 – 基本構成 Skill – Lambda – AWS IoT – ゲートウェイやローカルデバイスの作りこみでデータ連携は可能。実案件に向けては汎用 化?標準化?ツール等必要になってくる。 16
- 17. まとめ ? AIスピーカー – 簡単な問い合わせには使いやすい。メインインターフェースの 補助的な使い方が – 値を機械的に返すのではなく要約した結果を返すと使い勝手 が良い。 – AI?機械学習を組合わせて、解析結果を返すとさらに効果的と 思われる。 ? 例：「危険な警報や兆候を教えて？」、「交換時期が近い装置は？」 ? デバイスの制御 – 点数の少ないテスト環境では作りこみで可能だが大規模に関 してはデータフォーマットの定義とマッピングの検討が必要 17
- 18. リンク ? デモ動画 – Amazon echoとLonWorksで鉄道模型を動かしてみた – https://youtu.be/aMiEW-4bU4I – AIスピーカーとDALIでLED照明を制御してみた – https://youtu.be/ixWEt2kBiTs ? LonMark Japanホームページ – https://ssl.lmjapan.org ? SNS – facebook：https://www.facebook.com/lonmarkjapan/ – twitter：@LONMARKJAPAN 18