チュートリアル: 水質の監視アプリケーションをデプロイして調べる

従来の水質のモニタリングは、時間とコストがかかる手作業のサンプリング手法と現場の実験分析に依存していました。 水質のリモート監視を行うことで、市民に影響が及ぶ前に水質の問題を管理できます。 高度な分析により、水道施設や環境機関は水質に関する潜在的な問題が発生した際に早期に対処し、前もって水処理を計画できます。

"水質のモニタリング" アプリケーション テンプレートは、IoT ソリューションの開発を始めて、水道施設がスマート シティの水質をデジタルで監視できるようにする際に役立ちます。

Diagram showing the architecture of the water quality monitoring application.

デバイスと接続 (1、2)

水管理ソリューションでは、流量計、水質モニター、スマート バルブ、漏れ検知器などのスマートウォーター デバイスを使用します。

スマート ウォーター ソリューションのデバイスは、省電力広域ネットワーク (LPWAN) またはサードパーティのネットワーク オペレーターを介して接続できます。 これらの種類のデバイスでは、Azure IoT Central デバイス ブリッジを使用して、Azure IoT Central の IoT アプリケーションに自分のデバイス データを送信します。 IoT Central アプリケーションに直接接続する IP 対応デバイス ゲートウェイを使用することもできます。

IoT Central

Azure IoT Central によって、IoT ソリューションを構築する際のビルド プロセスが簡素化され、IoT の管理、運用、開発にかかる負担とコストを削減できます。 サードパーティのサービスを使用して、ソリューションをブランド化、カスタマイズ、統合することができます。

スマート ウォーター デバイスを IoT Central に接続すると、アプリケーションによって次の機能が提供されます。

  • デバイス コマンドとコントロール。
  • 監視とアラート。
  • ロールベースのアクセス制御が組み込まれたユーザー インターフェイス。
  • 構成可能なダッシュボード。
  • 機能拡張オプション。

拡張性と統合 (3、4)

IoT Central で IoT アプリケーションを拡張し、必要に応じて次のことを行うことができます。

  • IoT Central アプリケーションからのデータ エクスポートを使用して、高度な分析のために IoT データを変換して統合します。
  • Power Automate または IoT Central アプリケーションの Webhook を使用してアクションをトリガーし、他のシステムのワークフローを自動化します。
  • IoT Central REST API を使用して、IoT Central アプリケーションにプログラムでアクセスします。

ビジネス アプリケーション (5)

IoT データを使用して、水道施設内でさまざまなビジネス アプリケーションを強化することができます。 IoT Central 水消費量のモニタリング アプリケーションでは、ルールやアクションを設定し、Connected Field Service でアラートを作成するように設定できます。 IoT Central のルールで Power Automate を構成し、アプリケーションやサービス間のワークフローを自動化します。 また、Connected Field Service のサービス アクティビティに基づいて、情報を Azure IoT Central に送り返すことができます。

このチュートリアルで学習する内容は次のとおりです。

  • 水質のモニタリング テンプレートを使用して、水質のモニタリング アプリケーションを作成します。
  • ダッシュボードを調べてカスタマイズします。
  • 水質のモニタリング デバイス テンプレートを探索します。
  • シミュレートされたデバイスを探索します。
  • ルールを探索して構成します。
  • ジョブを構成します。
  • ホワイト ラベルを使用してアプリケーション ブランドをカスタマイズします。

前提条件

有効な Azure サブスクリプション Azure サブスクリプションをお持ちでない場合は、開始する前に 無料アカウント を作成してください。

水質の監視アプリケーションを作成する

IoT Central アプリケーションを作成するには、次のようにします。

  1. Azure portal の [IoT Central アプリケーションの作成] ページに移動します。 メッセージに従って Azure アカウントでサインインします。

  2. 次の情報を入力します。

    フィールド 説明
    サブスクリプション 使用する Azure サブスクリプション。
    Resource group 使用するリソース グループ。 新しいリソース グループを作成するか、既存のリソース グループを使用することができます。
    リソース名 有効な Azure リソース名。
    アプリケーションの URL アプリケーションの URL サブドメイン。 IoT Central アプリケーションの URL は、https://yoursubdomain.azureiotcentral.com のようになります。
    Template 水消費量の監視
    リージョン 使用する Azure リージョン。
    料金プラン 使用する価格プラン。
  3. [Review + create](レビュー + 作成) を選択します。 [作成] を選択します。

アプリの準備ができたら、Azure portal からアプリに移動できます。

Screenshot that shows the IoT Central application resource in the Azure portal. The application URL is highlighted.

ヒント

アクセスできるすべての IoT Central アプリケーションを一覧表示するには、[IoT Central アプリケーション] に移動します。

詳細については、Azure IoT Central アプリケーションの作成に関するページを参照してください。

アプリケーションを調べる

以降のセクションでは、アプリケーションの主な機能について見ていきます。

ダッシュボード

アプリケーションを作成した後、 [Wide World water quality dashboard](Wide World の水質ダッシュボード) ペインが開きます。

Screenshot showing the water quality monitoring dashboard.

