1.Androidキャンプ3D内外の困難、MediaTek、およびゲームに参加すること。
昨年マイクロネットワークのニュースを設定し、AppleのiPhone、Xは、業界の3Dセンシングのための大きな懸念をオフに設定し、顔ID機能を搭載した、などHuawei社、キビ、として今年のAndroid陣営のメーカーが続くことが予想される。トポロジ研究所は、2020年を予測します世界的なスマートフォンの3Dセンシングモジュールの出力値は108億米ドルに達するでしょう。
以前、外国メディアの報道は、重点施策の3DセンスVCSELデバイスの供給は依然として2019への最速未満である、3Dセンシング機能は、あなたのAndroidスマートフォンで使用する機会を持っている。MEMSおよびイメージング技術、市場調査会社Yole Developpement社ピエールさんのリサーチディレクターCambouは、アップルTrueDepthカメラ技術が高しきい値を設定しているため、彼は他の競合他社が同等のiPhone X 3Dセンシング技術を提供するために、1年以上かかることが予想さ。アンドロイド陣営の指紋識別プログラムの下したがって、この段階でのメイン選択画面、リリースされたVivo X20 Plus UD、キビ7、Meizu 16、Samsung Note 9などのリリースなど
それにもかかわらず、Androidキャンプは引き続きフォローアップして3D検知モジュールを搭載することが期待されています。
3Dセンシング技術の最も重要かつ挑戦的な部分は、距離を正確に測定する能力であり、異なるアルゴリズムが特許障壁を形成し、各3D検出モジュールの構成要素にもわずかな差異が生じる。センシング技術には、ステレオビジョン、構造化ライト、飛行時間（ToF）などがあります。
3Dセンシング技術はアップルのキャンプLumentum / II-VIに加えて、キャンプベンダー、Androidのキャンプで、（モジュールを提供する能力）より完全なソリューションのサプライヤー、実際にはあまり意味現在出荷中の3D携帯電話メーカーのための測定モジュールは、キーがファウンドリとインフィニオンプリンストンオプトロニクスによってドイツのPMD VCSEL設計IRのCISによって提供され、Googleのキャンプです。他の陣営は、クアルコムとソリューションが提供するハイパス+ Himax（Himax）のプログラムであり、チップ設計は、眼鏡光学DOE WLOなどを提供します。
クアルコム+ Himaxプログラムは、現在、より成熟したアンドロイド3D感知スキームは、Himaxマスタープログラムコアアルゴリズムとハードウェアの設計と製造能力は、（スリム、構造光モジュール）3Dは、全体的なソリューションを感知完全に統合された構造光モジュールを提供する。ハイトンを作られたほとんどの設計に関与する電子報告、Himaxコンポーネントは、統合された自己DOEとWLO、ASIC設計、CIS、ASICクアルコム3D奥行きマップ生成に埋め込まれたICレーザ送信機（TX）、及びモジュール全体を含みますアルゴリズムは。同時に、Himaxも独立2KK /月は、主に中国の携帯電話のブランドで消化到達します18Q1スリム（構造化光）の生産能力を終了すると予想されるのTxエンドアセンブリ使用AA機器を設計しました。スリムに加えて、Himaxは現在、3Dを顧客に提供します（アップル用）WLO、（ハイエンドマシンアンドリュース用）クアルコム+ Himaxスリム、両眼視プログラム（ローエンドマシン用アンドリュース）、WLOの大量生産を含むアセンブリ/プログラムを検出する。両眼視ソリューションは、主に次の2台のカメラを使用しています符号化された光の3D視覚シミュレーションは、画像の奥行き情報を向上させることができる。スキームメインターゲットを感知Himax両眼立体視未満10ドルのように定義されるローエンド機アンドリュース、です。
Himaxは、米国で2006年からIC分野の大手メーカー、台湾のディスプレイドライバは、3Dセンシングに手にハイパス手が続くなどCMOSイメージセンサ、LCOSマイクロディスプレイ、など、新しい分野の研究開発を拡大し続け、RxのCIS寸法が含まれていています通常の電話のCISモジュールのわずか20％以上33,000投影スポットは、等、1％未満のエラー率、20 100センチメートルの範囲内で、現在のAndroidのキャンプ、最高品質の3Dスリム検知方式は、Androidとなっているといえます有利なキャンプ。加えて、Himax WLOは、昨年後半にApple製品を供給し始めた、その後のスリムな流行や産業の急速な発展は、WLO量にすぐに同社の製品を駆動します。
電子調査報告書は、完全なソリューションを提供するために、強度のためHimaxの理由を指摘し、設計や製造に関わるコアコンポーネントのほとんど、主にNIR CMOSセンサー、WLO / DOEや他のデバイスの分野における深い蓄積の分野での精密な製造能力に基づいて、レーザ送信モジュールアセンブリおよびテスト機能を提供します。それはプログラム、生産計画、またはコアアルゴリズムの成熟度であるかどうか遺産の三次元計測重厚感、コンポーネント、設計ソリューションの分野でHimax、トップAndroidのキャンプ、フォローアップであります業界は完全に流行の饗宴を楽しむことが期待されています。
アップルが支配VCSELの主要サプライヤー、アンドロイド陣営次善の策
