目次
第1章 IoTの基礎とトレンド
- 1.1 IoTの言葉と世界観
- 1.1.1 「IoT」の登場
- 1.1.2 Society 5.0
- 1.1.3 DXとIoTの関係性
- 1.2 活用事例から見るIoT
- 1.2.1 IoT化の具体例——ガスメーター検針
- 1.2.2 IoT化の具体例——電動キックボードのレンタル
- 1.2.3 IoTの適用範囲
- 1.3 IoTの構成要素
- 1.3.1 開発における基本要素
- 1.3.2 ビジネスにおける諸要素
- 1.4 IoTの今後
- 1.4.1 市場の成長
- 1.4.2 IoTの民主化
第2章 IoTのデバイス
- 2.1 IoTデバイスの役割と構成
- 2.1.1 IoTデバイスの例
- 2.1.2 IoTデバイスの種類
- 2.1.3 IoTデバイスの主要な構成要素
- 2.2 クラウド・フォグ・エッジコンピューティングの考え方
- 2.2.1 クラウドコンピューティング
- 2.2.2 フォグコンピューティング
- 2.2.3 エッジコンピューティング
- 2.3 ワンボードマイコンとシングルボードコンピュータ
- 2.3.1 ワンボードマイコン
- 2.3.2 シングルボードコンピュータ
- 2.3.3 使い分けのポイント
- 2.4 ファームウェアとOS
- 2.4.1 ワンボードマイコンにおけるファームウェア
- 2.4.2 シングルボードコンピュータにおけるOS
- 2.4.3 ファームウェアとOSの相互作用
- 2.5 データ設計アプローチ
- 2.5.1 データ収集
- 2.5.2 データ処理と分析
- 2.5.3 データ通信と共有
- 2.5.4 データストレージと管理
- 2.5.5 データ形式の選択
- 2.6 通信プロトコル
- 2.6.1 クラウド通信用プロトコル
- 2.6.2 ローカル通信用プロトコル
- 2.7 省電力化と電力の確保
- 2.7.1 電力効率の最適化
- 2.7.2 IoTデバイスの電力供給
- 2.7.3 急な電源断対策
第3章 IoTにおけるセンサーの活用
- 3.1 センサーの役割と種類
- 3.1.1 センサーとは
- 3.1.2 センサーの種類
- 3.2 カメラの活用
- 3.2.1 万能センサー「カメラ」
- 3.2.2 画像から情報を得るためのソフトウェアの発展
- 3.3 センサーとの接続信号
- 3.3.1 センサーとの接続方法
- 3.3.2 シリアルインターフェース
- 3.3.3 センサーを扱うためのコンピュータとの接続
- 3.4 既存の設備とIoTデバイスをつなげる
- 3.4.1 PLCの世界
- 3.4.2 Modbusとは
- 3.4.3 PLCとModbusの利用例
- 3.5 センサーの選び方と運用の仕方
- 3.5.1 同じようなセンサーからどう選ぶ？
- 3.5.2 注意すべきスペック
- 3.5.3 IoTならではのセンサー選定における注意点
- 3.5.4 センサーのノイズ対策
- 3.6 センサーシステムの開発に必要なツール
- 3.6.1 センサーシステム開発に欠かせない測定器
- 3.6.2 「電気の今を見る」テスター（マルチメーター）
- 3.6.3 「電気の時系列（=波形）を見る」オシロスコープ
- 3.6.4 「電気の波形を読み解く」ロジックアナライザ
第4章 IoTのネットワーク
- 4.1 無線通信の基本と分類
- 4.1.1 NFCとRFID
- 4.1.2 PAN
- 4.1.3 Wi-Fi
- 4.1.4 LPWA
- 4.1.5 セルラーネットワーク
- 4.2 IoTにおけるネットワークの役割と構成パターン
- 4.2.1 中継パターン
- 4.2.2 直接パターン
- 4.3 近距離無線通信による中継パターンネットワーク
- 4.3.1 近距離無線通信技術の比較
- 4.3.2 ネットワークトポロジの違い
- 4.3.3 ゲートウェイ（中継器）の機能
- 4.4 中長距離無線通信による直接パターンネットワーク
- 4.4.1 中長距離無線通信技術の比較
- 4.4.2 LPWA（非セルラー系）
- 4.4.3 LPWA（セルラー系）
- 4.4.4 セルラー3G/4G（LTE）
- 4.4.5 5G
- 4.4.6 契約加入者の識別と通信モジュール
- 4.4.7 5Gが広げるIoTの適用範囲
- 4.5 LPWAの特性と種類
- 4.5.1 普及が進むLPWA
- 4.5.2 LPWA（非セルラー系）
- 4.5.3 LPWA（セルラー系）
- 4.6 非地上系ネットワーク（衛星通信）
- 4.6.1 非地上系ネットワークの利点
- 4.6.2 非地上系ネットワークの分類
- 4.7 通信技術の選び方
- 4.7.1 IoTプロジェクトの通信要件の理解
- 4.7.2 各通信技術の特性と適用シナリオの例
- 4.7.3 複数の通信技術を混在させる方法や利点
- 4.8 バックアップとマルチキャリア
- 4.8.1 バックアップ回線の必要性と考慮点
- 4.8.2 マルチキャリアの有効性と実装方法
- 4.9 クラウドとのネットワーク接続
- 4.9.1 閉域網 VS. 暗号化
- 4.9.2 エンドポイントの集約化と分散化
- 4.9.3 ネットワークが切断される想定での実装
第5章 IoTのデータ活用とクラウド利用
- 5.1 IoTデータ活用の基本事項
