タブレインのIoTビジネス紹介資料

タブレインはICT 技術を使って、人々の生活を「安心」「安全」「快適」に導く日本のIoT分野でのモノづくりに貢献します。

タブレインがこれまで蓄積してきた
IoTイノベーションによるIoT開発関連技術
誰もが簡単に短時間でIoTプロトタイピングを実現する技術
国土交通省サイトにタブレイン掲載
https://www.ktr.mlit.go.jp/gijyutu/gijyutu00000191.html

20201004 タブレイン

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タブレインとは

2012年5月1日 設立

タブレインのモノづくりは、オープンソースハードウェアをベースとした軽量化・小型化・省エネ化を目指したIoTデバイスのPoC開発から量産化、さらにクラウド開発まで対応しています。

タブレインのビジネス オープンソースハードウェアArduino上での製品開発
 IoT向け通信モジュールの開発・販売（３GIM、４GIM、S GIM、M GIM）
 通信技術を利用したIoTデバイスの製品開発（IoTAB、Tabraino他）
 IoT教育業界向けの教材キット・開発キットを販売（IoTABシールド） オーダメイドでのIoTデバイスのPoC開発・試作・量産化
 IoT向けクラウドサーバの構築
 IoT関連執筆出版（IoT関連本やArduino参考書など）
 IoTコンサルティング（東京大学、企業ほか）
 タブレイン製品群が（公財）東京都中小企業振興公社ニューマーケット開拓支援事業の対象製品に合格（2015年4月～2018年3月）
 IoT技術セミナー対応（高度ポリテクセンターや地方ポリテクセンターで７年間継続講演中）
 国土交通省の防災・災害技術でのオープンイノベーション・マッチング(2020年10月）
https://www.ktr.mlit.go.jp/ktr_content/content/000786383.pdf

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タブレインのサイト tabrain.jp
著書・共著
主力製品群

著書（第6刷20190430）

共著（第2版第６章20181017）

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タブレイン関連情報
技術情報
アーカイブ

技術情報
WiKiページ
著書
出版物

トピック情報Facebook
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タブレインのこれまでのモノづくり
2012

分類

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

４GIMシールド

３GIMシールド V２

通信モジュール
拡張モジュール
MCUモジュール
３Gシールド
３GIM
３GIMシールド
３GIM-HAT
SGIM / MGIM

３Gシールド V1

３Gシールド V2

４GIM V1.0

３GIMシールド V1

2020

SGIM V1.0 ３GIM V2.2a

３GIM-HAT
３GIM V1

３GIM V２

MGIM V1

MGIM V3

教材シールドTABシールド
IoTABシールド

IoTABシールド V３

TABシールド V1

IoTABシールド V４

IoT-COM V2

オーダ製品
A-Sight V2

防災・防犯
見守り・監視遠隔制御などTabraino

IoT-COM V1
A-Sight V3
RTK-GPS V2

IoTABボード
ベースボードGPSボードIoTAB V1
IoTAB Pro V1

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IoTAB V2.1

タブレイン製品の販売サイト（スイッチサイエンス） PIMBOKから

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タブレイン製品の販売サイト（アマゾン）

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１．イノベーションを起こす製品づくり
1.

創造を豊かにする製品づくり

2.

最先端で高度な技術を簡単にした製品づくり

3.

高度なプロトタイピング開発環境の提供

4.

IoT技術啓蒙の活動（教育・セミナー・講演など）

5.

IoT製品づくりと保守サポート

6.

分かり易いマニュアル＋豊富なサンプル（真似て技術力を磨く）

7.

IoTクラウド開発と運用サポート
３GIMを使った通信技術のハードルの高さ（３GIMは2段階の通信技術ハードルを下げた環境を提供）ATコ
マン ＄コマンド
ド

技
術
ハ
ー
ド
ル
の
高
さ

専門技術者

一般技術者

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中学生でも使える

Arduinoライブラリ
初級技術者

２．製品紹介（１） ３Gシールドから３GIM・４GIMまで
2011/03
総務省交付金でモバイル教材作成

2012/10
３Gシールド V1.0
量産化

2011/10
Arduino上の３Gシールド試作

2014/11
世界最小クラス
３G通信モジュール
３GIM V1.0 量産化

2015/11
３GIMシールド V1.0
量産化

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2014/01
３Gシールド V2.1
量産化

2016/02
世界最小クラス
３G通信モジュール
３GIM V2.0 量産化

2018/08
４GIMシールド V2.0
量産化

３．製品紹介（２）2013/11TABシールドV1.1
量産化

関連商品試作2016/5IoTABシールドV3.0
量産化

2016/9RasPi用 ３GIM-HAT
量産化

2018/4
IoTABシールドV4.0
量産化※IoTABシールドは、高度ポリテクセンター関連機関
で教材として利用しています。

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４．IoTAB（Arduino互換機）関連シリーズ製品


Tabraino V1.1



IoT-COMBIoTAB-Pro

農業用・防災用・見守り用として試作・量産化
高度ポリテクセンターの教材として利用
Arduino M0互換機のベースボード
Arduino M0互換機のベースボード



IoTAB （Arduino互換機）ボード

超省エネタイプで超小型のArduinoM0互換機ボード

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コンパクト（約２５ｇ）でGPS履歴を取得

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省エネ・広域通信・コンパクト製品

５．タブレインの最新の自社製品

LPWA
Sigfox搭載
加速度センサ搭載
Arduino M0 互換機（Arduino IDEで開発可能）
消費電力 50μA（スリープ時）

サイズは全て2.5㎝×3.5㎝

LPWA
LTE-M（将来NB-IoT対応）搭載（通信モジュール：HL7800）
加速度センサ搭載
温度センサ搭載（将来GPS機能追加）
Arduino M0 互換機（Arduino IDEで開発可能）
消費電力 50μA（スリープ時）

Arduino M0互換機（SAMD21G18A搭載）
加速度センサ搭載
温度センサ搭載
Arduino M0 互換機（Arduino IDEで開発可能）
消費電力 70μA（スリープ時）※V1.1で開発事例豊富

ドコモ/auのSIMで利用可能

３GIM/4GIMと組み合わせ
ウエラブルPoC開発に最適

これらの製品を使うことで省エネ・広域通信・コンパクトな製品開発のPoCから試作・量産化がとても簡単に
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１．監視・見守り系システム（ユーザ事例）□今後、独居高齢者の増加にともなう見守りシステムのニーズ増大① 遠方にいる親族などにも状況を逐次知らせるシステムが必要② クラウドサービスによる「いつでも・どこでも」情報把握が可能③ 設置および運用が簡単であること④ 運用コスト（SIMカードや機器レンタルなど）が安いこと□アライアンス企業の開発事例紹介① アライアンスメンバー（株式会社ハローシステム様）による開発事例② 親機（３GIM利用）と複数の子機を使ったシステム
・各部屋などでの動き・温度・明るさなどが分かる③ 独居高齢者の状況（動きや明るさなど）をスマホで確認可能④ 独居高齢者からのアラーム発信（メール送信）も可能⑤ 設置が簡単（電源入れるのみ）→ あとはクラウド確認のみ□発展・展開について① 温度センサと湿度センサによる「熱中症」などのアラームを発信（警告）② 見守り側との双方向での連絡も充実化（音と文字情報なども追加可能）③ ペット（猫や犬など）の見守りシステムにも可能に

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＊ 株式会社ハローシステム様の開発事例

２．スマートグリッド関連(IEEE1888)□消費電力の見える化およびエネルギー削減へのニーズ増大① スマートグリッドによる消費電力の意識が高まる
・具体的な見える化によって、対応策や節電を取ることが可能に② 既存のメーカシステムとの差別化必要
・データの蓄積だけでなく、データ分析・解析が自由に行えること
・必要に応じて、ユーザが加工できること（現状、販売システムは難しい）
・安価なSIMカードおよびクラウドシステムで利用できること③ ３GIM活用のメリット
・LANだとセキュリティ問題と敷設・維持に課題が多い。３GIM版は、課題解決し、簡単・迅速に設置可能。

□東京大学とIIJ、およびオープン ワイヤレス アライアンスで2012年10月にプレスリリース① 「 世界初：IEEE1888対応の組込み３G通信モジュールを開発/M2Mクラウドサービスとの接続に成功」プレスリ
リースに発表② 今後スマートグリッド（ＢＥＭＳやＨＥＭＳ）で標準化として利用③ IEEE1888採用で標準的なクラウドのデータ相互運用が可能に

３G
シールド

□今後の発展系① データ標準化により、相互運用が可能となり、応用展開が容易に② M2Mの課題解決のひとつに・クラウド関連での多くの分析・解析ツールとの連携が容易に電力見える化システム（東大・フタバ企画）

