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絵で見てわかるIoT/センサの仕組みと活用









形式:
書籍
発売日:
ISBN:
9784798140629
価格:
本体2,680円+税
仕様:
A5・320ページ
分類:
Network・UNIX

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ハードウェア&ソフトウェア両エンジニアのためのIoT解説書
IoT基礎知識からセンサ情報の収集/分析/活用まで徹底解説!

昨今、M2M(Machine to Machine)やIoT(Internet Of Things:モノのインターネット)というキーワードが注目されています。IoTとは、パソコンだけでなく、スマートフォンや家電など私たちの身の回りのさまざまなモノやデバイスに取り付けられたセンサから送られてくる情報を、インターネットを介して活用する仕組みです。

本書は、IoTをシステム開発で利活用したいエンジニアを対象に、IoTを構成する技術要素であるデバイス、センサ、通信プロトコルの基礎知識(MQTT)から、IoTの活用方法までを解説する書籍です。

センサを利活用するには、センサそのものの知識はもちろんのこと、ハードウェアやソフトウェアの知識、センサのデータを分析するための知識など、幅広い知識が必要となります。本書では、IoTを実現するためのアーキテクチャやセンサの種類、センサから取得できる情報といった基礎的な知識から、センサデバイスのプロトタイピングに必要なArduinoなどのボードの紹介とその選び方、センサと接続する回路、センサのデータ分析、IoTとスマートフォン/ウェアラブルデバイスとの連携まで、エンジニアがIoTを利活用するために知っておくべき知識を習得します。また、著者らが開発したIoTシステムの事例を通し、ハードウェアや無線通信が絡む特有の問題やデバイス設置のノウハウ、セキュリティなど、IoTシステムを運用する際の問題点やノウハウについても取り上げます。

IoTの基礎知識や全貌を知りたい、あるいはこれからIoTやM2Mシステムの企画/開発に携わる方など、IoTシステム開発に興味を持つすべてのエンジニアにおすすめの一冊です。


【第1章】IoTの基礎知識
1.1 IoT入門
 1.1.1 IoT(Internet of Things)
 1.1.2 IoTを取り巻く動向
1.2 IoTが実現する世界
 1.2.1 ユビキタスネットワーク社会
 1.2.2 モノのインターネット接続
 1.2.3 モノ同士の通信(M2M)が実現すること
 1.2.4 モノのインターネット(IoT)が実現する世界
1.3 IoTを構成する技術要素
 1.3.1 デバイス
 1.3.2 センサ
 1.3.3 ネットワーク
 1.3.4 IoTサービス
 1.3.5 データ分析

【第2章】IoTのアーキテクチャ
2.1 IoTアーキテクチャの全体
 2.1.1 全体構成
 2.1.2 ゲートウェイ
 2.1.3 サーバ構成
2.2 データを集める
 2.2.1 ゲートウェイの役割
2.3 データを受信する
 2.3.1 受信サーバの役割
 2.3.2 HTTPプロトコル
 2.3.3 WebSocket
 2.3.4 MQTT
 2.3.5 データフォーマット
2.4 データを処理する
 2.4.1 処理サーバの役割
 2.4.2 バッチ処理
 2.4.3 ストリーム処理
2.5 データを貯める
 2.5.1 データベースの役割
 2.5.2 データベースの種類と特徴
2.6 デバイスをコントロールする
 2.6.1 送信サーバの役割
 2.6.2 HTTPを利用したデータの送信
 2.6.3 WebSocketを利用したデータの送信
 2.6.4 MQTTを利用したデータの送信

