ソラコムのボタンでUbuntuとサーバーレス通信してみた！（AWS IoT 1-click / Lambda / AWS IoT / Windows Subsystem for Linux: WSL）

ども！まとんです。

ソラコムのボタンを使って、手元のパソコンと通信したい！という人のために、AWSの実装方法を紹介します。

使用するAWSのサービスは、AWS IoT 1-clickと、Lambdaと、AWS IoTです。

EC2インスタンスを使用しない、今話題のサーバーレスで実装します。

サーバーレスとは？

サーバーレスとは、所望のPython スクリプトなどをLambda等に登録しておき、スクリプトだけを実行する、OSレスな実装方法です。

サーバーレスのメリットは、

(1)料金が安い：EC2インスタンスは起動するだけでお金がかかりますが、Lambdaは使用したCPUの時間単位で従量課金されます。Pythonの処理を軽くすれば、EC2を常時起動するよりも安く済むでしょう。

(2)OSのメンテナンスが不要：EC2インスタンスはOSやPythonなどの足回りを自分で管理するため、トラブル対応やバージョンアップ、負荷分散などに自分で対処する必要があります。一方、サーバーレスでは足回りをAWSがマネージドサポートするため、これらのわずらわしさから解放されます

作りたいもの

「ボタンを押したらソレノイドが動くおもちゃ」を作りたいです。

AWSの練習を兼ねているので、AWSを介した仕組みを実装します。

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想定しているアーキテクチャです。

SORACOMのボタン（SORACOM LTE-M Button powered by AWS）を押すと、AWS上でLambdaが走って、AWS IoTからMQTTをPublishします。

ソレノイドを駆動するArduinoは通信機能を持たないので、WiFiモジュールとセットになった評価基板が売られているESP32で代用し、iPhoneのテザリングでインターネットに繋げます。

ESP32にAWS IoTの証明書を保存しておけば、これでセキュアに通信できるはず。

f:id:highso:20190224143744j:plain — SORACOMボタンとソレノイド+Arduino

f:id:highso:20190224215137j:plain — SORACOMボタンとソレノイド+Arduino

進捗

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この記事では、オレンジの枠内の実装をします。

青枠の箇所が気になる方は、過去の記事をご覧ください。

2019/2/24・・・ソラコムのボタンでAWS IoT 1-clickを起動する

【JAWS DAYS 2019参加レポ】「あのボタン」SORACOMの薄い本を買ってみた！ - メタラーまとんがハイソにやらかすようです

2019/2/25・・・Arduinoでソレノイドを駆動する

ソレノイド(ZHO-0420S-05A4.5)をArduinoとMOSFETで動かしてみた！ - メタラーまとんがハイソにやらかすようです

2019/3/11・・・Windows上でUbuntuを走らせて、AWS IoTと疎通確認する

AWS IoTをWSL(Windows Subsystem for Linux)のUbuntuで動かしてみた！ - メタラーまとんがハイソにやらかすようです

参考にさせていただいた記事

AWS Lambda~AWS IoT間をSubscribeする - Qiita

【AWS Lambdaの基本コードその4】AWS IoTにメッセージをPublish｜AWS, AWS IoT, AWS Lambda｜ | ナレコムAWSレシピ

動作環境

・Ubuntu 18.04.2 LTS

　Ubuntuは手元のノートPCのWindows10上にWSLで走らせています。WSLの立ち上げ方については下記記事で詳細に解説しています。

AWS IoTをWSL(Windows Subsystem for Linux)のUbuntuで動かしてみた！ - メタラーまとんがハイソにやらかすようです

・Python 3.6.7

・AWSアカウントを持っている

・ソラコムのボタンを持っている

Lambda用のIAMロールを作成

LambdaがAWS IoTにアクセスできるように、IAMロールを作ります。

AWSサービスから「IAM」を開く→「ロール」→「ロールの作成」

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「AWSサービス」と「Lambda」を選んで、「次のステップ：アクセス権限」

「AWSIoTFullAccess」を検索して選択

タグで、キーに「Name」、値に「Highso_Lambda_IoT」を入力

ロール名に「role_Highso_Lambda_IoT」を入力して作成

これで、「AWS IoTにフルアクセス権限を持つ、Lambda用のロール」ができました。

AWS IoTと通信するLambda関数の作成

まずリージョンを選びます。

1-clickはオレゴンでのみサポートされているので、オレゴンを選びます。

（後述しますが、Lambdaのリージョンはどこでも良さそうです）

AWSサービスから「Lambda」を開く→「関数の作成」

「一から作成」で、下記の通りに設定していきます。

・関数名：「PublishToAWSIoT」

・ランタイム：「Python 3.6」他にはJava、Go、Rubyなど選べます

・実行ロール：「既存のロールを使用する」

・既存のロール：先ほど作った「role_Highso_Lambda_IoT」を選択

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作成したLambda関数の設定画面。

フロー図から、AWS IoTに対してアクセス許可されていることが分かります。

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Lambda関数はブラウザ上でコーディングが可能です。

ここに、AWS IoTのトピック名「HighsoTopic」に対して「Hello from Lambda」とPublishするPython スクリプトを書きます。

スクリプト部分は下記記事を参考にさせていただきました。

【AWS Lambdaの基本コードその4】AWS IoTにメッセージをPublish｜AWS, AWS IoT, AWS Lambda｜ | ナレコムAWSレシピ

具体的には、下記の通りです。コピペして使えます。

# coding: utf-8

#ライブラリのimport
import json
import boto3

#Functionの開始を出力
print('Loading function')

#AWS IoT Data Planeオブジェクトを取得
iot = boto3.client('iot-data')

#Lambdaのメイン関数
def lambda_handler(event, context):

## TODO implement
#return {
# 'statusCode': 200,
# 'body': json.dumps('Hello from Lambda!')
#}

#トピックを指定
topic = 'HighsoTopic'
#メッセージの内容
payload = {
"message": "Hello from Lambda"
}

try:
#メッセージをPublish
iot.publish(
topic=topic,
qos=0,
payload=json.dumps(payload, ensure_ascii=False)
)

return "Succeeeded."

except Exception as e:
print(e)
return "Failed."