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AWS IoTルールでMQTTメッセージをDynamoDBに保存する

目次

AWS IoTルールでMQTTメッセージをDynamoDBに保存する

この記事では、AWS IoTルールを使用して、MQTTメッセージの内容をDynamoDBに保存する方法を確認します。

DynamoDB (dynamoDB) アクションは、MQTT メッセージの全部または一部を Amazon DynamoDB テーブルに書き込みます。

DynamoDB

今回は、AWS IoTルールとDynamoDBテーブル、IAMロールをCloudFormationで自動構築し、メッセージを効率的に保存する方法を解説します。これにより、IoTデータの管理と分析を容易に行えるようになります。

今回は以下のページを参考に、DynamoDBに保存する方法を確認します。

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チュートリアル: デバイスデータの DynamoDB テーブルへの保存 - AWS IoT Core このチュートリアルでは、DynamoDB テーブルにメッセージデータを送信する AWS IoT ルールを作成する方法を示します。

構成

Diagram of how to save MQTT messages to DynamoDB using AWS IoT Rules
  • AWS IoTルール：トピックに発行されたメッセージをDynamoDBに保存します。
  • IAMロール：IoTルールがDynamoDBにアクセスするための権限を付与します。
  • DynamoDBテーブル：パーティションキー・ソートキーを定義したテーブルを作成します。

リソース

AWS IoTルール

Detail of AWS IoT 01.

SQLでルールを定義し、5つのデータで構成されるメッセージを作成します。さらに、FROM句を用いてデータを取得するトピックを設定します。

temperature, humidity, barometer

これらのデータは、元のトピックに配信されたメッセージに含まれる各データを使用します。

wind_velocity, wind_bearing

これらの2つのデータは、メッセージ内のwindというデータに格納されている値を参照します。それぞれvelocityおよびbearingというネストされた値です。

FROM句

FROM句でデータを取得するトピック名を指定します。今回の構成では、トピックdevice/+/dataを対象とします。

AWS IoTルールアクション

Detail of AWS IoT 02.

DynamoDB向けアクションに関するポイントは以下の3点です。

DynamoDBとパーティションキー・ソートキーの情報

テーブル名、テーブルの両キーの名前・型を設定します。

パーティションキー・ソートキーの値

これらの値を設定する際に、置換テンプレートを使用します。

代替テンプレートを使用して、ルールがトリガーされてアクションを実行したときに返される JSON データを拡張できます。 AWS IoT ${代替テンプレートの構文は式です。式には SELECT 句}、WHERE 句、 AWS IoT およびでサポートされている任意の式を使用できます。 AWS IoT ルールアクション

置換テンプレート

置換テンプレート内では、関数を利用することができます。

SQL 式の SELECT 句または WHERE 句では、以下の組み込み関数を使用できます。

関数

パーティションキーの値として、timestamp()関数を使用して、メッセージ取得時のUNIX時間を設定します。

ルールエンジンが監視する 1970 年 1 月 1 日 (木) の 00:00:00 からの現在のタイムスタンプをミリ秒単位で返します。

timestamp()

ソートキーの値として、cast()関数およびtopic()関数を使用して、トピック名をスラッシュで分割し、2番目の文字列を取得後、それを数値に変換します。

値を 1 つのデータ型から別のデータ型へ変換します。

cast()

ルールをトリガーしたメッセージが送信されたトピックを返します。パラメータが指定されていない場合、トピック全体が返されます。

topic(10 進数)

AWS IoTルールの基本的な事項については、以下のページをご確認ください。

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IAMロール

Detail of IAM role 02.

信頼ポリシーでiot.amazonaws.comサービスがこのIAMロールを引き受けることを許可します。IAMロールにアタッチしたIAMポリシーでは、dynamodb:PutItemアクションを許可します。対象としてDynamoDBのARNを指定し、このテーブルに対して書き込むことを許可します。

DynamoDBテーブル

Detail of DynamoDB 01.

