DesignSpark Electrical Logolinkedin
Menu 検索
フォーラムで質問

OpenTRV バス停と暖房用ラジエータへの適用(経過報告)

LoRa、The Things Network、その他の無線

titleOpenTRVは、まずはじめに日常には欠かせないがめんどくさくエネルギーを大量に消費する暖房を改善し、家庭でのエネルギー効率を改善する(二酸化炭素排出とコストを削減する)ことを第一としている。(私以外で)誰が朝起きて、すぐに「今日は暖房をどうやって調整しようか?」と考えているだろうか? 我々には、もっと時間と脳みそを使うべきことが他にある一方で、結果として、我々の暖房に費やしている半分が無駄となっているのだ。

OpenTRVでは、スマートフォンやインターネット接続、はたまた説明書すらなくても使え、あなたが知らない間に自動的に電力消費を抑えるためのIoT機器をラジエータバルブに取り付けることを目的としている。これにはマイクロコントローラ、無線、そして分散アルゴリズムが乗っていてIoTといえるだろう。立派な画面はついていないが、シンプルでちょっとつまらないくらいが良いのだ。

我々は社会的事業であるし、これがとにかく正しいことであると思っているので、できるだけパーミッシブでオープンソースのソフトウェア、ハードウェア、メカとするようにしている。たとえば、我々のGitHubリポジトリを見てほしい: https://github.com/opentrv

title

ここで我々が気にしなければいけないことは無線通信をどうするか、ということだ。理想的には、可能であれば、シンプルで、低消費電力、低コスト、セキュア、そしてマイクロコントローラから操作できることが好ましい。また、できるだけ特定のベンダーに依らないものにしたい。

868MHz ISMバンドには、屋内通信で使っている免許不要のいくつかのチャンネルがあるが、Arduino GSMシールドを使えばGSM (2G/GPRS)を利用したり、この後説明するLoRaを使ったりすることで、スマートシティを実現できるだろう。

GSMが使えることはわかっているが、実際には消費電力と通信費の点で高価であるため、LoRaが有力である。LoRaは、一度インフラができてしまえば、低帯域IoTアプリケーションを無料で実現できるかもしれないものであり、 The Things Networkがそのよい例だ。

OpenTRVはLoRaの基地局をロンドンに今のところ2つ設置し、そのうち1つはEuston RoadのDigital Catapult屋上にある。

title
https://twitter.com/OpenTRV/status/672045151099973637

都会での通信範囲は最大2kmであると思われるが、これは少し変動するものなので、バス停がどれくらい混んでいるか検出するためのLoRaに対応したセンサをロンドンのバス待合所にどのように配置するか検討しているところだ。

セキュリティ面

セキュリティについて少し述べたが、家庭やIoTの場合、セキュリティがないがしろにされることが多い。

最初の1000のOpenTRVバルブを展開する時は、セキュリティの懸念は厄介な問題だ。我々の目標であるEU域内にある4億のラジエータを実現するには、エネルギーのインフラでの脆弱性と同じくらい、センシティブなデータの保護やデバイスのハッキングを防ぐことは非常に重要である。

世界平和のために我々が貢献していることの1つは、パーミッシブなライセンスのマイクロコントローラで使いやすい、IoTセンサやアクチュエータから家庭ハブまで工業レベルのセキュリティ(認証と暗号化)を実現した小規模(~4KB)AES-GCMの実装である。 Github/OTAESGCM

AES-GCMは広く知られた優秀なセキュリティスキームだが、世界のシンプルで小規模のプロセッサや無線に適用するために、我々で使い始めるために我々でwフレームワークを用意した。Github/Framework

ライブラリとスペックに関するフィードバックを我々は歓迎している。それは、欠陥を見つけてくれる方がたくさんいるほど、バグを見つけるのが簡単になるからだ。

同じく、特定のベンダーのハードウェアに依らない代替品があれば、教えていただけるととても助かる。

相互運用性

OpenTRVは、家庭にある既存の設備をうまく使い、低価格を実現できたときだけ、(そして車輪の最発明をしすぎなければ)エネルギー消費や二酸化炭素の排出軽減を達成できる。

この目的のため、Open Energy Monitorの素晴らしい人々やKen Boakらと相互運用性ハッカソンを開催し、6か月間のゴールを設定した。 Github/interoperability hackathon

無線のトラフィックを確保できる方法を見つけ、OEMを助けることができれば素晴らしいと考えている。

そして、Kenは、IoT空間における摩擦を減らす手助けとなる、優れたいくつかのボードデザインを用意してくれた。

ローンチパッド ワークショップ

最後のワークショップ(RSが支援してくれている、ありがとう!)で我々はIoTローンチパッドプロジェクトを仕上げようとしている。「Internet of ThingsとThe Things Networkワークショップ」だ。

以下から予約できる(割引あり)。

https://www.eventbrite.co.uk/e/internet-of-things-and-the-things-network-workshop-tickets-22106278474?discount=LAUNCHPAD

LoRaセンサボードの代金も含まれており、LoRa基地局があり便利なDigital Catapultで行われる。

また、もともとの stack-of-Lego-bricksピッチの目的にあったシンプルなスタンダードIoTボードもお見せしようと考えている。

関連記事 

FEEDBACK WANTED: IoT secure radio comms

OpenTRV - IoTによる省エネ

The Things Network Reading が推進するIoT向けネットワーク:LoraWAN 

OpenTRV sets out to make it easy to save lots of energy by just heating the rooms that you’re using, and by no longer trying to use a single thermostat to get your whole house comfortable. It is designed to be simple to (retro-)fit to existing UK housing stock with radiator central heating.

24 Feb 2016, 15:21