Transcript プロファイルとは?

Wireless Control That Simply Works
ZigBee アプリケーション プロファイル
Paul Covell (ポール･コベル)
Ember Asia (エンバー･エイジア)
Wireless Japan (ワイヤレスジャパン)、東京 2008 年 7 月
Copyright © 2005-2008 ZigBee
TM
Alliance. All Rights Reserved.
なぜプロファイルが必要なのか?
■ データの交換に共通の言語が必要
■ 最良に定義された一連の処理アクションが必要
■ 異なった製造者間に有効な機器の相互運用性
■ エンド ユーザーに対する利便性と信頼性の提供
■ 製品選択における消費者の柔軟性
■ 堅牢な適合テスト プログラムの作成が可能
■ OEM の経験を通じて開発された現実的なアプリケーション仕様
ZigBeeTM Alliance | Wireless Control That Simply Works
Copyright © 2005-2008. All Rights Reserved.
2
プロファイルとは?
■ パート 1: プロファイル仕様
► アプリケーション領域に必要な一連のデバイス
► 機能能力を実装するための一連のクラスター
 デバイスの状態を表す一連の属性
 通信を可能にする一連のコマンド
► どのデバイスにどのクラスターが必要かという仕様
► 各デバイスごとに必要な特定の機能詳細
■ パート 2: プロファイル テスト仕様
► デバイス適合仕様に用いる一連の
PICS*
► 適合テストに用いる一連のテストケース
*PICS – プロトコル実装適合ステートメント
ZigBeeTM Alliance | Wireless Control That Simply Works
Copyright © 2005-2008. All Rights Reserved.
3
プロファイル クラス
■ 公共プロファイル
► 一般的に利用されるアプリケーション用
► ZigBee
アライアンスのメンバーによって公に開発
► アプリケーション
フレームワーク部会内部で管理
► プロファイルのライフサイクルに従って開発
► ロゴ認証を申請でき、ZigBee
ロゴの使用が可能
■ 製造者特有プロファイル
► 製造者独自の所有権を持ったアプリケーション用
► 個別の製造者によって私的に開発
► 製造者特有プロファイルは、ZigBee
が割り当てたプロファイル識別
子を必ず使用すること
► 製造者特有プロファイルを使用して製作された商業用製品は、必ず
ネットワーク能力テストを受けること
ZigBeeTM Alliance | Wireless Control That Simply Works
Copyright © 2005-2008. All Rights Reserved.
4
プロファイル開発ライフサイクル
開発前段階
関心測定
関心喚起
適合性および認証
開発段階
MRD
開発
TRD
開発
MRD
完了
プロファイル
スタディ
グループ形成
ドラフト仕様
の開発
TRD
完了
ZCLエクステン
ションの開発
プロファイル
仕様完了
適合性テスト
プログラムの
定義
ZCL エクス
テンション
完了
相互運用性実装
の実証
適合性プロ
グラム完了
プロファイル
完成、認証製
品デビュー
プロファイル
タスクグループ
形成
ZigBeeTM Alliance | Wireless Control That Simply Works
Copyright © 2005-2008. All Rights Reserved.
5
ZigBee クラスター ライブラリ (ZCL)
ZigBee プロファイル
ZigBee クラスター ライブラリ
コントロール
照明
HVAC
産業用
ホームオー
トメーション
センサー
セキュリティ
■ ZigBee クラスター ライブラリは、機能ドメインを
指定
■ 各仕様は、対応する機能ドメイン用にクラスター
セットを指定
■ 各仕様は、必須およびオプションのクラスター、
属性、コマンド、および機能詳細を定義
■ 明確なデバイス詳細は定義されず
テレコムアプ
リケーション
商業ビルオー
トメーション
スマート
エネルギー
■ ZigBee プロファイルは、アプリケーション ドメイン
を指定
■ 各プロファイルは、クラスター ライブラリからアプ
リケーションドメインへと関連要素を収集
■ 各プロファイルは、必要なデバイスに対するデバ
イス詳細を定義
■ 各プロファイルは、各クラスターに使用されるクラ
スター識別子を、クラスター ライブラリから指定
ZigBeeTM Alliance | Wireless Control That Simply Works
Copyright © 2005-2008. All Rights Reserved.
6
ZCL クラスター
■ 計測および検知
■ HVAC
■ 一般
► ベーシック
► 電力設定
► デバイス温度設定
► 照度レベル検知
► サーモスタット
► 温度計測
► ファン制御
► 圧力計測
► 除湿制御
► 識別
► グループ
► シーン
► サーモスタット
ユーザー
インターフェイス設定
■ 照明
オフ
► カラー制御
► オン/
オフ スイッチ設定
► バラスト設定
► レベル制御
► IAS
ゾーン
► 時間
► IAS
ACE
► IAS
WD
ZigBeeTM Alliance | Wireless Control That Simply Works
Copyright © 2005-2008. All Rights Reserved.
