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1
今日からはじめよう、AWS IoT
アマゾン ウェブ サービス ジャパン株式会社
Mobile & IoT Business Development Manager
榎並利晃
2016/06/04
第13回クラウド女子会?雲をも掴めるいい女になるため
のIoT解体新書!!?
2
自己紹介
? 名前
– 榎並 利晃(えなみ としあき)
– toshiake@amazon.co.jp
? 役割
– Mobile / IoT Business Development Manager
AWS Summit Tokyo 2015
AWS クラウドを活??した
IoT / M2M ソリューション
パートナーソリューションアーキテクト
榎並利利晃
? 2016, Amazon Web Services, Inc. or its Affiliates. All rights reserved.
AWS?による IoT
最新動向とデザインパターン
AWS Summit Tokyo 2016
3
Internet of Things (モノのインターネット)
“… ネットワーク連携をする物理的なパーツ
もしくは、電気的、ソフトウェア、センサー及び
通信機能を持ったデバイスによる、その他のシス
テムや別の連携デバイスとのデータ通信をするこ
とでより高い価値やサービスを提供する仕組み “
4
Amazonでのチャレンジ
5
6
様々なチャレンジ
Amazon Dash Button
7
AmazonでのIoTの取組み
8
様々なチャレンジ
9
様々なチャレンジ
We're excited about Prime Air — a future delivery system from Amazon designed to safely get
packages to customers in 30 minutes or less using small unmanned aerial vehicles, also called drones.
10
IoTの活用
? 歩留まり改善
? メンテナンスの効率化
? 遠隔制御
? 資源の活用
(Condition based maintenance)
? 新コンセプトプロダクト
? データ販売
? コンサルティング
業務改善
イノベーション
IoT
活用
新規ビジネス
イノベーション
11
データを価値に変える
収集 保存 分析 活用
収集した
データを
リアルタイム
に基盤に転送
データを
長期的に保存、
検索
大規模データ
を高速に分析
(解析)
分析結果を
人が参照
しやすい形で
提供
12
デバイス制御
データ収集 データ処理?分析
データ保存
デバイス管理
データ活用
IoT
ElasticSearch
AWS IoT Solution
ニアリアルタイムモニタリングパターン
AWS IoTでデータ収集を行い、ルールエンジンを通してElasticsearch Service
のkibanaを通してデータ閲覧
クイックにデータをモニタリングする事が可能
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ヒストリカルデータ分析パターン
デバイス制御
データ収集 データ処理?分析
データ保存
デバイス管理
データ活用
IoT
S3
Redshift QuickSightKinesis
AWS IoT Solution
構造化されたデータの分析が可能
AWS IoTでデータ収集を行いKinesis FirehoseをとしてRedshiftにデータを
ロードし、QuickSightにてデータ分析
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AWS IoTについて
デバイス制御
データ収集 データ処理?分析
データ保存
デバイス管理
データ活用
IoT
IoT
S3
Kinesis
IoT
S3 RDS DynamoDBGlacier
RedshiftEMR Machine Learning QuickSight
ElasticSearch
Kinesis
Analytics
API GW
Lambda
SNS
AWS IoT Solution
Lambda
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AWS IoT
IoTに必要な機能を簡単にセキュアに利用
セキュアな
双方向通信
ルールベースの
アクション設定
デバイスSDKで
開発も簡単
?TLS1.2を利用した
クライアント証明書による認証
?HTTPSとMQTTSを採用
?MQTT pub/subによる双方向
通信
?SQLライクなルールの定義で
メッセージ処理をアクション
が設定
?AWSサービスとのシームレス
な連携
C-SDK
(Ideal for embedded
OS)
JS-SDK
(Ideal for Embedded
Linux Platforms)
Arduino Library
(Arduino Yun)
Mobile SDK
(Android and iOS)
?AWS IoTの各種機能を
デバイスから利用可能
16
2つの利用用途
? データ収集
数十万規模のデバイスからのデー
タ収集
? リモート制御
遠隔にあるデバイスをクラウドを
介してコントロール
使用例
デバイスのデータの可視化
故障予測?異常検知
ファームアップ
リモート機器制御
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デバイスSDK デバイス
ゲートウェイ
認証
ルール
エンジン
AWS サービス
- - - - -
サードパーティ
シャドウ
アプリケーション
AWS IoT API
レジストリ
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AWS IoTと直接連携できるサービスは12!
