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IoT Workshop Yokohama  身近なIoTを目指して      ~最新技術と利用事例~

来月11月14日(水)さまざなIoTシステムを手掛けられるSENSOR NETWORKさんとTTN Yokohamaさん主催のユースケースを中心としたセミナーを横浜で開催します! お近くの方、ご興味ある方は、是非お越しくださいませ。

IoT Workshop Yokohama
  身近なIoTを目指して ~最新技術と利用事例~




IoT普及のカギは、安価で誰でも使えるシステムが必要となります。
LoRa無線技術を中心とした、デバイスやインフラの開発・利用事例を中心に、オープンな情報交換会を行います。

日時: 2018/11/14(水)15時30分~18時
場所: 日本丸メモリアルパーク・訓練センター 第3教室
〒220-0012 横浜市西区みなとみらい2-1-1

プログラム:
15:30-15:40:開催趣旨説明・出席者紹介
15:40-16:00:事例紹介① センサネットワークコンソ(山口)
16:00-16:20:事例紹介② The Things Network 横浜(尾鷲)
16:20-16:40:事例紹介③ The Things Network アンバサダー(吉田)
16:40-17:00:事例紹介④ (調整中)
17:00-17:10:休憩(10分) 
17:10-17:30:事例紹介⑤ (調整中)
17:30-17:50:質疑応答
17:50-18:00:ラップアップ

18:30~ :懇親会:桜木町野毛近辺(場所未定)会費制4000円ぐらい)

主催:
 センサーネットワークコンソーシアム
 The Things Network 横浜
 The Things Networkアンバサダー

後援: (調整中)
 一般社団法人九州G空間情報実践協議会
 神奈川県異業種連携協議会 


*ご興味ある方は、下記サイトよりお申し込みできます
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
https://www.facebook.com/events/1113167908860513/




*関連情報

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災害ネットワークにLoRaテクノロジーを活用 - Sensor Network様

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LoRa通信機能付きライフジャケット - NHK和歌山放送でとりあげられました!

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衛星・LoRaネットワークを利用した安価な計測システムの構築

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災害予測に衛星データ活用

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低軌道衛星(CubeSat)とLoRaWAN (The Things Network) をつなぐ




以上






■The Things Network - LoRaWANをみんなでシェアして使う  新刊本好評発売中!


Johan Stokking (左 The Things Network TECH LEAD=CTO)とWienke Geizeman (右 The Things Network CEO)


*工学社新刊本リンク先
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https://www.kohgakusha.co.jp/books/detail/978-4-7775-2043-5


■LoRaWANサクセスキット

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http://www.ibeacondo.com/download/LoRaWAN_Success_Kit.pdf



LoRaWANサクセスキットの詳細は下記までお問い合わせください。
◆オープンウェーブお問い合わせページ
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https://www.openwave.co.jp/inquiry/




◆詳細はこちらから....
↓↓↓↓↓↓↓
https://www.thethingsnetwork.org/country/japan/






Amazon社AWS部門ソリューションアーキテクト・ディレクターMatt YanchyshynによるThe Things NetworkのB2B版であるThe Things Industriesの現地取材によるユースケースレポートです。 


The Things Industriesサイトはこちらから....
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https://www.thethingsindustries.com




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IoTミドルウェア - Zerynthのご紹介

IoTサービスを開始すためには、ハードウェアおよびソフトウェアを多岐に渡り技術習得しなければなりません。

最先端の開発ボードやセンサ部品を使い、迅速かつ適切なプロトタイピングを実現できるには時間もかかります。そしてPoCを経て最終設計まで至るにも複数の技術を実践しながらIoTサービスを構築しなければなりません。



こうした技術習得の多様化とPoCから設計・運用に至るための時間をIoTミドルウェア - Zerynthを使うことで効率的、時間短縮してシステム開発・運用することができるのです。



