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大阪市南港ATC イメディオ IoT・ M2Mセミナ資料(web公開用)

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大阪市の南港ATC ソフト産業プラザ イメディオで開催された
IoT/M2Mセミナーのスライド(抜粋)です
http://www.sansokan.jp/events/eve_detail.san?H_A_NO=19185

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大阪市南港ATC イメディオ IoT・ M2Mセミナ資料(web公開用)

  1. 1. 話題の「IoT・M2M」って何? ~この強力かつ広範囲な概念をいろんな角度から 眺めよう トライアングルエレクトロニクス代表 久保幸夫 Ⓒyukiokubo 2015 1
  2. 2. • このスライドは、2015年5月21日(木)に 大阪市のソフト産業プラザ イメディオ で開催されたセミナー 「話題の「IoT・M2M」って何?」 の資料です。 • 今後のセミナーの予定等につきましは WEBページをご参照くださいませ。 http://www.imedio.or.jp/
  3. 3. はじめに • このセミナはIoT/M2Mに関する知識を身につけ、 整理することを目的としています。 ただし、 IoT/M2M関連には、様々な技術があり、 さらに多くの応用分野があります。関連する 『用語』や『キーワード』も山ほどあります。 • これらのすべてを、2時間で理解することは、 無理な話です。でも、この講座を通じて、 IoT/M2Mの全体像を掴んで、整理して頂ければ、 皆様のこれからの学習や研究調査にきっと役に 立つものと考えます。
  4. 4. 内容 1.IoT/M2Mとは? 2.用途や分野から見る IoT /M2M ~所変われば品変わる~ 3.すでに始まっているIoT/M2M 4.技術や仕組みから見る IoT /M2M 5.これから「すべきこと」と、注意事項
  5. 5. 1 IoT/M2Mとは? IoT/M2Mは語る人によって異なる いろいろなIoT/M2Mがあることを 理解しよう
  6. 6. IoT/M2Mとは? • IoT(Internet of Things ) – モノのインターネット • M2M(Machine to Machine) – モノのモノの通信 • 両者の使い分けは曖昧 – M2M技術として考えると M2MはIoTを実現するために不可欠な要素技術
  7. 7. IoT/M2Mあるある こんな経験ありませんか? IoT/M2Mのセミナを聴いたら・・・ 本や雑誌の記事を見たら・・・ ものによって、かなり内容が異なっていた・・・ 知りたい内容と異なっていた・・・ 質問しても、「?」だった・・・
  8. 8. IoT/M2Mあるある • IoT/M2M 強力かつ広範囲なキーワード – そもそもIoTとM2Mの言葉の意味もあいまい – 縦書きの本(ビジネス書)を見ると・・・ IoT/M2MでBigData データがビジネスを変革する・・・ IoT/M2Mで第4次産業革命 – 横書きの技術書を見ると • 新しい規格の無線モジュールが・・・ • IoT/M2M対応新型マイコンモジュールが・・・ 様々な用語が飛び交うが…
  9. 9. 言葉の渦に、溺れていませんか? UGCCNet IEEE1888 Aルート BEMS Bルート Cルート HEMS CEMS FEMS IoT IoE M2M BLE・Beacon ECHONET-Lite IEEE802.15.4/ZigBee Wi-SUN スマートメータ スマートグリット ビッグデータ スマート配電盤 MDMS MQTT IoTサービス データ分析 NoSQL センサーデバイス Arduino Windows 10 IoT Edison Raspberry Pi CoAP IPv4/IPv6 TCP/UDP ユビキタス スマートハウス パブリッシャー ブローカー 高速プロトタイピング クラウドサービス Azure IoT IoTゲートウェイ 6LoWPAN Galileo Hadoop WiFi 3G 4G/LTE
