IoT:Internet of things (モノのインターネット)
アイオーティー
IoT
Internet of Things
モノのインターネット

IoTとは何か?|IoT:Internet of Things(モノのインターネット)の意味

IoT:Internet of Thingsにより、インターネット経由でセンサーと通信機能を持ったモノ達、例えば、ドアが「今、開いているよ。」、工場内の機械が「調子が悪いよ。故障しそうだよ。」、植物が「水が欲しいよ。」、猫の首輪が「今トイレにいるよ。」等とつぶやき始めるのです。これらの情報をインターネットを介し様々な場所で活用することができます。

「IoT」という言葉が最近よく使われるようになりました。しかし、IoTの読み方や、「IoTって何?」とIoTの意味をまだご存知でない方も多いと思います。そこで、IoTとは何か、IoTで何が実現できるのかを例を用いできるだけ簡単にわかりやすくご説明いたします。

IoTは"Internet of Things"の略でモノのインターネットと訳されています。読み方はアイオーティーです。IoT:Internet of Things(モノのインターネット)とはモノがインターネット経由で通信することを意味します。

IoT:Internet of Things(モノのインターネット)という言葉ができる以前、インターネットはコンピュータ同士を接続するためのものでした。よって、従来は主にパソコンやサーバー等のIT関連機器が接続されていました。しかし、現在では新たにスマートフォンやタブレット端末も接続されています。テレビやデジタルカメラ、デジタルレコーダーや最近話題のスマートスピーカー等のデジタル情報家電をインターネットに接続する流れは増加しています。デジタル化された映像、音楽、音声、写真、文字情報や様々なデータがインターネットを介して伝達されるシーンが今後ますます増えて行くでしょう。

このように世界中に張り巡らされたインターネットはあらゆるモノがコミュニケーションをするための情報伝送路になりつつあります。

そして、今までインターネットにつながっていなかったモノをつなぐことをIoT:Internet of Things(モノのインターネット)と呼んでいます。

IoT:Internet of Things(モノのインターネット)という手段で何を目的とするかの明確な定義はなく、IoTには様々な応用例が考えられています。

IoTにより実現できること

コントロール
コントロール
IoTでモノを操作する。

IoTで離れたモノを操作する遠隔制御ができます。

モニター
モニタリング
IoTでモノの状態を知る。

IoTで離れたモノの状態を知る遠隔監視ができます。

シンクロ
シンクロ
IoTでモノ同士が対話する。

IoTで離れたモノ同士で任意データを無線で送受信ができます。

様々なモノ、機械、人間の行動や自然現象は膨大な情報を生成しています。これらの情報を収集して可視化することができれば様々な問題が解決できます。見ることや聞くこと触ることができる情報はもちろんですが、それらができない情報もセンサーにより数値化され収集可能になります。IoTのThings(モノ)はこれを意味します。

モノとは物理的に存在する物だけを指すのではなく、自然の現象や生物の行動等を含んでいます。

IoT:Internet of Things(モノのインターネット)により、モノをインターネットにつなぐことにより以下を実現します。

IoT:Internet of Things(モノのインターネット)により従来のように人間がパソコン類を使用して入力したデータ以外にモノに取り付けられたセンサーが人手を介さずにデータをインターネット経由で送信できるようになります。

IoT:Internet of Things(モノのインターネット)により、センサーと通信機能を持ったモノ達、例えば、ドアが「今、開いているよ。」、工場内の機械が「調子が悪いよ。」、植物が「水が欲しいよ。」、猫の首輪が「今トイレにいるよ。」等とつぶやき始めるのです。そして、これらのつぶやきをインターネットを介して離れた場所で聞くことができるようになります。

ドアの開閉状態を知ることにより、見守りや介護に役立てたり、機械のつぶやきを聞くことで故障を未然に防いだり、不具合に敏速に対応したりすることができます。これらはほんの一例でIoTにより様々な情報をインターネットを介し離れた場所で活用することができます。

