IoT シミュレーションフレームワークとコミュニティシミュレータ

IoT シミュレーションフレームワークとコミュニティシミュレータ
国立研究開発法人情報通信研究機構北陸StarBED技術センター牧野義樹 <[email protected]>
近年、実際の物理環境と密に連携して動作を行なうシステムであるIoTやM2M、CPSなどのシステムに注目が集
まっている。StarBED上でこのような新たなシステムを実現するためには、ネットワークエミュレータ以外にも物理環
境を模擬し、システム全体の制御を対象とした実験が行なうことが必要である。このような物理環境も含む大規模
シミュレーション環境をStarBED上で実現するためにフレームワークを提案しシステムの構築を行っている。
IoTシミュレーションフレームワーク
•  IoTの実験に対応したシミュレーションフレームワークを提案、実験システムを構築
IoTシミュレーションフレームワーク
情報収集システム
実デバイス
実システムやシミュレータが生成するデータを収集・管理デバイスソフトウェア
室内の温湿度等のセンサ情報 Webインタフェースと ECHONET Liteを用いた情報収集
iHouseで得たデータを活用し、
数学モデルに基づいた高精
度なホームシミュレータ実験結果
実環境を用いた
シミュレータ
環境ソフトウェア
Webインタフェースを用いた情報収集
高精度シミュレータ
ユビキタスネットワーク
シミュレータ
物理環境シミュレータ
制御数学モデル
情報収集システム CPS検証システム
フレームワーク数学モデル
シミュレータ
環境数学モデル
実験情報
蓄積システム
シミュレータ間の
時間同期システム
検証内容
実システム
シミュレータ群
実験住宅 iHouse
シミュレータ管理システム
パラメータを変更した複数のシミュレータを並列に実行人体模擬システム HOBITS
住人の発熱や発汗を模擬し、高精度の実実験環境を構築実デバイスや実システムの動作
確認、実データ収集に利用データDB
コミュニティシミュレータ
CEMS サーバ
施設モジュール
情報収集システムホーム
ホームホームモジュールシミュレータ
シミュレータ
ネットワークエミュレータ …
実行結果
シミュレータ管理システム実行制御
パラメータ推定ツール等コミュニティシミュレータ
•  StarBEDとIoTシミュレーションフレームワークを活用したコミュニティシミュレータを開発 •  コミュニティ内の施設をモジュールとして実装しStarBED上で分散実行
コミュニティシミュレータ
CEMS モジュール
デマンドレスポンス要求管理ライブラリ
CEMS シミュレーション管理モジュール
シミュレータの設定シミュレーションの開始通信ライブラリ
管理ライブラリ
HEMS
通信ライブラリ
ホームシミュレータ
HEMS
人間行動シミュレータ
管理ライブラリ
熱環境シミュレータ
コミュニティ設定通信ライブラリ
家電シミュレータ
集合住宅モジュール
xEMS
管理ライブラリ
分散電源モジュール住宅モジュール
住宅モジュール
シミュレーション設定管理ネットワーク通信ライブラリ
高精度住宅モジュール
集合住宅シミュレータ
Home Module
充電や発電学校モジュール
管理ライブラリ
通信ライブラリ
情報通信ネットワーク管理ライブラリ
xEMS
通信ライブラリ
学校シミュレータ
病院モジュール
高圧受電モジュール利
用電気量の集計
高圧受電シミュレータ
管理ライブラリ
xEMS
通信ライブラリ
病院シミュレータ
通信ライブラリ
熱エネルギー施設モジュール利用熱エネルギーの集計
管理ライブラリ
通信ライブラリ
工場モジュール
熱エネルギーネットワーク管理ライブラリ
xEMS
通信ライブラリ
工場シミュレータ
商業施設モジュール
管理ライブラリ
通信ライブラリ
BEMS
商業施設シミュレータ
HEMS(実ソフトウェア)
ホームシミュレータ
実システムを利用した住宅モジュール
HEMS
実験住宅を利用した住宅モジュール
…
熱施設シミュレータ
電力ネットワーク管理ライブラリ
管理ライブラリ
必要に応じて利用モジュールを変更
分散電源シミュレータ

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