第3章 IoTシステム技術検定(基礎編)の要点まとめ

2018年12月にIoTシステム技術検定(基礎編)に無事合格しました。新しい勉強方法で勉強したので、今回は第3章を記載します。
毎週投稿して、7章まで記載します。
参考書を購入してこの内容を覚えられれば、基礎編は簡単に合格できると思います。

今回は通信関連です。英語の単語が多く通信の専門用語も多いところなので少し大変だと思います。こういう時こそ、このマインドマップが役に立てばと思います。

今回の勉強法

これまでは、参考書を読んで、要点をノートにまとめるを繰り返していました。今回は参考書をそもそもKindleUnlimitedで購読していたので、ノートの方も電子化してみようと思いました。
これが結構新鮮で、結果として試験も合格できました。
今後の勉強法としても使っていこうと思っているし、この後、中級の受験も考えているのでまとめます。

使ったツールは以下です。

  • FireHD 8
    Kindleアプリを使いました。
  • KindleUnlimited
    Amazonの399円キャンペーンを使いました。
  • Mac
    自宅か図書館で勉強していたのですが、Mac版のKindleアプリをいれて勉強していました。
  • Chrome
    ブラウザです。手っ取り早く、マインドマップ化してくれるツールを探していたら、Mac版は有料ばかりで結局Chromeの拡張機能を使うことにしました。
  • MindMap Tab
    手っ取り早く、マインドマップ化してくれるツールでChromeのExtention(拡張機能)です。

参考書を読み進めながら、各単語が関連つくようにMindMapとして入力してプリントアウトして紙で持ち歩きました。(私の場合は、結局、紙にして復習するまでには至りませんでした。)

マインドマップの作り方

第3章の要点を関連つけて記載します。段落(インデント)が線になりますね。以下のような感じです。


第3章IoT通信方式の概要
    IoTエリアネットワーク
        IoTデバイスとIoTゲートウェイ間をつなぐ無線通信
        ECHONETLite
            Wi-SUN
                主にスマートメータで利用
                IoTゲートウェイはコンセントレータ
                コンセントレータがIoTサーバ(HES)に接続する
        無線LAN
        Bluetooth
            BluetoothLowEnergy
                ボタン電池で数年連続動作が可能
                盗難、忘れ物帽子
                位置検知
                情報配信
        ZigBee
            センサネットワークを主目的とする近距離無線通信規格
            IEEE802.15.4
            バケツリレー式にデータ中継するマルチホップ通信
        Wi-SUN
            自動メータ検針
            IEEE802.15.4g
            乾電池を利用した場合、1日数十回程度の数年間動作可能
        Z-Wave
            デンマークZensys
            ホームオートメーション関連が集まって、Z-WaveAlliance
            周波数900MHz、伝送速度最大100kbps
        NFC
            カードタイプ
                パッシブタグ
                    バッテリー無しに電磁誘導によりリーダーからの電磁波をエネルギー源にする
            スマホなど
                セミアクティブタグ方式
                    電波の読み取りはパッシブ方式と同じで、電波の送信は内蔵電池を用いる
            Mifare
                Philips
            Felica
                Sony
        IrDA
            
    IoTゲートウェイ
    IoTデバイス
    有線ネットワーク
        IoTエリアネットワーク(PAN/LAN)
            安定した品質、雑音に強い、高速伝送、有線接続が必要、設置場所が固定
            USB
            有線LAN
            PLC(PowerLineCommunication)
        広域通信網WAN(WideAreaNetwork)
            光ファイバー
            ADSL
    無線ネットワーク
        IoTエリアネットワーク(PAN/LAN)
            無線LAN
                電波不感エリアや電波干渉が発生しないようAPの設置場所を適切に設計する必要がある                多くのAPは天井の設置となる
                802.11a
                802.11b
                802.11g
                新しい規格
                    802.11n
                        2.4GHz
                        5GHz
                    802.11ac
                        5GHz
                IoT向けで長距離通信が可能だが4Mbpsと遅い。
                    802.11ah
            Zigbee
            Bluetooth
            IrDA
        広域通信網WAN(WideAreaNetwork)
            セルラー
                3G
                4G
            LPWA(LowPowerWideArea)
            衛星通信
            PAN(PersonalAreaNetwork)
            
    省エネ通信方式
        必要な理由
            電源コンセントがない
            長期間の電池利用が必要
        Bluetooth(BLE)
        IEEE802.15.4
        920MHz特定小電力無線
        RFID/NFC
        Z-Wave
        DUST
        EnOcean
        Wi-SUN
        平均消費電力を下げる
        1回の送信時間を短くする
            送信回数を減らす
            テキスト形式からバイナリ形式へ
                CoAP
    EMS
        HEMS
            家庭向けエネルギー管理
        BEMS
            ビル向けエネルギー管理
        FEMS
            工場向けエネルギー管理
        CEMS
            家庭ビル工場など全てのエネルギー管理
        通信方式
            アメリカ
                ZigBee
                6LoWPMN
            ヨーロッパ
                KNX
            日本
                ECHONET Lite
    セルラー
        サービス制御装置
        交換機
            セルエリア
        無線基地局
        ケータイ
                ハンドオーバー
        VoLTE
            Skypeなどとは異なり帯域保証しているため、音質が良い
            LTEとの同時通信が可能
    LPWA(LowPowerWideArea)
        省エネ広域通信のためのIoT規格の総称
        LoRaWAN
        SigFox
        LTE Cat.1
        LTE Cat.M1(eMTC)
        NB-IoT(NarrowBand-IoT)
        なぜ安くなるのか?
            LoRaWAN
                LoRaゲートウェイでまとめてサーバに送信するため
                11Byte/回と小容量
            Sigfox
                12Byte,100bps
                1日140回まで
    電波の特性
        周波数が高いほど通信距離が短くなり、障害物を透過しにくくなる
        周波数が高いほど、直進しやすくなる
        周波数が高いほど高速伝送に適し、アンテナの大きさは小さくできる
        IoTエリアネットワーク無線に関する制度
            微弱無線局
            特定小電力無線局
                工業用テレメーター
                スマートメータ
                HEMSなど
            小電力データ通信システム
                無線LAN
                ZigBee
                Bluetooth
            簡易無線局
                近距離無線通信アクティブタグ
            IoTエリアネットワークは数多くのIoTデバイスを利用することや比較的狭い範囲での利用になるため、免許不要な無線設備を利用することが多くなる
    IoTプロトコル
        IoT向けに必要な特性
            軽量性
                限られたリソースでの実装
            低消費電力化対応
                電池駆動時間を延ばすために低消費電力化に対する取り組みがあるか
            移動対応性
            リアルタイム性
            到達性
            通信携帯
            通信発生の契機
            通信の発生頻度
            データサイズ
            サポート台数
        oneM2M技術仕様書
            HTTP
                REST
                    XML
                    JSON
            CoAP
                HTTPとの互換性
                HTTPヘッダをバイナリ化
                UDPを使用
            MQTT
                パブリッシャー
                サブスクライバー
                両者を仲介するブローカーからなる

出来上がった図

作成した図です。
この単語ってなに?といった時は参考書やWebで調べるようにしました。

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