IoTセンサーデータから過去の気象データをもとに体感温度を求めてツイートするアプリケーションをつくる

Bluemixではじめてみよう！ 「IoT→クラウド」データ活用アプリケーション開発 【第2回】

　IoT（Internet of Things：モノのインターネット）のセンサーで取得したデータをクラウド上のデータベースに蓄積し、分析・活用するアプリケーションを手軽に始めてみる連載の第2回です。今回は、IBMのPaaS「Bluemix」が提供するIoTデバイス接続サービス「IBM Watson IoT Platform」を経由して受信した温度・湿度データを、DBaaS（Database as a Service）の「IBM Cloudant」へ蓄積し、過去の気象データと照らして体感温度を伝えるメッセージを作成してツイートする、というアプリケーションを作成します。

サンプルアプリケーションの概要

今回、サンプルとして作成するアプリケーションは「IoTデバイスのデータを受信してデータベースに保存し、保存したデータをもとに気温、湿度の平均値と不快指数を計算して定期的にTwitterへツイートする」というものです。 次の2つのアプリケーションで構成されます。

• 「IoTデバイスのデータを受信してデータベースに保存する」アプリケーション
• 「蓄積されたデータをもとに気温や湿度の平均値、不快指数を計算して定期的にTwitterへツイートする」アプリケーション

なお、ツイートするコメントには気温や湿度の平均値、不快指数のほか、それが「何年何月のどこ（日本国内のある地点）と同じくらい」かも、体感温度として加えることにしました。これは、気象庁が公開している過去の気象データと比較して割り出します。

サンプルアプリケーションが出力するツイートの例

Cloudantの概要

IoTでは多数のデバイスからシンプルだが大量のデータが送られてくることが想定されます。 しかもデータ構造は、ビジネス要件やデバイスの変化で日々変わる可能性があります。 これらの非構造化・ビックデータを蓄積・利用するには、それらに適したデータベースの選定が必要です。

こうした要件には、JSONデータを格納できるドキュメント型NoSQLデータベースが便利です。 今回、IoTデバイスから送信されてくるデータの格納先として、そうしたデータベースの1つである「IBM Cloudant」を利用することにします。 CloudantはDBaaS（Database as a Service）として提供されており、セットアップなどは不要で、すぐに使い始めることができます。 また、スケーラビリティが高く、利用者は運用管理や保守から解放されます。

なお、CloudantについてはCodeZineの過去記事「エンタープライズ分野で使えるNoSQLのDatabase as a Service『IBM Cloudant』」が参考になります。

Node－REDの概要

「Node-RED」は、Node.js上で動作するオープンソースのソフトウェアです。 機能をカプセル化したノードと呼ばれるモジュールが用意されており、ブラウザベースのUIからノード同士を繋げて処理の流れを作成していきます。

Node-REDの画面

直感的に操作できるので、複数のサービスを繋げるアプリケーションのプロトタイプ作成には最適です。 筆者は、タブレットから操作ができる点も気に入っています。

iPad ProからNode-REDを利用

昨年、日本でもNode-REDユーザーグループが発足し、利用促進や情報交換が行われるようになりました。 また、IoTデバイスとして利用可能なRaspberry PiのOSである「Raspbian」にプリンストールされたりと今後の展開が期待されます。

Bluemixではボイラーテンプレート「Node-RED Starter」が用意されているので、すぐに使い始めることができます。 Bluemixのサービスと連携するためのノードも標準でいくつか提供されています。 このNode-RED Starterも利用してサンプルアプリケーションを作成します。

IoTセンサーシミュレーターの準備

IoTデータを活用したアプリケーションを作成をするためには、まずデータを計測・発信するデバイスを準備しないといけません。 身近なものとしては、スマートフォン^[1]やArduinoやRaspberry Piの機器を利用する方法があります。

注

[1]: スマートフォンは位置情報、ジャイロセンサー、加速度計、コンパスなど、センサーの塊です。

ちなみに、昨年開催されたイベントで、筆者は仲間と協力して、Bluemixのサービス（IBM Watson IoT Platform + Node-RED + IBM XPages）を組み合せてドローンを操作・モニタリングするデモを行いました。 ドローンをブラウザベースのコントローラーで操作し、後ろのスクリーンではドローンからのジャイロセンサーのデータを受信して、ドローンの姿勢を3Dモデルでリアルタイムに表示しています。 データの送受信にはIBM Watson IoT Platform（以下、Watson IoT Platform）を利用しました。

Bluemixのサービスでドローンを操作・モニタリングするデモ

ただし、今回はIoTを利用したアプリケーションの作成をすぐ体験できるように「IoTセンサーシミュレーター」を利用します。 IoTセンサーシミュレーターは、Watson IoT Platformの「Quickstart」で用意されているアプリケーションで、ブラウザから操作可能になっています。

試しに、ブラウザでIoTセンサーシミュレーターを開いてください。

IoTセンサーシミュレーター。左から温度、湿度、物体温度の画面

画面右上の12桁の文字列が「デバイスID」です。アクセスするたび、異なる文字列が表示されます。このデバイスIDを使ってデータを取得します。 画面両端の［<］ボタンや［>］ボタンををクリックすると、画面がTemperature（気温）、Humidity（湿度）、Object Temperature（物体温度）に変わります。 画面下部の［↑］ボタンや［↓］ボタンをクリックすると、それぞれの数値を変更できます。

また、デバイスIDをクリックすると、IoTセンサーシミュレーターが送信しているデータがグラフで表示されます。 数値を変更してグラフが変化することを確認してみましょう。 IoTセンサーシミュレーターをスマートフォンやタブレットから操作し、PCでグラフを確認してみると^[2]、雰囲気がより伝わるかと思います。

IoTセンターシミュレーターで数値を変更した様子（グラフ）をPC上のブラウザで確認

これで、Watson IoT Platformへのデータ送信側の準備ができました。

なお、今回はシミュレーターを利用しましたが、ご興味のある方はIoTデバイス側のアプリケーションの作成にも挑戦してみてください。 Watson IoT Platform導入記事を解説している本連載の第1回が参考になります。 また、IBM Internet of Things Foundation Quickstartの「物理デバイスをお持ちの場合」にも参考になる情報があります。

IBM Internet of Things Foundation Quickstartの「物理デバイスをお持ちの場合」

注

[2]: PCでグラフを見る場合には、デバイスIDは手入力してください。

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