iPhone + Himaxは、サプライチェーンは、2つの溶液の比較に見ることができる高域通過、3Dは、VCSELがキーコンポーネントおよび一般構造化光源に使用される技術、エッジが他のレーザ（エッジ発光レーザー、EEL）発光TOFで感知されました一つの解決策が、VCSELは、より良好なビーム品質、低低ビーム発散、エネルギー消費量、モジュールの体積もまた利点である。iPhone EELを用いてVCSEL、クアルコム+ Himaxを使用。
多くのメーカーではありません6インチのGaAsウエハを持つアップルのキャンプを行うために、切断、半導体製造プロセスを使用したが、業界は大量生産の6インチに達することができるVCSEL、他のVCSELのサプライヤーは現在、エネルギーの大半を生産しているが4インチ、および少数派であります3インチの市場では、市場全体の需給状況が厳しい状況にあり、ヒルトン以外のキャンプが3Dセンシング技術を導入する速度にも影響します。
また、VCSEL Lumentumの主要なサプライヤーは、アップルの特許契約の間に存在するアンドロイドを行いますのみ短期的にはVCSELとEELを選択することができますアンドロイド陣営Ruoyuフォローアップラウンド、しかし貧しいEEL光電変換効率と高コストを作りますキャンプ3Dセンシング方式では。3Dセンシングモジュールを搭載した、比較的一般的なフロントカメラは、追加の$ 20から$ 25の費用がかかりますAppleとのコストと効率性で勝負するのは困難であるHuawei社、OPPO、生体内、キビや他の携帯電話メーカー大量のハイエンドモデルを追求しない計画であり、コストが大幅に下がった後で主流モデルを使用することは可能であり、2019年まで待つことが期待されている。
Puの佗産業研究院によると、最大2018の保守的な見積もりの2つだけのAndroidベンダーはHuawei社を含め、追従し、また高キビのために呼び出しますが、Appleは携帯電話で3Dセンシングであり続けるよう、生産数が、あまりにも多くはないだろうことを指摘最大の採用。程度の2018年グローバルiPhoneが1.65億を占めて197百万に達するだろうスマートフォンの総生産の3次元センシングモジュールを搭載した。加えて、2018年に3Dセンシングモジュールの推定市場価値51億2000万ドル（そのうち、iPhoneの寄与率は84.5％）。
生産能力、歩留まり、コストの3つの大きな課題：MediaTekは参加準備が整いました。
市場の需要の急速な成長に直面して、一方ではクアルコム+ Himaxプログラムは、生産は、一方の3Dモジュールのデバッグを検知することができません満たすことができないという問題もある。それは、産業チェーンの始まりは、いくつかの3Dカメラモジュール工場があることを明らかにしています2ヶ月経過後のサンプルを送信するためにクアルコムモジュールは信号試運転の完了を受けていない、モジュールメーカーは、現在常に収率を向上させつつ、一方の側を待機する。起因スケジュール試運転の高域に有することは、大量生産スケジュール恐れ理想的ではありませんやや遅れました。
現在、基本的にクアルコムが提供するアンドロイド陣営3Dセンシングモジュールのメインチップは、驚異的な市場の可能性に直面して、メディアテックはすでに、着信を用意しました。メディアテックはまた、ロールAPUサプライヤーに意図されていることが報告されたニューラルネットワークを畳み込みすることを意図し、3Dセンシング戦場に参加します（CNN）────バイオメトリクス業界筋をサポートするために、Appleの神経のエンジンと同様に、メディアテックは、将来的にキビのためにCNNアクセラレータを提供するように設計3Dカメラオビの光と合成されます。
今年のMWCで、メディアテックは、3Dセンシングカメラに携帯電話が表示され、新しいPシリーズのチッププラットフォームはオビ光3Dセンシングカメラをサポートしています。2016メディアテック株式オビ光に、そのプラットフォームのリファレンス・デザイン3Dセンシング技術の後者は完全に適応。年間iPhone Xリリースの2ヶ月後、オビは、それによってオビ光、メディアテックと3 TOP国内の携帯電話メーカーにサンプルを送信するために光モジュールを置きますこれは、サンプルに、フロントの3Dカメラメーカーを送信するために中国初の携帯電話となっています。
また、台湾NOVATEK内の別の大きなIC設計企業もHimaxから、いくつかの開発者を掘っ、Googleがオリジナルのコアチームメンバーガラス開発プロジェクトで、NOVATEKも3Dセンシングの面でいくつかのアクションを見ました。
クアルコム+ NOVATEK Himax、メディアテック+オビ光、および評議会の後、さらにセンシング技術のAndroid陣営の3Dを作成するかどうか、最終的には同等のiphoneのXすることができますか？インダストリーズが見られています。
2.フェイス3つの新しいiPhoneの標準を渡します。
マイクロネットワークのニュースを設定し、Appleは今年、ほぼ当然の結論を3新しいiPhoneを発表し、最も注意が最初に顔認識機能を感知するiPhone X 3Dで見られる、標準のフルインポートを装備した3新しい航空機今年期待されています。
歴史的にIRを使用して最も3D感知検出用LEDが、精度は、スマートフォン・アプリケーション、感知アセンブリフィニサーアメリカンLumentum、によって支配され、より良いVCSEL（垂直共振器面発光レーザ）技術、の精度でリンゴを満たすことは困難ですエピタキシャルで安定したHong JiekeをOEMに提供し、3Dセンシングエコシステムを構築する新しい開発。