ビルダーは、オペレーターが使用するダッシュボードのビューを作成したりカスタマイズしたりすることができます。 カスタマイズを開始する前に、提供されたダッシュボードを確認します。

ダッシュボードに表示されるすべてのデータは、シミュレートされたデバイス データに基づいています。これについては、次のセクションで詳しく説明します。

ダッシュボードには、次の種類のタイルが含まれています。

  • [Wide World Water Utility] 画像タイル:ダッシュボードの左上隅にある最初のタイルは、Wide World という名前の架空の公益事業を示す画像です。 独自の画像を使用するようにタイルをカスタマイズすることも、タイルを削除することもできます。

  • 平均 pH KPI タイル:過去 30 分間の平均 pH などの KPI タイルがダッシュボード ペインの上部に表示されます。 KPI タイルをカスタマイズし、別の種類や時間の範囲に設定できます。

  • [Water monitoring area map](水質モニタリング エリア マップ) :Azure IoT Central では Azure Maps が使用されています。これをアプリケーション内で直接設定して、デバイスの場所を表示できます。 また、アプリケーションからの位置情報をデバイスにマップし、Azure Maps を使用して、その情報をマップに表示することもできます。 マップの上にカーソルを移動し、コントロールを試してみてください。

  • 平均 pH 分布のヒートマップ グラフ: さまざまな視覚化を選択して、アプリケーションに最適な方法でデバイス テレメトリを表示できます。

  • 重要な品質指標の折れ線グラフ:デバイス テレメトリを、ある時間範囲にわたる折れ線グラフとしてプロットして視覚化することができます。

  • 化学薬品濃度の棒グラフ:デバイス テレメトリを棒グラフで視覚化できます。

  • センサー パラメーターのリセット タイル: ダッシュボードには、デバイスのプロパティのリセットなど、オペレーターが監視ダッシュボードから直接開始できるアクションのタイルが含まれています。

  • プロパティ一覧タイル:ダッシュボードには、しきい値情報、デバイスの正常性情報、メンテナンス情報を表す複数のプロパティ タイルがあります。

ダッシュボードのカスタマイズ

ビルダーは、オペレーターが使用するダッシュボードをカスタマイズできます。

  1. [編集] を選択して、 [Wide World water quality dashboard](Wide World の水質ダッシュボード) ペインをカスタマイズします。 ダッシュボードは、 [編集] メニューでコマンドを選択することによってカスタマイズできます。 ダッシュボードが編集モードになったら、新しいタイルを追加したり既存のファイルを構成したりできます。

  2. [+ 新規] を選択して、構成可能な新しいダッシュボードを作成します。 複数のダッシュボードを作成し、ダッシュボード メニューからダッシュボード間を移動できます。

水質のモニタリング デバイス テンプレートを探索します

Azure IoT Central のデバイス テンプレートには、デバイスの機能が定義されています。 指定可能な機能は、テレメトリ、プロパティ、およびコマンドです。 ビルダーは、接続されたデバイスの機能を表す Azure IoT Central のデバイス テンプレートを定義できます。 また、シミュレートされたデバイスを作成して、デバイス テンプレートとアプリケーションをテストできます。

作成した水質のモニタリング アプリケーションには、水質のモニタリング デバイス テンプレートが付属しています。

デバイス テンプレートを表示するには:

  1. Azure IoT Central でアプリケーションの一番左のペインにある [Device templates](デバイス テンプレート) を選択します。
  2. デバイス テンプレートの一覧から [Water Quality Monitor](水質のモニタリング) を選択して、そのデバイス テンプレートを開きます。

Screenshot showing the water quality monitoring device template.

デバイス テンプレートをカスタマイズする

次のデバイス テンプレート設定のカスタマイズを練習します。

  1. 水質モニター デバイス テンプレートに移動します。
  2. テレメトリの種類 [Temperature](温度) に移動します。
  3. [Display name](表示名) の値を [Reported temperature](報告された温度) に変更します。
  4. 測定単位を変更するか、最小値最大値を設定します
  5. [保存] を選択します。

クラウド プロパティを追加する

  1. [水質モニター] デバイス テンプレートに移動し、 [+ 機能の追加]を選択します。
  2. Azure IoT Central では、デバイスに関連するが、デバイスから送信されないプロパティを追加できます。 そのようなプロパティの 1 つの例として、設置区域、アセット情報、またはメンテナンス情報に固有のアラートのしきい値があります。
  3. 表示名 として 「インストール」領域を入力し、「機能型 」として 「クラウドプロパティー」 を選択し、「スキーマ」として 「文字列」 を選択 します。
  4. [保存] を選択します。

ビューを探索する

水質モニタリング デバイス テンプレートには、定義済みのビューが用意されています。 このビューには、オペレーターにデバイス データがどのように表示されるか、およびオペレーターによってクラウドのプロパティがどのように設定されるかが定義されています。 ビューを探索し、変更を行ってみます。

