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Arduinoボードを使用してMosquitto MQTTブローカーをAWS IoTにブリッジする

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この文書は AI によって翻訳されています。内容に不正確な点や改善すべき点がございましたら、文書下部のコメント欄または以下の Issue ページにてご報告ください。
https://github.com/Seeed-Studio/wiki-documents/issues

Arduinoボードを使用してMosquitto MQTTブローカーをAWS IoTにブリッジする方法


ゲートウェイは、産業用IoT環境やスマートホームの接続において、ほとんどのアーキテクチャの議論で登場します。本記事では、Mosquittoエージェントのブリッジ機能を実装し、MQTTメッセージングを通じて双方向のデータ交換を設定し、AWS IoT Coreと通信する方法を紹介します。これにより、デバイスがローカルでMosquittoエージェントと通信し、AWS IoT Coreを通じてAWSクラウドの力を活用できるようになります。

このチュートリアルでは、Wio Terminalを例として使用し、Mosquitto MQTTブローカーをAWS IoTにブリッジする方法を説明します。

MQTTブローカーをAWS IoTにブリッジする理由​

既存のIoT展開がある場合、すでにMosquittoのようなMQTTブローカーにデバイスが接続されている可能性があります。この場合、MQTTエージェントは展開されたセンサーの近く（ローカルMQTTブローカー）にあるか、クラウドのようなリモートロケーションにある可能性があります。以下の図のように、ローカルゲートウェイをAWS IoT Coreと通信するように設定できます。

はじめに​

Dockerを使用してAWS Mosquittoブローカーを構築する​

ステップ1: AWSアカウントの設定​

AWSにアクセスしてアカウントを設定します。

ユーザー -> マイセキュリティ資格情報に移動し、アクセスキーIDとアクセスキーを取得します。

ステップ2: リポジトリをクローンする​

このリポジトリをローカルドライブにクローンします。

ステップ3: AWS CLIのインストールと設定​

AWS CLIをインストールします。

ターミナルでaws configureを実行し、リージョン、アクセスID、キーを入力します。以下のように入力します：

aws configure
AWS Access Key ID [None]: AKIAIOSFODNN7EXAMPLE
AWS Secret Access Key [None]: wJalrXUtnFEMI/K7MDENG/bPxRfiCYEXAMPLEKEY
Default region name [None]: eu-central-1
Default output format [None]: json

ステップ4: ブリッジ用のIAMポリシーを作成する​

以下のコマンドを実行してブリッジ用のポリシーを作成します：

aws iot create-policy --policy-name bridge --policy-document '{"Version": "2012-10-17","Statement": [{"Effect": "Allow","Action": "iot:*","Resource": "*"}]}'

ステップ5: 証明書の作成​

aws_mosquitto_broker/config/certsディレクトリに移動し、以下を実行して証明書を作成します：

cd aws_mosquitto_broker/config/certs

sudo aws iot create-keys-and-certificate --set-as-active --certificate-pem-outfile cert.crt --private-key-outfile private.key --public-key-outfile public.key --region eu-central-1

その後、aws iot list-certificatesを実行して作成された証明書を確認します。arn:aws:iot:eu-central-1:0123456789:cert/xyzxyzの形式のARNをコピーします：

aws iot list-certificates

ポリシーを証明書にアタッチします。コピーしたARN arn:aws:iot:eu-central-1:0123456789:cert/xyzxyzを{REPLACE_ARN_CERT}に置き換えます：

aws iot attach-principal-policy --policy-name bridge --principal {REPLACE_ARN_CERT}

プライベートキー、パブリックキー、クライアント証明書（certsフォルダ内）の読み取り権限を追加します：

sudo chmod 644 private.key && sudo chmod 644 public.key && sudo chmod 644 cert.crt

AmazonのルートCA証明書をcertsディレクトリにダウンロードします：

sudo curl https://www.websecurity.digicert.com/content/dam/websitesecurity/digitalassets/desktop/pdfs/roots/VeriSign-Class%203-Public-Primary-Certification-Authority-G5.pem -o rootCA.pem

ステップ6: Mosquittoのカスタム設定ファイルを編集する​

awsbridge.conf.sampleをawsbridge.confにリネームします：

mv awsbridge.conf.sample awsbridge.conf

config/conf.d/awsbridge.confを編集し、awsbridge.confの指示に従います：

nano config/conf.d/awsbridge.conf

注意: aws iot describe-endpointを実行してAWS IoTエンドポイントを取得します。

ステップ7: Dockerファイルをビルドする​

ルートディレクトリaws_mosquitto_brokerに戻り、以下を実行します：

docker build -t aws_mqtt_broker .

