第 14 回 パークマネジメントと 次 世 代 公 園 研 究 会 第 1 回 公 園 と 情 報 通 信 ICT(スマートパークス) 部 会 第 3 回 Wi-SUN 活 用 事 業 研 究 会 テーマ 公 園 でのIOT センサネットワーク セミナー 第 1 部 公 園 と 次 世 代 遊 具 玩 具 健 康 器 具 パークマネジメントにおける 日 本 発 の 画 期 的 な 無 線 通 信 規 格 Wi-SUN 活 用 2015 年 9 月 16 日 ローム 株 式 会 社 パワーモジュール 製 造 課 生 田 朋 広 Ver.
今 回 の 発 表 2 /18 パークマネジメントと 無 線 通 信 Wi-SUNとは パークマネジメントへの 無 線 通 信 展 開 センサネットワーク:センサ 紹 介 ( 気 圧 センサ)
パークマネジメント= 公 園 地 域 の 維 持 運 営 3 /18 課 題 : 付 加 価 値 をどうする? 地 域 への エネルギー 供 給 レクリエーション スポーツの 場 など 防 災 防 犯 機 能 教 育 学 びの 場 パークインダストリーとして 展 開 できる 管 理 : 森 林 管 理 設 備 遊 具 の 状 態 管 理 監 視 カメラ 防 災 健 康 提 供 : 位 置 情 報 提 供 園 内 インフラ: 充 電 スタンド(キッチンカー EV) 街 路 灯 効 率 的 な 整 備 管 理 方 法 が 必 要!
パークインダストリー 展 開 4 /18 効 率 的 な 整 備 管 理 無 線 通 信 の 利 用 無 線 通 信 の 優 位 性 : ソーラーパネル 電 池 等 で 独 立 で 動 作 配 線 工 事 不 要 後 付 けができる 課 題 : 通 信 接 続 性 メンテナンス 費 用 ( 通 信 費 電 池 交 換 ) セキュリティ 必 要 な 技 術 分 野 : 環 境 モニタリング( 設 備 状 態 ) リモートセンシング( 位 置 情 報 ) インターネット(クラウド) 無 線 通 信 の 積 極 的 な 活 用 がキー
パークインダストリーの 要 求 5 /18 通 信 距 離 中 継 機 能 マルチホップ HEMS (Home Energy Management System) 100m 程 度 2 階 ~3 階 建 て( 木 造 ) 不 要 (1ホップ) 1ホップ パークインダストリー 500m~1km 以 上 障 害 物 が 多 い 必 要 通 信 距 離 伸 びる 障 害 物 に 強 くなる 接 続 台 数 16 台 程 度 100 台 ~ 電 池 駆 動 不 要 必 要 マルチホップ 通 信 電 池 駆 動 できることが 重 要
Wi-SUNとは? 6 /18 Wi-SUN (Wireless Smart Utility Network) 1NICT( 情 報 通 信 研 究 機 構 )が 主 導 で 策 定 されている 日 本 発 の 国 際 無 線 通 信 規 格 2 省 エネで 良 く 飛 び 良 くつながる920MHz 帯 特 定 小 電 力 無 線 を 採 用 3 日 本 のスマートメーターのBルートに 採 用 され 今 後 大 きな 普 及 が 見 込 まれる 4 環 境 モニタリング リモートセンシング 制 御 にも 向 いている 参 考 引 用 :NICT NICTにおける 非 破 壊 検 査 及 びモニタリング 技 術 の 研 究 開 発 注 目 されている 日 本 発 の 国 際 無 線 通 信 規 格
Wi-SUN(920MHz 帯 特 定 小 電 力 無 線 )の 特 長 7 /18 Wi-SUNの 優 位 性 Wi-SUNの 利 点 920MHz Wi-SUN よく 飛 ぶ 改 善 障 害 物 に 強 い 2.4GHz Zigbee 距 離 が 伸 びない 電 波 干 渉 問 題 430MHz 特 小 低 スループット マルチホップ 困 難 2.4GHz Wi-Fi 距 離 が 伸 びない 電 波 干 渉 問 題 消 費 電 力 が 高 い 最 適 なスループット 低 消 費 電 力 電 波 干 渉 が 少 ない ただし 動 画 画 像 等 の 大 量 データは 苦 手 Wi-SUNは マルチホップ 通 信 電 池 駆 動 できる 環 境 モニタリング リモートセンシングにピッタリの 無 線 通 信 方 式
