IoT Central デバイスブリッジを使用して他の IoT クラウドを IoT Central に接続する

IoT Central デバイスブリッジは、 Sigfox、 Particle Device Cloud、 Things Network などの他の IoT クラウドを IoT Central アプリケーションに接続するオープンソースソリューションです。デバイスブリッジは、他の IoT クラウドに接続されているデバイスから IoT Central アプリケーションにデータを転送することによって機能します。デバイスブリッジはデータを IoT Central にのみ転送し、IoT Central からデバイスにコマンドやプロパティの更新を送信することはありません。

デバイスブリッジを使用すると、IoT Central の機能を次のようなデバイスと組み合わせることができます。

Sigfox の低電力ワイドエリアネットワークに接続された資産追跡デバイス。
Particle Device Cloud 上の空気品質監視デバイス。
モノのネットワーク上の土壌水分モニタリングデバイス。

データのルールや分析などの IoT Central アプリケーション機能を使用したり、Power Automate と Azure Logic Apps でワークフローを作成したり、データをエクスポートしたりできます。

デバイスブリッジソリューションは、複数の Azure リソースを Azure サブスクリプションにプロビジョニングします。Azure サブスクリプションは連携して、デバイスメッセージを変換して IoT Central に転送します。

[前提条件]

このハウツーガイドの手順を完了するには、次のものが必要です。

有効な Azure サブスクリプション。 Azure サブスクリプションをお持ちでない場合は、開始する前に無料アカウントを作成してください。
カスタムアプリケーションテンプレートから作成された IoT Central アプリケーション 。詳細については、「 IoT Central アプリケーションの作成」と「アプリケーションに関する情報を取得する方法」を参照してください。

概要

IoT Central デバイスブリッジは、GitHub のオープンソースソリューションです。カスタムの Azure Resource Manager テンプレートを使用して、Azure Functions の関数アプリなど、複数のリソースを Azure サブスクリプションにデプロイします。

関数アプリは、デバイスブリッジのコア部分です。単純な Webhook を介して、他の IoT プラットフォームから HTTP POST 要求を受信します。 Azure IoT Central Device Bridge リポジトリには、Sigfox、Particle、および Things Network クラウドを接続する方法を示す例が含まれています。プラットフォームが関数アプリに HTTP POST 要求を送信できる場合は、このソリューションを拡張してカスタム IoT クラウドに接続できます。

関数アプリは、IoT Central で受け入れられる形式にデータを変換し、デバイスプロビジョニングサービスとデバイスクライアント API を使用して転送します。

コードを示す Azure Functions 定義のスクリーンショット。

IoT Central アプリケーションが転送されたメッセージのデバイス ID を認識すると、デバイスからのテレメトリが IoT Central に表示されます。 IoT Central アプリケーションでデバイス ID が認識されない場合、関数アプリはデバイス ID を使用して新しいデバイスの登録を試みます。新しいデバイスは、IoT Central アプリケーションの [デバイス] ページに未割り当てデバイスとして表示されます。 [ デバイス ] ページから、新しいデバイスをデバイステンプレートに割り当ててから、テレメトリを表示できます。

デバイスブリッジをデプロイする

デバイスブリッジをサブスクリプションにデプロイするには:

IoT Central アプリケーションで、[ アクセス許可 > デバイス接続グループ ] ページに移動します。
1. ID スコープを書き留めておきます。この値は、デバイスブリッジをデプロイするときに使用します。
2. 同じページで、 SAS-IoT-Devices 登録グループを開きます。 SAS-IoT-Devices グループページで、主キーをコピーします。この値は、デバイスブリッジをデプロイするときに使用します。
次の [ Azure にデプロイ ] ボタンを使用して、関数アプリをサブスクリプションにデプロイするカスタム Resource Manager テンプレートを開きます。前の手順の ID スコープ と 主キー を使用します。

デプロイが完了したら、関数に必要な npm パッケージをインストールする必要があります。

Azure portal で、サブスクリプションにデプロイされた関数アプリを開きます。次に、 開発ツール>Console に移動します。コンソールで、次のコマンドを実行してパッケージをインストールします。
```
cd IoTCIntegration
npm install
```
これらのコマンドの実行には数分かかる場合があります。警告メッセージは無視しても問題ありません。
パッケージのインストールが完了したら、関数アプリの [概要] ページで [再起動] を選択します。
これで関数を使用する準備ができました。外部システムでは、HTTP POST 要求を使用して、デバイスブリッジを介して IoT Central アプリケーションにデバイスデータを送信できます。関数の URL を取得するには、 Functions > IoTCIntegration > Code + Test > Get function URL に移動します。

デバイスブリッジに送信されるメッセージ本文は、次の形式である必要があります。

"device": {
  "deviceId": "my-cloud-device"
},
"measurements": {
  "temp": 20.31,
  "pressure": 50,
  "humidity": 8.5,
  "ledColor": "blue"
}

measurements オブジェクト内の各キーは、IoT Central アプリケーションのデバイステンプレートのテレメトリの種類の名前と一致する必要があります。このソリューションでは、メッセージ本文でのインターフェイス ID の指定はサポートされていません。そのため、2 つの異なるインターフェイスに同じ名前のテレメトリの種類がある場合、測定は IoT Central アプリケーションの両方のテレメトリストリームに表示されます。

