open iot 140529ngm2m.jp/m2m/files/symp2014_suzuki_am.pdf3 ©2014 ibm corporation...

© 2014 IBM Corporation

オープンテクノロジーで進化する新たなIoTの世界とビジネス展開

Tohru Suzuki

WebSphere, IBM Japan

© 2014 IBM Corporation2

�Demo


デモ – センサータグの監視と閾値超過時の警報の発報

IoT Appl

IBM BlueMix

API

センサータグ

「もし湿度が55％以上に

なったら、警報を発信」

センサーの読みを表示

MQ

TT

Bluetooth


4

センサータグ


5

クラウド上のUIへMACアドレスを入力すると、

� http://quickstart.internetofthings.ibmcloud.com/


6

リアルタイムでセンサーの読み値を表示


7

クラウド上の環境で、� www.bluemix.net


テンプレートに従って処理を入力すると、� www.bluemix.net


コーディング無しでIoT → SNSへの監視を実現� www.bluemix.net


�Open

Technogory

[óupn

teknɑlədʒi]

• 「オープン・テクノロジーを使うか？」ではなく「どのオープン・テクノロジーを、何のために使うか？」が重要

• それぞれのオープン・テクノロジーの強み・弱みを理解して、うまく組み合わせて要件を達成する


TOTAL CONTRIBUTORS

LINES OF CODE

PULL REQUESTS PUBLIC REPOSITORIES

1,118Average per month

2013 average: 133

12mo average: 98

Lifetime average: 58

646k

1025+ 133+

Multi-languages

Multi-Frameworks

Multi-Services

Multi-Clouds

選択肢のバリエーション選択肢のバリエーション選択肢のバリエーション選択肢のバリエーション

Cloud Foundryとは

� オープン・テクノロジーのPaaS (Platform as a Service)


�Cloud Foundry

[kláud fáundri]

• オープン・テクノロジーのPaaSソフトウェア

• 秒単位のデプロイ• 豊富なサービス、APIのサポート• 多様なサービス、APIとの容易な連携• クラウド、IaaSを選ばない


�Node.js

[nóud js]

• サーバーサイドJavaScript

• ChromeのJavaScriptランタイム上で実装

• イベント・ドリブン（イベント・ループ）• Non-blocking I/O

• スケーラブルなネットワークプログラム• マルチコア（多重処理）、、？


Node-RED


�Node-RED

[nóud réd]

• ブラウザベースのフロー開発• IoTやSNSを含むさまざまなノードの

接続が可能• シングルクリックでランタイムへ配置

（デプロイ）• JavaScriptを使用可能（Eclipse Orion)

• テンプレート化による再利用の機能• Node.jsによる軽量、高効率なランタイム• Sentiment解析を含むビルトインの

アナリティクス機能


mqtt


1. HTTPと比べて圧倒的に軽量なプロトコルと比べて圧倒的に軽量なプロトコルと比べて圧倒的に軽量なプロトコルと比べて圧倒的に軽量なプロトコル• トラフィックが10分の1に ⇒ 10倍のスループット

• 電池の消費量が10分の1以下に

2. 非同期、双方向通信：非同期、双方向通信：非同期、双方向通信：非同期、双方向通信：電話（電話（電話（電話（HTTP）からメール・チャット（）からメール・チャット（）からメール・チャット（）からメール・チャット（MQTT）へ）へ）へ）へ

• モバイルでのnativeなpush通知が可能に

• Pub/Subによる大量同報通知

3. オープン仕様：オープン仕様：オープン仕様：オープン仕様：ベンダーロックインを回避ベンダーロックインを回避ベンダーロックインを回避ベンダーロックインを回避

• 標準化によるデバイス開発コストの削減に寄与

• 通信が切れる事態を想定した機能など

MQTTとは


Publish/Subscribe型メッセージ配信型メッセージ配信型メッセージ配信型メッセージ配信

① サブスクライバーが、受信したいトピックにサブスクライブ（購読）登録

② パブリッシャーが、トピックに対してパブリッシュ（送信）

③ 該当トピックにサブスクライブ登録しているサブスクライバーにメッセージが配信さ

れます

MQTTサーバー(Pub/Sub

ブローカー)

