特集

2 クロニクステクニカルセミナー2018 よりIoT向きデータ通信インフラ
ZETAを用いたスマートビルの実現
株式会社テクサー
代表取締役 CEO朱 強

IoT（Internet of Things）は、様々な社会的課題を解決しスマート社会を実現するためのパラダイムとして注目を集めている。LPWAN（低消費電力広域ネットワーク）は、ローエンドIoTデバイスに適したデータ通信インフラである。
本稿では、LPWANの最新規格であるZETAを紹介し、スマート社会を実現するための応用事例について説明する。

はじめに
スマート社会は、人々にとって安心と安全が保障され、便利で快適な環境が提供される社会であある LPWAN（低消費電力広域ネットワーク）の最新の規格である ZETA（ゼタ）を紹介する。次に
ZETA を用いて実現されたスマートビルの実例を紹介する。

る。スマート社会を実現するためには、多種多様な社会的課題を解決する必要がある。IoT は、たとえば次のような社会的課題を解決することができる強力なツールであると期待されている。
• 災害対策（土砂災害発生の予知、火山噴火の予兆の発見など）• 社会インフラのメンテナンス（高速道路、鉄道、橋梁、トンネルなど）

最新の LPWAN 規格 ZETA の特長
IoT は、センサやアクチュエータを含むエンドノード（デバイス）をインターネット経由でクラウド上の高性能サーバに接続することによって実装される。全世界で使われる IoT デバイスの個数は指数関数的に増加しており、2020 年には 300 億個• 見守り（高齢者、児童、登山者など）に達すると予想されている 1）。しかし多くのIoTデ• 医療とヘルスケア（在宅での検査、診断、治療）

バイスはごく少量のデータを間欠的にサーバに送• 施設のスマート化（工場、商業施設、レストランるだけなので、IoTでのデータ通信に適したネットなど）• 輸送のスマート化（鉄道、航空機、船舶、バス、トラックなど）• 第1次産業（農業、林業、水産業）の第6 次産業化

ワークとして、LPWAN が普及しつつある。
ZETAは英国ケンブリッジで 2013 年に創設された ZiFiSense 社 2）が提唱する最新の LPWAN の規格である。図 1 に ZETA の通信ネットワークの概念を示す。同図で、基地局は AP（Access Point）、以下ではまず、IoT に適したデータ通信技術で中継器はMoteで表されている。ZETAは次のよう‹ October 2018 › 67

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2 クロニクステクニカルセミナー2018 より

図1

ZETA の通信ネットワーク構成例（概念図）

な特長をもっている。

用可能領域）が確保できる。
ZETA のような IoT 向きの通信インフラを普及（1）中継器（Mote）を用いてメッシュ状のアドホック・ネットワークを構成可能（2）メ ッシュ・ネットワーク上で最大 4 ホップまでのマルチホップ通信が可能（3）ZETA は低消費電力の通信方式なので、中継器は電池で数年間の稼働が可能させるためには、IoT に関連した技術をもつ多種多様な企業や研究組織から構成されるエコシステムが必要である。弊社では、ZETA の普及を通じてスマート社会の実現に寄与すべく、凸版印刷社、QTnet社、アイティアクセス社などとともに、2018
年 6 月に ZETA アライアンス 3）を設立した。

（4）中継器のコストは基地局のコストの 10 分の 1以下であり経済性が高い（5）超狭帯域（UNB）通信を行うので、多数のチャネル（通信路）を用いて多数のエンドノードの通信をサポートできる

ZETAを用いたスマート・ビルディング
ビルのメンテナンスにおける課題は、メンテナンスのコストに占める人手の割合が高いという点である。人手での点検にもとづく従来のビルメン

既存のLPWAN（LoRaWAN、Sigfox）
では、中継テナンス手法では、大規模ビルを管理するために器は用いられておらず、エンドノードはスター状の多数の人員と多くの労力が必要であり、その結果ネットワークによって基地局と直接通信を行う。

メンテナンスのコストが膨大になる。また、大規一方 ZETA は上で述べたように、中継器を用いて模なビルではトラブルが発生してからそれを検出メッシュ・ネットワークを形成してマルチホップするまでに必要な時間も長くなり、迅速なリカバ通信が行える。これにより、ZETAは既存のLPWANリーが難しくなる。と比較して次のような優位性をもっている。

