対処すべきIoTにおける上位3つの課題

モノのインターネット（IoT）について言えば、人々はあらゆる問題を解決できる魔法のような技術だと考えがちです。IoTデバイスは今では簡単に購入でき、IoT市場では汎用的なハードウェアとソフトウェアの選択肢がますます増えています。接続されたデバイスはリモートで機能を実行し、オペレーティングシステム全体を最適化できます。一般的に、IoTプロジェクトの成功は、デバイス管理を習得し、自動化されたプロセスを実現することを中心に展開されます。しかし、費用対効果の高いソリューションを実現し、非構造化データを完全に排除できる可能性が数多くある一方で、対処すべきいくつかの大きな課題も存在します。

これらの課題は次のとおりです。

• 接続性
• セキュリティ
• 消費電力

接続性

IoT接続市場は、多様な技術とエコシステムによって非常に細分化されています。効果的なIoTデバイス管理には、接続性はオプションではなく必須事項です。低消費電力のセルラー規格が依然として無線IoT市場の大半を占めていますが、免許不要のISMバンドや小型衛星技術が、遠隔地や低コストのアプリケーション向けの有力な選択肢として台頭してきています。

IoTデバイスの増加に伴い、保存・処理すべきデータ量も増加しています。そのため、スムーズなデータ転送を確保するには、デバイス間の相互接続が不可欠です。しかし、いずれかのデバイスが故障すると、他のすべてのデバイスのデータが破損する可能性があります。したがって、品質管理や必要に応じたデータバックアップのための高度なソフトウェアが求められるのは当然のことです。

IoT技術を導入している企業にとって、接続性の問題は非常に大きな懸念事項です。設置されているデバイスの多くは十分に検証されておらず、グローバルスタンダードに準拠していないためです。ビーチャム・リサーチの最近の調査によると、企業の70%以上がIoT技術の導入時に接続性の問題に直面しています（IoTビジネスニュース、2021年）。このような数字は好ましくなく、IoTネットワークの管理には労力と信頼性の高いハードウェアおよびソフトウェアが必要であることを示しています。

この問題にどう対処すべきか？

接続性に関する重要な考慮事項に対処する最も簡単な方法は、バッテリーバックアップ機能とサードパーティ製ソフトウェアとの互換性を備えたスマートデバイスとゲートウェイを選択することです。多くのIoTデバイスは、特定のメーカーのIoTアプリケーションやセンサーとのみ互換性があり、包括的な分析や接続性という点で、追跡デバイスの機能を著しく制限します。そのため、接続オプションに注意を払いながら、最も費用対効果の高いソリューション、オープンソースソフトウェア、ハードウェアを慎重に選択する必要があります。

デバイスを統合されたIoTエコシステムに接続することは、スムーズな自動生産ラインや資産管理、あるいは企業が最適化を必要とするあらゆるプロセスを構築する上で不可欠です。そのため、このような問題を回避したいのであれば、サードパーティ製ソフトウェア機能の導入や他のデバイスとの統合に問題のないメーカーを選ぶ必要があります。

基本的に、この問題を解決するには技術的な解決策だけで十分です。製造会社が、顧客が希望するソフトウェアを自社製品と併用できるようにするなど、包括的な姿勢を示すならば、デバイスの統合に関する問題はそもそも発生しないでしょう。

TEKTELICの回答

TEKTELIC Communicationsは、お客様のご要望やニーズに細心の注意を払い、統合性や相互運用性の向上にも力を入れている企業です。当社のゲートウェイはすべて、あらゆるサードパーティ製LoRaWANデバイスと統合できることを誇りに思っています。お客様ご自身のLoRaWANサーバーやアプリケーションをご利用いただくことも可能ですので、当社製品に縛られることなく、お客様のご希望に沿った選択肢をご提供いたします。当社は単に製品を販売するだけでなく、お客様の自動化プロセス構築を支援したいと考えています。

セキュリティ

IoTソリューションにおけるもう一つの課題はセキュリティです。IoTセキュリティは、特にIoTデバイスの普及と複雑化に伴い、企業にとってますます大きな課題となっています。これらのデバイスは、コンポーネントの強化とセキュリティフレームワークの実装によって、サイバー攻撃から保護される必要があります。これには、監視、ファームウェアの更新、アクセス管理などが含まれます。セキュリティ対策は、脅威への対応と脆弱性の修復にも対処しなければなりません。

