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株式会社日立製作所情報・通信システム社ワイヤレス統括本部

木下泰三

2010年6月17日

社会インフラ向けセンサネット


目次

１．はじめに２．ワイヤレスセンサネット３．Ｍ２Ｍ（社会インフラ）応用市場４．位置情報・ＲＦＩＤ他応用市場５．今後の課題

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社会インフラの維持管理分野におけるＩＴ利用イメージ

橋梁道路

付属物

トンネル照明受配電

換気

路面法面

路肩

構造物施設・設備交通情報

現場

センシング

ネットワーク(メディア)

中央装置

道路

車両

電気通信

交通事象

気象事象破損・脱落

轍・掘れヒビ・剥離

ひずみ振動

傾き・ズレ

塗膜・板圧

土圧・空隙

たわみ故障

要保守稼動監視

センサネット非常電話

携帯電話

業務無線

PDA

記録用紙

交通管制中央

施設管制中央

監視・制御業務

道路分野を例にしたインフラ維持管理に関わる構成要素の概観

維持修繕業務

資産物品DB

財務・経営業務

設備台帳DB

・・・

SDH(レガシ)

RPR(IP)

ワイヤレスセンサ




センサ情報解析アプリ

RFIDアクティブタグ

RFID

RFIDパッシブタグ

保全情報総合DB

アクティブタグ用電力太陽光モジュール

目視・打音等の点検結果（点検員による）

■ 社会インフラの「状態」や「変化」をリアルタイムに感知し、見える化を行い、適切なサービスやオペレーションに結びつけることができるユビキタスインフラ管理のサービス基盤である「無線センサネット」や「ＲＦＩＤ」

各種センサによる検知

自営回線

ＲＦＩＤを活用した保守・点検支援

センサによるリアルタイム検知






社会インフラの状況把握

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関連技術（１／２）段階

分類

小分類管理内容具体技術・製品

識別

標識

デバイス無線ＩＣタグによる標識付けパッシブRFID(μ-Chip)、アクティブRFID

コード体系モノ、場所の識別番号付け ucode、uID、PI(Place Identifier)など

位置

デバイスＧＰＳ、無線ＬＡＮ、ＵＷＢによる位置測定測量機器、高精度衛星測位(RTK-GPS)、屋内測位(IMES, AirLocation)

座標系絶対座標系、相対座標系による位置記述 WGS84、日本測地系など

測定

直接

非破壊測定温度、湿度、照度、加速度、圧力、歪み、音圧、ＮＯｘ、ＣＯｘなど属性測定

各種センサー、センサーネット

破壊測定コンクリートコア採取による劣化診断 pH試験、圧力試験

間接

近距離測定構造物ゆがみ測定、地下・コンクリート内埋設物測定、

画像・映像視認点検

距離測定(電波位相差変位)、地下・コンクリート測定レーダー、超高感度カメラ

遠距離測定（衛星）

地理・地形、大規模構造物の形状測定土地の利用形態の測定

高精度地盤変動測量(干渉SAR)、高解像度衛星画像、レーザー測量

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関連技術（２／２）

段階

分類

小分類管理内容具体技術・製品

通信

無線

アドホック通信低電力アドホック型無線による測定データ転送

AirSense(Zigbee, UWB)、ミリ波

有線

高速大容量通信

光ファイバによる測定データ転送光ファイバ

蓄積

地図情報地図管理、地理情報の蓄積管理（GIS) GeoMation

図面、台帳、文書情報

設計図面、施工図面、台帳など各種文書情報の蓄積管理(MultimediaDB、RelationalDB）

e-CYDEEN／維持管理

測定情報高速大量センサーデータの時系列蓄積管理（StreamDB）

ストリームデータ処理基盤

分析

統計分析各種測定・蓄積データの統計分析による異常状態検知

画像解析、振動解析

視覚化各種測定・蓄積データの地図連携分析による見える化

GeoMation

シミュレーション

各種測定・蓄積データから抽出したパラメータに基づく経年変化、故障、事故予測

故障予測、災害予測(例：洪水シミュレータ)