  10. 10. IoT/M2Mの多様性 • IoT/M2Mは語る人によって異なる – 書籍、雑誌記事、ネット上の記事、セミナー・・・ • 筆者、講演者の“立ち位置”を確認 – どのような業界、どのような立場 – 注視している階層(レイヤ)が異なる 例えば • データ分析(サービス)を売る人 ITベンダ SIer • (クラウド)サービスを売る人 • ITソリューションを売る人 • 通信回線を売る人 通信事業者 • デバイスを売る人 ハードウェアベンダ
  11. 11. 並び替え その1(レイヤ・階層に注目) IoT M2M BLE・Beacon IEEE802.15.4/ZigBee Wi-SUN MQTT IoTサービス NoSQL センサーデバイス Arduino Edison Raspberry Pi CoAP(簡易なHTTP) IPv4/IPv6 TCP/UDP ユビキタス パブリッシャー ブローカー 高速プロトタイピング クラウドサービス Azure IoT(アジュール) IoE 6LoWPAN Galileo Hadoop 抽象概念 ソリューション サービス アプリ 通信手順 (プロトコル) 無線通信 デバイス・ 開発ツール ↑ Abstract ↓ physical プラット フォーム ビッグデータ データ分析 3G PHS 4G/LTEWiFi
  12. 12. IoT/M2Mのレイヤ(階層) • さまざまな 表現があるが 例えば – 上の階層 何をするか?何が実現するか? • ソリューション、アプリケーション、サービス… – 真ん中の階層 上と下をつなぐ仕組み • プラットフォーム(基盤) インフラ(通信回線等) 通信プロトコル、ミドルウェア… – 下の階層 どうやって、「もの」を検知するか?物理的 • デバイス(電子部品) センサー、マイコン、通信モジュール、無線
  13. 13. 事業分野(ドメイン) • さまざまな「業界」があり、 特有のシステムがある 特有の用語も – 例 • スマートアグリ(農業) – クラウド農業ナレッジソリューション • スマートグリッド – エネルギー(電力)管理システム スマートハウス • スマートな電気ポット – IoT/M2Mで高齢者見守りサービス • M2M向け新型無線モジュール – デバイス(電子部品)メーカ
  14. 14. 並び替え その2(分野・ドメイン) HEMS スマートメータ スマートハウス Aルート Bルート Cルート スマートグリット UGCCNet IEEE1888 BEMS FEMS スマート配電盤 MDMS スマート家電 ECHONET-Lite ・・・ ○ ○ 業 界 ○ ○ シ ス テ ム ○ ○ 業 界 ○ ○ シ ス テ ム スマートアグリ IEEE802.15.4/ZigBee センサーデバイス データ分析 クラウドサービス 農業ナレッジ分析 IoT/M2M ゲートウェイ TCP/UDP IPv4/IPv6 BLE Meter Data Management System Ubiquitous Green Community Control Network スマート○○ スマートメータ
  15. 15. 階層(レイヤ)と分野(ドメイン)を把握 • IoT/M2Mの用語 業界、ベンダが異なれば、よく似たもの・概念が、 まったく違う用語に • IoT/M2Mの「用語」が出てきたら、注目すべきポイント – レイヤ(階層)で分類 • 機能、仕組み – 事業分野(ドメイン)で分類 • 対象は?何を目的とするか? • この二つを おさえることで、整理しやすくなる – 特定事業分野でのIoT/M2Mの事例紹介
  16. 16. 農業分野での事例(スマートアグリ) 富士通の 「施設園芸SaaS」「施設環境制御box」 http://jp.fujitsu.com/solutions/cloud/agri/uecs/ クラウド ネットワーク ・無線 ノード (マイコン・ センサ) Ⓒyukiokubo 2015 16 サービス 環境のセンシング・制御
  17. 17. 2.用途や分野から見る IoT /M2M ~所変われば品変わる~
  18. 18. IoTのイメージを通信関連企業の側面から整理 IoT M2M ビッグデータ 概念 Internet of Things Machine to Machine BLE(Bluetooth Low Energy) IEEE802.15.4/ZigBee Wi-SUN無線通信 通信プロトコル TCP/UDP IPv4/IPv6 センサーデバイス ○○センサ 温度・湿度・光・位置・人感… Arduino Edison Raspberry Pi 高速プロトタイピングツール 試作用マイコン(基板)・環境 検知するための部品 IoTゲートウェイ クラウドサービス データ分析 IoTサービス Azure IoT Windows 10 IoT パブリッシャー ブローカー サブスクライバ MQTT ※量産時には専用基板 MQTT(Message Queue Telemetry Transport サービス マネタイズ
