屋外設置に最適なLTE搭載IoTゲートウェイ

IoT構築要素のひとつであるゲートウェイは、世の中に多種多様な商品が存在しています。日新システムズが開発・販売するIoTゲートウェイは、LTEモジュール標準搭載の屋外設置向けゲートウェイで、沖縄・宮古島のEMS事業でも活用されています。IoTゲートウェイ機器の採用、開発検討にお役立てください。

IP66(防水・防塵)対応 屋外型IoTゲートウェイ

屋外型IoTゲートウェイは屋外設置向け対策を施したIoTゲートウェイ装置です。
防水、防塵の保護等級IP66に対応しており、特殊電源による落雷対策もされ安全なIoTゲートウェイです。
通信インタフェースは、LTE、有線LAN、RS485を搭載しています。(Wi-Fi、Wi-SUNはオプション)
アグリゲータからの指令により、エコキュートや蓄電池などの電気設備を制御し電力量を調整するなどエネルギー事業をはじめ、河川氾濫の防災監視や工場/農業向け機器制御など、さまざまな環境にて活用いただけます。

屋外型IoTゲートウェイ スペック

日新システムズが開発した宮古島版 屋外型IoTゲートウェイは、下記の通り防塵・防水など耐環境性にこだわった仕様となっています。

CPU ARM Cortex-A7(528MHz)
RAM 512MByte
ROM eMMC 3.8GB
モバイル通信 3G/LTE(Quectel製 EC25-J)
インタフェース
  • LAN ×2
  • RS-485 ×1
  • USB2.0(Host) ×1
オプション(脱着式)
  • Wi-Fi(IEEE802.11 b/g/n)
  • Wi-SUN B ルート
外部ストレージ microSD Card Slot ×1
RTC 平均月差±45秒
スイッチ 1
LED 3(ユーザ用)+1(電源専用)
電源 AC100/200[V] 端子台型(L/N/FG 端子) ※電源ケーブル含まず
屋外耐性
  • -20 ~ 50℃(筐体外部)
  • 20 ~ 85%RH(筐体内部)
  • 防塵・防水IP66
設計寿命 10年(Ta=35℃時)
外形サイズ 200 x 240 x 99mm (突起部を除く)
重量 約1kg

なぜ屋外型なのか -屋外型ゲートウェイの必要性-

屋内設置であれば、耐環境性をあまり考慮せずにハードウェアを製造できるため、量産価格を安価にできるメリットがあります。しかしながら、宮古島の実証実験の中で、屋内型ゲートウェイを設置したところ、

  • メンテナンス時に屋内へ入るためには住居者の許可が必要(不在時に作業できない)
  • 住居者が保有するインターネット回線が突如利用できなくなる
  • 電源が知らぬ間に抜けている
  • 制御対象機器が屋外のため通信不安定

など想定していないトラブルが発生しました。住居者の保有物である家電とは違い、事業者の設備を屋内設置する難しさを体験したことにより、屋外設置にこだわったゲートウェイを開発することになりました。

当社の取組み

2016年度より沖縄県宮古島市の島嶼型スマートコミュニティ実証事業へ参画し、太陽光や蓄電池、エコキュート等のエネルギーリソースを制御するためにゲートウェイ装置を開発しています。
クラウドからのデマンドレスポンス指令に対し、リソースの動作時間シフトによるピークカット、ボトムアップ制御を行っています。またゲートウェイで電力需要予測を行い、クラウドへ通知し、電力需要バランスが最適になるように運用を行っています。

実証試験:宮古島コテージホテル

コテージホテルの実負荷実証

目的

  • 負荷平準化、需要バランスの制御の実施
  • 制御性能の検証及び需要家メリット最大化を検証
  • 上位系(クラウドシステム)、通信方式の実行性の検証

実証項目

  • クラウド制御検証
  • エコキュート平準化/PV出力抑制回避
  • 蓄電池平準化/停電時給電
  • 通信方式検証(地域BWA/HDPLC/LTE)

屋外型ゲートウェイの活用例①:VPP(バーチャルパワープラント)

VPP(バーチャルパワープラント)

HEMSゲートウェイとして活用

  • ECHONET Lite、Wi-SUN Bルート対応- PV、蓄電池、ヒートポンプ給湯機などの監視、制御
  • 在宅者への表示、操作はスマホ、タブレット

屋外設置

  • 設置場所を選ばない
  • メンテナンスが容易
  • 居住者による誤操作防止
  • 屋外設置機器との安定した通信

屋外型ゲートウェイ 仕様概要

外部通信
  • LTE (MQTT)
※ アグリゲータからのDR指令受信
DRの結果を所定の書式で報告
機器通信
  • Wi-Fi:IEEE 802.11a/b/g/n
  • Wi-SUN Bルート
  • 有線LAN(Ethernet)
  • RS485
※ ECHONET Lite機器と通信(監視・制御)
ROM eMMC 3.8GB
モバイル通信 3G/LTE(Quectel製 EC25-J)
インタフェース
  • LAN ×2
  • RS-485 ×1
  • USB2.0(Host) ×1

屋外型ゲートウェイの活用例②:産業用太陽光・野立て設置(出力制御対応)

産業用太陽光・野立て設置(出力制御対応)

HEMSとして活用

  • 出力制御対応パワコンとの通信を確立
  • 接続方法はパワコンによって異なる- RS485、Modbus-TCP等

電力会社との通信

  • 出力制御のスケジュール情報を取得
  • 出力制御装置としての認証が必要

遠隔監視

  • 太陽光など設備の状態を常時監視

屋外型ゲートウェイ 仕様概要

外部通信
  • LTE (https)
※ 電力会社のWebからCSVファイルをダウンロード
機器通信
  • 有線LAN(Ethernet) or RS485
※ パワコンの種類による通信仕様も異なる