もっと 詳 細 に ( 無 線 通 信 方 式 の 比 較 ) 8 /18 参 考 引 用 :NICT NICTにおける 非 破 壊 検 査 及 びモニタリング 技 術 の 研 究 開 発 1 不 必 要 な 電 波 を 出 さない また 受 信 時 間 の 制 御 による 省 電 力 通 信 方 式 により 1ヶ 月 2000オペレーションで 単 三 乾 電 池 3 本 程 度 で10 年 程 度 動 作 可 能 2 無 線 機 間 で 多 段 中 継 し( 最 大 30ホップまで 実 証 済 み) データをバケツリレーの 形 で 定 距 離 のデータ 収 集 局 に 収 集 可 能 3 符 号 化 方 式 やデータフレームの 豊 富 なオプションにより 様 々な 利 用 形 態 に 対 応 可 能
Data rate (Mbps) パークマネジメントへの 無 線 通 信 展 開 9 /18 パークマネジメントに 有 効 な 無 線 方 式 100 10 1 0.1 0.01 Bluetooth LE リモートセンシング ZigBee インターネット Wi-Fi 環 境 モニタリング リモートセンシング Wi-SUN 共 通 点 : 1 普 及 しているデバイス 2 通 信 費 不 要! ( 免 許 なしで 使 える= 小 電 力 無 線 局 ) メンテナンス 費 が 安 くできる 0.001 近 通 信 距 離 遠 それぞれに 特 長 があり 用 途 別 に 使 い 分 けが 必 要
パークマネジメント 無 線 システムイメージ 10 /18 Monitor & Controller インターネット Storage Analyzer 使 い 分 け 人 ~センサ BLE センサ~ 中 継 器 Wi-SUN 中 継 器 ~インターネット Wi-Fi 3G LTE
300J001A センサネットワーク =センサ+ 無 線 通 信 11 /18 加 速 度 ジャイロ 複 合 気 圧 加 速 度 地 磁 気 ホール UV 近 接 Sensor Devices 透 過 型 フォトインタラプタ 照 度 温 度 4 方 向 検 出 カラー タッチスクリーン コントローラ Wireless 人 感 IR センサの 使 い 方 アイデアが 市 場 拡 大 のキー
センサの 紹 介 (Piezo 気 圧 センサ) 12 /18 特 徴 Piezo 抵 抗 型 MEMS 気 圧 センサ パッケージ / 構 造 検 出 圧 力 範 囲 :300hPa~1100hPa 電 源 電 圧 範 囲 :1.71~3.6V 低 消 費 電 流 温 度 センサ 内 蔵 による 温 度 補 正 機 能 搭 載 検 出 精 度 切 替 え 機 能 ( 高 精 度 モード) デジタルインターフェース:I2C 応 用 例 相 対 高 度 検 出 2.5mm x 2.5mm x 0.95mm Piezo 抵 抗 式 MEMS 大 気 圧 検 出 カロリー 計 算 への 応 用 ASIC
センサの 紹 介 (Piezo 気 圧 センサ) 13 /18 アプリケーション: ナビシステムの 強 化 & 補 正 屋 内 / 屋 外 ナビゲーションに 利 用 する GPSの 補 正 高 度 測 定 運 動 量 モニタリング 階 段 などの 上 昇 / 下 降 を 検 出 し 運 動 量 を 計 算 カロリー 算 出 の 補 正 に 利 用 アプリケーション スマートフォン GPS 端 末 アプリケーション ウェアラブルデバイス 高 機 能 腕 時 計 気 象 データ 収 集 気 象 変 化 による 気 圧 変 移 を 測 定 データ 蓄 積 し サーバーで 運 営 アプリケーション 無 線 センサネットワーク フィールドサーバー 農 業 用 モニタリングシステム
Pressure [hpa] センサの 紹 介 (Piezo 気 圧 センサ) 14 /18 階 段 を 上 った 場 合 の 気 圧 変 化 (BM1383 ローム): 階 段 でB2Fから9Fまで 移 動 した 場 合 (ローム 新 横 浜 事 務 所 屋 内 ) 1007 1006 B2F 1F 1005 8.33 x (1004.8-1004.46) 2.8m 1004 各 フロアで20 秒 間 停 止 1003 9F 1002 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 Time [s] フロア 階 数 の 検 知 可 能!