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３．スマートアグリ関連の開発（オーダ品）□農業分野でのIT活用が活発化① スマートアグリにより、自動制御による食糧生産が現実に・全自動による管理下での農業が実現 ⇒ しかしとても高価で、一般農家では利用できない・はたして、日本の農業に全自動化が必要か？（現状は、採算が合わない）② 日本の農家に高価なスマートアグリの製品（IT化）は無駄
・すでにスマートアグリに挑戦した企業が倒産する事態も・ビジネスモデルがまだ、農業IT化では、苦戦中
光センサ③ 現実にやれるIT化により農家が助かることとは何か

赤外線
カメラ

・離れた農地やビニールハウスなどで起きている現象を知りたい
・温度・湿度・土壌状態などから、農作物を荒らす泥棒や野生動物など□農家として本当に必要なシステムとは何か？
① 農家の老齢化により人手不足などが深刻化② 農産物の被害も深刻化（泥棒や野生動物の被害）③ 人手を補うもので、安価で手軽で、簡単に使えるシステムがまずはIT化□遠隔による見守り・監視システムがまずは必要か？
① 温度・湿度・照度・二酸化炭素・土壌などの状況を遠隔地に知らせる（常時観測）・場合によっては、メールにてアラーム送信② 異常事態でのカメラ撮影や環境変化を遠隔地に知らせる（臨時観測・監視）・盗難・野生動物被害などの防止、画像伝送による物象の転送

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温度・湿度
センサ

LED

プラント見守りシステム（拓殖大・構造計画）

４．ICT百葉箱（IEEE1888利用）の開発□インドにおけるDISANETプロジェクト(JICA/JST)・南インドの都市ハイデラバードに気象センサ20台を高密度に設置し、データ収集を行い、これからの気象防災に役立てる北に向けて固定・M2Mゲートウェイによるデータ収集

気象センサ
VaisalaWXT520

・設置された気象センサからの情報はM2Mゲートウェイ
を通してIEEE1888形式に変換され、IEEE1888通信プ
ロトコルにより、インド気象局内のサーバに転送。

□気象観測項目
Temperature：気温/Humidity：湿度/Pressure：気圧/RainFall：雨量/DayRainFall: 積算雨量/WindDir：
風向/WindSpeed：風速

ステンレス製のベルト

1m - 1.5m

30cm - 40cm

太陽光パネル(18V 12W type)□デジタル百葉箱の特徴

３Ｇ百葉箱(データ取得と送信のため)(Arduino+3G+12V12Ah Battery+ChargeController+DCDC)

・太陽光発電と蓄電による自律システム
・IEEE1888対応のM2Mゲートウェイの使用

2.0m

・3G通信によるデータ収集

地面から１５cm程度の位置に固定する(ブロック等を置く)
15cm

・RS232Cシリアル通信によるセンサからのデータ収集・収集されたデータのIEEE1888フォーマットへの変換
・3Gを使ったIEEE1888通信によるデータ転送

50cm□ M2Mゲートウェイの役割

40cm – 60cm

コンクリート砂: 50kg入りの袋 x 3
セメント: 50kg入りの袋 x 1.5
小石: 50kg入りの袋 x 4（東大・フタバ企画）

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５．子ども見守りシステム（オーダ品）
小学生の登下校の見守りシステム
学校の校門に親機を設定

子どもがタグ（BLE）を付けて校門前を通過すると親機が感知し、３Gでサーバに送信。
サーバ側では、保護者へ通過のメールを送信。

■開発プロセス
試作１→ 試作２→ 試作３ で開発進める■課題・登下校時の子供集団のトラフィック
・堅牢なシステム構築
試作を2回繰り返し、3回目のボードで実運用に入る。ただ、試作１、試作２で開発したボードも実運用で利用中

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６．農業用モニタリング（オーダ品）
遠隔での農業用ビニールハウス向け環境モニタリング開発

課題は、センサの設置場所、電源の確保、計測間隔など

光センサ

赤外線
カメラ

LED
温度・湿度
センサ

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７．会議室環境モニタリング（オーダ品）
某メガバンクの会議室の利用状況把握
及び環境モニタリング

会議室名確認

僅か1週間で、親機・子機5セット開発
クラウドも同じ１週間後サービス開始

子機

親機
人感
センサ

不快指数
の内容

各種センサ値の現状
値が数値一覧で確認（写真はオプション）

日誌（メモ）

不快指数値の内容
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おひさま発電モニター
http://ohi.7jp.net/

８．太陽光発電量モニタリング（ユーザ事例）
太陽光発電量モニタリング
2015年6月5日３Gシールド購入後、僅か1週間ほどでクラウドにデータがアップされインターネット上で配信

2018年度まで100セット近く利用
Arduino Mega ＋ ３GIMシールド ＋ ３GIM 利用
ほとんど安定した稼働で、開発案件は全国へ展開中

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９．気象観測モニタリング１（ユーザ事例）
ほとんど手作りでの気象観測データをフリーのクラウドやツイッタにアップ

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１０．気象観測モニタリング２（ユーザ事例）

某気象関連企業からの依頼での開発製品
今後、設置場所を増やすとのこと

３GIM

アマチュア無線でテレメータ開発してきたが、３GIMを使いはじめたら簡単に開発できることを確認し、すべて３GIM開発に切換えた。

３GIM

2017年まで継続して大量に製造

３GIM

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１１．水位観測モニタリング（ユーザ事例）
河川水位計モニタリング機器

３GIM

2015年夏WiFiで試作していたが、プログラム量の問題、ルータ設置の問題から、即時に３GIMに切り替え
2016年4月から本格的に３GIMを利用して８セットを現場配置しスタート

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１２．遠隔保守監視システム（オーダ品）
汎用的な遠隔保守監視システム
１） 屋外機器（太陽光発電駆動）の監視・機器の信号を取得
・バッテリの容量監視
・低バッテリ時のセンサ値保存（SDメモリ）
２）低バッテリ時の非常時対応
・非常時バッテリ時の駆動
３）信号線と電源接続だけで即起動
・簡単な現場設置対応

３GIM

利用目的
・遠隔地の屋外にある設備機器の監視モニタリング
・これまで定期的な人的保守サポートが不要に（大幅な人件費のコストダウン化）
主な顧客：
・某大手でのNTT関連野外機器の保守メンテ用として・JR関連の線路切り替え信号機の保守メンテ用として・電力会社所有の風力発電機振動機器の無線化として・防塵建屋にとりつく機器の保守メンテ用として

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１３．工場用IoT汎用ボード（オーダ品）
汎用的なIoTゲートウェイボード

１） 屋内および屋外機器の各種監視・機器の信号を取得
・LAN・３G対応
・RS485、I2C、SPI、UART対応
・SDメモリ・WDT機能（ハードウェアリセット）
・Arduino互換機
・３GIMライブラリ利用
２）豊富なI/F機能
・各種機器対応可能
３）堅牢なシステム
・システムの安定的な動きを展開
・ハードウェアリセット対応
・非通信時のSDメモリー保管
利用目的
・屋内・屋外での各種機器の保守サポート対応向け機器
・安定的で堅牢なシステム利用現場向け機器
主な顧客：
・工場（製造現場）向け対応
・移動体（車載器）向け対応
・遠隔監視・モニタリング向け対応※専用ケースにて対応

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３GIM１４．横取り失念装置遠隔監視システム（オーダ品）
超省エネタイプの屋外バッテリの遠隔監視システム
１） 鉄道線路切り替え工事中のリミッタスイッチ監視
２）装置
・３GIM＋IoT-COMB(Arduino互換機）対応
・IoT-COMB（ARM利用）
・温度センサ・電源電圧測定・リミッタスイッチ情報取得
３）既存装置に敷設
・ケーブル接続のみで電源ONの状態に
４）検査モードと運用モード
・現場設置前の検査モード（1分間隔）と・現場設置での運用モード（1時間間隔を区別

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ARM利用
Arduino互換機

１５．蓄電監視モニタリング装置（ユーザ事例）
検診車のバッテリ（NI-MH）遠隔モニタリング装置
・遠隔でのモニタリングをすることで３GIMバッテリ追尾車を・機器の信号を取得
・LAN・３G対応

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１６．防災カメラ監視システム試作（オーダ品）
防災用監視カメラ試作１）バッテリのみで稼働する可搬性のあるシステム
２）仕様
・３GIM＋TabrainoV1.1対応
・TWE-Lite（親機と子機との関係）
・温度センサ・外部電源電圧測定
・子機：加速度センサ・電源電圧
３）子機の加速度センサ利用
・微振動の抽出・傾斜角度を抽出
４）重要仕様：長期安定での防災モニタリング
５）課題は、消費電力とバッテリとの関係