IoTセキュリティにおける最も一般的な課題の一つは、住宅侵入のリスクであり、これはホームオートメーションにとって大きな懸念事項です。ホームオートメーションシステムは個人情報を共有する可能性があるため、ハッカーはこれらのシステムを標的にして機密情報を盗み出す可能性があります。幸いなことに、これらのデバイスを保護する方法はいくつかあり、厳格な法的・規制的枠組みの適用、設置可能なデバイスの数やアクセス制限などが挙げられます。

もう一つの大きな課題は、マルウェアによる潜在的な影響です。IoT情報の大部分はクラウドに保存されていますが、機密データにアクセスできるマルウェアは依然としてユーザーへの攻撃に悪用される可能性があります。また、多くの企業はソフトウェアの管理が不十分で、定期的なソフトウェアアップデートを実施していないため、ハッカーの格好の標的となっています。例えば、多くの組み込みソリューションは無線接続に対応しておらず、無線アップデートをサポートしていません。さらに、これらのIoTデバイスはデバイスログを追跡するサイバーセキュリティ対策が施されていないことが多く、ハッキングの標的になりやすい状況です。

この問題にどう対処すべきか？

セキュリティリスクは懸念事項ではありますが、これらの脆弱性は適切なIoTシステム管理によって防止可能です。ソフトウェアを頻繁に更新することで、重大なセキュリティ侵害のリスクを回避できます。さらに、品質管理を行うためには、これらの更新を分散環境全体で追跡し、適用する必要があります。

機密情報を保護するため、IoT製品には容易に推測できない固有のパスワードを設定する必要があります。また、強力な認証機能と、機密データを失うことなくすべての設定を消去できるリセットメカニズムも必要です。これらの対策により、データ漏洩やデータ保護規制違反のリスクを低減できます。

セキュリティ強化に加え、企業はハードウェアとソフトウェアの選択を現実的に評価し、ネットワークトラフィックの監視の重要性も考慮する必要があります。ネットワークトラフィックを深く理解することは、悪意のあるイベントやゼロデイ攻撃を特定する上で非常に重要です。機械学習ベースのソリューションは、ネットワークトラフィックの大規模なパターンに基づいて問題を検出し、優先順位付けすることができます。このような洞察は、組織が産業用IoTネットワークと環境を保護するのに役立ちます。

TEKTELICの回答

TEKTELICは、IoTプロジェクトの成功にはセキュリティとデバイスの状態監視がいかに重要であるかを理解しています。当社製品には、物理​​的な設置の困難さを軽減し、データ漏洩を防ぐために、ソフトウェアとハ​​ードウェアの両方で保護機能が搭載されています。ハードウェアの保守と保護に関しては、IP67規格に準拠した屋外用デバイスとゲートウェイ、そしてATEX認証取得済みの製品群をご用意しています。例えば、KONA Macro IoT Gatewayは、様々な設置方法に対応できる優れた屋外用ゲートウェイです。堅牢な筐体、耐雷性、耐熱性、そしてあらゆる天候変化への耐性を備えているため、ポール、壁面、街灯柱など、様々な場所に取り付けることができます。

KONA Macro IoTゲートウェイは、計測、産業用途、スマートシティ用途向けに完全に統合されたカスタマイズ可能なソリューションです。プラグアンドプレイ方式で簡単に設置できるため、セットアップに必要な知識は最小限です。さらに、MacroにはRFフィルターが内蔵されており、周囲のノイズがゲートウェイに影響を与えるのを防ぎ、携帯電話やページングの干渉を排除します。

ソフトウェアのセキュリティとアクセスについて言えば、 LoRaWANネットワークの大きな利点は、送信されるすべてのメッセージが暗号化され、特定の鍵を持つ特定のゲートウェイのみが復号できる点です。そのため、IoTデバイスからのデータが近くの誤ったゲートウェイに到達した場合でも、鍵が一致しないためデータは送り返されます。このような仕組みによって、IoTの統合と利用におけるセキュリティが確保されます。

消費電力

IoTデバイスの設計において、消費電力は最も重要な課題の一つです。これらのデバイスは大型で重く、高価な場合が多く、消費電力も膨大です。そのため、これらの監視機器には、より優れたエネルギー管理システムが不可欠です。

多くのIoTシステムはバッテリー駆動であり、一見すると利点のように思えるかもしれません。しかし、すべてのバッテリーが長寿命とは限らず、充電が必要になる場合があるため、これは様々な課題を生む可能性があります。多くのスマートデバイスは遠隔地に設置され、アクセスが制限されている場合があるため、頻繁なバッテリー交換や充電は現実的ではありません。さらに、交換自体にも追加費用がかかり、年末には予想外の高額な費用が発生することになります。