最近の業界は常に認識システムが標準になることを意味し、「前髪」を持っている複数の新しいiPhone 3つのプレーンとスパイ写真、画面を広げます。
市場の噂は、すべての年だった、新しいiPhoneはフルスクリーンのデザインを作成するだけでなく、「フリンジ」のスタイルと顔ID機能を持っています3Dセンシングアプリケーションをより一般的になって、それはまた、市場の需要意志ガリウム砒素に貢献するのに役立ちます二重の成長。
顔認識アプリケーションは、新しいアプリケーションの中で最も人気のあるスマートフォンの一つとなっており、このアプリケーションの主要コンポーネントの3次元センシングコンポーネントを実装しているIPhone Xは、市場の終了後に、それはほとんどのラム業界、今年の市場とみなされています。
3.エッジノードの通信をプライマリタスクとして安定化IIoTはネットワークエッジインテリジェンスを実現します。
重要な意思決定を行う産業用ネットワーク機器は、情報の種類を検知する数を感知することができ、この情報は、工業製品（IIoT）環境で物事に使用することができる。エッジノードセンサーに位置している間、任意のデータ収集点（データ集約ポイント）から単離することができます途中では、ゲートウェイを介してリンクされていなければなりません。この種のゲートウェイは主にエッジデータをネットワークに送信する責任があります。
我々のデータによって測定IIoTシステムセンサのフロントエンドを構成する、感知された情報は、圧力、変位又は回転周波数とフィルタ処理後のデータとして量子化データに変換されるように、最も価値のある情報を選択します処理のためのバックエンドシステムへのノードからの復帰後にオンラインでは、低レイテンシ・システムはすぐに重要なデータを受信した後、キー決定できるようになりますことができます。
エッジノードは、典型的には、ネットワークへの有線または無線センサノード（WSN）を介して接続されなければならない。このチェーンでは、信号は、データの整合性はまだ非常に重要である。通信は、連続的な破損又は分解されていない場合、感知および測定を最適化しますデータはまったく価値がありません。システムアーキテクチャの設計では、考慮に入れる最初は堅牢な通信プロトコルである。最良の選択は、距離、帯域幅、パワー、相互運用性、セキュリティ、および信頼性を含むリンクのニーズに依存しますセックス
オンライン技術の安定性の面でのEtherNet / IP、KNX、DALI、PROFINET、およびModbusTCPなどの極端な要件については、有線の産業用通信は重要な役割を果たしている。設定範囲の深度センサは、工場の各コーナーは、無線ネットワークとゲートウェイを使用することであるノード通信、およびゲートウェイは、有線インフラストラクチャを使用してメインシステムに接続します。
センサノードにはネットワーク機能が必要です
将来のIoTノード個別に有線通信で唯一のいくつかのこと、これらのデバイスのほとんどは、ワイヤレスネットワークになります。物事効率的な産業政策のリンク、センサーが位置によって検知することができる任意の貴重な情報に設定することができるように、限定することはできませんコミュニケーションデバイスとパワーデバイスが現在インストールされているエリア。
センサノードは、方法と、通信ネットワークを有していなければならない。上位プロトコルそのようなリンクにマッピングされた工業用フレームワークなどの観光、有線通信部が期待イーサネット続く。10Mbpsのイーサネットの範囲をビルド100Gbps級の伝送速度よりも覆う。高位部分は、典型的には、速度を目的とし、それがクラウドサーバホストグループとの間のバックボーンインターネット回線に接続されています。
より遅いKNXなどの産業用ネットワークでは、差動信号を伝送するためにツイストペア銅線を使用し、30ボルトの電気を使用し、全体の帯域幅は9600 bpsです。各セグメントは限られた数のアドレス（256）をサポートできるため、したがって、アドレッシング・メカニズムは最大65,536のデバイスをサポートできます。各ネットワーク・セグメントの最大伝送距離は1,000メートルです。ユーザーはリピーターの構成を選択できます。各リピーターは最大4つのネットワーク・セグメントをサポートします。
産業環境ワイヤレスネットワークは複数の課題に直面しています
IIoTワイヤレスネットワークシステムの設計者は、採用する通信技術とネットワーク技術を検討しているとき、多くの課題に直面しています。
伝送距離
断続的または連続的なリンク
帯域幅
パワー
相互運用性
セキュリティ
信頼性
伝送距離
近距離パーソナルエリアネットワーク（PAN）は、ブルートゥース低エネルギー（BLE）などのメータクラス（図1）の伝送距離を有する。数百メートルの伝送距離を有するローカルエリアネットワーク（LAN）は、同じ建物内に様々な自動化センサを設置するために使用することができ、数キロメートルの広域ネットワーク（WAN）その応用には、広大な農場にさまざまな農業センサーを設置することが含まれます。
図1短距離無線リンク
選択されたネットワークプロトコルは、産業用インターネットの使用に必要な伝送距離と一致する必要があります。例えば、数十メートルの距離を持つ屋内LANアプリケーションの場合、4Gモバイルネットワークは複雑さと電力の点では適していません。データの距離に問題がある場合、エッジ操作は実用的な代替方法です。処理のためにデータをメインシステムに送り返すことなく、エッジノードで直接データ分析を実行できます。
