ITパスポート 2022年 問97

水田の水位を計測して水門を自動開閉するIoTシステムの図 問題【ITパスポート 解説】

正解の理由

解法ステップ

1. 図の矢印の向きを確認する。上からデータが右へ進み、サーバから戻りがある（二方向通信）。
2. 矢印の元・先が何を表すかを考える。
   • 「水田の水位」→a：値を「計測して送る」もの＝センサ。
   • サーバ→b→「水田の水門」：指示を受けて動かすもの＝アクチュエータ。
3. 選択肢と照合する。a＝センサ、b＝アクチュエータの組合せを選ぶ。

選択肢別の誤答解説

• ア（a: アクチュエータ、b: IoTゲートウェイ）
  誤り。aは水位という「測る」対象からデータを受けているため計測する装置＝センサであって、アクチュエータ（動作する装置）ではありません。bがIoTゲートウェイ（ネットワーク接続の橋渡し装置）というのも、図のbは水門へ物理的信号を送っているため「動かす」装置です。ゲートウェイはその役割ではありません。
• イ（a: アクチュエータ、b: センサ）
  誤り。aはデータ（水位）を送っており「測る」役割、bはサーバの指示で水門を操作している「動かす」役割です。問われている上下の役割を逆にしています。
• ウ（a: センサ、b: IoTゲートウェイ）
  途中は合っているように見えますが誤り。aがセンサは正しいものの、bは水門を直接操作しているため「アクチュエータ」であるべきです。IoTゲートウェイはデバイスとクラウドの間で通信やプロトコル変換を行う装置であり、水門を動かす機能ではありません。
• エ（a: センサ、b: アクチュエータ）
  正しい。上が「計測」、下が「動作」という役割分担と一致します。

よくある誤解

1. 「通信機能部＝アクチュエータ／センサ」と混同する
   通信機能部（あるいはIoTゲートウェイ）はデータの送受信や中継を行います。測るのがセンサ、動かすのがアクチュエータです。役割が別々であることを押さえてください。
2. 矢印の向きを見ずに「どう聞こえるか」で判断する
   問題は図のデータの流れ（矢印）で判断します。どちらが送っているか・受け取っているかを矢印で確かめましょう。
3. 「ゲートウェイ＝制御装置」と誤解する
   ゲートウェイはネットワーク接続やプロトコル変換を担いますが、現場の機械（バルブやモーター）を直接動かすのはアクチュエータです。

補足コラム

• センサの具体例：水位センサ（超音波、浮き式など）で水位を検出し、電気信号に変えて送ります。英語の"sense"（感知する）から来ています。
• アクチュエータの具体例：電動バルブやソレノイド（電磁石で動く部品）で、水門を開閉します。英語の"act"（行動する）から来ています。
• IoTデバイスの構成例：センサ→マイコン（データ処理）→通信モジュール（Wi‑Fi/セルラー）→クラウド。現場での計測と遠隔の分析・指示が組み合わさって動きます。

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