遠隔

製造業IoT実践的ラボ演習では，IoTを実現するための組込みシステムやサーバーの仕組みについて理解を深めると共に、データ収集・分析システムの開発を例題として演習を行う。本演習は大きく分けて２つのパートから構成されている。

（１）小規模組込みシステムの基礎
IoTにおけるセンサデータの収集には通常エッジノードと呼ばれる小規模な組込みシステムを利用することが多い。小規模組込みシステムを実現する方法として以下の２つの方法について学ぶ。
・近年スマートフォン等で広く使用されているARMプロセッサと書き換え可能な集積回路であるFPGA（Field Programmable Gate Array）とがひとつの集積チップ上に混載されているSoC（System on a Chip）をターゲットデバイスとして、それを利用した小規模組込みシステムの開発方法を学ぶ。ARM+FPGAデバイスを利用することにより、様々な応用に特化した組込みシステムを実現できる。
・オープンハードウェアであるRaspberry Piは、ARMプロセッサを使用したSoCチップを搭載しており、またLinuxベースのオペレーティングシステムが動作することから様々な用途に向けて利用できる組込みシステムである。Raspberry Piをエッジノードとして使用する方法について学ぶ。

（２） IoT事例 （データ収集・分析システム）
Raspberry Piをエッジノード（センサノード）として使用し収集したデータをサーバー計算機へ転送することで、容易にデータ収集・分析システムを実現することができる。本システムを実現するために必要なネットワークプログラミングなどの基礎技術について学ぶ。

すでに上記いずれかを習得済の方へのおすすめ（取替可）
・Python入門
・IoT概論

その他
・論理回路の基礎について理解しておくことが望ましい。
・プログラミング言語CあるいはPythonなどのプログラミング経験があると望ましい。

演習：
（１）Xilinx社製プログラマブルSoCであるZynqデバイスをターゲットとして、簡単な組込みシステムの設計方法について学ぶ。また、Zynqデバイス上で動作するLinuxオペレーティングシステムの実装方法および使用方法について学ぶ。
（２日間４コマ６時間）
　使用するFPGAボード：Digilent社製ZYBO Z7-20
　・FPGA上におけるプロセッサおよび周辺回路の設計
　・ハードウェアとソフトウェアの連携
　・ハードウェアモジュールの設計
　・応用プログラミング
　・Linuxオペレーティングシステムの実装
（２）Raspberry Piによるセンサおよびアクチェータ制御
（２日間４コマ６時間）
　・Raspberry Piによる組込みシステム概要
　・Raspberry Piのセットアップ
　・センサ信号の入力（ディジタル入力、アナログ入力）
　・アクチェータの制御（ディジタル出力、アナログ（PWM）出力）
　・液晶ディスプレイの制御
　・ディジタル温湿度計の製作
（３）データ収集・分析システムの開発事例
（２日間４コマ６時間）
　・センサからサーバーまでの機器構成、仕組み・機能説明
　・稼働管理システム、傾向管理システム概要説明
　・活用事例紹介
　・IoTゲートウェイの送信プロトコル説明
　・センサーユニットの送信プログラム作成
　・クラウド動作確認、まとめ