IBM Bluemix で IoT (1) - Pythonからpublish/subscribe

IBM IoT Foundation

IBM Bluemixでは、IoTデバイス接続のための「Internet of Things Foundation」が利用できる。これとBluemix上で動くNode-REDを組み合わせればIoTのプロトタイプがお手軽にできそう、ということでいくつかプロトタイプしてみた。
プロトタイプのコードはfnishio/mqtt-sampleを参照。

Pythonからpublish/subscribe

まず、pythonで動くMQTTライブラリpaho-mqttを使ってIoT Foundationに対してpublish/subscribeしてみる。
プロトタイプの内容は、以下のサンプルをpythonに焼き直したもの。
http://www.ibm.com/developerworks/jp/cloud/library/cl-mqtt-bluemix-iot-node-red-app/

• 機器側
  • 定期的にインクリメントされるカウンター値をpublishする
  • カウンター値リセットのコマンドをsubscribeする
• サービス側
  • Deviceからのカウンター値をモニター(subscribe)
  • カウンター値が5になったらリセットするようDeviceにコマンドをPublishする

機器側

接続機器の登録

IoT Foundationのdashboardを開いて接続する機器を登録する。
登録後に表示される認証用のAuthentication TokenはMQTT Broker接続時の認証パスワードとして使う。

MQTT Brokerにつなぐ

device.py

client_id = "d:{org_id}:{type_id}:{device_id}"
endpoint = "{org_id}.messaging.internetofthings.ibmcloud.com"
client = mqtt.Client(client_id)
client.username_pw_set("use-token-auth", PASSWORD)
client.on_connect = on_connect
client.on_message = on_message
client.connect(endpoint, 1883)

org_id, type_id, device_id, PASSWORDはIoT Foundationへの登録情報を元に適切に設定する。

Event Publish

1.5秒ごとにcountをインクリメントしながら、トピックiot-2/evt/eid/fmt/jsonにカウンタ値をpublishする。

device.py

count = 0
while client.loop() == 0:
    msg = json.dumps({ "d" : { "count" : count } });
    client.publish("iot-2/evt/eid/fmt/json", msg, 0, True)
    print("sent: " + msg)
    time.sleep(1.5)
    count = count + 1

Command subscribe

• Brokerに接続したらiot-2/cmd/cid/fmt/jsonトピックをsubscirbe
• resetコマンドが来たらcountをコマンドに含まれている値に再設定!

device.py

def on_connect(client, userdata, flags, rc):
    client.subscribe("iot-2/cmd/cid/fmt/json")

def on_message(client, userdata, msg):
    global count
    payload = json.loads(msg.payload.decode())
    if payload['cmd'] == "reset":
        count = payload['count']

サービス側

サービス側のアプリはNode-REDで以下のフローを実装する。

Event Subscribe

MQTT Deviceから送信されるトピックiot-2/evt/eid/fmt/jsonのイベントを処理する。

Monitor

イベントをモニターして、カウンター値が4を超えたら次のフローへ進む

Command Payload

resetコマンドを組み立てる

Command Publish

deviceIdの機器に対して、トピックiot-2/cmd/cid/fmt/jsonにコマンドをpublishする。

実行

{"count": 5}のデータを送信した後、
カウンターをリセットするコマンド{"cmd":"reset", "count": 0}を受信している。

$ python3 device.py
sent: {"d": {"count": 0}}
sent: {"d": {"count": 1}}
sent: {"d": {"count": 2}}
sent: {"d": {"count": 3}}
sent: {"d": {"count": 4}}
sent: {"d": {"count": 5}}
iot-2/cmd/cid/fmt/json b'{"cmd":"reset", "count": 0}'
sent: {"d": {"count": 0}}
sent: {"d": {"count": 1}}