Pressure [hpa] センサの 紹 介 (Piezo 気 圧 センサ) 15 /9 台 風 通 過 時 の 気 圧 変 化 (BM1383 ローム): 2014 年 8 月 8 日 ~8 月 11 日 ( 京 都 市 ) 1005 Japan Meteorological Agency 1000 BM1383 995 990 台 風 11 号 Halong 985 980 975 2014/08/08 12:00 2014/08/09 0:00 2014/08/09 12:00 2014/08/10 0:00 2014/08/10 12:00 2014/08/11 0:00 2014/08/11 12:00 Date スピードの 遅 い 気 圧 変 化 も 測 定 可 能!
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18 /18 ご 静 聴 ありがとうございました
19 ( 参 考 資 料 ) ROHM 無 線 通 信 モジュール
Data rate (Mbps) ローム Wi-SUNソリューション 20 近 距 離 無 線 通 信 について 100 10 1 Bluetooth 無 線 LAN IEEE802.11 LSI 開 発 ソフトサポート 0.1 0.01 0.001 近 IEEE 802.15.4 特 定 小 電 力 通 信 距 離 遠 LSI 開 発 ソフトサポート モジュール 開 発 ハードサポート ロームグループでは 幅 広 い 範 囲 で 近 距 離 無 線 通 信 LSI の 開 発 を 手 がけている 社 内 製 LSIを 使 い モジュール 化! アンテナ 周 辺 含 めた 高 周 波 設 計 も 済 ませ より 使 いやすい 形 でお 客 様 に 提 供!
無 線 モジュール ラインアップ 21 無 線 方 式 周 波 数 外 観 型 番 対 応 規 格 特 徴 状 況 BP3580 IEEE802.11b/g/n 準 拠 アンテナなし 面 実 装 タイプ 量 産 中 無 線 LAN 2.4 GHz BP3591 BP3599 IEEE802.11b/g/n 準 拠 チップアンテナ 内 蔵 コネクタ 実 装 タイプ IEEE802.11b/g/n 準 拠 チップアンテナ 内 蔵 コネクタ 実 装 フラッシュ メモリ 内 蔵 タイプ 量 産 中 量 産 中 BP3595 IEEE802.11b/g/n 準 拠 小 型 パターンアンテナ 内 蔵 コネクタ 実 装 タイプ 量 産 中 BP3596A IEEE802.15.4g 準 拠 チップアンテナ 内 蔵 コネクタ 実 装 タイプ 量 産 中 特 定 小 電 力 920 MHz BP35A0 IEEE802.15.4g 準 拠 ( 独 自 ネットワーク) パターンアンテナ 内 蔵 面 実 装 タイプ 量 産 中 BP35A1 IEEE802.15.4g/e 準 拠 (Wi-SUN) パターンアンテナ 内 蔵 コネクタ 実 装 タイプ 量 産 中 EnOcean 928 MHz BP35A3 TCM 410J に 互 換 チップアンテナ 内 蔵 コネクタ 実 装 タイプ 開 発 中
33.5mm BP35A1 22 BP35A1は 920MHzアンテナ+RF+MCU 内 蔵 モジュール 外 観 ブロック 図 BP35A1 ANT RF SW filter TRX_SW LC filter 22.0mm ML7396B SPI パターンアンテナ 同 軸 コネクタ シールドケース 固 定 用 M2ネジ 穴 (2ヶ 所 ) 接 続 用 BtoBコネクタ OSC 32.768kHz MCU RESETN RXD TXD CTS RTS HOST CPU 特 長 パターンアンテナ 内 蔵 ハイパワーMCU 内 蔵 パワー 調 整 済 み MACアドレス 書 き 込 み 済 み 電 波 法 認 証 取 得 済 み 端 子 表 No 端 子 名 機 能 No 端 子 名 機 能 1 VDD 電 源 端 子 20 MD0 デバッグ 切 換 ( 通 常 GND) 2 GND GND 19 Reserve Reserve(GND) 3 TXD UARTデータ 出 力 18 SW0 デバッグモニタ 4 RXD UARTデータ 入 力 17 SWDIO デバッグデータ 入 出 力 5 NMIX 割 込 み 端 子 16 SWCLK デバッグロック 入 力 6 RESET リセット 端 子 15 Reserve (RTS) Reserve(オープン) (UART 通 知 出 力 ) OSC 36MHz 3.3V VDD 7 Reserve Reserve(GND) 14 Reserve (CTS) Reserve(GND) (UART 通 知 入 力 ) 8 Reserve Reserve(GND) 13 Reserve Reserve(GND) 9 Reserve Reserve(GND) 12 GND GND 10 Reserve Reserve(GND) 11 VDD 電 源 端 子