  19. 19. エネルギー管理の側面から俯瞰したIoT IEEE1888 UGCCNet BEMS(ビル) HEMS(家庭) CEMS(地域) FEMS(工場) IoT M2M BLE(Bluetooth Low Energy) ECHONET-Lite IEEE802.15.4/ZigBee Wi-SUN スマートグリット ビッグデータ MDMS 通信 概念 Energy Management System Internet of Things Machine to Machine 電力会社のサーバ Cルート エネルギーの 計測・制御・通信 スマートメータスマート配電盤 スマート家電 スマートデバイススマート○○ センサ Bルート 通信プロトコル 無線通信 ・・・ ・・・ M2M Aルート M2M Meter Data Management System
  20. 20. 家の中のIoT/M2M BEL(Bluetooth Low Energy) ECHONET-Lite IEEE802.15.4/ ZigBee Wi-SUN ビッグデータ M2M(Machine to Machine) スマートメータ スマート家電 スマートデバイススマートな住宅設備 各種センサ 太陽光発電 家庭用燃料電池 発電・蓄電・蓄熱 ホームサーバ・GW 快適環境・省エネ 安全安心(防犯・見守り・介護・ペット) 情報(人の位置・行動、状態・バイタル) ・・・ ウェアラブル・デバイス MDMS 電力会社のサーバ クラウド上のIoTサービス IoTゲートウェイ サービス スマートハウス 外部とのIF つなげる 仕組み 計測・制御 対象
  21. 21. スマートハウス(ホーム)のイメージ(例) Siri 35分後に アラーム をセット 00:35 35分後に アラーム をセットし ました オーブン を35分に セット 00:35 35分に セットしま した 加熱開始 します 現在のインターネット活用 IoT時代のインターネット活用 Internet of Things 数年前の CM オーブンが ネットに つながると
  22. 22. 上から下への流れもある • サーバ、クラウドサービス側から「制御」する – IoT/M2Mは、下から上へデータを吸い上げる イメージが、強いが、その逆の流れもある しかし、「制御」は、あまり注目されていない感 – BigDataに注目が集まっているので、 下から上へデータ流れに注目しがちな傾向 • アプリ寄りの人には、「制御」が苦手? • センサに興味があっても、アクチュエータ(動かすための機器) には興味が向かない模様
  23. 23. 3.すでに始まっているIoT/M2M IoT/M2Mの事例
  24. 24. すでに始まっているIoT/M2M • IoT/M2Mのシステムは、すでに 様々なところで 様々な分野で実用化されている • 但し、標準化されていない独自仕様 ⇒垂直的な独自システム メーカ独自、業界独自のシステム
  25. 25. すでにあるIoT/M2M • 有名なところでは KOMTRAX(コマツ 2001年~) • 建設機械遠隔確認システム コムトラックス – 約62,000台(2011/4現在) のKOMTRAX装備車両 – 10年以上の実績 http://www.komatsu-kenki.co.jp/service/product/komtrax/
  26. 26. すでに始まっているIoT/M2M • もっと身近なところにもM2Mのシステムが FeliCaリーダ/ライタ 内蔵の自動改札機 本や雑誌に書いてある事例では、 面白くないので、 筆者が携わってきたシステムに ついて示します
  27. 27. すでに実用化されているM2Mの事例 27 改札機 改札機 制御機 A駅 サーバ 駅務 サーバ 出改札情報 ・ICカードの識別番号 ・入場/出場時間 ピッ! 駅務システム専用 ネットワーク(非IP) 駅構内IP ネットワーク 鉄道事業者の自動改札機のOD(Origin/Destination )データの収集 2001~ 業界専用 プロトコル M2M通信 TCP/IP 改札機 改札機 制御機 B駅 サーバ 鉄道会社 IP網 OD DB サーバ OD Data 保守 DB サーバ 保守 Data FeliCa FeliCa 鉄道事業者・本社IPネットワーク TCP/IP 広域IP ネットワーク BigDataJR東日本のSuica 約 4,557 万枚 運賃 収入 サーバ 運賃 収入 Data