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親機

子機

３GIM

子機

１７．ひび割れ監視システム試作（オーダ品）
高速道路柱脚・橋梁コンクリート部のひび割れ監視
１）バッテリのみで稼働する可搬性のあるシステム
２）仕様
・３GIM＋Tabraino２対応
・歪ゲージ＋距離センサ＋加速度センサ
・温度センサ・外部電源電圧測定
３）加速度センサ
・大きな振動時を捉えてメール送信
・常時観測が重要（ひび割れ進行を観測）
４）重要仕様：バッテリのみで長期間での稼働※長期間での省エネ対応は
１）常時消費電力を抑える（0.5ｍA程度）
２）ソフト制御① スリープ処理② ウェイクアップ処理③ 割込み処理④ 消費電力を食わないセンサ取得術⑤ 効率的な３Gでのデータアップ処理

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１８．車両専用移動体IoTボード（オーダ品）
移動体用IoTボード
１） バス・トラック等のGPS監視モニタリング
・自動車内さまざまな装置の信号を取得
・３G/LTE（４GIM）対応
・I2C、SPI、UART対応
・SDメモリ・WDT機能（ハードウェアリセット）
・Arduino互換機
・GPSモジュール搭載２）豊富なI/F機能
・各種機器対応可能
３）堅牢なシステム
・システムの安定的な動きを展開
・ハードウェアリセット対応
・非通信時のSDメモリー保管
利用目的
・バス・車両等の各種機器の対応向け機器
・安定的で堅牢なシステム利用現場向け機器
主な顧客：
・バス・車両等に搭載対応
・その他移動体向け対応
・遠隔監視・モニタリング向け対応

量産化前に試作対応は３回実施。

※専用ケースにて対応

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１９．ひび割れ振動監視モニタリング（オーダ品）
首都高速道路柱脚ひび割れ監視モニタリング装置
１）IoTボード・３GIM/４GIM敷設コネクタ付き
・MCU： SAMD21G18A
・加速度センサ/温度センサ/距離センサ付き
・ひび割れセンサ付き
・３GIMライブラリ利用可能
・開発期間（ハードウェア1.5ヶ月間）
・ソフトウェアは事前の試作品のものを活用
・長期間稼働するための超省エネタイプ
２）利用目的
利用目的：バッテリで数年間稼働のこと
2018年11月21-22日 テクノハイウェイ展で展示

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２０．ランナー追跡モニタリング（ユーザ事例）
長崎での２７３キロのマラソンランナーに着けて追跡モニタリングに利用・デバイス重さは、わずか50ｇ前後から120ｇ程度
・バッテリは３日間継続して動くことが求められた利用デバイスは３GIM＋IoTABボード＋リチウムイオン電池（作成者・ランナー：長崎市の菅崎氏）

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２１．イノシシ罠の感知システム（自社試作）
最近は、害獣駆除のためにさまざまな対応策がとられています。
イノシシも農作物を荒らし、被害も甚大なものとなってきていて、その駆除・対策も多く行われています。
本件では、イノシシの罠を畑や山林に設置し、罠にかかるとそ
れをメールで知らせるIoTデバイスを作成しました。

バッテリのみで長期間稼働し続けるもので、そのバッテリ電圧も常時監視できるものとしています。
１時間に１回程度、バッテリ電圧および温度をクラウドにアップし、罠にイノシシが掛かるとメールが関係者に飛んでくるものとしています。ここでは、加速度センサによる振動で、メールを送信します。

上記写真の８０００ｍAhのリチウムイオン電池で約４ヶ月ほど稼働し続けます36
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２２．IoTAB ＆ IoTAB Proボード（自社試作）
３GIM/４GIM対応用IoT利用ボード

IoTAB

１）IoTABボード
・３GIM/４GIM敷設コネクタ付き
・MCU： SAMD21G18A
・加速度センサ/温度センサ
・Arduino互換機
・３GIMライブラリ利用可能
・アナログIN４（＋２）ピン・GPIO ２（＋６）ピン・I2C/UART*3
利用目的：超省エネ・超小型開発向け
利用事例：マラソン走者追跡・動物（サル）追跡
２）IoTAB Proボード
・３GIM/４GIM敷設コネクタ付き
・MCU： SAMD21G18A
・加速度センサ/温度センサ
・Arduino互換機
・３GIMライブラリ利用可能
・アナログIN４ピン
・GPIO 10ピン
・I2C/UART*3/SPI・システムの安定的な動きを展開
・ハードウェアリセット対応
・非通信時のSDメモリー保管
利用目的：汎用IoT省エネ開発ボード
利用事例：高速道路柱脚ひび割れ監視、
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IoTAB Pro

２３．IoTAB利用小型IoTカメラ試作（自社品）

IoTABボード＋３GIMを使ったIoT小型カメラ試作
筐体（ケース）サイズは、わずか5㎝×5㎝×2.5㎝
利用が特に簡単にし、ただバッテリ充電して設置するのみ。
300ｍAh程度のバッテリで、30分のセンサ値取得、
1時間ごとのカメラ画像アップで、2日間ほど連続使用可能。
また加速度センサによる割込みで起動する。
今後の改良点
外部電源利用対応（オプション）
遠隔制御可能利用目的：一時的な防犯・防災・見守りなど

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２４．河川水位監視デバイス開発（オーダ品：数件）
国土交通省では、最近の多くの水害に対し、上流河川でも水位監視のニーズが高まり、そのデバイス設置が急がれています。
今回開発した水位監視デバイスは、すでに新潟県、神奈川県、高知県、熊本県などでの試験運用として、Arduino+３GIM/４GIM＋IoTAB
ボードをベースに開発したものです。
ここでは、安価で、耐久性があり、長期（5年）に渡って稼働することが要求されています。ここでは、太陽光発電パネルとバッテリによって長期安定稼働する仕組みをとっています。

太陽光発電パネル（５W）

2018年6月では、カメラ付きのデバイスも開発し、超音波距離センサ（５～１０ｍ）を使って水面までの距離を計測し、クラウドにデータをアップし続けています。
本システムでの水位監視間隔は、水位が低い場合には１時間ごとに、危険水位に達すると５分ごとにクラウドにデータをアップします。
（危険水位距離や計測時間間隔は設置後クラウドで調整可能）

太陽光発電
パネル

【機能】
クラウドにアップするデータは、水位（水面までの距離）、電源電圧（バッテリ容量監視）、温度、電波強度などで、雨天が１ヶ月継続しても継続して稼働する仕組みとなっています。
【特長】
・現場危険水位（河川水面までの高さ調整）がクラウド調整可能
・監視調整（危険水位監視間隔調整）がクラウド対応可能＜デバイスのID管理によって設置場所と紐づけ＞
・Arduino互換機＋３GIM/４GIMで製造コストは安価
・超省エネのArduino互換機IoTABボードを搭載
・雨天時の長期対応可能（１ヶ月ほど稼働）※

水位センサは、MaxBotix社のMB7093 や MB7386利用（５0cｍ～１０ｍまで監視可能）

河川水位
監視デバイス
河川水位監視デバイス
防水対応 IP65

現場設置事例
カメラ対応版※電波強度なども影響し、１ヶ月以下になることもありえる。

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２５．量産化農業用IoT監視デバイス開発（オーダ品）
本デバイスは、RaspberryPi Zeroをベースに開発した農業用監視デバイス製品です。量産化対応として、ビニールハウス内の温度、湿度、照度、二酸化濃度を観測し、そのほか子機のバッテリや電波強度をモニタリングします。
これによって安価で利用できるデバイスとなり、広くご利用いただけるまでになりました。
ここでも安定して稼働することが重要ですが、親機の電源を入れるだけで、クラウドにデータがアップされることから、使い勝手も超簡単となっています。

二酸化炭素
センサ

親機

温湿度や照度については、子機として複数台増やすことができ、約５０ｍほどの距離でも親子間での無線が利用できるようになっています。
こちらは某国立大学の農学部による研究開発で開発したものですが、すでに（前頁での）試作も多いことから、量産用として開発したものとなっています。
【機能】・農業用専用として、二酸化炭素濃度および温湿度・照度のデータをクラウドにアップして監視可能となる・監視は、5分から１０分間隔で設定（調整）が可能
・閾値をクラウドに設定し、メール送信が可能
・子機側は、数10台まで増やすことが可能
・親機と子機の間の通信距離は５０ｍほどまで可能
子機：照度センサ
・電源ON/OFFだけで利用可能

