スマート工場を支えるIoT無線技術とは?
スマート工場を支えるIoT無線技術とは?

これまでIoTを活用して
ものづくりをスマート化する
技術や事例について
説明してまいりました

今回はそれらを構成する上で
欠かせない「無線技術」について
説明してまいります

しばらくお時間頂戴くださいませ♪

 

IoTの無線技術!無線はWiFiだけじゃない!?

かつてはPCでインターネットに
接続するはISDNやADSL
またはイーサネットといった
ケーブルによる有線技術が主流でした

そこへ3G/LTE、WiFiといった
無線技術によって
物理的に固定されるという制約から
解放されました

一方で、センサーや機器からの
データ収集や制御は
現在でもシリアル通信などの
有線技術が主流です

しかしながらPCが有線技術から
無線技術へと変わってきたように
センサーや機器からの
データ収集や制御も
無線通信モジュールなどの技術が
昔に比べて安価に入手できる
環境が整いつつあります

そのためセンサや機器の無線化が進み
従来では考えられなかった用途で
データ収集や機器制御の仕組みが
産まれ、それによるIoT化が
進みつつあります

身近なところではマイクからの
音声データ収集やイヤホンなどの
制御はBluetoothを使うものが
増えていますよね?

そのようなIoTの無線技術ですが
実はWiFiやBluetooth以外にも
様々な無線技術があり
それぞれに特徴があります

それらについて説明してまいります

 

様々なIoT無線技術とその特徴

様々なIoT無線技術と言いましても
本当に様々ありますので
ここではスマート工場化を目指す上で
知っておいた方が良い無線技術について
説明いたします

IoTの無線技術で使われる周波数帯は
2.4GHz帯か920MHz帯であることが
多いです

色々理由はあるのですが、総じて特徴は
「省エネ」であることです

IoTはセンサーなどの小容量のデータを
通信し、また乾電池で駆動することも
多いため、「省エネ」が求められる
のです

 

IoT無線技術と電波法の関係

いったん発せられた電波は
国境を超えてどこまでも伝搬し
同じ周波数を同一空間、同一時刻で
使用すると相互に干渉します

つまり、電波は無制限に使用することは
できないので、使用に際しては国際的な
ルールがあります

日本の場合のそのルールは
電波法になります

また、その電波法に適合した無線機器で
あるかどうかのお墨付きを
「技術基準適合証明」あるいは
「技術基準適合認定」と言います

いわゆる「技適」で、次のような
マークです

逆に言いますと
「技適」が取得できていない電波を発する
機器は日本国内においては使用できない
ことになります

色々なIoT機器を試すのは良いのですが
きちんとルールは守りましょう♪

 

IoT無線技術の代表的な規格とは?

IoTの無線技術は様々あるのですが
「近距離/遠距離」「省エネ」「接続台数」
などに特徴があります

代表的な規格について説明してまいります

 

IoTの無線技術①近距離が得意な2.4GHz帯

Bluetooth

繋がる相手がスマホなどの場合に
相手側の仕組みをそのまま使えるため
機器側の無線技術として使用される
ことが多い近距離通信技術です

また、Bluetooth Low Energy
(BLE)という派生技術により
センサーなどの比較的小容量の
データを省電力で通信する技術も
出てきました

人やモノの位置を検知するビーコンは
このBLEやそれを活用したiBeacon
という無線技術を使用していることが
多いです

ZigBee

Bluetoothと同じく近距離通信技術で
同じく省電力です
違いは接続台数が多い(65,536台)
のと、何もしていない状態からの反応
の速さです
例えばリモコンなどでは常にボタンを
押しているわけではなく
何も押していない状態から押した際の
復帰の速さが求められるため
この無線技術が使われたりします

2.4GHz帯は電子レンジやWiFiなども
使用しており、混線しやすいと
言われているのですが、通常は混線
しないようにチャンネル制御がされて
います

また、グローバルで使用可能な帯域は
2.4GHz帯のみですので、海外展開の
必要があれば、この周波数で検討する
ことになります

 

IoTの無線技術②遠距離が得意な920MHz帯

LPWA(Low Power Wide Area)

こちらはBluetoothやZigBeeと違って
遠距離通信の技術です

今までは遠距離通信と言いますと
3G/LTEやWiFiだったのですが
それらの技術は実は消費電力が
大きいのです

つまり、電池を食う無線技術なのです

LPWAは3G/LTEやWiFiほど大容量の
データを送受信するには
不向きなのですが、小容量のデータを
省電力で送受信可能なのです

LPWAは「遠距離」「省電力」を満たす
無線技術の呼び名であり
通信方式としてはLoRaWANやSigfox
などがあります

また、日本国内においては
920MHz帯を利用し、電力が20mW以下
という条件においては
「特定省電力無線局」として
無線局免許が不要な通信として扱う
ことができます

これらの無線技術ですが
センサーや機器間の接続に使われる
もので、直接インターネットに接続
するものではないのです

ですので、間でインターネットに
中継する仕組みが必要になります

このように、スマート工場は様々な
技術の組み合わせで成り立って
いるのです!

 

 

それでは今日はここまで
今後とも宜しくお付き合いください☆

長文・乱文を最後まで読んでくださり
いつもありがとうございます♪

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