Arduino用３gシールド今後の開発・製造・普及に向けて
- 1. ３Gシールド・アライアンスが貢献する 高度で最先端の技術を「モノづくり教育」の世界に ３G通信機能とGPS機能などを備えた３Gシールド ARDUINO用３Gシールド 今後の開発・製造・普及に向けて 安価で、短期間で、技術ハードルを下げ（簡単）、中小企業でも試作・プロト版開発が容易に 2011年12月19日 ３Gシールド・アライアンス事務局 高本孝頼
- 3. １．M2Mとは これまでのモバイルがヒトが使うことで普及��てきたが、今後は、装置や機器にモバイル機能を持た せ、ネットで通信しあう世界を実現。このことで、あらゆる分野にて利活用の可能性が広がる。 M2Mの定義 • 「人間の手によらず、機械や装置が広域ネットワークを介して通信する」ソリューション。（ノ キア。ネット資料から：11/10/11） • 「モノ（機械）とモノ（機械）の通信により、ユビキタスといわれる世界のインフラ的な役割に 位置するコンセプト」（ＮＥＣ技報Vol.63 から） • 「センサーや産業用設備などをネットワークで接続し、機器同士がデータを交換することで高度 な制御を実現」（日経Webサイトから：11/7/25） 関連キーワード • スマートグリッド（次世代送電網）、スマートデバイス、スマートオブジェクト、M2Mクラウド、 ユビキタス、ワイヤレス・センサ・ネットワークなど 3
- 4. ２．ARDUINO用3Gシールドとは Arduinoとは • 2005年にイタリアの大学教授らによって廉価で高機能な教育ボードとして開発販売。 欧州や米国で広く利用されるようになる。 • オープンハードウェアとし、多くのクローンやシールド（拡張ボード）が販売されるよ うになる • 最近になって、企業も短期間で低コストのプロトタイプ版の開発が可能として利用※1 ※１ Arduinoチームにより、2011年9月15日のオープンハードウェアサミット2011の基調講演で発表 Arduino用3Gシールドとは • Arduino用の拡張ボードとして、３G通信機能やGPS機能・加速度センサなどを持つ３G M2Mモジュールを載せたシールドのボードのこと※2 • Arduino用３Gシールドを利用することで、M2Mの世界の実現化が容易になり、応用分 野も環境・エコ・エネルギー・医療・介護・防犯・防災・農業・漁業・観光・娯楽・地 域など多くの展開が可能に ※2 Arduinoのボードにレゴブロックと同じような感覚で拡張できるボードのことをシールドと呼ぶ 4
- 5. ３．ARDUINO用3Gシールドの特長 Arduinoの特長 • 電気/電子専門外の人たちもArduinoを使いこなすことが容易 （多くの事例やサンプルがWebサイトや出版物で紹介） • 安価な各種センサ（拡張ボード：シールド）のデータ取得が容易 • 各種センサのシールドは多種に渡って安価で販売 • 試作品やプロトタイプ版の開発では利用実績が増大 • ハードウェアの知識が無くても情報技術だけで試作開発が容易 • オープンハードウェアであり、無料の技術情報の公開も多い • クローンなどの開発も容易で、試作品から本開発への移行も容易 ３Gシールドの特長 • Arduinoとボード連結が容易（レゴブロック風） • Arduinoとはデータ連携（送受信）が容易 • ３G通信機能、GPS機能、3軸加速度センサなどを持つ • 開発環境をWeb上で情報公開（予定） 5
- 6. ４．ARUDINO用3Gシールドの可能性 ① GPS機能・加速度センサを持った３Gモジュールを持つ ② 広範囲（広域ワイヤレス）によるセンサ・ネットワーク技術が利用可能 ③ しかも安価、短期間に試作が可能 ④ 電子・電気専門外の技術者でもハードルが低い※ ※ 欧米では、デザイナ系、機械系、情報系などで多く利用されはじめている ⑤ これで何ができるか？ • M2Mでセンサ・ネット・ワークの実現での試作が安価にできる • クラウドによる各種センサデータを蓄積/送信/分析システム構築も容易 • データ・マイニングとの連携も可能（将来に価値を生むデータが収集可能） • GPS機能を使って移動体（生き物や車・飛行機など）、山間部や近海でのセンサ データ取得が容易に • 無人操作や無人観測などの操作も実現可能 6