社会インフラの状況把握


無線技術とセンサネット

■無線ＬＡＮ，センサ無線、アクティブＲＦＩＤ分野

<主要な無線ネットワーク技術>

１０ｍ

１００ｍ

５０Ｋｍ

伝送速度（ｂｉｔ/ｓ）１Ｍ１０Ｍ１００Ｍ１Ｇ

通信距離

モバイルＷｉＭＡＸ

無線ＰＡＮ、ＬＡＮ市場

無線ＷＡＮ市場（携帯他）

第４世代

次世代ＷｉＭＡＸ

UWB: Ultra WideBand, PAN：Personal Area Network

第３.９世代第３.５世代第３世代

センサ無線無線ＬＡＮ

アクティブＲＦＩＤ

Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ

電力伝送人体通信可視光通信

活用技術

ＵＷＢミリ波

３点測位位置情報技術

センサ無線方式（ＺｉｇＢｅｅ）の

先行研究・実装技術

近距離無線通信の先行

研究・実装技術

強み技術


ワイヤレス製品：

センサネット３製品

「ＡｉｒLocation」（2004年1月～）位置検知情報システム－位置情報プラットフォーム開発・販売

・無線ＬＡＮ端末（ＰＤＡ、タグ、ＩＰ電話）・位置検知管理サーバ、エンジニアリング

無線ネットワーク活用の付加価値製品提供

「ＡｉｒＳｅｎｓｅ」（2005年7月～）

センサネット情報システム－センサネット情報プラットフォーム開発・販売

・センサノード（温湿度、３Ｄ加速度）・ミドルウエア、エンジニアリング、ＡＳＰ

「ＡｉｒLocation－ＭＪ」（2006年4月～）ポイントエリア検知情報システム－ハンズフリー入退室プラットフォーム開発・販売

センサネット製品群


センサネットとは■モノの流れの管理、設備状態管理、または刻々と変わる環境情報

の取得など、生活や産業に入り込み、現場（の状態）を可視化■モノ、人や環境に、通信機能をもつセンサノードを設置

センサネットの価値

人設備、モノ

現場業務管理

高信頼安心・安全快適高効率

ERP SCM

CRM

環境


物流・倉庫オフィス・建設

医療・福祉被災地

安心・安全セキュリティコスト削減

センサネット（状態検知）

高付加価値

ロケーション（位置検知）

自然災害監視

長期的なモニタリング情報から、行動特性や状態変化のアルゴリズムを検出

ﾃﾞｰﾀ蓄積

センサネット（位置/状態、Ｍ２Ｍ/Ｈ２Ｍ）の融合

業務効率向上マーケティング

経営効率化

安全な社会


快適

高信頼安心・安全

高効率

食品・医療・プラント他公共設備・自然環境他

工場・ビル・オフィス他健康、福祉、環境他

センサネットの事業分野

HACCP対応の食品衛生管理物流での温度・衝撃など品質管理

⇒破損・劣化の防止

河川破壊、土砂崩落の継続監視危険区域での作業者状態監視

⇒災害・事故未然防止

生体センシングによる健康管理温湿度・照度モニタリング・制御

⇒異常早期発見、省エネ

公共料金の自動検針電柱、生産設備等の定期点検

⇒保全業務の効率化


•安全・安心にむけ、災害や異常の予測、早期発見

ワイヤ断裂，ゆるみ(振動，弾性波)

ひび割れ，剥落(歪，き裂，超音波)

構造物劣化監視

センサネットの応用市場概観

高齢者見守り・ヘルスケア緊急事故の安否確認

自然防災環境監視農業気象監視

配管のひび割れ，漏れ(振動，歪，き裂)

都市、公共設備の省エネ監視

自動車・ＩＴＳ応用

体調，現在地(脈拍，姿勢，位置)

林野火災，土砂崩落，液状化(温度，煙，地盤変位)

火災，地震，洪水，建物倒壊(煙，温度，振動，歪，水位)

タンク等劣化，燃料漏れ（歪，き裂，ガス)

火災，有毒ガス，設備劣化(煙，ガス，歪)

緊急対応プラント，設備

保全監視


社員

見える化・生産業務効率化への展開

• 一歩踏み込んだ「現場の見える化」により、経営を革新

(ﾐｭｰﾁｯﾌﾟ)RFID

(ﾐｭｰﾁｯﾌﾟ)

ｱｸﾃｨﾌﾞﾀｸﾞ

ｶﾒﾗ

部品・製品

建物、設備

ﾘｱﾙ情報・モノの識別・位置の把握・状態の検出

変化の検出・離れた場所の間の変化

検索・「現場を知りたい」にきめ細かく応える

可視化・情報をわかりやすく

経営ｼｽﾃﾑとの連動⇒効率向上

⇒ﾘｰﾄﾞﾀｲﾑ短縮⇒品質向上⇒在庫圧縮

安全性向上⇒安全確保⇒予防保全

その他⇒ｾｷｭﾘﾃｨ⇒省エネ

収集系分析系ｱｸｼｮﾝ系

センサネット経営システム

対象工程の進捗、作業時間等経営に必要なあらゆる情報

ｾﾝｻﾉｰﾄﾞ


ワイヤレスセンサネットの市場規模

■ 産業、交通、環境、建設などの幅広い市場

3,487

1,720

2,569

農業

480交通

設備管理

防災・環境

セキュリティ4,224

2,629

648

3,985

900

ビル工場管理

1.7兆円

(億円/年）’07(‘05の予想) ’10→’15

8,621億円

370

総務省ユビキタスセンサーネットワーク調査報告、Continua発表資料より推定

5,000 健康管理


２．ワイヤレスセンサネット


AirSenseWare

ﾉｰﾄﾞ認証・設定

ﾈｯﾄﾜｰｸ管理

「日立AirSense 」：センサネット情報システム

アプリケーション

業務サーバ

ビューワ

◆ 現場の状態（変化など）をリアルタイムに検知し、発信

◆ 高信頼、安心・安全、快適、高効率を実現

TCP/IP、HTTP

ポータブル型センサノード

ＺｉｇＢｅｅ

メッシュネットワーク

リストバンド型センサノード

センサ（脈拍、加速度、温度）

センサ（温度・湿度・加速度）

ﾌﾚｷｼﾌﾞﾙﾊﾟｹｯﾄ

ｾﾝｻﾃﾞｰﾀ管理

ゲートウェイ

ルータ

Ｍ２Ｍ－－－－－Ｈ２Ｍ


システムの構成要素

・基地局までの距離が遠い場合にデータ送信を補助

・複数の中継器を経由することが可能（マルチホップ）

中継器基地局

温湿度

センサ

Ethernet

センサノード

・一定間隔で温湿度をセンシングしデータを送信

・送信周期は変更可能（サーバから設定）

・基地局・中継器に電波が届く範囲で移動可能

・電池駆動（10分間隔送信で4年間駆動）

・センサノード・中継器から送信されたデータをサーバに送信（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）

・無線部分のネットワーク構築機能を持つ

監視サーバ

・センサノードから送信されたデータを管理

・システム全体を管理・センサノードの異常時（電池残量小やデータ送信不良時など）にはアラーム

無線通信

無線通信監視サーバ

基地局

（中継器）

【オフィスビル、工場施設、店舗、厨房、運送トラックなど】

ワイヤレスで設置が容易、高信頼無線システムを実現

※個数は無線環境による※必要ない場合もあり


特徴

ZigBee準拠世界小レベルのアクティブ無線通信デバイス

○人/物の状態をリアルタイムに検知可能。

○温度・湿度センサ、３軸加速度センサを搭載。

○５１２Kビット拡張メモリを搭載し、長時間記録が可能。

○１回/１０分センシングで電池寿命４年間

○小型、低消費電力設計により、保守性を向上。

機能

○ノードの起動周期設定

秒単位：max60秒、分単位：max.255分

○アラート機能

電池残量低下時にアラート通知

○モード切換え/選択

センサ表示、状態確認

○拡張センサI/F装備

要求により他センサの接続が可能

仕様備考

サイズ重量

H45×W60×D25(mm)

