IoTソリューション導入事例

CASE STUDY

物流機器・輸送機器のレンタル | upr > IoTソリューション > 導入事例 > 極小ゲートウェイを利用したIoT活用方法

極小ゲートウェイを利用したIoT活用方法

【IoT活用事例】
極小ゲートウェイ(ルーター)を利用したIoT活用方法

極小ゲートウェイを利用したIoT活用方法

ユーピーアールでは、IoTデバイスを用いたソリューション設計における中核に、手のひらサイズの極小ゲートウェイを採用しています。コンパクト設計であることのメリットは大きく、さらに通信手段も多岐にわたるため、さまざまな場面でご活用いただけます。極小ゲートウェイの特長や、IoTゲートウェイの概要、活用事例から当社がご提供する極小ゲートウェイがさまざまな課題解決の支援となるということをご紹介します。

高性能の手のひらサイズ極小ゲートウェイをIoTに活用

当社では、極小サイズのIoTゲートウェイをご提供することで、お客様にさまざまなIoTソリューションをご提供、導入の支援が可能です。

当社がご用意するIoTゲートウェイは、公衆無線ネットワークに対応した3G、BLE(Bluetooth Low-Energy)、無線LAN等で利用可能。サイズは極小で場所を選びません。各種センサーはセンサーネットワークとして、IoTゲートウェイ、M2Mルーター、エッジサイドで取得されたデータは、クラウドへと送られる手前や端末に近い場所で、フォグコンピューティングノードとして活用されます。

また、オプションケーブルについても使い分けが可能となり、多彩なインターフェースをご利用いただけます。さまざまなセンサーやビーコン・データ収集機器等から検出したデータを処理した後に、クラウドシステムにつなぐゲートウェイとして、IoTシステムの構築を支援することが可能です。

  • 無線インターフェースの例

LoRaWAN

  • LoRa(IoT向け無線通信技術)を使ったネットワークのこと。バッテリー持続が長く、遠通信距離や多量デバイス接続、安価な通信モジュールといった特長がある。

3G(W-CDMA)

  • 第3世代携帯電話の通信規格。国内でも広く普及しているほか、コストについても比較的安価。

LTE(Long Term Evolution)

  • 3G同様、携帯電話用通信回線企画のこと。通信速度が高速であり、広く普及している。

BLE(Bluetooth Low-Energy)

  • Bluetooth規格を用いた通信方法のひとつ。バージョン4.0から追加された低消費電力が大きな特長で、省コスト化も実現できる。

無線LAN

  • 無線によるネットワーク接続。有線に比べて安定性こそ劣るものの、同時に大量のIoTデバイスを接続するのには最適。かつ、配線などの手間やコストも抑えられる。

EnOcean

  • 最大の特徴はバッテリーレス無線発信技術。内蔵バッテリーが不要となることで、幅広い製品に用いられるようになってきている。

配線の敷設、配線処理の手間やコストがかからないのことが安価なIoT導入の際には重要なファクターになります。

  • 有線インターフェースの例

USB

  • コンピュータと周辺機器を接続する規格のひとつ。汎用性が高く、さまざまなデバイスとの有線通信が行える。

Ethernet

  • 有線LAN等で用いられるポピュラーな有線接続規格のひとつ。

RS-232C

  • シリアル通信とも呼ばれる有線通信規格。家庭用機器では数が減ったものの、産業分野においては使用され続けているケースも多い。

RS-485

  • RS-232C同様、シリアル通信と呼ばれるもの(互換性はなし)。RS-232Cに比べノイズの影響に強く、伝送速度も速い。

大容量のデータ処理やデバイスの接続が多い際等は有線インターフェースによるネットワーク構築にメリットがあることもあります。

IoTゲートウェイ(ルーター)の基礎知識

IoTゲートウェイとは、IoT技術とIoT機器を繋ぐデバイスです。

ここではIoTゲートウェイの概要や役割についての基礎知識についてご紹介していきます。

まず、IoTとは前提として“ネットワークに接続されるモノ”としての「IoTデバイス」と、これをネットワークに接続する 「IoTゲートウェイ」の2種類によって構成されています。以下から、それぞれの特徴について詳しく解説していきます。

