IT用語辞典

AWS IoT Coreは、接続されたデバイスがクラウドアプリケーションや他のデバイスと安全かつ簡単にやり取りできるマネージドクラウドサービスです。数十億のデバイスと数兆のメッセージをサポートし、メッセージを処理してAWSエンドポイントや他のデバイスに確実にルーティングできます。Device Shadow、ルールエンジン、セキュリティ機能を統合提供します。

Azure IoT Hubは、IoTアプリケーションとそれが管理するデバイス間の安全で信頼性の高い双方向通信を実現するマネージドサービスです。デバイスからクラウドへのテレメトリ、ファイルアップロード、クラウドからデバイスへのコマンド&コントロールメソッドをサポート。Azure Digital Twins、Azure Time Series Insightsとの連携も可能です。

Google Cloud IoTは、デバイスの接続、管理、データ取り込みのための完全マネージドサービスセットです。IoT Core（現在は非推奨）に代わり、Pub/Sub、Dataflow、BigQueryなどのGCPサービスと統合してエンドツーエンドのIoTソリューションを構築します。TensorFlowとの連携によりエッジでのAI推論も可能です。

ThingSpeakは、IoTデバイスからのデータを収集、保存、分析、可視化するためのクラウドベースプラットフォームです。RESTful APIとMQTTプロトコルをサポートし、MATLABによる高度な分析機能を提供します。プロトタイピングや小規模プロジェクトに適しており、無料プランでも十分な機能を利用できます。

CoAP（Constrained Application Protocol）は、メモリやCPUが限られた制約のあるデバイス向けに設計されたWebプロトコルです。HTTPと類似したRESTfulインターフェースを提供しながら、UDPベースで軽量性を実現。GET、POST、PUT、DELETEメソッドをサポートし、リソース発見機能も備えています。

Zigbeeは、低消費電力、低コスト、低データレートの無線PAN（Personal Area Network）向け通信規格です。IEEE 802.15.4標準をベースとし、メッシュネットワークトポロジーをサポート。スマートホーム機器、産業センサー、ビルディングオートメーションで広く使用され、最大65,000ノードをサポートします。

Z-Waveは、スマートホーム向けに特化された無線通信プロトコルです。Sub-GHz帯域（868MHz/908MHz/921MHz）を使用し、Wi-Fiとの干渉を避けながら、最大232台のデバイスをメッシュネットワークで接続できます。相互運用性を重視し、異なるメーカーの機器間でも確実な連携を実現します。

ESP32は、Espressif Systems社が開発したWi-Fi + Bluetooth搭載のマイクロコントローラです。デュアルコアCPU、豊富なGPIO、ADC/DAC、タッチセンサー、暗号化ハードウェアを統合。Arduino IDEやESP-IDFでの開発が可能で、IoTプロトタイピングから商用製品まで幅広く使用されています。

STM32は、32bit ARM Cortexプロセッサを採用したマイクロコントローラファミリーです。F0からH7まで多様なシリーズを展開し、エントリーレベルから高性能アプリケーションまでカバー。STM32CubeIDEやHAL（Hardware Abstraction Layer）により効率的な開発が可能で、産業用IoTや組み込みシステムで広く採用されています。

エッジアナリティクスは、データ生成地点に近いエッジデバイスやゲートウェイ上で分析処理を実行する技術です。全データをクラウドに送信せず、ローカルで前処理・フィルタリング・集約を行うことで、ネットワーク負荷削減、レイテンシ改善、プライバシー保護を実現。Apache Kafka、Apache Storm、TensorFlow Liteなどが使用されます。

フォグコンピューティングは、Ciscoが提唱したエッジコンピューティングの拡張概念です。デバイスとクラウドの間にフォグノード（ゲートウェイ、ルーター、基地局など）を配置し、分散的な処理・ストレージ・ネットワーキングサービスを提供。地理的分散、低遅延、モビリティサポートが特徴で、スマートシティやV2X通信で活用されます。

ローカル処理は、IoTデバイス自体やエッジゲートウェイ上でのデータ処理・制御判断を指します。クラウド接続に依存せずオフラインでも動作可能で、レスポンスの高速化、プライバシー保護、通信コスト削減を実現。マイクロコントローラやSBC（Single Board Computer）上でのリアルタイム制御、センサーデータ前処理などに適用されます。

デバイス認証は、IoTデバイスがネットワークやサービスにアクセスする際に、その身元を確認するセキュリティメカニズムです。X.509証明書、事前共有鍵（PSK）、楕円曲線暗号（ECC）などを使用し、なりすましや不正アクセスを防止。デバイス固有の識別子とデジタル証明書の組み合わせにより、信頼できる通信チャネルを確立します。

