くらう道 オフライン道場 番外編「IoTHub」「IoTEdge」

くらう道 オフライン道場 Azureインフルエンサー養成講座 2018/8/15 Takashi Matsuoka

Takashi Matsuoka (matsujirushi) 2017～ MVP for Windows Development Wio LTE 基礎からじっくり学ぶ ラズパイ電子工作 2017年6月号～ 2018年6月号 Wio 3G Wio LTE M1/NB1(BG96) Starter Kit for Azure IoT Edge https://github.com/matsujirushi/iot-edge-microbit MT3620 DevBoard

• https://github.com/matsujirushi/iot-edge-microbit

番外編 「IoT Hub」「IoT Edge」

A Simple View of an IoT Solution Things Insights Actions モノ・デバイス 洞察 アクション An example is an engine (a thing), sending pressure and temperature data used to evaluate whether the engine is performing as expected (an insight), which is used to proactively prioritize the maintenance schedule for the engine (an action). Build 2018 – BRK3803 Azure IoT Platform services - The modern IoT developer toolbox Microsoft Azure IoT Reference Architecture Version 2.0

• https://mybuild.microsoft.com/page/DownloadDocument?documentid=b61650c9-2243-45ae-a0f9-f6d8369ecbfa
• http://download.microsoft.com/download/A/4/D/A4DAD253-BC21-41D3-B9D9-87D2AE6F0719/Microsoft_Azure_IoT_Reference_Architecture.pdf

Microsoft has a comprehensive set of offerings for IoT IoT Solutions (SaaS) Azure IoT Central IoT SaaS Microsoft Connected Field Service Field Service SaaS IoT Solution Accelerators (PaaS) Azure IoT solution accelerators Remote Monitoring Predictive Maintenance Connected factory Platform Services & Device Support Azure Sphere Azure IoT Edge Azure IoT Hub Azure Stream Analytics Azure HD Insight Spark, Storm, Kafka Microsoft Flow Microsoft Power BI Windows 10 IoT Core and IoT Enterprise AzureML Azure IoT Hub Device Provisioning Service Azure Time Series Insights Azure Event Hubs Azure Logic Apps Azure Maps Azure IoT Device SDK Azure Stream Analytics Azure Sphere Security Service Azure Machine Learning Azure Data Lake Analytics Azure Event Grid Azure Monitor Azure Certified for IoT Azure Cognitive Services Windows IoT Update Control Cosmos DB Azure Data Lake Azure Websites Azure Function Device Support Edge Support IoT Services Data & Analytics Services Visualization & Integration Services Build 2018 – BRK2154-Microsoft IoT Overview, Vision and Roadmap

• https://mybuild.microsoft.com/page/DownloadDocument?documentid=c4c6db43-31e0-4c6e-8d40-3e7fea61eca2

Get started quickly with Azure IoT Solutions Platform Services Edge Azure IoT Central Azure IoT solution accelerators Azure IoT Hub Azure IoT Hub Device Provisioning Service Azure Time Series Insights Azure Maps Azure IoT Edge Experience the simplicity of SaaS for IoT, with no cloud expertise required Create fully customizable solutions with templates for common IoT scenarios Connect, monitor and manage billions of IoT assets Zero-touch, justin-time provisioning of devices to the right IoT hub Explore and analyze timeseries data from IoT devices Add maps, search, routing and other location insights to your apps Extend cloud intelligence and analytics to edge devices Build 2018 – BRK3803 Azure IoT Platform services - The modern IoT developer toolbox

• https://mybuild.microsoft.com/page/DownloadDocument?documentid=b61650c9-2243-45ae-a0f9-f6d8369ecbfa

Azure IoT Hub

Azure IoT Hub Azure IoT Hub = Cloud Gateway Cus tom Cloud Ga teway Device Device Custom Protocols (Cl oud Service, VM) Management app Device registry/Management Monitoring Send commands AMQP, MQTT, HTTPS Applications - Companion apps - Dashboards - Controllers - … Device Field bus / protocol Field Gateway AMQP, MQTT, HTTPS Device Device Field bus / protocol Device Field Gateway OPC, HTTP, CoAP,… VPN/ExpressRoute Custom Cloud Gateway (Cloud Service, VM) Management app Device registry/Management Monitoring Send commands Build 2018 – BRK3803 Azure IoT Platform services - The modern IoT developer toolbox

• https://mybuild.microsoft.com/page/DownloadDocument?documentid=b61650c9-2243-45ae-a0f9-f6d8369ecbfa