多くのアプリケーションに適した、包括的なプログラミング例やリファレンス設計も用意されています。補足コンテンツを活用することで、プロトタイプから最終製品まで、最小限の労力で設計できます。

Zerynthは、マイコンの制御プログラムとIoTクラウドをスムーズに連携させることができる Pythonベースのソフトウェア開発環境で、IoT やIdustry 4.0用のミドルウェア の開発をターゲットにしています。



Zerynthは、簡単に使用できるソフトウェアツールのエコシステムを開発者に提供します。 これを使用して、Pythonでマイクロコントローラをプログラムし、IoTクラウドに簡単に接続できます。このソフトウェアを使用すると、人気の高い多くの32ビットマイクロコントローラで使用されているPython (またはC/Python言語のハイブリッド)のプログラムを直観的かつ簡単に作成できます。




*Rasberry Pi発売元RSコンポーネンツ・コミュニティサイト- DesignSparkからZerynthを無料ダウンロードできます!!!
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https://www.rs-online.com/designspark/what-exactly-is-zerynth-jp


さらに世界最大のLoRaWANコミュニティ The Things NetworkとZerynthとの連携も可能です!



来月10月11日イタリア PISAでThe Things Conferenceが開催されます。










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ラズパイとLoRaWAN (The Things Network)

国内でも先鋭的イノベーターの中には、自分でPCBを設計し中国深圳などのPCB委託製造サービスをつかいながら、IoTサービスを立ち上げられている会社がいくつかあります。


国内のThe Things Networkコミュニティの方にもそうしたチャレンジをして、実際に魅力的なIoTサービスを運用している方が何人かいらっしゃいます。

今までなら、ネットワーク機能付きセンサデバイスを開発する場合、初期投資にかなり資金を確保してから、IoTサービスを立ち上げねばならなかったのですが、中国深圳市内にあるこうしたMaker's cafeのようなPCB委託製造サービスが極めて低価格で始められるためにIoTサービスを手軽に始めることができるようになりました。

先週ご紹介したイギリス政府が資金援助するDigital Catapultなどはさらに拍車をかけて、LoRaWANネットワークインフラをThe Things Networkをオンプレミス採用し、IoT開発環境を無料開放してIoTサービスをすぐに始められる環境が整っています。 既にDigital Catapultから巣立った企業は50社以上にのぼります。

Rasberry Piの総発売元であるRSコンポーネント社によると、日本でも今年に入ってからはRasberry Piの売上は急拡大しているそうです。あとは、Digital CatapultのようなIoTインフラサービスを手軽に始められる環境がほしいところです。

既にThe Things Networkコミュニティの方の中でも、独自設計したPCBとRasberry PiでLoRaセンサノードを使いながら、さまざまなIoTサービスを手掛けられている方が国内に存在します。


そこで、Rasberry Pi国内市場拡大に伴い、Dragino社製のLoRa専用モジュール LoRa ATOM GPS HATの技適申請をおこなっています。 今までもDragino社は、LoRa GPS HATという商品はありましたが、独自開発のLoRa通信モジュールにLoRa ATOM GPS HATとしてアップグレードしまもなく国内発売します。 

さらにThe Things Network向けに8チャンネル用LoRaWAN市場向けにRasberry Pi用LoRaWAN+GPSサーバーも今年末にリリース予定です。お楽しみに!


*LoRa ATOM GPS HAT外観





*Dragino LoRa GPS HATに関するWikiページ
↓↓↓↓↓↓↓↓
http://wiki.dragino.com/index.php?title=Lora/GPS_HAT



*LoRaWAN For Raspberry Pi With Worldwide Frequency Support
↓↓↓↓↓↓↓↓
https://www.hackster.io/glovebox/lorawan-for-raspberry-pi-with-worldwide-frequency-support-e327d2


