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2021/2/17
アマゾンウェブサービスジャパン株式会社
嶺行伸
AWS IoT EduKit ワークショップのご紹介

自己紹介
嶺行伸
アマゾンウェブサービスジャパン株式会社
IoT ソリューションアーキテクト
工場やプラントへのIoT導入を中心にサポートしています
IoT 関連ではスマートロックの開発に携わったりしていました
好きなサービス
? AWS Lambda
? AWS IoT Greengrass
? Amazon Managed Blockchain

AWS IoT EduKit はこんな人に向いています
? IoT 開発を始めたいが、どのデバイスを選んだらいいかわからない
? IoT 開発に役立つ情報が豊富なデバイスを選びたい
? AWS IoT Core に証明書を安全にプロビジョニングする方法を知りたい

AWS IoT EduKit
? AWS を使った IoT ソリューションの開発?法を
簡単に学べる学習プログラム
? M5Stack Core 2 ベースのリファレンスハードウェア
? Trust & GO 暗号認証チップ / 6軸IMU / 温度センサー / 10個の
RGB LED / マイクといった様々なデバイスを搭載
? シンプルな構成から始まり、機械学習や Alexa を使った?度な
内容までステップアップする学習?ワークショップ
? IoT 開発の学習に必要なものを低コストで提供
? ハードウェアは Amazon.com で $42 で販売
(?本ではスイッチサイエンス様から販売)
? ワークショップは edukit.workshop.aws で無償提供
? ワープショップの GitHub リポジトリも公開されています

開発環境について
? M5Stack と同じく、ESP-IDF (FreeRTOS) や Arduino、MicroPython 等を利用可能
? 自由にソフトウェアをインストールできるPCが必要
? Windows
? インストールが制限された会社支給PCのような環境だと難しい可能性あり
? Python や AWS CLI を使った作業があるため、コマンドライン操作の経験が必要
? macOS
? GitHub 上の platformio.ini のデフォルト設定が macOS 向けになっているなど、最も推奨さ
れる環境だが、業界によっては Mac を使っている人は少ない
? Linux
? 業界によっては Mac より使われている上、Windows や Mac に仮想環境としてインストー
ルできるので試しやすい
? 仮想環境の Linux に開発環境をインストールするのがおすすめ
? 現時点では Jetson 等の ARM64 環境ではビルドできないようです

学習用コンテンツの概要 (1)
1. 開始方法 (Getting Started)
? Espressif が提供する ESP RainMaker という IoT プラットフォームに接続し、スマートフォン
アプリと連携する
? ESP RainMaker は AWS IoT Core ベースだが、この章は AWS というよりはデバイスの使い方
の学習がメイン
? 開発環境は Visual Studio Code + PlatformIO
2. Blinky Hello World (Lチカ)
? ATECC608A に埋め込まれた証明書を AWS IoT Core に登録し、MQTT 通信を行う
? これ以降の章では、ここで登録した証明書を使って AWS にアクセスするため実施が必須
? ここから開発環境は ESP-IDF に変わりますが、PC にインストールするものが急に増えるので
環境によっては注意が必要

学習用コンテンツの概要 (2)
3. スマートサーモスタット
? 温度センサーとマイクの音量の値を AWS IoT Core のデバイスシャドウに反映
? AWS IoT Core のルールエンジンを使い、音量が一定以上なら部屋に「人がいる」と判定
? AWS IoT Events を使い、部屋に「人がいる」時と「人がいない」時それぞれで異なる閾値を
用いて、「温度が高ければ冷房、低ければ暖房、そうでなければ停止」という制御を行う
4. スマートスペース
? 前の章の続きで、部屋に「人がいる/いない」の判断を機械学習で行うように変更する
? 「人がいる/いない」それぞれの状況におけるセンサーデータを IoT Analytics に蓄積し、
SageMaker でモデルを作成してルールエンジンから推論を実行
5. Alexa for IoT 入門
? Alexa Voice Service Integration for AWS IoT を使い、M5Stack Core2 for AWS を Alexa 対応
スマートスピーカーにする
? LED を Alexa 対応の照明として公開し、Alexa アプリや音声で ON/OFF できるようにする

学習用コンテンツで使うソースコードについて
ソースコードは GitHub で公開 (MITライセンス)
? https://github.com/m5stack/Core2-for-AWS-IoT-EduKit

