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トライアルシリーズ貼りまくり!バラまきまくり! ソーラ発電だからエンドレス&メンテナンス・フリー電池レス無線マイコンEnOceanでセンサIoT製作入門
本書は,電池を使用せずに,その代わりにエネルギー・ハーベスティング(環境発電技術)による電力でワイヤレス・センサ・ネットワークを実現する方法の一つEnOcean(エンオーシャン)の技術を解説しました.
近年,IoT(Internet of Things,モノのインターネット)やM2M(Machine to Machine)といった言葉に代表される応用技術が,人々の生活をより便利にしてくれるものとして注目されています.このIoTやM2Mを支える技術の中で,ワイヤレス・センサ・ネットワークの果たす役割はとても大きく,センサと無線通信技術を組み合わせた機器の活用やサービスがさまざまな分野で広がってきています. ワイヤレス・センサ・ネットワークは,外界の状態や動作を検知するセンサ・デバイス,無線通信デバイス,電源回路,それらをコントロールするマイコンなどで構成されます.通常,一つのシステムの中に多数のセンサ・ノードが使われることになるため,それらへの電源の供給が課題になります.さらに,メインテナンスが簡単で環境負荷も少ないことも重要です. 目 次
基礎編 エネルギー・ハーベスティングでIoTを実現する 第1章 電池が不要な無線通信技術EnOceanの基礎知識 1-1 EnOcean GmbHという会社について 1-2 EnOcean無線通信技術とは 1-3 EnOcean通信プロトコルの概要 1-4 国際標準規格 ISO/IEC 14543-3-1X 1-5 EnOcean通信を活かしたアプリケーション 1-6 世界的な普及のために設立されたEnOceanアライアンス 1-7 EnOcean無線通信の導入例 1-8 EnOcean関連の定期刊行誌“EnOcean Alliance Journal” 超低消費電力無線通信を簡単に実現できる 第2章 電池不要の無線モジュールの種類と活用法 2-1 スイッチ・モジュール PTM210J 2-2 スイッチ用発電モジュール ECO200 2-3 スイッチ用送信モジュール PTM430J 2-4 マグネット・コンタクト・センサ STM429J 2-5 温度センサ・モジュール STM431J 2-6 湿度センサ・モジュール HSM100 2-7 USBタイプ受信モジュール USB400J 2-8 送信用エネルギー・ハーベスティング無線モジュール STM400J 2-9 送受信用プログラマブル無線モジュール TCM410J 2-10 低電圧DC-DCコンバータ ECT310 2-11 EnOcean開発キット EDK400J 2-12 ゲートウェイ開発キット CS-A420W-ENOCEAN 2-13 XBee互換EnOceanモジュール XOcean 2-14 送受信モジュール CS35A3 2-15 STM429J/STM431J用樹脂ケースと磁石 2-16 ケース付き STM429J/STM431J コラム1 各周波数シリーズのEnOcean製品対応表 コラム2 エネルギー・バジェットの計算例 コラム3 EnOceanモジュールの各国の周波数への対応 EnOcean無線通信のハードウェアとソフトウェアの詳細 第3章 Dolphin V4プラットフォームのアーキテクチャ 3-1 Dolphin V4プラットフォームのハードウェア 3-2 EnOcean通信プロトコル 3-3 EnOcean Radio Protocol(ERP) 3-4 EnOcean Serial Protocol(ESP) 3-5 EnOcean Equipment Profile (EEP) 3-6 Generic Profiles(GP) 3-7 リピータ機能 3-8 その他の通信機能(オプション機能) モジュール・コンフィグレーションとファームウェアの開発方法 第4章 EnOceanの開発ツールと開発フロー 4-1 EnOcean提供のツール 4-2 アプリケーション・インターフェース Dolphin V4 API 4-3 プログラムの変更ができる Dolphin V4 Suite 4-4 解析用可視化ツール DolphinView Basic/Advanced 4-5 Keil製統合開発環境(μVision) 