距離の二乗の送信電波強度の動力伝達は、電波の信号電力強度と走行距離の二乗に反比例するので、伝送距離が2倍にされたとき、したがって、受信機は、無線波電力の元の電力しか四半期を受信する。転送します出力信号電力が6dBm増加するたびに、伝送距離は2倍になります。
逆二乗法則の中で理想的な透過バリアフリースペースでは、伝送距離に影響を与える唯一の要因である。しかし、伝送路の現実世界の伝送距離は、バリア本体壁、フェンス、植物や崩壊が含まれます。
さらに、RFエネルギーを吸収し、空気中の水蒸気が異なる時点で受信側に到着する二次信号（二次信号）で得られた、電波を金属物体に反射され、追加の電力消費はさらに破壊的な干渉を形成します。
無線受信感度均一に全方向に向かって伝播する最大伝播経路損失を決定する。例えば、2.4GHzの産業用/医療/科学（ISM）帯域で、-85dBmの最小受信感度を。RF放射、強度等高線Friisの送信式によれば、フリースペースロス（FSPL）と送信側と受信側の両方の受信者は、送信者から受信者までの距離をメートルで表した球（A =4πR2）それらの間の距離の二乗と無線信号周波数の二乗は比例している。
式中、Pt =ワット単位の送信電力、S =距離Rにおける電力。
公式では、Pr =受電電力（ワット）。
（送信信号の波長）= c（光速）/周波数f（Hz）= 3×108（m / s2）/ f（Hz）または300 / f（MHz）
ここで、f =送信周波数
送信周波数と送信すべき距離が分かっている場合、FPSLに従って送受信データを計算することができ、リンクバジェットは式1に示される。
受信電力（dBm）=送信電力（dBm）+利得（dB） - 損失......式1
帯域幅とリンク
帯域幅とは、IIoTセンサノードがデータを収集してデータを送信する最大レートを制限します。考慮する要因は次のとおりです。
一定期間後に各デバイスによって生成されたデータの総量。
ゲートウェイにデプロイされ、集約されたノードの数。
ピーク送信モードが連続的または断続的であることを考慮すると、ピーク需要を満たすためにはどれくらいの帯域幅が必要ですか。
パケットがブランクのデータで満たされている場合、このプロトコルの効率は高くありませんが、より大きいパケットは細かく多数の小さなデータパケットに分割され、別々に送信されます。リソースのコストを支払うIIoTデバイスはいつでもネットワークに接続しませんが、電力や帯域幅のリソースを節約するために一定間隔でデータを送信した後にオフラインになります。
電力と相互運用性
あなたはデバイスが電力を節約する必要がIIoTバッテリーを使用している場合、デバイスは限りすぐにスリープモードへの切り替えなどのためにアイドル状態でなければなりません。私たちは、異なるネットワーク負荷条件に基づくことができ、デバイスの消費電力モードを調整し始めると、その電源装置を作るのに役立ちますバッテリ容量は、必要なデータを送信するのに必要な電力と一致させることができる。
異なるノード間の可能なネットワークの相互運用性が大きな問題になるためにバインドされています。伝統的なアプローチは、インターネットで相互運用性を維持するために、業界標準の有線および無線通信プロトコルを使用することです。新製品として、新たなIIoTを満たす必要があります。技術の急速な普及から、標準化につながる作業には困難が伴います.IIoT業界のシステムは、最善の技術に基づいており、これらの技術は市販のソリューションに関連しています。 、長期的な相互運用性を達成する確率は高くなるだろう。
安全性
IIoTネットワークセキュリティは、機密性、完全性、および信頼性の3つの側面で重要な役割を果たします。機密性を維持するために、ネットワークデータは周知のフレームワークでなければならず、外部デバイスまたは外部に漏洩することはできません。デバイス傍受。
そして、データの整合性を維持するために、あなたは正確に同じ問題を持つ信号状態の内容を維持する必要があり、変更、または切り捨てられた情報を追加することはできません。信頼性を維持するために、あなたは期待から受信したデータのソース、他のソースの除外を決定する必要があります誤った通信のためのメッセージおよび偽のノードは、真正性の喪失の例である。
利害関係者は、ブレーク侵入を得ることができるようにしても、安全かつセキュア無線ノード、一度非セキュアゲートウェイへのインタフェース（インタフェース）、脆弱性を形成することになる。スタンプは信号データを周波数ホッピングによるかどうかを識別することができ、及び（サイドチャネル）側副路を介して再送。スタンプはまた、それが元のデータを復元することができ、センサの多数の非協調動作の後にパケットを送信するように、注文のうち鍵データの送信の再編成を修正するために使用することができます。
AES-128暗号化標準のセキュリティサポート、IEEE 802.11におけるIEEE 802.15.4およびAES-256分の128仕様に従うことができます。キー管理、品質の歪発生（RNG）を解読し、アクセスネットワークのアクセス制御リスト（ACL）これらはすべて、通信ネットワークのセキュリティ障壁を高めるのに役立ちます。
バンド
いくつかはIoTをワイヤレスセンサは、光バンド携帯電話インフラストラクチャで使用されますが、これらのセンサは電力を消費デバイスが属する通常です。一例としては、テレマティックスシステムであり、あなたがこの種のシステムをしたい場合は、情報が作用を介して収集したいです一方で、他の低電力産業アプリケーションの多くは、ISM帯域内の免許不要帯域を使用しています。
