スマートIoT推進フォーラム
技術戦略検討部会
第４回テストベッド分科会

IoTキャラバンシステム テストベッドの検討状況について

2018年 2月 21日
池永 全志
近堂 徹
福本 昌弘
内田 直希

（九州工業大学）（広島大学）（高知工科大学）（東北大学）

地域におけるIoT活用への期待

地域IoT実装推進ロードマップ（総務省公表資料） http://www.soumu.go.jp/main_content/000453148.pdf

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IoT活用までの道のり
 期待
医療，介護，健康，教育，農林水産業，防災，観光，水道，交通，気象，エネルギー（電気，ガス，…），地域ビジネス，…
 これまでに取れていないデータの取得

 これまで蓄積したデータの分析，活用 既存サービスの拡充，高度化 新サービスの実現

 実現に向けて 目標設定，コスト検討
 システム全体像の検討，要素技術の検討
 実環境との適合性検証，実用性検証

5実環境での実証の必要性
 例えば：河川の水位監視をしたい 水位センサはある データ収集はどうする？

 通信方式は？
 LPWA/WiFi/LTE

 通信距離は？
 設置箇所は？
 データ格納はどうする？
 収集サーバの確保
 データをどう活用する？

現地での実証が有効！

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現地での実証に向けて
 実証のために 必要な機材，通信手段，サーバ等が必要
 保有資源（ハード，ソフト）と組み合わせて試験したい 短期間で準備したい 短期間だけ試験したい 現地で試験したい いろいろ試したい

これらの要望に応えるテストベッドを検討
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IoTキャラバンシステム テストベッドの提案
IoT環境が構築できる可搬型システム一式 のテストベッド
 多様なセンサデバイス
 通信デバイス （WiFi/ LPWA / LTE / 衛星） 可搬式サーバ ・ エッジノード
 非常用電源 ・ 大容量バッテリ

caravan災害時には、災害対応データ収集ステーションとして活用
 通常時と災害時のデュアルユースを前提 複数セット稼働させることによって、ロバストに運用可能利用期限は最大でも3か月
 年に3か所（移設に1か月）をキャラバンして利用 移設（設置・撤去）の訓練も兼ねられる10

IoTキャラバンシステム テストベッド構想
センサキャラバンシステム

高帯域・低遅延ネットワーク
セキュアな接続

センサデータ集約

エッジ処理

IoT実証環境モデル

クラウド処理技術実証試験・社会実証試験
帯域、センサ距離、電源、セキュリティ・・・ など実証試験からのフィードバック

 実証現場で利用可能な機器を提供
 利用者が用意する機器を接続して利用可能な機器を提供
 NICTの既存テストベッドに接続するためのアクセスを提供
 データ収集/蓄積/可視化のための仕組みを提供
 NICTの技術や大学など，連携できる環境があれば活用（無線網，ビーコン，スマホ，etc）
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キャラバンテストベッド要件（Full Package）
JGN/JOSE(ネットワーク，仮想マシン)

Nervnet(設置型，可搬型)
IoTGW
JOSE貸出
(スマホ等)StarBED(エミュレーション, シミュレーション)

キャラバン機材のみで実証が可能な構成
 貸出機材＋コア網（JGN）＋クラウド（JOSE）

 貸出機材構成
 センサノード（スマートホン，Raspberry Pi，Arduino）
 センサノード接続網（Nervnet（設置型／可搬型））
 公衆無線IF（LTE，WiMAX等）
 IoTGW
 可搬型バッテリ

12今年度の活動-防災訓練、臨時観測網への適用-

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キャラバンテストベッド構成案（今年度の活動）
クラウド(JGN/JOSE)

データ収集

貸出センサ
(JOSEスマホ)

Wifi

データ蓄積

センサノード接続網(Nervnet設置型)

可視化処理

センサノード拡張接続網(Nervnet可搬型) LPWA
Wifi

シリアル通信
ユーザ
センサ

ユーザ
センサ

貸出センサ
(JOSEスマホ)

キャラバンテストベッド構成

ユーザ
可視化データによる分析

 コア網（JGN）＋クラウド（JOSE:1Tbyte）
 センサノード接続網（Nervnet（設置型:3台／可搬型：2台））
 センサノード（JOSEスマホ:10台）→センサからのデータを収集し、蓄積、可視化可能な環境を提供予定。

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（参考）NerveNetノード
NerveNetの基本構成

