IoT中級 第1章「IoT概要」の学習ガイド

『IoT技術テキスト 第4版』の第1章は、IoT概論、IoTシステム構成、IoTシステム設計の考え方という見出しで構成されています。この記事ではテキスト本文は使わず、見出しを手がかりに、一次資料と当サイトの問題づくりの経験から学ぶべき論点を整理します。

構成要素ごとの説明は IoTシステムの構成 で詳しく扱っています。

ITU-T 勧告 Y.4000（旧 Y.2060）はIoTを、既存・発展中の情報通信技術で物理的・仮想的なモノを相互接続し、高度なサービスを可能にする社会の基盤と位置づけています。定義の文言そのものより、「モノ」「つながる」「サービス」の3要素を説明できることが大切です。

第1章は用語が易しく見えるため、読み流してしまいがちです。しかし、選択肢の中で「どの層の話をしているか」を取り違えると、易しい問題でも失点します。当サイトの問題づくりでは、同じ機能を別の層に置いた誤りの選択肢を多く用意しています。

読むときは、登場する用語を「デバイス層」「ネットワーク層」「プラットフォーム層」「アプリケーション層」のどこに属するかで仕分けてください。例えば、プロトコル変換はゲートウェイ、長期保存と横断分析はクラウド、測定と制御は現場の機器、というように、役割と置き場所を一組で覚えます。

設計の考え方については、要件から構成を選ぶ順序を意識すると理解が深まります。たとえば「電池で5年動かしたい」という要件があれば、送信回数を減らす、省電力の無線を選ぶ、エッジで間引く、という連鎖で構成が決まります。こうした因果の説明ができれば、見慣れない事例の問題にも対応できます。

また、IoTが社会でどう使われているかという事例（スマートシティ、農業、製造、物流など）は、技術の章を読むときの具体例として役に立ちます。事例ごとに「何を測り、どうつなぎ、何に使うか」の3点を短くメモしておくと、後の章の復習にも使えます。

ビニールハウスの温度と土壌水分を測り、乾いたら自動で水をやるシステムを、層ごとに仕分けてみます。

「乾いたらすぐ給水」は遅延を嫌う処理なので現場やゲートウェイで判断し、「季節ごとの最適な水やり量」は長期データが要るのでクラウドで分析する、という分担を説明できれば第1章の狙いはほぼ押さえられています。

第1章の知識は、他の章の問題を解くときの土台として繰り返し使われます。第4章で通信方式を選ぶときは「デバイスとゲートウェイの間か、ゲートウェイとクラウドの間か」、第7章でセキュリティ対策を考えるときは「どの層を守る対策か」を判断する必要があり、そのたびに第1章の構成図が役に立ちます。

復習の際は、白紙に3層構成の図を描き、各層に置かれる機器・ソフト・通信の例を書き込んでみてください。何も見ずに描けるようになれば、第1章の理解は十分と考えてよいでしょう（当サイトの目安）。描けない部分があれば、その層に関する章を読み直す合図です。

なお、IoTの定義や構成の説明は資料によって言葉づかいが少しずつ違います。試験対策としては一つの言い回しに固執せず、要素と関係を自分の言葉で説明できる状態を目指すのが安全です。

以下は 当サイトの目安 で、公式に示されたものではありません。第1章は他の章の前提になるため、最初に短く読み、全章を終えた後にもう一度読み返す二段構えがおすすめです。

1. 13層構成の図を自分で描けるようにする（30分）
2. 2用語の対比表を見ずに説明できるか確かめる（1時間）
3. 3設計の考え方を「要件→構成」の流れでまとめる（1時間）
4. 4問題演習で間違えた論点を第2章以降と結びつける（2時間）

章の読み方全体は IoT中級の勉強方法 を参照してください。第1章は当サイトの 無料お試し でも出題しています。

問1 IoTとM2Mの関係の説明として、最も適切なものはどれか。

ア：IoTは機器間通信に加え、ネットワーク経由のデータ活用まで含む概念である／イ：M2Mはクラウドを必ず使い、IoTはクラウドを使わない方式を指す概念である／ウ：IoTとM2Mは同じ意味で、使われる業界の違いで呼び名が変わるだけである／エ：M2Mは人が操作する端末同士の通信で、IoTは機器同士の通信を指す概念である

正解：ア。イはクラウド利用の有無で区別しておらず誤り。ウは範囲の違いを無視しています。エは人と機器の役割が逆です。

問2 電池駆動の多数のセンサからデータを集める構成で、ゲートウェイに持たせる役割として最も適切なものはどれか。

ア：センサの電池を無線で充電し、交換の手間をなくす役割を担う／イ：近距離無線のデータを集約し、プロトコルを変換して上位へ送る／ウ：クラウドの代わりに全データを長期保存し、分析を一手に担う／エ：センサの測定原理を切り替え、測定対象を自動で変更する

正解：イ。アは給電の話で役割が違います。ウは長期保存と分析はクラウド側が主です。エは測定原理はセンサ自体の性質です。

問3 IoTシステムの設計で、エッジ処理を採用する理由として最も適切でないものはどれか。

ア：制御の応答時間を短くし、遅延の要件を満たすため／イ：送信データ量を減らし、通信費用と帯域を節約するため／ウ：個人情報を現場で匿名化してから送り、リスクを下げるため／エ：大量の過去データを横断した学習をエッジだけで行うため

正解：エ。大量の過去データを横断する学習は、計算資源を集約できるクラウドが向いています。ア〜ウはいずれもエッジ処理の代表的な利点です。