【IoT-Tech Meetup #8】IoTとは？IoT における MCU の役割とクラウドとの関係

2024年1月16日開催『IoT-Tech Meetup 第8回【Arduino UNO R4 深掘り会】』で、ソラコム松下(max)が発表した資料です。

Transcript

1. IoTとは？ IoT における MCU の役割とクラウドとの関係 Jan. 16, 2024 IoT-Tech Meetup【Arduino UNO R4 深掘り会】 株式会社ソラコム テクノロジー・エバンジェリスト 松下 享平 (Max / @ma2shita) #8-1
2. 株式会社ソラコム テクノロジー・エバンジェリスト 松下 享平 (まつした こうへい) "Max" • 静岡県民 新幹線通勤族 • 講演や執筆を中心に活動、登壇数600以上/累計 • 経歴: 東証二部ハードウェアメーカーで情シス、 EC 事業、IoT 事業開発を経て2017年より現職 • 好きな言葉「論よりコード」 • AWS ヒーロー (2020年受賞) • X(旧Twitter): @ma2shita WiJG?, Public domain, via Wikimedia Commons
3. 「IoT-Tech Meetup」は、ソラコムが持つIoTや周辺技術の 知見を共有していく、無料のオンラインイベント IoTを活用するエンジニアの方に役立つ内容を企画・定期開催 今回は【Arduino UNO R4 深掘り会】 次回 (2/7)は【屋外 IoT】の予定
4. @SORACOM_PR fb.com/soracom.jp IoT や SORACOM の情報収集 イベントの振り返りにご活用ください！ ハッシュタグ #SORACOM youtube.com/c/SORACOM_Japan instagram.com/soracom.official
5. 事前アンケートの共有 Arduino UNO R3 (前のモデル) はお持ちですか？ % R3は持っていないが、R4には興味がある 51% R3を持ってる、使ったこともある 37% R3を持ってるが、あまり使っていない (積みボード) 13% クラウドと連携したいデータや情報はなんですか？ % 温湿度などのセンサーデータ 38% カメラによる静止画・動画 30% クラウド上のAI/MLによる判定(推論)結果 17% マイコン上で完結させたい！ 12% その他 (主催者へのメッセージに書いていただけると！) 3% 集計日時: 2024/1/16 12:00 この会に向けたメッセージ (一部改変) • Arduino環境で2Kや4K画像を扱いたい • ルネサスさんの無料セミナーでR4をいただきセミナーでLチカまで学習、さらに取り組んでみたい！ • 機器の状態情報、クラウド→IoT機器への通信 • ArduinoはCやC#などの勉強に使えますか？ • Wi-Fi や LTE-M 以外の通信(シールド)は使えますか？ • 活用事例を知りたい
6. クラウド センサー/デバイス “モノ” ネットワーク 現場をデジタル化 現場とクラウドをつなげる デジタルデータの活用 モノやコトをデジタル化 人手に頼らずデータを集める、現場を動かす IoT とは？
7. https://www.youtube.com/watch?v=sy40qlTH3Ss
8. 株式会社Luup 車載IoTデバイスを通じて、電動キッ クボードの位置からリアルタイムの 在庫情報を管理。利便性を高め、 日本初の政府特例を受けたシェアリ ングサービスを提供。 利用したSORACOMサービス：SORACOM Air サービス 導入事例
9. IoT の広がりとマーケット 出典：「令和５年版情報通信白書」（総務省） https://www.soumu.go.jp/johotsusintokei/whitepaper/ja/r05/html/datashu.html#f00212, licensed under CC BY 4.0 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.ja 42. 世界のIoTデバイス数の推移及び予測 出典: クラウド Watch, “2027年の国内IoT市場は9兆1877億円規模、物流や医療の分野で需要が高まる～ IDC Japan調査”, インプレス 2023-11-02. https://cloud.watch.impress.co.jp/docs/news/1543781.html, (参照 2024-01-15).