- 7. ５．ARDUINO用3GシールドとによるM2Mの可能性 Arduinoとは ３Gシールドとは M2Mの可能性 センサ データ ３Gシールド マイニング 各種 ボード ・センサーネットワークの実現 DB サービス ・クラウドによる各種サービス ・オーダによる各種システム構築 クラウド 自動走行 Arduino 農機具 ボード 無人制御ロボット 危険な環境下での Arduinoは、すでに2005年からイタリア製の電 ３Gシールドとは、Arduinoと接続が容易な拡張 無人ロボット制御 子・電気向け教育ボードとして販売され、その販 ボードのことで、３G通信機能やGPS機能などを 農機具の自動操縦や センサデータ取得し 売の勢いは2011年になり大ブレーク。 持ち、ワイヤレス センサ ネットワークを実現す クラウド送信 ることが容易なツールとなる。 遠隔操作監視 遠隔操作ロボット 遠隔による監視 操作や監視の自 動追尾など 山間部監視 ３G通信のモジュールとしてクアルコム製のIEM を利用し、簡易に３G通信とGPS機能との連携、 人が居ない山間部 さらに多種のセンサデータの取得なども可能。 など自動追尾や自 動観測ならびに計 遠隔地のデータ取得 測データ転送 による自動操作 ３Gシールドの特徴 １）M2Mを実現する３G低価格製品 自動データ観測 欧米ではいち早くから大ブレーク。クローン製品 ２）3G通信・GPS機能・加速度センサ保持 やシールド製品まで合わせると大きな市場に拡大。 ３）Arduino拡張シールドとの親和性保持 近海監視 新たに企業が試作・プロト版開発で利用するよう ４）３G準拠標準ATコマンド搭載 になり、その勢いも増大傾向。 ５）多くの技術情報をネットで無料公開 Arduinoのメリット １）電子・電気の高い専門知識は不要 ３Gシールドのメリット ２）低コスト・短期間で試作・プロト開発容易 １）低コストでの３G通信利用のプロト版開発 ３）多くの拡張シールド・ボードが入手可能 ２）多種センサとのワイヤレスデータ送信 ３G通信が入る範囲の近 橋梁などの振動データを ４）多くの技術情報がネットで公開（無料） ３）クラウドとの連携・制御 海で、自動監視・センサ 常時自動観測しクラウド データ取得 へ送信 ※参考： Open Hardware Summit 2011 / Arduinoチーム発表資料 2011/11/22 Arduino3Gアライアンス作成
- 8. ６．３Gシールドの活用事例 クラウド・Webサーバ 200 0 600.0 -200 400.0 200.0 -400 0.0 -600 -200.0 -400.0 -800 メール（SMSなど） -600.0 データ蓄積・分析 データ観測・監視 観測・測定 監視 制御・命令 制御・命令 警報・監視 制御・命令 制御・命令 ３G通信＋GPS機能活用 ３G通信＋GPS機能活用 LCD センサ類 スピーカ Arduino＋ モータ ３Gシールド バッテリ 移動体など 家電など モバイル （太陽光電池含む） PC ３Gシールドの利用設置は、移動体（車・船・動物・人など）、 8 バッテリが取れないエリア、山間部、田畑、近海など
- 9. ７．３Gシールドの活用の可能性 トラクタ自動操縦 無人ヘリの自動操縦 防犯・監視 近海でのデータ観測 動物の体調観測 （放射能測定） 電気発電量観測 臨時の通行量測定 田畑・山林の環境観測 橋梁の保守（監視） 9
- 10. ８．3Gシールド ハードウェア仕様概要 ■シールドのインターフェイス UART（３Vまたは５V） 電源 ５V ■外観 シャーシ・カバー（PCBおよび回路はむき出しにならない） SIMスロット UARTおよび電源のコネクトポイント ■３Gデータ通信（日本国内はWCDMA） UMTS（850/1900/2100MHz） GSM/GRPS/EDGE（850/900/1800/1900MHz） ■JATE / TELEC 技術基準適合(出荷までに取得） ■GPS （AGPS） ■３軸加速度センサー ■SIMスロット ■動作温度 −10°C から50°C (予定） 10