ディレクトリ構成
? Factory-Firmware
出荷時のファームウェア
? Hardware-Features-Demo
ハードウェアを全て使うデモアプリ
? Getting-Started
第1章「開始方法」のソースコード
? Blinky-Hello-World
第2章「Blinky Hello World (Lチカ)」のソースコード
? Smart-Thermostat
第3章「スマートサーモスタット」のソースコード
? Smart-Spaces
第4章「スマートスペース」のソースコード (現時点では README.md だけですw)
? Alexa_for_IoT-Intro
第5章「Alexa for IoT 入門」のソースコード

含まれているドライバ一覧
各ディレクトリの ‘components/core2forAWS’ 以下にドライバがあります
ディレクトリ名制御対象
atecc608 ATECC608A Trust & GO セキュアエレメント
axp192
AXP192 Power Management Unit (PMU)
振動モーター、バッテリー、電源LEDもこちらで制御
bm8563 Real Time Clock (RTC)
button
タッチパネル上の矩形領域をボタンとして扱う
押した / 離した / 長押しの判定が可能
ft6336u 静電容量タッチパネル
i2c_bus ESP32 I2C Driver のラッパー
microphone マイク (SPM1423)
mpu6886 6軸 IMU と温度センサー
sk6812 左右に5個ずつあるフルカラー LED
speaker スピーカーアンプ (NS4168)
tft 液晶画面 (ILI9342C)

? USB ドライバーのインストール
? Visual Studio Code と PlatformIO のインストール
? スマートフォンに ESP Rainmaker アプリをインストール
? デバイスに ESP RainMaker Agent をインストール
? スマートフォンからデバイスに Bluetooth 接続して
初期設定し、クラウドに接続

2. Blinky Hello World (Lチカ)
? ESP-IDF v4.2 と AWS CLI v2 と Miniconda をインストール
? ATECC608A から証明書を取得して AWS IoT Core に登録
? AWS IoT Core のエンドポイントと Wi-Fi の SSID / パスワードを menuconfig で設定
? デバイスからは「Hello from AWS IoT EduKit」という MQTT メッセージを定期的に送信
? デバイスに MQTT メッセージを送ると、LED の点滅状態がトグルする

3. スマートサーモスタット
? 温度センサーとマイクの音量の値をデバイスシャドウに送信
? ルールエンジンと AWS IoT Events を使って仮想の空調を制御
? ここから AWS サービスを本格的に利用

4. スマートスペース
? 人がいる時といない時のセンサーデータを AWS IoT Analytics に蓄積
? SageMaker で学習を行って推論エンドポイントを作成
? 単純な音量の閾値ではなく、機械学習で「人がいる/いないを」判断するように変更

Alexa for IoT 入門 (1)
? Alexa Voice Service Integration for AWS IoT に対応した Espressif
Voice Assistant SDK を利用してスマートスピーカー化
? Alexa 対応スマートスピーカーの開発方法を学べる
? この章の内容は GitHub の README の方が詳細に説明されている
? チュートリアルでは Espressif の AWS アカウントで設定する方法しか解説されていないが、
GitHub では自分の AWS アカウントで設定する方法も書かれている
? Espressif Voice Assistant SDK の詳細についても書かれているので、自分でスマートスピーカー
を作ってみたいという方は必読

Alexa for IoT 入門 (2)
? デバイスの LED を Alexa 対応の照明機器として公開
? Alexa アプリの UI や音声コマンドで ON / OFF を制御
? Alexa 対応のスマートホームデバイスの開発方法を学べる

まとめ
? AWS IoT EduKit を使えば、クラウドにつながる IoT デバイスの
開発を簡単に始められます
? セキュアエレメントを利用した安全な証明書管理も学べます
? m5stack の豊富な拡張デバイスで夢が広がります
? AWS IoT EduKit ワークショップを踏み台にして、クールな IoT
デバイスを開発しましょう！

IoT 関連リンク
? AWS IoT 開発者ポータル
? AWS の IoT に関する最新情報を発信しています
? https://aws.amazon.com/jp/local/iot/
? AWS IoT サービスのオンラインハンズオン
? AWS を使った IoT 開発を実際にお試し頂けます
? https://aws.amazon.com/jp/blogs/news/tag/iot-workshop/
? IoT@Loft – IoT デベロッパー向けのオンラインイベント
? IoT を使った開発事例やノウハウを共有するイベントです
? https://aws.amazon.com/jp/start-ups/loft/tokyo/iot-loft/

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