*Andreas SpiessさんのYoutubeサイト、Dragino旧モデルLoRa GPS HATとThe Things Networkの設定方法を説明



*LMiCとLoRa GPS HAT
↓↓↓↓↓↓↓↓
https://github.com/gloveboxes/lmic-rpi-lora-gps-hat#readme




*A LoRaWAN "The Things Network" Gateway for Windows IoT Core
↓↓↓↓↓↓↓↓
https://www.hackster.io/laserbrain/a-lorawan-the-things-network-gateway-for-windows-iot-core-441210


↓↓↓↓↓↓↓↓
https://github.com/emmellsoft/Dragino.Lora#readme


Rasberry Pi総発売元であるRSコンポーネント社のコミュニティサイト - DESIGNSPARKで3回に渡り、投稿記事を書かせていただきました。





*格安スマートブレスレットをLoRaWANと繋ぎ IoTヘルスケア端末に (その1)
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
https://www.rs-online.com/designspark/rasberry-pilorawan-jp







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英政府が出資するIoTベンチャー支援団体 - Digital CatapultとThe Things Networkの関係

最近、日本でも将来のビジネスに可能性があれば、無担保でもベンチャーが融資を受けて新規事業を立ち上げることができるようになりました。とてもいい事だと思います。

しかしながら、特に新規事業に必要な周辺環境を自力で整備するのは並大抵ではありません。そこで、イギリス政府は、今後成長の見込まれる産業、とくにAIやIoTなどのそうした環境を整えるために無料で提供しています。

それが、イギリス政府の出資するDIGITAL CATAPULTです。下記がミッションステートメントです。

"Digital Catapult is the UK's leading advanced digital technology innovation centre. We drive early adoption, making UK businesses more competitive and productive, to help grow the UK economy"




*DIGITAL CATAPULTのIoT関連のTHINGS CONNECTEDサイト
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
https://www.digicatapult.org.uk/projects/things-connected/



*Things Connectedとは
Things Connectedは、LPWAN技術を使用している英国企業を支援する取り組みです。 LoRaWANとSigFoxのユニークな機能を利用できる新しいIoT製品とサービスの試作と試作のためのオープンなネットワークを提供しています。

当社の全国的なイノベーションプログラムは、小規模で革新的なビジネスのためのものです。彼らは、業界の指導者、商業的および学術的専門知識を利用して製品を市場に出す手助けをします。これらは、アドレッシングが必要な実際のビジネス上の問題を抱えている大規模組織である前向きな所有者と提携して実行されます。

このプログラムは、新製品やサービスが100%優先され、適切なニーズを満たしていることを確実にするスタートアップやスケールアップを支援するように設計されています。

これまでに50以上の小規模ベンチャー企業がプログラムを卒業しました。その中のいくつかは、ソリューションを売却したり、ビジネスをさらに発展させるための追加融資を受けています。

●Things Connectedに参加することの利点は?
・IoTソリューションをより早く市場に投入しましょう
・オープンなLoRaとSigfoxネットワークでIoTソリューションをテストし開発してください
→このインフラにThe Things Networkが採用されています!
・技術的およびビジネス的専門知識へのアクセスができます
・定期的な挑戦的主導のイノベーションプログラムに参加できます
・成長するコミュニティの一員になり、定期的なワークショップやイベントに参加してください

これは、まさにThe Things Networkの思想とぴったりなのです。イギリス政府は、The Things Networkサービス開始当初からコンタクトして、LoRaWANインフラとして採用に熱心でした。

●Things Connectedを卒業したベンチャーの1社 AllThingsTalkの販促動画
(ベルギー通信キャリアProximusのIoTサービスとして採用されています)


AllThingsTalkコンソース画面では、The Things Networkが最初にLoRaWANネットワークオペレータとして表示されます!


●AllThingsTalkのユーザー事例 (サイネージとIoTデバイスを連携したサービス)


日本政府にもイギリス政府のこうした産業政策を見習ってほしいものです!!!

