2018-03-19

IoTのさらなる普及拡大に向けて、乗り越えるべき壁とは? 無線技術・LPWAなら低コストでIoT環境の整備もできる

IoT分野の重要なキーテクノロジーとして注目を集めている「LPWA(Low Power Wide Area)」。これは、その名のとおり「省電力・広域通信」を可能とする無線技術だ。なぜこの技術が注目を集めるのか。それはIoT普及の壁となっている電源・コスト・エリアの課題を解消し、IoTの適用範囲を格段に広げる可能性を秘めているからだ。すでに日本でも2018年1月に、「KDDI IoT 通信サービス LPWA(LTE-M)」の提供が、通信キャリアの先陣を切って開始された。これによりどんなユーザーメリットが生まれるのか、ここではその特長や適用例などについて紹介したい。

IoTは、どうしたらもっと普及するのか

クラウド、ビッグデータ、IoTといった先進技術は、今やグローバルビジネスの進化を支えるテクノロジーとして不可欠な存在となっている。中でも、モノのインターネットと呼ばれるIoT(Internet of Things)は、工場や倉庫の生産・物流・品質管理などに加え、スマートメーター、災害発生の予兆検知、建設・土木工事現場の遠隔監視など、さまざまなシーンで新たな価値を生み出している。

だが、IoTのさらなる普及拡大に向けては「乗り越えるべき壁もあります」と、KDDI ビジネスIoT企画部長の原田圭悟氏は指摘する。

KDDI株式会社 ビジネスIoT企画部長 原田 圭悟氏

「従来のIoTデバイスは、消費電力が大きいため、電源を確保できる場所に設置することが前提でした。またLTEに代表される携帯電話網は通信コストが高いため、一定の費用負担に見合うビジネスモデルでしか活用されていないのが現状です」

IoTによるデータ活用において、その取り組みが加速しない課題とは?

通信エリアに関しても、既存の携帯電話網は山間部などの非居住地、地下室やマンホールといった場所では使えないケースが多く、IoT活用には適していないとされていた。そこで、こうした課題を解決するために登場したのが、新たな無線技術「LPWA」である。LPWAが従来の技術と大きく違うのは、少ない電力消費で長距離のデータ通信が行える点にある。LPWAは世界中で複数の規格が策定されているが、IoT向けのLPWAとして本命視されているのが「LTE-M(Long Term Evolution for Machines)」である。

既存のLTEの空いた帯域を使うLTE-Mは、広域なエリアカバレッジに加え、上り/下りとも最大1Mbpsの通信速度を持ち、扱うデータ量が少ないIoT通信としては必要十分な実力を備えている。また、無線免許を必要としない周波数帯を利用する他のLPWAとは異なり、日本でLTE-Mのサービスを提供するのは、総務省から免許を交付された通信キャリアに限定される。各キャリアに割り当てられた専用の周波数帯で通信を行うため、電波干渉が起こりにくく、安定した接続環境が整えられるのである。

世界標準規格として制定されたLTE-Mは、既に海外でサービスが開始されているが、日本でも2018年1月よりKDDIが初の商用サービスを開始した。それが「KDDI IoT通信サービス LPWA(LTE-M)」である。

月額40円からのIoT通信サービスを国内初リリース

「『KDDI IoT通信サービス LPWA(LTE-M)』は、単3電池2本で10年稼働する『省電力』、非居住地や地下なども含めて今以上に広く届く『広域エリア』、月額40円からの『低コスト』という3つの特長を兼ね備えています」と原田氏は言う。

「KDDI IoTコネクト LPWA(LTE-M)」サービス
2018年1月から国内で初めて開始された。単3電池2本で10年稼働する「省電力」、非居住地や地下なども含めた「広域エリア」、月額40円からの「低コスト」という特長を兼ね備えている


そうした特長を同社ではどのように実現したのだろうか。

まず「省電力」では2つの低消費電力技術に注目したい。1つは待受時の電波サーチの頻度を下げる「eDRX(extended Discontinuous Reception)」。もう1つは指定した期間の電波サーチを止める「PSM(Power Saving Mode)」だ。この2つの技術によって、単3電池2本で10年稼働する低消費電力を実現。電源のない環境でも電池駆動によって、さまざまな機器のIoT化が可能となり、適用シーンや柔軟性を格段に広げるのである。