IEEE 802.15.4規格は、周波数2.4GHz帯の使用、915MHzの、とは868MHz ISMバンド部分を含むビジネス・ネットワーキング・アプリケーションの多くのタスク、オーバー低電力無線通信技術、マルチチャネル無線周波数ホップのために27チャネルの合計であります使用する（表1）。
世界中で利用可能な無許可の帯域では、物理層のサポートが一貫していません。欧州では、600kHzのチャネル0のチャネルが868MHzで提供され、北米では10MHzの帯域が915MHzで提供されます。 2.4GHzで5MHz幅のチャンネル11〜チャンネル26を提供します。
Bluetooth低エネルギーは、ファイルの転送には適しておらず、少量のデータを送信するのに適しています。Bluetoothの低エネルギーの利点の1つは、他の競合他社に比べて普及率がはるかに高いことです。モバイルデバイスの広範囲に組み込まれている。ブルートゥース4.2の仕様は、一般的なISMの2.4GHz帯、150メートル〜50の伝送距離のコアで使用される、ガウス（ガウシアン）、周波数偏移変調機構は、1Mbpsのデータ伝送速度を達成することができます。
IIoTソリューションに使用する最適な周波数を決定する際には、2.4 GHz ISMソリューションのメリットとデメリットを考慮する必要があります。
利点
ほとんどの国では、ライセンスを取得する必要はありません。
同じソリューションをさまざまな市場で販売することができます。
83.5MHzの帯域幅は、複数のチャネルに分割するのに十分であり、高いデータ伝送速度を達成するために複数のチャネルを介して伝送される。
デューティサイクルは100％に達することができます。
アンテナのサイズは、1GHz帯のアンテナよりも小さい。
欠点
同じ出力電力では、伝送距離は1GHz帯よりも短い。
高い透過性は、多くの干渉信号を生成する。
通信プロトコル
通信システムにおける公衆がより容易にスケーラブルな構築するように、例えば開放型システム間相互接続（OSI）通信モデルは、複数の機能層に分割され、どのようにコンフィギュレーションデータを調節するための規則および基準のセットを使用する方法、およびデータの交換を制御するであろうインターワーキングネットワークOSIモデルは、エンティティ（PHY）、データリンク、ネットワーク、伝送、会話、表現、およびアプリケーションレイヤリングを含む7つのレイヤー（図2）に分割されています。
図2 OSIおよびTCP / IPモデル
互いに近接IEEE 802.15.4および802.11（のWi-Fi）規格準拠のメディアアクセス制御（MAC）データリンクのサブレイヤと物理レイヤ802.11基地局は、（非干渉の影響を低減するために各チャネルを重複する使用することができます図3）802.11gで使用される変調メカニズムは、直交キャリア周波数分割多重（OFDM）です。以下では、IEEE 802.15.4よりも複雑なメカニズムを紹介します。
図3グローバルな一般的なIEEE 802.15.4物理層チャネル11〜チャネル26とIEEE 802.11gチャネル1〜チャネル14のチャネル
ネットワークリンク層でビットデータに電波信号を提供し、アナログ信号にビットデータから変換機構。成層も信頼性の高い通信、及びジョブ管理アクセス無線チャネルを担っている。ネットワーク層コントロールデータ渡されたパスとアドレス指定ジョブこのレイヤーでは、インターネットプロトコル（IP）がIPアドレスを提供し、あるノードから別のノードにIPパケットを渡す役割を担います。
会話（セッション）を実行しているネットワークアプリケーションの両端には、トランスポート層に対応するトーク通信を有することになる。この設計は、デバイスが複数のアプリケーションを同時に実行することができ、各アプリケーションは、インターネットに接続され、自身のそれぞれの通信チャネルを使用しほとんどのネットワークデバイスは、デフォルトの送信プロトコルとしてTCP（Transmission Control Protocol）を使用します。
特定のセンサノード・アプリケーションは、そのトランスポートストリームを最適化するように、業務アプリケーション層のフォーマット、制御および管理は、データのために責任がある。TCP / IPスタック内で人気のあるアプリケーション層プロトコルここで、ハイパーテキスト転送プロトコル（HTTP）であり、このプロトコルは、インターネット経由でデータを渡すために開発されました。
連邦通信委員会FCCパート15のルールは、ISMバンド送信電力が36dBmに制限されて有効である。一つの例外は、リンクを指すように2.4GHz帯の固定点を利用することである24dBiの利得アンテナを使用することができ、24dBmの送信電力、総有効ようRF電力は、パケット誤り率が1％未満であり、受信機の感度は、2.4GHz帯の受信信号を-85dBmすることができなければならないようにしたい。1ミリワットの少なくとも送信電力に達しなければならない。他（EIRP）を48dBmに達し、は868MHzを受信します915MHz帯で-9dBmの信号強度。
古い建物または新しい地面設定
産業物事がライン上で実行するために彼らのサポートのための多くの有線および無線の基準を持っている必要がありますが、既存のネットワークシステムの構築は、オプションの現在の数ははるかに新しい開発IIoTソリューションではありませんIIoT使用したいが、ネットワーク環境に統合するために調整しなければなりません。