  28. 28. すでに実用化されているIoT/M2M事例 28 改札機 改札機 制御機 駅 サーバ 社局 サーバ DB 照合 サーバ アプリ サーバ メール サーバ 携帯 電話 出改札情報 だれが、どこで、何をした コンテ ンツ ピッ! DB 各鉄道事業者 駅務システム専用 ネットワーク(非IP) 業務系IP ネットワーク 社局 サーバ 運行 管理 シス テム Web技術・アプリ 鉄道事業者のICカード応用システム あんしんグーパス(試験運用2001 実運用2003~) メール サービス事業者 M2M TCP/IP GPS付ケイタイ・スマホの普及に よりサービスが縮小 先進のサービスの 寿命は短いかも
  29. 29. IoT/M2Mデータの取扱いの難しさ 国内でもすでに、 このような事例が ITPro(日経BP社) 2013年10月16日の記事より JR東日本の ICカード(Suica)の ODデータ販売にまつわる騒動 同時は、まだビッグデータ が一般的な用語でなかった? http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/NC/ 20131010/510322/
  30. 30. JR東日本のICカード(Suica)のODデータ販売 JR東日本は、 ODデータ販売を前に 「希望者はデータを除外で きる」旨を告知していたが、 周知されていなかった模様。 http://japan.cnet.com/news/ service/35035165/ 個人情報が含まれる または、推測される可能性 のあるBigDataの取り扱い の難しさを露呈 (2013年) さらに検索すると… ここ 大事!
  31. 31. ハンドメイド IoT /M2M • ハンドメイド (草の根)IoT/M2M 各種ハッカソンや、 MAKERS、電子工作愛好家が 個人レベルで開発・構築 • 実用的なものから、実験的なもの、趣味、 アートなものまで様々 – IoT /M2Mの「すそ野」を広げる • 様々な可能性を見出すことができる • 私も、いろいろ発表しています – やってみないと、分からないことが多い
  32. 32. こんなん 作りました UDP/IP鉄道模型遠隔運転システム • JAM2006大阪(第7回国際鉄道模型コンベンション)にて展示 – UDP/IPを使った鉄道模型(Nゲージ)遠隔運転システムを 展示 ~ めざせ インターネット リアル電車でGO ~ • 遅延の問題で 動画のTCP/IP 伝送を断念 AKI-H8/3069FフラッシュマイコンLANボード http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-00168/
  33. 33. 汎用 東京電力電力供給状況表示装置(2011) • インターネット上で公開されている東京電力の電力供給量の情報(東京電 力電力供給状況API)にアクセスし、電力消費率に合わせて、AC100Vのラン プや回転灯を点灯させ、省エネの必要性を通知する装置 http://www.eleki-jack.com/arm/2011/04/1-12.html 東京電力 電力供給状況API
  34. 34. 汎用 東京電力電力供給状況表示装置(2011) YouTube https://www.youtube.com/watch?v=sYMkB-SeK6o ハードウェア mbedマイコン いまどきの 言い方をすると オープンデータ を活用する システム
  35. 35. 電力供給逼迫(ひっぱく)時 シャットダウン装置の製作 自主的に自動的 に消費電力を 削減する システム
  36. 36. 草の根スマートグリッド構想(2011) http://www.eleki-jack.com/arm/2011/05/3.html
  37. 37. 電力供給状況表示等の記事の反響 • 2011年の震災後の電力危機 – 4月~5月に記事を掲載 • 2011夏をどう乗り切るか? • 肯定的意見 – 「(Webサーバのデータ活用)その手があったか」 – 「枯れた技術、すでにあるインフラだけで構築可能だ」 • 否定的意見 – 「コンセプトは素晴らしいが (お金にならないので)ビジネスにならない」 • コンセプト、技術が良くても、成功するとは限らない