セキュア通信は、IoTデバイスとサーバー間でのデータ送受信において、暗号化、認証、改ざん検知を組み合わせて安全性を確保する技術です。TLS（Transport Layer Security）、DTLS（Datagram TLS）、IPSecなどのプロトコルを使用し、盗聴、改ざん、なりすましから通信を保護します。軽量化された暗号方式も開発されています。

ファームウェア更新（OTA: Over-The-Air Update）は、展開済みIoTデバイスのファームウェアを遠隔で安全に更新する機能です。セキュリティパッチ適用、新機能追加、バグ修正が可能で、デジタル署名による認証、差分更新による効率化、ロールバック機能による安全性確保が重要な要素です。AWS IoT Jobs、Azure IoT Hub、カスタムOTAシステムなどが利用されます。

IoTデータパイプラインは、デバイスからクラウドまでのデータフローを自動化する仕組みです。データ取り込み、前処理、変換、検証、ルーティング、保存、分析の各段階を経て、ビジネス価値を創出します。Apache Kafka、AWS Kinesis、Azure Stream Analytics、Lambda Architecture等の技術を組み合わせ、スケーラブルで fault-tolerant なシステムを構築します。

時系列データベース（TSDB）は、タイムスタンプ付きデータの格納・クエリに特化したデータベースです。IoTセンサーデータ、メトリクス、ログなどの時系列データを高速に処理し、データ圧縮、自動的なデータの間引き（downsampling）、集約機能を提供。InfluxDB、TimescaleDB、Amazon Timestream、Prometheus等が代表例です。

IoTアナリティクスは、IoTデバイスから収集された大量のデータを分析し、ビジネス価値を創出する技術です。ストリーム分析、バッチ分析、機械学習を組み合わせ、リアルタイム監視、予測保全、最適化、異常検知を実現。Apache Spark、Amazon QuickSight、Tableau、カスタムMLモデルなどを活用し、データドリブンな意思決定を支援します。

SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）は、地理的に分散した産業設備を中央から監視・制御するシステムです。HMI（Human Machine Interface）、RTU（Remote Terminal Unit）、PLC（Programmable Logic Controller）、通信ネットワークで構成され、リアルタイムでのデータ収集、プロセス制御、アラーム管理、履歴記録を行います。

PLC（Programmable Logic Controller）は、工場の自動化システムで使用される産業用コンピュータです。リレー制御回路の置き換えとして開発され、ラダー図、ファンクションブロック図等の言語でプログラミング。高い信頼性、リアルタイム性、耐環境性を持ち、製造業、インフラ、ビル管理システムで広く使用されています。

HMI（Human Machine Interface）は、オペレータが産業システムと対話するためのインターフェースです。タッチパネル、ディスプレイ、ボタン、警告灯などのハードウェアと、プロセス監視、制御、データ表示のためのソフトウェアで構成。直感的な操作性、視認性、安全性を重視し、工場の生産性向上と安全確保に貢献します。

予知保全（Predictive Maintenance）は、IoTセンサーから収集したデータと機械学習アルゴリズムを組み合わせて、設備の故障を事前に予測する保全戦略です。振動、温度、電流、音響などの状態監視データから異常パターンを検出し、予防保全（定期メンテナンス）から予知保全へのパラダイムシフトを実現。コスト削減と稼働率向上を両立します。

ホームオートメーションは、住宅内の様々な機器をネットワークで接続し、自動化・一元管理するシステムです。照明制御、温度調節、セキュリティシステム、オーディオビジュアル機器、家電製品を統合し、スマートフォンアプリや音声操作で制御。エネルギー効率、利便性、セキュリティの向上を実現します。

スマート家電は、Wi-Fi等のネットワーク接続機能を内蔵し、スマートフォンやクラウドサービスと連携する次世代家電です。冷蔵庫、エアコン、洗濯機、掃除機、炊飯器などがスマート化され、遠隔操作、運転状況監視、エネルギー最適化、メンテナンス通知、学習機能による自動調整などの付加価値を提供します。

音声アシスタント連携は、Amazon Alexa、Google Assistant、Apple Siriなどの音声AIプラットフォームとIoTデバイスを統合する技術です。音声コマンドによる自然な機器操作、スキル/アクション開発、デバイス状態の音声応答、マルチモーダル体験（音声+画面）を提供。APIやSDKを通じてサードパーティデバイスとの連携を実現します。