日英両国が重要課題に掲げるIoTの現状とは
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https://www.innovationisgreat-jp.com/blog/developments-in-iot-as-priority-in-jp-uk/










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LoRa通信機能付きライフジャケット - NHK和歌山放送でとりあげられました!

一昨日、北海道大震災で亡くなられた方々のご冥福を心よりお祈りもうしあげます。 合掌




9月1日災害の日に「NHKスペシャル MEGAQUAKE「南海トラフ巨大地震 “Xデー”に備えろ」では来るべき国難ともいえる南海トラフと巨大地震について特集していました。 死者予測が30万人を超える大惨事になります。 それに加えて関東では相模湾で関東大震災の原因となった相模トラフもあります。

このまま日本はどうなるのか?少し心配です。

和歌山大学秋山教授のLoRaをつかったライスジャケットの実証実験が、NHK和歌山放送でニュースとしてとりあげられました。下記URLでは、教授ご本人のインタビュー動画も貼りつけられていますのでご参照ください。




*船名や位置情報機器のLoRa通信実験
船から海に転落した際に身につけている送信機から自動的に船の名前や位置を知らせることができる機器の開発をすすめようと、30日、印南町で和歌山大学などが実証実験を行いました。

実証実験は1人で船に乗っていて海に転落した場合などに、救助が遅くなることを防ごうと、和歌山大学の秋山演亮教授と地元の漁協などが行いました。

30日は少ない電力で広範囲に電波が届く「LoRa(ローラ)」という通信方式を使った送信機をライフジャケットに取り付け、それを着た秋山教授が船で沖に出て、海岸に置かれた受信機に通信の強度やどこまで電波が届くのかなどを確かめました。
実験の結果、海岸から1.5キロまで通信が可能だったということで、秋山教授は今後も漁協などと協力して機器の改良を進めたいとしています。

和歌山大学の秋山演亮教授は「ローラという通信方式はこの1、2年で急速に発達した技術で、世界的にも活用が進んでいる。海の事故にも役立てられると思うので実用化を急ぎたい」と話していました。
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
https://www3.nhk.or.jp/lnews/wakayama/20180830/2040000970.html

和歌山大学の客員教授でもある山口さんが理事を務められる次世代宇宙システム技術研究組合とSensor Netowrk Consorciumとの共同開発によるLoRa通信機能付きライフジャケット。 これから完成度をあげて来る大災害に一役となれば幸いです。




*LoRa通信機能付きのライフジャケットを着る山口理事



*山口さんお手製のLoRa通信ノード端末を使い、会社の近所でTTN Mapperスマホアプリと連携させてLoRa位置測位をする。



会社に戻り、TTN Mapperコンソール画面でその日の測位した場所を確認できます。 TTN Mapperは登録した日から5日間まで位置情報を保存しています。



*TTN Mapperサイト
TTN Mapperは、The Things NetworkにLoRaWANゲートウェイを登録すれば無料で利用することができるのです。
↓↓↓↓↓
https://ttnmapper.org/

GPSチップが無くても、LoRa通信機能だけで手軽に位置測位ができますので、是非お試しください。





以上






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Johan Stokking (左 The Things Network TECH LEAD=CTO)とWienke Geizeman (右 The Things Network CEO)


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Amazon社AWS部門ソリューションアーキテクト・ディレクターMatt YanchyshynによるThe Things NetworkのB2B版であるThe Things Industriesの現地取材によるユースケースレポートです。 


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衛星・LoRaネットワークを利用した安価な計測システムの構築

2018年8月16日、世界最大のLoRaWANコミュニティ - The Things Networkは、LoRaWAN specification v1.1xに正式対応しました。セキュリティの強化、ジョインサーバを使いながら他のLoRaWANネットワークオペレータとのローミング【TTN有料版TTIのみ適用】、そしてLoRaデバイスクラスBによるビーコン機能などが実現が可能になりました。