古い機器の形を結合制限なしで、新しい環境で作成された新しい地（グリーンフィールド）、ゼロから新しいシステムを、設定する。例えば、新たな工場や倉庫の建設を考慮することができる建物の金属のスケルトンにインストールIIoTソリューションを最高のパフォーマンスを達成する。
オールド・オールドネットワークは、物事を実行することは適切ではないかもしれない。既存のインフラストラクチャ内に設置IIoTネットワークであり、課題はさらに深刻になる施設（ブラウンフィールド）を構築するが、新しいシステムではなくIIoTといずれかがインストールされなければなりませんシステムが実行共存、およびこれらの古いシステムは、多くの場合、RF干渉信号の源である。開発者は、ハードウェア、組み込みソフトウェア、および以前に形成された設計上の決定に関する制限を含め、レガシー環境を残すために着手しなければならない。開発プロセスが非常に複雑になるので、あることを慎重に慎重に分析し、設計し、テストします。
ネットワークトポロジ
IEEE 802.15.4プロトコルは、2つのカテゴリを提供する。フル機能デバイス（FFD）は、任意のトポロジーと通信することができると、PANコーディネータ（コーディネータ）のような任意の他の装置に使用されてもよい。コンパクト機能装置（RFD）にのみスターに装着されていますトポロジー状、及びネットワークコーディネータとして使用することができない。コーディネーター1つだけのネットワークユーザは、IEEE 802.15.4仕様のアプリケーション・ネットワーク・モデルの単純なビルド環境に応じて適切な形状を選択することができ、式を含む（ピア・ツー・ピア）、スター、メッシュ、マルチホップ（図4）。
図のピア・ツー・ピア、スター、およびマルチホップメッシュトポロジ
単純に2をリンクする、しかし。トポロジーのこの速い形成速度をネットワークリンク距離を拡大するために、任意のスマートを使用していないが、一度ネットワーク全体がシャットダウンされるノードに障害が発生したネットワークノードのトポロジーをピアツーピア、利用可能な冗長性はありません言葉
スタートポロジは、放射線のようなネットワークから延長され、2つのノード間の大きなプル伝送長、一般的な使用FFDノードとして、マスター複数のRFDノードを通信することができるが、各ノードはまだのみRFDであります。限りFFDとして、ノード障害（単一障害点）があっても、このトポロジは、ネットワーク全体が動作すると、ルータ通信を継続することができます。
任意のノードが他のノードにジャンプすることができるように、それによってネットワークの強さを高めるために冗長通信路を提供し、相互に通信ネットワークトポロジをメッシュ。消費電力と伝送遅延を減少、最小ジャンプパスを通信できるようにするトポロジネットワークインテリジェンスメッシュこの機構は、ノードがネットワークまたは離脱からなるネットワークからの参加できるように、環境の変化に応じて適合させることができる自己のネットワークトポロジ（自己組織化）を含みます。
信頼性
IIoTユーザーが最も重要な信頼性とセキュリティで、組織は多くの場合、データ分析を実行するために大規模で複雑なクラスタに依存しているが、これらのシステムは、多くの場合、データ伝送、インデックス、データの取り込み、変換、およびボトルネックがある荷役領域を含みます。下流のクラスタ内のボトルネックを回避したい、各エッジノードは、効率的な通信しなければならない非常に重要になってきます。
大規模で不規則な形状をした高密度の金属プラント機器、セメント壁、区画、金属棚は、すべてマルチパス電磁波を生成します。
各波が送信側アンテナからの方向に向けて出射される、「マルチパス」は電波波形変化の状態を指し、すなわち、三つのカテゴリーに受信見入射介して伝搬環境（環境伝播）に対して送信した後、受信機の前に発生します反射、回折、および散乱の場合、複数の経路によって送信される波は振幅および位相が変化し、宛先受信機は建設的または破壊的干渉を受ける信号を見ることができる。
CSMA-CAチャネルアクセス
CSMA / CA（Carrier Sense Multiple Access and Collision Avoidance）は、ネットワークノードがキャリア検出メカニズムを使用するデータリンクレイヤ通信プロトコルです。ノードは、伝送チャネルがアイドルであることを検出すると一度だけ送信します。図5は、送信端から遠いノードが基地局 "Y"を見ることができるが、他のノードを見ることができない例を示している。 XまたはZ。
図5隠れノードXとZは直接通信できません。
（ハンドシェーキング）プログラムをハンドシェイクするRTS / CTS機構を仮想キャリアセンスを構築使用し、WLANデータエンティティを送信するためにそのようなプロセスでは、データ伝送に送信され、空に短い要求メッセージは、802.11キャリアセンスを依存し、そしてIEEE802.15.4は、CSMA / CAメカニズムを使用することである。これらの隠れ端末問題、許可RTS / CTSハンドシェイクとCSMA / CAの業界ミックスを克服観察の距離を長くすることができる隠れノードの送信電力を増加します。
変調信号の位相、振幅、周波数、または直交位相シフトキーイング（QPSK）の4つのフェーズを使用して変調方式の高度な変調方式を開発した帯域幅の円の中に符号化されたシンボルのそれぞれを改善するために2ビットのデータ。
変調メカニズムを使用して帯域幅を効果的に改善する