次に「広域エリア」では、データを複数回再送することでIoTデバイスと基地局間のデータの送受信成功率を向上させる「カバレッジ拡張技術(Coverage Enhancement)」を適用。基地局から端末までの伝送距離を従来のLTEより5km以上延ばすことが可能となり、非居住地や地下駐車場、マンホールなどでもIoTの活用が可能になるという。

「低コスト」については、「LPWA10」、「LPWA100」、「LPWA500」という、データ容量に応じた専用料金プランを策定。LPWA10で契約回線数が500万回線超の場合、1回線あたり月額40円という破格のコストとなる。

こうした3つの特長に加え、KDDI IoTコネクト LPWA(LTE-M)では、回線(SIM)管理に必要な「SIM制御」や「SIM発注」、「各種ログ情報(トラフィック量、課金データ、回線状態一覧など)の提供」を、Web上のサービスポータルから利用可能。またKDDI独自の「SIMセキュリティ」や「インターネットVPN」機能をオプションサービスとして提供している点も大きなポイントだ。

「あらゆるモノがインターネットにつながるIoTでは、どうしても脆弱性を抱えたIoTデバイスがサイバー攻撃で悪用されたり、情報が流出したりするリスクが発生します。そこで、お客さまサーバと機器間を閉域網で接続する『インターネットVPN』と、暗号鍵で不正アクセスを防止する『SIMセキュリティ』を独自に提供し、お客さまが安心してIoTビジネスを展開していただけるようにしました」と原田氏は説明する。

KDDIが提供するのはこれだけでない。増え続けるIoTデバイスを容易に遠隔管理できるよう、通信サービスにあわせて「KDDI IoTクラウド デバイス管理」の提供も開始した。これはIoTデバイス管理プロトコルの世界標準「OMA Lightweight M2M」に、KDDI独自の機能をアドオンしたもの。顧客ニーズにきめ細かく対応した機能が作り込まれている。

例えば「デバイス状態管理」では、IoT機器ごとのバッテリー残量や電波受信状態を見える化するほか、設定した閾値をキーとして、アラーム通知を受け取れる。また「デバイス遠隔設定」では、省電力モードの設定変更や通信間隔の値をリモートで簡単に行うことができる。ネットワークの混雑状態を自動判断し、最適なタイミングで「ファームウェア更新」ができる機能も用意した。

「KDDI IoTクラウド デバイス管理(LTE-M)」サービス
Open Mobile Allianceで策定されたIoTデバイス管理プロトコル「OMA Lightweight M2M」をベースに、KDDI独自の機能をアドオンしたもの。デバイスの状態管理や遠隔設定、ファームウェア更新などが行えるようになる


こうした先進的なサービスをKDDIがなぜ提供できるのか、それは、同社が15年以上も前から、当時「M2M」や「ユビキタスネットワーク」と呼ばれていたIoTに関する技術とノウハウを、実践的なサービス提供の中で蓄積してきたからにほかならない。

「長年にわたってM2M/IoTのビジネスを展開してきたことで様々な気付きを得られました。その1つが、膨大なデバイスを1カ所で集中管理したい、できるだけ現場に行かずに設定変更やアップデートを行いたいという、お客さまの強いご要望でした。今回提供するデバイス管理機能でも、それらのご意見をしっかりと反映させています」(原田氏)

過去15年のIoTサービス実績から顧客ニーズを創出

これらの特長を備えた「KDDI IoT通信サービス LPWA(LTE-M)」を利用することで、顧客にはさまざまなメリットが生まれる。

まず、LPWAを使えばこれまでセンサー・デバイスの設置が難しかった山間部や農作地、河川や地下エリアにもIoTの適応範囲を広げることができる。

実際にKDDIは、日立システムズ、トミス、イートラストなどのパートナー企業と、マンホール内の水質・水量の把握、有毒ガスの発生有無、開閉状態などの遠隔監視をLPWAで実現する「防犯・安全対策ソリューション」の提供を開始。また日油技研とは、水位監視センサーとLPWAで、河川の氾濫などを早期に検知し、地域住民の安心・安全確保に向けたソリューション開発にも取り組んでいるという。

トイレでIoTを使うと何が実現出来るのか?

