IoT接続基盤「Matter over Wi-SUN FAN」の開発と実証実験の成功

IoT接続基盤「Matter over Wi-SUN FAN」の革新

はじめに

近年、スマートホームやIoT技術の進化が急速に進む中、その核となるのがスマートホーム機器同士を相互に接続し、シームレスに制御するための国際標準規格「Matter」です。この規格は、異なるメーカーの機器を共通の枠組みで接続することを可能にし、エネルギー管理など多様な応用が期待されています。しかし、これまで使用されていた通信基盤には、通信距離や干渉の問題があったため、これらの課題に立ち向かう新たな基盤が求められていました。

このたび、国立大学法人京都大学の研究チームが、その期待に応える形で「Matter over Wi-SUN FAN」なる新たなIoT接続基盤を開発しました。これは、無線通信規格である「Wi-SUN FAN」と「Matter」を融合させたもので、より広範な通信と安定した接続性を実現しています。

研究背景

Matterの普及が進む中、利用される通信技術にはWi-FiやThreadがありますが、2.4GHz帯での干渉や通信距離の制限が課題です。特に、屋外や他の建物との通信安定性を確保するには、小さな周波数である920MHz帯を利用する「Wi-SUN FAN」が注目されてきました。

Wi-SUN FANは、20ホップを超える多段中継に対応し、周波数ホッピングによる干渉低減の特長があります。この特性により、Matterへの適用を考えたのです。具体的には、Wi-SUN FANのマルチホップ通信機能を用いて、Matter対応機器の安定した通信が図れるという利点があります。これを踏まえ、京都大学の研究チームにより「Matter over Wi-SUN FAN」の開発が行われました。

開発内容

本システムでは、Wi-SUN FANとMatterの機能を統合し、各端末がWi-SUN FANを介してMatterの認証処理やアプリケーション処理を行います。また、試験環境として京都大学の4階建てのビルにおいて実証実験が行われました。ここで、照明器具の遠隔制御を模擬し、問題なく機器を認識・制御できることを確認しました。

具体的には、4階の居室内に設置されたボーダールーター機能を持つMatter対応機器を使い、1階から4階にかけての照明のオンオフを行いました。これにより、複数階にまたがる建物内での安定した遠隔制御が実現されました。

実証実験の成果

実証実験では、Matter対応機器を使用し、Wi-SUN FANのマルチホップ無線通信を活用しました。照明器具が正しく制御され、既存のMatterプラットフォームとの相互運用性も確認されたのです。たとえば、Apple HomeやGoogle Home、Amazon Alexaなど、各社のスマートコントローラーとの連携を実現し、利用者は異なるプラットフォームから同時に機器を管理できることが確認されました。

今後の展開

今回の研究成果は、スマートホームやビル管理、エネルギーマネジメントの分野において、さまざまな形での応用が期待されます。特に、屋外や離れた場所に設置された機器、蓄電池やEV充電設備などにも展開できる可能性を持っています。今後は、さらなる実証とともに、スマートシティ構築に向けた実用化を目指していきます。

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京都大学　原田研究室

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