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林エバンジェリストが語る 最新技術動向

林エバンジェリストの顔写真

エバンジェリストの林です。

今回は、IoT(Internet of Things)を取り上げてみます。

IoTは、身の回りにある様々なものがネットワークに接続されることにより、そこから収集された情報を基に、様々なサービスを展開できる仕組みと言えます。最近では、モノだけでなく、人も含めて、IoE(Internet of Everything)という呼び方もされています。

コンシューマ用途のみならず、モノづくりに応用すれば、様々な産業機械がネットワークで融合されることにより、全体として最適なシステムを稼働させることも可能となるでしょう。

今回は、このようなIoTシステムの構成や、応用技術をご紹介します。

第17回 IoT

IoT(Internet of Things)は、身の回りにある様々なものがネットワークに接続されることにより、そこから収集された情報を基に、様々なサービスを展開できる仕組みと言えます。最近では、モノだけでなく、人も含めて、IoE(Internet of Everything)という呼び方もされています。

たとえば、農業で利用すれば、田んぼや畑の水分量や、気温、湿度、日射、日光、風速、土壌の状態などをセンサで感知し、ネットワークで集めることができます。これを分析すれば、作物の育成にとって最適な条件を保つように環境を調整することが出来ます。

ある調査会社の報告によれば、現在約100億個のデバイスがインターネットに接続されていますが、5年後の2020年ごろには300億個以上に膨れ上がると予想しています。これらのデバイスには、センサばかりでなく、電子タグ、携帯電話やPC、家庭電化製品なども含まれています。このように膨大な数のデバイス個々を直接インターネットに接続していくのは容易ではありません。そこで、次のようなシステム構成となっています。

末端のセンサ層から始まり、センサネットと呼ばれる近距離無線通信プロトコルを介して、接続されるゲートウエイ層、インターネット(ネットワーク層)を介してクラウド上の上位システム(サーバ層)へとつながり、最後は、データをサービスに変えて提供するアプリケーション層となります。

従来は、個々のデバイスを直接インターネットへ接続する構成が取られていましたが、これでは効率が悪く、リアルタイム性が必要なレスポンスに対応することができませんでした。そこで、センサとインターネットの間にゲートウエイサーバを置き、リアルタイム性が必要な処理は、センサ-ゲートウエイサーバ間で処理し、そうでないものに関しては、インターネットを介して上位のサーバまで上げる構成が一般的になってきています。

このような構成のゲートウエイサーバを「エッジサーバ」と呼んでおり、一般的には、エッジコンピューティングとして知られています。ちなみに、ネットワークを中心にビジネスを展開しているシスコ社では、フォグコンピューティングという言葉を利用しています。

エッジコンピューティング

  • エッジに位置し、ロケーションを意識した処理が実行でき、遅延が小さい
  • 地位的に分散している
  • コンピューティングとストレージ資源を分散できる
  • 移動しても使える
  • リアルタイムな処理と応答が可能である
  • ワイヤレス通信が中心となる
  • 多様性を許容できる仕組みである
  • 相互接続・運用と統合運用を実現できる
  • オンライン分析をクラウドとの協働作業で実行できる

エッジコンピューティングとクラウドコンピューティングを比較すると以下のようになります。

NECでは、このエッジコンピューティングに最適なサーバも「サービス・ゲートウエイ・プラットフォーム」として製品化しています。

また、センサ層とゲートウエイ層を結ぶ近距離無線通信プロトコルも、現在では様々なものが標準化されています。

それぞれのプロトコルで、最大接続デバイス数や、通信距離、通信帯域(スピード)などに差があるので、自分が構築しようとしているシステムに最適なものを選ぶ必要があります。その中で、最近特に注目を集めているのがセキュリティ(暗号化の有無)です。通常のシステムと同様、IoTシステムも悪意ある者に乗っ取られたり、破壊されたりしないように、セキュリティを高めておく必要があります。

IoTはコンシューマ用途のみならず、モノづくりに応用すれば、様々な産業機械がネットワークで融合されることにより、全体として最適なシステムを稼働させることも可能となるでしょう。

生産設備の稼働状態を監視したり、振動センサや熱センサを装置に取り付けることにより、故障を事前に予測したりといったことが可能になります。これにより、全自動(無人)で生産設備を24時間365日連続稼働させ続けるといったこともできる様になります。NECでは、IoTを活用した次世代モノづくりを支えるソリューションの新構想「インダストリアルIoT」を提唱しており、将来のモノづくりへのIoTの適用を検討しています。

身の回りのあらゆるものがインターネットに接続されることにより、必要な時に、必要な人に、最適なサービスを提供することができる様になると期待されています、その中核を担う、IoTの進化に期待してください。


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