HEMS

数年前まで、住宅にHEMSを備える、といった言葉をよく耳にしました。HEMSとは、Home Energy Management Systemの略で、エアコンや照明、家電などを有線や無線でつなぎ、使用している電力をモニターなどで「見える化」するシステムのことです。

→HEMS(ホームエネルギーマネジメントシステム) – 環境技術解説|環境展望台:国立環境研究所 環境情報メディア

モニターやスマホなどからエアコンや照明などの電気機器の電源をON・OFFしたり、エアコンの設定温度を変えたりといった制御も可能になります。スマートハウスと呼ばれる所以です。

住宅にHEMSを導入すると、節電効果が期待できます。家で使っている電力がリアルタイムで見えるようになれば、無駄な照明を落としたり、電気を使い過ぎないよう気を付けたりしたくなるからです。政府は、地球環境保全の観点からも、2030年までに全世帯(5000万世帯)にHEMSを普及させる目標を打ち出しています。

一方で、当初予想していた速度では普及が進んでいないようです。費用などの問題もありますが、集めたデータの活用法も見いだせず、導入の効果が期待ほどではないという声も聞かれます。

この理由の一つは、HEMSに接続される機器が、専用のインターフェースを備えており、IoTデバイスのようにインターネットに直接接続されるものではないことです。これが可能となれば、得られた情報をサービス事業者全体が統一してビッグデータ化し、新しい価値が生まれる可能性があります。例えば、気象情報と連動した室温制御や電力制御などです。

Geo-Stickは、インターネットと一体となって動作するIoTデバイスです。将来は、地震時の住宅内の情報や画像を、遠隔地のスマホで見ることができるようにしたいと考えています。HEMSだけでなく、このようなIoTを活用した住宅がスマートハウスかもしれません。

HD-PLC

100Vなどの既存の電力線を用い高速データ通信を実現する技術が、HD-PLC(High Definition Power Line Communication)です。

→高速PLC通信とは? | HD-PLCアライアンス

HD-PLCは、パナソニックの研究所が中心となって2000年に開発した通信規格であり、電力線で電力とデータの2つを一緒に伝送し、専用アダプターをコンセントに差し込むだけで電力の供給と通信を実現する優れものです。パナソニックの創業者である松下幸之助氏が発明した、電灯と家電用ソケットの両方に使える「二股ソケット」と同様のコンセプトだとされています。魅力的な技術ですが、無線LANなどの発展に押され、いったんは忘れられかけたていました。しかし、IoT時代の到来で再び注目されています。その理由は、既存の無線LANや有線LANなどに対していくつかの優位点があるからです。

1つめは、電源のあるところであれば、ネットワーク環境を容易に構築できることです。LANケーブルの新規敷設などの必要がなく、構築コストを大幅に削減できます。2つめは、通信の安定性が挙げられる。金属など無線の届かない障害物や部屋間でも通信できるので、無線通信の不安定が解決されます。その他、マルチホップ機能によりkmオーダーでの通信も可能であることや、電力とデータを同時に扱うため、通信のための消費電力を抑えられるといった優位性も挙げられます。

Geo-Stickを既存の建物に設置することを考えると、新規にネットワーク環境を構築することが困難なケースも想定されることから、HD-PLCの活用も視野に入れています。

ラズパイ

ラズベリーパイをご存じでしょうか。IoTのムーブメントが巻き起こっているなか、ラズベリーパイ(Raspberry Pi、略称ラズパイ)という言葉を目にする機会が増えています。ラズベリーパイは、イギリスのラズベリーパイ財団が開発した超小型のシングルボードコンピュータです。名刺サイズの小さな1枚の基板に、ARMベースのCPUや、パソコンを構成するハードウェアの大半が詰め込まれていて、HDMI/USB/LAN等のインターフェイスを利用することが可能です。

→ラズベリーパイ正規総代理店 – RSコンポーネンツ | 半導体・電子部品の通販 RSオンライン

ラズベリーパイは、もともと学校でのコンピュータ教育を目的に開発されており、価格が数千円に抑えられています。最初に登場したのは2012年ですが、現在ではネットワーク対応や処理速度の向上、ワイヤレス通信への対応などが図られ、2016年には累計販売数が1,100万台を超えたとの情報もあります。

→Raspberry Pi | Wikipedia

この小型で廉価なやシングルボードコンピュータは、教育だけでなくプロの製品開発分野でも使われています。Geo-Stickでも、USB/Etherの変換器の試作機として使われています。アイデア次第で、様々なIoTの実現が期待される魅力的なコンピュータです。

5G

最近、通信の分野でよく耳にするのが5Gです。Gは世代を表すGenerationの頭文字で、5Gは第五世代の移動通信システムを表しています。世代交代はおおよそ10年毎に起こっており、ドコモなどでは2020年の実用化を目指して開発がすすめられています。

→5G(第5世代移動通信システム) | 企業情報 | NTTドコモ

スマホでメールやSNSを使ったり、音楽や動画を楽しんだりしている範囲では、現状の4G通信で大きな不満を感じることはありません。しかし、今後はIoT化が急速に進み、ありとあらゆるモノがインターネットに接続することで通信量の増大が見込まれており、高速通信を特徴とする5Gに期待が高まっています。車の自動運転やドローンによる情報収集、遠隔医療などでは5Gが不可欠となりそうです。

Geo-Stickでは、無線通信網を使うワイヤレスモデルを開発しています。これは、LANが設置されにくい体育館や避難所などで使われることを想定していますが、電柱や堤防など地震時に損傷が予想される屋外の構造物も対象としています。また、カメラを備えたモデルを開発し、地震時の被災状況を即時に伝えることも視野に入れています。

問題は、地震発生時には数多くのGeo-Stickからの通信を同時に受けることとなることや、送るデータも加速度波形データや画像など、重たいものになることです。このような場合には、5Gが頼りになる通信システムになりそうです。

IoT

IoT (Internet of Things)とは、従来インターネットに接続されていなかった様々なモノが、ネットワークを通じて相互に情報交換をする仕組みです。アマゾンのWebページにわかりやすい解説があります。また、総務省の情報通信白書(平成28年版)によると、IoTデバイスの数は2015年の154億個から、20年には304億個になるとされています。

→IoT とは?(Internet of Things)| AWS
→関係情報:情報通信関連:情報通信白書平成28年版

建築や土木の分野でもIoTの活用が進んでいます。建物で浸透するスマートハウスやスマートビルの概念では、建物内の温度や湿度、照度などを計測し、建物内のエネルギー消費を最小化したり、生活環境を最適化するよう、照明やエアコンを制御します。土木の分野では、各種センサにより建設機械や作業員の動きを把握し、作業効率や作業の安全性を高めるように施工管理がなされます。IoTは、インターネットに接続されたセンサ群がもたらす情報を総合し、新しい価値を創造する仕組みといえます。

Geo-Stickのような加速度計測システムも、インターネットに接続することにより、得られた情報を様々な方面に活用できるようになります。例えば、多くの建物にGeo-Stckが設置されたとすれば、地震時に揺れやすい地盤や建物を見つけ出すことができます。これらを補強することで地震に強いまちづくりが可能になります。