１００ｇ

ノード

電池ＣＲ１２３A（1400ｍＡｈ）内蔵

機能押しボタンスイッチチャネル設定スイッチＬＣＤ、拡張ＩＦ、アラート

搭載センサ温湿度センサ（SHT11)※1

3軸加速度センサ

内蔵

アンテナ内蔵チップアンテナ、

外部アンテナ（1/4λ）

切替

ポータブル型センサノード

※１ -40℃～124℃ （±0.4℃＠25℃）（±3%RH)


AirSenseⅡ多点計測センサノード

○多点温度計測対応同時に5点の温度計測可能温湿度センサ1個、サーミスタ 4個

○生活防水対応

○ノードの計測周期

秒単位：max60秒、分単位：max.255分

○アラーム機能

電池残量低下時にアラーム通知

○モード切換え/選択

チャネル設定、温度表示など

機能仕様

内蔵/外付け温湿度センサ

測定範囲 (内蔵)-20～60℃、(外付け)-40～123.8℃

精度温度 ±0.4℃（25℃時）±1.0℃（5～45℃）

湿度 ±3.0%RH(25℃時）

サーミスタ温度センサ（502ATサーミスタ)

測定範囲 -50～105℃

精度温度 ±0.3℃(0℃～45℃)、

±1℃(-50℃～0℃､４5℃～80℃)

±1.5℃(80℃～105℃)

本体寸法 H69mm x W69mm x D33.8mm

重量 100g

無線方式 2.4GHz 802.15.4準拠マルチホップ

通信距離屋内 30m～45m（無線環境による）、

見通し150m

スイッチ表示、設定スイッチ

表示 LCD表示

電池リチウム電池CR123A

電池寿命 1分間隔通信で1年間動作

3分間隔通信で2年間動作



取り付け方法壁にネジ止めまたはフック

動作環境温度 -20～60℃

湿度 90%RH以下（結露しないこと）

サーミスタx4個（ケーブル長 2m～3m）


仕様備考

サイズ重量

H100×W66×D30(mm)

１００ｇ

電源 DC4.5～5.5V

ユーザI/F LED2個設定スイッチDIP SW

JOIN

ﾘｾｯﾄ

外部I/F アナログ入力

UART

取付け方法ネジ止め、マグネット

マジックテープなど

中継器（ルータ）・基地局（ゲートウェイ）

仕様備考

サイズ重量

H100×W66×D30(mm)

１２０ｇ

電源 DC5.0V

ユーザI/F LED2個設定スイッチDIP SW

JOIN

ﾘｾｯﾄ

外部I/F EtherNet(RJ45)