AWS IoTから送信されてきたメッセージを保存するためのDynamoDBテーブルです。パーティションキー・ソートキーの名前や型は、先述のIoTルールアクションの内容と一致させます。

DynamoDBに関する基本的な事項は以下のページをご確認ください。

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CloudFormationテンプレート

AWS IoTルール

Resources:
  TopicRule:
    Type: AWS::IoT::TopicRule
    Properties:
      RuleName: wx_data_ddb
      TopicRulePayload: 
        Actions: 
          - DynamoDB: 
              HashKeyField: !Ref PartitionKey
              HashKeyType: NUMBER
              HashKeyValue: ${timestamp()}
              RangeKeyField: !Ref SortKey
              RangeKeyType: NUMBER
              RangeKeyValue: ${cast(topic(2) AS DECIMAL)}
              RoleArn: !GetAtt TopicRuleRole.Arn
              TableName: !Ref Table
        AwsIotSqlVersion: 2016-03-23
        RuleDisabled: false
        Sql: !Sub |
          SELECT temperature, humidity, barometer,
            wind.velocity as wind_velocity,
            wind.bearing as wind_bearing,
          FROM '${TopicName}'
Code language: YAML (yaml)

IAMロール

Resources:
  TopicRuleRole:
    Type: AWS::IAM::Role
    DeletionPolicy: Delete
    Properties:
      AssumeRolePolicyDocument:
        Version: 2012-10-17
        Statement:
          - Effect: Allow
            Action: sts:AssumeRole
            Principal:
              Service:
                - iot.amazonaws.com
      Policies:
        - PolicyName: TopicRulePolicy
          PolicyDocument:
            Version: 2012-10-17
            Statement:
              - Effect: Allow
                Action:
                  - dynamodb:PutItem
                Resource:
                  - !Sub "arn:aws:dynamodb:${AWS::Region}:${AWS::AccountId}:table/${Table}"
Code language: YAML (yaml)

DynamoDBテーブル

Resources:
  Table:
    Type: AWS::DynamoDB::Table
    Properties:
      AttributeDefinitions:
        - AttributeName: !Ref PartitionKey
          AttributeType: N
        - AttributeName: !Ref SortKey
          AttributeType: N
      BillingMode: PAY_PER_REQUEST
      KeySchema:
        - AttributeName: !Ref PartitionKey
          KeyType: HASH
        - AttributeName: !Ref SortKey
          KeyType: RANGE
      TableClass: STANDARD
      TableName: wx_data
Code language: YAML (yaml)

テンプレート全体

GitHub
awstut-fa/161 at main · awstut-an-r/awstut-fa Contribute to awstut-an-r/awstut-fa development by creating an account on GitHub.

動作確認

まず、トピックdevice/+/dataをサブスクライブします。

Detail of AWS IoT 03.

次に、トピックdevice/32/dataにメッセージを発行します。

Detail of AWS IoT 04.

サブスクライブしたトピックでメッセージを受信できました。このトピックはワイルドカード表記により、メッセージを受け取ることができます。

DynamoDBテーブルを確認します。

Detail of DynamoDB 02.

テーブルにアイテムが追加されていました。

パーティションキーはメッセージ発行時のUNIX時間で、ソートキーはトピック名に含まれる数値です。どちらもIoTアクションで指定したものです。

SQL式のSELECT句で指定した値はpayloadというアトリビュート名で保存されています。temperature、humidity、barometerはメッセージのものと同名、wind_velocityおよびwind_bearingはSELECT句で指定した名前です。

まとめ

AWS IoTルールを使用して、MQTTメッセージをDynamoDBに保存する方法を確認しました。CloudFormationを利用して、AWS IoTルール、IAMロール、DynamoDBテーブルを自動構築しました。この仕組みにより、IoTデータの効率的な保存とリアルタイムなデータ処理が可能になります。

AWS
AWS IoT Core DynamoDB
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