IoTスタックに含まれるコンポーネント

IoTスタックは、IoTデバイスの動作に必要なすべての技術要素で構成され、各コンポーネントが他のコンポーネントに影響を与え、相互作用するエコシステムを形成します。構造によって異なりますが、基本的には、ハードウェア、センサーデータ、データトランスポート、クラウドデータ、およびクラウドレイヤーで構成されます。

IoTスタックレイヤーの仕組み

IoTの世界では、最も基本的なデバイスであっても、その機能はさまざまなテクノロジーに依存しています。これらのデバイスは、センサー、アクチュエータ、およびコンピュータを使用し、収集したデータはネットワークを介して他のデバイスまたはアプリケーションに送信され、逆もまた同じです。この複雑なエコシステムは総称してIoTスタックと呼ばれ、その構成はIoTデバイスによって大きく異なります。

これを、相互接続されて、それぞれがテクノロジーのカテゴリを表す一連のレイヤーであると想像してください。これらのレイヤーには普遍的な標準はありませんが、次のように想定できます。

ハードウェアIoTレイヤー

ハードウェアレイヤーは、センサー、メインボード、モジュール、アクチュエータ、SIMカード、アンテナなど、IoTデバイスの物理的なコンポーネントを含みます。これらのコンポーネントは、デバイスが収集および処理できるデータや、使用可能なファームウェアとプロトコルを決定します。IoT分野の発展に伴い、高度なソフトウェアや機能に対応するために、さまざまなバージョンのデバイスでハードウェアの更新が必要となる可能性があります。

データトランスポートレイヤー

データトランスポートレイヤーには、センサーとクラウド間のシームレスな双方向データフローが含まれます。IoTには、物理層やデータリンク層などのさまざまな要素が含まれており、LPWAなどのアクセステクノロジーや、ZigbeeなどのIEEE 802.15.4ベースのテクノロジーを特徴としています。IPなどのネットワーク要素は、データパケットのルーティングを処理します。TCP、UDP、MQTT、CoAPなど、特定のIoTアプリケーション要件に合わせた多様なトランスポートプロトコルを使用して、データが送信されます。

クラウドデータレイヤー

クラウドデータレイヤーは、データの集約、デバイス資産の監視、分析、保守、効率性向上を中心に展開しています。IoTを含むテクノロジー業界では、デバイス向けのIoTアプリの開発と利用を容易にする「プラットフォーム化」の広がりが見られます。Amazon IoT Core、Google IoT Core、Microsoft Azure IoT Hubなどのデバイス管理およびデータ管理プラットフォームが、このレイヤーで重要な役割を果たしています。

クラウドレイヤー

クラウドレイヤーは、データをアクセス可能で、インテリジェントかつスマートで実用的なものにすることによって、データから価値を生み出すことに重点を置いています。デバイスメーカーのプラットフォーム、アプリ、サードパーティソリューション、クラウドハイパースケールは、この目標の達成に貢献しています。AWS IoT CoreのようなApplication Enablement PlatformとConnectivity Support Platformが、このレイヤーの重要なコンポーネントの例です。