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SORACOM IoT Engineer Basic for SPS (SPS認定資格) 対策...

SORACOM IoT Engineer Basic for SPS (SPS認定資格) 対策セミナー

SORACOM Partner Space(SPS)パートナー内のIoT技術力向上の支援を目的に、SORACOMが認定を行うプログラム「SORACOM IoT Engineer Basic for SPS」です。
本プログラムの詳細や内容はブログ記事「IoTシステム設計や実装に必要な基本知識の検定制度「SPS認定資格」とは?」をご覧ください。

SORACOM

May 25, 2023
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  1. IoTシステムはカバーすべきことがたくさん インターネット クラウド モノ • センサ, デバイス選定 • フィールド側構成の設計 •

    ネットワーク設計 • ルーター選定 • アーキテクチャ設計 • クラウドサービス選定 このトピックではIoTプロジェクトの進め方と 上記のコンポーネントそれぞれについての概要をお話します クラウド ネットワーク デバイス
  2. IoTシステムはカバーすべきことがたくさん インターネット クラウド モノ • センサ, デバイス選定 • フィールド側構成の設計 •

    ネットワーク設計 • ルーター選定 • アーキテクチャ設計 • クラウドサービス選定 カバー範囲が広いだけでなく、様々な検討すべき課題があります。で は、どこから検討を始めるべきでしょうか? クラウド ネットワーク デバイス キッティング FOTA 盗難対策 バッテリー 認証 セキュリティ 価格 ルーティング どのサービス 使う? 開発/運用の 手間の削減
  3. IoTシステムはカバーすべきことがたくさん インターネット クラウド モノ • センサ, デバイス選定 • フィールド側構成の設計 •

    ネットワーク設計 • ルーター選定 • アーキテクチャ設計 • クラウドサービス選定 まずはいちばん制約が多く、手戻りの難しいデバイスについて見ていきましょ う。実際IoTプロジェクトを進める際にもここから見ていくのがよいプラクティス です。 クラウド ネットワーク デバイス
  4. •なにをするためのデバイスなのか ◦ それを実現するためにどんなペリフェラル(センサー等の外部デバイス)や通信が必 要なのか。 ◦ 必要な処理を実現するためにはどの程度の処理能力がもとめられるのか • 電池、電源 ◦ そのデバイスはバッテリーで動くものなのか。バッテリーで動くならどの程度の電池

    持ちが求められるのか。 • 耐環境性能 ◦ 雨や埃、熱などの対策は必要か 2. デバイスの選び方 IoTを構成するコンポーネントの中でもっとも手戻りがむずかしいのが 「デバイス」。これを選定していくにあたっては以下の様なポイントを押 さえていく必要があります。
  5. よくあるIoTデバイスの構成 センサーデータの送信(テレメトリ) コマンドの受信 センサー GPIO、UART、SPI、I2C、BLE等 装置 GPIO、UART、SPI、I2C、BLE等 CPU プログ ラム

    IoTデバイス センサーデータの送信(テレメトリ) コマンドの受信 センサー 装置 CPU プログ ラム IoTデバイス ゲートウェイ型: センサーや装置を「IoT化するゲートウェイ」 オールインワン型: センサーや装置を内蔵したIoTデバイス
  6. •動作温度 •特殊な環境の耐性 • 防水、防塵、防爆 : IP規格 例 IPX5 / IP66

    • 振動、車載 • 防爆 : 防爆構造 本質安全防爆、耐圧防爆構造 耐環境性能 IoTデバイスは屋外や高温/低温など厳しい環境で利用される場合もあります。 要件に合わせて以下のような項目を検討する必要があります。
  7. •電波を発する機器は各種認証を取得している必要があります。 • 技術基準適合証明等のマーク(技適マーク ) • アメリカはFCC認証 • 欧州はCEマーク • (人が携帯するデバイスの場合)

    Body-SAR •また、法的な拘束力はありませんが通信キャリアのIOT(nter-operability testing:相互接続性試験)を通っている通信デバイスを積極的に選ぶことも 重要です。 法律、規制、認証の遵守
  8. IoTシステムはカバーすべきことがたくさん インターネット クラウド モノ • センサ, デバイス選定 • フィールド側構成の設計 •