子機：温湿度センサ【特長】
・安価なデバイス提供
・超簡単な利用（電源On/Offで利用開始・終了が切り替え）・子機側のバッテリ切れの監視が可能

農業用IoT監視デバイス

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２６．汎用IoT遠隔監視デバイス開発（自社製品）
本デバイスは、保全用（保守メンテナンス）用として試作したIoTABマザーボード上に、３GIM（または４GIM）、それにIoTABボードを搭載し、リチウムイオンバッテ
リで長期間に渡って、遠隔の監視を行うものとなります。
すでに、橋梁における圧電素子での遠隔監視などで試験テストとして利用してきました。今後においては、遠隔監視のデバイスとして広く利用できることで、試作や量産化で対応していく汎用デバイスとして考えています。
本デバイスでは、搭載したIoTABボード上の加速度センサや温度センサのほかに、圧電素子やひずみゲージ、そのほかカメラ、超音波距離センサなども取り付けることができるようになっています。

バッテリ

IoTAB
マザーボード３GIM/４GIM

IoTABボード【機能】・遠隔監視による保全関連として、さまざまなセンサ値を取得し、クラウドにアップしたり、メールで知らせたりすることができます。
・取付け可能なセンサは、アナログ、デジタル、I2C、UART、SPIなどの通信によるもので、さまざまなものが取付け可能となります。

【応用分野」
・遠隔での監視デバイスとして・保全対応（傾斜・振動・衝撃など）が必要な監視・太陽光森林などで利用する遠隔監視向け
・利用例： イノシシ罠の監視、橋梁ひずみ監視、橋梁振動監視、地盤傾斜監視等【特長】
・安価なデバイス提供（ハードウェア：5万円～７万円、ソフトウェアは別途）
・超簡単な利用（電源On/Offで利用開始・終了が切り替え）・子機側のバッテリ切れの監視・振動（震度５など）での割込み機能
・常時監視とセンサ割込み監視
・バッテリ単独利用（別途太陽光パネル蓄電追加も可能）
・バッテリ利用時間は、数カ月間となりますが、通信頻度や電波状態などで前後・オプションとして、カメラや各種センサも追加利用可能

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防水ケース：IP65

汎用遠隔監視IoTデバイス

２７．自転車用盗難防止ロガー試作（ユーザ事例）
本デバイス試作は、自転車の盗難防止のためのもので、３GIMのGPS機能と３G通信機能を使ったシステムとなります。
このデバイスは、自転車以外のバイクや自動車、さらには幼児・子供、老人などにつけても利用価値があるものと思われます。

デバイス内部
筐体（ケース）は、
4cm×8cm×2cmとコンパクトです。

主な機能：
・走行経路のロギング→履歴はスマホアプリから閲覧
・駐輪中の盗難防止→内蔵センサにより振動を検知、大音量ブザーによる警告と同時にスマホに即座にお知らせ
・安全用リアライト→デバイスの動作確認と兼用。走行中の安全確保

特徴：
・充電池内蔵で半日以上使用可、スマホの充電器で充電可能
・小型軽量（4cm×8cm×2cm） 自転車のサドル下に収納・ロガー・盗難防止・リアライトという自転車に必要な三要素をひとつにまとめたデバイス
・スマホアプリからログ間隔など各種項目を設定可能

ツーリング中の走行履歴
現時点での位置や走行履歴がとれます。

今後の改良点：・リアライトの光量増加（視認性向上）・スマホアプリの開発

装置の収納位置
自転車のサドル下に固定しています。

（試作・情報提供は石田貴行様）＜今後量産・販売も計画中とのことです＞

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２８．害獣罠監視IoTデバイス開発（オーダ品）
本デバイスは、害獣罠（檻罠・括り罠など）に取り付けるもので、メールによって位置情報およびバッテリ情報を送信する仕組みとなっている。

主な特徴：
・大きさ4.2㎝×3.2㎝×8.5㎝サイズの小型化
・リチウムイオン電池 26650搭載
・３GIM＋IoTABボード＋IoTABマザーボード対応
・塩ビ管ケース対応（防水対応）

特徴：

電池が下方に隠れている
コンパクトなデバイス

・バッテリで3ヶ月以上稼働
・1日1回バッテリ情報をメール送信
・罠（IoTABボード上の加速度センサ）が反応した時点で、GPS（位置情報）をメール送信
・バッテリ減少が分かるメール送信

ユーザ発注の背景：
・既存デバイスが存在したが、価格が高く、機能は罠にかかったときのみメール送信するだけで、位置情報はわからない状態。
今回の提案デバイスが、既存製品の1/2以下となることから、いきなり量産化対応

筒状の両側にネジ式のフタを取付けた
オーダによる
塩ビ管ケース

追加発注：
上手く機能していることで、追加発注。
今後、カメラ付きも試作中。

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２９．積雪量観測IoTデバイス試作品（研究用）
本デバイス試作は、積雪量を観測するデバイスの試作品で、レー
ザー距離センサを使った実験装置となります。

主な機能：
・積雪量の遠隔監視→走道路上の積雪量を定時間隔で観測し、積雪量が変化したときにクラウドにそのデータをアップするIoTデバイス
・高精度な積雪量測定→レーザー距離センサを搭載したことで、１ｍｍ単位の誤差範
囲での計測が可能
・バッテリ単独の自律型IoTデバイス→ リチウムイオン電池26650（3.7V5000ｍAh）搭載し、コンパクトなケースで、取り付け簡単なフレームも準備

特徴：・レーザー距離センサによる測定は、数10mまで距離観測ができることができ、制度も１ｍｍ単位と高精度であることから、定点観測などでも利用が可能
・小型軽量ボックス（８cm×１３cm×８cm）に搭載したが、さらに小型化が可能※ 別途、超音波距離センサでの試作も行い、同時に積雪量の観測実験を実施今後の改良点：・バッテリー交換の容易化（乾電池交換式など））
・取り付け容易な金具の準備
・実験評価での改良・改善対応予定＊2019年1月～４月に実証実験実施（完了）44
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３０．LPWA製品（SGIM）IoTデバイス（Sigfox版）
本デバイス試作は、木造建物の地震動モニタリング用として開発したもので、試作１および試作２を重ねて量産化。この中の通信モジュール部
分を、LPWA製品としてSGIMを開発してきました。
このSGIMの通信部分は、Sigfoxを搭載しています。

主な機能：・地震動検知機能→加速度センサによって、振動（振幅）などをモニタリングし、サーバにデータをアップ
・建物エネルギー計算機能
・ニッケル水素電池（単三２本で稼働）

Sigfox版SGIM（製品名）
2.5×3.5㎝

特徴：
・木造建物の保有エネルギー計算式によって、振動感知後の保有エネル
ギを計算しクラウドにアップ
・定期的な稼働状態もアップ・省エネによる長期稼働（数年間稼働）

地震動モニタリングIoTデバイス（試作品）

搭載したSGIMについて：・ATSAMD21G18A（MCU)搭載（Arduino M0互換機）（割り込み処理、スリープ機能＋ウェイクアップ機能実現可能）・温度センサ＋加速度センサを搭載（加速度センサは14ビット）
・Sigfox搭載
・コンパクトなサイズ（2.5×3.5ｃｍ）
・汎用的なI/O（アナログ、デジタル、UART、I2C）対応
応用展開： ＜ベースボード対応によって＞・老人見守り、地震動監視、盗難監視、水位監視、積雪監視、防災監視（傾斜角度監視）、農業用観測監視などに利用可能

地震動モニタリングIoTデバイス（量産品）

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３１．IoTABボードV2.0 開発販売
３GIM/４GIM対応用IoTABボードの改良版
１）IoTABV2 とは、
本製品は、３GIMや４GIMと一体でご利用いただける製品（マイコンボード）となり、V1のバージョンアップ版となります。
V1よりも省エネタイプとなり、スリープ時でも0.05mA～0.07ｍAほどと、１日１回の通信だと、
単四３本のニッケル水素電池でも半年近く稼働させることが可能です。
２）IoTAB V2の特徴
・３GIM/４GIM敷設コネクタ付き
・MCU： SAMD21G18A
・加速度センサ/温度センサ
・Arduino互換機
・３GIMライブラリ利用可能
・アナログIN４ピン
・GPIO 10ピン
・I2C/UART*3/SPI・システムの安定的な動きを展開
・ハードウェアリセット対応
・非通信時のSDメモリー保管
利用目的：汎用IoT省エネ開発ボード
利用事例：高速道路柱脚ひび割れ監視
すでに、イノシシの罠のIoTデバイスや積雪深計IoTデバイ
スで利用中です。
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IoTAB V2 両面

事例：害獣罠検知IoTデバイス

３２．害獣罠監視IoTデバイス新バージョン開発
本デバイスは、害獣罠監視IoTデバイスの新バージョンとして開発したものです。初期バージョンは、振動の割り込みで起動するものでしたが、新バージョンでは、プラグの引き抜きで起動しメールを送信するものとなります。
利用するうえでの現場の声を活かして開発した製品となります。メールは、
設置時と、毎日定時、それに緊急時の3種類がメールで報告されてきます。
サイズは、3種類開発してみました。