UART

取付け方法ネジ止め、マグネット

マジックテープなど

中継器

基地局

センサノードとゲートウェイ間の通信を中継する送受信無線端末。マルチホッピングを実現。

センサノードからのデータを集約し、IPに変換し、サーバにデータ送信。サーバからのコマンドを受付け、センサノードに配信。


センサネットワーク管理ミドルソフト（AirSenseWare）

① 大規模センサネットワーク管理（マルチPAN対応）・複数のセンサネットワーク（PAN)を統合して管理することが可能になり、

数百台規模のセンサノードの接続が可能

② フレキシブルパケット機能・高度に構造化されたデータ形式を提供し、他センサの追加や測定データのハンドリングが容易

③ 高信頼性無線通信機能・ネットワークの構成管理、障害検知、無線品質の状態監視機能をサポートし、運用性を向上

④ 無線によるセンサノード動作設定・変更機能個々のセンサノードの送信周期や閾値などの変更が無線で実行可能

⑤計測データの再送制御各種センサノードで観測したデータを再送指示をすることで、欠損データの収集が可能（リアルタイム受信との併用が可能）

センサネット管理ソフトの概要


センサネット管理ソフトのＧＵＩ例

【マップ表示機能】（レイアウト図面上に

観測データをリアルタイムで表示）

【グラフ表示機能】（観測データをリアルタイムでグラフ表示）

【テーブル表示機能】（観測データをリアル

タイムでテーブル表示）


３．Ｍ２Ｍ（社会インフラ）応用市場


中央監視室１．業務課題

・食中毒の多発・HACCP、ISO22000の制定・衛生管理品質の向上・温湿度計測・記録の徹底

２．解決策・センサ設置（多点）の容易性・レイアウト変更への対応・温度自動収集と記録・生産工程、加工工程、物流工程における継続監視

３．導入効果・定期収集、リアルタイム送信・継続モニタ、データ記録

温度・湿度・パーティクセンサにより、環境微生物の浮遊状況をリアルタイムで推測

記録ﾃﾞｰﾀ

食品工場・倉庫

生産ライン

加工ライン保管庫パーティクルセンサノード

微生物流通

ＨＡＣＣＰ対応モニタリングにより確実な衛生管理を実現！ＨＡＣＣＰ対応モニタリングにより確実な衛生管理を実現！

食品プラント環境監視（ＨＡＣＣＰ）

温度・湿度センサノード


■概要

・植物工場（ビニールハウス）のヒートポンプ温度を一定間隔で測定し、測定データを事務所内設置の基地局へ無線送信（途中、中継器がデータを転送します）

・測定データが設定温度（閾値）から外れている場合、管理者へメールで通報

・測定データはリアルタイム閲覧（マップ、グラフ、テーブル形式）、また長期間の保存が可能

インターネット

警告メッセージ日報

データ保存

ビニールハウス管理者

事務所

ビニールハウス ①温湿度センサノード

②中継器

③基地局

事務所内

⑤サーバマシン

④AirSenseWare

植物工場（ビニールハウス）の設備環境監視


ＬＡＮ１．業務課題

・食の安心/安全強化・きめ細かな温・湿度管理による衛生管理精度向上・業務コスト削減

２．解決策・ピンポイントでの温度測定・迅速な温度レポーティング・無線による設置工事削減・測定ポイントを柔軟に変更

－センサが小型・軽量

３．導入効果・きめ細かな温度管理による衛生管理の精度向上

・過去データ履歴管理・リアルタイムでの異常監視

冷蔵倉庫内のシビアな温・湿度管理を２４時間見守る！冷蔵倉庫内のシビアな温・湿度管理を２４時間見守る！

統合監視センタ

DB

冷蔵倉庫

大型倉庫の設備環境監視

温・湿度センサ


オフィスビル省エネ環境・設備管理（ＢＥＭＳ）

遠隔管理センタ

Internet

•設備機器管理•設備機器管理

•室内環境管理•室内環境管理

•ｴﾈﾙｷﾞｰ管理•ｴﾈﾙｷﾞｰ管理

ビルサーバ

•熱源機器稼動状況•ローカル制御

【ビル管理】

コントローラ

電力量計（照明・空調・全体）

エアコン照明

ＬＡＮ

ビル・店舗

温度計、湿度計、照度計温度計、湿度計、照度計

ゲートウェイ

１．業務課題・エネルギーコスト削減・ファシリティ管理・省エネ法への対応・異常個所の早期発見

２．解決策・極細かなエネルギー制御・温湿度管理の徹底

接点位置の柔軟な変更・センサ設置箇所の柔軟な変更

３．導入効果・容易な多点温湿度計測・配線コスト/手間低減・省電力で実現

F/W

省エ向け環境計測と設備管理の一体化！省エ向け環境計測と設備管理の一体化！


店舗内環境管理とセキュリティ

統合監視センタ回線

DB

バックヤード

お弁当

環境監視(快適省エネ)

温度センサ温度センサ

火災探知センサ火災探知センサ


人感センサ人感センサ

セキュリティ

空調制御照明制御

放置


AirSenseセンサノードﾞ

AirSenseゲートウェイ

品質監視(食品衛生管理)

１．業務課題・コスト削減・販売促進（天候、気温）・食品の鮮度保持/管理・セキュリティの強化

２．解決策・極細かなエネルギー制御・温湿度管理の徹底

接点位置の柔軟な変更・センサ設置箇所の柔軟な

変更

３．導入効果・点ー＞面で状態検出広範囲での現場可視化

・配線コスト/手間低減・省電力で実現

ショーケース

現場の状態（環境、モノ、人）を可視化し、安全性・効率ＵＰ！現場の状態（環境、モノ、人）を可視化し、安全性・効率ＵＰ！

照度センサ照度センサ


１．業務課題・エネルギー使用量把握・エネルギー管理の徹底

によるＣＯ２削減・ＣＯ２削減目標設定

２．解決策・極め細かなエネルギー利用量の可視化

・無線による設置工事削減・エリア単位での状況把握

３．導入効果・きめ細かな管理による省エネ削減の具体的実行

・リアルタイムでの状況監視、問題点早期発見

エネルギー使用量の可視化とボイラ施設管理！エネルギー使用量の可視化とボイラ施設管理！

総合監視

DB

温泉施設（受電設備照明設備など）

温泉施設エネルギー設備監視

受電設備、空調設備、照明設備など

温湿度ボイラ電力量

ZigNET連携（中距離伝送）


空調機器

環境統合監視室

サーバ室の温度状況をリアルタイムに検知し、電力の効率化を実現！サーバ室の温度状況をリアルタイムに検知し、電力の効率化を実現！

ブレードサーバ

１．業務課題・サーバ室電力使用量の削減・細かな温度管理/監視・既設環境への簡易な設置

２．解決策・無線による配線コスト軽減・多点温度センサによる細部

管理・空調（制御）へのデータ連携

３．導入効果・常時・極め細かな温度監視と空調機器連動による省エネ・省コスト

大型データセンタ設備管理・省エネ（グリーンＩＴ）

サーバルーム


１．業務課題・設備機器（故障/保全）管理・場内環境（温湿度、塵）管理

２．解決策・極細かな環境計測・温湿度管理の徹底・センサ設置箇所の柔軟な

変更

ワイヤレスセンサネットにより実現

・点ー＞面で状態検出・配線コスト/手間低減・省電力で実現

中央監視室

記録ﾃﾞｰﾀ

•設備機器管理•設備機器管理

•場内環境管理•場内環境管理

•ｴﾈﾙｷﾞｰ管理•ｴﾈﾙｷﾞｰ管理

工場プラント設備保全・環境モニタリング

工場内設備機器の予防保全、職場環境（温湿度・塵）の監視を実現！工場内設備機器の予防保全、職場環境（温湿度・塵）の監視を実現！

故障検知電力量

温湿度塵

・ＩＳＡ１００

・ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ


病院内ME機器・患者状態管理

１．業務課題・医療機器運用・在庫管理・医療行為の正確な記録・メンテナンスの確実な実施・看護師、患者の所在管理

２．解決策・ＭＥ機器へのタグ装着と定期的な位置情報発信

・生体センサ装着による状態把握と緊急時の迅速な対応

３．導入効果・定期的に位置情報・状態を発信し、データ登録・保管

・リアルタイムな双方向通信

ナースセンター

病室手術室

ME機器所在

トイレ

転倒検知

患者情報

２F

３F

１F

１９１

３３４

１９１

３３４

１９１１９１

３３４３３４

空調衛生管理

医薬品管理室

機器名称輸液ポンプ

000001-001機器Ｎｏ.

