CoAPコネクタ

概要

CoAP（Constrained Application Protocol）コネクタは、リソース制約のあるIoTデバイスとの通信を可能にします。CoAPは低電力デバイスと損失のあるネットワーク向けに設計された軽量プロトコルで、スマートホーム、産業IoT、センサーネットワークで一般的に使用されています。

コネクタタイプ:

• CoapReader - CoAPエンドポイントからデータを読み取る
• CoapWriter - CoAPエンドポイントにデータを書き込む

機能

• ✅ 複数のトランスポートプロトコル（UDP、TCP、DTLS）
• ✅ DTLSによるセキュア通信
• ✅ PSKおよび証明書ベースの認証
• ✅ GET、POST、PUTメソッド
• ✅ ポーリングベースのデータ取得

基本設定

CoAP Reader（UDP）

{
  "type": "CoapReader",
  "config": {
    "endpoint": "192.168.1.50:5683",
    "transport": "UDP",
    "pollingRate": 5000,
    "path": "/sensors/temperature"
  }
}

CoAP Reader（TCP）

{
  "type": "CoapReader",
  "config": {
    "endpoint": "192.168.1.50:5683",
    "transport": "TCP",
    "pollingRate": 5000,
    "path": "/sensors/all"
  }
}

CoAP Writer

{
  "type": "CoapWriter",
  "config": {
    "endpoint": "192.168.1.50:5683",
    "transport": "UDP",
    "path": "/actuators/valve",
    "method": "PUT"
  }
}

設定パラメータ

Reader設定

パラメータ	型	必須	説明
endpoint	string	✅	CoAPサーバーアドレス（ホスト:ポート）
transport	string	✅	トランスポートプロトコル: UDP、TCP、またはDTLS
pollingRate	integer	✅	ポーリング間隔（ミリ秒）
path	string	✅	CoAPリソースパス（例: /sensors/temp）
dtlsConfig	object	❌	DTLS設定（DTLSトランスポートに必要）

Writer設定

パラメータ	型	必須	説明
endpoint	string	✅	CoAPサーバーアドレス（ホスト:ポート）
transport	string	✅	トランスポートプロトコル: UDP、TCP、またはDTLS
path	string	✅	CoAPリソースパス
method	string	✅	HTTPメソッド: POSTまたはPUT
dtlsConfig	object	❌	DTLS設定（DTLSトランスポートに必要）

トランスポートプロトコル

UDP

標準CoAP over UDP（デフォルトポート5683）:

{
  "endpoint": "192.168.1.50:5683",
  "transport": "UDP"
}

最適: 低レイテンシ、リソース制約のあるデバイス

TCP

信頼性のある配信のためのCoAP over TCP:

{
  "endpoint": "192.168.1.50:5683",
  "transport": "TCP"
}

最適: 信頼性のある接続、大きなペイロード

DTLS

DTLS暗号化によるセキュアCoAP（デフォルトポート5684）:

{
  "endpoint": "192.168.1.50:5684",
  "transport": "DTLS",
  "dtlsConfig": {
    "pskIdentity": "device1",
    "pskKey": "c2VjcmV0a2V5"
  }
}

最適: 信頼できないネットワーク上のセキュア通信

DTLSセキュリティ設定

Pre-Shared Key（PSK）

{
  "type": "CoapReader",
  "config": {
    "endpoint": "192.168.1.50:5684",
    "transport": "DTLS",
    "pollingRate": 5000,
    "path": "/sensors/secure",
    "dtlsConfig": {
      "pskIdentity": "bXlkZXZpY2U=",
      "pskKey": "c2VjcmV0a2V5MTIz"
    }
  }
}

注: pskIdentityとpskKeyはバイト配列です（通常JSONではbase64エンコード）。

証明書ベースの認証

{
  "type": "CoapReader",
  "config": {
    "endpoint": "192.168.1.50:5684",
    "transport": "DTLS",
    "pollingRate": 5000,
    "path": "/sensors/secure",
    "dtlsConfig": {
      "certFile": {
        "mode": "path",
        "data": "/certs/client.crt"
      },
      "keyFile": {
        "mode": "path",
        "data": "/certs/client.key"
      },
      "caCertFile": {
        "mode": "path",
        "data": "/certs/ca.crt"
      }
    }
  }
}