主な特徴：
・ケースの大きさは、小（Sサイズ）：55㎜×65㎜×50㎜
中（Mサイズ）：55㎜×95㎜×65㎜
大（Lサイズ）：55㎜×105㎜×75㎜となります。
・バッテリは
Sサイズ：リチウムイオン電池 900ｍAh
Mサイズ：ニッケル水素電池単四3本 900ｍAh
Lサイズ：ニッケル水素電池単三3本 2400ｍAh
・継続稼働時間は、
SサイズとMサイズは、3ヶ月強
Lサイズは、半年以上となります。
・ケースは、防水（IP65）・防塵対応

メール受信内容サンプル

特徴：

・バッテリで3ヶ月以上稼働
・1日1回バッテリ情報をメール送信
・設置時と緊急時にGPS（位置情報）取得してメール送信
・バッテリ減少が分かるメール送信

ユーザ発注の背景：

・より現場での扱いやすさを追求した製品となっています。
・初期バージョンでの大量運用によって新たな改良版で、現場に行くことなく、遠隔で監視できるものとして貴重な意見を頂いて開発されたものです。

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中（Mサイズ）ケース

３３．積雪深計IoTデバイス（V2）・クラウド販売用
昨年度（H30）開発・実験した積雪監視IoTデバイスが問題なく稼働し、積雪高を継続的に計測したことで、新たなバージョン（V2)での開発・販売用として対応してきました。
すでに北海道でも利用頂くこととなっていまして、約半年間ほどの稼働状態での観測そくを行うこととなりました。

主な機能（バージョンアップによる機能）・より長期間での省エネタイプによる運用→マイコンボードの改良によって、スリープ時には、
0.05~0.07ｍAほどの電流による稼働が可能となりました。
この結果、小さいバッテリでも長期間稼働し続けることができるようになりました。
・寒冷地に強いバッテリを利用→リチウムイオン電池から塩化チオニルリチウム電池に変更しました。このバッテリは、寒冷地でも利用可能とのことで、実験を交えて対応し、新たに採用しました。単一サイズ1本のバッテリで半年以上稼働し続けるものとなっています。
・コンパクトなサイズでの対応→ レーザー距離センサの子機の部分はそのままですが、親機の通信部分は、バッテリがコンパクト化され、V1よりも四分の一サイズまでコンパクト化できました。
・2020年改良版では、北海道の-20度以下でも耐えられるデバ
イスに改善しました。（-25度まで実験完了：自動復活）＜壊れることはなく、リセットで再起動可能＞

その他：
・すでに民間からのオーダもあり、今後の広がりを期待してさらなる性能と品質に力を入れていく製品としたいと思っています。

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３４．LPWA製品（MGIM）のボード試作（自社開発）
LPWAのひとつのLTE-M版のコンパクトボード（MGIM)を試作・量産化予定
これまでの３GIMや４GIMのノウハウを生かし、LTE-M（HL7800）を搭載したマイコンボー
ド（ATSAMD21G18A：Arduino M0互換機）を開発、今後量産化に向けて試験中です。
（2020年秋ごろから販売開始予定）

主な特徴・機能：・LTE-M（Cat.M1）による通信→超省エネモードでの待機（数マイクロAｈ）＜eDRX機能の対応も配慮予定：SIMカード対応＞→HL7800（超省エネ通信モジュール）の採用→ 将来は、NB-IoT対応予定、GPS機能追加予定（ただしMGIM改訂版となる予定）
・コンパクト化MCUボード
2.5㎝×3.5㎝ボード上に、HL7800＋ナノSIM＋MCU＋加速度センサ＋温度センサ搭載、さらにI/Oコネクタ20ピン（アナログ6ピン、デジタル20ピン、UART、I2C）用意→ これ１つだけでバッテリとつなげば、温度や加速度によるモニタリングが簡単に実現可能（傾斜・振動・衝撃・温度・バッテリ容量などが出力可）
・これ１つで多くのIoTデバイスの実現が簡単にできる（豊富なArduino資産ライブラリ・サンプルが活用可能）

応用展開について：
・日本の広いエリアで、即稼働できるIoTデバイスの試作・量産化が容易にできる環境を持つ。
・応用分野は、農業用や防災用、見守り用、（将来：移動体追跡）など幅広い分野で活用可能。

Mgim V1.0

Mgim V2.0

PoC開発、試作、量産化に最適な世界最小クラス LPWAモジュール

2020年９月時点 GPS付きMGIM V2の開発も行っています。この秋に販売できるよ
うに計画しています。

Mgim V3.0
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３５．高速移動LTE×GPSｰIoTデバイスの試作
タブレイン製GPS（GPS-TABボード：MAX-M8W搭載）と４GIMを連携し、IoTABボード（ArduinoZero互換機）によって、0.5秒
間隔での位置情報をクラウドにUDP通信プロトコルでアップすることを実現しました。
これによって、リアルタイムでの高速な移動体の位置情報を取得できることとなりました。

主な特徴・機能：・0.5秒間隔でのGPS取得とLTE通信を同時に実現しています。
（位置情報のほか、IMEI、時刻、速度、高度、取得衛星数など
も出力）
・位置情報の誤差は、周りの障害物が無い場合には、５～10ｍ以
下となります。
・0.5秒間隔だけでなく、それ以上の秒数の間隔設定も可能です。
またGPS取得間隔とLTE通信間隔の変更も可能となっています。
・コンパクト化を行っていて、ボード自体は、
3.5cm×2.5cm×2.2cm ほどのサイズとなります。
・バッテリは、リチウムイオン電池やニッケル水素電池が利用でき、2000ｍAhの消費電流であれば、最低でも10時間以上稼働し続けることができます。

３段重ねのデバイス
サイズは3.5cm×2.5cm×2.2cm

応用展開について：
・MCUのIoTABボードには加速度センサも搭載していることで、振動している間だけ、GPS取得・LTE送信するような仕組みを取り入れることができ、盗難検知などのデバイスには、簡単に利用可
能です。
・位置情報が常に必要な車両などを追跡するデバイスとしても容易に実現できるデバイスとなります。
・省電力モードを使い、GPS取得とLTE送信間隔を長くとることで、半年から1年、またはそれ以上稼働させることも実現可能です。

４GIM V1.0

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GPS-TAB V1.0

IoTAB V2.0

３６．RTK-GPS高精度GNSSによるLTE通信デバイス
タブレインでは、RTK-GPS関連のプロジェクトを複数実施しています。
その一つに、セプテントリオン社のmosaic x5を使ったGPS-RTK
製品を使って、弊社製品IoTABボードと４GIMを搭載した高精度
GNSSのLTE通信デバイスを開発提供しました。
この製品では、リアルタイムでの高速な移動体の位置情報を取得できることとなりました。

主な特徴・機能：・mosaic X5は、0.01間隔まで位置情報が取得ができ、GNSS取得もL1,L2,L5の三つの周波数帯に対応していて、高精度な位置情報が取得できるようになっています。
・また、LTE通信を同時に実現していて、基地局からのRTCM3の受信や、クラウドへのデータ送信も可能となっています。
・このデバイスには、RS232Cや、LAN機能を持ち、直接mosaic
X5との通信も可能となっています。
・バッテリは、リチウムイオン電池を内蔵し、このほかAC電源やUSB電源でも稼働するようになってなっています。

RTK-GPS （mosai-x5) と４GIM+IoTABボード

今後の展開について：
・本製品は、株式会社コア様との連携で開発したもので、近日中に販売を行う予定でいます。
※写真は試作段階の製品で、改めて販売製品についてはケースなどが変わる予定です。
左：正面

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右：裏面

３７．Sigfox版農業用IoTデバイスPoC開発
Sigfox版による農業用IoTデバイスのPoC開発のご紹介します。
こちらは弊社SGIMを使い、温湿度センサ、照度センサ、CO2セン
サ、土壌温度センサ、土壌水分センサを搭載した農業専用のIoTデバイスとなります。
Sigfox版ということで、データ送信は、12分間隔によって、セン
サ値をクラウドにアップします。
安価な運用を目指したデバイスとなります。

主な特徴・機能：
・本体親機および子機は、単独のバッテリのみで長期間稼働する仕組みとなっています。
・現場設置後、電源を入れるだけでデータがクラウドにアップされる仕組みで、簡易設置稼働となっています。
・Sigfox版ということで、通信費用が低額に抑えられ、長期間使っても僅かな費用となります。

応用展開について：
・農業用ビニールハウス向けで、さまざまな条件下で利用が可能となります。
・Sigfox版のSGIMを、LTE-M版のMGIMに切り替えれば、子機を増やすことも可能で、広いエリアでの稼働も可能となります。

