IoTデバイスの解説(ITパスポートシラバス用語)

目次

IoTデバイスとは

IoTデバイスとは、これまでインターネットに接続されていなかった家庭電化製品、工場の機械、自動車、医療機器などの「モノ」に、通信機能、センサー、アクチュエータ(駆動装置)を搭載し、ネットワークを通じてデータをやり取りできるようにした装置のことです。周囲の温度や明るさ、人の動きなどの情報をリアルタイムで収集し、インターネット上のサーバーに送ることで、データを分析して自動制御を行ったり、遠隔地からスマートフォンなどで操作したりすることが可能になります。

具体例

身近な例として「スマートスピーカー」や「スマートロック」があります。スマートスピーカーは、内蔵されたマイク(センサー)で人の声を拾い、インターネットを介して音声を解析し、音楽を再生したり家電を操作したりします。また、スマートロックはドアの鍵に通信機能を持たせたもので、外出先からスマートフォンのアプリを使って、鍵が閉まっているか確認したり、遠隔で鍵を開閉したりすることができます。

もう少し詳しく

IoTデバイスは、IoT(Internet of Things:モノのインターネット)システムのエッジ(端点)として重要な役割を果たします。デバイスを構成するコア要素は、「センサー」、「制御ユニット(マイコンなど)」、「通信モジュール」、「アクチュエータ」です。センサーは光、温度、湿度、加速度、音など周囲の物理情報をデジタルデータに変換します。このデータは通信モジュール(Wi-Fi、Bluetooth、LPWA、5Gなど)を介してクラウドサーバーに送信されます。サーバー側のAIやアプリケーションが受信データを処理・判断し、今度はデバイス側のアクチュエータ(モーターやスイッチなどの駆動装置)に命令を送り返し、物理的な動作(エアコンの温度調節、工場のロボットアームの停止など)を行います。このように、現実世界の状況を捉えてネットワークを介して制御するループが、IoTシステムの基本的な仕組みです。

試験でのポイント

試験では、IoTデバイスを構成する「センサー(物理情報を測定する)」と「アクチュエータ(電気信号を物理的な動作に変換する)」の役割や定義がよく問われます。また、IoTデバイスでよく利用される通信方式の特徴、特に「LPWA(Low Power Wide Area:低消費電力で広域通信が可能な無線技術)」はIoT向け通信として非常に重要で出題頻度が高いです。さらに、近年注目されている「エッジコンピューティング」についても問われます。これは、すべてのデータをクラウドに送るのではなく、IoTデバイスの近く(エッジ)に設置したサーバで一次処理を行うことで、通信遅延を減らし回線負荷を軽減する技術です。情報セキュリティの観点からも、IoTデバイスはセキュリティ対策(パスワードの変更や定期アップデートなど)が疎かになりやすく、マルウェアに踏み台として利用されやすい弱点がある点も重要です。

関連する用語

IoTデバイスに関連する用語には、物理的な動きを起こす駆動装置である「アクチュエータ」、遠距離を低電力で結ぶ通信規格「LPWA」、そしてデバイスのすぐ近くで分散処理を行う「エッジコンピューティング」があります。これらを併せて理解することで、IoTの全体システム像が把握できます。

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