- 5.1.1 IoTデータの活用で必要となるクラウドの機能
- 5.1.2 IoTが産み出す2系統のデータとトランザクション
- 5.2 クラウド上のマネージドサービス活用
- 5.2.1 マネージドサービスとは
- 5.2.2 IoTアプリケーションで利用できるSaaS
- 5.3 データ蓄積までのアーキテクチャ
- 5.3.1 データ受付処理
- 5.3.2 データ変換処理
- 5.3.3 データ蓄積処理
- 5.3.4 AWSで受付・変換・蓄積する処理の具体例
- 5.4 蓄積以降のデータ活用
- 5.4.1 可視化
- 5.4.2 通知
- 5.4.3 操作
- 5.5 IoTデータに対するAI/ML活用
- 5.5.1 AL/MLの活用場面と利用できるサービス
- 5.5.2 なぜAIが必要なのか
- 5.5.3 テーブル（構造化）データにおける分析手法とユースケース
- 5.5.4 非構造データにおける分析手法とユースケース
第6章 IoTによる双方向通信・遠隔制御
- 6.1 双方向通信とは
- 6.1.1 双方向通信のアプローチ
- 6.1.2 IoTにおける双方向通信の重要性
- 6.1.3 ビジネスにおけるIoTの双方向通信
- 6.2 必要となる機能から考える双方向通信の設計
- 6.2.1 センサーデータの収集と応答（Push/Pull型の組み合わせ）
- 6.2.2 リアルタイムデータ処理（Push型の活用）
- 6.2.3 デバイス制御とフィードバック（Pull型の活用）
- 6.2.4 イベント駆動型通信（Push/Pullのハイブリッド）
- 6.2.5 データの同期と更新（Pull型の活用）
- 6.3 プロトコルの種類と双方向通信
- 6.3.1 通信プロトコルにおける「ステート」
- 6.3.2 ステートフル・プロトコル
- 6.3.3 ステートレス・プロトコル
- 6.4 双方向通信のデザインパターン
- 6.4.1 IPアドレスアクセスパターン
- 6.4.2 パブリッシュ／サブスクライブパターン
- 6.4.3 リクエスト／レスポンスパターン
- 6.5 双方向通信を使わないという選択
- 6.5.1 双方向通信の複雑さ
- 6.5.2 デバイスの要件から考える
- 6.5.3 アプリケーションの要件から考える
- 6.6 遠隔制御
- 6.6.1 IoTにおける遠隔制御の基本
- 6.6.2 遠隔制御の課題と解決策
- 6.7 OTA
- 6.7.1 OTAの更新のプロセス
- 6.7.2 OTAの利点
- 6.7.3 OTAの課題と解決策
第7章 IoTのセキュリティ
- 7.1 IoTセキュリティの特徴
- 7.1.1 デバイスのセキュリティの重要性
- 7.1.2 デバイスは“鎖の最も弱い輪”？
- 7.2 IoTセキュリティが重要な背景
- 7.2.1 IoTセキュリティの範囲は現実世界まで
- 7.2.2 IoTのセキュリティインシデント
- 7.2.3 顧客からは“あなた”が作ったIoTデバイスとして見えている
- 7.3 IoTセキュリティを経営課題としてとらえる
- 7.3.1 セキュリティ投資とコスト削減
- 7.3.2 情報システム部門から経営層まで広く巻き込む
- 7.4 IoTのセキュリティ，どこから始めれば？
- 7.4.1 セキュリティ対策を始めるタイミングは?
- 7.4.2 デバイスからIoTシステム全体のセキュリティを考える
- 7.5 要素別セキュリティ対策のポイント
- 7.5.1 デバイスのセキュリティ対策のポイント
- 7.5.2 ネットワークのセキュリティ対策のポイント
- 7.5.3 クラウドのセキュリティ対策のポイント
- 7.6 ケーススタディから考えるIoTセキュリティ施策
- 7.6.1 問題編：大口顧客からの相談
- 7.6.2 解答編：社内での対応
- 7.6.3 解説編：円滑なインシデント対応のための準備
第8章 IoTプロジェクトの取り組み方
- 8.1 IoTプロジェクトの特徴
- 8.1.1 新規プロジェクトが多い
- 8.1.2 技術的なカバー範囲の広さ
- 8.1.3 プロジェクトに携わる人たちの多様さ
- 8.1.4 業務改善か新規事業か
- 8.2 IoTプロジェクトを立ち上げる
- 8.2.1 IoTプロジェクトの流れ
- 8.2.2 プロジェクト体制
- 8.3 PoCに取り組む
- 8.3.1 PoCが持つ役割
- 8.3.2 PoCの期間
- 8.3.3 PoCのステップ
- 8.3.4 PoCの計画をどう作っていくか
- 8.3.5 評価項目をどう定めていくか
- 8.4 プロトタイプをどう準備するか
- 8.4.1 プロトタイプの具体的な開発範囲例
- 8.4.2 フィールド側のデバイス選択
- 8.4.3 フィールド側のエッジ処理
- 8.4.4 フィールドとクラウドをつなぐネットワーク
- 8.4.5 クラウド側のアプリケーション
- 8.4.6 PoCではどこまでセキュアに作りこむべきか
- 8.5 本番導入への意思決定
- 8.5.1 本番導入に向けた準備を開始する
- 8.5.2 検討していた施策を軌道修正する
- 8.5.3 現在のPoCを継続する
- 8.5.4 検討をやめる
- 8.6 本番導入に向けて
- 8.6.1 遵守すべきレギュレーションへの対応
- 8.6.2 デバイスの調達リードタイム