IoT・組込みシステムの基礎概念

IoT (Internet of Things、モノのインターネット) は、身の回りのモノに通信機能を持たせてネットワークにつなぎ、モノが集めたデータを活用する仕組みである。

IoT の機器は、温度や位置などを測るセンサーなどで状態をつかみ、通信機能でサーバーへデータを送る。制御まで行う機器は、受け取った指示を動きに変える駆動部 (アクチュエーター) も備える。集まったデータはサーバー側で分析され、離れた場所からの監視や機器の自動制御に生かされる。

たとえこれまで人どうしが連絡を取り合う場だったネットワークに、家の窓や畑の土までが加わり、自分から「今こうなっている」と知らせてくるイメージ。

覚え方Things は英語の「モノ」。インターネットの参加者が人からモノへ広がった、と頭文字の T で覚える。

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組込みシステム は、決まった役割だけをこなすために機器の中に組み込まれた専用のコンピュータシステムである。

組込みシステムは、機器に合わせて選んだ部品とソフトウェアで、決まった処理を繰り返し行う。中心になるのは、演算・記憶・入出力の回路を小さくまとめたマイクロコンピュータ (マイコン) である。

たとえ何でも作れる料理人ではなく、毎日同じパンだけを同じ手順で焼き続けるパン焼き機の担当者のような存在。

覚え方英語では embedded (埋め込まれた) system。機器の中に埋まっていて外からは見えないコンピュータ、と語から思い出す。

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ファームウェア は、機器の内部メモリに書き込まれ、ハードウェアの部品を直接動かす土台の役割を受け持つソフトウェアである。

電源を入れると最初に動き出し、ボタンやモーター、表示部などの部品を制御する。組込みシステムの中で動くソフトウェアを組込みソフトウェアといい、ファームウェアはその中で部品の制御という土台を受け持つ。書き換えできるフラッシュメモリに置かれることが多く、後からアップデートして不具合を直したり機能を足したりできる。

たとえ家電の本体に書き込まれた動作の手順書のようなもので、普段は目に触れないが、手順書を新しくすれば同じ本体のまま動きが変わる。

覚え方firm は「固い」。hard (ハードウェア) と soft (ソフトウェア) の間に位置する、硬めのソフトという字面で覚える。

この用語の過去問 3 題 ファームウェア →

クラウドサービス は、事業者がインターネット越しに提供するサーバーやソフトウェアなどの IT 資源を、利用者が必要な分だけ借りて使うサービスである。

IoT では、多くの機器から届く大量のデータをためて分析する場としてよく使われる。利用者は設備を自分で持たずに済み、使った量に応じて料金を払う形が多い。

たとえ自宅に発電機を置かず、電力会社の電気を使った分だけ払うのと同じで、設備の持ち主と使う人が分かれている。

覚え方cloud は「雲」。ネットワークの図でインターネットの部分を雲の形で描いた習慣から付いた名前。

ロボティクス は、ロボットを設計し、作り、思いどおりに動かすための研究と技術をまとめた技術分野である。

機械の構造、電子回路、制御のソフトウェアといった複数の分野の知識を組み合わせて扱う。周りの状況をセンサーでつかみ、動き方を決め、アクチュエーターで体を動かすまでの一連の仕組みづくりが中心になる。

たとえ料理そのものに対する料理学のような関係で、一皿ずつではなく作り方の体系のほうを指す。

覚え方robot に学問を表す -ics (physics や electronics と同じ語尾) が付いた語。

ロボット は、センサーで周囲の状況をつかみ、内部のコンピュータが判断して、モーターなどで自ら動く機械である。

工場で部品を組み付ける産業用ロボットのほか、家庭で床を掃除するロボットや、人と会話するロボットなど用途は広い。動きの制御には、機器の中の組込みシステムが使われる。

覚え方チェコの作家チャペックの戯曲で生まれた語で、チェコ語の robota (労働) が元になっている。