  38. 38. 4.技術や仕組みから見る IoT /M2M 特にセンサーノード(下位レイヤ) 周りを中心に解説
  39. 39. センサとデバイス • センサーノード – ノード ネットワークに接続されている機器 – センサーノード センサー付の末端機器 • デバイス(部品) – センサ • 検知 – マイコン • 制御 – 通信モジュール
  40. 40. 各種センサ • 物理量とセンサ • 環境 – 照度、紫外線、音、放射線、温度、湿度、大気圧・・・ • 位置・移動 – GPS、ジャイロ、加速度・・・ • バイタル(生体) – 体温、脈拍、血圧、血中酸素・・・ • 物理量 – 距離、位置、回転、圧力、歪、振動、・・・ • 電気 – 電力、電圧、電流、磁気・・・ • 気象 – 風向、風力、降雨、降雪、波 • 土壌 – PH(化学量)、水分量 – センサの出力 • デジタル(オン・オフ)、アナログ、シリアルIF(I2C, SPI) 3次元加速度センサ GPSモジュール CDS光センサ 角度センサ 温度センサ
  41. 41. IoT/M2M(開発)向けマイコン • 高速プロトタイピング向きマイコン – 使いやすいマイコン基板(開発ボード)+ 効率よくソフトウェアを開発できる環境 • 量産用は、別途組み込みマイコンで開発する必要あり Arduino(アルドゥイーノ) Raspberry Pi mbed Intel Galileo ARMコア 32ビット AVR 8ビットマイコン Pentium(x86)互換の SoC「Quark X1000」(400MHz)
  42. 42. 無線モジュール・無線内蔵マイコン • 最近 IoT/M2M向けの無線モジュール・ 無線内蔵マイコンが充実 Intel Edison無線マイコンTWE-LiteDIP IEEE802.15.4/ZigBee Wi-SUN認証920MHz帯 無線通信モジュール 村田製作所 BLE(BluetoothLowEnergy) 無線モジュール ホシデン株式会社 TOCOS Wi-Fi 2.4GHz/5GHz (IEEE 802.11a/b/g/n ) Bluetooth 4.0
  43. 43. 無線モジュール(携帯電話回線) • 携帯電話網(3G・4G)や PHS回線を使う無線モジュール 3G(WCDMA)回線用 無線モジュール基板 3Gシールド for Arduino 4G(LTE)回線用 無線モジュール基板 LTEPi RaspberryPi向きLTEモジュール 「PHSシールド」PSLD-01
  44. 44. IoT/2M2プロトコル • 特定ドメイン用プロトコルの例 – スマートハウス(HEMS) ECHONET、ECHONET Lite – スマートビル(BEMS) IEEE1888 • 汎用プロトコル センサーノードとIoTゲートウェイ間 • Webの世界では、 HTTP/TCP/IPが主流 • 実装が重たいHTTP/TCP/IPは使い勝手が悪い – IoT/M2M向けの軽い?HTTPもどき • MQTT IBM • CoAP IETF(RFC7252) • Physical Web グーグル • どれが、主流になるかは? 流動的
  45. 45. 5.これから「すべきこと」と、 注意事項
  46. 46. これから「すべきこと」と、 IoT/M2M構築の注意事項 • 標準化動向に注目 – 国際的な綱引きが始まった • プロトタイプ(試作)でノウハウを積もう • 注意事項 – セキュリティ、プライバシーに注意 • IoT/M2Mのデータの収集、活用、販売 – 電波の混雑に注意 • 2.4GHzは大混雑 – 電源に注意 • スペックどおり、電池は持たない
  47. 47. ■標準化への期待 • ETSI (エッツイ:欧州の標準化機関) M2Mの共通サービスレイヤ仕様にかかわるバラバラな標 準化を回避するため oneM2M を提唱 国際標準へ? 参加国 • ARIB(社団法人 電波産業会)、 TTC(社団法人 情報通信技術委員 会) • ATIS(北米)、CCSA(中国)、TIA(北米)、TTA(韓国) • 米国勢は?? – IoTの標準化団体 • AllSeen Alliance Qualcomm MS • Thread Google ARM FreescaleSemiconductor • Open Interconnect Consortium (OIC) Intel、Broadcom、Atmel 国際的な綱引きのはじまり?
