多様性が求められる大規模災害時の市民への情報伝達と安否確認の一手法

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K01281
• Research Institution: Ibaraki University
• Principal Investigator: 武田 茂樹 茨城大学, 工学部, 教授 (50323209)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 大規模災害 / 電子掲示板 / RFID / インフラ喪失 / 通信の多様性

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、大規模災害時のように、電源インフラや通信インフラを喪失した状態においても、住民への情報伝達や、住民の安否情報収集を効率的に行えるシステムを開発することを目的とする。最近では、無線LANや非常電源設備の配備が整ってきているが、大規模な災害時には予測不可能な問題が発生する可能性がある。従って、大規模災害時の情報伝達手段にも多様性を持たせることが重要となる。提案する災害時電子掲示板は、UHF帯RFID、HF帯RFID、マイコン、表示装置（理想的には電子ペーパー）、マイコンと表示装置を駆動するための太陽電池に代表される環境発電装置により構成されている。具体的な利用方法としては、自治体からの情報は、自動車とUHF帯RFIDリーダ/ライタにより、道路近くに設置された電子掲示板に書き込まれる。UHF帯RFIDは、読み取り距離が5m程度であるため、自動車から降りることなく、情報を電子掲示板に書き込むことができ、効率的である。書き込まれた情報は、太陽電池等の自然エネルギーで駆動されるマイコンにより電子ペーパーなどの表示装置に書き込まれる。もし充電されたスマートフォンやタブレット端末などの情報端末があれば、多くの機器に搭載されているHF帯RFIDを通して、災害情報を入手することも可能である。現状では、UHF帯とHF帯で内部メモリを共用化できる半導体も開発されている。もし、この半導体が利用できない場合でも、マイコンを通して、UHF帯RFIDとHF帯RFIDの間でデータの交換が可能である。さらに、情報端末を利用することで、短時間に多数の住民が電子掲示板に自身や家族の安否情報を書き込むことができる。自治体は、電子掲示板への情報の書き込みと同時に、安否情報の収集を行うことで、住民の安否確認を行うことができる。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成28年度は、主に、RFIDタグの読み取り距離を伸ばすためのアンテナ形式の検討、UHF帯とHF帯RFIDタグの間の情報交換手段、消費電力を削減するための電子ペーパーの採用、及び多数のユーザーの安否データの効率的な書き込み方法の4項目について検討を行った。まず、RFIDの読み取り距離を伸ばす必要性とアンテナ形式について説明する。提案する電子掲示板に対して自治体が情報の書き込みや読み取りを行う場合、多数の電子掲示板に対応するためには、自動車で移動しながら、さらに自動車から降車することなく、情報伝達ができる必要がある。このためには、RFIDタグアンテナに指向性を持たせることでアンテナ利得を高めることが必要となる。これまではRFIDタグの評価基板に内蔵されているダイポールアンテナを用いてきたが、本年度はこれに加えて、パッチ型のアンテナを設計製作し、接続した。この結果、通信距離が従来と比較して、6.5倍に拡大された。これは、インピーダンス整合とアンテナ利得の双方が改善されたものと考えられる。次に、UHF帯RFIDとHF帯RFID間のデータ交換を行うシステムを構築し、実現可能性を検討した。UHF帯及びHF帯共に、I2C接続によるデータ通信機能を備えたものを利用した。これをマイコンにより統合し、マイコン経由でデータの受け渡しを実現した。これにより、多くの情報通信端末に搭載されているHF帯RFIDリーダ/ライタにより電子掲示板にアクセス可能となった。最後に、表示装置として電子ペーパーの採用を試みた。電子ペーパーは、表示された情報を電力消費することなく保持できる特徴を有している。従って自然エネルギーのみで駆動されることを想定している電子掲示板においては、理想的な表示装置である。RFIDの内部メモリに保存されたデータを電子ペーパーに表示させることができることを確認した。

Strategy for Future Research Activity

平成29年度は、前年度に開発した、アンテナ、UHF帯とHF帯の情報交換手法、電子ペーパーの導入、及び情報書き込みアプリケーションを統合してシステム構築を行う。さらに、ソーラーパネルによる駆動についてもレギュレータ等の安定化電源回路と共に組み込むことで、より実現目標に近いシステム構成を目指す。さらに、目標の一つであるメモリ容量拡大を目的として、I2Cバスを拡張させる半導体を導入し、取り扱えるメモリ容量の拡大を目指す。これまでは、利用するRFIDの制約により、並列化できるRFIDの数に制約があった。しかし、I2Cバス拡張のための半導体を導入することで、メモリの並列化が可能となる。これにより、多くの住民の安否データを保存することが可能となる。さらに、安否データの書き込みや災害情報の読み出しを行う情報端末ソフトの開発についても進めて行く。