適応領域が広がるだけでなく、従来IoTを適用していた領域でも、LPWAならより低コストでIoT環境が整備できる。このため、同じコストでデバイスの設置密度を高め、一段ときめ細かなデータ収集や制御を実現できるようになる。例えば、商用電源が確保しにくい屋外やメーターボックス内に設置されるガスメーターでも、LPWAなら電池動作が可能となりますし、マンホールの下に入った水位センサーからでもデータ送信が可能となり、水位検知が行えるようになるわけだ。

さらに荷物追跡への適用では、より低価格な荷物追跡サービスの開発が可能となる。段ボール箱ごとに位置をリアルタイムに特定し、到着を待つ顧客へWeb上から詳細なステータスを知らせるサービスなどが実現できるだろう。

「LPWAによる今後の成長領域としては、既に実用化が進んでいるテレマティクスやスマートメーターに加え、産業機器やビル設備、農業向けの遠隔監視、車両・宅配・物流向けの追跡・管理、セキュリティ・見守り、ヘルスケアによる体調管理などが想定されています。IoTの領域が広がることで、ウォーターサーバーの水が少なくなれば配達に来てくれるサービス、ゴミがあふれる前に検知して回収するサービスなど、普段の暮らしの中でも新しい体験が広がってくるでしょう」(原田氏)

確かにLPWAの用途は枚挙にいとまがない。ビジネスから公共サービス、産業活動、個人の生活に至るまで、あらゆるシーンで多くの応用例が想定されている。

豊富な実績をベースに開発された「KDDI IoT通信サービス LPWA(LTE-M)」は、こうした従来のビジネスモデルと同様、単純な回線サービスの提供ではなく、用途に応じたセンサー・デバイスからデータ活用クラウドまでをワンストップに提供することで、パートナー企業と一体となったソリューション開発や、データ活用による新たなノベーションを支援するエコシステムを志向したものといえる。

KDDIはこれからも、さまざまな顧客企業がそれぞれのユーザーに新たなカスタマーエクスペリエンス(顧客体験価値)を生み出していけるよう、IoTビジネスを全力でサポートしていくという。IoT分野でのKDDIのプレゼンスは、これからもますます高まっていくことは間違いない。

IoTの推進に必要な三つの視点とは?

記事提供元

IoT Today
http://iottoday.jp/

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横浜市

「未来の家プロジェクト」は横浜市が立ち上げた「I▢TOP(アイトップ)横浜」の個別プロジェクトの一つであり、IoTスマートホームを用いた実証実験を通じて、高齢者の独り暮らしや災害時の対応といった社会課題の解決や新規ビジネス創出を目指します。また、横浜市は本プロジェクトに協業していただける企業への呼びかけや実証実験の場の提供に向けた調整を行います。

I▢TOP横浜とは、横浜市が2017年4月に立ち上げた横浜経済の強みである「ものづくり・IT産業の集積」を活かし、IoT等を活用したビジネス創出に向けた交流・連携、プロジェクト推進、人材育成等の場となる「IoTオープンイノベーション・パートナーズ」のことです。

株式会社NTTドコモ

様々なメーカーのIoT機器を一元的に管理、制御可能なIoTアクセス制御エンジン技術を、セミナーなどを通じて提供するとともに、実証実験施設として「IoTスマートホーム」を提供しています。また、IoT機器メーカーなどと協力し、IoTアクセス制御エンジン技術を活用した数多くのIoTサービスの創出を支援してまいります。

and factory株式会社

日本初のスマートホステル「&AND HOSTEL」のプロデュース経験とプラットフォームアプリ「&IoT」の開発実績を活かし、IoTスマートホームの居住者のユーザー体験設計と、居住者に便利に快適に生活してもらうためのアプリ開発を行っております。また、今後協業する企業との事業検討、企画を行い、実証実験から事業化を推進し、IoTスマートホームを普及させていく役割を担っています。