  48. 48. ■M2M国内での取り組み TTC(社団法人 情報通信技術委員会)のWEBサイト
  49. 49. ■標準化で、何が変わるのか? ○ ○ 高 齢 者 見 守 り シ ス テ ム ○ ○ 重 機 情 報 シ ス テ ム ○ ○ ガ ス 安 全 シ ス テ ム ○ ○ 電 力 情 報 シ ス テ ム ○ ○ セ キ ュ リ テ ィ シ ス テ ム ○ ○ ビ ル 保 安 シ ス テ ム ○ ○ プ ラ ン ト 保 全 シ ス テ ム ○ ○ 高 齢 者 見 守 り シ ス テ ム ○ ○ 重 機 情 報 シ ス テ ム ○ ○ ガ ス 安 全 シ ス テ ム ○ ○ 電 力 情 報 シ ス テ ム ○ ○ セ キ ュ リ テ ィ シ ス テ ム ○ ○ ビ ル 保 安 シ ス テ ム ○ ○ プ ラ ン ト 保 全 シ ス テ ム プロトコルの標準化 サービスの 標準化 インフラの標準化 ■今までのIoT/M2M 独自システム 垂直的(バラバラ) 専用 コスト高 ■これからのIoT/M2M 緩やかに標準化 水平的 分散・汎用(相乗り) センサまわりの標準化(汎用) ○○ サービス ○△ ○× サービス ○△ サービスの 標準化 サービス インフラの標準化 プロトコル センサ 標準化への期待
  50. 50. ■標準化への期待はあれど • 欧州の標準化機関+日本 VS 米国勢 – この構図、ありましたよね 10数年前まで… • 欧州+日本 光ISDNでブロードバンド – B-ISDN,ATM(Asynchronous Transfer Mode) – OSIプロトコル群 • アメリカ勢 – イーサネットLAN(IEEE802.3) – TCP/IPプロトコル群 • 国内では… – 総務省(ITC)、経済産業省(IT)の綱引き大会も
  51. 51. 未来はわからない • 標準化がどうなるか? – 米国勢がデファクトスタンダード になる可能性も – 「どこに乗るべきか」悩ましいが未来は流動的 どうなるかは、分からない • 標準化の覇権争いの結果が出るのは まだまだ先の話 – それまで、待つ?? • そのころには、他社が…
  52. 52. 今、何をすべきか? • 不確定要素が多いが 走らなければ、前に進まない • 試作(プロトタイピング)でノウハウを積む • 試作は、現段階のベストで – 変更になる可能性ありで設計 • 手戻りを最小化する設計
  53. 53. 変わることを前提に設計・構築する。 • 変わりそうな箇所を局所化して設計する • インタフェースをシンプルに 処理 無線 X モジュール ハードウェア X 依存層 上位通信プロトコルA 依存層 上位通信プロトコル A 処理 無線 Y モジュール ハードウェア Y 依存層 上位通信プロトコルB 依存層 上位通信プロトコル B 中心部分は 変更なし 変更 変更 汎用 技術 汎用 技術
  54. 54. 試作しながら • 構築ノウハウ、運用ノウハウを積む • 自社のコア技術や運用ノウハウはどこにあるか? – 技術面 • 外部に見えても良い箇所と見せてはいけない箇所は? • 外部に(開示して)委託できる箇所と内製にすべきところ – 運用面 • どこにセンサを付けると効果的か? • どのようなセンシングの粒度が効率的か – STPについて検討 • セキュリティやプライバシーの問題の回避方法
  55. 55. 経済用語としてのSTPとは • STP(マーケティング用語) – ①Segmentation 市場の分類 – ②Targeting ターゲット市場 – ③Poitioning 立ち位置、 顧客にとってのイメージ • IoT/M2M に S T P を当てはめてみると…
  56. 56. ■ IoT/M2M のSTPとは? • Sensing センシング – 計測対象をどのようにして計測するか? – どのようなセンサを使うか? • Sampling サンプリング – アナログ信号のA/D変換精度 1回のAD変換で生成されるデータ量 (精度) • timing タイミング – どのタイミングで 定周期、何か起きたとき(イベントドリブン) 時間的な粒度 • Particle パーティクル – 粒度(センサーを配置する細かさ、粗さ) センサの数が決まる • Platform プラットフォーム • Protocol プロトコル 各種オーバーヘッドに注意 – どのようにして、データを送るか?受けるか?(仕組み) S T P
  57. 57. ■ STPにより決まること • 発生するデータ量の見積もりができる • 注意事項 – データの発生は、ランダムか?バースト性があるか? – 各種のオーバーヘッドに注意 • 通信回線の選定、プラットフォーム、サービスの選定に – センシングの粒度とコストはトレードオフ • 粒度(精度、時間的、個数)が細かいほど、コスト高 • 適切な粒度(効果とコストのバランス) 全体のデータ量= 1回のサンプリングで生成されるデータ量 × 単位時間当たりの発生回数 × センサ(ノード)の数
  58. 58. ■試作(プロトタイピング)による実証実験 • 対象システムにおける適切なSTPは? – やってみないと、わからない • プロトタイピングによる実証実験が必要 – 小規模システムでの高速プロトタイピング • デバイスの検討 センサ、マイコン • センサの種類、センサの取付方法 • 粒度 (精度、時間的、個数) 回線 の太さ は? 性能は? 1秒間に何回 サンプリング? 何個が 適正?
