スマートセンシング：IoTとIIoTインフラの急成長を牽引

スマートセンシングソリューションに接続することで、重要なデータポイントが組織の意思決定を支援し、パフォーマンスの最適化、問題の予防と解決、予知保全、効率向上を実現します。

業界アプリケーションで監視すべき対象が1つであれ複数であれ、汎用性の高いスマートセンシングプラットフォームの導入は理にかなっています。複数のセンサタイプ、複数の接続オプション、クラウドまたはオンプレミス監視を備えたプラットフォームは、あらゆる種類の重要な運用データを収集する優れた能力を提供します。

1つのプラットフォームで複数のIoTセンシングおよび接続プラットフォームを実現できます。例えば、ハードウェアとファームウェア（センサ、ゲートウェイ、アクセサリ）にクラウドとオンプレミスの接続とソフトウェアを組み合わせたものです。導入後、IoTセンサデータを効率的に収集、安全に受信、迅速に対応できます。

幅広いセンサが、一般的から珍しいまで、ほぼあらゆる業界アプリケーションを監視できます。バナナの熟成追跡、埋立地廃棄物温度、ベッドバグ熱処理、食品加工プラントのHVACシステムにおける風速などを監視するセンサを想像してください。

Wi-Fi、Power over Ethernet、セルラーセンサは、環境条件、電力、動き、温度、光、湿度、水、振動、電流、圧力、動き、ガス、アクセスなどを監視できます。

ワイヤレスセンサの仕組み

例えばMonnitのALTAワイヤレスセンサは、低消費電力で長距離マルチ周波数無線、干渉耐性を持つ柔軟なマイクロコントローラを搭載しています。これらはセルラーまたはEthernetゲートウェイを通じてクラウドソフトウェアにデータを送信し、運用のリモート設定、監視、自動化を可能にします。

これらのセンサのほぼすべてが、主要測定項目に加えて温度も監視します。高度な振動計のように、複数のデータポイントを収集するものもあります。振動周波数、クレストファクトル、速度、変位、加速度、デューティサイクル、温度を測定します。

スマートセンサが提供できる汎用性の例として：

• Monnit ALTA XLゲートウェイ接続時、18枚以上の壁や床を貫通して2,000フィート以上のワイヤレス接続。

• 周波数ホッピングスペクトラム拡散（FHSS）統合により、より長いワイヤレス範囲とインテリジェントな信号干渉耐性を実現。物理的障害物、外部RFシステム、電磁干渉（EMI）からの障害耐性。

• 楕円曲線Diffie-Hellman 256ビット鍵交換、128ビットAES、256ビットSHA-3、CBC暗号によるセキュリティ。

• ゲートウェイ接続喪失時、2,000〜4,000読み取り分のデータログ（不揮発性フラッシュ、電源サイクル後も持続）。

• クラウド経由でファームウェアオーバーザエア（FOTA）アップデートとセンサ設定を配信。

サイトサーベイツールは、センサ配置に最適な、最も強力で高品質な信号の場所を特定するのに役立ちます。Monnitは、標準温度、低温、湿度センサで米国国立標準技術研究所（NIST）認証の取得を支援します。

柔軟な長距離ワイヤレス接続

ALTAおよびALTA XLエンタープライズおよび産業用IoTセルラーゲートウェイは、4G LTE CAT-M1/NB2エンジンとエンタープライズEthernetプラットフォームをMonnitのワイヤレスアクセスポイントネットワークと組み合わせ、センサデータを集約・通信します。

主な特徴：

• IoTゲートウェイは、見通し距離で最大1マイル、12枚以上の壁越しで1,200フィート以上のセンサと通信可能。

• IoTゲートウェイ（1ワット送信強度）は、商業ビル環境で18枚以上の壁越しに2,000フィート以上のデータ送受信が可能。

• Diffie-Hellman 256ビット鍵交換とAES-128 CBCによるセキュリティ。

• ゲートウェイあたり最大100センサをサポート。

• インターネット停止後、オンボードメモリが最大32,000センサメッセージを保存・送信し、データ収集を中断させません。

• グローバル利用向けLTE CAT-M1/NB2（バンド1〜5、8、12、13、18〜20、25〜28、66、71、85対応）。

• ファームウェアオーバーザエア（FOTA）ソフトウェアアップデート。

• GPS、GLONASS、BeiDou、Galileo、QZSS衛星をサポートするGNSSチップセットによる位置情報アドオンサービス。データはAPI経由で配信可能。

Monnit Ethernetゲートウェイを使用すると、PCなしでALTAセンサがiMonnit™ソフトウェアと通信でき、さまざまなワイヤレスIoTアプリケーションに対応します。電源を供給し、インターネット接続のあるオープンなEthernetポートにゲートウェイを接続するだけで、自動的にオンラインサーバに接続されます。

