Building Disaster Resilience IoT System for Both Normal and Emergency Use

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K11784
• Research Institution: Muroran Institute of Technology
• Principal Investigator: 李 鶴 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 文部科学省卓越研究員(助教) (40759891)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: IoT

Outline of Annual Research Achievements

汎用IoTプラットフォームを基盤とした緊急通信モジュールを開発した。緊急通信モジュールはWiFiやBluetoothなど既存の通信モジュールを利用し、緊急時のIoTデバイスにおけるエネルギー制御に係るバッテリー管理や電源割り込みハンドル、そして自律的にサブネットワーク構築するためのD2Dブリッジで構成された。バッテリーの最適な容量及びコストと稼働時間の最大化の問題に取り組んた。停電後稼働不能となるIoTデバイスを想定し、予備バッテリーの装備が必要である。通常、バッテリーの容量はデバイスの大きさとコストによる制限があり、バッテリーが大きいほど稼働時間も長くなるため、バッテリーの容量と稼働時間はトレードオフである。

Current Status of Research Progress

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

Reason

令和元年度は、提案モジュールを完成し、当初の予定通りこれらの計画を順調に実行できた。研究成果の一部は、インパクトファクターの高い学術論文誌であるIEEE NETWORKにおいて、本研究課題の成果の一部が論文として掲載予定されていることから、進捗状況はおおむね順調しているといえる。

Strategy for Future Research Activity

Wi-Fi、Bluetooth又はZigBee等の異なる通信プロトコルをブリッジできる通信モジュールを開発する。通信ノード間のリンクのエネルギー消費量とノードのバッテリーレベルを考慮して各データの最適な通信経路を選択するアルゴリズムを提案する。バッテリーに余裕のあるノードはサブネットワーク間の仲介役として低エネルギー消費なリンクを利用してデータ転送する。

Causes of Carryover

(理由)
サブネットワークの構築でIoT開発基盤等のデバイスを購入する予定である。また、世界的に影響力がある国際学会で研究成果発表を予定している。
(使用計画)
当初の予定通り、令和３年度は、引き続きシングルボードコンピュータの開発を行うと同時に、ネットワーク構築用の実機実験に対応するため、プロトタイプシステム開発用のLoRaデバイス、ZigBeeデバイスおよび高性能な無線ルータ3台を計上する。また、随時研究成果を発表するため、令和３度にそれぞれ国際学会への論文投稿を計画しており、そのための登録料を計上し、国際学会開催予定である令和３、令和４年度にそれぞれ旅費を計上している。