貸出予約

１台登録

１９１

３３４

１９１

３３４

１９１１９１

３３４３３４

ME機器管理（機材室）

人（患者・スタッフ）、ＭＥ機材、院内衛生を統合管理！人（患者・スタッフ）、ＭＥ機材、院内衛生を統合管理！


作業員異常振動個所

作業者管理

(場所、状態)

作業者管理

(場所、状態)

資産管理・予防

(劣化状態)

資産管理・予防

(劣化状態)

配管（歪、亀裂）

無線基地局

無線基地局

無線基地局

リストバンド型センサ

生体モニタにより作業者の状態を遠隔監視し安全性向上！生体モニタにより作業者の状態を遠隔監視し安全性向上！

１．業務課題・作業者位置の把握

・作業者の健康状態の把握・余計なオペレションの排除・既設環境下で監視設備設置

２．解決策・無線生体センサによる自動測定～送信

・リストバンドタイプによる作業性維持

３．導入効果・常時・極め細かな生体モニタによる作業員の安全性確保/向上

プラント作業員の安全監視


環境計測・防災保全

公共施設・設備

監視センタ

常時定点監視常時定点監視

異常緊急通報異常緊急通報広域ネットワーク

自然災害

１．業務課題・自然災害の未然防止・発生後の災害状況早期把握・公共インフラ資産の劣化管理

２．解決策・センサによる変位検知・異常事態のリアルタイム発信・経年劣化の状況把握

３．導入効果・定期的に状態を発信し、リアルタイムで変化を検知

・人手による定検工数の削減・長期的蓄積データを分析

経年変化把握可

地滑り

亀裂・ひび割れ

メッシュ状に配置

多数のセンサ配備によるきめ細かな監視・解析！多数のセンサ配備によるきめ細かな監視・解析！

ライフライン

屋上緑化


屋上緑化の効果現在の気温＝30℃

屋上表面の温度＝45℃屋上地中の温度＝20℃電気代節約＝××円

CO2削減＝森林××㎡相当

温湿度ｾﾝｻﾉｰﾄﾞ

無線温度センサによりデータ収集

屋上緑化による温度（低下）情報からＣＯ２削減効果を算出！屋上緑化による温度（低下）情報からＣＯ２削減効果を算出！

環境計測（ビオトープ）/ビル屋上緑化管理


地すべり防止区域

Internet

小型CPU-BOX

地滑りの環境モニタリングシステム構成監視サーバ

振動データ測定例

※群馬大との共同研究

道路地滑りの環境モニタリング

通信モジュール


鉄道・道路分野の設備保全

■送電設備、線路設備の保全について、プローブ車両によるデータ収集

プローブ車両（データ収集）

ゲートウェイ

③センサノードを検知、送電ケーブル状態データを収集

①送電設備/線路設備等データを蓄積

②プローブ車両を検知して、データ転送

鉄道、道路の設備予防保全

ネットワーク管理センタ

センサノード


巨大プラントにおける設備予防保全

■金属、水、石油、造船、発電プラントの設備予防保全

ネットワーク管理センタ

①プラント設備内部に実装②プラント内リアルタイム計測

センサノード

ゲートウェイ

①プラント設備の外に設置③センサノードからのデータを

収集、管理センタへ伝送

ルータ

プラントの状態を遠隔監視


土木分野における工事監視

■基礎工事状態の監視・評価

掘削機の状態監視

測定値管理システム

地中

工事設備

②地中の状態監視センサノード

ゲートウェイ

①無線通信

ルータ

工事状態の監視・評価

センサ掘削機


４．位置情報・ＲＦＩＤ他応用市場


AirLocationⅡエンジン

位置検知エンジン

ステーションマネージャー

システムマネージャー

AirLocationⅡ基地局

位置検知モジュール

802.11.b/g W-LAN

802.11.b/g W-LAN(局間無線転送／データ通信)

AirLocationⅡレシーバ

位置検知モジュール

802.11.b/g W-LAN

無線LAN位置情報システム AirLocationⅡ


業務管理サーバ

ビューワ

◆ 無線LAN（11.b/g）を利用した位置情報システム

◆ 位置検知対象エリアに配置した専用基地局で汎用無線LAN端末を位置検知

AirLocationⅡTag

汎用無線LAN端末

（無線IP電話、PDA、HT、PC etc.）

TCP/IP、HTTP

他サイト

基地局基地局

レシーバ

WAN


AirLocationⅡシステム機能

AirLocationⅡサーバ

AirLocationⅡレシーバ

高速多端末位置検知

無線転送（２ホップ)

汎用無線LANアクセスポイント

既設品混在

TDOA高精度位置測位

リモート位置検知監視制御

〔位置検知専用タイプ〕

認証ｻｰﾊﾞ

ｾｷｭﾘﾃｨ対応(IEEE802.1X他)

11.b/g端末

〔データ通信兼用タイプ〕

高速データ通信(max.54Mbps)