さまざまなアプリケーションへのALTAフレームワークの適応

当社の長距離ソフトウェア定義ワイヤレスセンサフレームワークは、Kellyリアルタイムオペレーティングシステム（KRTOS）に基づいています。そのコードは、センサとゲートウェイのリアルタイムおよび非時間クリティカルなプロセスを管理します。他の組み込みOSと同様に、KRTOSは異なるプロセス選出、特権、プロセッサリソースのアクセスレベルに関する具体的なルールを提供します。

当フレームワークは、無線用とアプリケーション固有の処理用という2つの主要なプロセスタイプを管理します。無線プロセスは、周波数ホッピングスペクトラム拡散（FHSS）のシーケンシングとタイミングをサポートするため、リアルタイム操作にマイクロ秒単位の要件があります。

アプリケーションプロファイルプロセスは比較的汎用的に記述されており、すべてのALTAセンサが定期的に測定しデータポイントを作成できるようになっています。一部のセンシングアプリケーションは、センサごとに異なる厳格な時間依存操作を必要とします。これらは、ハードウェアとKRTOSが提供する制御により効率的に実行できます。

また、精密な時間制御プロセス用のKRTOSベースのアプリケーションフレームワークもあります。多様なセンサアプリケーションを処理し、ALTAプラットフォームへの統合を容易にします。

センサで使用される共通の機能、メソッド、操作がサポートされています。これにより、エンジニアは新しいセンサアプリケーションをプラットフォームに適応させ、おなじみの機能を持つ標準的な管理ソフトウェアインターフェースを提供できます。

Circle™セルラーIoTセンサ

これらのセンサは、センサとゲートウェイエンジンを1デバイスに統合し、チップセットでアプリケーションをセルラーサービス経由でIoTに接続します。インターネットインフラが不足する遠隔地でのアプリケーション向けに設計されています。

低消費電力セルラーIoTセンサ：

• CAT-M1またはNB-IoTネットワークで動作し、クラウドへ直接通信。

• 取り外し可能なリードを使用して2つ以上のデータポイントを測定・送信。

• 堅牢なセルラーモジュールとエッジデータプロセッサを搭載。

Next™ Wi-Fiセンサ

第2世代Wi-Fiセンサは、広範なネットワーク範囲と強力な信号を提供します。

主な特徴：

• 5枚の壁越しで125フィート、または見通し500フィートの範囲で8種類のセンサデータを取得。

• プロトコル：802.11 b。

• 周波数帯域：2.412〜2.484 GHz。

• セキュリティ：オープン、WPA、WPA2、WPA3、およびセンサデータメッセージ用AES-128 CBC。

• ネットワーク設定：自動DHCP/DNSまたはスタティック。

• データレート：最大範囲のために最適なレートに自動設定。

PoE•Xセンサ

11種類のPoE•Xセンサが、ビルのPower over Ethernet（PoE）インフラに接続し、重要システムをリモート監視。このデータは、リソースを節約しながら快適性を向上させるスマートビルディングインサイトを提供し、運用を最適化します。

これらのセンサは、同じPoEケーブルで電力を受信しデータを送信します。この二位一体の機能により、スペース使用を最適化し、広範なレイアウトニーズと高密度センサネットワーク（データセンターなど）に対応します。

スマートセンシングを前進させる進歩

かつて未来的と考えられていたテクノロジーが、ますます主流となり、多くの業界でスマートセンシングを前進させています。

• 人工知能（AI）、コンピュータビジョン（CV）、機械学習（ML）により、リアルタイムデータ処理、高度なパターン認識、予測分析が可能になり、よりスマートな自動化、効率の最適化、情報に基づく意思決定を実現。

• 仮想・拡張・複合現実（VR、AR、MR）とデジタルツインにより、IoTアプリケーションにおける没入型データ可視化、リアルタイムリモート監視、インタラクティブな制御を強化。

• CAT-M1、NB-IoT、エッジ処理、5Gセルラーテクノロジーにより、より高速で信頼性が高く、エネルギー効率に優れた接続性を提供。リアルタイムデータ処理、デバイス到達範囲の拡大、高度な自動化をサポート。

• プラグアンドプレイのマルチセンサとマイクロセンサにより、シームレスな統合と接続性を実現し、IoTエンジニアリングと導入をより効率的かつカスタマイズ可能に。

• エネルギー調達、収穫、バッテリ革新により、自己電源デバイスを促進しセンサ寿命を延長。より持続可能で効率的なIoT導入を実現。

これらおよびその他の補完的テクノロジーが進化するにつれ、スマートセンシングは優れた成果を発揮します。汎用性の高いスマートセンシングプラットフォームは、格差を防ぎ、相互運用性、適応性、カスタマイズ性を促進し、1つまたは複数のIoTアプリケーションに合わせて調整できます。

本記事はMonnitの創業者兼CEO、Brad Walters氏によって執筆されました。詳細についてはこちらをご覧いただくか、Walters氏までご連絡ください：This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.。