*LoRaWAN specificaiton v1.1について
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http://joomlaweb.blog117.fc2.com/blog-entry-725.html

先週土曜日9月1日災害の日に「NHKスペシャル MEGAQUAKE「南海トラフ巨大地震 “Xデー”に備えろ」では来るべき国難ともいえる南海トラフと巨大地震について特集していました。

下記内容は、和歌山大学国土交通省大規模土砂災害対策技術センターによる衛星・LoRaネットワークを利用した安価な計測システム構築に関するホワイトペーパーです。

現在、新しい長距離通信技術であるLoRaが全世界に普及しています。 このような実験が日本でも実を結び、巨大地震時1人でも命が救われることを心から祈る次第です。





衛星・LoRaネットワークを利用した安価な計測システムの構築


1. はじめに

 電子通信技術の発展と省電力化の推進により、既に市街地においては様々な通信環境を利用したIoT(Internet of Things)によるICT(情報通信技術)が発達し、M2M(Machine to Machine 機械間による情報伝達)によりBig Dataが収集されるシステムが急速に構築されつつある。収集されたデータは即座にインターネット上のクラウドサーバに集積され、データをモバイル端末等用いた検索閲覧するシステムも併せて構築されており、データ利用が進められている。
 
 しかし土砂災害や洪水等の発生現場となる山間部においては、街中のようにインターネットに接続された無線LAN(Wi-Fi)網や携帯電話網も使用することが出来ないことが多い。そのため、多くのセンサによりきめ細やかな情報収集を行い、防災 / 減災のための一助とすることが出来ていない。加えて、風雨にさらされる耐候性が求められる野外現場において、安価で利用可能なIoT端末も普及していない。
 
そこで本研究ではインターネット回線と接続するために衛星や新たな地上ネットワークを利用実証を行う事、また耐候性を持つ安価で利用可能なIoT端末を開発、現場にて実証することを目的とした。

図 1 低軌道衛星を使った場合の機器構成





2. 衛星通信網の利用実証

 通常の通信回線が整備されていない山間部等において、市街地と同様の広帯域の通信手段を利用する場合は高コストの整備費用を必要とする。これまでは通信のみならず堅牢で高価な地上観測装置を利用してきたため、設置出来る箇所・個数が限られていた。そのため、万が一の機器不良の場合に比較データが無く、大雨発生時には人手により危険な現場視察を行う必要があり、犠牲者が出る事もあった。そこで本研究では広帯域を諦め、減災活動のために必要最小限の情報量を厳選し送信する狭帯域通信を利用することとして、システム構築を行った。
 
 また山間部での通信インフラのイニシャルコスト・ランニングコストの低減を目指し、衛星の利用実証を行った。
 
 従来のシステムでは、地球から遠く離れた静止軌道(地球からの距離約36,000km)上に位置する通信衛星に対して、大出力で広帯域の通信を実施していた。そのため、送信機には大電力が必要であり、大型の発電機を設置・運営する必要があった。このようなケースでは毎日の給油作業が必要不可欠であり、ランニングコストを高める一因ともなっていた。そこで本研究では低軌道(地球からの距離数百km)を周回する衛星を利用する事で通信距離を低減し、30cm角サイズの太陽電池+自動車用の12Vバッテリーのみを使った連続運用に成功した。

図 2 静止衛星を利用した場合の通信機器


 一方、近年では海外諸国でもIoTに関する関心が高い。そのため静止衛星ではあるがIoTへの利用を念頭に置き、衛星側に巨大なアンテナを利用する事で地上側からは低出力で通信が可能なシステムの構築が進んでいる。また低軌道衛星を使った本研究での連続実証試験でも、衛星位置が変わることで通信のための補足等が出来ない事も一つの原因と考えられるトラブルで、データ転送に欠損が生じることがあった。そこで本研究でも大アンテナを有する静止衛星を利用し、低軌道衛星の場合と同様の電力構成で通信が可能か、確認試験を行い、良好な通信環境が得られることを実証することが出来た。


