OCIでThingsBoardを使ってIoTデバイスデータを見える化（SSL対応）

#IoT

2025.03.28

1. はじめに

本記事では、Oracle Cloud Infrastructure (OCI)とThingsBoardを組み合わせて、IoTデバイスデータの見える化システムを構築する方法をご紹介します。

OCIの無料枠を活用することも可能なのですが、今回は無料枠を獲得できず有料枠での実装になりましたが、ThingsBoardのCommunity Editionを導入することで、コストを抑えつつ高機能なIoTプラットフォームを実現できます。さらに、SSL対応やテレメトリーデータの加工など、実用的な設定方法も解説します。

2. Oracle Cloud Infrastructure (OCI) とは

Oracle Cloud Infrastructure（OCI）は、高速で信頼性の高いクラウド環境を提供し、企業が必要とするアプリケーションやワークロードをサポートする多彩な機能を備えたエンタープライズクラウドサービスです。クラウドネイティブからエンタープライズITまであらゆるワークロードに対応しており、高いパフォーマンス、高い信頼性、高いコスト優位性を特長としています。

特に無料枠（Oracle Cloud Free Tier）では、他のクラウドサービスと比較して非常に寛大なリソース（4CPU/24GBメモリ/4Gbps帯域）を無期限で提供しており、クラウド学習や小規模なシステム運用に最適です。

2.1. Always Free（無期限無料）サービス

OCIでは、期間の制限なく以下のサービスを無料で利用することができます。

コンピュート

AMDプロセッサベース ：1/8OCPUと1GBのメモリーを搭載した2つの仮想マシン
Armベース（Ampere A1） ：4 OCPUと24GBメモリを搭載した仮想マシン
- 月あたり3,000 OCPU時間と18,000 GB時間まで利用可能
- 4 OCPUを750時間（約1か月）使うと、3,000OCPU時間になります
- 24GBのメモリを750時間使うと、18,000GB時間になります
- ネットワーク帯域は4Gbpsまで利用可能
- 最大4つのVMインスタンスを作成可能（リソースの範囲内で分割して使用可能）

Warning

Ampere A1 Computeインスタンス のVM.Standard.A1.Flexはどこのリージョンも不足しているようで、生成時にエラーが表示されます。何度もリトライすれば生成可能（自動リトライするスクリプトを公開している方もいる）のようですが、今回は諦めました。

ストレージ

合計200GBまでの2つのブロックストレージボリューム
10GBのオブジェクトストレージ
10GBのアーカイブストレージ

データベース

Oracle Autonomous Database

3. ThingsBoardとは

ThingsBoardは、IoTデバイスの管理とデータの可視化を可能にするオープンソースのIoTプラットフォームです。このプラットフォームは、デバイスの接続性、データ収集、処理、そして視覚化までを一貫して提供し、IoTソリューションの開発と展開を大幅に簡素化します。
ThingsBoardの大きな魅力の一つは、Community Editionが完全に無料で利用できることです。このエディションは Apache 2.0 ライセンスの下で提供されており、個人利用だけでなく商用利用も可能です。

Warning

Community Editionは機能が限定されるため、本格的に運用するためには有料ですがCloudかProfessional Editionを利用する必要がある可能性が高いです。
ThingsBoradではデバイスごとにテレメトリアップロードAPIが異なるため、別のAPIを生成しデバイスごとのテレメトリアップロードAPIに変換する処理が必要になる場合があります。Professional EditionであればHTTPインテグレーションで対応できる可能性があります。（未確認）
今回はCommunity Editionを利用するため、別の処理で対応します。

3.1. 主な特徴

デバイス管理 : ThingsBoardは、多様なIoTデバイスを簡単に接続し管理することができます。MQTT、CoAP、HTTPなどの標準的なIoTプロトコルをサポートしているため、ほとんどのデバイスと互換性があります。
データ収集と保存 : センサーやデバイスからのテレメトリデータを効率的に収集し、スケーラブルで耐障害性のある方法で保存します。
リアルタイムデータ可視化 : 収集されたデータは、カスタマイズ可能なダッシュボードを通じてリアルタイムで視覚化できます。30以上の設定可能なウィジェットが用意されており、多くのIoTユースケースに対応できます。
データ分析 : 収集されたデータに基づいて、アラームの発生や自動化ルールの設定が可能です。これにより、デバイスの状態監視や予防的なメンテナンスが容易になります。

