IoTを支える機器とエネルギー管理

IoT の定義と4つの基本要素

IoT（Internet of Things、モノのインターネット）は、コンピュータなどの情報通信機器だけでなく、いろいろなモノに通信機能を持たせてネットワークにつなぎ、データを集めて分析し、判断や自動制御に生かす仕組みです。対象は「インターネット又は閉域網（社内網のように外とつながない専用のネットワーク）に接続できる全てのモノ」です。アナログかディジタルか、人や生物かどうか、自分で分析する機器かどうかで対象を絞ることはしません。

試験では、データの流れを4つの段階に分けて問われます。

人の体にたとえると、センサが「目や耳」、通信が「神経」、解析が「脳」、表示や制御が「手足」です。「収集」に当てはまるものを聞かれたら、物理的な量を測っている部品（センサ）を選びます。

「IoT を説明したもの」を選ぶ問題では、データセンタ・ネットオークション・インターネット広告の説明が誤りの選択肢として並びます。様々なモノに通信機能・自動認識・遠隔計測・データの収集と分析・自動制御という言葉がそろっている選択肢が正解です。

IC タグ（RFID）：いちばん出る知識

RFID（Radio Frequency Identification）は、小さな IC チップとアンテナを組み込んだ IC タグを電波で読み取り、人やモノを識別・管理する技術です。リーダに触れさせずに読めるので、タグが汚れていても読めますし、箱に入れたまま梱包の外からでも読めます。電池を持たないタグは、リーダから届く電波をエネルギーにして動きます。

バーコードと比べると特徴がよく分かります。

試験では、ほかの技術の特徴を混ぜた選択肢が並びます。正体が分かれば消去できます。

IC カードの方式：距離で名前が変わる

IC カードには、金属の端子を当てて読む接触型と、電波で読む非接触型があります。非接触型は、読み取れる距離によって呼び名が変わります。

「ゲートのアンテナに軽く触れるだけで入退場」と書いてあれば近接型です。距離は「密着 < 近接 < 近傍」の順に長くなります。「近接」と「近傍」は字が似ているので、取り違えないよう注意してください。

組込みシステム：機器の中の専用コンピュータ

組込みシステムは、家電・自動車・医療機器などの中に組み込まれ、その機器を制御する専用のコンピュータシステムです。FA（工場の自動化）機器、音響・映像機器、銀行の ATM 端末も、機器を動かすための専用システムなので組込みシステムに当たります。一方、列車の座席予約を管理するホストコンピュータのように、多くの利用者の業務データをまとめて処理するシステムは、組込みシステムではありません。

IoT を支える技術：LiDAR とエネルギーハーベスティング

LiDAR（Light Detection and Ranging）は、レーザ光を当てて、跳ね返ってくるまでの時間から対象物までの距離を測る技術です。自動運転での障害物の検出に使われます。エネルギーハーベスティング（環境発電）は、周りにある振動・熱・光・電磁波などの小さなエネルギーを集めて電力に変え、IoT デバイスに供給する技術で、電池の交換が難しい場所のセンサに向いています。

どちらも、よく似た技術の説明と並べて出題されます。

エネルギー管理：HEMS・スマートメータ・スマートグリッド

電力をネットワークでうまく管理する仕組みは、どこを管理するかで区別します。HEMS（ヘムス）は家の中、スマートグリッドは電力網全体を管理します。スマートメータは、その間をつなぐ「通信機能を持った電力メータ」です。

たとえるなら、HEMS は「家の電気の家計簿と自動節電係」、スマートグリッドは「国全体の電気の交通整理」です。

HEMS（出題9回）: 「家庭内」と「可視化と最適制御」がそろっていれば正解です。工場の機械の劣化を分析して部品を交換する話は予知保全、自動車のセンサで運転を支援する話はコネクテッドカー、都市全体の制御はスマートシティ（CEMS）です。発電した電気を家庭で使える形に変える装置（パワーコンディショナ）、家電のリサイクル、ヒートポンプ給湯機も HEMS ではありません。

スマートメータ（出題5回）: 目的は自動検針・需要制御・可視化の3つです。「停電時に補助電源で電力を供給し続ける」は、スマートメータの機能ではありません。

スマートグリッド（出題5回）: 「発電と電力消費の総合制御」と「再生可能エネルギー・需給調整」が見分けるキーワードです。医療・テレワーク・車載情報サービスの説明はひっかけです。