デバイス全体像

SGIM製品52
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３８．Sigfox版GPS搭載IoTデバイスのPoC開発
タブレイン製のSGIMとGPS-TABを組み合わせた超コンパクトなGPS（追跡システム）のPoC開発を行いました。
某社の要望として、できるだけコンパクトで、長期間稼働し、しかも安価であることが要件でした。
まずはPoC開発ということで、右の写真のように、タブレイン製のSGIMとGPS-TABは、ともに3.5ｃｍ×2.5ｃｍサイズの大きさで、2段重ねとして、４ｃｍ×3cm×２cmサイズのケースに搭載できるものとして、完成させました。

主な特徴・機能：・SGIMには、加速度センサが搭載されていることから、振動状態
によって、データをアップしたり、スリープ継続したりの切り替えを行います。
・加速度センサが停止していり状態では、スリープのままとして、バッテリの消耗を抑えたアルゴリズムとしています。
・PoC開発では、別途温湿度センサを搭載し、GPSから取得できた緯度・軽度と同時に温度センサの値やバッテリ電圧の値までクラウドにアップしています。

応用展開について：
・MCUのIoTABボードには加速度センサも搭載していることで、振動している間だけ、GPS取得・LTE送信するような仕組みを取り入れることができ、盗難検知などのデバイスには、簡単に利用可
能です。
・位置情報が常に必要な車両などを追跡するデバイスとしても容易に実現できるデバイスとなります。
・省電力モードを使い、GPS取得とLTE送信間隔を長くとることで、半年から1年、またはそれ以上稼働させることも実現可能です。

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右上：GPS-TAB、右下：SGIM
左下：収納ケース（４cm×３cm×２cm）

３９．地震動モニタリングIoTシステム開発（２案件）
タブレイン製のMGIMに搭載された14ビット加速度
センサを使い、住宅での地震動モニタリング開発を行いました。またこのデバイスの開発と同時にクラウドサーバの見える化の開発も行っています。
本システム開発は、某大学の研究用と住宅関連企業組合による観測用と２つの量産化を行いってきています。それぞれ、ケースやデバイスの構成、ならびにソフトウェアは異なる仕様となっています。

主な特徴・機能：・地震動を瞬時に捉え、1分近い監視モニタリング
を行い、FFT解析などを行って、クラウドへのデータ送信を行います。
・常時観測を行うことから、電源供給は、一般のAC電源から対応しています。

MGIM搭載デバイス中身

外観写真

応用展開について：
・現在、加速度センサを使った傾斜角度の利用にも検討が始まっていて、住宅の傾きを正確に取得し、その傾き角度の誤差１０００分の３までの測定も問題なく可能となります。
・特に加速度センサの有効活用では、定期的なウェ
イクアップだけでなく、地震時の割込みウェイク
アップも可能となります。

振動波形

周波数波形

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４０．SigFox版（SGIM）を使ったガスセンサPoC開発

高精度なガスセンサを搭載した監視（モニタリング）装置の開発をPOCにて行いました。
搭載通信モジュールは、Sigfoxで、定期的にウェイクアップ稼働し、その時点でのガス濃度を計測してクラウ
ドに値をアップします。

主な特徴・機能：・５分に１回の間隔でガス濃度を測定し、データをクラウドにアップする機能を有します。
・Sigfox版となることから、クラウドへのデータアップ
が制限されることから、今回はPoC版として対応した内容となっています。
・単独で稼働するためにバッテリ搭載で長時間稼働する工夫を行いました。

応用展開について：
・今後においては、いくつかのガスセンサを使っての試験も行う予定で、より長期に安定して稼働するデバイス
づくりに発展させていく予定でいます。
高精度メタンガスセンサを搭載したIoTデバイス

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４１．スポーツ関連見守りデバイス開発（試作・量産化）
スポーツ選手を対象とした見守りデバイスの開発で、各種センサを搭載した極小無線のデバイス開発で、タブレインでは、試作から量産化までを実施しました。
事前に試作段階で課題があったプロジェクトからタブレインが引き継いだもので、試作と量産化（５０セット）、追加量産化（１２０セット）を実施してきました。
（当初の試作では、ノイズの問題や通信の問題などがあり、正常に稼働しなかったことで、トラブルが多発していました。この問
題解決を図るために、タブレインでは再度試作からの開発支援に入ってプロジェクトを完遂させてきました。最初の量産化もほぼ問題なく進んでことで、新たに１２０セットの量産化もそのまま対応させていただいた次第です）

主な特徴・機能：・サイズは４cm ×３cmサイズと、コンパクト化を図っています。
・搭載センサは、加速度・ジャイロ・磁力の９軸慣性モーメント
センサ、その他温湿度センサ、脈拍センサ、それにGPS（位置情報取得）センサを搭載したデバイスとなります。
応用展開：
・すでにデバイスの評価を終え、開発した１７０セットほどのデバイスによって、実現場での評価開始が行われる予定でいます。

２回目の量産化（１２０セットの部分）写真

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４２．その他 特殊IoTデバイスの試作① 鳥獣追跡IoTデバイス② 野鳥に取り付けた気象観測デバイス

猿や鹿に３GIMを取付けGPS取得によって、鳥獣の追跡を行うデバイス開発を行う。
（顧客事例）③ GPS機能を使ったデバイス
移動体監視・動態監視のデバイス開発が多発
・徘徊老人向けデバイス開発
・害獣調査デバイス開発
・観光者調査向けデバイス開発などなど→ 2018年春から「みちびき」対応可能に

大型野鳥に取り付けた観測装置
超小型化（軽量化）を目指し、バッテリのみで長期間稼働し続けること
特にGPS機能を使ったデバイスが特徴④ 機器保全対応デバイス
工学な機器製造メーカが顧客向け保守対応として、機器にIoTデバイスを組込み保全対応を遠隔で行うケース増大→ 消耗品の計画的な対応→ 故障発生などの早期対応→ 総合的なメンテナンス対応など多くのメリットが存在

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４３．その他試作・プロトタイプ開発ほか□人や動物の動きをキャッチしデータとして収集・分析① 親機と子機との関係でシステム開発（課題は子機の長寿命化）→ 親機にゲートウェイ機能と子機受信器、子機は発信機能のみ② クラウド連携において動きをモニタリング分析→ 子機固有IDの動きをモニタリング、③ 関係者にはメールによって動きを知らせる□特殊環境下の維持装置モニタリングシステム試作① 助成金によって特殊環境下の維持管理をモニタリングするシステムの試作② 複数のセンサ値をクラウドにアップし、その状況を把握できる環境下に③ 異常な状態をいち早く知らせるシステムとして開発中（端末系はスマホや携帯のメール）□オープンソースハードウェア関連での試作・プロトタイプ開発支援① 既存システムに組み込む高価な機材を安価なシステムに切り替えるために試作・プロトタイプ開発
・通信モジュールを用いてモニタリング機能を対応② 工場内機器の保守モニタリングや設定制御などを遠隔操作によって自動化
・自社内LANとは別系統でセキュリティ対応に無関係

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４４．大学・高専での開発事例
 信州大学（電磁波解析と磁界発電の研究）

 東京大学（腐食センサーによる橋梁保全研究）
 徳島大学（橋梁の保全研究）
 東京海洋大学（近海小型船避難緊急発信装置）
 沼津工業高専（農業用エリアモニタリング研究） 千葉大学（農業用ビニールハウスモニタリング） 東海大学（農業用モニタリング研究） 東海大学（EVカー蓄電モニタリング） 拓殖大学（EnOceanと３GIMの連携）
 和歌山県立海南高校（缶サットに搭載）

その他多くの大学・高専で、３GIMを使った研究活動実施

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電磁解析（信州大学・田代研究室）

４５．３GIM/４GIM関連の共通技術提供

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2014年12月
実験対応（無事継続稼動中）
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４６．第１回アイデアコンテスト(2013年度）
http://3gsa.org/information.html にて公開
・最優秀賞 ３GSコミュニティバスお知らせシステム （資料）・準優秀賞 クラウドコレクタ （資料）
・努力賞 愛車の記録 （資料）・その他応募作
相互見守り（コミュニケーション）システム

飯島幸太氏
山本三七男氏
小林康晃氏

・最優秀賞 Himawari3搭載 ３G火山ガスモニタリングシステム 拓殖大学 瀬谷鮎太氏
・優秀賞 ペット管理システム （資料） 東京都立小石川中等教育学校 小島和将君
・準優秀賞 Arduinoを使ったFOXテーリング （資料） 東京都立総合工科高校