    ネットワーク設計 • ルーター選定 • アーキテクチャ設計 • クラウドサービス選定 つぎにクラウドについておさらいをしていきます。昨今、クラウドはインフラを提 供してくれるだけではなく、IoTデバイスの管理やAI、データベースなど高度な 機能を従量課金で提供してくれています。 クラウド ネットワーク デバイス
  9. • AWS Lambda • メッセージの処理をはじめ、あらゆる計算処理に利用されています。仮想 サーバーを持つことなく処理を実行できるため、保守性/運用性の非常に高 いコンピューティングサービスです。SORACOM Funkからも直接呼び出し 可能です。 •AWS

    IoT Core • デバイスからのメッセージを受け取ったり、デバイスにメッセージを送信する ためのエンドポイントとして利用されます •Amazon TimeStream/Amazon DynamoDB/Amazon RDS • メッセージやさまざまな計算結果を格納しておくためのDBサービス群です。 IoTでは多くのデータは時系列になっているため、TimeStreamや DynamoDBの利用がマッチするケースが多いです。 •Amazon Opensearch • Kibanaというデータの可視化ツールを備えたマネージドのDBサービスで、 時系列データも容易に扱えます。 IoTプロジェクトで利用されるクラウドサービス
  10. •スケーラビリティ • リソースの増加や縮小が可能 • スモールスタートではなくビッグスタート(余裕をもってリソース配置してサービ ス開始して、様子をみて絞る)が可能 •可用性 • 複数のデータセンターにリソースを配置し冗長性を確保。 •

    これを自前でやろうとすると大変な費用と労力。 •多彩な用途 • Webシステムのみならずエンタープライズや先端技術まで 幅広い技術領域 と専門サービスを展開 •従量課金 • 初期投資は必要なく、使った分だけ費用が発生する クラウドの特徴
  11. IoTシステムはカバーすべきことがたくさん インターネット クラウド モノ • センサ, デバイス選定 • フィールド側構成の設計 •

    ネットワーク設計 • ルーター選定 • アーキテクチャ設計 • クラウドサービス選定 ここまでデバイスとクラウドについて見てきました。次のトピックでは「ネットワー ク」部分となるSORACOMについてお話していきます。 クラウド ネットワーク デバイス
  12. SORACOM は IoT の「つなぐ」を簡単に IoT デバイス クラウドサービス ✔ 遠隔操作 ✔

    メンテナンス ✔ 蓄積・見える化 ✔ アラート通知 通信 デバイス センサ キット IoT 通信 IoT SIM LPWA パートナー デバイス パートナークラウド (AWS / Microsoft / Google) Wi-Fi / 有線 3G / LTE / 5G LTE-M
  13. SORACOMのネットワークサービス IoT 向けデータ通信 SORACOM Air セルラー / セルラーLPWA (2G /

    3G / 5G / LTE / LTE-M) 特定地域向けIoT SIM plan-D/D-300 plan-DU plan-K/K2 SORACOM IoT SIM (※日本、グローバルに対応) カード型 SIM eSIM LoRaWAN Sigfox 日本 カバレッジ グローバル カバレッジ 所有 ゲートウェイ カード型 SIM eSIM NTTドコモ回線 plan01s plan01s-LDV planP1,planX1, X2, X3 plan-KM1 KDDI回線 アンライセンスド LPWA X3専用SIM K2専用SIM マルチキャリア 43
  14. 開発に要する期間 日 週 月~ 《 LTE-M 通信搭載 IoT ボタン 》

    SORACOM LTE-M Button 個性的な デバイスづくり パソコンや 小型コンピュータの IoT デバイス化 完成品による サービス開発への集中 センサーとの 組み合わせ 目的で選べる SORACOM の IoT デバイス 《 センサー + LTE-M 通信 》 GPS マルチユニット SORACOM Edition 《 Mini PCIe I/F LTE モデム 》 EC21-J (Mini PCIe 版) 《 プロトタイプマイコン向けモジュール 》 M5Stack 用 3G 拡張ボード 《 プロトタイプマイコン向けモジュール 》 LTE-M Shield for Arduino Sigfox Shield for Arduino 《 接点インターフェイス付き IoT ボタン 》 SORACOM LTE-M Button Plus 《 USB 型 3G モデム 》 AK-020 《 USB 型 LTE モデム 》 SORACOM Onyx 《 LTE-M 通信搭載 GPS & BLE 中継器 》 ビーコン対応 GPS トラッカー GW 《 LTE モデム搭載プロトタイプ向けマイコン 》 Wio LTE JP Version 《 量産向け通信モジュール 》 UC20-G (LCC) BG96 (LGA)
  15. IoT テクノロジー民主化のためのプラットフォーム SORACOM Global Platform CLI & SDK SORACOM CLI(Go)

