building IoT, März 2021, online: Vortrag von Mario-Leander Reimer (@LeanderReimer, Principal Software Architect bei QAware) Abstract: Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung Die Stadt Rosenheim ist auf dem Weg zur Smart City mit zahlreichen bereits umgesetzten Use Cases im kommunalen Bereich. Mit der Eröffnung unseres neuen Büros in Zeiten der Pandemie sahen wir den Bedarf und die Gelegenheit für eine moderne Raumklima-Überwachung unter Verwendung der lokalen LoRaWAN Infrastruktur. Dieser Vortrag berichtet wie wir in sehr kurzer Zeit eine eigene Smart-Office Lösung umgesetzt haben. Wir beschreiben die konzeptionelle Architektur und zeigen die wesentlichen Bestandteile des komplett Event-getriebenen Serverless Backends auf Basis verschiedener Dienste der Google Cloud.

1. Mit LoRaWAN und Serverless zur
eigenen Smart-O
ffi
ce-Lösung
building IoT, 24. März 2021
@LeanderReimer #qaware #CloudNativeNerd
Dev

2. Mario-Leander Reimer
Principal Software Architect
@LeanderReimer
#cloudnativenerd #qaware
https://lreimer.github.io

3. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware
2019
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5. https://www.ovb-online.de/rosenheim/rosenheim-stadt/rosenheimer-fassadenpreis-alten-industriebau-13784656.html
https://www.ovb-online.de/rosenheim/rosenheim-stadt/offenen-denkmals-einblicke-alte-papierfabrik-rosenheim-12987260.html

6. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware
smartcity-rosenheim.de
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Netzbetreiber (Internet, TV, Telefon) Überwachung von Funktionsgebäuden Die Bienenstockwaage
Füllstandsorientierte Containerleerung Zählerfernauslesung Überwachung von Gebäuden

7. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware
QAware O
ffi
ce Use Cases
• Überwachung des Raumklimas (Temperatur, CO2) für unsere
Besprechungsräume
• Temperatur- und Lichtüberwachung im Serverraum
• Überwachung des Geräuschpegel im Großraumbüro
• Live Belegungsplan für die Shared Desks
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8. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware
2020
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9. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware
Das Team
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The Developer The Product Owner

10. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware
Die Sensoren
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ELSYS ERS CO2 Raumsensor ELSYS ERS-Desk Bewegungsmelder
ELSYS ERS Sound Geräuschpegelsensor
• Temperatur
• Luftfeuchtigkeit
• Bewegung (PIR)
• Licht
• Geräuschpegel
• Temperatur
• Luftfeuchtigkeit
• Bewegung (PIR)
• Licht
• CO2 Level
• Temperatur
• Luftfeuchtigkeit
• Bewegung (PIR)
• Licht
• Belegungszustand

11. Bild: pavlinec – gettyimages.de

12. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware
–Werner Vogels, CTO, Amazon
„Kein Server ist einfacher zu verwalten,
als kein Server!“
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13. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware
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Serverless computing refers to a new model of cloud
native computing, enabled by architectures that do
not require server management to build and run
applications. It leverages a
fi
ner-grained deployment
model where applications, bundled as one or more
functions, are uploaded to a platform and then
executed, scaled, and billed in response to the exact
demand needed at the moment.
https://landscape.cncf.io/

14. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware
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Functions
are the preferred
Programming Model for
Serverless Applications and
Event-driven Architectures

15. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware
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16. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware
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17. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware
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18. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware
Beispiel: Receiver Function
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const functions = require('firebase-functions')
const admin = require('firebase-admin')
admin.initializeApp(functions.config().firebase)
exports.receive = functions.https.onRequest((request, response) => {
if (request.method !== 'POST') {
return response.status(405).end();
}
if (request.get('content-type') !== 'application/json') {
return response.status(415).end();
}
const data = request.rawBody;
const json = JSON.parse(data.toString());
json.data = decodePayload(hexToBytes(json.data));
admin.firestore().collection('raw-device-data')
.add(json)
.then(() => console.info('Added raw device data'));
return response.status(200).end();
});

19. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware
Beispiel: Cloud IoT Core mit MQTT.fx
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$ export PROJECT_ID=`gcloud config get-value core/project`
$ export REGION=`gcloud config get-value compute/region`
# create a Cloud IoT Core registry
$ gcloud pubsub topic create device-state
$ gcloud pubsub topic create device-telemetry
$ gcloud iot registries create iot-registry --project=$PROJECT_ID --region=$REGION
--enable-mqtt-config --no-enable-http-config
--state-pubsub-topic=device-state --event-notification-config=topic=device-telemetry
# generate RSA key pair for IoT device
$ openssl genpkey -algorithm RSA -out rsa_private.pem -pkeyopt rsa_keygen_bits:2048
$ openssl rsa -in rsa_private.pem -pubout -out rsa_public.pem
$ openssl pkcs8 -topk8 -inform PEM -outform PEM -nocrypt -in rsa_private.pem -out rsa_private.pkcs8
# create a device for the MQTT.fx client
$ gcloud iot devices create mqtt.fx --project=$PROJECT_ID --region=$REGION
--registry=iot-registry --public-key path=rsa_public.pem,type=rsa-pem
# send commands to device and subfolder via MQTT
$ gcloud iot devices commands send --region=$REGION --registry=iot-registry --device=mqtt.fx
--command-data=HIGH --subfolder=co2
$ gcloud iot devices commands send --region=$REGION --registry=iot-registry --device=mqtt.fx
--command-data=HIGH —subfolder=temp

20. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware
Die Klo-Ampel
• Raspberry Pi Zero W Starter Kit
• Feob Powerbank 24800mAh
• blink(1) mk3 LED
• Go Application als MQTT Client
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21. // building IoT // Mit LoRaWAN und Serverless zur eigenen Smart-Office-Lösung // @LeanderReimer #cloudnativenerd #qaware
Weitere Ideen und Schritte
• Nutzung von The Things Network im O
ffi
ce München
• Nutzung von AWS IoT Core for LoRaWan
• Nutzung eines API Gateways um Funktionen zu veröffentlichen
• Entwicklung von Client Apps (Desktop, Mobile) zur Status Anzeige
• Implementierung auf AWS und Azure als Technologie-Vergleich
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22. Mario-Leander Reimer
Principal Software Architect, QAware GmbH
mario-leander.reimer@qaware.de
https://www.qaware.de
https://speakerdeck.com/lreimer/
https://github.com/lreimer/
&