動機
以前、AWS IoTを触ったが、
会社の基幹システムがGCPを使用する予定なので、GCPの同系統のサービスを試してみることにした。
目標
Google Cloud IoT Coreを使用し、Raspberry Piから、
MQTTプロトコルでCloud PubSubにメッセージをパブリッシュする。
MQTTについて
パブリッシュ・サブスクライブ方式のプロトコル。
IBMのページがよくまとまっている。
GCP側の準備
プロジェクトを作成し、「APIとサービス」から「Google Cloud IoT API」を有効化する。
端末レジストリの作成
メニューから「IoT Core」を選択すると、「端末レジストリ」の作成画面となる。
| パラメータ | 値 |
|---|---|
| レジストリID | 任意の値 |
| Cloudリージョン | asia-east1 |
| プロトコル | MQTT, HTTP |
| テレメトリーのトピック | events |
| デバイス状態のトピック | state |
上記画面が出るので「続行」を選択する。
端末の追加
端末の追加をクリック。
なお、今回はRaspberry PiをIoT端末として追加する。
パラメータの入力
| パラメータ | 値 |
|---|---|
| 端末ID | 任意 |
| 端末の通信 | 許可 |
| 公開鍵の形式 | 後述 |
| 公開鍵の値 | 後述 |
| 公開鍵の有効期限 | 省略(設定しない) |
| 端末メタデータ | 省略(設定しない) |
公開鍵の登録
公式ドキュメントを参考に、Raspberry Piにて公開鍵を作成する。
opensslを使用するので、インストールされてない場合はインストールする。
.sh
$ openssl genrsa -out rsa_private.pem 2048
$ openssl rsa -in rsa_private.pem -pubout -out rsa_cert.pem
rsa_cert.pemの内容を「公開鍵の値」に入力する。
rsa_private.pemは端末側に配置して使用する。
Raspberry Pi側の設定
Python環境を準備
サンプルコードをダウンロード
こちらからMQTTクライアントのサンプルをダウンロードし、端末に配置。
このサンプルについて
内部でMQTTを使用している。
特にソースコードを弄らなければqos1でメッセージがパブリッシュされる。
また、クライアント証明書が必要なので、以下のコマンドで証明書をRaspberry Piに配置しておく。
$ wget https://pki.goog/roots.pem
必要なライブラリ等をインストール
.sh
$ sudo apt-get install -y build-essential libssl-dev libffi-dev
$ sudo pip install -r requirements.txt
$ sudo pip install google-api-python-client
$ wget https://pki.goog/roots.pem
$ ls
cloudiot_mqtt_example.py requirements.txt rsa_private.pem roots.pem
トピックにメッセージをパブリッシュ
$ python cloudiot_mqtt_example.py --registry_id=iot-gateway --project_id=my_project --device_id=gateway1 --algorithm=RS256 --private_key_file=./rsa_private.pem --cloud_region=asia-east1
Creating JWT using RS256 from private key file ./rsa_private.pem
Publishing message 1/100: 'iot-gateway/gateway1-payload-1'
('on_connect', 'Connection Accepted.')
on_publish
Publishing message 2/100: 'iot-gateway/gateway1-payload-2'
on_publish
Publishing message 3/100: 'iot-gateway/gateway1-payload-3'
on_publish
Publishing message 4/100: 'iot-gateway/gateway1-payload-4'
on_publish
Publishing message 5/100: 'iot-gateway/gateway1-payload-5'
on_publish
Publishing message 6/100: 'iot-gateway/gateway1-payload-6'
on_publish
Publishing
トピックをサブスクライブ
$ gcloud beta pubsub subscriptions create --topic events my-subscriptions
$ gcloud beta pubsub subscriptions pull --auto-ack my-subscriptions
┌────────────────────────────────┬─────────────────┬────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ DATA │ MESSAGE_ID │ ATTRIBUTES │
├────────────────────────────────┼─────────────────┼────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ iot-gateway/gateway1-payload-1 │ 173994752831401 │ deviceId=gateway1 deviceNumId=3104791428628451 deviceRegistryId=iot-gateway deviceRegistryLocation=asia-east1 projectId=factory-iot subFolder= │
└────────────────────────────────┴─────────────────┴────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
まとめ
Google Cloud IoT CoreとRaspberry Piを使用して、PubSubにメッセージを送信することができた。
次は取得したデータを閲覧したりできるよう、PubSubと他サービスの連携を行っていきたい。