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IoT製品開発向けソリューション

はじめに

IoT(Internet of Things)機器の特長は、通信機能により遠隔地から情報を取得したり制御できることです。例えば、通信機能を持った監視カメラを自宅に設置することで、外出先から自宅の状況を動画として確認できます。このような通信機能を持つ製品の開発時には、実際に使われるネットワーク環境に近い状況で試験する必要があります。特に出荷後のソフトウェアを更新することが難しい製品を開発する場合、開発時の試験が不十分で出荷後に問題が発見されると、製品を回収してソフトウェアを更新するなど経営に影響を与える事態も懸念されます。

本ページでは、製品開発時の通信機能の試験をMX702910A ネットワークエミュレータを用いることで効率的・効果的にした使用例を示します。

製品開発時の課題と解決策

通信機能を持つ製品の開発時には、実際のネットワーク構成や通信メッセージに近い環境で効率的に通信機能を試験する必要があります。限られた開発期間とコストでこれらを実現するときの課題と、その解決策を示します。

課題とその解決策

  • 複数台数との通信を試験するため、試験環境を短期間・低コストで準備すること
    →仮想的な試験環境を利用し、準備期間とコストを削減する(使用例1)

  • 実際の通信で発生する通信エラーを試験するため、異常系を効率的に確認すること
    →通信エラーを任意に発生させることで、異常系を効率的に試験できる(使用例2)

  • さまざまな通信パターンで動作確認するため、柔軟に通信パターンを変更できること
    →動作定義を変更することで、通信パターンを柔軟に変更できる(使用例3)

使用例1:複数装置との通信試験

概要

監視カメラシステムの通信機能は、画像の伝送だけでなく、アングルやズームなどを遠隔制御するためにも用いられます。広範かつ高精度の監視を行うには、カメラ台数が多いほど有効です。コントローラにはそれらの的確な制御が求められます。

例えば、コントローラが制御できる監視カメラの最大台数を試験するには、試験環境として100台の監視カメラとスイッチやケーブルなどを準備し、それらのネットワークを構成する試験環境の構築が必要なため、短期間・低コストで行うことが課題です。

MX702910A IoTソリューション1

MX702910Aを用いた試験環境

コントローラが制御できる監視カメラの最大台数である100台の監視カメラを仮想的に準備して試験します。このように仮想的な試験環境を用いることにより、監視カメラやネットワークを構成するスイッチなどの手配や配線などの環境構築の準備期間とコストを削減します。

さらに、仮想的なカメラであるからこそ通信の途中で故障(通信停止)させたときのコントローラの動作といった故障状況を動作定義(シナリオ)を変更することで任意に発生できます。これにより、出荷前にコントローラの異常系試験を効率的にできます。

MX702910A IoTソリューション2

使用例2:通信監視装置の試験

概要

通信が正常に動作しているかプロトコルのメッセージ内容を確認する通信監視装置は、ネットワークに接続される機器が増加するなかで重要性を増しています。例えば、製造装置に対して端末から設定ファイルを格納するプロトコルのメッセージにおいてエラーが発生していないかを監視することで、異常を把握します。

この通信監視装置を試験するには、プロトコルのメッセージを熟知していなくても、簡単な操作で任意のエラーを発生させて試験を効率的に行うことが課題です。

MX702910A IoTソリューション3

MX702910Aを用いた試験環境

通信監視装置の監視対象である製造装置と端末を仮想的に準備します。製造装置や端末は、動作定義(シナリオ)に従って通信します。

実際の製造装置でメッセージのエラーを発生させることは困難ですが、エラーとなるシナリオを変更し実行すれば任意のエラーを発生できます。このため、プロトコルのメッセージの知識がなくても試験できるため、開発人員を有効に活用できます。

また、MX702910Aを用いた試験環境は、1台のPC上で動作させることができるため、通信監視装置の機能をデモンストレーションする用途でも利用できます。

MX702910A IoTソリューション4

使用例3:攻撃検知装置の試験

概要

通信機器の普及にともない、ウィルス感染した端末からの二次感染(サイバー攻撃)により被害が大きくなる事例が多発し社会問題化しています。このような攻撃に対する被害を抑制するために、攻撃を早期に発見する攻撃検知装置が求められています。

従来のスイッチなどの通信装置の試験では、一定の固定データを高速に入力して期待する出力が得られるかを確認していました。しかし、攻撃検知装置の試験では、攻撃を検知するアルゴリズムが期待通りに検知できるかを評価するため、さまざまなパターンの試験が必要となるため、入力データ・シーケンスを柔軟に変化させることが課題です。

MX702910A IoTソリューション5

MX702910Aを用いた試験環境

攻撃検知装置の検知対象である攻撃端末と攻撃される通信端末を仮想的に準備します。攻撃の手順や条件の変更は、動作定義(シナリオ)を編集することで実現できます。攻撃のための通信以外にも正常な通信のやりとりも発生させることで、実際のネットワークに近い試験環境で攻撃検知装置の検知アルゴリズムの試験ができます。

また、MX702910Aは通信プロトコルスタックを独自に実装しているため、MACアドレスも変更できます。特定ノード(MACアドレス)からの攻撃を疑似することにより、攻撃検知装置が攻撃端末のインタフェースを特定できるかの確認にも利用できます。

MX702910A IoTソリューション6

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