ハイブリッド直交変調アーキテクチャ（図6）は、二つの連続するデータビットに切断バイナリ（バイナリ）のための帯域幅要件を低減するため、およびキャリア、sinωct、三角関数cosωctをωCする位相シフト信号によって直交位相が変調される。
図6オフセットQPSK変調アーキテクチャ
IEEE 802.15.4の2.4GHz ISMバンド・トランシーバ上で動作する、物理層のQPSK誘導体を使用するQPSK、O-QPSK、またはQPSKを互い違いにオフセットと呼ばれる。（テラビットの）ビット、トランスポートストリーム単一のデータ・ビットを追加重複及び干渉波形の連続相（ステップ）を防止するために、ノードXとノードYながら波形信号を送信避けるように、半分の時間でオフセットされたデータシンボルを、意志サイクル時定数を正のオフセットを超えませんマイナス90度（図7）。差分符号化の欠点であるO-QPSKが許可されていないが、それはコヒーレント検出（同期検波）側面の問題を排除するものでもありません。
図7の相転移は、±90°（左）とI / Q O-QPSKオプション（右）
IEEE 802.15.4変調方式は、データ送信の低減シンボルレートを使用し、1〜4のシンボルを使用して、2つの変調方式同時に送信された符号化ビットとO-QPSKを受信：ビットレート62.5ksymbolsそう/秒シンボルレートは250kbpsのデータ転送レートに達することができます。
ネットワークの成長に対応して、アドレス指定メカニズムが拡張されました。
すべてのIoTノードが外部IPアドレスを必要とするわけではありません。専用通信では、センサーノードは一意のIPアドレスをサポートできる必要があります。 IPv6はアドレッシングメカニズムを128ビットに拡張し、36回のグローバル一意URL（GUA）デバイスの240倍の10倍をサポートすることができます。
6LoWPANは、Ipv6パケットがIEEE 802.15を通過できるようにカプセル化とヘッダー圧縮メカニズムを定義しています。 4ネットワークを使用して送受信します。
例の1つはスレッドです。スレッドはクローズファイルですが、ライセンスフリーの通信プロトコルを6LoWPANベースで実行してさまざまなオートメーションアプリケーションをサポートすることができます。
この傾向に応じて、そのようなアナログデバイスリスト（アナログ・デバイセズ）などの半導体デバイスは、無線マイクロコントローラのアナログトランシーバAduCxファミリーとのBlackfinシリーズDSPを完全にサポート有線ネットワーク・プロトコルを提供する。高電力、低電力無線トランシーバなどプログラムモジュール--ADRF7242は、IEEE 802.15.4プロトコルをサポートし、設定された変調方式より、ユニバーサルISMバンドの使用、2000年kbpsのから50kbpsまでの範囲の伝送速度のデータ転送速度を提供し、そしてを通じて関連します米国規制FCCおよび欧州規制ETSI標準認定。
他の製品のADRF7023は、433MHzの、は868MHz、および915MHzの、は300kbpsまで1kbpsから伝送速度を含む全世界のライセンスフリーISMバンドを、使用されている。同社は、ユーザーが独自のカスタマイズされたソリューションを設計することができ、完全なWSNの開発プラットフォームを提供しています。
例えば、迅速なプラットフォームプラットフォーム開発キット一連のモジュールを含み、工業用ネットワークプロトコルの多様を埋め込むために使用することができる。SmartMesh無線チップとセンサが検証済みモジュールPCBボードのさまざまを備え、そして、メッシュネットワークソフトウェアで提供されるようにされているセンサー物事環境の様々な過酷な産業用インターネットで通信する能力。
（著者は、ADIオートメーションのエネルギー・センサー製品エンジニアリング・マネージャー）New Electronics
4.技術協力は、IIoT導入効率を向上させるための産業用IoTの主要な相互運用性である。
業界の事（IIoT）は、人々が製造業、エネルギー、交通システムを運用方法に革命をもたらすことが予想される。しかし、物事の技術のインターネットへの大規模で複雑に構成し、何の会社は、独立した完全なビジネスIIoT溶液（図1）を提供することはできません。
完全な説明については、我々は、システムアーキテクチャIIoTを考える。IIoTシステムは、インテリジェント機器およびセンサの数を増加させ、さらに（エッジノードを含む、及びローカルITドライブ）分散型ネットワーク管理を介して送信を含むだけでなく、大量のデータ（図。 2）。
図1システム設計者は、品質、歩留まり、効率性、安全性を向上させるために、特定のアプリケーションに必要なシステムを構築するために、さまざまなベンダーのソースからテクノロジコンポーネントを統合する必要があります。
図2のアーキテクチャのさまざまなサブシステムとテクノロジを組み合わせて、完全なソリューションを構築する必要があります。
さまざまなサプライヤーからのサブシステムを管理するために、それらの間の通信は決して簡単な作業ではありません。これは、Industrial Internet Consortium（IIC）の通信スタック図で示されています。レイヤー通信標準とプロトコル、およびタスク業界の多くの垂直産業（製造や電力網など）には、規制対象となる独自の一連の産業プロトコルがあります（図3）。
図3従来の多くのM2Mが展開され、さまざまな独自のプロトコルが使用されています。これらのプロトコルもシステムに統合する必要があります。