3.2. データの可視化

ThingsBoardの強みの一つは、データの可視化機能です。以下のような機能により、IoTデバイスから収集したデータを効果的に表示し、分析することができます：

カスタマイズ可能なダッシュボード : ユーザーは自身のニーズに合わせてダッシュボードをカスタマイズできます。グラフ、ゲージ、マップなど、多様なウィジェットを組み合わせて直感的なインターフェースを作成できます。
リアルタイムモニタリング : デバイスからのデータをリアルタイムで表示し、即座に状況を把握することができます。
履歴データの分析 : 過去のデータを簡単に閲覧し、トレンドや異常を特定することができます。
アラート機能 : 特定の条件が満たされた場合にアラートを発生させ、迅速な対応を可能にします。

ThingsBoardは、IoTプロジェクトを始めるための優れた選択肢です。無料で利用できる豊富な機能セットと、直感的なデータ可視化ツールにより、IoTデータの価値を最大限に引き出すことができます。スマートエネルギー、産業用IoT、スマートビルディングなど、さまざまな分野で活用されており、IoTソリューションの迅速な開発と展開を支援します。

4. OCIにインスタンスを作成

下記ページにあるようにThingsBoard Marketplace イメージからインスタンスを生成する方法もありますが、このイメージのThingsBoardのバージョンは、3.6.4であり少し古いバージョンのため、今回はUbuntu24.04のインスタンスを生成しDockerでThingsBoardを稼働します。

cloud.oracle.com

Oracle

https://cloud.oracle.com/marketplace/application/169297457

4.1. パブリックIPアドレスの予約

インスタンスにアクセスするために、パブリックIPアドレスが必要になります。インスタンス生成時に自動割り当てすることも可能ですが、事前にパブリックIPアドレスを予約しておき、そのIPアドレスを生成したインスタンスに割当ます。

[ネットワーキング] - [予約済パブリックIP] - [パブリックIPアドレスの予約]

予約済パブリックIPアドレス名：PublicIP01
コンパートメントに作成：変更不要
xxxxのIPアドレス・ソース：Oracle

4.2. インスタンス作成

[コンピュート] - [インスタンス] - [インスタンスの作成]

名前：わかりやすい任意の名前
イメージ：Canonical Ubuntu 24.04
シェイプ：専門と前世代 VM.Standard.E3.Flex（メモリを8GBに変更）
プライマリVNIC情報：パブリックIPv4アドレスの自動割当てのチェックを外す
SSHキーの追加：Save private keyをクリックしダウンロード

以上の設定でインスタンスを作成します。

Warning

このシェイプはAlways Free対象ではないためコスト管理には注意してください。

4.3. 予約済IPアドレス割り当て

インスタンスの作成が完了すると自動的に起動します。インスタンスの詳細画面の左側の下部に[アタッチされたVNIC]という項目があるので、それをクリックします。

画面下部に「アタッチされたVNIC」というリストがあり、すでに自動生成されたVNICがあるため名前をクリックします。

画面左下部の[リソース] - [メトリック] - [IPv4アドレス]をクリックします。

IPv4 アドレスのリストがあるため、編集します。

パブリックIPタイプ
[予約済パブリックIP] - [既存の予約済IPアドレスの選択] - [事前に予約していたIPアドレスを選択]

4.4. ネットワーク・セキュリティ・グループ作成

[ネットワーキング] - [仮想クラウド・ネットワーク] - VCNの名前をクリック - [ネットワーク・セキュリティ・グループ] - [ネットワーク・セキュリティ・グループの作成]

名前：わかりやすい任意の名前
セキュリティ・ルールの追加
- 方向：イングレス
- ソースタイプ：CIDR
- ソースCIDR：0.0.0.0/0
- プロトコル：TCP
- 宛先ポート範囲：8080

同様に、ポート80、443も追加します。

ネットワーク・セキュリティ・グループを作成したら、インスタンスの詳細画面にて、ネットワーク・セキュリティ・グループ を編集状態にし、作成したネットワーク・セキュリティ・グループを割り当てます。

以上の設定により、ダウンロードしたSSH キーを使いパブリックIPアドレスに接続することでログインできます。
ユーザ名は「ubuntu」（インスタンスの詳細画面で確認可能）

5. Ubuntuの初期設定

sudo apt update && sudo apt upgrade -y

5.1. ufwの有効化

sudo ufw limit proto tcp from any to any port 22
sudo ufw allow 80/tcp
sudo ufw allow 443/tcp
sudo ufw allow 8080/tcp
sudo ufw enable