このように、パソコン類以外のモノをインターネットに接続することをIoT:Internet of Things(モノのインターネット)と呼んでいます。ちなみに、機械同士の通信をM2M(Machine to Machine)と言います。IoTという言葉ができる前は主にM2Mと呼ばれていました。M2Mとは、 Machine to Machine(マシーン・ツー・マシーン)の省略形で、機器間の通信を意味します。エム・ツー・エムと読みます。M2M(エム・ツー・エム)は機器同士が人間の介在無しにコミュニケーションをして動作するシステムです。IoT:Internet of Things(モノのインターネット)の場合はインターネットを軸に通信を考えている点とマシーン以外のモノとの通信までを対象としている点が違います。モノをネットにつなぐ事例が増加しつつあり、市場規模の拡大が期待されています。

IoT:Internet of Things(モノのインターネット)ではモノに対し各種センサーを付けてその状態をインターネットを介しモニターしたり、インターネットを介しモノをコントロールしたりすることにより安全で快適な生活を実現しようとしています。

IoT:Internet of Things(モノのインターネット)でモノをインターネットに接続することで、計測データ、センサーデータ、制御データの交換をすることで様々な課題解決が実現されます。

IoTで離れたモノの状態を知る例

IoT:Internet of Things(モノのインターネット)により、センサー情報をインターネット経由で受け取ることができ、様々なモノの状態や位置を知ることができます。

IoT:Internet of Things(モノのインターネット)
IoTで環境を知る。
環境モニタリング
IoT:Internet of Things(モノのインターネット)で環境(温度、湿度、気圧、照度、騒音、その他)を知ることができます。

屋内外を問わず環境を知りたい場面で活用できます。例として家屋内や事務所、工場、工事現場、農園等があります。
IoT:Internet of Things(モノのインターネット)
IoTでモノの動きを知る。
モーションモニター
IoT:Internet of Things(モノのインターネット)でモノの動き(衝撃、振動、傾斜、転倒、落下、移動、その他)を知ることができます。

モノの動きを知ることによりモノの状態を把握し異常時の対応を行うことができます。例として工場内の生産設備の稼働状況モニターや予知保全等があります。
IoT:Internet of Things(モノのインターネット)
IoTでモノの位置を知る。
存在検知、近接検知、通過検知
IoT:Internet of Things(モノのインターネット)でモノの位置(存在検知、近接検知、通過検知)を知ることができます。

モノと受信機の間の電波強度を計測することにより大まかな距離を知ることができます。これを応用してモノの位置(存在検知、近接検知、通過検知)を知ることができます。
IoT:Internet of Things(モノのインターネット)
IoTでモノの開閉を知る。
ドア、窓、戸棚、引き出し、他
IoT:Internet of Things(モノのインターネット)でモノの開閉を知ることができます。

例として外出時に戸締りの確認を行ったり、ドア等の開閉を知ることにより人の行動を知ることができます。また、工場設備の稼働状況を知ることができます。
IoT:Internet of Things(モノのインターネット)
IoTでペットの行動を知る。
猫ツイッター(猫用IoT首輪)
IoT:Internet of Things(モノのインターネット)で猫の行動(モノ)をインターネットにつなぐシステムです。
IoT:Internet of Things(モノのインターネット)
IoTで観葉植物の状態を知る。
  • 土壌にセンサーをつけて水分量や成分をモニターする。
  • 土壌の水分量を調べ水やりのタイミングを知る。
  • 照度センサーをつけて光の当たり具合をモニターする。

IoTデータの活用

IoTで情報を収集
① 収集
情報を収集する。
IoTでデータを収集する。
IoTで情報を保存・蓄積
② 保存・蓄積
情報を保存・蓄積する。
IoTで収集したデータをデータベースに保存し、蓄積し、履歴を管理する。
IoTで情報を可視化
③ 可視化
情報を可視化する。
IoTで蓄積されたデータを整理・可視化する。
IoTで情報を分析
④ 分析
情報を分析する。
IoTで可視化したデータを分析する。

IoTで離れたモノを操作する例

IoT:Internet of Things(モノのインターネット)
  • エアコンの電源を入切する。
  • 照明の制御をする。

IoT:Internet of Things(モノのインターネット)で照明機器やエアコン、ヘルスケア機器やその他の家電をインターネットに接続したり、給湯器、風呂釜などの家電以外の機器の状態モニターやリモコン制御等をすることも可能です。更に工場内、ビル内、店舗内、病院内、学校内や屋外等あらゆる場所に設置された様々なセンサーの情報を取得することも可能です。