  • 「IoTデバイス」の種類と接続方法

IoTデバイスにはさまざまな種類があります。イメージがしやすいよう、いくつかの例をご紹介します。

  • スマートフォンなどの小型モバイル端末
  • エアコンなど装置に内蔵されるものli>
  • スマートメーターなど建物に固定されるもの

そのほか、外部ネットワーク経由でデバイスを遠隔操作できるようなモノも登場しており、活躍の幅を広げています。

このように、IoTデバイスにはセンサーと通信機能備わっているため、単体であってもネットワークに接続が可能です。LTE、3G、Wi-Fi、Wi-MAX、イーサネットなど、直接接続ができる通信機能を備えたIoTデバイスは今や珍しくなく、導入自体もシンプルです。

一方で、事業にIoTを活用しようとした場合、IoTデバイスは数個では足りません。場合によっては、数百個単位での配置も検討しなくてはならないでしょう。これらのIoTデバイスすべてが、直接インターネットに接続できる機能を持っていたとしたら。そして、各自が通信を単体で行っていたとしたら。IoTデバイスそれぞれの単価や通信コスト、加えて消費電力などの面が大きな課題となるでしょう。

  • 課題解決の鍵はIoTゲートウェイ

上記の課題を解決する方法のひとつとして用いられるのが、IoTゲートウェイです。

IoTゲートウェイは、IoTデバイスをインターネットやアプリーケーションに接続するための機器であり、ルーターのような役割を持ちます。接続にはWi-fi、Bluetooth、920Mhz帯無線(IEEE 802.14.g)、ZigBee(IEEE802.15.4)などの無線方式が用いられることが多く、有線イーサネットはほとんど登場しません。

IoTゲートウェイを活用できれば、IoTデバイスに搭載する通信機能を最小限のものへと設定できます。これによって、前項のコスト問題については解決が可能です。なお、これが実現できるのは、IoTゲートウェイがマルチプロトコルに対応していることも、大きなポイントです。

  • マルチプロトコル対応の意義

複数のIoTデバイスから集めたデータには、異なるプロトコルが使われている可能性があります。プロトコルとは通信のルール(規格)のことであり、送り手と受け手の間でプロトコルが異なると、正しく通信が行われません。つまり、プロトコルが異なるデータが機器やクラウドに送られた場合には、読み込み自体ができないという事態が想定されます。

一方、IoTゲートウェイはマルチプロトコル対応という技術的特徴があります。これはその名称からもわかるとおり、さまざまなプロトコルに対応できる、という技術です。そのため、プロトコルが異なるIoTデバイスのデータを集約できます。集約したデータを処理した後、機器やクラウドに対してデータを送信する際には、受け手側に合わせたプロトコルへの設定ができます。

このように、IoTゲートウェイとはIoTデバイスとインターネットとの間をつなぐ架け橋だとお考えください。

  • IoTデバイスの管理・情報処理・制御もゲートウェイの仕事

IoTゲートウェイは、IoTデバイスとインターネットとをつなぐだけでなく、その通信を見守ることで、IoTデバイスの管理・情報処理や制御という役割も担います。これにより、リモートでIoTデバイスを操作するといったことも実現が可能です。

また、配下にあるIoTデバイスの状態が確認できるので、故障などの検知も可能。たとえば、一部のIoTデバイスが正常に作動していないといった状況を発見した際には、ユーザーに対してアラートを発信するといった機能も設定可能です。

そのほか、IoTゲートウェイにはIoTネットワークの管理といった役割もあります。つまり、単なるインターネットとの架け橋だけでなく、IoTネットワークに関わるさまざまな通信やデバイスを整理し、管理してくれる存在であり多種多様な業務を支援する——それがIoTゲートウェイと言えるでしょう。

  • 複数の小型IoTルーターでエリアを拡大

IoTデバイスの多くは、特定省電力無線という無線方式でIoTゲートウェイと接続されます。これは、無免許で使用できる無線方式であり、利用が手軽なのがメリットです。しかし、到達距離が短いというデメリットがあります。