MQTTサーバー(Pub/Sub

ブローカー)

サブスクライバーB2サブスクライバーB2

サブスクライブ(トピックA)

サブスクライバーB1サブスクライバーB1

サブスクライバーA2サブスクライバーA2

サブスクライバーA1サブスクライバーA1

・・・・・・・・

パブリッシャーAパブリッシャーAサブスクライブ(トピックA)

サブスクライブ(トピックB)

サブスクライブ(トピックB)

パブリッシャーBパブリッシャーB

パブリッシュトピックA

トピックA

トピックA

トピックB

トピックB

パブリッシュトピックB

送信側受信側

�送信プログラムと受信プログラムが”topic”(トピック)を介して1対Nで通信

サブスクライバーBnサブスクライバーBnサブスクライブ(トピックB)

トピックB

非同期、双方向通信を実現するPublish / Subscribe型メッセージ通信


QoS（Quality of Service）

�クライアントの不安定な稼働環境を想定し、クライアント⇔サーバー間のメッセージ送達保証レベルを３段階で指定可能

� QoS = 0 ：メッセージは1回のみ送信される

（最も速い、障害時には保証されない）

� QoS = 1：メッセージは最低1回は送信先に送られる

（重複の可能性あり）

� QoS = 2：メッセージは必ず正確に1回だけ送信先に送られる

（もっとも信頼性が高い）

サブスクライブ

サブスクライバー（受信側）

MQTTサーバー(Pub/Subブローカー)

QoS 0/1/2 QoS 0/1/2

PUBLISH

QoS 0

PUBLISH

QoS 1

PUBACK

PUBLISH

QoS 2

PUBREC

PUBREL

PUBCOMP

サービスレベルを指定可能 – “Quality of Service”

パブリッシャー（送信側）

パブリッシュ


� HTTPではリクエストに対するレスポンスとして情報が伝達される（擬似push）� クライアントからの問い合わせが行われるまで、サーバーからの情報が伝達されない

� MQTTでは情報が発生する都度、リアルタイムのpushで情報が伝達される

HTTP MQTT

送信したい情報が発生


問い合わせ(空振り）

問い合わせ

情報が伝達される

遅延

即時にpushで伝達

接続の確立

問い合わせ(空振り）

問い合わせ

情報が伝達される

遅延

送信したい情報が発生即時にpushで伝達


クライアント

リクエスト/レスポンス型通信（HTTP）とリアルタイム・プッシュ型通信（MQTT）


MQTTとは = “MQ Telemetry Transport”

• オープンで無償の仕様• OASISを通じて現在標準化

• 広く多様なクライアントとサーバー• オープンソースから商用まで• デバイス・クライアントに簡単実装

• 最小化された伝送フォーマット• 最小ヘッダー・サイズは2バイト

• 軽量なフットプリント• 低バッテリー消費

• 3つの送達保証のレベル（QoS）

• クライアントが接続を失った際のアクション指定• クライアントがオフラインになった際に「遺言」メッセージのパブリッシュ

• ネットワーク再接続時の振る舞い• オフライン中に配信されたメッセージを再接続時に受け取るオプション

= “MQ Telemetry Transport”

オープンオープンオープンオープン

高機能高機能高機能高機能

軽量軽量軽量軽量

柔軟性・容易性柔軟性・容易性柔軟性・容易性柔軟性・容易性• メッセージング・モデルによる双方向通信

• 1対多の配信やPush配信も容易• シンプルなAPIによる容易な実装

• Connect、Disconnect

• Publish、 Subscribe

MobileとM2Mメッセージングのためのプロトコル


A lightweight publish/subscribe protocol with predictable bi-directional message delivery

