[ワークショップ] IoTのワークショップに参加してIoTに入門してきた #IOT202 #AWSreInvent

みなさま、AWS re:Invent 2023 楽しんでいますでしょうか？
大阪オフィスの林です。

私自身、2019年以来の久しぶりのre:Invent参加のため、その当時の熱量や規模感など現地ならではの雰囲気をひしひしと感じつつセッション開始を待ち遠しにしていました。

セッションやワークショップの選び方は人によって様々かと思いますが、私は頭の体操（？）も兼ねて、恐らく普段の業務では触ることのないサービスを現地一発目のワークショップとして選んで参加してきました！

セッションタイトル

AWS IoTでコンプライアンスに準拠したセキュアなコネクテッド製品を構築する（IOT202）

Building compliant, secure connected products with AWS IoT(IOT202)

セッション概要

このワークショップでは、AWS IoTサービスを使用して、製品上でセキュアなIoT接続を有効にし、それらを効率的に管理することがいかに簡単であるかをハンズオンで探求します。

目的に合わせた実習キットを通して、MQTT、Matter、Amazon Sidewalkを含む様々なAWS IoT接続機能について学びます。

また、AWS IoT ExpressLink上のWi-Fi経由のパブリッシュ/サブスクライブMQTT接続と比較します。

このワークショップでは、無線アップデート、ロケーショントラッキング、センサーデータの取り込み、デジタルツインとシャドウなど、多くのユースケースを紹介します。

ワークショップ前の雰囲気

この雰囲気だけでわくわくしますね

これがワークショップで使う『実習キット』だそうです（中身は後ほど）
IoTのワークショップということもあり実習キットが準備されているのはワクワク × 1000です！

受講者も続々と入場し始めてます

ワークショップ前の講義

Thomas Kriechbaumer 氏によるワークショップ前の講義の開始です。

スマート冷蔵庫、スマートコーヒーマシン、最新の電動スクーター、電気自動車など、現在ではそれらすべてのデバイスがインターネットに接続されており、それら接続された「IoTデバイスの数」が、注目されている数字である。とThomas 氏は言います。

その注目している「IoTデバイスの数」ですが、今後5 ～10年以内に、約300億台の接続デバイスがIoT化されると言われているそうです。
身の周りでもIoT化してない家電の方が少なく感じるのも納得の数字です。

デバイスが増えるにあたって、それらデバイスをさせるツール、システム、サービスはできる限りシンプルである必要があり、同時にセキュリティについてもトレードオフを踏まえ最もコストパフォーマンスの高い機能を提供する必要がある。とThomas 氏は続けました。

AWS IoT Coreは、そんなツールやシステムやサービスの中心的なHubとなって、そこから他の様々なAWSサービスや外部サービスと接続・通信し、デバイスのデータを送受信することができる。という締めくくりで待ちに待ったワークショップのスタートです！

いざ、ワークショップ

アジェンダ

MQTT デバイスのオンボーディング

こちらが学習キットの正体です（以降、デモバッチという）
「明るさ」「温度」「湿度」の3つのセンサー、ディスプレイ、上下左右の4つのボタンが見て取れます このデバイスを登録していきます。

通電！！！

AWS IoT Core に接続する

WiFiおよびMQTTを介してデモバッジから AWS IoT Core への接続を確立します。
本手順含め、はじめて触るコンソールでしたが、手順を見ながら進めるのでつまるところは特にありませんでした。

MQTT パブリッシュ/サブスクライブ

ここでは、MQTTテストクライアントを使用し、デモバッジと AWS IoT Core の MQTTメッセージブローカーを使用してメッセージを送受信します。
AWS コンソールで、デモバッジがメッセージを公開している MQTTトピックをサブスクライブし、MQTTテストクライアントからメッセージをパブリッシュし、デモバッジで受信します。

センサーデータの取り込み

デモバッジセンサーから測定値を読み取り、AWSに送信します。
このワークショップではデモバッジは、センサーデータを時系列データベースと Grafana ダッシュボードに継続的に記録し、履歴データとほぼリアルタイムのデータを表示してくれるようです。

しっかりとTimestreamにもデータが流れてきているようです

Grafanaでデータの可視化もできました。（上から順に、明るさ、湿度、温度）

明るさセンサーにスマホのライトを照らしてみたら、明るさのデータが急上昇していることも見て取れます。

WiFi 経由のデバイスの位置情報

次にWiFiスキャンを使用してデモバッジの地理的位置を特定し、おおよその緯度と経度の座標を解決します。
AWS IoT デバイスの位置情報機能を使用し、MQTTトピックスキャンデータを使用して、緯度と経度を使用してデバイスのおおよその物理的な位置を解決します。
※これらの機能はAmazon Location Serviceの一部であり、Amazon Location Service と統合されています。

デモバッチを動かすとシステム側の3Dイメージも同時に動く感じになりました。（オモシロイ！

デジタルツインとシャドウ

AWS IoT Device Shadowサービスを使用して、デモバッジをAWS IoT に接続し同期します。

システム側でディスプレイの画像を変更したら、デモバッチ側もディスプレイの画像が変わりました。（オモシロイ！パート2

画像転送

無線 (OTA) 更新ジョブをデモ バッジに送信して、新しい画像 (この場合は実際の自撮り写真) をアップロードしますが、同じメカニズムが新しいファームウェア イメージにも機能します。Companion Web App を使用して画像を取得し、Amazon S3 にアップロードしてから、AWS IoT ジョブを作成して、デモバッジへの OTA 画像転送をトリガーします。
※この部分は時間の都合でスキップしたのでアーキテクチャのイメージだけとなります。

Amazon Sidewalkを備えた低電力デバイス

Amazon Sidewalkネットワークは、安定している完全なWiFiやMQTT接続を必要としない低電力デバイスや小さなメッセージに最適で、このような低電力デバイス接続プロトコルでは、通常、各メッセージはバイナリ ペイロードにエンコードされて、転送するバイト数を最小限に抑えるとのことです。
細かいところまでの理解には及びませんでしたが雰囲気でやることを掴みました。

アーキテクチャイメージがこちら

MQTTとは区別してグラフ化されていました。

おわりに

どんなきっかけであれ、触ったことないサービスを触ることは刺激になりました！
特にIoTの場合だからか、手元のデバイスを直接触りながらサービスと触れ合うことができたのでより一層楽しさがあったのかなとも思います。
なお、デモバッチは「持ち帰り可」だったので、記念に大切にカバンに入れて持ち帰ってきました。
まだre:Invent 2023は始まったばかりです。あっという間に終わってしまうと思いますが濃い1週間にしていきたいと思います！