VoIP

RSSIプレゼンス

WAN


移動体位置測位

AirLocationⅡ Tag-w


ハンディーターミナル〔無線LAN内蔵タイプ〕

AirLocationタグ

荷物ID

AirLocationサーバ


在庫問合せ

在庫情報＋位置情報

荷物ID／位置情報紐付け管理

自動位置検知

RFIDタグ

バーコード

位置情報

AirLocation基地局

RFID連携製品・設備管理

パレット・金型・半完成品等

位置検知


○AirLocationⅡにより広範囲、全作業員、設備機械の位置管理が可能



位置DB・作業員位置表示

・履歴探索

・危険エリア設定

警告！危険エリア接近中！

OKOK位置表示警報表示位置表示警報表示

構内LAN【現地詰所】

警告！危険エリア接近中！

OKOK位置表示警報表示位置表示警報表示

【遠隔監視所】

広域LAN

広域LAN経由遠隔監視を


AirLocationⅡTag

■概要

発電所プラントオーバーホール時、作業員の位置

管理により安全を確保。

（地下4フロア、携帯・PHSが届かない状況）

■効果

安全確保と同時に、設備・機械の位置把握で

作業効率向上。

発電所プラント内作業員・設備機械管理

・位置測位


位置を瞬時に表示、業務効率を大幅に向上！位置を瞬時に表示、業務効率を大幅に向上！

１．業務課題

・資材、半完成品の置場が散在

・資材の種類が多く管理が煩雑

・外観で判別できないモノが多い

・置場所が一部のヒトの記憶頼り

３．導入効果

・探索時間の大幅短縮

・動態解析による作業手順改善

・棚卸業務の簡素化

・作業員の安全管理も可能

ビューワイメージ

２．解決策

資材・半完成品、フォークリフト、再検

査品、作業員をWiFiタグで位置管理

位置データの蓄積、解析も可能。

作業員動態管理（フォークリフト、作業員）

資材・半製品

出荷製品

①WiFiタグ装着

フォークリフト


※別途SIPサーバが必要

無線IPフォン

位置管理と業務指示/内線通話を同時実現

②RFID併用

WLAN内蔵リーダ位置を取得、RFID番号と紐付管理

再検査品

AirLocation基地局/レシーバ

ヤードﾞピッキング（物品）管理



【現地詰所】

トンネル内作業員・設備機械管理

・位置測位

トンネル内作業者への『電話』と『位置情報』を提供

・作業員へのIP電話による内線電話、緊急通知を実現

・AirLocationⅡと簡易位置検知(低価格ICOM製AP)の組み合わせによる現在位置を提供

SIPサーバ（IP-TOWER）・通話

高精度位置測定が必要な箇所は

AirLocationⅡを導入

タグ

IP電話

作業員の位置表示作業員の位置表示

XXXXXXXXXXXXXXXX

高精度位置検知

簡易位置検知

アソシエーションによる

簡易位置検知(約100m程度)

簡易位置検知エリア高精度位置検知エリア簡易位置検知エリア

APは内線と位置検知を兼用


ITで現場をサポート、業務効率を大幅に向上！ITで現場をサポート、業務効率を大幅に向上！

１．業務課題

・施工目標に対する実績把握が困難

・作業効率向上が不可欠

・ CALS/ECに則った施策の検討

・地域住民からの理解が不可欠

３．導入効果

・車両毎の出来高管理が可能

・動態解析による作業手順改善

・遠隔地での情報共有が可能

・作業員の安全管理も可能

２．解決策

・車両/作業者をWiFiタグで位置管理

・位置データの蓄積、解析から作業

状況の管理が可能。

AirLocation基地局/レシーバ


工事現場

作業指示

現場での車両/作業者の動態より作業状況を把握

エリア外

車両の出入りを検知より、残土積出量等の作業出来

高を把握

遠隔監視

所在管理車両導線管理

現場映像監視

土木建設情報化施工位置管理システム


広域駐車場位置管理

○ AirLocation／RFID連携により車両位置情報、履歴情報をPDAにて検索可能

自動車管理サーバ


位置DB

〔広域駐車場〕

PDA

車両DB

PDA（RFIDリーダ付）

RFID

基地局RFID+PDA位置情報

・自動車情報

（走行距離,修理検査履歴等）

〔ユーザ〕

・PDA位置情報

位置精度

約1ｍ

AirLocation Tagによる自動位置検知

・RFIDの代わりに装着・車両移動時も常に最新位置を取得

・落札車両位置検知

・履歴情報検索


プラントヤード資材管理


学校・公共施設への入退通過管理：AirLocation-ＭＪ

タグ装着により意識せずに入退通過を把握

LFアンテナ(ch-#2)

管理ゲート設置イメージLF信号検知時のみ電波発信

(LFアンテナch# ＋ ID#)・方向を検知可能・輻輳対応

タグ装着例

微弱電波(300MHz帯)電池寿命約5年

AirLocation-MJタグ

LFアンテナ(ch-#1)

校門設置イメージ

・登下校を検知・メールにて保護者へ配信

ＲＦ受信機タグ

校門付近に埋設

LFアンテナ

メール通知


電子タグリーダ内蔵携帯電話の開発

＜スケジュール＞＜ニーズ＞

【情報ネットワークとの接続】【あらゆるものの情報認識】

人・モノ・環境などを電子的に把握し、「情報」として認識するツール

いつでも、どこでも、誰でもネットワークに接続できるツール

平成20年度～平成22年度総務省プロジェクト

「ユビキタス・プラットフォーム技術の研究開発（ユビキタス端末技術の研究開発）」

研究開発プロジェクト

ユビキタス端末保守・点検

見守り

流通・小売

携帯端末

融合電子タグ

試作端末の開発

端末の有用性の検証平成20年度：基礎開発

平成21年度：機能実装

平成22年度：評価検証

平成23年度以降：

実用化を検討中



・誰もが持っている

・場所によらず使える

・他機能との連携ができる

・読み取りが簡単（ﾊﾟｯｼﾌﾞﾀｸﾞ）

・世界共通の規格がある(ﾊﾟｯｼﾌﾞﾀｸﾞ)

・「気付く」サービスが可能（ｱｸﾃｨﾌﾞﾀｸﾞ)