10. SORACOM は IoT の「つなぐ」を簡単に IoT デバイス クラウドサービス ✓ 遠隔操作 ✓ メンテナンス ✓ 蓄積・見える化 ✓ アラート通知 センサ キット IoT 通信 IoT SIM LPWA パートナー デバイス パートナークラウド (AWS / Microsoft / Google) Wi-Fi / 有線 3G / LTE / 5G LTE-M 通信 デバイス クラウド型 カメラサービス 衛星通信
11. NOTE: 無料のIoTシステム開発手順書 「IoT DIYレシピ」がリニューアル soracom.jp/iot-recipes → IoT レシピ 自らチャレンジする 「IoT エンジニア」を応援！
12. 様々な要素が関係するのが IoT デジタル化 対象 デバイス ネットワーク クラウド 利用者 全てがつながって 「IoT」 セキュリティ・監視 物流・在庫管理 支払い・課金 法令順守 受発注・保守 アプリケーション ストレージ データ 処理 ゲートウェイ パケット交換 (ISP/IX) バックホール アクセス ポイント 通信 モジュール マイコン センサー
13. MCU の役割とクラウドとのつながり 制御・演算装置 MCU (Micro Controller Unit) 記憶装置 入力装置 出力装置 e.g.) センサー e.g.) モデム 入出力の操作と、記憶・演算処理 I/O ポート I/O ポート I/O ポートの例: • 形状 → ピンヘッダ、Grove、Qwiic など • 信号方式(≒プロトコル) → デジタル入出力(DIO)、アナログ入出力(AIO)、I2C、SPI、UART など ゲートウェイ サービス データ変換や キュー等の サービス 後続処理 クラウド デバイス ゲートウェイサービスの例: • サービス → AWS IoT Core、Azure IoT Hub など • プロトコル → HTTPS+XML、MQTTS+JSON など クラウドの I/O ポート e.g.) digitalRead() e.g.) WiFiclient.println() アーキテクチャー ≒ 回路図
14. NOTE: サーバーを構築しないクラウド活用アーキテクチャ 「サーバーレス」を学ぶ・活かす https://blog.soracom.com/ja-jp/2023/11/02/iot-tech-meetup-06-serverless-iot/ すべての資料 を公開中！
15. MCU 仕様の確認ポイント 制御・演算装置 記憶装置 I/O ポート 利用したい機能や精度をサポートしている必要がある ⚫ クロック (動作速度) ⚫ タイマーの数や種類・精度 ⚫ DAC や ADC の有無・分解能 DAC; Digital-to-Analog Converter / ADC; Analog-to-Digital Converter フラッシュメモリ; 書き換え可能な不揮発性メモリの一種。プログラムを格納し、実行時の読み出し元として使う。 SRAM; 揮発性メモリの一種。実行時の変数格納先として使う。 ライブラリを含めたプログラムのサイズとコストの バランス ⚫ フラッシュメモリのサイズ ⚫ SRAM のサイズ 使いたいセンサーや出力装置のインターフェースと 一致させる必要がある ⚫ 物理形状 ⚫ サポートしている信号やバス 基本仕様 目的別仕様 ハードウェア面 ⚫ CPU コア数 (並列処理) ⚫ 省電力性 (スリープや EEPROM) ⚫ 通信機能 ⚫ セキュリティ機能 (乱数生成等) ⚫ セーフティ機能 (ECC 等) ⚫ 提供形状 (製品や量産時) ソフトウェア面・開発環境 ⚫ 開発環境の構築の手間やコスト ⚫ ライブラリや RTOS のサポート有無、 アップデート具合 ⚫ ハードウェアで未サポートの信号の ソフトウェア実装の可否
16. https://www.renesas.com/jp/ja/products/microcontrollers-microprocessors/ra-cortex-m- mcus/ra4m1-32-bit-microcontrollers-48mhz-arm-cortex-m4-and-lcd-controller-and-cap-touch-hmi https://ssci.to/9000
17. connpass は 後日オープン 次回の IoT-Tech Meetup は？ お会いできることを、楽しみにしております！ 2/7(水) 19:00～ 今後 ➢ IoT-Tech Meetup 振り返り ― ChatGPT や 位置情報などなど ➢ 長距離無線通信＆LPWA、衛星通信を 総まとめ ➢ IoT に適したストレージシステムやサービス 探訪
18. IoT の「つなぐ」を簡単に You Create. We Connect.