本文に timestamp フィールドを含めて、メッセージの UTC 日時を指定できます。このフィールドは ISO 8601 形式である必要があります。たとえば、「 2020-06-08T20:16:54.602Z 」のように入力します。タイムスタンプを含めない場合は、現在の日付と時刻が使用されます。

本文には、 modelId フィールドを含めることができます。プロビジョニング中にデバイステンプレートにデバイスを割り当てるには、このフィールドを使用します。

deviceIdは英数字、小文字でなければならず、ハイフンを含めることができます。

modelId フィールドを含めない場合、または IoT Central がモデル ID を認識しない場合は、認識されないdeviceIdを含むメッセージによって、IoT Central に新しい未割り当てデバイスが作成されます。オペレーターは、デバイスを適切なデバイステンプレートに手動で移行できます。詳細については、「 Azure IoT Central アプリケーションでのデバイスの管理」 > テンプレートへのデバイスの移行に関するページを参照してください。

注

デバイスがテンプレートに割り当てられるまで、関数に対するすべての HTTP 呼び出しは 403 エラー状態を返します。

Application Insights を使用して関数アプリのログ記録をオンにするには、Azure portal で関数アプリの [監視 > ログ ] に移動します。 [ Application Insights を有効にする] を選択します。

プロビジョニングされたリソース

Resource Manager テンプレートは、Azure サブスクリプションに次のリソースをプロビジョニングします。

関数アプリ
App Service プラン
ストレージアカウント
キーボールト (Key Vault)

キーコンテナーには、IoT Central アプリケーションの SAS グループキーが格納されます。

関数アプリは従量課金プランで実行されます。このオプションでは専用のコンピューティングリソースは提供されませんが、デバイスブリッジは 1 分あたり数百のデバイスメッセージを処理できます。これは、メッセージの送信頻度が低いデバイスまたはデバイスの数が少ない場合に適しています。アプリケーションが多数のデバイスメッセージのストリーミングに依存している場合は、従量課金プランを専用の App Service プランに置き換えます。このプランには専用のコンピューティングリソースが用意されており、サーバーの応答時間が短縮されます。標準の App Service プランでは、このリポジトリ内の Azure からの関数のパフォーマンスが最大で、1 分あたり約 1,500 のデバイスメッセージでした。詳細については、 Azure Functions のホスティングオプションに関するページを参照してください。

従量課金プランではなく専用の App Service プランを使用するには、デプロイする前にカスタムテンプレートを編集します。 [ テンプレートの編集] を選択します。

Azure Resource Manager テンプレートのテンプレートの編集オプションを示すスクリーンショット。

次のセグメントを置き換えます。

{
  "type": "Microsoft.Web/serverfarms",
  "apiVersion": "2015-04-01",
  "name": "[variables('planName')]",
  "location": "[resourceGroup().location]",
  "properties": {
    "name": "[variables('planName')]",
    "computeMode": "Dynamic",
    "sku": "Dynamic"
  }
},

置換後のコード:

{
  "type": "Microsoft.Web/serverfarms",
  "sku": {
      "name": "S1",
      "tier": "Standard",
      "size": "S1",
      "family": "S",
      "capacity": 1
  },
  "kind": "app",
  "name": "[variables('planName')]",
  "apiVersion": "2016-09-01",
  "location": "[resourceGroup().location]",
  "tags": {
      "iotCentral": "device-bridge",
      "iotCentralDeviceBridge": "app-service-plan"
  },
  "properties": {
      "name": "[variables('planName')]"
  }
},

次に、テンプレートを編集して、"alwaysOn": truefunctionapp 構成で関数アプリが常に実行されていることを確認する"properties": {"SiteConfig": {...}} リソースの構成にを含めます。

例示

次の例では、さまざまな IoT クラウド用にデバイスブリッジを構成する方法について説明します。

例 1: デバイスブリッジを介してパーティクルデバイスを接続する

デバイスブリッジを介して Particle デバイスを IoT Central に接続するには、Particle コンソールに移動し、新しい Webhook 統合を作成します。 要求形式を JSON に設定します。 [ 詳細設定] で、次のカスタム本文形式を使用します。

{
  "device": {
    "deviceId": "{{{PARTICLE_DEVICE_ID}}}"
  },
  "measurements": {
    "{{{PARTICLE_EVENT_NAME}}}": "{{{PARTICLE_EVENT_VALUE}}}"
  }
}

関数アプリの 関数 URL を 貼り付けると、Particle デバイスが割り当てられていないデバイスとして IoT Central に表示されます。詳細については、 Particle を利用したプロジェクトを Azure IoT Central と統合する方法に関するブログ投稿を参照してください。

例 2: デバイスブリッジを介して Sigfox デバイスを接続する

一部のプラットフォームでは、Webhook 経由で送信されるデバイスメッセージの形式を指定できない場合があります。このようなシステムでは、デバイスブリッジが処理する前に、メッセージペイロードを予期される本文形式に変換する必要があります。この変換は、デバイスブリッジを実行するのと同じ関数で実行できます。

