Building Disaster Resilience IoT System for Both Normal and Emergency Use

2021 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 / 耐災害通信 / 通信プロトコル

Outline of Annual Research Achievements

今年度は、異なる通信リンクでサブネットワークを構築するための通信モジュールを開発し、通信ノードおよびサブネットワーク全体のエネルギー利用効率を高めるための通信経路選択アルゴリズムを完成した。具体的には、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し、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完成した。

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、提案アルゴリズムを完成し、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 WIRELESS COMMUNICATIONSにおいて、本研究課題の成果の一部が論文として投稿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

今後では、LPWANの中でもオープンな通信規格であるLoRaを利用してシステムを開発する。平時に利用されるLoRaリンクはIoTデバイス向けのため超低ビットレートだが、緊急通信時に通信量が大幅に増加し、その結果、エネルギー消費も急増する可能性が高い。緊急時に主にその影響を受けるのがサブネットワークとLoRaゲートウェイ間の橋渡し役であるIoTデバイスであるため、IoTデバイスのバッテリーを節約するための動的なスリーピングアルゴリズムを提案する。提案手法は、数値解析・シミュレータによる性能評価後、LoRaモジュールを搭載したIoTデバイスを用いてデモシステムの実験も行う予定である。

Causes of Carryover

(理由)サブネットワークの構築で通信機器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５年度は、LoRa通信システムの開発を行うため、プロトタイプシステム開発用のLoRaデバイス６台を計上する。また、随時研究成果を発表するため、令和４年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４、令和５年度にそれぞれ旅費を計上している。