【第3章】IoTデバイス
3.1 実世界とのインタフェースとしてのデバイス
 3.1.1 なぜデバイスについて学ぶのか
 3.1.2 コネクティビティがもたらす変化
3.2 IoTデバイスの構成要素
 3.2.1 基本構成
 3.2.2 マイコンボードの種類と選び方
3.3 実世界とクラウドをつなぐ
 3.3.1 グローバルネットワークとの接続
 3.3.2 ゲートウェイ機器との通信方式
 3.3.3 有線接続
 3.3.4 無線接続
 3.3.5 電波認証の取得
3.4 実世界の情報を収集する
 3.4.1 センサとは
 3.4.2 センサの仕組み
 3.4.3 センサを利用するプロセス
 3.4.4 センサの信号を増幅する
 3.4.5 アナログ信号からデジタル信号へ変換する
 3.4.6 センサのキャリブレーションを行なう
 3.4.7 センサの選び方
3.5 実世界にフィードバックする
 3.5.1 出力デバイスを使ううえで重要なこと
 3.5.2 ドライバの役割
 3.5.3 正確な電源を作る
 3.5.4 デジタル信号をアナログ信号に変換する
3.6 ハードウェアプロトタイピング
 3.6.1 プロトタイピングの重要性
 3.6.2 ハードウェアプロトタイピングの心得
 3.6.3 ハードウェアプロトタイピングの道具
 3.6.4 プロトタイピングを終えて

【第4章】高度なセンシング技術
4.1 拡張するセンサの世界
4.2 高度なセンシングデバイス
 4.2.1 RGB-Dセンサ
 4.2.2 ナチュラルユーザインタフェース(NUI)
4.3 高度なセンシングシステム
 4.3.1 衛星測位システム
 4.3.2 準天頂衛星
 4.3.3 IMES
 4.3.4 Wi-Fiを用いた位置推定技術
 4.3.5 ビーコン
 4.3.6 位置情報とIoTの関係

【第5章】IoTサービスのシステム開発
5.1 IoTとシステム開発
 5.1.1 IoTのシステム開発の課題
 5.1.2 IoTシステム開発の特徴
5.2 IoTシステム開発の流れ
 5.2.1 仮説検証フェーズ
 5.2.2 システム開発フェーズ
 5.2.3 保守運用フェーズ
5.3 IoTサービスのシステム開発事例
 5.3.1 フロア環境モニタリングシステム
 5.3.2 省エネモニタリングシステム
5.4 IoTサービス開発のポイント
 5.4.1 デバイス
 5.4.2 処理方式設計
 5.4.3 ネットワーク
 5.4.4 セキュリティ
 5.4.5 運用/保守
5.5 IoTサービスのシステム開発に向けて

【第6章】IoTとデータ分析
6.1 センサデータと分析
 6.1.1 分析の種類
6.2 可視化
 6.2.1 集計分析
6.3 高度な分析
 6.3.1 高度な分析の基礎
 6.3.2 分析アルゴリズムで「発見」「予測」する
 6.3.3 予測
6.4 分析に必要な要素
 6.4.1 データ分析の基盤
 6.4.2 CEP
 6.4.3 Jubatus

【第7章】IoTとウェアラブルデバイス
7.1 ウェアラブルデバイスの基礎
 7.1.1 IoTとウェアラブルデバイスの関係
 7.1.2 ウェアラブルデバイスの市場
 7.1.3 ウェアラブルデバイスの特徴
7.2 ウェアラブルデバイスの種類
 7.2.1 ウェアラブルデバイスの分類
 7.2.2 グラス型
 7.2.3 ウォッチ型
 7.2.4 アクセサリ型
 7.2.5 目的別の選び方
7.3 ウェアラブルデバイスの活用
 7.3.1 ウェアラブルデバイスの利便性
 7.3.2 コンシューマでの活用シーン
 7.3.3 エンタープライズシーンでの活用

【第8章】IoTとロボット
8.1 デバイスからロボットへ
 8.1.1 デバイスの延長としてのロボット
 8.1.2 実用範囲が拡大しているロボット
 8.1.3 ロボットシステム構築のカギ
8.2 ロボット用ミドルウェアの利用
 8.2.1 ロボット用ミドルウェアの役割
 8.2.2 RTミドルウェア
 8.2.3 ROS
8.3 クラウドにつながるロボット
 8.3.1 クラウドロボティクス
 8.3.2 UNR-PF
 8.3.3 RoboEarth
8.4 IoTとロボットの今後

【COLUMN】
活発化する標準化活動
REST API
画像や音声、動画のデータの取り扱い
事例~植物工場向け環境制御システム~
オープンソースハードウェアの台頭
基板製作に挑戦!
レベニューシェア
機械学習とデータマイニング
分析の難しさ
ハードウェア開発の最近の動向