Lambda関数の実行
S3バケットへの書込
DyanmoDBへのデータ
追加、更新
SNSトピックまたは
エンドポイントへの書込
Kinesis Streamへの書込
Firehoseへの書込
AWS IoTへの再パブリッシュ
Elasticsearchへの書込
CloudWatchアラーム送信
SQSキューへの書込
CloudWatchメトリクスとして
キャプチャ
Machine Learningの
リアルタイム予測API
19
他にも便利な機能がいろいろ
デバイスシャドー
デバイスが物理的に接続されてなくてもコマンド
を伝達できる
デバイスレジストリ
多くのデバイスを管理
Key-Value形式でファームバージョンなどの属性情
報も管理可能
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Demo
JINS MEME
21
デモ構成
AuroraLambda
Kinesis
Stream
S3
AWS IoT
ルール
アクション
AWS IoT
デバイス
ゲートウェイ
Shiny by RSudio
AWS
SDK
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23
重要なポイント
可視化
分析
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AWS IoT
IoTに必要な機能を簡単にセキュアに利用
セキュアな
双方向通信
ルールベースの
アクション設定
デバイスSDKで
開発も簡単
?TLS1.2を利用した
クライアント証明書による認証
?HTTPSとMQTTSを採用
?MQTT pub/subによる双方向
通信
?SQLライクなルールの定義で
メッセージ処理をアクション
が設定
?AWSサービスとのシームレス
な連携
C-SDK
(Ideal for embedded
OS)
JS-SDK
(Ideal for Embedded
Linux Platforms)
Arduino Library
(Arduino Yun)
Mobile SDK
(Android and iOS)
?AWS IoTの各種機能を
デバイスから利用可能
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AWS IoT
IoTに必要な機能を簡単にセキュアに利用
セキュアな
双方向通信
ルールベースの
アクション設定
デバイスSDKで
開発も簡単
?TLS1.2を利用した
クライアント証明書による認証
?HTTPSとMQTTSを採用
?MQTT pub/subによる双方向
通信
?SQLライクなルールの定義で
メッセージ処理をアクション
が設定
?AWSサービスとのシームレス
な連携
C-SDK
(Ideal for embedded
OS)
JS-SDK
(Ideal for Embedded
Linux Platforms)
Arduino Library
(Arduino Yun)
Mobile SDK
(Android and iOS)
?AWS IoTの各種機能を
デバイスから利用可能
セキュアでスケーラブルな
デバイスとクラウドの
双方向接続
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デバイスファームウェアのアップデート
? FirmwareをS3のバケットに保存
? Firmwareの更新をS3 Events NotificationでLambdaに通知
? LambdaからS3上にバージョン管理されたファームを管理
? メッセージブローカーのTopicパターンを使ってデバイス群に通知(S3上のダウンロードURL)
Firmware Update
Stored in S3
Publish to groups of devices
27
スマート家電
Wi-Fiルーター
REX-WFIREX1
ON!
Wi-Fiもうすぐ帰るから
エアコンを
つけておこう!
温度?湿度?照度を定期的に
測定し、AWS経由でアプリに
表示することも可能。
AWS IoT
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スマート家電
Wi-Fiルーター
REX-WFIREX1
ON!
Wi-Fiもうすぐ帰るから
エアコンを
つけておこう!
温度?湿度?照度を定期的に
測定し、AWS経由でアプリに
表示することも可能。
AWS IoT
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デバイスコントロール HTTPバージョン
ELB
EC2
(Web Server)
RDS
定期ポーリング
コマンド送信
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デバイスコントロール
コマンド受信
コマンド送信
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MQTT
? M2M/IoTで利用されるコミュニケーションプロトコル
? OASIS スタンダードプロトコル(v3.1.1)
? ライトウェイト
? Pub-Sub メッセージ交換モデル
? リソースや回線帯域が限られているデバイスで利用
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MQTT Publish/Subscribe
Publisher
Publisher
Publisher
Broker
Topic:
sensor/temp
Subscriber
Subscriber
Subscriber
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MQTT over Websockets
AWS IoT
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Demo
AWS IoTを使ったチャット
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アクセスしてみよう!
http://bit.ly/21ip7QD
36
ぜひ、AWS IoTを使ってください!!