これをカバーする方法のひとつに、マルチポップ通信という技術があります。使用するのは「IoTルーター」と呼ばれる装置で、IoTゲートウェイとIoTデバイスとの間に設置します。到達距離の短い特定省電力無線であっても、マルチポップ通信であればIoTルーターが通信の橋渡しをしてくれるため安定性が向上。そのため、エリア自体の拡張も可能になります。

加えて、マルチポップ通信の場合はひとつのIoTルーターが故障したとしても、自律的に別のデバイスが通信のルートを探し出し、接続を継続します。その点で言えば、信頼性向上にも期待が持てるでしょう。

ゲートウェイの活用例【ビーコンゲートウェイとして】

近年では、スマートフォンやウェアラブルデバイス、ICカード等から発信される情報等をビジネスに結びつけようとする動きも活発です。この際にも、IoTゲートウェイはユーザー情報取得に大きく役立ちます。

たとえば大型ショッピングセンターや、空港、遊園地等で、人がどのように流れているのかという導線分析も可能。また、人の誘導自体に技術を応用することもできるでしょう。

そのほか、来場客の入退管理などもアイデア次第で実現可能です。各種の入り口やゲートにゲートウェイを設置するとともに、来場客にはビーコンを配布します。すると、ゲートをくぐる際にワイヤレスで情報収集ができます。

手のひらサイズの小型ゲートウェイを利用すれば、来場客に機器設置を意識させることはありません。また、取り付け場所についても制限が少なくなるため、自由な発想の下にビーコンゲートウェイが導入できます。

IoTゲートウェイの活用例【計測機器のセンサーネットワークゲートウェイとして】

電気メーターやガスボンベ・水道などをスマートメーター化する際にも、IoTの技術が活用されています。この際にも、極小ゲートウェイの利用は非常に有用です。

現在、多くのメーター機器にはM2Mと呼ばれる機器同士の通信規格が採用されています。これにより、ゲートウェイとの組み合わせにより、各種メーターのデータをゲートウェイが処理し、クラウドシステムへと通知できるようになっています。

ただし、通信自体には問題がないものの、機器のリプレイスや新規取り付けの際には、後付のIoT機器のサイズや消費電流がボトルネックとなり、実施が容易でなくなる可能性があるというのが大きな課題でした。

その点、極小ゲートウェイはサイズが非常に小さいため、取り替え自体が簡単。既存の設備環境の大幅な変更といったコストがかかることなく実施が可能です。

IoTゲートウェイの活用例【POC(Proof Of Concept)システムの試験用ゲートウェイとして】

山奥や郊外、地下・屋内等では、電波環境が悪くなる可能性があります。この際には、ネットワークの接続環境の確認が重要です。

しかし、どのような機器で接続確認をしたとしても、試験機と実機とが異なる機器であれば、それは本番環境とは異なります。結果として、トラブルの完全回避は難しいでしょう。

その点、極小ゲートウェイであれば、モバイルバッテリーなどでも数時間の駆動が可能。既存センサーネットワークや計測器、PLCなどから受け取るデータを処理し、クラウドデータ上に通知がされたかどうかの確認に役立ちます。

また、 試験的に接続したPOC(Proof Of Concept)システム環境を、そのまま本番設置可能である点は大きなポイント。手軽に検証ができるだけでなく、信頼性が確保された設置状態をそのまま利用できるため、工数の大幅な削減にも寄与します。

その他事例

【IoT活用事例】IoTによる病院内の医師の労務管理・医療器の所在確認

【IoT活用事例】IoTによる病院内の医師の労務管理・医療器の所在確認

詳しく見る

【IoT活用事例】食品物流におけるIoTデバイスの活用事例

【IoT活用事例】食品物流におけるIoTデバイスの活用事例

詳しく見る

【IoT】ドアセンサーを利用したIoT活用事例

【IoT】ドアセンサーを利用したIoT活用事例

詳しく見る

IoTソリューション導入事例


~SERVICE~ 関連サービスの御紹介

  • モノならなんでも追跡システム【なんつい】
  • IoT/M2Mプラットフォーム【UPR OCEAN】

サービス一覧

ご導入の流れ

豊富なIoTのノウハウで、現場のお困りごとを解決。
ユーピーアールのIoTソリューション。

uprのIoTに関するお問い合わせは
こちら

お問い合わせ