デバイス テンプレートを公開する

何らかの変更を行った場合は、必ず [Publish](公開) を選択してデバイス テンプレートを公開してください。

新しいデバイス テンプレートの作成

  1. 新しいデバイス テンプレートを作成するには、 [デバイス テンプレート] ページで [+ 新規] を選択し、作成プロセスに従います。
  2. カスタムのデバイス テンプレートを作成するか、デバイス カタログからデバイス テンプレートを選択します。

シミュレートされたデバイスを探索する

アプリケーション テンプレートから作成した水質のモニタリング アプリケーションには、2 つのシミュレートされたデバイスがあります。 これらのデバイスは、水質のモニタリング デバイス テンプレートにマップされます。

デバイスを表示する

  1. アプリケーションの一番左のペインで [Devices](デバイス) を選択します。

  2. シミュレートされたデバイスを選択します。

    Screenshot showing a water quality monitoring device.

  3. [クラウドのプロパティ] タブで、[Acidity (pH) threshold] (酸性度 (pH) のしきい値) の値を 9 に変更し、[保存] を選択します。

  4. [デバイスのプロパティ] タブと [Device Dashboard](デバイス ダッシュボード) タブを調べます。

注意

すべてのタブがデバイス テンプレート ビューから構成されています。

新しいデバイスを追加する

  1. [デバイス] タブで、 [+ 新規] を選択して新しいデバイスを追加します。
  2. 推奨されるデバイス ID を使用するか、独自のデバイス ID を入力します。 新しいデバイスのデバイス名を入力することもできます。
  3. [デバイス テンプレート] として [Water Quality Monitor](水質のモニタリング) を選択します。
  4. シミュレートされたデバイスを作成したい場合は、 [このデバイスをシミュレートしますか?][はい] に設定されていることを確認します。
  5. [作成] を選択します

ルールを探索して構成する

Azure IoT Central では、デバイス テレメトリを自動的に監視するルールを作成できます。 これらのルールは、いずれかの条件が満たされたときにアクションをトリガーします。 実行できる 1 つのアクションとして、電子メール通知の送信があります。 それ以外には、Power Automate アクションや、他のサービスにデータを送信する Webhook アクションなどが可能です。

作成した水質のモニタリング アプリケーションには、2 つの事前構成済みのルールがあります。

ルールを表示する

  1. アプリケーションの一番左のペインで [ルール] を選択します。

  2. [High pH alert](高 pH アラート) を選択します。これは、アプリケーションに事前構成されたルールの 1 つです。

    Screenshot showing the water quality monitoring dashboard high pH alert rule.

    [High pH alert](高 pH アラート) ルールは、酸性度 (pH) の条件が 8 を超えていることを確認するために構成されています。

次に、ルールにメール アクションを追加します。

  1. [+ Email](+ メール) を選択します。
  2. [表示名] ボックスに、「High pH alert」と入力します。
  3. [宛先] ボックスに、Azure IoT Central アカウントに関連付けられているメール アドレスを入力します。
  4. 必要に応じて、メールのテキストに含めるメモを入力します。
  5. [完了] を選択して、アクションを完了します。
  6. ルールを [有効] に設定し、 [保存] を選択します。

構成された条件が満たされると、数分以内にメールを受信するはずです。

注意

アプリケーションから、条件が満たされるたびにメールが送信されます。 ルールからの自動電子メールの受信を停止する場合は、そのルールの [Disable](無効にする) を選択します。

新しいルールを作成するには、アプリケーションの一番左のペインで [ルール] を選択し、 [+ 新規] を選択します。

ジョブの構成

Azure IoT Central のジョブを使用すると、デバイスに対する、または複数のデバイスのクラウド プロパティに対する更新をトリガーできます。 また、ジョブを使用して、複数のデバイス上でデバイス コマンドをトリガーすることもできます。 Azure IoT Central によって、ワークフローが自動化されます。

  1. アプリケーションの一番左のペインで [ジョブ] を選択します。
  2. [+ 新しいジョブ] を選択し、1 つまたは複数のジョブを構成します。

アプリケーションのカスタマイズ

管理者は、設定を変更して、アプリケーションでのユーザー エクスペリエンスをカスタマイズできます。

[カスタマイズ]>[外観] を選択してから、次のことを行います。

  • タイトル ロゴの画像を設定するには、[変更] を選択します。
  • ブラウザーのタブに表示されるブラウザー アイコン画像を設定するには、[変更] を選択します。
  • [ブラウザーの色] で、HTML 16 進数のカラー コードを追加して、既定のブラウザーの色を置き換えることができます。 HEX 値の色表記の詳細については、W3Schools の HTML の色に関するチュートリアルを参照してください。

アプリケーションの画像は、[アプリケーション]>[管理] ページで変更できます。

リソースをクリーンアップする

このアプリケーションは、使い続ける予定がない場合、削除してください。

  1. Azure IoT Central アプリケーションで、[アプリケーション]>[管理] に移動します。
  2. [削除] を選択して操作を確定します。