このセクションでは、Sigfox webhook 統合のペイロードを、デバイスブリッジで想定される本文形式に変換する方法を示します。 Sigfox クラウドは、デバイスデータを 16 進数の文字列形式で送信します。便宜上、デバイスブリッジには、この形式の変換関数が含まれています。これは、Sigfox デバイスペイロードで使用可能なフィールド型のサブセット (8、16、32、または 64 ビットの int と uint 、32 ビットまたは 64 ビットの float 、リトルエンディアンとビッグエンディアン) を受け入れます。 Sigfox webhook 統合からのメッセージを処理するには、関数アプリの IoTCIntegration/index.js ファイルに次の変更を加えます。

メッセージペイロードを変換するには、21 行目の handleMessage の呼び出しの前に次のコードを追加し、 payloadDefinition を Sigfox ペイロード定義に置き換えます。

const payloadDefinition = 'gforce::uint:8 lat::uint:8 lon::uint:16'; // Replace this with your payload definition

req.body = {
    device: {
        deviceId: req.body.device
    },
    measurements: require('./converters/sigfox')(payloadDefinition, req.body.data)
};

Sigfox デバイスには、 204 応答コードが必要です。 21 行目の handleMessage の呼び出しの後に、次のコードを追加します。

context.res = {
    status: 204
};

例 3: デバイスブリッジを介して Things Network からデバイスを接続する

モノのネットワークデバイスを IoT Central に接続するには:

Things Network で新しい HTTP 統合をアプリケーションに追加します：アプリケーション>統合>統合を追加>HTTP 統合。
アプリケーションに送信する前に、デバイスメッセージのペイロードを JSON に自動的に変換するデコーダー関数がアプリケーションに含まれていることを確認します。 Application > Payload Functions > デコーダー。

次の例は、バイナリデータから一般的な数値型をデコードするために使用できる JavaScript デコーダー関数を示しています。

function Decoder(bytes, port) {
  function bytesToFloat(bytes, decimalPlaces) {
    var bits = (bytes[3] << 24) | (bytes[2] << 16) | (bytes[1] << 8) | bytes[0];
    var sign = (bits >>> 31 === 0) ? 1.0 : -1.0;
    var e = bits >>> 23 & 0xff;
    var m = (e === 0) ? (bits & 0x7fffff) << 1 : (bits & 0x7fffff) | 0x800000;
    var f = Math.round((sign * m * Math.pow(2, e - 150)) * Math.pow(10, decimalPlaces)) / Math.pow(10, decimalPlaces);
    return f;
  }

  function bytesToInt32(bytes, signed) {
    var bits = bytes[0] | (bytes[1] << 8) | (bytes[2] << 16) | (bytes[3] << 24);
    var sign = 1;

    if (signed && bits >>> 31 === 1) {
      sign = -1;
      bits = bits & 0x7FFFFFFF;
    }

    return bits * sign;
  }

  function bytesToShort(bytes, signed) {
    var bits = bytes[0] | (bytes[1] << 8);
    var sign = 1;

    if (signed && bits >>> 15 === 1) {
      sign = -1;
      bits = bits & 0x7FFF;
    }

    return bits * sign;
  }

  return {
    temperature: bytesToFloat(bytes.slice(0, 4), 2),
    presscounter: bytesToInt32(bytes.slice(4, 8), true),
    blueLux: bytesToShort(bytes.slice(8, 10), false)
  };
}

統合を定義した後、関数アプリの handleMessageindex.jsファイルの 21 行目でを呼び出す前に、次のコードを追加します。このコードにより、HTTP 統合の本文が想定される形式に変換されます。

req.body = {
  device: {
    deviceId: req.body.end_device_ids.device_id.toLowerCase()
  },
  measurements: req.body.uplink_message.decoded_payload
};

注

前のスニペットでは、人間に優しいデバイス ID を使用しています。 Things Network メッセージには、 req.body.dev_eui.toLowerCase()を使用してアクセスできる技術 ID も含まれています。詳細については、「モノのネットワーク - データ形式」を参照してください。

制限事項

デバイスブリッジは、メッセージを IoT Central にのみ転送し、デバイスにメッセージを送信しません。この制限は、このデバイスブリッジを介して IoT Central に接続するデバイスではプロパティとコマンドが機能しない理由です。デバイスツインの操作はサポートされていないため、デバイスブリッジを介してデバイスのプロパティを更新することはできません。これらの機能を使用するには、デバイスが Azure IoT デバイス SDK のいずれかを使用して IoT Central に直接接続する必要があります。

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Last updated on 2024-10-14

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IoT Central デバイス ブリッジを使用して他の IoT クラウドを IoT Central に接続する

[前提条件]

概要

デバイス ブリッジをデプロイする

プロビジョニングされたリソース

例示

例 1: デバイス ブリッジを介してパーティクル デバイスを接続する

例 2: デバイス ブリッジを介して Sigfox デバイスを接続する

例 3: デバイス ブリッジを介して Things Network からデバイスを接続する