    Web インターフェース User Console データ転送支援 SORACOM Beam クラウドアダプタ SORACOM Funnel データ収集・蓄積 SORACOM Harvest プライベート接続 SORACOM Canal IoT向けデータ通信 SORACOM Air for Cellular (2G, 3G, LTE) / LPWA (LoRaWAN, Sigfox, LTE-M) 専用線接続 SORACOM Direct 仮想専用線 SORACOM Door API Web API Sandbox コネクティビティ ネットワーク インタフェース SIM認証・証明 SORACOM Endorse デバイス管理 SORACOM Inventory 透過型トラフィック処理 SORACOM Junction ダッシュボード作成/共有 SORACOM Lagoon セキュアプロビジョニング SORACOM Krypton アクセス権限管理 SORACOM Access Management アプリケーション デバイスLAN SORACOM Gate 24/365サポート 診断機能 Technical Support USB ドングル / セルラーモジュール / マイコンモジュール / ボタン / S+ シリーズ デバイス オンデマンドリモートアクセス SORACOM Napter クラウドファンクション SORACOM Funk エッジプロセッシング SORACOM Mosaic オンデマンドパケットキャプチャ SORACOM Peek インラインプロセッシング SORACOM Orbit 次世代VPG 監査ログ API Audit Log WiFi, 有線, 衛星等のインターネット接続 セキュアリンクサービス SORACOM Arc
  16. ネットワーク • すぐに利用開始できる安全なネットワーク デバイス • 1個からすぐに調達可能なさまざまなリファレンスデバイス クラウド接続 • デバイスを安全に接続するための様々なクラウド接続 サービス

    SORACOMが提供するもの ぜんぶ自分で作るのは大変。必要なパートをサポー トしてくれるたくさんのパートナーエコシステム SPS(SORACOM Partner Space) 例えば・・・ • 既製のデバイスの調達 • カスタムデバイスの設計/量産 • システムインテグレーション
  17. 1. SIMの入手 2. SIMの操作方法 3. SIMのステータス 4. SORACOMの利用方法 5. お支払い

    SORACOMの利用開始方法 ここではセルラー通信用のサービス(つまりSIM)である SORACOM Air for セルラーの使い始め方をご紹介していき ます。
  18. •カードSIM 1枚から購入可能 •SORACOMアカウントの発行 • メールアドレスとクレジットカードの登録 •SORACOM IoT ストア • SIMや通信モジュール以外にドングル、

    Wio LTE(プロトタイプ向けマイコン)なども購入可能 •ECサイト Amazon、スイッチサイエンスなど • ユーザーコンソールの[+ SIM登録]から登録 • SIMカード記載のIMSIとパスコードを入力 SIMの入手
  19. •3G/LTE通信モジュールを搭載する主なデバイス • スマートフォン • IoTゲートウェイ • LTEルーター • Microsoft SurfaceなどのPC/タブレット

    • USBドングル •IoT SIM(旧グローバルSIM)はローミング機能をオン •3G/LTEおよび周波数帯(バンド幅) • 通信モジュールと利用通信キャリアでマッチしないと電波をつかめない デバイスの適合性
  20. •アクセスポイント設定(APN) • APN • ユーザー名 • パスワード : soracom.io (Plan-DUは

    du.soracom.io) : sora : sora • PDP Type : IP •デバイスのOSで適切なルーティング設定 •IPアドレスやDNSは自動取得 デバイスでの接続設定
  21. 1. SORACOMの提供するもの a. ネットワーク b. デバイス c. クラウド接続 d. パートナーエコシステム

    2. SORACOMのコンセプト a. セルフサービスですぐに1回線/1個から使い始められる b. 使ったぶんだけのお支払い。 3. SORACOMの利用方法 a. アカウントにサインアップしてSIMを注文、デバイスをセットアップ b. お支払いはクレジットカードまたは請求書払い まとめ
  22. 「つなぐ時に困る事」を解決する SORACOM サービス IoT デバイスの データ蓄積先は? 技術やビジネス検証をする SaaS / クラウド連携は?