設定状態を確認します。

sudo ufw status

5.2. fail2banの設定

sudo apt install fail2ban
fail2ban-client --version

sudo cp /etc/fail2ban/jail.conf /etc/fail2ban/jail.local

fail2banの設定は下記サイトの情報を参考に設定します。

manualmaton.com

Ubuntu24.04サーバの初期設定。(ufwとfail2ban) – Manualmaton's Laboratory

https://manualmaton.com/2024/09/04/ubuntu24-04%E3%82%B5%E3%83%BC%E3%83%90%E3%81%AE%E5%88%9D%E6%9C%9F%E8%A8%AD%E5%AE%9A%E3%80%82ufw%E3%81%A8fail2ban/

6. Dockerのインストール

下記サイトを参考にインストールします。

Docker Documentation

Ubuntu

https://docs.docker.com/engine/install/ubuntu

# Add Docker's official GPG key:
sudo apt-get update
sudo apt-get install ca-certificates curl
sudo install -m 0755 -d /etc/apt/keyrings
sudo curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg -o /etc/apt/keyrings/docker.asc
sudo chmod a+r /etc/apt/keyrings/docker.asc

# Add the repository to Apt sources:
echo \
  "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/etc/apt/keyrings/docker.asc] https://download.docker.com/linux/ubuntu \
  $(. /etc/os-release && echo "${UBUNTU_CODENAME:-$VERSION_CODENAME}") stable" | \
  sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null
sudo apt-get update

sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin

sudo docker run hello-world

6.1. 非ルートユーザーとしてDockerを管理する

sudo groupadd docker
sudo usermod -aG docker $USER
newgrp docker
docker run hello-world

7. DockerにThingsBoardをインストール

下記ページを参考にDockerにThingsBoardを構築します。

ThingsBoard

Installing ThingsBoard using Docker (Linux or Mac OS)

https://thingsboard.io/docs/user-guide/install/docker

nano docker-compose.yml

version: '3.0'
services:
  mytb:
    restart: always
    image: "thingsboard/tb-postgres"
    ports:
      - "8080:9090"
      - "1883:1883"
      - "7070:7070"
      - "5683-5688:5683-5688/udp"
    environment:
      TB_QUEUE_TYPE: in-memory
    volumes:
      - ~/.mytb-data:/data
      - ~/.mytb-logs:/var/log/thingsboard

mkdir -p ~/.mytb-data && sudo chown -R 799:799 ~/.mytb-data
mkdir -p ~/.mytb-logs && sudo chown -R 799:799 ~/.mytb-logs

docker compose up -d && docker compose logs -f mytb

これでThingsBoardが起動します。起動までに少し時間がかかります。

起動後は、http:// <パブリックIPアドレス>:8080 にブラウザからアクセスすることで、ログイン画面が表示されます。

8. ThingsBoardの初期設定

http://<パブリックIPアドレス >:8080 にブラウザからアクセスする。

8.1. 初期ユーザーアカウントのパスワードを変更する

ThigsBoardインストール時点で、３つのユーザーが作成されています。
各ユーザーでログインし、初期パスワードを変更します。

System Administrator（システム管理者）:
メールアドレス: sysadmin@thingsboard.org
パスワード: sysadmin
Tenant Administrator（テナント管理者）:
メールアドレス: tenant@thingsboard.org
パスワード: tenant
Customer User（顧客ユーザー）:
メールアドレス: customer@thingsboard.org
パスワード: customer

8.2. ドメインの割当て

パブリックIP直打ちではなくドメインでアクセスできるようにします。
ドメインはどこから取得したものでも利用できます。今回はXserverドメインにて取得したドメインを利用しました。

下記サイトの情報を参考に設定します。

OCIチュートリアル

DNSサービスを使ってWebサーバーの名前解決をする

https://oracle-japan.github.io/ocitutorials/intermediates/using-dns

8.2.1. ゾーンの作成

[ネットワーキング] - [仮想クラウド・ネットワーク] - [DNS管理] - [ゾーン] - [ゾーンの作成]

メソッド：手動
ゾーン・タイプ：プライマリ
ゾーン名：取得したドメイン
コンパートメントに作成：変更不要

8.2.2. ネームサーバーの設定

ゾーンを作成すると、ネームサーバーの一覧が表示されるのでメモしておき、ドメインを取得したサービス（今回はXserver ドメイン）の管理画面からネームサーバーを指定します。

8.2.3. DNSレコード設定

作成したゾーンの[レコード]にて[レコードの管理]をクリックし、[レコードの追加]をクリックします。

名前：サブドメインで利用する場合は入力。空欄でもOK。
レコードタイプ：A - IPv4アドレス
TTL：3600
Address（アドレス）：インスタンスのパブリックIPアドレス

以上の設定により、http://ドメイン:8080 でThingsBoardにアクセス可能になります。接続可能になるまで、しばらく時間がかかります。（最大48時間）