BP35A1 Wi-SUNソリューション1ソフトウェアスタック&ラインアップ 23 ソフトウェアスタック スタックラインアップ HEMS 機 器 第 5~7 層 アプリケーション 層 ECHONET Lite UART UART BP35A1 BP35A1-xx BP35A1-yy 第 5~7 層 第 4 層 第 3 層 第 2 層 第 1 層 API(Command) Wi-SUN セキュリティ PANA Wi-SUN トランスポート 層 UDP(TCP) Wi-SUN ネットワーク 層 IPv6, ICMPv6 Wi-SUN アダプテーション 層 6LowPAN Wi-SUN MAC 層 IEEE802.15.4/4e Wi-SUN 物 理 層 IEEE802.15.4g BP35A1 BP35A1-xx BP35A1-yy Bルートスタック デュアルスタック ノードスタック HEMS ECHONET Liteの 下 位 レイヤに 必 要 な 通 信 ソフトウェアスタックを 全 て 搭 載 コマンド 制 御 でらくらく 組 み 込 み また 用 途 に 応 じてライン アップを 準 備 HEMS 機 器 全 ユーザーのニーズに 対 応 可 能
BP35A1 Wi-SUNソリューション2CTBU 24 2014 年 1 月 2014 年 4 月 Wi-SUNアライアンスにて 初 のWi-SUN PHY 認 証 を 取 得 ラピスセミコンダクタ(ML7396B) 続 けてWi-SUNのE-NET プロファイル 認 証 を 取 得 ローム(BP35A1) LSI モジュールともにCTBUとして 登 録 済 業 界 に 先 駆 けてWi-SUN 対 応 していく 方 針 です
BP35A1シリーズ 評 価 ボード 25 RS-232C I/O 実 装 USB UART 変 換 USBバスパワー 対 応 Wi-Fiシリーズ Wi-Fiモジュール 特 小 モジュール BP35A1 アダプターボード BP35A7 アダプターボード BP359D BP359E BP359F マザーボード BP359C Wi-Fiモジュールの 評 価 用 マザーボードを Wi-SUNモジュールの 評 価 ボードとして 共 通 で 使 用 出 来 ます! USB or RS232Cへ 変 換 するインターフェースボードを 準 備 ターミナルソフト(TeraTerm)で 簡 単 な 動 作 確 認 が 可 能!
無 線 通 信 モジュールのサポート 体 制 1 26 Wi-SUNモジュールサポートページ http://www.rohm.co.jp/web/japan/ 2015 年 1 月 開 設! 無 線 通 信 モジュール をクリック Wi-SUNサポートページ をクリック 最 新 ファームウェアやドキュメントなどを 専 用 WEBサイトで 提 供 中 今 後 更 に 掲 載 内 容 を 充 実 させていきます
無 線 通 信 モジュールのサポート 体 制 2 27 インターネット 販 売 2015 年 1 月 販 売 開 始! アールエスコンポーネンツ チップワンストップ コアスタッフ サンプルはネット 商 社 経 由 で1 個 から 入 手 できます Wi-Fiシリーズと 同 様 にサポートページ ネット 販 売 を 用 意 し 使 いやすい 汎 用 無 線 通 信 モジュールを 提 供 します
28 ( 参 考 資 料 ) ROHM センサ
