ITパスポート 2021年 問80

IoTデバイスとゲートウェイの無線接続で適切な仕様はどれか【ITパスポート 解説】

正解の理由

解法ステップ

1. 問題文のキーワードを確認する
   • 「低消費電力」「無線通信」「デバイスと近傍のゲートウェイ」の3点を重視する。
2. 選択肢の略語・語句をひとつずつ確認する（何を意味するかを把握する）。
   • BLE → Bluetooth Low Energy（低消費電力の無線）
   • HEMS → Home Energy Management System（家庭のエネルギー管理システム）※通信方式ではない
   • NUI → Natural User Interface（自然操作インターフェース）※通信規格ではない
   • PLC → Power Line Communication（電力線通信）※無線ではなく有線（電力線）を使う
3. 要件（低消費電力かつ無線）に合うものを残し、他を消去する。
4. 残った BLE を選ぶ。

選択肢別の誤答解説

• ア BLE
  • 正答。Bluetooth の低消費電力モードで、短距離（数〜数十メートル）でのセンサ通信に適する。広告パケットや接続による省電力通信が可能。
• イ HEMS（Home Energy Management System：家庭用エネルギー管理システム）
  • 誤答。HEMS は「家庭内の電力や機器を管理するシステム」のことを指す用語で、特定の無線規格ではありません。システム名であって通信の仕様ではないため不適。
• ウ NUI（Natural User Interface：自然操作インターフェース）
  • 誤答。NUI は「ジェスチャーや音声など自然な操作を用いるユーザインターフェース」の概念で、無線通信の仕様ではありません。
• エ PLC（Power Line Communication：電力線通信）
  • 誤答。PLC は電力線（家の配線など）を通信路として使う技術で、有線に分類されます。問題は「無線通信」を求めているため不適。

よくある誤解

1. 「Bluetooth といえば電力を食うからダメ」と考える誤解
   • Bluetooth には従来の Classic Bluetooth（音声向けで消費電力が高い）と、低消費電力を目的とした BLE があり、用途で使い分けます。センサー用途では BLE を選びます。
2. 「PLC は電力線を使うからIoTデバイス同士で便利だ」と考える誤解
   • PLC は確かに既存の配線を利用できますが、無線ではありません。設問は「無線通信の仕様」を問うているため該当しません。

補足コラム

• BLE の特徴（初心者向けポイント）
  • 周波数帯：2.4 GHz 帯（Wi‑Fi や他の機器とも共存する）
  • 消費電力：短いデータ送信を間欠で行えば数ヶ月〜数年単位で電池が持つこともある（使用条件により変動）。
  • 範囲：一般に数メートル〜数十メートル。環境（障害物や電波干渉）で変わる。
  • 用途例：温湿度センサー、フィットネストラッカー、ビーコン（位置情報）など。
  • プロファイル例：GATT（Generic Attribute Profile：データの読み書きのルール）という仕組みでセンサデータをやり取りします。
• 他の低消費電力無線と比較（簡単に）
  • Zigbee（IEEE 802.15.4 ベース）：低消費電力でメッシュ（中継）構成が得意。家庭内センサのネットワークに向く。
  • LoRa（Long Range）：非常に長距離（数km〜）で低速・低消費電力。広域のセンサネットワーク向け。
  • NB‑IoT（Narrowband IoT）：携帯電話網を使う低消費電力技術。広域の通信が必要な場合に使う。
  • 選び方は「通信距離」「データ量」「消費電力」「ネットワーク形態（直接ゲートウェイ接続かメッシュか）」で決めます。本問は「近傍ゲートウェイ」とあるので BLE が最適です。

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