9. SSL接続設定

ThingsBoardにデータを送信する際、httpでの送信でも可能ですが、SSL対応にしてhttpsでの送信にすることでセキュリティが向上します。
特に、ログイン情報やデバイスのアクセストークンが漏洩するリスクを低減できます。

また、外部から接続する際に、SSL対応していなければ送信できない場合もあります。今回はこれに該当し、1nceからThingsBoardにデータを送信する際にはSSLでなければ送信できません。

よって、ThingsBoardにSSL接続するよう設定します。いくつか方法がありますが、簡単に設定できるnginxのリバースプロキシを利用する方法で設定します。

9.1. Nginx と Certbot をインストール

sudo apt-get install nginx certbot python3-certbot-nginx
``` ```
sudo nano /etc/nginx/sites-available/default

上記ファイルに次の内容を追加します。

server {
    listen 443 ssl;
    server_name あなたのドメイン;

    ssl_certificate /etc/letsencrypt/live/あなたのドメイン/fullchain.pem;
    ssl_certificate_key /etc/letsencrypt/live/あなたのドメイン/privkey.pem;

    location / {
        proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
        proxy_http_version 1.1;
        proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
        proxy_set_header Connection "upgrade";
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
    }
}

sudo nginx -t
sudo systemctl restart nginx

Let's Encrypt で証明書を取得します。

sudo certbot --nginx -d あなたのドメイン

証明書の自動更新を設定します。

sudo systemctl status certbot.timer

証明書の自動更新のテスト

sudo certbot renew --dry-run

[:alert type="info" title="Information"]証明書を以前に取得済みで、今回始めてnginxと併用する場合には、自動更新が失敗することがあります。(既にport 80を別プロセスが利用しているというような内容のエラーがでます）
その場合には、/etc/letsencrypt/renewal/ドメイン名.confファイルを編集し、認証方法をnginxに変更します。[:ealert]

[renewalparams]
authenticator = nginx
installer = nginx

以上の設定により、http s://ドメインでThingsBoardにアクセス可能になります。

10. 【オプション】テレメトリーデータの加工

今回は10年間のランニングコストがわずか2000円で使えるIoT専用SIM 1nceを使ってデバイスからデータを送信し、1nceからThingsBoardにデータを転送することで見える化します。
1nceについては、別記事にまとめています。

WOHL

IoT専用格安SIM「1NCE」での通信確認

https://wohl-yz.net/archives/2092

WOHL

IoT 10年間携帯ランニングコスト0円！LTE & Private LoRaで実現する屋外センサーデータ収集とクラウドでの可視化

https://wohl-yz.net/archives/2907

WOHL

LPWA(LTE-M) HF帯RFIDリーダー・タグを用いたオンライン注文システム「メダルカート(仮)」

https://wohl-yz.net/archives/2107

1nceから外部へWebhookで送信されるデータのフォーマットは次のようなフォーマットです。


{
  "payload": {
    "type":"JSON",
    "value":{
      "humi":57.36629,
      "rain":0,
      "temp":23.034637,
      "press":10.365234,
      "deviceid":1,
      "lux":0
    }
  },
  "received": "1670598749915",
  "id": "xxxxxx",
  "source": "UDP",
  "type": "TELEMETRY_DATA",
  "version": "1.0.0",
  "device": {
    "iccid": "xxxxxx",
    "ip": "xxxxxx",
    "imsi": "xxxxxx"
  }
}

OCIでThingsBoardを使ってIoTデバイスデータを見える化（SSL対応）

1. はじめに

2. Oracle Cloud Infrastructure (OCI) とは

2.1. Always Free（無期限無料）サービス

3. ThingsBoardとは

3.1. 主な特徴

3.2. データの可視化

4. OCIにインスタンスを作成

4.1. パブリックIPアドレスの予約

4.2. インスタンス作成

4.3. 予約済IPアドレス割り当て

4.4. ネットワーク・セキュリティ・グループ 作成

5. Ubuntuの初期設定

5.1. ufwの有効化

5.2. fail2banの設定

6. Dockerのインストール

6.1. 非ルートユーザーとしてDockerを管理する

7. DockerにThingsBoardをインストール

8. ThingsBoardの初期設定

8.1. 初期ユーザーアカウントのパスワードを変更する

8.2. ドメインの割当て

8.2.1. ゾーンの作成

8.2.2. ネームサーバーの設定

8.2.3. DNSレコード設定

9. SSL接続設定

9.1. Nginx と Certbot をインストール

10. 【オプション】テレメトリーデータの加工

4.4. ネットワーク・セキュリティ・グループ作成