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今日からはし?めようAWS IoT

Editor's Notes

  1. Amzon Warehouse robots 自社開発Robot(Kiva)及び、AWSシステムによる統合管理で実現したAmazon 流通システム(FC)最大効率化について ? Amazonではお客様から頂いた大量の注文に対応するため、FCにおけるシステムの刷新しました。北米の約20%のFCにて導入が開始され、順次日本を含む世界中の拠点にて導入が予定されています。 ? ビデオ 0:00~0:22 このKiva Robotは1拠点で最大1000台で運用され、自機の位置情報及びHealth 状況を常にAWS Cloud上に展開されたシステムとWifi経由で通信しながら、あたかも自律的に作業を行います。倉庫の床面に位置情報の目印となるQRコードが1m間隔程に貼られていて、Kivaはその上を走行しつつ自機の位置情報をScanしながら走行することでシステムに対して常に情報をUpdateします。(床に電磁コイルや、いわゆるロボット用の道を作る必要がないため、安価に倉庫の拡大が可能です) ?またKiva Robot同士がぶつからないよう、走行経路もシステムから指示された通りに動く他、人間など急な障害物が現れても衝突を回避するよう全面にセンサーを実装しています。 ? 0:25~0:50 Kiva Robotは、現在のVersionで耐荷重450Kgで商品が搭載された棚を下から持ち上げる形で、最大時速約10Kmで走行が可能です。また、Kibaには重量及び傾きを計測するセンサーが実装されており、急な制動による棚の転倒が起きないように棚を運びます。 ? 0:50~1:10 Kiva Robotは、指定されたLocationまでの移動を基本的に棚の下の空間を「通路」として利用、棚の運搬時も棚の横幅プラスαがあればいい事から倉庫のスペース削減を実現しています。 これにより「倉庫内の在庫スペースを約53%削減」することに成功しています ? 1:10~1:33 AmazonのFCでは、「Free location」と呼ばれる在庫方式を採用しあえて商品の種類、カテゴリーを分散させた配置をしてます。いままではそれを端末にて指示されたPickerと呼ばれる多数のスタッフが倉庫内を回って集めていましたが、新しいシステムではその棚がスタッフのいる位置に移動してくるためPickerは指示された商品を棚の位置だけ確認することで取り出すことが出来る為効率的な作業が実現しました。 ? 1:33~2:00 またAmazonの倉庫では、パレットにて受け入れた商品を商品在庫スペースに運ぶための重機もAmazon Roboticsにて設計?製造されたマシンを使って効率化を行っています。 ? 2:00~2:30 発注があった商品の棚卸しが終わると、次に一つの商品を一つのトレーに分けていきます。お客様によっては一回の注文で複数の商品を同時に注文されているため必要な商品を今度はベルトコンベアで分散?まとめて行きます。現在このKiba+AWSを導入した倉庫では一秒間に出荷が可能な荷物を最大500個/秒まで高めることに成功しました。 ? 2:30~最後 最終的なパッキング工程にて、顧客ごとの注文商品をまとめ、梱包作業を行います。シーズンにより増減する負荷を、商品ピックアップ及び梱包のStationへの人員配置を調整することで乗り切ることができます。 ? 高度に自動化されたシステムはすべてAWSのシステム上で管理され、在庫の配置決定や効率的なRobotの移動経路指示等は機械学習を含めたアプリによる改善が日々行われています。 ? ? 補足情報: 最大規模のFC フットボール競技場30個分Kiva robotの稼働時間は約40分程度に押さえて稼働、充電時間は約4分充電時間を短くした運用のため、バッテリー交換は1台あたり年に一回に押さえている充電ステーションはFC内の複数拠点にあり、Robotはシステムから最寄りの充電スポットに誘導される
  2. 千葉市の幕張新都心にて、ドローンを用いた宅配サービスが実現するかもしれません。千葉市は、ビジネス創出を目的とした政府による規制緩和地域「国家戦略 特区」に指定されました。通常、人や住宅の密集地域では飛行を禁じられているドローンですが、特区内ではドローンの運用が可能となります。
  3. ?10月の谤别:滨苍惫别苍迟で発表した滨辞罢に特化したサービス
  4. かんたんにおさらい
  5. ?新しいところでは、Elasticsearch Serviceに直接AWS IoTからのデータを書込できるようになった ?Elasticsearch Serviceの標準プラグインであるKibanaを利用することで、簡単にデータの可視化を行なうことができる ?また、Amazon Machine Learningとも連携することができる。あらかじめ教師データから予測モデルを作成しておき、AWS IoTで受信したデータを元にMachine Learningのリアルタイム予測APIを実行し、予測結果を元にまた次のアクションにつなげるということができる
  6. 今回はすべてus-east-1(北米バージニア)で環境を構築 JINS様に検証機の貸出、Shinyの環境構築
  7. ?10月の谤别:滨苍惫别苍迟で発表した滨辞罢に特化したサービス
  8. ?10月の谤别:滨苍惫别苍迟で発表した滨辞罢に特化したサービス
  9. ここでMQTTについておさらい IoTで広く利用されているプロトコル 昨年11月、OASISという標準化団体でスタンダートプロトコルとして認定 非常に軽いプロトコル、ヘッダは2バイト ブローカを介してPublisherとメッセージを送信、Subscriberがメッセージを受信するメッセージ交換モデル CPUやメモリ、ストレージなどのコンピュータリソースやネットワーク回線帯域が制限されているようなデバイスで利用がすすんでいる
  10. MQTTのpub/subの簡単なおさらい PublisherからpublishしたメッセージはBrokerに設定された特定のトピックに到着 Subscriberは同じトピックをSubscribeしている Publisherからのメッセージが到着したら、Subscriberに配送される