IoTデバイスとIoTネットワーク ITパスポート対策テクノロジ系コンピュータシステム編②

IoTデバイスは、ネットワークに接続する機能を持ったカメラ、家電、ウェラブル端末などの機械を意味します。

多くのIoTデバイスでは、通信機能の他に、外部の情報を収集するためのセンサーや制御信号を物理的な動作に変換するアクチュエーターを持っています。

アクチュエーター

DCモーター	電気を利用して回転運動を作り出す機械です。
油圧シリンダ	油圧装置で発生した流体エネルギーを押す、引くなどの運動に変換します。
空気圧シリンダ	圧縮空気によって直線運動を作り出す装置です。

センサー

光学センサー	光を電気信号に変換するセンサー。画像データの取得などに使用。
赤外線センサー	赤外線を電気信号に変換するセンサー。自動ドア、リモコンなどに使われている。
磁気センサー	磁界の大きさや変化量を電気信号に変換するセンサー。ハードディスクからのデータの読み取り、紙幣の偽造検出などに利用されています。
加速度センサー	速度の変化を検出するセンサー。自動車、スマートフォンなどで利用されています。
ジャイロセンサー	物体の回転角速度の測定するセンサー。デジカメの手ぶれ補正、ドローンなどに利用されています。
超音波センサー	超音波の反射を利用して物体の存在や物体までの距離を検出するセンサー。自動車の駐車アシスト、魚群探知機などで利用されている。
煙センサー	ガスの濃度を電気信号に変換するセンサー。火災報知器などで利用されている。

エネルギーハーベスティング

太陽光や室内光，振動、廃熱などの微弱なエネルギーを電力に変換する発電方式で、IoTデバイスへの電力供給にも利用される。

IoTネットワーク

IoTネットワークに関連する用語には以下のようなものがあります。

LPWA

Low Power Wide Areaの略で、低電力消費で数km～数十km単位の広域通信を行うことのできる無線通信技術の総称です。Bluetoothなどでは距離が届かない範囲で通信をする必要がある際に利用されます。

BLE

Bluetooth Low Energyの略で、低消費電力で通信を行うことのできるブルートゥースの通信モードです。

エッジコンピューティング

全ての情報を中央のサーバーに送って処理するのではなく、端末近くに小型サーバーを複数分散配置する処理形態をいいます。

確認問題（過去問）

ITパスポート試験令和2年問74

IoTデバイスへの電力供給でも用いられ周りの環境から光や熱(温度差)などの微小なエネルギーを集めて、電力に変換する技術はどれか。

ITパスポート試験令和4年問97

水田の水位を計測することによって,水田の水門を自動的に開閉する IoT システムがある。図中の a, b に入れる字句の適切な組合せはどれか。

ITパスポート試験令和3年問72

IoT デバイスと IoT サーバで構成され, IoT デバイスが計測した外気温を IoT サーバへ送り, IoT サーバからの指示で窓を開閉するシステムがある。このシステムの IoT デバイスに搭載されて,窓を開閉する役割をもつものはどれか。

ITパスポート試験令和3年度問80

IoT デバイス, IoT ゲートウェイ及び IoT サーバで構成された,温度・湿度管理システムがある。IoT デバイスとその近傍に設置された IoT ゲートウェイとの間を接続するのに使用する,低消費電力の無線通信の仕様として,適切なものはどれか。

ITパスポート試験令和3年問86

店内に設置した多数のネットワークカメラから得たデータを,インターネットを介して IoT サーバに送信し,顧客の行動を分析するシステムを構築する。このとき, IoT ゲートウェイを店舗内に配置し,映像解析処理を実行して映像から人物の座標データだけを抽出することによって,データ量を減らしてから送信するシステム形態をとった。このようなシステム形態を何と呼ぶか。

ITパスポート試験令和4年問92

IoT エリアネットワークの通信などに利用される BLE は, Bluetooth4.0で追加された仕様である。BLE に関する記述のうち,適切なものはどれか。

ア Wi-Fi のアクセスポイントとも通信ができるようになった。

イ一般的なボタン電池で,半年から数年間の連続動作が可能なほどに低消費電力である。

ウ従来の規格である Bluetooth 3.0以前と互換性がある。

エデバイスとの通信には,赤外線も使用できる。

ITパスポート試験令和元年問71

複数のIoTデバイスとそれらを管理する IoTサーバで構成されるIoTシステムにおける、エッジコンピューティングに関する記述として,適切なものはどれか。

ア IoTサーバ上のデータベースの複製を別のサーバにも置き,両者を常に同期させて運用する。

イ IoTデバイス群の近くにコンピュータを配置してIoTサーバの負荷低減とIoTシステムのリアルタイム性向上に有効な処理を行わせる。

ウ IoTデバイスとIoTサーバ間の通信負荷の状況に応じて,ネットワークの構成を自動的に最適化する。

エ IoT デバイスを少ない電力で稼働させて,一般的な電池で長期間の連続運用を行う。

ITパスポート試験令和元年問81

IoTシステム向けに使われる無線ネットワークであり,一般的な電池で数年以上の運用が可能な省電力性と,最大で数十kmの通信が可能な広域性を有するものはどれか。

ITパスポート試験令和2年問99

IoT デバイスとIoTサーバで構成され, IoT デバイスが計測した外気温を IoT サーバへ送り, IoT サーバからの指示で IoT デバイスに搭載されたモータが窓を開閉するシステムがある。このシステムにおけるアクチュエータの役割として,適切なものはどれか。

ア IoT デバイスから送られてくる外気温のデータを受信する。

イ IoT デバイスに対して窓の開閉指示を送信する。

ウ外気温を電気信号に変換する。

エ窓を開閉する。