Enocean Latest Technology and Information
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This describes the latest technologies and information of EnOcean energy harvesting wireless standard. This is a useful document not only for newcomers and beginners, but also for engineers who want to know the latest information.
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Enocean Latest Technology and Information
- 2. 2008年慶応義塾大学SFC武藤佳恭教授から紹介 守谷商会が輸入するEnOcean機器の技術サポート開始 2009年 から各種開発、セミナー講師、記事執筆 2011年 EnOcean GmbH 初訪問 2011年 EnOcean Alliance日本支部誕生時から参加 2012年 から EnOcean Alliance TWG としても活動 約50種近くのシステム開発を経験（多くが試作） アキバNET館 EnOcean = Energy+Ocean イルカがマスコット
- 3. エネルギー・ハーベスティング ◦ Energy Harvest, Energy Harvesting, Power Harvest, Power Harvesting とも 本来の意義 ハーベスト＝収穫：自然エネルギーの取り込み 水力発電, 太陽発電, 地熱発電, 波力発電など Energy Harvesting →日本訳語：環境発電の元 2001年にEnOcean社が製品出荷してから用語の意味が変化 自然エネルギー発電→バッテリーレス・デジタル無線通信 EnOcean ≠ エコロジー（省電力・環境保護） すなわち Energy Harvesting =電池不要、電線削減、労力削減、自由配置、遠隔制御、デジタル化、IoT化 ＝ あらゆるコストを削減 可能にする技術 省電力方式の標準化 とモジュール化による あらゆるコスト削減
- 4. EnOcean :エネルギー・ハーベスティングの元祖&標準 特許に保護されている専用技術 商品技術は数々の賞を受賞 シーメンス社研究部門の1998年の実験成果を基に創業準備 シーメンス社から2001年に独立 （ドイツ・エコロジー法が後押し） 元々は長期運用可能な建築物のための無線標準規格 主にビル管理システム用の省電力無線通信規格 400社以上の製品製造会社が最終製品を提供 現在入手可能な相互接続が可能な製品数が 5,000以上 延べ100万棟以上の建物で設置済 各種グリーンテクノロジー賞受賞 IEC/ISO 14543-3-10 標準規格 （世界標準規格） チップレベルで電波法工事設計認証取得 (928MHz) 常に進化し続ける技術開発 2015年 AESセキュリティ 対応新製品導入 2016年 長距離無線(LPWA) 対応製品導入 進化が速い 無線技術 スマートビルディング、ビルディングオートメーション EnOceanはビル管理用技術としてヨーロッパを中心に普及して来 たが、現在は様々なIoT向け用途に利用されて進化し続けている
- 5. ビルディング・オートメーション 病院、学校、ホテル 歴史的建造物 工場 バス、船舶、交通 屋外、公園 スペインの連棟 超高層ビル施設管理 Torre Espacio, Torre de Cristal ロンドンバス のブザー
- 6. ◦ 20,000以上のEnOceanノードが稼働中 GW/Rep:2,000+Recv:6,000+Ctrl:12,000 ◦ 1,000 Km 以上の配線（銅線）を廃止 ◦ 2012年に EnOcean Alliance で 見学・説明会開催 空港・鉄道乗り入れ複合ビル施設 （ホテル、オフィス、ショッピングモール、交通施設） 660m(L)×65m(W) ×45m(H) 2012年1月オープン http://www.thesquaire.com/ 照明、電子カー テン、空調制御 のEnOcean スイッチ 天井裏配線は 全てDC 5V
- 8. EnOcean Allianceのホームページで928MHzを指定して検索可能 弊社運営「日本のEnOcean情報」 https://www.enocean-alliance.org/products/ https://www.enocean.jp/
- 9. www.enocean-alliance.org ◦ 2008年設立（日本支部2011年） ◦ 400社以上が参加 ◦ 日本国内は約40社 ◦ 参加企業は相互接続可能な1,000種 以上の製品を供給 TWG (Technical Working Group) 標準化 仕様策定 ソフトウェア実装 新技術評価 MWG (Marketing Working Group) 拡販、普及、イベント、サポート https://www.enocean-alliance.org/membership/our-members/
- 10. 主に送信側 (非対称通信) 主に受信側 (非対称) STMPTM TCM 無線周波数は928.35Mhz 1CHを使用してFromアドレスで互いを識別
- 11. メカニカル: 指先の力によるエネルギー 基本原理は電磁誘導作用 プッシュボタン操作によるユーザー個別のエネルギー変換 100,000 回操作でもメンテナンス・フリー（約30年） 薄型化、小型化が可能な基本モジュール・デザイン ソーラー・セル: 自然光と室内光 即時動作可能な エネルギー 供給源 標準品 ソーラーセル (13x35mm) の室内利用の評価 温度差発電: ペルチェ素子 EnOcean 超低電圧 DC/DC コンバータによる昇圧 0.1～0.5V→3.3V メンテナンス・フリーで実装・運用が可能 蓄積: キャパシタ制御 効率・サイズの最適化 → SHOEI PAS614L :0.25F (コンデンサの約千倍) 構造の違いによる最適回路を策定 ECO 200 ECT 310 ECS 200 STM3xy,STM4xy 省電力無線送信をするためには、様々な発電・蓄積技術が利用可能
- 12. 無線チップ固有EnOcean ID（Mac Address）で互いを識別 使用する電波は１ch 必要最小限30Byte程度の専用テレグラム コネクション無し、原則ACK無しの垂れ流し通信 ゲートウェイの導入で 容易なCloud接続 Azure IoT Edge対応 iBRESS Cloud on AWS IBM Watson IoT対応 デジタル化したセンサー・制御情報は自由に活用可能
- 13. 868 MHz 868 MHz 868 MHz 315/868 MHz 868/315 MHz 868 MHz 902MHz 928MHz 1GHz<(サブギガ帯)通信品質を 決定づけるのは各国の法律 2.4GHz 2.4GHz World Wide 921MHz
- 15. 送信、受信、ハードウェア、ハーベスター、回路、 ソフトウェアなどの一通りEnOceanの機能を 評価・開発可能 内容 ◦ ECO200, PTM210J, PTM430Jスイッチ開発モジュール ◦ STM400J送信・ゲートウェイ ◦ USB400J 受信モジュール ◦ STM431J送信モジュール ◦ 学習用CD(オプション)
- 17. 全プラットフォームに共通導入 ◦ PTMシリーズではSeedやキーをMRAMに保管 ◦ APIライブラリを準備、DolphinStudioで開発 Rolling Code (RLC) ◦ 再生不可能な暗号化通信 耐 Copy and Paste攻撃 耐Copy and Change攻撃 AES128 ◦ 公開キー交換による 暗号化通信 (PKI) PUBLIC KEY RLC AES128 ENC DATA DATA_ENC PRIVATE KEY XOR XOR PUBLIC KEY RLC AES128 ENC DATA_ENC DATA PRIVATE KEY XOR XOR Encoding Decoding 2018年下期出荷モジュールから セキュリティー機能が標準搭載予定
- 18. News release EnOcean 2.4GHzは ZigBee 3.0採用 →相互接続可能に！
- 19. バッテリーレス遠距離無線通信 ◦ 10mW (+10dBm) 送信出力 / 925MHz （日本向け） ◦ 17cm2 大容量太陽電池 ◦ -123dBm 受信側感度 ◦ ヨーロッパほか、浅草、日比谷、江戸川河川敷等で実証実験済 実証実験結果 ◦ 環境により最大7kmの 通信飛距離を確認 ◦ 3km四方程度の範囲であれば良好なEnOcean通信を確保 2017年から販売中
- 20. ありがとうございました