4-6 EnOceanのソフトウェア開発フロー 4-7 モジュール・コンフィグレーションとファームウェアの開発 コラム4 928.350MHzから海外周波数へ移行する際の注意点 コラム5 EnOceanに関するよくある質問(FAQ) 電池レスで配線レスが画期的な応用を生み出す 第5章 EnOceanを活用した開発事例と導入事例 5-1 EnOcean ゲートウェイ開発キット 5-2 LED照明用PWM調光コントローラ 5-3 マルチ通信ゲートウェイ 5-4 スマート・ライティング・システム 5-5 EnOcean見守りIoTシステム開発キット 5-6 植物工場の無線制御対応植物育成用LEDバー 5-7 文化財保護に貢献するEnOcean照明ソリューション 5-8 ラウンド・スイッチとセンサ用ケース 5-9 エコロジー・コール・システム コラム6 電波伝播に影響する各種要因と回避策 コラム7 EnOcean機器設置の実際 実践編 EnOceanモジュールの活用とファームウェアの書き換え方 第6章 温度センサSTM431Jと無線受信機USB400Jの使い方 6-1 STM431JとUSB400Jを使ってみる 6-2 STM431Jのコンフィグレーションを変更する 6-3 VisualBasicにより受信パケットを表示する 6-4 STM431Jのファームウェアを書き換える 6-5 ファームウェアを書き換える方法 6-6 市販マイコンでプログラマを自作する 6-7 ファームウェアの開発方法 TCM410Jによるデータ通信とSTM431Jを使ったゲートウェイ 第7章 EnOceanモジュールを使ったデータ通信の実験 7-1 双方向データ通信ができるTCM410J 7-2 TCM410JとUSB400Jによる通信実験 7-3 STM431Jを使った通信実験 コラム8 EnOcean Serial Protocol 3(ESP3)のパケット定義 玄関や窓の防犯対策を簡単に実現できる 第8章 EnOceanを使ったホーム・セキュリティ・システム 8-1 ECO200とPTM430Jを使ってみる 8-2 センサを窓に取り付ける 8-3 火災報知器に取り付ける 8-4 温度センサ・モジュールSTM431Jをセキュリティに使う 8-5 玄関部のセキュリティ 8-6 ソフトウェアの作成 コラム9 指紋センサ EnOcean無線通信を使った温度/湿度,大気圧,風速の計測 第9章 簡易気象観測ステーションを作る 9-1 温度/湿度と大気圧の計測 9-2 超音波風速計 9-3 トランシーバ・モジュールTCM410Jによる無線送信 EnOceanゲートウェイ開発キット・セットで実践する 第10章 小型サーバArmadillo を使ったEnOceanデータの活用 10-1 EnOceanの開発環境を構築する 10-2 ArmadilloでEnOceanを受信 10-3 データを表示するシェル・スクリプト 10-4 データ表示するC言語によるプログラム EnOceanで植物とコミュニケーションしてみよう 第11章 STM431Jと土壌湿度センサでツイートする「植物ったー」の製作 11-1 「植物ったー」とは 11-2 「植物ったー」に使用するEnOceanモジュール 11-3 「植物ったー」を製作する準備 11-4 「植物ったーEnOcean版」の導入手順 11-5 「植物ったーEnOcean版」アプリケーションの詳細 iOS/Android端末用ソフト開発ボードkonashiを使用 第12章 EnOceanスイッチ制御と温度計測アプリの制作 12-1 Shimotsukiをkonashiに接続する 12-2 EnOceanスイッチでkonashiのPIOをON/OFFする 12-3 konashi部分のアプリケーションの作成 12-4 Shimotsukiをkonashiに接続する 展示会場の温度分布をSTM431J/USB400Jとmbedで収集 第13章 EnOcean による温度データ・マッピング・システムの製作 13-1 EnOcean による温度データ・マッピング・システムの概要 13-2 mbedの開発環境はクラウドで提供 13-3 IoTのためのクラウド環境Bluemix 13-4 アプリケーションの作成 本書付属CD-ROMの概要と本書の最新情報の入手先 |
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