IoTの適用場所

IoT Internet of things

IoT:Internet of Things(モノのインターネット)は特殊な場所や限られた場所で使われる技術ではありません。離れた場所に状態を知りたいモノがある時や、離れた場所に状態を変えたいモノがある場合には全てが適用場所になります。

以下が使用例の一部です。

IoTで状況把握
IoTで工場内の装置の状況を把握する。
  • IoTで正常動作を確認する。
  • IoTで異常動作を検出する。
  • IoTで異常の兆候を知る。
  • IoTで補充品の残量を知る。
IoTで工程管理
IoTで工場内の工程管理をする。
  • IoTで進捗をモニターする。
  • IoTで異常を検出する。
  • IoTで予防保全を行う。
IoTで環境モニター
IoTでビニールハウス内をモニターする。
  • IoTで温度を確認する。
  • IoTで湿度を確認する。
  • IoTで土壌の水分を確認する。
  • IoTで照度を確認する。
IoTで見守り
IoTで介護、見守りをする。
  • IoTで離床を確認する。
  • IoTでドアの開閉を確認する。
  • IoTで室内の温湿度を確認する。
  • IoTで落下や転倒を確認する。

IoT:モノとインターネットの接続

モノとインターネットを物理的に接続する手段として有線と無線があります。IoT:Internet of Things(モノのインターネット)では無線による接続が便利な場合や、無線でなくては実現が困難な場合が多数あります。モノをつなぐ無線によりIoT:Internet of Things(モノのインターネット)の応用範囲が広がります。

モノをつなぐ無線とは
The wireless of things
モノをつなぐ無線
モノを無線でつなぐ。
小型、省電力、長距離通信でモノを無線でつなぐのに最適です。

IoTで使用する様々な通信手段

IoT Internet of things

無線には様々な方式があります。現在もWiFi(無線LAN)や4G、5G、WiMAXといった無線方式で様々な機器がインターネットに接続されており利便性を向上させています。

IoT Internet of things

鉄道の駅までの交通手段が様々あるようにインターネットへ接続するための通信手段も様々です。これらはインターネットに接続する際に有線か無線か、料金が無料か有料か、速度が速いか遅いか、消費電力が大きいか小さいか、アクセスポイントが必要か不要か等、必要に応じて使い分けたり連携させたりします。

IoT:Internet of Things(モノのインターネット)

パソコン類は映像や音声等の大容量のデータを扱う必要があります。よって、データ伝送には高速の通信網(ブロードバンド)が必要です。WiFi(無線LAN)や携帯通信網を使用した4G、5G等が無線通信インフラとしてすでに確立されています。しかし、高速の通信網(ブロードバンド)は大きな電力が必要なためIoT:Internet of Things(モノのインターネット)で要求される電池で年単位の使用には向いていません。

(Internet of Things : IoT)

一方、IoT:Internet of Things(モノのインターネット)により新たにネットに接続される機械やモノが扱うデータは一部を除き小さなデータがほとんどですので低速(ナローバンド)な通信で充分です。更に電源を持っていないモノに通信機能を持たせる場合は電池の交換が頻繁に必要だと非実用的ですので低消費電力な通信手段で接続することがIoTでは必要です。

IoTにおける通信手段の連携

Internet of Things : IoT

インターネットは、IP(Internet Protocol)という標準規格で通信しています。通信にはIPパケットというデータ形式を使用します。様々な通信手段で使用されているデータ形式をIPパケットに変換することにより、インターネットに接続することができます。通信方式またはデータ形式を変換する装置をゲートウェイまたはアクセスポイントと呼びます。これらによりナローバンド無線をブロードバンド無線(WiFiや4G/5G)に変換したり、イーサーネットに変換したりしてインターネットに接続し、モノのインターネット(Internet of Things : IoT)を実現します。

Internet of Things : IoT

データ形式がIP(Internet Protocol)に変換された後は、ブロードバンド無線(WiFiや4G/5G)を介して、場所を選ばずに遠隔地の携帯電話やパソコン等との通信も可能になります。