► 相対湿度計測
■ 遮蔽
► ブラインド設定
■ セキュリティ
► アラーム
ロケーション
► 流量計測
► 占有検知
► オン/
► RSSI
► 照度計測
► ポンプ設定および制御
7
ZCL: 追加仕様
住居用デバイス
■ 基本的な操作および共通タスク
用の一般クラスター
■ 基本的な機能用の
必須クラスター
■ 拡張機能用の
オプション クラスター
►
例えば、住居用センサーの
商業用センサーへの変換など
■ 個別の製造者によって、所有権
のある拡張の追加が可能
照明源
占有センサー
一般
一般
負荷制御
ベーシック OS 制御
占有センサー制御
所有権付き拡張
クラスター2
所有権付き拡張
クラスター1
商業用デバイス
バラストユニット
占有センサー
一般
一般
負荷制御
ベーシック OS 制御
占有センサー制御
先進 OS 制御
照明センサー制御
所有権付き拡張
クラスター2
バラスト制御
所有権付き拡張
クラスター1
ZigBeeTM Alliance | Wireless Control That Simply Works
Copyright © 2005-2008. All Rights Reserved.
8
進行中のプロファイル
■ 商業ビル オートメーション (CBA)
■ ホーム オートメーション (HA)
■ 個人、在宅、および病院での健康管理 (PHHC)
■ スマート エネルギー (SE)
■ 電子通信アプリケーション (TA)
■ 将来のプロファイルをメンバー企業が提案中…
ZigBeeTM Alliance | Wireless Control That Simply Works
Copyright © 2005-2008. All Rights Reserved.
9
商業ビル オートメーション (CBA)
■ 視野領域と目的
► 商業ビル環境をターゲットにしたアプリケーション。このような環境の
条件とは:
100,000 平方フィート (約 9,300 平方メートル) 程度までのカバーエ
リアを有し、ビジネス管理され、アクセス制限がなく、セキュリティが
駐在し、他のネットワーク (例えば、BACnet) 上にある既存製品のイ
ンストール ベースと相互機能すること
■ 現在のステータス
► 市場要件ドキュメント
完了
► プロファイル仕様
完了
► テスト
進行中
プログラム
ZigBeeTM Alliance | Wireless Control That Simply Works
Copyright © 2005-2008. All Rights Reserved.
10
CBA: デバイス例
■ バラスト ユニット
► 照明器具内で照明源を制御。基本的な制御機能は、オン/
オフ、明度アップ/
ダウン、照度レベルの設定。制御は、センサー経由、スイッチ、またはリモー
トコントロールによって行う
■ コミッション ツール
► 照明システム機能を、設置されている照明器具のシステム内に組み込む。
すなわち、どのスイッチがどのバラストを制御するかの機能付与
■ センサー
► 照度レベルを制御するために、バラスト
ユニットへと自動的にフィードバック。
典型的なセンサーは、占有または照度レベル用
■ サーモスタット
► サーモスタット機器はビルトインされているか、あるいは温度、湿度、または
占有に対して個別のセンサーを有する。希望の温度設定を遠隔または直接
に操作。サーモスタットは、冷暖房装置 (例えば、室内空調機器など) に、暖
房および/または冷房要求通知を送信できるか、あるいは、冷暖房ユニットを
直接制御するメカニズムを含む
ZigBeeTM Alliance | Wireless Control That Simply Works
Copyright © 2005-2008. All Rights Reserved.
11
CBA: プロフェッショナル照明システム
占有センサー
照明バラスト
壁上のスイッチ
システム コミッショニング
PDA コントローラ
照明管理システム
TM
ZigBee Alliance | Wireless Control That Simply Works
Copyright © 2005-2008. All Rights Reserved.
12
ホーム オートメーション (HA)
■ 視野領域と目的
► 日曜大工のホームオーナーからプロの工事人まで、幅広いカスタ
マーのニーズに応える製品をOEMが生産できるようにするための
住居オートメーション市場用アプリケーション
■ 現在のステータス
► 市場要件ドキュメント
完了
► プロファイル仕様
完了
► テスト
完了
プログラム
ZigBeeTM Alliance | Wireless Control That Simply Works
Copyright © 2005-2008. All Rights Reserved.
13
HA: デバイス
■ 一般
► オン/
■ 照明
■ HVAC
オフ スイッチ
► 冷暖房ユニット
► 照明オン/オフ
► レベル制御スイッチ
► サーモスタット
► 明度調整可能照明
► 電源オン/
► 温度センサー
► カラー調整可能照明
► レベル制御可能電源
► ポンプ
► オン/オフ
► シーン
► ポンプ
オフ
セレクター
コントローラ
照明スイッチ
► 明度調整スイッチ
► 設定ツール
► 圧力センサー
► カラー調整スイッチ
► リモート
► 流量センサー
► 照明センサー
■ 侵入者警報システム
► 占有センサー
コントロール
► 複合インターフェイス
► 範囲拡張器
► 主電源コンセント
■ 遮蔽
► ブラインド
► ブラインド
コントローラ
ZigBeeTM Alliance | Wireless Control That Simply Works
Copyright © 2005-2008. All Rights Reserved.
