知っておきたいIoT活用の基礎知識!

知っておきたいIoT活用の基礎知識!

今回は基本的なIoTの概要説明と、実際のIoTで展開される方法や用いられる製品について簡単に紹介していきたいと思います。

そもそもIoTとは?

あらゆるモノがインターネットにつながるIoTは、※UID(ユーザー識別子 )が提供された識別可能なデバイスが相互につながるネットワークシステムの総称です。これまでの人と人、或いは人とコンピュータの直接的なインタラクションではなく、ネットワークを介してデータをやりとりすることができます。

※UID: 複数の利用者(user)を一意に識別するための識別子(identifier)。または、一意(unique)の識別子。

 

IoTが誕生した経緯についてはあまり知られていませんが、1982年、カーネギーメロン大学の学生がコカ・コーラの自動販売機にセンサーを設置し、コーラが適切な温度に保たれているかどうか、また最後に商品が補充された時期はいつなのかを把握するために始めたことがきっかけと言われています。

 

つまりIoTは、世界中に存在する機器や装置を新たにインターネットへと接続し、データの収集と共有をして、そのデータを基に遠隔で制御や管理をしていくという概念です。

 

この40年間でコンピューターチップが小型化され、価格も低減されたことにより、ちょっとしたガジェットから大規模な産業用装置まで、あらゆるものをIoTの一部に変えることが可能となりました。

 

センサーやスイッチを付加し、データをオブジェクトへと共有化することで、デジタルインテリジェンスが構築され、人間が介在することなくリアルタイムデータを通信できるようになりました。まさにIoTはデジタルとモノとを融合し、私たちの社会をよりスマートにしてくれるテクノロジーと言えます。

IoT化ができるデバイス・できないデバイスとは?

ここまで、ひとくちに「IoT」と聞いてもまだ馴染みがないかもしれませんが、「スマートホーム」または「コネクテッドホーム」の呼び名は聞いたことがあるのではないでしょうか。これは家電などをはじめとした家中のデバイスがインターネットに接続され、日々の生活をより快適にするシステムとして広く知られています。

 

しかし、IoTデバイスは家の中だけとは限りません。工場の製造装置や、病院内の医療器具など、そのデバイスがネットに接続でき、データを送信する機能を備えている限り、ありとあらゆるものがIoTデバイスと見なすことができます。

 

言い換えれば、本来インターネットへの接続を想定せずに利用されてきた機器や装置をネットに接続したものがIoTデバイスです。よってスマートフォンやパソコンはIoTデバイスではありませんが、スマートウォッチなど他のウェアラブルデバイスは、皮膚の表面の近くまたは表面に装着されるスマートな電子機器という意味でIoTデバイスと言って良いでしょう。

)IoT デバイスに成り得るもの

 

  • ウェアラブルデバイス
  • 医療機器
  • 家電
  • 自動車
  • 鉄道車両・鉄道関連設備
  • 他輸送機器
  • 産業機器
  • その他

×)IoT デバイスに該当しないもの

 

  • デスクトップパソコン
  • ノートパソコン
  • タブレット
  • スマートフォン
  • ガラケー
  • テレビ
  • DVD/MP3 プレイヤー
  • ゲーム機

デバイスのIoT化とは?

では、実際に家庭内で日常的に体験できる例を見ていきましょう。現在、いくつかの電気メーカーがスマートエアコンを販売しています。エアコン本体は従来のものと同じに見えますが、アプリを通じてスマートフォンから操作ができるようになっています。単純にエアコンを電源オン/オフにするだけでなく、外出先から家に帰る前に、リモートでエアコンの電源を入れ、運転モードの切り替え、温度やタイマーの設定をすることもできます。ただし、この操作を行うには、エアコン本体がインターネットにアクセスできる機能を有している必要があり、一般的には家庭のWi-Fiルーターと接続をします。

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上記の例では、このエアコンはWi-Fiルーターと接続され、Wi-Fiルーターがゲートウェイの役割を担います。ユーザーはスマートフォンでクラウド(インターネット)上のデータにアクセスし、リモートで自宅のエアコンの操作や管理が行えます。

ゲートウェイとは

ゲートウェイは通信ネットワークで使用されるハードウェアデバイスのことで、センサーから取得したデータを1つのネットワークから別のネットワークへと伝える役目を果たします。ゲートウェイは、複数のプロトコルで無数のネットワークへと接続するため、OSI参照モデルの7層のいずれでも運用できるという点で、ルーターやスイッチとは異なります。

 

ゲートウェイはさまざまなデータを収集して共通の言語を使用し、複数の異なるプロトコルを通じてインターネットへとデータを送信します。そうしてクラウドへと送られたデータはアナリティクス(分析)、マネージメント(管理)、リモートコントロール(遠隔制御)などに利用されます。

 

ここからは、Eurotechからどのようなゲートウェイがリリースされ、どのようにマーケットへとアプローチしているのかを見ていきましょう。

IoT Edge Gateways
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製品イメージ
製品型式
概要

Multi-service IoT Edge Gateway
Intel® Atom™ Processor, LTE Cat 4

Multi-service IoT Edge Gateway
TI AM3352 Processor, LTE Cat 1

Multi-service IoT Edge Gateway
TI AM3352 Processor, Globally Certified

Automotive Multi-service IoT Edge Gateway
TI AM3352 Processor, LTE Cat 1

Eurotechのゲートウェイは主に3つのカテゴリーに分けられ、それぞれが特定の市場向けにフィットするように設計されています。

  • Relia (産業用)
  • Dyna (車載用)
  • Bolt (鉄道用、Heavy Duty)

 

ゲートウェイは使用環境(高温、低温、湿度、衝撃、振動など)に応じて、より強固な構造にする必要があり、これを「堅牢化」と呼んでいます。Eurotechのゲートウェイはそれぞれ目的別に堅牢化されており、高い耐久性、信頼性を実現しています。

Everyware Software Framework (ESF)

EurotechのゲートウェイにはいずれもIoTゲートウェイ用オープンソースのJava / OSGiミドルウェアEclipse Kuraをベースとしたソフトウェアプラットフォーム「Everyware Software Framework(ESF)」が搭載されています。

 

標準仕様のESFでは、各種フィールドプロトコル(Modbus、OPC-UA、S7、FANUC、J1939、J1979、BACnet、IEC 60870-5-101、IEC 60870-5-104、DNP3、M-bus)をサポートするほか、MQTT接続、Webベースのビジュアルデータフロープログラミング機能を有しており、フィールド(現場)からデータを取得してエッジ(ゲートウェイ)で処理し、その処理データをIoTクラウドプラットフォームへとパブリッシュすることができます。また、ESFとEurotechのIoT統合プラットフォーム「Everyware Cloud(EC)」とを統合することで、フルリモートでのデバイス管理を実現します。

 

ESFはEurotech以外のメーカーのゲートウェイにもインストールすることができます。その場合、Eurotechエンジニアリングチームによるポーティングが必要となりますが、ネイティブではLinux Yoctoにて実行可能です。

 

詳細についてはESFのドキュメントをご覧ください。