Azure IoT Hub セキュリティ Azure IoT Hubとは IoT Hub は、クラウド内でホストされているマネージド サービスであり、IoT アプリケーションとそれが管理す るデバイスの間の双方向通信に対する中央メッセージ ハブとして機能します。 Azure IoT Hub を使って IoT ソ リューションを構築し、何百万もの IoT デバイスとクラ ウドでホストされたソリューション バックエンドの間 に、信頼性が高く、セキュリティで保護された通信を提 供できます。 IoT Hub には、ほぼすべてのデバイスを接 続できます。 IoT Hub は、デバイスからクラウドへと、クラウドから デバイスへの、両方の通信をサポートします。 IoT Hub は、デバイスとクラウドの間のテレメトリ、デバイスか らのファイルのアップロード、クラウドからデバイスを 制御するための要求/応答メソッドなど、複数のメッ セージング パターンをサポートします。 IoT Hub の監視 は、デバイスの作成、デバイスの障害、デバイスの接続 などのイベントを追跡することにより、ソリューション の正常性を維持するのに役立ちます。 IoT Hub の機能を使うと、製造で使われる産業機器の管 理、医療での価値の高い資産の追跡、オフィス ビルの 使用状況の監視など、スケーラブルで機能を完備した IoT ソリューションを構築できます。 通信の保護 • • • • • HTTPS MQTT MQTT over webSockets AMQP AMQP over webSockets デバイスの認証 • Symmetric Key • X.509 Self-Signed • X.509 CA Signed

• https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/iot-hub/about-iot-hub

Azure IoT Hub 双方向通信 Azure IoT Hubとは IoT Hub は、クラウド内でホストされているマネージド サービスであり、IoT アプリケーションとそれが管理す るデバイスの間の双方向通信に対する中央メッセージ ハブとして機能します。 Azure IoT Hub を使って IoT ソ リューションを構築し、何百万もの IoT デバイスとクラ ウドでホストされたソリューション バックエンドの間 に、信頼性が高く、セキュリティで保護された通信を提 供できます。 IoT Hub には、ほぼすべてのデバイスを接 続できます。 IoT Hub は、デバイスからクラウドへと、クラウドから デバイスへの、両方の通信をサポートします。 IoT Hub は、デバイスとクラウドの間のテレメトリ、デバイスか らのファイルのアップロード、クラウドからデバイスを 制御するための要求/応答メソッドなど、複数のメッ セージング パターンをサポートします。 IoT Hub の監視 は、デバイスの作成、デバイスの障害、デバイスの接続 などのイベントを追跡することにより、ソリューション の正常性を維持するのに役立ちます。 IoT Hub の機能を使うと、製造で使われる産業機器の管 理、医療での価値の高い資産の追跡、オフィス ビルの 使用状況の監視など、スケーラブルで機能を完備した IoT ソリューションを構築できます。 D2Cメッセージ C2Dメッセージ ダイレクトメソッド Device ファイルのアップロード デザイアープロパティ レポートプロパティ Azure IoT HubとDeviceの通信

• https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/iot-hub/about-iot-hub
• http://matsujirushi.hatenablog.jp/entry/2017/12/30/212449

Azure IoT Hub ライブラリ Device Device SDK AMQP, MQTT, HTTPS Device Field bus / protocol Device Field Gateway Device SDK AMQP, MQTT, HTTPS PLATFORMS LANGUAGES • Linux • C • Mbed • Python • Arduino • Node.js • Windows • Java • .NET Standard • .NET • .NET Framework • .NET MicroFramework Azure IoT HubとAzure IoT Edge、各SDKの位置づけ Build 2018 – BRK3803 Azure IoT Platform services - The modern IoT developer toolbox

• https://mybuild.microsoft.com/page/DownloadDocument?documentid=b61650c9-2243-45ae-a0f9-f6d8369ecbfa
• http://matsujirushi.hatenablog.jp/entry/2017/09/02/224305

Azure IoT Hub 莫大な数のデバイス接続 Azure IoT Hubとは IoT Hub は、クラウド内でホストされているマネージド サービスであり、IoT アプリケーションとそれが管理す るデバイスの間の双方向通信に対する中央メッセージ ハブとして機能します。 Azure IoT Hub を使って IoT ソ リューションを構築し、何百万もの IoT デバイスとクラ ウドでホストされたソリューション バックエンドの間 に、信頼性が高く、セキュリティで保護された通信を提 供できます。 IoT Hub には、ほぼすべてのデバイスを接 続できます。 IoT Hub は、デバイスからクラウドへと、クラウドから デバイスへの、両方の通信をサポートします。 IoT Hub は、デバイスとクラウドの間のテレメトリ、デバイスか らのファイルのアップロード、クラウドからデバイスを 制御するための要求/応答メソッドなど、複数のメッ セージング パターンをサポートします。 IoT Hub の監視 は、デバイスの作成、デバイスの障害、デバイスの接続 などのイベントを追跡することにより、ソリューション の正常性を維持するのに役立ちます。 IoT Hub の機能を使うと、製造で使われる産業機器の管 理、医療での価値の高い資産の追跡、オフィス ビルの 使用状況の監視など、スケーラブルで機能を完備した IoT ソリューションを構築できます。 Event Hubs の機能の概要