制御および表示
設備
► IAS
► IAS
付属物制御設備
► IAS
ゾーン
► IAS
警告機器
14
HA: ホーム コントロール
テレビ/
ディスプレイ
セットトップボックス
リモート アクセス
遮蔽
照明
冷暖房
スイッチ
ZigBeeTM Alliance | Wireless Control That Simply Works
Copyright © 2005-2008. All Rights Reserved.
セキュリティ
15
個人、在宅、および病院での健康管理
(PHHC)
■ 視野領域と目的
プロファイルは、デバイスが協働することによって非侵襲性の健康管
理アプリケーションの要件を満たす、すべてのデバイスによって使用される。
健康管理用のアプリケーションは、医療機器 (血圧モニター、酸素吸入モニタ
ー、脳波モニターなど) と、非医療機器 (ゲートウェイ、携帯電話、照明システ
ムなど) に分類される。このプレゼンテーションで用いる健康管理アプリケー
ションの使用ケースは、理論的に次のカテゴリーに分類できる:
► PHHC
 慢性疾患モニタリング
 個人病状モニタリング (個人の病状と安全の確認)
 身体的健康フィットネス
■ 現在のステータス
► 市場要件ドキュメント
完了
► 技術要件ドキュメント
完了
► プロファイル仕様
進行中
ZigBeeTM Alliance | Wireless Control That Simply Works
Copyright © 2005-2008. All Rights Reserved.
16
PHHC: デバイス例
■ データ収集ユニット
► データ収集ユニット
(DCU) は、身体上の医療機器および非医療機器からデ
ータを収集し、ゲートウェイに伝達。DCU は、ローカルデータの集積および/
またはゲートウェイへの送信前のデータ圧縮を行う。一般的には、DCU はポ
ータブル デバイスで、身体上の機器 (医療または非医療機器) よりも機能性
に優れている。この機能性は、PDA や 携帯電話などのモバイル機器へと統
合可能
■ 心電計
► 心臓の電気的活動を時間経過とともに記録し計測する機器。計測の頻度は
一日に数回だが、場合によっては、数時間の継続計測も行われる
■ 脈拍計
► 心拍のいわば「プロキシ」値を測定する機器。健康な人は、脈拍計の計測値
は、正確な心拍の計測値になる。計測の頻度は一秒に数回から、一日数回
までと幅広い
■ 血圧計
► 血圧を測定する機器。一般的に、計測の頻度は一日数回
ZigBeeTM Alliance | Wireless Control That Simply Works
Copyright © 2005-2008. All Rights Reserved.
17
PHHC: 患者モニタリング
心拍モニター
血圧モニター
データ収集
ユニット
SpO2
モニター
ハンドヘルドの
診断ツール
ZigBeeTM Alliance | Wireless Control That Simply Works
Copyright © 2005-2008. All Rights Reserved.
ナース ステーション
18
スマート エネルギー (SE)
■ 視野領域と目的
► より効率的で信頼性の高いエネルギー利用を促進する、エネルギー
計測データの双方向通信およびエネルギー管理用のアプリケーショ
ン。自動メーター読み取りを超える機能を持ち、リアルタイムの価格
設定と自主的な負荷分散を可能にする需要反応システム
■ 現在のステータス
► 市場要件ドキュメント
完了
► 技術要件ドキュメント
完了
► プロファイル仕様
完了
► テスト
完了
プログラム
ZigBeeTM Alliance | Wireless Control That Simply Works
Copyright © 2005-2008. All Rights Reserved.
19
SE: デバイス例
■ エネルギー サービス ポータル
►
エネルギー サービス ポータルは、エネルギー供給会社の通信ネットワークを、家庭内
の計測およびエネルギー管理デバイスに接続。メーター内部、サーモスタット、家庭内デ
ィスプレイ、またはスタンドアローンの機器にインストールでき、他の非 ZigBee (送電線
会社、RF、GPRS など) の通信モジュール を内包できる
■ 計測エンド デバイス
►
計測エンド デバイスは、ZigBee 機器に適応できる (電気、ガス、水道、暖房などの) メ
ーター 。 計測の対象によって、デバイスは、瞬時の (要求された) 読み取りが可能。ま
たは、読み取り結果を定期的に自動送信できる。計測エンド デバイスは、また、特定ス
テータス (電池残量の低下、不正の検出など) のインジケータと通信可能
■ 家庭内ディスプレイ
►
家庭内ディスプレイは、グラフィック イメージやテキスト表示によって、エネルギー消費デ
ータをユーザーに伝達。ディスプレイは、インタラクティブまたは非インタラクティブの場
合があるが、少なくとも、現在のエネルギー消費状況、過去の特定期間の使用状況、使
用料金情報、および効率情報が表示される。また、ディスプレイは、いつ電力需要ピーク
が発生するかといった重要な課金情報をカスタマーに伝達し、カスタマーの最適な行動
を促す
■ その他
►
先進計量インフラ (AMI) で使用される、ホームおよび商業ビル オートメーション デバイ
スの延長機器。例えば、負荷分散デバイスなど
ZigBeeTM Alliance | Wireless Control That Simply Works
Copyright © 2005-2008. All Rights Reserved.