点検に要する労力を削減し、少ない人員で効率ZETA では既存の LPWAN よりも少ない個数の良くメンテナンスを行うためには、IoT技術に基づ基地局でより広い領域をカバーできる。中継器はくセンサネットワークを用いた処理の自動化が効

商用電源が不要なため、高層ビルが林立する大都果的である。一般にビルの設備は徐々に更新され市において、既存の LPWAN の場合よりも少ないていく。LPWANは無線技術を用いているので、セ導入コストでネットワークを構成でき、低コストンサの設置が容易になり、設置のコストも少なくで運用できる。また、山間部などの携帯電話の電て済み、設備の変更に対しても柔軟に対応できる。

波が利用しづらい地域でも、中継器を用いたマル

特に、ZETA は電池で駆動できる中継器を用いたチホップ通信を行うことによって広いカバレジ（運メッシュ・ネットワークを構成し、マルチホップ

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通信が行えるため、高層の大規模ビルのメンテナ

サの種類を表 1 に示す。また、スマートビルで用ンス用のネットワークを実現するのに適している。

いられるZETA対応のセンサを図 2 に示す。また、

ZiFiSense社が活動拠点を置いている中国では、スマートビル化された建物の特徴とスマート化にZETA を用いて高層ビルのスマート化が行われて用いられた基地局、中継器、センサの個数を表 2いる。典型的なスマートビルで必要とされるセンに示す。さらに、スマートビル用プラットフォー

表1

スマートビルで必要とされるセンサの種類

監視対象

センサの種類

オフィス、電気室、機械室、地下駐車場

水漏れセンサ、照度センサ、温度センサ、湿度センサ、ドア開閉センサ、人感センサ

給水設備、クーリングタワー、雨水収集設備、排水設備

水位センサ

モータ、ポンプ、ボイラー、換気扇

音響センサ、振動センサ

図2

スマートビルで用いられている各種センサ
表2

ビル名

スマートビルの例

上海マリオットホテル

JLLスマートビル

SOHO Q3 SQUARE OFFICE

外観

階数

33階

26階×4棟3階（B1-B3）

基地局数

1台

1台1台

中継器数

4台

2台

1台

80個100個（600個を予定）

50個

センサ数

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2 クロニクステクニカルセミナー2018 より

図3

スマートビル・プラットフォームの管理画面の例

ムの管理画面の例を図 3 に示す。

マート社会が実現されると期待できる。これらの中国で手広くオフィスビルを展開している JLL

課題解決のために、経済効率性の高い IoT 向きの社のスマートビル群の 1 つは、26 階建てのビル 4 棟

データ通信インフラである ZETA が大きな役割をで構成されている。このビル群では、屋上のクーリ果たすと筆者らは確信している。
（執筆：取締役 CTO

ングタワー、エレベータシャフト、電気室、機械今井正治）

室、地下駐車場などの遠隔監視のために、10 種類以上のセンサが用いられている。また、機械の故障■ 参考資料 

予知のために人工知能技術とエッジ・コンピュー1）総務省、平成 29 年度版 通信白書 第 1 部 第 3 章

ティングの技術を組み合わせて利用している。
このシステムでは、ビル内部の機械や設備の状態が常時検査されている。検査結果は可視化され、

第 3 節「爆発的に増加する IoT デバイス」
http://www.soumu.go.jp/johotsusintokei/
whitepaper/ja/h29/html/nc133100.html

報告書が定期的に自動生成される。また、トラブル

2）http://www.zifisense.co.uk/が発生した場合には即座に通報が行われ、メンテ

3）https://zeta-alliance.org/

ナンス要員のタイムリーな派遣が可能になる。このシステムを採用したことにより、このビルのメンテナンスのコストが 80％削減されたとのことである。

おわりに☆株式会社テクサー
TEL.03 - 6803 - 4317

章 1「はじめに」で述べた様々な社会的課題を解

E-mail：info@techsor.co.jp

決することにより、安心、安全、便利、快適なス

http://www.techsor.co.jp/

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