IoTにおける無線接続の連携例

IoTのネットワークを構築する際にはそれぞれの無線の特徴を活かし、連携させる必要があります。以下はIoTネットワークのシステム構成例です。

net-overview

IoTにはナローバンドの無線が必要

IoT:Internet of Things(モノのインターネット)の場合、接続されるモノの数が非常に多くなるため、同一のエリア内にある多数のノード接続に対応できる無線技術が必要です。多数のモノが無線通信をするためには「ナローバンド(狭帯域)」の無線を使用し、使用帯域を小さくして輻輳を起きにくくする必要があります。

IoTには低消費電力の無線が必要

モノへ対してAC電源からの供給が容易でない場合がほとんどです。電池交換やバッテリの充電が頻繁に出来ないモノもあります。よって、IoT:Internet of Things(モノのインターネット)を実現する場合、「低消費電力」で電池で長期間駆動し続ける無線技術が必要です。

IoT無線タグ:センサーの無線化

IoT:Internet of Things(モノのインターネット)

IoT:Internet of Things(モノのインターネット)では主にモノにワイヤレスセンサー、例えば小型のコイン型電池を使用した「ワイヤレスタグ」を装着することによりネットワークに接続します。タグに搭載されたセンサーによりモノの状態を知ることができます。

IoT無線タグは小型、省電力で電池が長持ち、十分な通信距離が要件とされます。

コイン型電池で年単位の動作も可能なIoT無線タグ

TWELITE CUE トワイライトキュー

モノの動きをキャッチする無線タグ


TWELITE 2525A

TWELITE CUE



加速度センサー
磁気センサー
TWELITE CUE - トワイライトキュー
磁気・加速度センサータグ
モノの動きを無線でお知らせ。
トワイライトキューTWELITE CUE
TWELITE CUE トワイライトキュー TWELITE トワイライト とコイン電池ホルダ、加速度センサー、磁気センサー、アンテナをワンパッケージにした無線タグです。モノに装着することで動きや状態を無線送信できます。

TWELITE ARIA トワイライトアリア

TWELITE ARIA トワイライトアリア はコイン電池で動作する無線タグシステムで、ハードウエア、ソフトウエア開発不要で温度・湿度、開閉(磁気センサー)の値を無線で送信できます。

IoTセンサーとして、工場、倉庫、事務所等に設置してデータ収集ができます。

TWELITE ARIA
TWELITE ARIA
モノの無線タグシステム
温度・湿度を無線でお知らせ。
トワイライトアリアTWELITE ARIA
TWELITE ARIA トワイライトアリア TWELITE トワイライト とコイン電池ホルダ、湿度・温度センサー、磁気センサー、アンテナをワンパッケージにした無線タグです。温度・湿度を無線送信できます。

TWELITE PAL トワイライトパル

TWELITE PAL トワイライトパル はコイン電池で動作する無線タグシステムで、ハードウエア、ソフトウエア開発不要で動作(加速度センサー)、開閉(マグネットセンサー)、環境(温度センサー、湿度センサー、照度センサー)がご使用になれます。

IoTセンサーとして、工場、倉庫、事務所等に設置してデータ収集ができます。

TWELITE PAL
モノの無線タグシステム
センサーをモジュールで追加。
トワイライトパルTWELITE PAL
TWELITE トワイライト とコイン型電池(CR2032)ホルダー、基板アンテナを搭載したモジュールです。専用のソフトウエアを搭載しており、センサーを搭載した拡張 PAL パル を装着することで無線センサーを手軽に構成できます。

IoTゲートウェイ

小型、省電力、多数接続が可能な無線 TWELITE トワイライト をインターネットに接続するためのIoTゲートウェイ装置です。 TWELITE トワイライト のネットワークを無線LANに接続します。

TWELITE SPOT - トワイライトスポット
TWELITE ⇄ 無線LANゲートウェイ
無線LANに接続する。
トワイライトスポットTWELITE SPOT
TWELITE トワイライト のネットワークを無線LANに接続するための装置です。パソコンやスマートフォンと TWELITE トワイライト が無線LAN経由で通信できます。

エナジーハーベスト(環境発電)

IoT:Internet of Things(モノのインターネット)を実現する場合、エナジーハーベスト(環境発電)電源で長期間駆動し続ける無線技術が有効です。

IoT:Internet of Things(モノのインターネット)向けアンテナ

アンテナは忘れられがちですが無線通信にとってアンテナはとても重要です。アンテナの位置と向きが通信に大きく影響します。

通常のアンテナはお互いの向きを揃えないと感度が悪くなります。これは電波の波のゆれる向き(偏波)が異なってしまうためです。しかし、IoT:Internet of Things(モノのインターネット)向けの用途ではセンサーの設置条件によってはアンテナの向きを揃えることが困難ですし、ウエアラブル端末のように移動している無線端末の場合はアンテナの方向は不定です。