屋外訪問先

①モバイル端末である ②電子タグを使用できる

GPSカメラ！通信距離：長

♪

ユビキタス端末の強み（こんなケータイがあったら、いろんなことに使える！！！）

＋



◆受信と発信の切替が可能・受信機能／発信機能の切り替えが可能であり、モジュール間における片方向通信

および双方向通信を実現。

パッシブタグ

・通信距離数cm

アクティブモジュール

双方向

片方向

・通信距離数m～数十m

パッシブタグRW機能

アクティブタグ機能

◆通信規格「C1G2」(ISO18000-6 Type C)対応・電子タグの標準化団体であるEPCGlobalが規定したC1G2に対応。・既に流通業界などで普及が始まり、電子タグとしてはも普及が進むと予想さ

れるUHF帯の周波数を使用。

◆「無意識」「気付き系」のサービスが可能

・数ｍ～数10ｍという通信距離を活かし、使用者の意識を介在しないサービスや、使用者に情報の受信を気付かせるサービスが可能。

内蔵する電子タグのリーダ/ライタ機能


オンメタルパッシブＲＦＩＤ「Chipin/Metal」

• ご好評の金属製タグに加え、金属対応小粒タグをラインアップタグを小さな工具や金属部品に埋め込み、「物の管理ソリューション」を提供

©Copyright 2010, Hitachi Information Systems, Ltd All Rights Reserved

大幅な小型化に成功

従来品「金属製タグ」：52×13×3mm金属対応小粒タグ：4×6×3mm※ICチップはミューチップを使用しています

小さな物にも取り付けが可能

小型の工具やコネクタなどにも取り付けが可能です。取り付けには接着材や熱収縮チューブを使用します。

製品への埋め込みが可能

金属の凹部に埋め込むことも可能です。製品の内部にタグを埋め込むことで保守や点検など、利用範囲が広がります。


■ 「物の管理ソリューション」の中での「Chipin/Metal」の役割製品に製造時から取り付け、ライフサイクルを管理する

適用業務用途適用分野

① 工具・測定器具の管理

・工程上のロスの防止

・安全上の確認（置き忘れ防止）

・利用回数や頻度の測定

製造現場、建設現場

車両組立・整備、保線区

② 金型の管理・金型識別、仕様参照

・使用回数、メンテナンス管理

プラスチック成形メーカ

プレス成型メーカ

③ 装置、部品の管理・装置や部品の銘板管理

・入庫・出庫棚卸管理

製造部品管理

保守部品管理

④ 設備、部材、建築資材の管理

・プラント設備のパイプ、メータ、バルブ管理

・保守や点検の履歴管理

・誤操作の防止

プラント設備

変電設備

⑤ リサイクル管理・含有物質管理、処理・分離方法の参照

・製造元確認

家電品

各種設備機器

⑥ 食品、薬品、燃料などの容器管理

・容器洗浄消毒管理

・回収管理

・点検管理


「Chipin/Metal」適用分野


• 丈夫で壊れにくいタグの研究が金属性タグを生み出しました衝撃に強い、屋外でも使える、脱落しにくい


金属製タグ（H02H) 金属対応小粒タグ（G02) UHF金属性タグ（U01)

●抜群の丈夫さと耐久性外装：SUS304リベット止め可能屋外で使える紫外線に強いIC：ミューチップ用途：

保守・点検など

●小さい外装：アルミ箔金属への埋め込み可小物に取付けられるIC：ミューチップ用途：

ライフサイクル管理工具管理など

●国際標準規格対応外装：SUS304書込み可能ISO/IEC18000-6TypeC通信距離～2ｍIC：μ-Chip Hibiki用途：

コンテナ管理パレット管理カーゴ管理など

「Chipin/Metal」の特長

52×13×3mm 6×4×3mm 100×24×13mm


九州電力様操作支援システム

変電設備での保守作業時に、電子化された手順書と現場設備に取り付けたＲＦＩＤタグに記録されたコード情報を携帯端末で照合することで、手順間違い、チェック漏れなどのヒューマンエラーを防止、安全性・効率性向上を図っています。

●誤認防止●手順の飛越防止●アース取り外し

失念防止●遠隔監視

点検、操作機器に金属製タグを取り付けています


トーエイ工業様厨房機器保守システム

業務用厨房機器の製造・輸入販売を行なうトーエイ工業株式会社殿は、2007年1月から、金属製タグを製品に取り付けて出荷しています。納品先の全国ファーストフードチェーンからの問い合わせを集中管理し、修理依頼に迅速に対応すると共に、履歴を製品開発や販売促進に活かすことを目的としています。

●迅速な修理依頼対応（他社との差別化）

●代理店管理の徹底●修理履歴の活用

（販売、製品開発）

全ての製品に金属製タグを取り付けて出荷しています

製品情報

修理履歴出荷先情報

設置情報

保守情報

代理店情報

製品、保守情報を一元管理保守代理店と情報共有

保守員には携帯電話リーダを配布しています

・携帯電話で保守日程を指示・修理依頼も迅速に連絡・携帯電話リーダでＩＣタグ読取・現場到着、修理完了を把握


大宮工機様建設機械・器具管理システム

大宮工機様は建設現場用の機械・器具（発電機、汚水処理装置、建設車両）などをレンタルおよび販売しています。業務ＩＴ化の一貫として、レンタル用の機械や器具に金属製タグを取り付けて管理しています。