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書籍:ご購入刷数  電子書籍 最終更新日:2016年07月26日
発生刷 ページ数 書籍改訂刷 電子書籍訂正 内容 登録日
1刷 018
1~2行目、5~6行目
4刷
1~2行目 しかし、デバイスのIPアドレスが変わらなくても要求があればメッセージを送信できるため、 5~6行目 また、IoTサービスからデバイスを送信する場合、IoTサービスからデバイスに対してメッセージを送信します。
1~2行目 しかし、デバイスのIPアドレスがわからない(不明な)場合でも要求があればメッセージを送信できるため、 5~6行目 また、IoTサービスからデバイスへデータを送信する場合はデバイスからのリクエストを待たずに、任意のタイミングで実施できます。
2016.07.26
1刷 037
2~3行目
2刷
 QoSは、Quality of Serviceの略です。ネットワーク分野では通信回線の品質保証を表わす言葉です。MQTTにおけるQoSは3つのレベルが存在します。
 QoSは、Quality of Serviceの略です。ネットワーク分野では通信回線の品質保証を表わす言葉です。MQTT におけるQoSは3つのレベルが存在します。「パブリッシャーとブローカー間」と「ブローカーとサブスクライバー間」それぞれでQoSのレベルを定義し、非同期で動作します。また、「パブリッシャーとブローカー間」でやり取りされているQoSよりも「ブローカーとサブスクライバー間」が小さいQoSを指定した場合、「ブローカーとサブスクライバー間」のQoSは指定されたQoSへダウングレードされます。
2015.06.19
1刷 037
図2.12
2刷
修正前
修正後

図中の丸数字をすべて削除(①~③)
2015.06.19
1刷 037
図2.11
2刷
メッセージの到達保障なし
メッセージの到達保証なし
2015.06.19
1刷 038
最初の段落
2刷
 ブローカーは、メッセージを受信するとサブスクライバーにメッセージを送信します。その後メッセージを削除します。また、パブリッシャーに対してはPUBACKメッセージという応答を送信します。パブリッシャーは障害の発生や、一定時間の経過後にPUBACKメッセージが確認できない場合、メッセージの再送を行なうことができます。もし、ブローカーが重複するメッセージを受信した場合は、サーバは再度ブローカーに対してメッセージを送信して、パブリッシャーに対しPUBACKメッセージを送信します。
 ブローカーは、メッセージを受信するとパブリッシャーに対してPUBACKメッセージという応答を送信します。また、サブスクライバーから指定されたQoSに従いメッセージを送信します。パブリッシャーは障害の発生や、一定時間の経過後にPUBACKメッセージが確認できない場合、メッセージの再送を行なうことができます。もし、ブローカーがパブリッシャーからのメッセージを受け取った状態でPUBACKを返していなければ、ブローカーは二重にメッセージを受信します。
2015.06.19
1刷 038
図2.13の3行上~段落の終わり
2刷
その後、ブローカーはサブスクライバーにメッセージを配信します。最後に、PUBCOMPメッセージをブローカーからパブリッシャーに送信して、メッセージの配信が完了します。
その後、ブローカーはパブリッシャーにPUBCOMPメッセージを送信します。また、ブローカーは受信したメッセージをサブスクライバーから指定されたQoSに従い配信します。
2015.06.19
1刷 038
図2.13
2刷
修正前
修正後

図中の丸数字をすべて削除(①~⑤)
2015.06.19
1刷 041
表2.1 下から2行目
2刷
moquitto 1.3.5
mosquitto 1.3.5
2015.06.19
1刷 049
下から6行目
2刷
リアルタム
リアルタ
2015.06.19
1刷 074
下から7行目
2刷
気軽に使る
気軽に使
2015.06.19
1刷 182
図5.15の中央「センサ端末」
2刷
受信I/F処理I/F
受信I/F処理I/F
2015.06.19
1刷 182
図5.15 中央「センサ端末」
2刷
デバイスC処理I/F
デバイスC処理I/F
2015.06.19

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