3. IoT端末の開発

 衛星を使った低コスト・省電力のシステムでは、現時点では地上送信機は一台ずつ衛星通信のための免許申請が必要で有り、IoTが目指すような多量のセンサネットワーク構築には不向きである。衛星免許が不要となる衛星を利用したIoTシステムの構築も進められているが、まだ実用段階には至っていない。そこで本研究では、安価なWi-Fi利用可能なワンチップPCを利用し、衛星通信機の廻りにローカルなネットワークを構築、データを集約して衛星に送信するIoT端末を開発した。

図 3  WiFi通信機能を搭載したIoT端末


 本端末は従来のインターネットに接続されたWi-Fi環境でも利用することが出来るため、都市部等でも利用可能である。またセンサーを除いて電源(5×10cmサイズの太陽電池パネルと単三電池サイズの充電池により連続利用可能)で1万円以下で供給が可能で有り、低コスト化にも成功している。
 一方、近年では省電力ではあるが長距離通信が可能である無線通信手段であるLoRaを使ったチップも使われるようになってきた。LoRaは見通しが良ければ1~2kmの通信が可能とされており、本件九チームでは成層圏気球に搭載し、100kmを越える双方向通信にも成功している。このような長距離通信を中継機(構造的には他IoT端末と同じシステムで利用出来る)を置くことで、山間部からインターネット環境のある市街地まで安価な通信網を構築する事が出来る。そこで本研究ではLoRaを搭載したチップを利用したIoT端末(中継機能にも別に対応させることも可能)の開発を行った(図-4)また河川の水位計、あるいは崖崩れ等が予測される地点で傾斜計による計測実証を実施した(図-5)。いずれも単体で、見通しにもよるが通信距離は1km程度可能であることが確認出来た。またセンサーをいたコストも2万円以下で供給可能であり、低コスト化にも成功している。また併せて、ローカルなネットワーク上にも計測データを集約させるエッジサーバを置くことにも成功しており、万が一インターネット回線が切断されてもローカルにはセンサ情報を閲覧することが可能である。
 
図 4  LoRa通信機能を搭載したIoTセンサー端末


図 5 水位計ならびに傾斜計設置例



5. おわりに

 本研究で実証された衛星通信網、およびIoT端末を使う事で、従来の遠隔計測機とくらべると1/10~1/100程度のコストで計測端末を構築、通信ネットワークを確立することが出来た。またエッジサーバも併せて利用する事で、極めて抗たん性の高い低コストなシステムを構築する事が可能である。今後、多くの現場で利用される事が期待される。


和歌山大学 秋山演亮
和歌山大学 山口耕司
国土交通省大規模土砂災害対策技術センター 吉村元吾
国土交通省大規模土砂災害対策技術センター 菅原寬明
国土交通省大規模土砂災害対策技術センター 田中健貴




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災害ネットワークにLoRaテクノロジーを活用 - Sensor Network様






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格安スマートブレスレットをLoRaWANと繋ぎ IoTヘルスケア端末に!

2018年8月16日、ようやくThe Things Network上でLoRaWAN specificaiton v1.1に対応したプロトコルスタック TTN Stack V3が実装されました! これでLoRaWANクラスBで定義されたビーコン機能やマルチローミング機能などが無料でご利用いただけます。

*LoRaWAN specificaiton v1.1について
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http://joomlaweb.blog117.fc2.com/blog-entry-725.html

今年2月にアムステルダムで開催されたLoRaWANコミュニティの世界会議 The Things ConferenceでLoRaを発明したNicolas Sorninさんは、KeynoteセッションでDENSE NETWORK(小規模エリアと大規模エリアを組み合わせたより密度の高いネットワーク)について説明していました。