20
SE: 向上した AMI
ZigBee は、先進計量インフラ (AMI)
に双方向通信を組み込み、メーター
読み取り機能を超えたインフラへと
拡張
CIS /
MDMS
Today’s
Meter Reads
To Collect
Collected
Meter Reads
delivered at
the end of the
day.
Sub Metering
Aggregator
w/ WAN to
Zigbee Gateway
Zigbee Network
Wide Area Network
Condos
Pole Top
Collections Unit
Zigbee Network
ZigBeeTM Alliance | Wireless Control That Simply Works
Copyright © 2005-2008. All Rights Reserved.
Tower
Collections Unit
市場での可能性:
• グリッド信頼性の改善と、さらに
効率化したエネルギー供給
• 電力供給会社とカスタマー間の
双方向通信
• リアルタイムの料金設定とエネ
ルギー市場における真の競争
• ライフスタイルとエネルギー予算
のバランスを、消費者がより細かく
コントロール
21
電子通信アプリケーション (TA)
■ 視野領域と目的
► プロファイルは、電子通信ネットワーク機能を拡大し、向上させるた
め、電子通信付加価値サービスおよび補足的なサービス分野にも
適用。また、携帯端末やプラグイン モジュールと統合できる幾つか
のアプリケーションも含まれる
■ 現在のステータス
► 市場要件ドキュメント
完了
► 技術要件ドキュメント
完了
► 仕様
完了
► テスト
プラン
ZigBeeTM Alliance | Wireless Control That Simply Works
Copyright © 2005-2008. All Rights Reserved.
進行中
22
TA: デバイスの例
■ ZigBee 携帯端末
携帯端末は、一般的なモバイル機器の機能と、ZigBee 機器の機能
を、一つのデバイスに統合する端末機器。ここで言う一般的なモバイル機器
とは、携帯電話、PDA、Wi-Fi 携帯電話、または将来の WiMax 電話など
► ZigBee
■ ZigBee SIM カード
SIM カードは、ZigBee の機能を提供する加入者識別モジュール
(SIM) カードのこと。この機能には、無線による短距離接続、セキュアなデー
タ転送、および プロファイル機能 (TA プロファイルまたは ZigBee プロファイ
ルが発揮するもの) が含まれる
► ZigBee
■ ZigBee ポイント オブ セールス
ポイント オブ セールス (ZigBee POS) は、(モバイル決済などの) 支
払いサービスに利用できるデバイス。 ZigBee 携帯端末や ZigBee SIM カー
ドなどの ZigBee TA プロファイル機器と通信でき、支払取引を行ったり、支
払いの完了に必要な製品電子コードを送信したりする
► ZigBee
ZigBeeTM Alliance | Wireless Control That Simply Works
Copyright © 2005-2008. All Rights Reserved.
23
TA: 情報伝達
オペレーター
ネットワーク
リモート サーバー
クライアント
サブネット 3
サブネット 1
サブネット 2
ZigBee アクセス ネットワーク
ZigBee アクセスポイント
携帯電話アクセス ネットワーク
ZigBee 携帯端末または
ZigBee SIM カード
ZigBeeTM Alliance | Wireless Control That Simply Works
Copyright © 2005-2008. All Rights Reserved.
24
まとめ
■ プロファイルの要点
► 公共または製造者固有
► 公共プロファイルの開発は、詳細が定義された手順に基づく
► ZigBee
クラスター ライブラリは、レポジトリまたは機能を提供
► プロファイルは追加的に構築される
► 製造者固有の拡張が追加可能
■ 開発中のプロファイル
► 商業ビル
► ホーム
オートメーション
オートメーション
► 個人、在宅、および病院での健康管理
► スマート
エネルギー
► 電子通信アプリケーション
ZigBeeTM Alliance | Wireless Control That Simply Works
Copyright © 2005-2008. All Rights Reserved.
25
Wireless Control That Simply Works
ご質問をどうぞ
Copyright © 2005-2008 ZigBee
TM
Alliance. All Rights Reserved.