相互運用性は成功への鍵です
このため、IIoTベンダーの技術を評価する際に重要な基準は、相互運用性、すなわち技術境界を越えて情報を前後に渡す利便性です。
情報は、プロトコル、データファイル、Webサービス、およびAPIの4つの方法で配信できます。IIoTシステムでは、システムのさまざまな部分が異なる方法を使用することがありますが、究極の目的はできるだけサブシステム間の通信を行うことです。シンプルになると、システム設計者は、ツールによってもたらされる問題を解決するのではなく、実際のシステムの問題を解決することに集中することができます。
したがって、相互運用性を評価する際にどのような基準を考慮すべきか？通常、オープン性とテクノロジーパートナーという2つの側面があります。
オープンプラットフォームにより技術的機能制限が向上
オープン性は、開発者がプラットフォームを使用してシステムを構築し指定することがどれほど容易であるかを指します。複数のベンダーを持つIIoTシステムを設計する場合、ユーザーがプログラミングできるいくつかの機能があります。
CAN、フィールドバス、OPC UA、EtherCAT、Modbus、IEC-61850などのさまざまな垂直産業用プロトコルを含む多くの通信プロトコルをサポートします。
2.複数のデータファイルタイプをサポートします。
3. ThingWorxプラットフォーム用のPTC SDKなどのソフトウェア開発キット（SDK）およびモジュール開発キット（MDK）。
4. NI Linux Real-Timeなどのオープンソースのリアルタイムオペレーティングシステム。
5.オープンで拡張可能なAPI。
6. Amazon Web Services用のLabVIEW Cloud Toolkitなどのプラグインおよびアクセサリ。
これらの機能は、システム開発者がシステム開発のために設計のボトルネックに陥るのを避けることができるさまざまなクロステクニカルデータ通信オプションを提供します。オープンプラットフォームは、技術機能の限界や1つまたは2つの通信プロトコルのサポートの制限を改善します。
テクノロジーパートナーを探す
さらに、サプライヤ間のパートナーシップは、隣接するテクノロジを統合するリスクをさらに低減する統合サービスを提供することができます。IICテストプラットフォームなどの共同作業を通じて、参加企業は複数の分野の技術を統合し、スマートグリッドの通信と制御のための典型的なIIoTアプリケーション構築リファレンスアーキテクチャ。
これらのパートナーシップは、NI Industrial IoT Labsの技術デモンストレーションを通じて実演することができます。このデモでは、ポンプのアセットヘルスモニタリングを実行し、次のような複数のベンダーテクノロジを組み込んでいます。
1.フローサーブ - フローコントロールシステムソリューション（図4）
図4 Flowserveフロー制御システムのソリューション
2.Hewlett Packard Enterprise - ディープエッジコンピューティングとリモート管理
3.NI（ナショナルインスツルメンツ） - データ集録およびフィーチャ抽出
4.PTC-IoTプラットフォーム（エンタープライズシステムの分析機能および拡張現実感（AR）機能を含む）
5.OSIsoft - データ管理と履歴ライブラリ
ビジネスリーダーは、完全なIIoTソリューションを提供すると主張するサプライヤに注意する必要があります。完全なIIoTシステムには、データ取得から拡張現実まで、多くの技術分野のコンポーネントが必要です。パートナーは近隣の技術を認識し、効果的な統合の重要性を熟知し、他のベンダーと積極的に協力する必要があります。
（この記事はNI製品マーケティングエンジニアを対象としています）New Electronics
5.研究者たちは、世界で最も冷たい電子チップを作りました
バーゼル大学教授ドミニクZumbühlと彼の同僚は、ナノエレクトロニクスのチップ温度に成功したおよそマイナス273.15℃である2.8ミリケルビンまで冷却し、研究者は言った：「磁気冷却は、外部磁界が徐々に減少しているという原理に基づいていますシステムは徐々に冷却し、外部の熱の流れを避けます。
「磁場前に、減少した効果的な磁気冷却を得るために、そうでなければオフ磁化により発生した熱を吸収するために必要とされる。すなわち、我々正常ナノ電子チップは、これにより、低温レコードを達成する、2.8ミリケルビンまで冷却した方法であります方法。 '
Zumbühl教授らは、これらの2つの冷却システムを組み合わせています。どちらも磁気冷却をベースにしています。
それら全ては、導電性チップ150は（絶対零度未満の千分の一から）マイクロ冷却度ケルビンに接続されています。
彼らは、第2の冷却システムチップ自体に直接適用され、クーロンブロッケード温度計温度計の構造及び材料には、磁気冷却により2.8ミリケルビンすることが可能です。
教授Zumbühlは言った：「我々は2つの冷却システムを組み合わせ、チップは、我々は1mMのケルビンを実現するために同じ方法を使用することができると楽観3mm以下ケルビン（約マイナス273.15℃）まで低下させることができます "。
科学者たちは言う。「私たちは、かなり良い科学者は、絶対ゼロに近づく時間の物理学を理解するのに役立ちますいくつかの実験を、探索する多くの時間を持つことになりますで、超低温、の7時間にチップを維持することができました。」速いです科学技術