Lossy or

Constrained

Network

Lossy or

Constrained

Network Monitoring & Analytics

ServerCommands or Data Visualisation

High volumes of data/eventsIT Systems

In the era of a Smarter Planet, open source and standards are essential

1999 Invented by Dr. Andy Stanford-Clark (IBM), Arlen Nipper (now Cirrus Link Solutions)

2011 - Eclipse PAHO MQTT open source project

2004 MQTT.org open community

2013 – MQTT Technical Committee formed

Cimetrics, Cisco, Eclipse, dc-Square,

Eurotech, IBM, INETCO Landis & Gyr,

LSI, Kaazing, M2Mi, Red Hat, Solace,

Telit Comms, Software AG, TIBCO,

WSO2

Evolution of an open technology

MQTT：オープンな技術でのIoTの実装


1999 Invented by Dr. Andy Stanford-Clark (IBM), Arlen Nipper (now Cirrus Link Solutions)

2011 - Eclipse PAHO MQTT open source project

2004 MQTT.org open community

2013 – MQTT Technical Committee formed

Cimetrics, Cisco, Eclipse, dc-Square,

Eurotech, IBM, INETCO Landis & Gyr,

LSI, Kaazing, M2Mi, Red Hat, Solace,

Telit Comms, Software AG, TIBCO,

WSO2

Evolution of an open technology

オープンな技術でのIoTの実装

2001年オープンソース化

2004年オープンコミュニティ

2013年全面サポート表明


IoTシステム実現におけるオープン・テクノロジーの活用

オープン・テクノロジーへの積極的な参加

� www.bluemix.net


オープン・テクノロジー – Win-Winのビジネス展開

オープン・テクノロジーへの積極的な参加

お客様ビジネスの成功

� http://www-03.ibm.com/software/products/ja/messagesight/


IBM MessageSight - M2Mに最適なメッセージング･アプライアンス

MassiveScale

Secureand

Reliable

Easyto Use

大量のメッセージング大量のメッセージング大量のメッセージング大量のメッセージングセキュリティと信頼性セキュリティと信頼性セキュリティと信頼性セキュリティと信頼性容易な構築と運用容易な構築と運用容易な構築と運用容易な構築と運用

1台あたりの能力- 同時接続100万台- 秒間1000万件以上のメッセージ

HTTPSとの比較- 93倍高速- 1/10の消費電力- 1/8の帯域使用

DMZに配置できるセキュリティー- 専用ハードウェア、ファームウェア- FIPS 140-2 対応、アクセス制御

信頼性の高い転送- QoS(Quality of Service)オプション- High Availability 構成可能

構築- 30分で稼動状態に構成可能- WebGUIからタスクベースで設定

運用管理- 自動的なモニターとGUI画面表示- 最適化された管理機能


�commodity

[kəmɑ dəti]• IoTのインフラはコモディティ化する方向

• → オープン・テクノロジーの活用

• 差別化領域での先進的ソリューション• → 柔軟で応用性の高い技術の活用


共通する要件：

� “モノ”との簡単な接続

� “モノ”とリアルタイムのコミュニケーションを実現

� “モノ”からの情報収集を行えること

� “モノ”からの情報を可視化できること

� 収集した情報を格納できること、そのデータへのアクセスを提供すること

� 接続した“モノ”を管理し、それらへの接続を提供すること

� “モノ”との情報のやり取りをセキュアに実現

� 利用量に応じて必要に応じて課金

拡張要件：

� リアルタイム/履歴でのデータ解析を提供

� 条件に応じて特定のイベントを起動

� ビジネスアプリ/モバイルアプリと”モノ”との相互作用を実現

� “モノ”への制御を提供

IoTユースケース：共通する要件


IoTの増大は爆発的2020年には、

200億？500億？

それぞれサイロ化された”モノ”からの情報の

個別利用のみではビジネス拡大に限界がある

今日今日今日今日

サイロ化された”モノ”