  59. 59. デバイス(センサとマイコン)の検討1 • どのようなセンサを使う?マイコンは? – インタフェースは?電源は? http://tocos-wireless.com/jp/products/TWE-001Lite.html より引用 無線モジュール内蔵 マイコン
  60. 60. センサとデバイスの検討2 • プロトタイプ用マイコンの選定 • センサを接続するマイコン • センサとのインタフェース – 無線機能 – 電源をどうするか? • バッテリ駆動 電池寿命 • エネルギーハーベスト • 省電力機能 – インターネット接続の場合、セキュリティも • 認証機能、暗号化通信(VPN機能) – ツールの使い勝手 • 高速プロトタイピング向き • あくまで、プロトタイピング ※大量生産の場合は、SoC化 IoT ゲートウェイ ARMマイコン
  61. 61. IoT/M2M時代の人を育てる • IoT/M2Mシステムの構築 – 幅広い分野、知識が必要 • アプリ、データ分析、サービス、運用ノウハウ • プラットフォーム • デバイス(ハードウェア) • セキュリティ/プライバシー – 全体をデザインできる人が不可欠 • 一人で、すべてをカバーすることは難しい • 複数の専門家をチームでまとめる • 全体を知っている調整役が必要
  62. 62. 注意事項 • セキュリティ、プライバシーに注意 • IoT/M2M時代のセキュリティ • IoT/M2Mのデータの収集、活用、販売 • JR東の例に学ぶ • 電波の混雑に注意 • 2.4GHzは大混雑 • 電源に注意 • スペックどおり、電池は持たない
  63. 63. セキュリティ、プライバシー • IoT/M2M時代のセキュリティ – 情報だけでなく「モノ」が被害にあう – IPAの情報セキュリティのページを参照 • プライバシーに注意 • IoT/M2Mのデータの収集、活用、販売 • JR東日本の例に学ぶ • 如何に、「データ収集」を顧客に説明するか?
  64. 64. 情報セキュリティ10大脅威 2015 より http://www.ipa.go.jp/security/vuln/10threats2015.html
  65. 65. 情報セキュリティ10大脅威 2015 より http://www.ipa.go.jp/security/vuln/10threats2015.html
  66. 66. 情報セキュリティ10大脅威 2015 より http://www.ipa.go.jp/security/vuln/10threats2015.html
  67. 67. 電波の混雑に注意 • 2.4GHz(ISMバンド)の電波は大混雑 – IEEE802.15.1 Bluetooth – IEEE802.15.4 / ZigBee – IEEE802.11 b/g 無線LAN • 他の2.4GHzを使う無線 – 電子レンジ – 医療機器 – デジタルコードレス電話 – ラジコン – ワイヤレスマイク ※話題のドローンも • 根本的対策 サブギガ帯(920MHz)のWi-SUN などへ移行 • 運用面 無線の自粛のお願い。無線LANは 5GHz帯を使う 電波が混雑すると、 伝送遅延 伝送エラー 回線の切断 等が発生する
  68. 68. 2013年 第2回ものアプリハッカソン Bluetoothが ペアリング できない
  69. 69. 2.4GHz(ISMバンド)の電波の解析 電波が 干渉する ZigBeeWiFi Bluetooth
  70. 70. 電源に注意 • 電池の消耗が早い – スペックどおり、電池は持たない • 温度変化 – 温度により、化学電池の性能は変動 » 寒いと性能低下 » 熱すぎると、電池が劣化 » エネルギー密度が高い電池は、小型爆弾 • 過度な温度変化、振動、圧力に注意 • 電波が混雑すると – 再送信(リトライ)が増える » 電波を出している時間が長くなる » 電池が消耗する × × 1回目 2回目 3回目
  71. 71. 注意事項はその他にもあり • これ以外にも、落とし穴はいろいろある • 教科書が無い世界 – とにかく、「やってみないと、わからない」 – 走りながら考える • 目的と手段が逆転しないように注意 – 何のために、IoT/M2Mシステムを入れるの?