注意: 事前にPCにDockerをインストールしておいてください。

ステップ8: Dockerイメージを実行する​

docker run -ti -p 1883:1883 -p 9001:9001 --name mqtt aws_mqtt_broker

コンソール/ログ出力：

1592301141: mosquitto version 1.4.15 (build date 2018-03-04 15:19:39+0000) starting
1592301141: Config loaded from /mosquitto/config/mosquitto.conf.
1592301141: Opening ipv4 listen socket on port 1883.
1592301141: Opening ipv6 listen socket on port 1883.
1592301141: Bridge local.bridgeawsiot doing local SUBSCRIBE on topic localgateway_to_awsiot
1592301141: Bridge local.bridgeawsiot doing local SUBSCRIBE on topic both_directions
1592301141: Connecting bridge awsiot (aq53tian3vbby.iot.eu-central-1.amazonaws.com:8883)
1592301141: Bridge bridgeawsiot sending CONNECT
1592301144: Received CONNACK on connection local.bridgeawsiot.
1592301144: Bridge local.bridgeawsiot sending SUBSCRIBE (Mid: 1, Topic: awsiot_to_localgateway, QoS: 1)
1592301144: Bridge local.bridgeawsiot sending UNSUBSCRIBE (Mid: 2, Topic: localgateway_to_awsiot)
1592301144: Bridge local.bridgeawsiot sending SUBSCRIBE (Mid: 3, Topic: both_directions, QoS: 1)
1592301144: Received SUBACK from local.bridgeawsiot
1592301144: Received UNSUBACK from local.bridgeawsiot
1592301145: Received SUBACK from local.bridgeawsiot

ステップ 8: ローカルブローカーのテスト​

AWS IoT コンソールからのパブリッシュ

1.- AWS マネジメントコンソールから AWS IoT サービス -> テスト に移動します。

2.- 設定ファイルで指定したトピック awsiot_to_localgateway、localgateway_to_awsiot、both_directions を購読します。

3.- awsiot_to_localgateway トピックにパブリッシュします（例: hello world）。

4.- ローカルブローカーのログまたはコンソール出力で以下のような内容を確認します：

1493564128: Received PUBLISH from local.bridgeawsiot (d0, q0, r0, m0, 'awsiot_to_localgateway', ... (45 bytes))

注意: リージョンとして eu-central-1 が選択されていることを確認してください。

ホストからのパブリッシュ

ワークフロー: ローカルブローカー(ホストPC) -> Docker Gateway -> AWS IoT

以下のコマンドをターミナルで実行して、ホストから AWS IoT にパブリッシュします：

mosquitto_pub -h localhost -p 1883 -q 1 -d -t localgateway_to_awsiot -i clientid1 -m "{\"key\": \"helloFromLocalGateway\"}"

note

PC に mosquitto がインストールされていることを確認してください。

Wio Terminal からのメッセージのパブリッシュ​

これで、Wio Terminal をエンドデバイスの1つとして使用し、トピックにパブリッシュまたはサブスクライブすることができます！

依存ライブラリのインストール​

このデモは Wio Terminal の Wi-Fi コアに依存しています。まず こちら のウィキを参照してください。

STEP.1 Pubsubclient ライブラリのインストール

  1. pubsubclient リポジトリにアクセスし、リポジトリ全体をローカルドライブにダウンロードします。

  2. 次に、FS ライブラリを Arduino IDE にインストールします。Arduino IDE を開き、スケッチ -> ライブラリをインクルード -> ZIP形式のライブラリを追加 をクリックし、先ほどダウンロードした pubsubclient ファイルを選択します。

ライブラリのインストール

STEP.2 ArduinoJson ライブラリのインストール

  1. ArduinoJson リポジトリにアクセスし、リポジトリ全体をローカルドライブにダウンロードします。

  2. 次に、ArduinoJson ライブラリを Arduino IDE にインストールします。Arduino IDE を開き、スケッチ -> ライブラリをインクルード -> ZIP形式のライブラリを追加 をクリックし、先ほどダウンロードした ArduinoJson ファイルを選択します。

Arduino スケッチのアップロード​

Arduino スケッチを こちら からダウンロードしてください。

  • Wi-Fi 設定の ssid と password を設定します。
  • mqttserver を MQTT ブローカーの IP アドレス（PC の IP アドレス）に変更します。

コードをアップロードし、シリアルモニターを開いて確認してください！これで、Wio Terminal のボタンを押すと AWS IoT にメッセージがパブリッシュされ、AWS IoT コンソールからの受信メッセージも確認できます。

note

ローカルブローカーの Docker が常に稼働していることを確認してください。

リソース​

技術サポートと製品ディスカッション​


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