設置型
NerveNet(可搬型：開発中)の特長

設置状態• 信頼性，耐久性は劣るが小型，省電力で軽く，ハードが安い
20mm• 大容量リチウムイオン電池＋ソーラーパネル
でオフグリッド運用も視野• 「低速だが長距離の通信」が可能なLPWAを用いて開発中
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キャラバンテストベッド構成（高知防災訓練への適用）
ー南海トラフ地震防災訓練における課題ー

クラウド(JGN/JOSE)「災害対策本部」と「処置エリア」間の情報連絡が人手であり、情報共有の遅れなどが発生。
名簿システムの導入などICT技術の適用を推進中。
Wifi

センサノード接続網(Nervnet設置型)

データ蓄積

ユーザ
センサ
処置エリア
(高知県立大学)

Wifi

データ収集

ユーザ
センサ

災害対策本部（高知医療センター）

ユーザ

映像共有

キャラバンテストベッド構成★災害時の臨時設置を想定。
非常用電源による運用(電源確保)。短距離での映像伝送(高帯域)。
 コア網（JGN）＋クラウド（JOSE）
 センサノード接続網（Nervnet（設置型:3台））

16キャラバンテストベッド構成（高知防災訓練への適用）

2F出入口

11Fベランダ
3Fベランダ→防災避難訓練において、キャラバンテストベッドによる映像情報を共有し効果を検証。
(11/5に高知で実証実験実施、参加者より映像共有は有効であるとのコメントあり)17

キャラバンテストベッド構成（臨時地震観測への適用）
コア網(JGN)ー余震観測、待受け観測を行う「臨時地震観測」の現状課題ー・スタンドアロン観測
安上がりかつ即時展開に向くが、定期的に現地まで赴きデータを回収する必要がある。
・オンライン観測(衛星通信)設置が大掛かり、消費電力も大きい、観測点を増やしにくい。

センサノード拡張接続網(Nervnet可搬型) LPWA
シリアル通信

3G回線

データ転送

東北大学
データ共有

岩手県釜石ユーザ

データ収集

ユーザ
センサユーザキャラバンテストベッド構成★待受け地震の臨時観測を想定。
太陽光電源による運用(省電力)、長距離でのセンサ情報(低帯域)伝送。
 コア網（JGN）
 センサノード接続網（Nervnet（可搬型：2台）

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キャラバンテストベッド構成（臨時地震観測への適用）

臨時観測点へのセンサ作業

地震センサ

臨時観測点付近→迅速かつ柔軟に展開可能な臨時地震観測網を構築。
(12/20に釜石で実証実験実施、3/22に現地に機器設置予定)

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今後の検討-感性情報イノベーション研究への適用(IoT-GW、StarBEDの活用等)

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感性情報イノベーション研究への適用（既存テストベッド活用）
利用者側のアクセス網を活用（学内ネットワーク等）
 Wi-Fi + 学内ネットワーク＋JGN + JOSE (or仮想マシン/ストレージ)
 足回りは学内ネットワーク、計算機リソースを活用してデータ解析・可視化環
境を独自構築・常時利用可能なリソースでの実証。

感性情報イノベーション研究への適用（Mini Package）
アクセス網としてキャラバン機器を活用（IoTGW，Nervnet）
 足回りは LTE (SIM) + IoTGW でJGNに直接接続
計算機リソースを活用してデータ解析・可視化環境を独自構築 NervNet + LTE(SIM) による接続も検討
・キャラバン機器適用による実証環境エリアの拡大。

感性情報イノベーション研究への適用（Mini Package+）
アクセス網としてキャラバン機器を活用（IoTGW，Nervnet）
 足回りはLTE/5G+IoTGW(Edge機能付き）で処理のオフロード，JGNに直結，大規模計算機リソースを活用してデータ解析・可視化環境を共有 イベントでネットワークや計算機リソースを専有利用
・実地検証とエミュレーション環境の連携。
・最先端無線環境による検証。

今後の目標・期待-地域IoT実証推進テストベッドとして-24

IoT活用による地域課題解決
 地域課題の抽出 医療，介護，健康，教育，農林水産業，防災，観光，電気，ガス，水道，交通，気象，地域ビジネス，…

地域IoT実装による解決への期待

実装の前に検証すべき事項が山積
デバイス，通信，データ蓄積，分析，…

テストベッド活用による実証25

まとめNetwork Design Research Center

 地域のIoT実証を支援するテストベッド
 各地での実証実験のための情報基盤を提供

 JOSE ， StarBED， RISE
 各地での実証実験のための通信基盤を提供
 コア網 （JGN）
 多様なアクセス網 （NerveNet，LPWA，4G/5G，等）

現地で利用可能なテストベッドの実現へ