    大規模 安定運用 データ収集・蓄積 SORACOM Harvest IoT アプリケーションは? ダッシュボード作成・共有 SORACOM Lagoon クラウドアダプタ SORACOM Funnel AI やビッグデータ等の データ転送支援 SORACOM Beam クラウドファンクション SORACOM Funk 現場のデジタル化を担う IoT デバイスは? 検証 / スモールスタート SORACOM のリファレンスデバイスや 認 定済みデバイス
  23. データセンター AWS、Azure、Google パートナークラウド インターネット 閉じた ネットワーク SORACOM Wireless Agnostic Cloud

    Agnostic セルラー Sigfox Connectivity Agnostic Wi-Fi 有線 SORACOM は IoT の「つなぐ」を簡単に
  24. データセンター AWS、Azure、Google パートナークラウド インターネット 閉じた ネットワーク SORACOM Wireless Agnostic Cloud

    Agnostic セルラー Sigfox Connectivity Agnostic Wi-Fi 有線 SORACOM は IoT の「つなぐ」を簡単に SORACOM Air for セルラー SORACOM Arc SORACOM Air for Sigfox
  25. •SORACOM Air for セルラー • セルラー(携帯電話網)接続によるコネクティビティサービス • 5G、セルラーLPWAも利用可能 •SORACOM Air

    for Sigfox/LoRaWAN • アンライセンストLPWAによるコネクティビティサービス • 省電力な無線を利用可能 •SORACOM Arc • VPN(WireGuard)によるコネクティビティサービス • WiFiやイーサネットデバイスもSORACOMに接続し、後述の各種サービスを利用可能 にしてくれる SORACOMのコネクティビティ
  26. SORACOM Air/Arcの特徴 セルラー基地局網 + AWSクラウ ド 仮想的な通信設備を実現 インターネットに出る前に 通信へ介在できる 専用線

    交換局 インターネッ ト モノ セルラー通信網によるセキュア通信区間 AWS IoT EC2 / システ ム プライベート・クラウ ド データセンタ Microsoft Azure Google Cloud Platform 基地局
  27. セルラー閉域接続 専用線 専用線 交換局 SORACOM Air パブリッククラウド VPN SORACOM Door

    自社システム SORACOM Direct プライベートクラウド 専用線 自社システム API SORACOM Canal VPC
  28. •VPG(Virtual Private Gateway)を作成し、SIMグループに設定 •VPGとの接続方法 • Amazon VPCピアリング接続 • インターネットVPN •

    専用線接続 : SORACOM Canal : SORACOM Door : SORACOM Direct •ユーザーがデバイスサブネットをカスタマイズ可能 セルラー閉域サービス
  29. セルラー閉域サービス(続き) •SORACOM Gate C2D(Cloud to Device)で プライ ベートネットワーク→デバイスに接続可 能 •SORACOM

    Gate D2D(Device to Device)でデバイス間接続 •SORACOM Junctionで透過型トラフィック処理 クラウド デバイス
  30. SORACOM Napter オンデマンドなリモートアクセス •SORACOM Napterで制限付きのWebアクセスやSSHア ク セス可能 正当なユーザ 1. アクセスをリクエスト

    (SIM ID, ポート, 有効期間) SORACOM Napter インターネット 2. 指定のグローバルIPと ポートにアクセス 3. デバイスのポートに接続
  31. •SORACOM Funnel : クラウドリソースアダプタ • デバイスからはHTTP/TCP/UDP/SMS/USSDのいずれか • AWS IoT Core

    • Amazon Kinesis Data Firehose / Streams • Microsoft Azure Event Hubs • Google Cloud Pub/Sub •SORACOM Funk : クラウドファンクションアダプタ • デバイスからはHTTP/TCP/UDP/SMS/USSDのいずれか • AWS Lambda • Azure Functions • Google Cloud Functions クラウド連携サービス
  32. Unified Endpoint で SORACOM サービスの使い分けを支援 データ収集・蓄積 SORACOM Harvest クラウドアダプタ SORACOM