この問題を解決するためにIoT:Internet of Things(モノのインターネット)向けの両偏波パッチアンテナを開発しました。様々なモノが無線機能を持つ「IoT/M2M時代」に適したアンテナです。両偏波パッチアンテナは相手側のアンテナの向きが垂直でも水平でも良好な感度で通信できるため、様々なモノとの通信や移動端末との通信に最適なアンテナです。

移動するモノの情報を正確にキャッチ!

両偏波パッチアンテナ

IoT:Internet of Things(モノのインターネット)の無線通信規格

IoT:Internet of Things(モノのインターネット)の実現に適した無線方式として従来の無線方式(WiFi、Bluetooth)を補うためにIEEEで策定された短距離ナローバンド(狭帯域)の通信規格として低消費電力なIEEE802.15.4があります。

長距離ナローバンドのLPWA(Low Power, Wide Area)は通信速度を極限まで落として長距離通信を実現したものでNB-IoT、LoRaWAN、SIGFOX等の通信規格があります。

IoT:Internet of Things(モノのインターネット)の仕組み

IoT:Internet of Things

IoT:Internet of Things(モノのインターネット)は複数の通信方式が連携しながらインターネット網を通じて通信します。

IoT:Internet of Things(モノのインターネット)に最適化された無線により接続された各種センサーや機器をインターネットに接続するためにはゲートウエイという装置を使用します。このゲートウエイによりIoT:Internet of Things(モノのインターネット)に最適化された無線をWiFiや4G/5Gに変換したり、イーサーネットに変換したりしてインターネットに接続し、IoT:Internet of Things(モノのインターネット)を実現します。IEEE802.15.4無線装置がインターネットへ接続状態になればスマートフォンやタブレットPC、パソコン等から監視や制御が行えます。

モノをつなぐ無線マイコン TWELITE-トワイライト:DIY(電子工作のすすめ)

 IoT TWELITE

リモコンで何かを操作したいとか何かを監視したいことは日常に数多くあると思います。離れたモノの状態を知りたい場合や離れたモノを操作したい場合には無線が適しています。しかし、モノを無線化する場合には電池寿命、通信距離、同時通信数、大きさ等の様々な制約があり従来の無線では実現が困難でした。 そこでモノをつなぐための無線が誕生しました。

弊社はIoT:Internet of Things(モノのインターネット)のキーコンポーネントとなり、ワイヤレスセンサーネットワークの構築に最適なモノをつなぐ無線マイコン TWELITE トワイライト をご提供しており、お客様のIoT:Internet of Things(モノのインターネット)関連機器の通信機能開発の簡素化と早期市場投入のお手伝いをいたします。

IoT向けに無線を使って各種センサーの情報を無線で収集するための装置や、各種リモコンを作成したいが、ハードルが高すぎるという方に無線機能を手軽にご使用いただくことを目的としています。 TWELITE トワイライト を使用して手軽に無線機能を手に入れることができます。

ホビーや学習用途から各種試作や小ロット量産まで対応し幅広いユーザーにご使用いただけます。

トワイライトの始め方
トワイライトタイム
TWELITE TIME
トワイライトの始め方
モノを無線でつなぐ。
モノをつなぐ無線マイコン TWELITE トワイライト を始めてみませんか?

無線センサーを作る

TWELITE トワイライト にセンサーを配線し、 act アクト を実行することで無線センサーを作成することができます。無線センサーからのデーターを親機に送信できます。

IoT:Internet of Things(モノのインターネット)のPoC

PoCとはProof of Conceptの略で実証実験を意味します。

TWELITE トワイライト を使うことにより早期にIoTを使用したPoCを開始することができます。

IoT:Internet of Things(モノのインターネット)の評価開発

IoT:Internet of Things(モノのインターネット)に応用可能な無線センサーやリモコンを開発するための無線マイコン、アンテナ等をご用意しております。

モノをつなぐ無線

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