Kionix, Inc. 会 社 概 要 29 ローム ( 京 都 ) Ithaca, NY Kyoto, JPN Kionix (USA) 静 電 容 量 型 MEMSセンサ MEMS (Micro Electro Mechanical System) 技 術 を 用 いた 加 速 度 センサ ジャイロセンサの 開 発 製 造 を 行 う 世 界 のリーディングカンパニー 高 いシェアを 持 つ3 軸 加 速 度 センサはポータブル 製 品 を 始 めとする スマートフォン ノートPC ゲーム 機 市 場 を 中 心 に 幅 広 い 分 野 で 採 用 1993 年 に 米 国 ニューヨーク 州 イサカで 設 立 コーネル 大 学 にて 開 発 された 技 術 が 母 体 2009 年 にローム 株 式 会 社 のグループ 会 社 となる
センサIC ラインナップ 動 作 検 出 モーションセンシング 加 速 度 センサ 傾 斜 振 動 動 き 衝 撃 などの 加 速 度 が 検 出 対 象 Kionix 社 が 採 用 する 静 電 容 量 方 式 が 主 流 スマートフォン ゲームコントローラ プロジェクタ 洗 濯 機 活 動 量 計 ナビゲーションなど 応 用 例 多 数 MEMS (Micro Electro Mechanical System) 磁 気 センサ (MIセンサ) ジャイロセンサ NEW 磁 気 を 検 出 ( 地 球 の 磁 気 を 検 出 する 場 合 は 地 磁 気 センサ ) 愛 知 製 鋼 社 との 技 術 提 携 による 次 世 代 の 磁 気 センサで 競 合 方 式 の10,000 倍 の 感 度 自 立 航 法 装 置 (インドアナビゲーション) 電 流 センサなどへの 応 用 が 期 待 される 開 発 中 物 体 の 角 速 度 ( 回 転 )を 検 出 する Kionix 社 が 採 用 する 静 電 容 量 方 式 が 主 流 加 速 度 センサと 組 み 合 わせて あらゆる 物 体 の 動 きを 再 現 周 囲 環 境 検 出 フィールドセンシング 光 センサ 様 々な 波 長 の 光 を 検 出 するラインナップ フォトダイオードとフィルタリング 技 術 が 強 み 照 度 センサ カラーセンサ NEW 近 接 センサ: 照 度 センサ+IR 光 ( 赤 外 光 ) UVセンサ (UV-A, UV-B), IRセンサ( 赤 外 線 センサ) 磁 気 センサ (ホールIC) 磁 気 を 検 出 磁 界 の 有 無 やS 極 /N 極 をホール 素 子 で 検 出 非 接 触 で 機 械 的 摩 耗 がない 磁 気 スイッチとして 応 用 携 帯 電 話 PC 家 電 製 品 温 度 センサ シリコンの 温 度 特 性 で 温 度 を 検 出 アナログ 出 力 タイプと 温 度 スイッチのラインナップ 機 器 の 過 熱 保 護 などに 応 用 できる 30 気 圧 センサ NEW MEMS 技 術 よる 圧 力 検 出 現 行 のラインナップは 大 気 圧 を 検 出 する 天 候 ( 低 気 圧 / 高 気 圧 )や 相 対 高 度 を 測 定 できる スポーツウォッチやウェアラブル/ヘルスケア 端 末 に 搭 載 SiO2 原 理 図 ダイヤフラム 真 空 Cavity Glass
300J001A トータルソリューション 31 ローム ラピスセミコンダクタ Kionixのシナジー 効 果 による 幅 広 いセンサラインアップと センサから 出 力 される 信 号 の 増 幅 分 析 処 理 を 最 適 に 行 うプロセッシングデバイス センサを 統 合 してコントロールするウルトラローパワーマイクロコントローラや 各 種 アルゴリズム ドライバソフトウェアなど あらゆるセンサ 技 術 を 融 合 し お 客 様 のセットにあわせた 最 適 なトータルソリューションを 提 供 します 気 圧 加 速 度 地 磁 気 ホール UV 近 接 Sensor Devices 透 過 型 フォトインタラプタ 加 速 度 ジャイロ 複 合 センサマイクロコントローラ Sensor I/F (Serial, ADC) 照 度 温 度 センサ 制 御 センサ 制 御 センサ 制 御 HOST I/F 各 種 アルゴリズムと ドライバを 提 供 4 方 向 検 出 ジャイロ センサ CIGS イメージセンサ カラー タッチスクリーン コントローラ Wireless I2C/SPI メインプロセッサ Processing Devices メインプロセッサから レジスタにアクセスするだけ プロセッシンングデバイス 人 感 IR ウェアラブル 脈 派 センサ
32 ご 静 聴 ありがとうございました