    Funnel データ転送支援 SORACOM Beam uni.soracom.io デバイスは uni.soracom.io へデータ送信 クラウドファンクション SORACOM Funk 利用サービスをSORACOM コンソールで追加、切替可能
  33. クラウドに送信する前にデータを前処理 以下のサービスを利用すると、Beam/Funnel/Funk/Harvestに データを送信する前に、データのフォーマット変換などの処理を行 うことができます。 • バイナリパーサー ◦ バイナリ形式をJSON テキスト形式に変換 ◦

    固定長のバイナリ変換のために利用可能 • SORACOM Orbit ◦ Soraletと呼ばれる任意の関数を実装し、SORACOMプラットフォーム 上で動かせる ◦ 動的なデータを扱うことができる。またバイナリ以外も取り扱える。
  34. バイナリパーサーとSORACOM Orbit データ収集・蓄積 SORACOM Harvest クラウドアダプタ SORACOM Funnel データ転送支援 SORACOM

    Beam uni.soracom.io クラウドファンクション SORACOM Funk SORACOM Orbit バイナリパー サー データを各サービスに送信する前に任意の前処理 が可能(Unified Endpointなしでも利用可能です)
  35. •SORACOM Harvestでデータ保存と簡易的な可視化 • ユーザーコンソールの一部として動作 • Harvest DataとHarvest Filesを提供 • Dataのデータ保存期間は40日、延長オプション(731日)あり

    •SORACOM LagoonはHarvestをデータソースとしてダッシュボー ドとア ラート機能を提供 • Lagoon専用のユーザーが発行できる • 複数の可視化項目をダッシュボードで1画面にまとめて表示 セルフサービス可視化・ダッシュボード デバイス Harvest Lagoon
  36. •各サービス個別のエンドポイント : • beam.soracom.io • funnel.soracom.io • funk.soracom.io • harvest.soracom.io

    •ここに投げておけばどのサービス(Beam, Funnel, Funk, Harvest)でも データが利用可能になるUnified Endpoint : • uni.soracom.io • unified.soracom.io デバイスのデータ送信先
  37. 開発に要する期間 日 週 月~ 個性的な デバイスづくり パソコンや 既存ネットワークの IoT 化

    完成品による サービス開発への集中 センサーとの 組み合わせで IoT 化 目的で選べる SORACOM の IoT デバイス 《 センサー + LTE-M 通信 》 GPS マルチユニット SORACOM Edition 《 Mini PCIe I/F LTE モデム 》 EC21-J (Mini PCIe 版) / LTE 《 プロトタイプマイコン向けモジュール 》 M5Stack 用 3G 拡張ボード 《 プロトタイプマイコン向けモジュール 》 LTE-M Shield for Arduino Sigfox Shield for Arduino 《 接点インターフェイス付き IoT ボタン 》 SORACOM LTE-M Button Plus 《 USB 型 3G モデム 》 AK-020 《 USB 型 LTE モデム 》 SORACOM Onyx 《 LTE-M 搭載 GPS & BLE 中継器 》 ビーコン対応 GPS トラッカー GW 《 LTE 搭載プロトタイプ向けマイコン 》 Wio LTE JP Version 《 量産向け通信モジュール 》 UC20-G (LCC) / 3G BG96 (LGA) / LTE-M 《 LTE-M 搭載 IoT ボタン 》 SORACOM LTE-M Button 《 産業用 LTE ルーター 》 UD-LT1/EX
  38. • SORACOM IoTストア • 前述のリファレンスデバイスを直接、1個から購入できる。 • IoT SELECTION connected with

    SORACOM • SPSパートナーのデバイスやサービスがサブスクリプション契約で 利用できるサービス • SORACOM認定デバイス • SPSパートナーのなかでも「デバイスパートナー」が提供する多くの デバイスたち。調達はパートナーさんと直接ご契約。 IoTデバイスの入手方法
  39. SORACOMはSIM認証をベースにIoTプロジェクトの様々なフェーズで の”つなぐ”に役立つサービスを提供 •セルラー閉域 •SORACOM Canal/Door/Direct •リモートアクセス •SORACOM Napter/Gate •クラウド連携 •SORACOM

    Funnel/Funk/Beam まとめ •セルフサービス可視化・ダッシュボード • SORACOM Harvest/Lagoon •デバイス管理・プロビジョニング • SORACOM Inventory/Krypton •リファレンスデバイス •IoTストア/認定デバイス