最初のステップは、IoTデバイスがどのように電力を使用するかを理解することです。例えば、組み込み無線は多くの場合、最も多くの電力を消費します。この電力消費を削減するには、これらの無線をオフにするか、動作を最小限に抑えることができます。別の解決策としては、ウェイクアップ無線という概念があります。これは、デュアル無線トランシーバーを使用して低電力状態を維持するものです。このアプローチにより、バッテリー寿命の長いデバイスを実現できる可能性があります。

この問題にどう対処すべきか？

消費電力の問題に対処するためには、低消費電力でバッテリー寿命の長いデバイスを選択する必要がある。消費電力を削減する効果的な方法の一つは、IoTデバイスを一定時間経過後にスリープモードに移行させることである。この方法により、バッテリー寿命を少なくとも50%延長できる。さらに、リアルタイムクロックとプロセッサを一時停止させることで、IoTデバイスのエネルギー効率を高めることができる。

もう一つの解決策は、デマンドレスポンスプログラムを導入することです。これらのプログラムは、ピーク需要時にIoTデバイスに信号を送信して電力消費量を削減することで機能します。これにより、電力網全体の管理が容易になり、発電容量の増強の必要性が軽減されます。一部の電力会社は、これらのプログラムに参加する建物所有者にインセンティブを提供しています。

IoTデータは、組織がIoTプラットフォーム以外でもエネルギー使用量を管理するのに役立ちます。さまざまなIoTデバイスからのリアルタイムデータは、主要システムのエネルギー消費における異常値パターンを示し、組織が迅速なメンテナンスや修理を開始するのに役立ちます。同様に、スマート照明システムやサーモスタットは、建物の居住者のニーズの変化を監視し、それに応じて対応することができます。

TEKTELICの回答

TEKTELICは常にエネルギー問題に注力しており、そのおかげでバッテリー寿命が長く消費電力の少ない製品を開発することができました。これは新しいソフトウェア機能ではありませんが、当社のトラッキングセンサーのほとんどはイベントベースで起動するため、送信するデータ変更がないときは動作せず、エネルギーを消費しません。例えば、ORCAは最大5年間バッテリーが持続する資産追跡デバイスです。そのため、充電を気にすることなく5年間連続で使用できます。さらに、イベントベースで起動するため、追跡対象の資産が動かない場合は、ORCAはスリープモードに入り、エネルギー消費は発生しません。

ORCAは、産業用カート、包装機械、ロボット、および各種産業機器に取り付けることができます。LoRaWAN、GPS、BLE接続に対応しているため、屋内でも屋外でも同じ効率で使用できます。さらに、ORCAはエンドツーエンドの資産追跡ソリューションの一部として活用でき、企業は当社のアプリケーション、ネットワークサーバー、デバイス、ゲートウェイを使用して、すべての資産を追跡し、非構造化データをリモートで分析できます。低消費電力設計により、ハードウェアのメンテナンスが最適化され、定期的なバッテリー交換費用が不要になり、エネルギー使用に関する重要な課題への対応にも役立ちます。

要約

モノのインターネット（IoT）接続市場は急速に成長しており、企業と消費者の双方にとって大きなチャンスとなっています。同時に、IoTには課題も存在するため、それらを理解し、適切に対処することが重要です。IoTデバイスは、データの収集とルーティング、および必要なレベルの接続性を提供するために、信頼性の高い双方向シグナリングを必要とします。さらに、プライバシーとセキュリティを確保するために、IoTデータストリームは暗号化される必要があります。これらのデータストリームは、A地点からB地点まで迅速かつ確実に伝送されなければなりません。IoTが成長を続けるにつれて、克服すべき課題は増えていくでしょう。しかし、信頼できるプロバイダーを選択し、デバイスの選択を慎重に行えば、上記のような課題にも数分で対処できるようになります。

IoTデバイス管理、LoRaWANネットワーク、その他考慮すべき特性についてさらに詳しい情報が必要な場合は、TEKTELICの営業チームまでお気軽にお問い合わせください。喜んでご質問にお答えいたします。

1. IoTビジネスニュース。（2021年2月4日） Beecham Researchの調査回答者の78%が、電子SIMを使用しているか、将来的に電子SIMを使用する予定であると回答した。IoTビジネスニュース。2022年11月9日取得。 https://iotbusinessnews.com/2021/02/04/05041-78-of-beecham-research-survey-respondents-say-they-use-esims-or-expect-to-use-esims-in-the-future/