IoT オポチュニティ・ギャップ

時間の経過

情報

の有

効活

用


Systems of Engagementつながりのシステム

Systems of Record記録のシステム

Internet of Thingsモノのインターネット

Systems of Interaction

CRM HR

DB ERP

継続的な継続的な継続的な継続的な顧客体験顧客体験顧客体験顧客体験

パートナー・パートナー・パートナー・パートナー・バリュー・チェイバリュー・チェイバリュー・チェイバリュー・チェインンンン

クラウド・ベース・クラウド・ベース・クラウド・ベース・クラウド・ベース・サービスサービスサービスサービス

従来からのトランザクション中心のシステム

従来からのトランザクション中心のシステム

人と人の関わりを取り持つシステム

人と人の関わりを取り持つシステム

物と物がつながるインターネット

物と物がつながるインターネット


相互に連携・補完しあうシステム


相互に連携・補完しあうシステム

Systems of Interaction – 相互に連携・補完し合うシステム


Internet of Things：全てをつなぎ、双方向に利用可能に


IoT: ビジネスへの適用と新たな展開

リアルタイムリアルタイムリアルタイムリアルタイム交通制御交通制御交通制御交通制御

詐欺・不正詐欺・不正詐欺・不正詐欺・不正防御防御防御防御

顧客の「気分」顧客の「気分」顧客の「気分」顧客の「気分」の理解と対応の理解と対応の理解と対応の理解と対応

位置情報に位置情報に位置情報に位置情報に基づくサービス基づくサービス基づくサービス基づくサービス

購買動機と購買動機と購買動機と購買動機とその予測その予測その予測その予測

ネット脅威へのネット脅威へのネット脅威へのネット脅威への即時対応即時対応即時対応即時対応


バックエンドシステム

� 監視

- 油温、油圧...

� 制御- バルブ7

4000台の装置が使用中、さらに台の装置が使用中、さらに台の装置が使用中、さらに台の装置が使用中、さらに8000台を追加する必要があった、が、しかし、、台を追加する必要があった、が、しかし、、台を追加する必要があった、が、しかし、、台を追加する必要があった、が、しかし、、• 衛星回線がパンク、ポーリングの限界• ネットワークコストの増大• 装置へpush機能が必要

プロプラエタリなポーリングの仕組み

課金

メンテナンス

SCADA

低帯域、

高価なネットワーク

大規模パイプラインを展開するお客様が直面した困難


バックエンドシステム

課金

メンテナンス

SCADA

低帯域

高価なネットワーク

MQTTにより

• ネットワークコストが大幅に低減し、• スケーラビリティーの問題を一挙に解決• 装置との間で双方向のリアルタイム通信を実現、• 必要なときに必要な情報を相互にpush

• 将来の拡張へも柔軟に対応

ブローカー

pub sub

transformation

エンタープライス・メッセージング

MQTT

20台のセンサーを1台の

コンセントレータで制御

MQTTによる解決


ビジネス上のチャレンジ� 革新的な接続性（connectivity）を提供し顧客のドライブ体

験を改善、安全性を向上、新たなビジネス機会を創出したい� ドライバーのプロファイリング、エコドライブ、車両管

理、未然事故防止によりドライブ体験を改善� パートナーからの課金のためのデータ収集

ビジネス上の価値� “Always connected” - 低レイテンシーでの高信頼性通信

により顧客と車/アプリの「常に接続」を実現

� セキュアな開発者ポータルからクルマのデータを発信するAPIを提供

� 社内･社外デベロッパーがAPIを使用してクルマのデータ

を活用し新世代のアプリケーションを開発･提供� モバイルアプリ開発の革新を促進

• 革新的な「つながるクルマ」サービスをAPIを使って実現

自動車業界のお客様でのIoT活用事例


警察・警備の位置情報共有事件、事故発生時の効率的な配車による保守・保安業務の確実な遂行

監視センター監視センター監視センター監視センター

GPSと速度センサー（ジャイロ）から各車両の位置、方向、速度を発信

同時に、相互に周辺を走行する同僚他車の場所、方向、速度をリアルタイムで入手

運転手が何も操作をすることなく、各車両は自分が走っている位置・方向・速度を同僚他車へ配信し続け、同僚他車の情報を把握できるので、警察のより効率的・効果的な保守・保安業務の遂行が可能