高橋君・土屋君・平林氏
南川俊氏ほか
井上龍氏ほか・努力賞 山の幸、獲ったどー （資料） 拓殖大学
・特別賞 わいっち目 （資料） 拓殖大学
・その他応募作
自動車防犯装置 （資料） 東京都立総合工科高校 土屋君・高橋君・平林氏
水田あんばい （資料） 拓殖大学 金山祐大氏ほか
アマモ場の生育環境観測システム （資料） 広島商船高専 芝田研究室

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４７．第２回アイデアコンテスト(2014年度）
http://3gsa.org/information.html にて公開
平成26年11月16日開催されました第2回３GIM・アイデア・コンテストの結果報告となります。以下のFacebookなどで掲載しています。
・最優秀賞 「快適マネージャー」
東京都立小石川中等教育学校 小川広水君（中学一年生） 資料/ビデオ
・優秀賞 「ポチっとじょうろ」
東京都立小石川中等教育学校 中野龍太君・中本一輝君・小林俊介君（中学二年生）資料/ビデオ
・特別賞「Rubyを用いたマイコンプログラムの遠隔書き換えシステム」チーム海南 山本三七男氏他和歌山県立海南高校（瀧本君、若勇君、和田君、筈谷君、岸田先生）/ルアリダワークス 資料/ビデオ
・特別賞 「Dustino(ダスティーノ）～ゴミ箱管理システム」
九州工業大学 備後博生君、城戸翔兵君、張思嘉君 資料/ビデオ
・アイデア賞「冷蔵庫を使ったお年寄り見守りシステム」
東京都立小石川中等教育学校 金子知洋君（高校二年生）資料/ビデオ
・アイデア賞「熱中症予防散システム」
九州工業大学 待野翔太君・友永健太君 資料/ビデオ・技術賞「３GIMを使用したGPS+GLONASS vs GPSの位置精度比較」
チームmochi 望月康平氏 資料/ビデオ・技術賞「自動散水システム」
九州工業大学 中山一平君、永山雄一君、 Avinash Dev Nagumanthri君 資料/ビデオ・技術賞「心拍数測定システム」
東京都立小石川中等教育学校 佐藤和哉君（高校二年生） 資料/ビデオ
このほかにも入選からもれたのもありましたが、どれも素晴らしい作品でした。

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１．衛星測位システム（GNSS）利用について
３G通信モジュールのGPS機能利用▼衛星測位システムGNSS
GPS・GLONASS（ロシア衛星）の利用可▼Assisted GPSを利用することで屋内でも短時間に誤差範囲の少ない位置情報取得

時間も分かる▼Google Mapで位置情報確認▼移動体（自動車・近海船・動物・人間など）のリアルタイムの追跡が簡単に可能
ここでの事例は、
１）10秒ごとにGPS測位し２）１分ごとに３G通信で、サーバに時刻と位置情報を
アップ

応用展開は
１）子どもや老人などの追跡（既存製品あるが開発に制限あり）
２）近海漁船の位置管理
３）集配トラックの位置情報管理
４）ゴルフ場カートの位置管理などなど多く利用可能に・・・

本件は、RaspberryPiでは難題

GoogleMap利用（アプリ開発）使ったものは
Arduino+３GIMシールド＋
３GIM＋５Vバッテリ（1500Whで9時間利用）64

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２．GPS機能を使った携帯センサデバイス
15

小型で軽量なGPS付センサデバイスを試作
僅か8.5㎝×4.8㎝×1.5㎝のケースで収納
機能：ボタンを押すことで光センサを取得し、３G通信でサーバに時間と位置、センサ値をアップ
・エアープレーンモードを使って省エネモード
・３GとGPSともにフレキアンテナ採用
・Arduino互換チップ採用

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３．最小クラスのGPS-IoTデバイス
さらに小型でコンパクトなGPS付センサデバイスを試作
僅か3.0㎝×4.0㎝×2.0㎝のケースに収納機能：３G通信でサーバに時間と位置、電圧情報、温度、高度、速度などをアップ
IoTABボードV1.1（Arduino互換機）上に３GIMを搭載
して、ランナーナビを実現。
CPUコア：SAMD21G18A
通信I/F：３G通信（次LTE-M対応予定）
センサー：GPS、加速度、温度他
電源：バッテリ駆動（リチウムイオン・
ニッケル水素等）
その他：Arduino互換機ボード

内装状態①

ソフトウェア構成■IoTデバイス側
・スリープ機能・ウェイクアップ機能→ 日次報告（バッテリ容量など）
・加速度センサ割込み機能→振動割込み機能（緊急報告）
・GPS取得機能（設置時報告・緊急報告）■メールサーバ側
・メール受信・転送
・メールアドレス管理
・日次報告の変更制御機能※オーダ製品では、3㎝×3㎝サイズのLTE-GPSボード開発
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内装状態②

ケース：3×4×2cm

４．Sigfox版GPS-IoT追跡デバイス【製品の紹介】SGIM（Sigfox版Arduino互換機ボード）にGPSモジュー
ルを取り付け、GPS情報を3分毎にクラウドにアップす
るデモIoTデバイスをPoCで開発したものを紹介します。
【ハードウェア（デバイス）側仕様】
SGIM（Sigfox版Arduino M0互換機ボード）に、GPSモ
ジュールを取り付け、リチウムイオン電池で起動する
PoC製品を作成し、プログラムとして3分に1回の頻度でクラウドに情報をアップするデバイスです。

最新状況表示
速度表示【ソフトウェア仕様】
デバイス側では、GPS情報である緯度・経度のほか、高度ならびに速度を取得し、Sigfoxを使ってクラウドにアップします。
クラウド側では、タブレインのサーバにアップされた
データの最新状況の一覧表示と、地図での位置タグ（時間表示）やグラフ表示（高度と速度）を行うプログラムを組み込んでいます。
【応用分野】
移動体の追跡として、子供や高齢者見守り、盗難車防止
追跡、害獣罠監視など、広く利用可能です。

デバイス：5×3.5×2cm

標高表示

位置情報表示67
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１．タブレインのIoTクラウドサーバ
遠隔での環境モニタリングを行うIoTシステムは、センサを取得するIoTデバイス側と、そのセンサデータをインターネット
を通じて収集するクラウドサーバ側との連携機能によって成り立ちます。
 その間では、送受信内容の共有化、通信プロトコルの連携、セキュリティ対応などが、関係していきます。






１）送受信内容の共有化では、デバイス側から送られるデータを定義し、それをサーバ側で受信するときのデータ群の定義となります。
２）通信プロトコルでは、httpGET/POST、またはTCP/IP、さらにはIoT向け専用のMQTTなどをあらかじめ決めておく必要があります。
３）セキュリティ対策では、暗号化を用いたり、PWを使ったりして、データの漏えいなどに対処します。

以上のことからデバイス側とクラウド側が一体となった開発が重要となります。
 タブレインでは、これまで５年以上の試行錯誤をかけて開発した「things.la（仮称）」と呼ぶクラウドサーバ側のアプリがありまして、すでに多くの現場で利用されています。主に農業用の環境モニタリングが多く、その次にカメラ画像による防災や防犯などでの利用も増えてきています。（継続的に機能アップ開発中） 現在、スマホ用とPC用の２つのアプリを作成し成長させてき
ています。


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２．タブレインのThings.la システムの概要
メインメニュー画面

入力画面

メールアドレス
パスワード

データ一覧表示
データ分析用主にメモ記録カメラ画像保存
監視メール
地図情報

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３．ダッシュボード（センサデータの一覧表示）

最新のセンサ値を表示

下にデータのCSV出力71
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４．グラフ分析（各センサデータの重ね合わせグラフ分析）

グラフ重ね合わせ分析

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５．日誌（メモ記録）

メモ記録を残す

73
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６．アラート（監視）通知登録

アラート内容を定義

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７．アラート（監視）一覧表示

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８．デバイス位置（エリア）情報76
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９．IoTカメラ画像情報

別製品IoTカメラ
での画像を管理

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１０．その他機能
 IoTデバイス毎の暗号キーの定義


IoTデバイスを追加した時点でのクラウド側の新規デバイス対応などで、暗号化キーの発生と、それに基づくデバイス側でのプログラム組込みを行う必要があります。

 IoTデバイス管理機能

IoTデバイス毎の管理を行う機能を持ち合わせています。
 デバイス毎に取り付ける各センサ（ストリーム）の設定定義
 クラウド管理者機能

各デバイス管理対象の管理 グループング管理対象など
78
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79
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１．IoTシステム構築で必要となる技術力と知識※ 大手でも全ての技術力を持つ部門は構築が難しい
ビジネスモデルプロジェクトマネジメント

