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IoT/M2Mを支える最新ワイヤレス技術

[第5回]マイクロ環境発電で動作する超低消費電力無線技術「EnOcean」

服部 俊幸=アーミン(株) 代表取締役 2015/10/19 ITpro

 近年注目されてきたエナジーハーベスト技術による無線通信を実用化している無線技術「EnOcean」の概説と、そのIoT/M2Mへの関わり、応用について解説します。

 独エンオーシャン(EnOcean GmbH)は、2001年に独シーメンス中央研究所でのエナジーハーベストの研究成果を基に設立された会社です。エナジーハーベストとは、自然界に広く薄く存在する光・熱・振動などで未利用のエネルギーを収穫(ハーベスト)して電力に変換することです。「環境発電」あるいは「マイクロ環境発電」とも呼びます。

 エナジーハーベストで得られる微小な電力の応用分野を探し求めた結果、ビルオートメーション向けの近距離無線に可能性があることが分かりました。そこで、まず初めに電磁誘導方式の無線スイッチによる照明システムを実用化しました。その後、空調制御などを含むビルオートメーションシステムの一部を担う技術として、欧米で市場実績を築きつつあります。

 日本国内では主に無線周波数の関係でこれまで欧米並みには普及して来ませんでしたが、近年、無線スイッチ・センサー向けに使い勝手の良い920MHz帯の無線モジュールが日本向けにリリースされ、IoT/M2M分野への応用・普及が期待されているところです。

 EnOceanは、免許を要しない特定小電力無線に分類され、到達範囲は比較的小規模な範囲、おおよそ住宅一棟くらいをカバーします。従ってインターネットへの接続には別途、「ゲートウエイ」と称する装置を要します。

 以降、EnOceanの概要からIoT/M2M向けインターネットへの接続方法に至るまでを順次説明します。

EnOceanの概要と特徴

 エンオーシャンとエンオーシャン・アライアンス(EnOcean Alliance)は、当初より様々なメーカーの最終製品間での相互運用性(inter-operability)を確保するため、OSI参照モデルで言う物理層からアプリケーション層までの標準化に力を注いできました。

 EnOceanの仕様は、2012年に国際標準規格「ISO/IEC14543-3-10」が規定しています。規定されているのは、物理層、データリンク層、ネットワーク層の下位3層です。データの転送単位は、物理層がビット/フレーム(bits/frame)、データリンク層がサブテレグラム(sub-telegram)、ネットワーク層がテレグラム(telegram)となっています。この国際規格をエンオーシャンが実装し、その内容をまとめたものが「EnOcean Radio Protocol」(ERP)と「EnOcean Serial Protocol」(ESP)です。

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