  72. 72. 参考書籍 • 絵で見てわかるIoT/センサの仕組みと活用 – 株式会社NTTデータ 著 翔泳社 発売日: 2015年03月16日 ISBN: 9784798140629 • インプレス標準教科書シリーズM2M/IoT教科書 – 稲田 修一 (監修), 富田 二三彦 (編集), 山崎 徳和 (編集), MCPC M2M/IoT委員会 (編集) – 発売日: 2015年05月1日 ISBN-10: 4844337858
  73. 73. アイデア 勝負! 結局 • この 三つの要素を どう組み合わせるか?が鍵! アプリ・クラウド・サービス データ分析 プラットフォーム(インフラ) ネットワーク・無線 デバイス ノード(マイコン・センサ) Ⓒyukiokubo 2015 73
  74. 74. 今ハッカソンが人気 なぜ? 例 ものアプリハッカソン(第一回2013年1月大阪市) http://www.kumikomi.net/archives/2013/02/rp03hack.php MoffBand Moffの原型 Moffプロジェクト として進化 ものアプリハッカソンの成果物 「『KodoQ』怒りのイカ クラウド・ファンディング・サイト「Kickstarter」 で最終的に7万8000米ドルを超える資金調達 ウェアラブル端末×アプリ×クラウド連携 http://www.ashita-lab.jp/special/2733/ Ⓒyukiokubo 2015 74
  75. 75. 今RaspberryPiなどの電子工作が流行り • Raspberry Piは、超小型Linuxパソコン – LANに繋がる電子工作用パソコンとして人気 – 6000円程度と安価 – IoTを考えるツール として最適 – 書籍・雑誌等も 数多く出版 Ⓒyukiokubo 2015 75
  76. 76. 役者は揃った!じゃ!何をセンシングする? クラウド・サービス… プラットフォーム デバイス(マイコン・センサ) サービス/インフラ ネットワーク・無線網 ネット対応マイコン 何を測るのか? 何を制御するのか? アイデアしだい Ⓒyukiokubo 2015 76
  77. 77. 【イメディオ・制作技術セミナー】 • 話題の小型パソコン基板 Raspberry Piで 電子工作入門~イメディオ電子工作部~ – 2015年6月24日(水)13:00~18:00 Raspberry Piは、教育用のコンピュータでコンピュータサ イエンスやプログラミング教育用途のパソコン基板です。 普通のパソコンと違う点は、外部との入出力インタ フェース(I/O)が用意されており、そこに、電子回路や 様々なセンサーをつなぐことにより、機器の制御や外部 環境のセンシングや可能となる点です。また、 Raspberry Pi(モデルB)には、イーサネットLANのコネク タがあり、簡単にネットワークにつなぐことができます。 プログラムを工夫することにより、インターネットやクラ ウドを介した外部機器の制御やセンサーの状態の検知 が可能となります。これは、話題のM2MやIoTを実現す るツールともなり、 Raspberry Piを応用したインターネッ ト対応型の電子工作の事例がWebや雑誌で数多く紹 介されています。 • Arduinoプログラミング入門講座も企画中
  78. 78. • 大阪・日本橋 ロボット連絡会のご案内 – ロボット連絡会では 毎月1回(第3火曜日午後6時~)に定例会を開い ております。(参加費無料) – 毎回、講演者を招き、ロボットに限らず、IoT/M2M や組込みシステム、3Dプリンタなどのモノづくりを テーマにした勉強会を開催しております。 • 詳しくは、 http://roboba.jp

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