本ユニットでは、多数のIoT機器を束ねるIoTエリアネットワークの構成と、それを支える省電力・広域のLPWA、省電力・近距離のBLE、位置や情報を発信するビーコン、そしてデータを末端近くで処理するエッジコンピューティングを学びます。ネットワーク方式の中でも近年出題が増えている重要分野です。
IoT機器を相互接続し、ゲートウェイを介して上位網へつなぐ近距離ネットワーク。
IoTエリアネットワークは、センサーや家電などのIoT機器を一定範囲内で結び付けるネットワークです。多数の機器をまとめ、IoTゲートウェイを経由してインターネットやクラウド側のサーバへデータを送る構成をとります。 機器同士は近距離・省電力の無線(BLEなど)で結ばれることが多く、ゲートウェイが「橋渡し役」として広域網へ中継します。試験では、IoT機器→エリアネットワーク→ゲートウェイ→クラウドという全体構成の中で各要素がどの位置にあるかを問われます。多数の末端機器を束ねる枠組みである点を押さえましょう。
たとえ学校の各教室(IoT機器)を校内放送で結び、職員室の交換機(ゲートウェイ)を通して外部へつなぐ仕組みに似ています。教室同士は近距離でまとまり、外への窓口は一つに集約されます。
記憶フックIoTエリアネットワークといえばIoT機器を束ねゲートウェイで上位網へつなぐ近距離網
省電力で数km規模の広域通信を行うIoT向け無線通信方式の総称。
LPWA(Low Power Wide Area)は、消費電力を抑えながら数km〜十数kmの広い範囲をカバーするIoT向けの無線通信方式です。通信速度は低い(低速)ものの、電池で長期間動かせるため、広域に点在するセンサーの遠隔監視などに向きます。 試験では「省電力・広域・低速」という特徴の組み合わせが頻出です。高速だが消費電力の大きいWi-Fiや、近距離のBLEとの違いを問われます。畑の土壌センサーやガス・水道のメーター検針など、広い範囲に少量データを送る用途の代表例として理解しておきましょう。
たとえ燃費をとことん良くした代わりに荷物は少しだけ運ぶ、長距離向けの軽トラックのようなもの。速くはないが遠くまで、燃料(電池)をほとんど使わずに届けます。
記憶フックLPWAといえば省電力・広域・低速のIoT向け無線
省電力に特化した近距離無線通信規格(Bluetooth Low Energy)。
BLE(Bluetooth Low Energy)は、Bluetoothの中でも消費電力を極力抑えた近距離無線通信の規格です。ボタン電池でも長期間動作でき、センサーやウェアラブル機器、ビーコンなど少量のデータを近くでやり取りするIoT機器に広く使われます。 試験では「省電力・近距離」という点で、広域のLPWAと対比して問われます。従来のBluetoothが音声や音楽など連続的なデータ転送を得意とするのに対し、BLEは間欠的に少量データを送る用途に向く点が違いです。近距離・省電力といえばBLE、と押さえましょう。
たとえ声を張らずにそっと隣の人へ耳打ちするようなもの。遠くには届かないけれど、近くへ少しずつ伝えるなら体力(電池)をほとんど使いません。
記憶フックBLEといえば省電力・近距離のBluetooth
BLE等の電波を周期的に発信し、位置検知や情報提供に使う仕組み。
ビーコンは、BLEなどの電波を一定間隔で発信し続ける小型の発信機(またはその仕組み)です。電波を受け取ったスマートフォン側が発信元との距離や位置を把握でき、近くにいる人へ情報を届けたり、屋内での位置測位に使われたりします。 店舗でのクーポン配信、施設での道案内、来場者の動線把握などが代表例です。試験では、GPSが届きにくい屋内での位置検知や、近接した利用者への情報配信に用いられる点が問われます。BLEを発信側から応用した仕組みとして理解しておきましょう。
たとえ灯台が周期的に光を放ち、近くの船がそれを見て自分の位置を知るのに似ています。発信側はただ光(電波)を出し続け、受け取った側が位置を把握します。
記憶フックビーコンといえば電波を周期発信して近接検知・屋内測位
データを発生源の末端近くで処理し、クラウド集中処理を補う方式。
エッジコンピューティングは、IoT機器が生み出すデータを、遠くのクラウドへ全部送る前に、機器に近い末端(エッジ)側でまず処理する考え方です。現場近くのゲートウェイやサーバで処理することで、応答を速くし、通信量やクラウドの負荷を減らせます。 試験では、すべてを中央のクラウドで処理する集中型との違いが問われます。リアルタイム性が求められる制御や、大量データの一次処理を末端で済ませる点が利点です。「近くで処理する」のがエッジ、「中央へ集めて処理する」のがクラウド、と対比で押さえましょう。
たとえ本社に全部送らず、各支店でその場でさばける用件は支店内で処理するようなもの。手元で片付けるぶん、返事が速く本社の混雑も減らせます。
記憶フックエッジコンピューティングといえばデータを末端近くで処理
関連の過去問演習は今後のアップデートで追加予定です。