富士通コネクテッドテクノロジーズ

長年のスマートフォン開発で培ったセンシング技術、音声認識技術を応用し、居住者に健康な生活を送っていただくために、居住者の健康状態(ストレス、血管年齢、心拍数)を測定しアドバイスを提供するデバイスを開発を行いました。健康をアドバイスするエージェントデバイスをIoTスマートホーム内に設置しております。

相鉄グループ

相鉄沿線での低未利用地を活用し、実証実験の場を提供するほか、相鉄グループの各事業との連携も含めて協力してまいります。相鉄グループは、”相鉄いずみ野線沿線 環境未来都市”「誰もが住みたい、住み続けたいと思える持続可能なまちづくり」に取り組んでいます。 今後も沿線の魅力や暮らしやすさを高める取り組みを関係者と一体となって実施してまいります。

凸版印刷

凸版印刷は、「住まいは、くらす人と対話する存在へ」をコンセプトに「トッパンIoT建材シリーズ」を開発しております。本プロジェクトでは、開発中のトッパンIoT建材シリーズをIoTスマートホームに導入し、さりげなく「見守り」、「居住者が家と対話」をしながら便利にくらすなど、建材としてストレスフリーな生活を支える検証をしてまいります。

foo.Log

自社サービスで蓄積した食事に関する膨大な記録データと東京大学と共同研究している最先端の画像解析技術を元に写真に写った食事メニューを推定する機能と食事に関連するアドバイスを提供する機能をIoTスマートホームに提供しています。今後はIoTスマートホームで蓄積した新たなデータから、IoT機器と連携した使いやすい機能の開発を進めて参ります。

資生堂

デバイスで操作できる化粧品吐出デバイスを設置し、他の各種環境センシングおよび生活行動ログ等との関連性を検討することで、美容のよい空間をづくりを目指してまいります。

グリーンブルー

環境調査、環境モニタリングで培った測定技術をベースに、各種測定器、センサーを用いて、IoTスマートホーム居住者の日常生活に伴う環境影響(PM2.5、CO2、VOC等)を測定し、収集データの解析・評価をしています。快適な住環境の創造に向けて、“空気”の視点から各社デバイスとの関連性を追究し、新サービスの創出に取り組んでまいります。

三和シヤッター工業

社会のニーズや生活スタイルに適応した商品をラインナップすることに積極的に取り組み、より良い未来の住環境づくりに協力したいと考えております。本プロジェクトでは各種デバイスで操作できる窓シャッターを提供しています。

SMK

これまでのコネクタ、タッチパネル、スイッチ、リモコン、RF通信モジュールなどの主力ビジネスに加え、最近の取り組みとして、パートナー様との協業やオープンイノベーションの推進によるIoT関連の新規事業創出を積極的に進めています。本プロジェクトでは、BLEを利用した「見守りセンサー」を設置し、お部屋にいる方の活動の有無や出入りをモニターするシステムをご提供しております。

アイホン株式会社

アイホンはインターホン専門メーカーとして、住まう人一人ひとりが快適で安全に過ごせるコミュニケーションシステムを提供しています。このプロジェクトではIoTスマートホームとインターホンがつながることで新たなサービスを創出し、魅力ある製品開発へ活かしてまいります。

株式会社アロマジョイン

世界初の香り制御装置「アロマシューター」の開発・製造及び販売

株式会社ニチベイ

当社は、ブラインド・ロールスクリーンと間仕切りの専門メーカーです。光と熱のコントロールを通じて「快適な住空間づくり」に取り組んでいます。本プロジェクトでは、当社の電動製品を様々な機器と連携することにより、窓まわりのIoT化に貢献してまいります。

株式会社フィッツコーポレーション

「豊かさが香るものづくり」をビジョンとし、オリジナルブランドのフレグランスアイテムの企画開発・販売、海外ブランドの日本正規代理店として輸入・販売を行う。現在約40ブランドを取扱い、百貨店からコンビニエンスストアまで幅広い流通展開が特徴。現在、「快適な眠り空間をサポートする香り」を杏林大学脳科学 古賀教授とともに、「眠りと香り」について被験者テストなどを通じて開発中。