バッテリ
技術

回路設計
AW設計
技術
センサ
技術

IoTクラウド

IoTデバイス
省エネ
技術

マイコン
技術

アンテナ
ノイズ
技術
通信
技術

インターネット
技術

サーバ
構築技術

データ
分析技術

Webアプリ
構築技術
データ可視化

トポロジ
技術

データ収集

エッジコンピューティング

コネクテッド※技術力や知識が無ければ外から持ってくることでカバーできる

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学習

人工知能
技術
推測・制御

２．IoTモノづくりのプロセス（タブレインの場合）
PoC段階

試作段階

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量産段階

＜タブレインの場合＞

３．IoTプロトタイピング（PoC開発）のニーズの向上※ PoC開発で考えるべきことは（PoC開発では多くがIoTデバイスの構築）

現場を
効率化

実現化
の検証

何を目的に遠隔の監視・制御するのか？
バッテリ

ハード
省エネ
ニーズ
を創造

大変革
を創出

運用性
の検証

有効性
の検証

センサ群

MCU

どんなセンサを利用する

メモリ・処理スピード？

アンテナ

通信手法

運用費用

３G/LTE/LPWA

初期コスト・運用コスト

ケース
プログラム
の実現

アルゴリズム
割込み・スリープ機能

ソフト

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ネット接続

４．IoTプロトタイピング（PoC）のタブレイン事例

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＜タブレインの場合＞

５．IoTデバイス試作（基板ができるまで）
ハードウェア開発（試作１回につき2ヶ月～4ヶ月ほど）
AW設計
（面付け）

回路設計

環境テスト他

基板製造
実装

部品表作成

検査

部品調達

※タブレインでは、工期短縮での試作が可能に① 部品調達（ネット調達）② 基板製造（ネット委託）③ 実装（協力会社依頼）④ 組込みソフトは資産（ノウハウ）活用

回路設計

ソフト
組み込み
テスト

運用
テスト

ソフトウェア開発（デバイス・クラウド）

部品表84
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アートワーク（AW）設計

＜タブレインの場合＞

６．IoTデバイスの試作から量産化までの課題やリスク

回路設計段階AW設計段階許認可対応

目的に合った回路設計が必要。
MCU、I/F、通信モジュール、内部電圧、省エネ対応などの配慮。

基本的な無線関連でのAW設計知識が必要。ノイズ対策やフィルタ採用、シールド対策なども重要。

通信モジュールの許認可は重要。
技適対応やキャリアのIOT取得も重要。海外展開でも各国の対応に準じた認可取得が必要。

部品選定のリスクケースの選定個別認識の問題調達可能で、将来まで安定した部品の選定。センサ選定では使いやすさや精度・コストを配慮。

現場設置を考慮した既存ケース選定が重要。またはオリジナルの金型から作成していくことも防水・防塵などの配慮などが重要。

IMEIを利用した個別（ID）認識が重要。量産化でのソフト組込みは一つとして対応すべし。

ノイズ・アンテナ問題

デバイス側ソフト

クラウド側ソフト

通信ではノイズの問題が絡む場合がある。問題が発生する場合には、その対策が必要となる。またアンテナも向きやケース内での納め方も配慮が必要。

初期設定、セキュリティ対策などを配慮し、スリープ機能・ウェイ
クアップ機能、および割込み機能を組み合わせた処理とすること。

プロビジョニング対応や、各現場対応でのデータ設定をクラウドで設定可能とし、各デバイスのソフトを同一で行うこととする。

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＜タブレインの場合＞

７．センサの取り扱いの留意点
留意点：入手性・価格・寸法・精度（データシート参照）など、他にもこんなに取得間隔の問題

精度向上の問題

センサ選択の問題

急激に変化するのか、ゆっくり変化するのかで取得間隔を変える。
（温度VS照度）

複数の値を取得し、平均値または中間値を採用する。その際大小１
１０％削除するアルゴリズムなど
で精度向上。（距離など）

価格・精度・サイズなどデバイスに適合するセンサを探し出すことも大事。新しいセンサも続々と誕生している（加速度、CO2など）

ゴミデータの問題

トリガーの問題

利用環境の問題

時々ゴミが入るデータ処理が必要。
前後の値から急激に変わることのないアルゴリズムを採用必要。
（距離など）

センサの値を取得し、その閾値をもってスリープ状態からウェイク
アップ状態にする時。またその閾
値越えのタイミング。（各種）

厳しい環境下での温度・湿度・照度など、適合するものが限られてくる。距離も反射する対象によって異なる。（レーザVS超音波）

消費電力の問題

計算式の問題現場設置の問題

消費電力が高いセンサは、利用時に電源ONし、値が取得できたら電源OFFにした使い方などを行う。
（CO2、レーザ距離など）

加速度センサによる傾斜角度計算、
傾斜状態設置での距離センサによる垂直計算など。（加速度、レーザ距離など）

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IoTデバイスやセンサの設置での計測が正しく行える設置や、どんな現場でも容易に設置できる工夫が必要。（レーザ距離など）

＜タブレインの場合＞

８．電源確保と省エネ対応に向けて電源確保ができない現場において

太陽光パネル

スリープ機能MCUの選択

現場設置では、南向き３０度傾斜。
鳥が止まらないように、また落ち
葉が落ちないように注意。
サイズは、最小なもので対応。

MCUのスリープ状態を割込み機能
やウェイクアップ機能から、起こすことができ、スリープ状態が省電力であることが重要。

スリープ状態での省エネが可能なもので、割込み機能を備え、さま
ざまなセンサにも対応できるMCUの選択は重要。

蓄電池（二次電池）

割込み機能

プログラミング

鉛蓄電池、リチウムイオン電池、
ニッケル水素電池など、価格や安全性などで選択。

加速度センサなどを割込みで使う場合など、加速度センサの省エネ
対応をセンサの仕様書から読み取って初期設定する必要がある。

初期設定での消費電力の漏れを防ぎ、割込み・ウェイクアップ機能
を設定し、スリープ状態に入るプ
ログラミングなどが重要。

充電制御盤
ニッケル水素電池 単三３本で１日１回通信でも２年半ほど稼働（ただし2400ｍAh電池の場合）安価なものもあるが、消費電力が大きく、夜間での消費電力をつかわないことが重要。また利用する電圧が１２Vや５Vなど

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ニッケル水素電池

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１．IoTデバイスを構築するために必要なノウハウ
IoTデバイスは、センサ技術＋マイコン技術＋通信技術＋ネット技術が必要な知識（幅広い技術力が必要）

センサ技術では、センサ独自仕様の特性を知ること（特に消費電流・起動時間・取得時間・精度・I/Fなど）→ 取り扱いが難しいセンサ（超音波距離センサ・レーザ距離センサ・CO2センサなど）

マイコン技術では、スリープ・ウェイクアップ機能、割込み機能など→ 消費電力を抑えるための工夫が必須



通信技術では、時間＋データ値のペアでクラウドにアップ、タイミングなど工夫→ 電波強度・通信タイミング・セキュリティ対策・

IoTデバイスに必要な知識・ノウハウ







ネット技術では、メール・ツイート・クラウド利用、初期設定・遠隔制御など

バッテリーの知識：電源電圧・消費電流・省エネ対策・太陽光パネルとコントローラ・バッテリ
組合せ・夜間の制御
クラウド制御の知識：プロビジョニング・閾値変更・MQTT技術・JSON技術
統合的に組み合わせた堅牢なシステムを構築する技術
高温化・低温化（８０度～マイナス２０度まで）のデバイス稼働対応技術

専用マイコンボードの試作から量産化のノウハウ


各デバイス管理対象の管理
グループング管理対象など

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２．IoTデバイス開発についてのノウハウ・知識
セキュリティ対策・漏えい対策（デバイスとクラウドとの初期設定）
 消費電力（各電子部品）とバッテリの関係（太陽光パネル・コントローラ・Ni-MH）
 供給電力と消費電力（センサの性能・MCU処理）
 太陽光パネル発電量＋バッテリ容量
 アンテナと電波強度
 通信タイミングと消費電力
 省エネタイプのためのスリープ・ウェイクアップ・割込み処理制御
 設置場所と設置する季節
 コンパクト化と軽量化
 可搬性と設置の容易性
 親機と子機との関係（トポロジと通信距離） センサ取得時間と誤差制御
 通信時の制御・プロトコル（httpPOST・httpGET・TCPIP・UDP・MQTTなど）
 通信時のデータ構造（CSV・JSONなど）
 機能仕様にあった安定した安価なSIMの選定（データ通信・SMS・eDRXなど）
 安定した通信処理プログラミング
その他も山のようにIoTデバイス開発にはノウハウや知恵があります。
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タブレインの気概

タブレインは、最先端技術であるIoTとAIとをつなぎあわせ、
世の中のニーズにお応える
するモノづくり会社を目指します。
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