現場急行OKの連絡

事件発生・現場急行を依頼

事故現場からセンターや同僚への双方向の通信、情報連携・連絡

事件・事故情報のリアルタイムでのプッシュ

送達保証をするので確実に相手へ届けられる


河川監視水位変化を素早く察知し、次のアクションをつなげる

常時水位計測

ある場所から水位上昇を検知

水位上昇を報告ダム・浄水場に

送信水量を制御

STEP.1 STEP.2 STEP.3 STEP.4 STEP.5

コントロールセンターコントロールセンターコントロールセンターコントロールセンター

ダム・浄水場ダム・浄水場ダム・浄水場ダム・浄水場

水位上昇を水位上昇を水位上昇を水位上昇を検知したセンサー検知したセンサー検知したセンサー検知したセンサー

水位変化を計測するセンサー：水位変化を計測するセンサー：水位変化を計測するセンサー：水位変化を計測するセンサー：河川の複数個所に設置河川の複数個所に設置河川の複数個所に設置河川の複数個所に設置


� St. Juda Medical病院では、心臓ペースメーカーを装着されている患者さんの体調を遠隔監視

� M2Mの仕組みにより、体調変化の予兆や来院回数の間隔から早期に異常を検知

source: sjm.com

患者さんの脈拍、心拍数などを病院へ送信

患者さんの状態をほぼリアルタイムで確認

“Connected Patient” – よりよい生活へ


デモ – センサータグの監視と閾値超過時の警報の発報

IoT Appl

IBM BlueMix

API

センサータグ

「もし湿度が55％以上に

なったら、警報を発信」

センサーの読みを表示

MQ

TT

Bluetooth


故障予測・管理故障予測・管理故障予測・管理故障予測・管理

API公開公開公開公開

登録とメッセージング登録とメッセージング登録とメッセージング登録とメッセージング

PartnersCustomers

Developers

Employees

More Things

リアルタイムリアルタイムリアルタイムリアルタイム解析解析解析解析

ディープディープディープディープ解析解析解析解析

ヒストリアンヒストリアンヒストリアンヒストリアンDB

開発・運用開発・運用開発・運用開発・運用環境環境環境環境

ゼロコードゼロコードゼロコードゼロコードでの実装での実装での実装での実装

10X

迅速な装置のオンボーディング迅速な装置のオンボーディング迅速な装置のオンボーディング迅速な装置のオンボーディング�Simple registration of connected things

セキュアな双方向の通信セキュアな双方向の通信セキュアな双方向の通信セキュアな双方向の通信�Event-driven pub-sub model

�Secure transmission of data

ヒストリアンヒストリアンヒストリアンヒストリアンDBへの蓄積への蓄積への蓄積への蓄積�High speed data capture

�Time series query and

analytics

リアルタイム解析リアルタイム解析リアルタイム解析リアルタイム解析�Streaming data analysis

�Data correlation and

mediation

迅速な開発と迅速な開発と迅速な開発と迅速な開発と

クラウドへのデプロイクラウドへのデプロイクラウドへのデプロイクラウドへのデプロイ�Polyglot development & runtime model

�Rapid cloud-based development tools

Internet of Things クラウド


� IoTインフラはコモディティ化の方向

� オープン・テクノロジーの活用による効率化

� IoTを活かすを活かすを活かすを活かす画期的な画期的な画期的な画期的なビジネスモデルの創出がカギビジネスモデルの創出がカギビジネスモデルの創出がカギビジネスモデルの創出がカギ