●現場での回収管理他業者との取違え防止

●機械・機器のメンテナンス管理

●貸出・返却管理

ＰＣとハンディリーダで管理システムを構築

・貸出・返却管理・機器の棚卸し・メンテナンス記録

建設用のレンタル機器などに金属製タグを取り付け


５．今後の課題

© Hitachi, Ltd. 2007-2009. All rights reserved. 5959 59

ＭＥＭＳ活用による広域大規模センサネット

外部からの要請・

外的環境

技術レイヤ

デバイスの開発

策援

の進展

・政策支援・規制緩和・導入インセンティブ・新ビジネスモデル

の進展

導入効果の確認・信頼性向上・低消費電力化・CPU等複合化

低炭素化/地球環境対策

個別アプリケーションの定着・普及

安全安心

快適性・健康

フィードバック

システムLSI化集積度の向上

センサネットワークによる個別アプリケーション

フィードバック

計測装置・制御装置（外付け）

デバイス

技術進展の方向

異分野間の壁を取り除く

ボリュームマーケットの創出

自前主義から脱しオープン型へ

ＭＥＭＳ／センサにおけ

る共通的課題

システムLSI

MEMS SOI

人間を主体としたユビキタスネットワーク利用

社会インフラの例

エネルギーマネジメント

構造物・防災センシング

農業センシング

人間健康センシング

モバイルプラットフォーム

自動車・輸送機器センサ

Ｈ２１年度ＮＥＤＯ開発機構調査結果より引用


メンテナンス性向上

安全な構造物

社会資本ストックの合理的管理

構造物・環境防災向けセンシング技術マップ

センシング

非破壊検査（超音波、X線等）は内部の組成

等を分析。

ストレイン・ゲージによる応力歪み計測、動き

観測に加速度センサ活用、変位の計測にはポ

テンショメータ等が利用されている。

以上を目的によって組合せているがデータと

現象との相関未解明。

デバイス・ネットワーク

デバイスは一般の機械計測用がそのまま

使用されている。MEMS応用は未。

ネットワークは特定小電力、ZigBee、Mote（米国仕様）等が実験レベルで利用さ

れている。

線状、面状構造物には既成デバイスを工

夫して応用、eテキスタイル研究開発中。

現状

① 構造物損傷・劣化、耐震、変位のセンサ技術進展② 保守の効率化、予防保全の進展③ トータルとして安全性と快適性の向上

トレンド

センシング活用によるメンテナンスの高度化

センシングデータと損傷・劣化度、耐震性

能、部品交換・補強等との相関性明瞭化

センシング技術や対象物拡大によるモニタ

リング能力向上と予防保全向け耐久性

安定的で導入の容易なネットワーク体系の

普及、無線通信の普及。

長寿命化技術、メンテナンスレス、キャリブ

レーション組み入れ型計測システム

構造物センシング技術の向上

センシング・制御

変位、加速度、応力、等の標準的センシング

技術が確立。

構造物の組成や組織変化の標準的モニタリ

ング技術が確立。

地震・災害対応へのセンシング応用が進展。

接合部や部材・部品など構造以外部のチェッ

ク・モニタリングシステムが導入。

デバイス・ネットワーク

メモリやCPU内蔵複合型センサデバイスが普

及し、構造物の履歴把握等に活用される。

デバイスへのMEMS採用が進展。

無線ネットワーク仕様が標準化。

ネットワークの広域への接続が進む。

デバイスの消費電力小、自己給電、信頼性向

上、メンテナンス・キャリブレーションフリー化。

構造物寿命延伸

将来

Ｈ２１年度ＮＥＤＯ開発機構調査結果より引用


センサネット製品ロードマップ

2006.10～2005.12～

【エントリーモデル】【ＷＰＡＮ・Ｍ２Ｍ】

センサノード

ルータ

ゲートウエイ

管理PC/ソフト

AirSenseware

・ｲﾍﾞﾝﾄｱｸｼｮﾝ処理

・ﾃﾞｰﾀﾏｲﾆﾝｸﾞ解析

リストバンド型無線センサ

・ﾃﾞｰﾀ表示/蓄積

・電波/電池管理

ポータブル型無線センサ

ﾏﾙﾁﾎｯﾌﾟ

通信

ポータブル型無線センサ（ASⅠ）

2008.1～【位置・Ｈ２Ｍ】

高精度位置計測

防水生体センサ

2009.10～【多点測定】

2011.6【小型・広域】

ポータブル型無線センサ（ASⅡ）

各種センサとの接続対応

ｻｰﾐｽﾀ4個 RS485

RS232C4-20mAパルス

各種センサ

各社ｺﾝﾄﾛｰﾗ

広域・大規模ｾﾝｻﾈｯﾄ


ワイヤレスセンサネットの将来課題

１．ロバスト：産業向けＩＳＡ－１００、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ

２．スマートメータ：８０２．１５．４ｇ、ﾕﾋﾞｷﾀｽﾒｰﾀﾘﾝｸﾞ

３．高速化：ＵＷＢ－ＨＢ（6-10GHｚ、0.8Mbps）、

ﾛｰﾊﾟﾜｰＷｉＦｉ、ミリ波（８０２．１５．３ｃ）

４．ＢＡＮ：８０２．１５．６（ＵＷＢベース：近距離高速）

５．エナジーハーベスト：エコ発電（太陽照明、振動、音）

６．広域化：マルチＰＡＮ、１６ｅ／ｍ、３．９／４Ｇ連携

６．データ解析：ユビキタス統合リアルマイニング

（省ｴﾈ、生産効率、設備管理、予防保全、防災、他）


◆施設内設備管理ー＞広域大規模社会インフラへ拡大（１）パワーフリー：

（２）ロケーションフリー：

（３）メンテナンスフリー：

（４）ユビキタス統合：

通信

ミドルウェアセンサノード無線ネットワーク

広域センサネットバックエンド


電池交換不要

あまねく場所に（人、モノ、環境）

大量設置時も容易に管理

RFID他連携「リアルマイニング」

μ-Chip 監視カメラ

長電池寿命位置検出

社会インフラ向けセンサネットビジョン


製品、資料のお問合せ

株式会社日立製作所

情報・通信システム社

ﾜｲﾔﾚｽｲﾝﾌｫ統括本部

ＴＥＬ：０３－５４７１－２６２０

Mail：[email protected]

URL：www.hitachi.co.jp/wirelessinfo/

社会インフラ向けセンサネットadvanced-infra.sakura.ne.jp/sblo_files/advanced-infra/image/0103... ·...

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