証明書ファイル（Base64）

{
  "dtlsConfig": {
    "certFile": {
      "mode": "base64",
      "data": "<base64エンコードされた証明書>"
    },
    "keyFile": {
      "mode": "base64",
      "data": "<base64エンコードされた秘密鍵>"
    },
    "caCertFile": {
      "mode": "base64",
      "data": "<base64エンコードされたCA証明書>"
    }
  }
}

データ形式

Readerレスポンス

CoAP readerはエンドポイントからJSONレスポンスを期待します:

{
  "temperature": 25.5,
  "humidity": 60,
  "battery": 85
}

Writerペイロード

CoAP writerはデータペイロードをJSONとして送信します:

{
  "valve_position": 75,
  "mode": "auto"
}

一般的なユースケース

1. センサーネットワーク監視

複数のセンサーエンドポイントから読み取り:

{
  "type": "CoapReader",
  "config": {
    "endpoint": "192.168.1.50:5683",
    "transport": "UDP",
    "pollingRate": 10000,
    "path": "/sensors/environment"
  }
}

2. セキュアデバイス通信

DTLSセキュリティを持つデバイスに接続:

{
  "type": "CoapReader",
  "config": {
    "endpoint": "iot-gateway.local:5684",
    "transport": "DTLS",
    "pollingRate": 5000,
    "path": "/api/v1/data",
    "dtlsConfig": {
      "pskIdentity": "Z2F0ZXdheTE=",
      "pskKey": "c3VwZXJzZWNyZXQ="
    }
  }
}

3. アクチュエータ制御

IoTアクチュエータにコマンドを送信:

{
  "type": "CoapWriter",
  "config": {
    "endpoint": "192.168.1.100:5683",
    "transport": "UDP",
    "path": "/actuators/light",
    "method": "PUT"
  }
}

4. スマートビルディング統合

CoAP経由でビルディングシステムを制御:

{
  "type": "CoapWriter",
  "config": {
    "endpoint": "building-controller.local:5683",
    "transport": "TCP",
    "path": "/hvac/setpoint",
    "method": "POST"
  }
}

トラブルシューティング

接続失敗

解決策:

• エンドポイントアドレスとポートを確認
• ネットワーク接続を確認
• CoAPサーバーが実行中であることを確認
• トランスポートプロトコルがサーバー設定と一致することを確認

DTLSハンドシェイク失敗

解決策:

• PSKアイデンティティとキーがサーバー設定と一致することを確認
• 証明書の有効性と有効期限を確認
• CA証明書が正しいことを確認
• 暗号スイートの互換性を確認

無効なレスポンス

解決策:

• エンドポイントが有効なJSONを返すことを確認
• リソースパスが正しいことを確認
• コンテンツ形式がapplication/jsonであることを確認
• サーバーログでエラーを確認

リクエストタイムアウト

解決策:

• ネットワークが遅い場合はタイムアウトを増加
• ネットワーク輻輳を確認
• デバイスが応答していることを確認
• 信頼性の低いネットワークにはTCPの使用を検討

ベストプラクティス

1. 本番環境ではDTLSを使用: 機密データは常に暗号化
2. 適切なポーリングレート: 鮮度とデバイスバッテリー寿命のバランスを取る
3. タイムアウトを処理: CoAPデバイスは断続的に利用可能な場合がある
4. 利用可能な場合はObserveを使用: リアルタイム更新用（将来の機能）
5. リソースパス規則: RESTライクな命名に従う（/sensors/temperature）

関連コネクタ

• MQTT - 代替IoTプロトコル
• HTTP - 高性能デバイス用REST API
• Filter - CoAPデータをフィルタリング
• InfluxDB - センサーデータを保存