【ITニュース解説】Tutorial — Building a Node.js Script to Parse Eelink MQTT Data

IoT、つまり「モノのインターネット」の世界では、GPSトラッカーやセンサーといった様々なデバイスがインターネットを介してデータを送信している。これらのデータは、位置情報やバッテリー残量、機器の状態など、ビジネスにとって価値ある情報を含んでいるが、そのままでは活用が難しいという課題がある。なぜなら、デバイスごとにデータの形式が異なっているからだ。あるデバイスは人間にも読みやすいJSON形式でデータを送る一方、別のデバイスは通信量を抑えるためにコンピュータが理解しやすい特殊なバイナリ形式で送ってくる。これらの多種多様なデータを効率的に分析・活用するためには、まず全てのデータを一つの統一された形式に変換する「正規化」という工程が必要になる。

ここで紹介する技術記事は、まさにこの課題を解決するための具体的な手法を解説している。Node.jsという広く使われているプログラミング環境を利用し、様々な形式で送られてくるIoTデバイスのデータを、分析しやすいJSON形式に自動で変換するスクリプトの作成方法をチュートリアル形式で紹介している。

このスクリプトの中心的な役割を担うのが、MQTTという通信プロトコルだ。MQTTは、IoTデバイスのような限られたリソースしか持たない機器でも、効率的にデータを送受信できるように設計された軽量な仕組みである。デバイスは「パブリッシャー（発行者）」としてデータを特定の「トピック（宛先）」に送信し、そのデータを受け取りたいサーバー側のプログラムは「サブスクライバー（購読者）」としてそのトピックを購読する。これにより、リアルタイムでデバイスからのデータを受け取ることができる。

スクリプトは、このMQTTを通じてデータを受け取った後、そのデータ形式を自動的に判別する。まず、データが「{」や「[」で始まっていれば、それはJSON形式であると判断し、そのままプログラムで扱えるオブジェクトに変換する。JSONは項目名と値がセットになっており、構造が分かりやすいのが特徴だ。

次に、JSON形式でない場合、データがBase64でエンコードされている可能性を考慮する。Base64は、バイナリデータなどの非テキストデータを、テキストとして安全に送受信するために一時的に変換する符号化方式だ。スクリプトは受け取った文字列をBase64としてデコード（復号）し、その結果がJSONや後述のTLV形式であれば、それに従って処理を進める。

そして、IoTデバイスで特に重要なのが、Hex/TLVと呼ばれるコンパクトなデータ形式だ。Hexは16進数を意味し、TLVは「Tag（データの種類を示す識別子）」「Length（データの長さ）」「Value（実際の値）」の三つで一つのデータを表現する構造を指す。例えば、「01 07 45...」という16進数の羅列があった場合、「01」がデバイスID、「07」がそのデータの長さ、「45...」が実際のID文字列といったルールがあらかじめ決められている。この形式はデータ量が非常に小さくなるため、通信コストやデバイスの消費電力を抑えたい場合に有効だ。スクリプトは、このルールに基づいて16進数の文字列を解読し、デバイスIDやタイムスタンプ、緯度経度といった意味のある情報を取り出す。

このようにして様々な形式から抽出されたデータは、最終的にあらかじめ定義された統一のスキーマ（構造）を持つJSONオブジェクトに正規化される。例えば、どの形式のデータからであっても、最終的には「deviceId」「ts（タイムスタンプ）」「lat（緯度）」「lon（経度）」といった共通のキーを持つJSONに変換される。これにより、後続のデータベースへの保存や、データ分析ツールでの処理が格段に容易になる。

この一連の処理を自動化することで、多種多様なIoTデバイスから送られてくる生データを、リアルタイムで価値ある情報へと変換するデータパイプラインの入り口を構築できる。システムエンジニア、特にIoTやデータ基盤に関わる分野を目指す者にとって、このように異なるデータ形式を理解し、それらをプログラムで適切に処理する能力は不可欠なスキルだ。この記事で解説されているスクリプトは、そのための実践的で具体的な第一歩を示している。