mqttで始めるiot
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MQTTで始めるInternet of Things
細合晋太郎
九州大学
えむきゅぅてぃてぃ
いんたーねっと おぶ しんぐす
なんでもかんでもIoTって言えばいいってもんじゃねぇぞ
http://insights.venturescanner.com/tag/retail/
Internet of Things
•元はセンサネットワーク界隈から
•で，IoTって何なの？•→よくわかりません．．組込みをネットに繋げりゃIoTって言いはっていいんじゃないでしょうか．
IoT構成
HTTPd
Hadoop DBびっぐでーた
今回はこの辺りのお話センサ/アクチュエータ
組込みボード
サーバ
IoTで用いられる通信プロトコル・フレームワーク
•REST•SOAP
•HTTP•TCP，UDP
•OSGi•Echonet?
•MQTT
on Ethernet
1. Physical
4. Transport
6. Presentation
7. Application
5. Session
3. Network
2. Data link
REST
SOAP
HTTP
TCP UDP
Echonet? OSGi?
MQTT
MQTT（Message Queuing Telemetry Transport)
•IBMの提唱する，軽量プロトコル
•Publish/Subscribeモデル
•TCP/IPの上で動作（HTTPと同層？）
•HTTPよりかなり軽量．ビッグなデータを山ほどやりとりしても大丈夫
http://mqtt.org/
MQTT特徴
• Topic• 購読する項目を指定する• スラッシュ区切りの階層構造
• 例えば，room1/sensor/temperatureなど，
• ワイルドカード• ＃：前方一致：a/# なら，a/b, a/c, a/r/kすべて購読できる• ＋：部分一致：a/+/bなら，a/x/b, a/y/bに一致．a/z/cは一致しない．
• QoS/到達保証• QoS 0: At most once --最高1回。届くかは保証しない。• QoS 1: At least once --少なくとも一回。重複する可能性がある。• QoS 2: Exactly once --正確に一回
• Will/遺言• 最後にPublishされた内容を保持しておき，Subscribeされた際に
• Retain/保持
• Security/認証と暗号化
http://tdoc.info/blog/2014/01/27/mqtt.html
MQTT Packet
http://docs.oasis-open.org/mqtt/mqtt/v3.1.1/os/mqtt-v3.1.1-os.html
Fixed Header
Variable Header
Payload
Remaining Length(1-4 byte)
Packet Type(4bit) Flags(4bit)
Packet Identifier MSB
Packet Identifier LSB
PublishならなんでもOK，SubscribeならTopic文字列など
＋Packet Typeごとのあれこれ
Packet Typeごとのバイト列
MQTT構成
•構成要素はBrokerとClient
•通信は一旦すべてBrokerに送られる．（ClientはBrokerのIPアドレスだけ知っていればよい）
•ClientはPublisherまたはSubscriber（両方同時も可能）
Broker
Client
Client Client
Client
MQTTアプリケーション/ライブラリ
•Mosquitto （Client/Broker）•http://mosquitto.org/download/
•Paho （Client/Broker/Client Library）•https://eclipse.org/paho/
•IBM MessageSight（Client / Broker(war) / Client Library）ちょっとデカイ．•https://www.ibm.com/developerworks/comm
unity/blogs/c565c720-fe84-4f63-873f-607d87787327/entry/download?lang=en
•Arduino Library•http://knolleary.net/arduino-client-for-mqtt/
MQTT Broker
•今回はMosquitto付属のMQTT Brokerを利用（細合PCがBrokerになってます．）
•通常は，適当なオンラインサーバにMosquitto，Phao,
使ってみよう（PC/PC）
•まずはPCで•Mosquittoを入れてみる→URL: http://mosquitto.org/download/•Pathを通すか，実行ファイルのあるフォルダに移動してプロンプトを開く•Topicを購読してみましょう．•mosquitto_sub –h 192.168.1.10 –t
/wwest/hello
•発信してみましょう•mosquitto_pub –h 192.168.1.10 –t
/wwest/hello –m hello?-hオプションを付けない場合は，ローカルホストのBrokerを利用する
今回の構成MQTT Broker（細合PC）
192.168.10.200(static)
WiFi Rooter(NEC Aterm W300P)
SSID: aterm-b363fc-gPASS: ********WPA2-AES
MQTT Client (GR-SAKURA)
192.168.10.xxx(DHCP)
MQTT Client (User-PC)
192.168.10.xxx(DHCP)
Subscribe
•wwest/mqtt/hosoaiを購読してみてください
•mosquittoをインストールしたフォルダに移動し，> mosquitto_sub –t wwest/mqtt/hosoai –h
192.168.10.200
Publish
•wwest/mqtt/#
を購読してください
•wwest/mqtt/自分の名前
•で適当なメッセージを送信してみてください
•> mosquitto_pub –t /wwest/mqtt/name –m Message –h 192.168.10.200
Will/Retain/QoS
•Will•subscriberに以下を付けて起動．--will-topic topic –will-payload dyingmessage
•別のsubscriberで上記のtopicを購読しておき，上記のsubscriberを強制終了
•Retain•publisherに-rを付けてメッセージ送信．•送信後にsubscriberで購読する
組込みボードと話してみる
•wwest/sakura/temperature
を購読してみてください．
•wwest/sakura/led
にonを送ってみてください
offを送ってみてください
プログラムからMQTT
•Paho
•Android
•Arduino•ライブラリはとても小さい．Etherが動く環境なら余裕