大学校及び設置科 東北職業能力開発大学校 附属秋田職業能力開発短期大学校電子情報技術科
課題実習の前提となる科目または知識、技能・技術 電気回路、電子回路、組込みC言語プログラミング技術、マイクロコンピュータ工学技術、センサ技術、アナログ回路技術、ディジタル回路技術、電子工作技術、CAD技術
課題に取り組む推奨段階 1年生における上記前提科目の履修後
課題によって養成する知識、技能・技術

課題を通して、主に、マイクロコンピュータを用いた周辺回路の制御技術が養成されます。

製作の目的と概要

ワイヤレスセンサネットワークは、分散配置されたセンサから読み取ったデータを無線で中央の制御・管理装置に送信することで一元管理できるネットワークのことであり、使用するモジュールが省電力であることから、様々な分野で注目されています。しかし、中継装置(以下、ルータ)などの機器やシステムの導入コストがかかってしまうなどといった問題があり、普及が進んでいません。
そこで、ワイヤレスセンサネットワークの中大規模化を実現するため、中大規模用のルータに着目し、Zigbee®モジュールよりも電力が少々大きくなりますが伝送距離が長く、伝送速度も速いモジュールであるBluetoothTMを組み込んだルータ(図1)を開発しました。

成果

ルータ開発のためには、センサノード(図2)と、センサノードから送信されたセンサ値などのデータを管理するベース(図3)が必要であり、筐体を含めて製作しました。特に、学生が興味を持って取り組みができるように市販の模型を使った電車の位置情報把握システムを実現しました。
BluetoothTMの問題点であるセンサノードの接続数の限界については、センサノード側が?接続、?データ送信、?切断することで回避しました。また、経路選択ができないことから、BluetoothTMモジュールを制御しているマイコンに、簡易的な独自のプロトコルを実装し、データを中継できるようにしました。
BluetoothTMは、伝送距離が長いなどのメリットはありますが、多数のセンサノードが接続される前提で開発されていないため、プロトコルを完成させるためには、今後も継続して開発する必要があります。
ワイヤレスセンサネットワークシステムのためのルータ開発(H22)の画像1
図1 製作物外観
ワイヤレスセンサネットワークシステムのためのルータ開発(H22)の画像2
図2 センサノードとルータ
ワイヤレスセンサネットワークシステムのためのルータ開発(H22)の画像3
図3 ベース(位置情報把握)