- 11. ９．3Gシールドの機能について •3Gシールドが提供する機能 – ユーザに下記プリインストール機能を提供 機能概要 補足説明 時計の取得・設定機能 ネットワーク情報の設定機能 APN情報の設定 GPS機能 現在位置の取得 加速度センサ機能 加速度の計測機能 HTTPリクエスト機能 GETメソッドのみ提供予定 e-mail送信機能 SMTPメールのみ提供予定 SMS送受信機能 音声通話契約がある場合のみ利用可 バッテリ状態の取得機能 11
- 12. 10．３Gシールドの展開 技術サイト 関係者 ソーシアル 教育機関 ネットワーク活用 を巻き込む 資格・試験 マイスタ制度他 M2M 協業企業 コンテスト 吸引力 競技会開催 展開 を巻き込む コア技術 技術書・教科書 テキスト出版 Arudino関係者 を巻き込む M2M 用 ３Gシールド カスタマイズ ホビーユーザ データ蓄積・分析 を巻き込む クラウド・サービス 世の中は Arduinoおよび３Gシールド教育展開 M2Mのコア技術 を欲している Aruduino ３Gシールド開発提供 ３Gシールドが最適 12
- 13. 1１. 3Gシールド・アライアンスの貢献・メリット アライアンスの目的は ３Gシールドの普及への貢献 アドバンテージ 先行技術習得 先行開発体験 Arduino用 3Gシールドの技術の先行習得によって、 開発技術蓄積 試作・プロト版開発でのアドバンテージを持ち、競 合他社との差別化を優位に進める アライアンス提供サービス ３Gシールド 先行したテスト版・製品版の優位な入手およびその テスト版早期入手 技術習得、さらに先行試作などが可能 教育セミナー受講 （初級編・中級編） 戦略的な企業では、３Gシールド技術をベースに、新 たなマーケット開拓や、新規顧客開拓、新規事業な アライアンス会議 どの展開 （先端技術共有化） アライアンスへの加入によって、異業種交流なども 相互技術運用会議 含め、オープンなコミュニティを実現し、相互間で （相互支援） の技術運用も高めたモノづくり組織を立上げ、早期 技術習得による立上げを支援 技術支援サポート ほかWeb営業支援 13
- 14. 1２．３Gシールド・アライアンス構想 アライアンス連携活動 幹事企業（ムトーエンジニアリング＋構造計画研究所ほか） 提供側 先行 戦略会議 技術者 技術技術 テスト版 先行試作 技術会議 人材育成 サポート 提供 参加 提 供 側 に 受益側 アライアンスメンバー 参加 参加 参加 参加 参加 企業A 企業B 企業C 研究機関 教育機関 企業A 企業B 企業C 研究機関 教育機関 企業A 企業B Company 企業C 研究機関 教育機関 14
- 15. 1３．アライアンスの展開と今後の計画 展 開 M2Mを実現するArduino用 ３Gシールドの展開マップ 市 場 巻き込む対象者 チーム連携 展 開 教育向け ３Gシールド販売 工業高校・高等専門学校 ソーシャルネットワーク 教育機関を巻き込む 大学・大学院 専門学校・地域雇用教育 教育トレーニング 出版マスコミ関連 研究機関向け 開発・コンサル 農業関連 / 海洋関連 Arduino関係者を巻き込む 秋葉原・販売店 食品関連 / 医療保健関連など データ蓄積・分析・クラウド 企業向け 協業企業を巻き込む 専門家・プロ技術者 ソフトウェアSI企業 技術情報・テキスト・出版 Webビジネス関連企業 製造メーカ ロボット技術者 コンテスト・協議会 家電メーカ 住宅メーカ ホビーユーザを巻き込む 建設業界 試作・プロト開発者 資格・試験制度 今後の計画 2012年 １月 ２月 ３月 ４月 ５月 6月 7月 テ ス 初級編 教育トレーニング 中級編トレーニング 製 テスト版 ト 品 アライアンス 版 製 募集 製 製品版 造 造 アライアンス募集 配 配 布 本格 布 （プロト版の開発など含む） 開 展開 ▲12/19 始 ３Gシールド （ 発表セミナー 開発環境準備 予 事例紹介準備 定 Arduino3G.com （Web立上げ） ） その他準備
- 16. 問合せ先 arduino3ｇ＠gmail.com ご清聴ありがとうございました。 16