� 例：リアルタイム性、洞察/Insight、双方向性、SoR/SoEとの連携、、

� 爆発的なIoTスケーラビリティへの対応力

� 数十倍、数百倍へ増大する可能性

� ミッション・クリティカルなビジネスでの使用の想定� サービスレベル、信頼性、整合性、可用性、24x7運用、サポート

� 技術革新への追随の仕組み

� 進化し続けられるシステム、技術緩衝領域

Internet of Things – 今後の展開


Internet of Thingsは、その変革へ積極的に取り組む人々へ大きな可能性をもたらしています

Digital technologies (sensors and other

monitoring instruments) are being

embedded into every object, system and

process.

All the data generated by digital

technology is providing intelligence to help

us do things better, improving our

responsiveness and our ability to predict

and optimize for future events.

INTELLIGENT

INSTRUMENTED

INTERCONNECTED

In the globalized, networked world,

people, systems, objects and

processes are connected, and they

are communicating with one another in

entirely new ways.


こちらで詳細をご紹介中です。

© 2014 IBM Corporation45 45

ワークショップ、セッション、および資料は、IBMまたはセッション発表者によって準備され、それぞれ独自の見解を反映したものです。それらは情報提供の目的のみで提供されており、いかなる参加者に対しても法律的またはその他の指導や助言を意図したものではなく、またそのような結果を生むものでもありません。本講演資料に含まれている情報については、完全性と正確性を期するよう努力しましたが、「現状のまま」提供され、明示または暗示にかかわらずいかなる保証も伴わないものとします。本講演資料またはその他の資料の使用によって、あるいはその他の関連によって、いかなる損害が生じた場合も、IBMは責任を負わないものとします。本講演資料に含まれている内容は、IBMまたはそのサプライヤーやライセンス交付者からいかなる保証または表明を引きだすことを意図したものでも、IBMソフトウェアの使用を規定する適用ライセンス契約の条項を変更することを意図したものでもなく、またそのような結果を生むものでもありません。

本講演資料でIBM製品、プログラム、またはサービスに言及していても、IBMが営業活動を行っているすべての国でそれらが使用可能であることを暗示するものではありません。本講演資料で言及している製品リリース日付や製品機能は、市場機会またはその他の要因に基づいてIBM独自の決定権をもっていつでも変更できるものとし、いかなる方法においても将来の製品または機能が使用可能になると確約することを意図したものではありません。本講演資料に含まれている内容は、参加者が開始する活動によって特定の販売、売上高の向上、またはその他の結果が生じると述べる、または暗示することを意図したものでも、またそのような結果を生むものでもありません。パフォーマンスは、管理された環境において標準的なIBMベンチマークを使用した測定と予測に基づいています。ユーザーが経験する実際のスループットやパフォーマンスは、ユーザーのジョブ・ストリームにおけるマルチプログラミングの量、入出力構成、ストレージ構成、および処理されるワークロードなどの考慮事項を含む、数多くの要因に応じて変化します。したがって、個々のユーザーがここで述べられているものと同様の結果を得られると確約するものではありません。

記述されているすべてのお客様事例は、それらのお客様がどのようにIBM製品を使用したか、またそれらのお客様が達成した結果の実例として示されたものです。実際の環境コストおよびパフォーマンス特性は、お客様ごとに異なる場合があります。

IBM、IBM ロゴ、ibm.com、InfoSphere、WebSphere は、世界の多くの国で登録されたInternational Business Machines Corporationの商標です。他の製品名およびサービス名等は、それぞれIBMまたは各社の商標である場合があります。現時点での IBM の商標リストについては、www.ibm.com/legal/copytrade.shtmlをご覧ください。

JavaおよびすべてのJava関連の商標およびロゴは Oracleやその関連会社の米国およびその他の国における商標または登録商標です。

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