• https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/iot-hub/about-iot-hub
• https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/event-hubs/event-hubs-features

Azure IoT Hub 莫大なデバイス接続：電気冷蔵庫 401L以上の電気冷蔵庫出荷台数 226万台/年 10年間の電気冷蔵庫稼働台数 2260万台 1時間毎の稼働状況をメッセージ 54240万メッセージ 電気冷蔵庫及び電気冷凍庫の現状について（経済産業省） Azure IoT Hub S3 30000万メッセージ/日/ユニット Azure IoT Hub S3 2ユニットで対応可能

• http://www.meti.go.jp/committee/sougouenergy/shoene_shinene/sho_ene/denki_reizouko_wg/pdf/001_05_00.pdf

Azure IoT Hub 料金

Azure IoT Edge

Azure IoT Edge クラウドサービスの問題点 de:code2018 – DA12 一挙紹介！Azureが提供するIoT系サービス

• https://www.microsoft.com/ja-jp/events/decode/2018/online/archive.aspx

Azure IoT Edge 例：Scott or not Microsoft Build 2018 // Vision Keynote

• https://youtu.be/rd0Rd8w3FZ0?t=2h51m1s

Azure IoT Edge 例：Scott or not Camera Raspberry Pi 通信量が多い Custom Vision • 判定遅延 • 費用増加 ネットの信頼性に依存 LED Display • 機能停止 Microsoft Build 2018 // Vision Keynote

• https://youtu.be/rd0Rd8w3FZ0?t=2h51m1s

Azure IoT Edge 例：Scott or not Custom Vision Camera Raspberry Pi Azure IoT Edge ランタイム Custom Vision Raspberry Piで動かしているAzure IoT Edgeランタイム上で、 LED Display AzureのCustom Visionが動く。 Microsoft Build 2018 // Vision Keynote

• https://youtu.be/rd0Rd8w3FZ0?t=2h51m1s

Azure IoT Edge クラウドの処理をデバイスで実行 Azure IoT Edgeとは Azure IoT Edge は、企業がデータの管理に手間取ること なくビジネス インサイトに専念できるよう、これまで クラウドで行っていた分析とカスタム ビジネス ロジッ クをデバイス側で実行できるようにするものです。 ご 利用の IoT ソフトウェアを構成して標準のコンテナーに よりそれをデバイスにデプロイし、すべてクラウドから 監視することで、カスタム ソリューションに真のス ケーラビリティがもたらされます。 Functions Azure IoT Edge ランタイム Stream Analytics Machine Learning

• https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/iot-edge/about-iot-edge

Azure IoT Edge ソフトウェアを監視、アップデート Azure IoT Edgeとは Azure IoT Edge は、企業がデータの管理に手間取ること なくビジネス インサイトに専念できるよう、これまで クラウドで行っていた分析とカスタム ビジネス ロジッ クをデバイス側で実行できるようにするものです。 ご 利用の IoT ソフトウェアを構成して標準のコンテナーに よりそれをデバイスにデプロイし、すべてクラウドから 監視することで、カスタム ソリューションに真のス ケーラビリティがもたらされます。

• https://docs.microsoft.com/ja-jp/azure/iot-edge/about-iot-edge

Microsoft IoT Vision and Roadmap

Microsoft IoT Vision and Roadmap Azure Azure Azure Stack Windows IoT, Linux IoT IoT Edge Azure Stack Azure IoT Central Azure IoT solution accelerators Azure IoT Edge • • Deploy and manage cloud services Managed by Azure or Azure Stack Windows IoT, Linux • Azure IoT Edge runs on Windows and Linux Azure IoT Device SDK • • Multi-device, multi-language, multi-OS iOS, Android, Windows, Linux • • Peerless security for MCU devices Connect directly to Azure or via Azure IoT Edge • Linux Kernel that modernizes MCU devices IoT Azure Sphere Azure Sphere OS Azure Sphere OS Build 2018 – BRK2154-Microsoft IoT Overview, Vision and Roadmap

• https://mybuild.microsoft.com/page/DownloadDocument?documentid=c4c6db43-31e0-4c6e-8d40-3e7fea61eca2

振り返り

Azure IoT Hub Azure IoT Edge Cloud Gateway クラウドを実行 デバイス接続数 監視、アップデート 双方向通信