IoTと組込み機器

要点と定義

IoTは、機器やセンサをネットワークにつなぎ、データの収集・送受信や機器の制御に使う仕組みです。機械同士がネットワークを介して情報をやり取りする形をM2Mといいます。自動販売機が在庫情報を監視用コンピュータへ送り、補充計画に役立てる例では、機械間の情報交換が判断の手掛かりです。

IoT機器では、センサが温度や水位などを計測し、アクチュエータが制御信号を受けてモータなどを動かします。水位センサの情報を基に水門を開閉するなら、計測はセンサ、開閉動作はアクチュエータの役割です。サーバとの通信や指示の送信は、通信機器やシステムが担います。これらの役割を分けて判断することが、IoTシステム内の部品を特定する鍵です。

機器に組み込まれ、ハードウェアの基本制御を担うソフトウェアはファームウェアです。機器を動かすための基本制御という役割から判断します。

エッジコンピューティングは、データが発生する機器や利用者に近い場所で処理する方式です。必要な情報だけを送る構成にすれば、通信量や遠隔サーバの負荷を抑えられます。処理場所が機器の近くであることが、クラウド上のサーバへ処理を集める方式との見分けどころです。

適用条件と例

GPSでは、端末が人工衛星からの電波を受信し、発信時刻と受信時刻の差などを使って位置を計算します。端末から衛星へ位置要求を送る仕組みではありません。問題の説明は三つ以上の衛星を示していますが、通常の測位では少なくとも四つの衛星を使います。問題に示された条件と通常の測位条件を区別して判断します。

車載センサの情報をサーバへ送り、運転に関する情報を受けて支援に使う自動車はコネクテッドカーです。移動体のセンサや機器を通信・情報システムと連携させ、運転者へ情報を提供する仕組みはテレマティクスです。前者はネットワーク接続を使う自動車、後者は移動体と情報システムの連携による情報提供を指すため、接続対象と提供内容を手掛かりに区別します。

BLEはBluetooth 4.0で追加された低消費電力の通信方式です。用途や通信頻度によっては、ボタン電池で長期間動作する機器に使えます。Bluetoothの無線を使う方式で、赤外線通信ではありません。

スマートフォンの非接触ICチップを外部のRFIDリーダーで読み取る例には、自動改札で定期券として使う場合があります。非接触ICを読み取る仕組みかどうかが、他の通信や読み取り方式と区別する手掛かりです。

誤りやすい点

センサは物理量を計測し、アクチュエータは信号を物理的な動きに変えます。温度を電気信号に変えるのはセンサ、モータで窓を開閉するのはアクチュエータです。通信を担う機器やサーバと、動作を実行する部品を混同しないようにします。