実際に米COMCAST本社のあるフィラデルフィア市内でSEMTECHが試作したLoRaゲートウェイ低価格チップであるSX1308にUSBモジュールを実装し、Rasberry Pi 3のUSBポートに接続して家庭にそれぞれを配布してDENSE NETWORKを実現できるという内容でした。その際のLoRa電波利得の安定性と実績データを説明したのです。

*NicolasさんがKeynoteでつかった電波利得データ資料







LoRaWANは2つの方向性があると感じたのです。 いわゆるFemoto CellとPico Cellと言われる家の周りの小中規模範囲そして、いわゆる通信キャリアが網羅するような広範囲のMacro Cell。 この2つの掛け合わせをDENSE NETWORKをカバーし、米国大手CATV会社であるCOMCASTが、LoRaWAN商用サービスとして展開中だと。

さらにThe Things Conferenceでは、Resin.ioなど欧州のSIerが比較的手軽にRasberry Piをつ業務用で使っていると感じました。

日本に帰り半年が経ちましたが、なんかFemoto CellやPico Cellで何か適当なIoTアプリケーションがないか? 考えていました。そこで、しばらく時間がかかりましたが、Rasberry Piの総発売元であるRSコンポーネント社のコミュニティサイト - DESIGNSPARKで3回に渡り、投稿記事を書かせていただきました。






*格安スマートブレスレットをLoRaWANと繋ぎ IoTヘルスケア端末に (その1)
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
https://www.rs-online.com/designspark/rasberry-pilorawan-jp


*格安スマートブレスレットをLoRaWANと繋ぎ IoTヘルスケア端末に (その2)
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
https://www.rs-online.com/designspark/rasberry-pilorawan-1-jp


*格安スマートブレスレットをLoRaWANと繋ぎ IoTヘルスケア端末に (その3)
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
https://www.rs-online.com/designspark/rasberry-pilorawan-3-jp


*簡単なヘルスケアデモキットをつくり、最適なユースケースを探求したいとおもっているところです。



↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
LoRaWANを利用したスマートヘルスケア


以上




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LoRa/LoRaWANで電波到達距離の世界記録に挑戦! - TTN Mapper

The Things Networkのスイスコミュニティの一員でもあるAndreas Spiessさんが、昨年末 LoRa/LoRaWAN環境で電波到達距離に挑戦した時の動画をご紹介します。 Youtubeにアップしてあるこの動画以外にもAndreas Spiessさんの説明は細かく丁寧なので視聴する価値があります。

電波測位に使う道具として

 1. The Things Networkに登録済みLoRaWANゲートウェイ
  → Kerlink製LoRaWANゲートウェイをつかっています
 2. 計測用LoRaノード
  →Dragino LoRa Shield + Aduino nano + モバイルバッテリー
 3. 幾つかのLoRa用アンテナ
  →動画では長めのアンテナとDragino標準のアンテナを比較しています
 4. TTN Mapperスマホアプリ
  →TTN Mapperサイトで登録すると専用スマホアプリと同期します
 5. iPhoneかAndroidスマートフォン
  →TTN Mapperアプリをインストールし、スマホのGPS機能はオンにします

*電波到達距離を測る仕組み







Dragino製Arduino用LoRaシールドは、オープンウェーブで販売中のLoRa mini devおよびLoRa miniと全く同じLoRaチップが搭載されています。







車で移動する場合、上記のように車の上部に固定すると便利かもしれません?



*動画ではLoRaWANゲートウェイからLoRaノードまでの到達距離は、拡散率SF7で70km前後までは安定して電波利得ができたようです。拡散率SF12はより遠く到達しますが、日本では電波法の問題で困難かもしれません?



Andreas Spiessさんは、電波利得率のいいLoRaアンテナの製造方法も公開しています。



今年2月にアムステルダムで開催されましたThe Things ConferenceにもAndreas Spiessさんは参加されたようですが、残念ながら彼と話す機会はありませんでした。TTN Mapperを開発したJP Meijers さんのKEYNOTEセッションには彼も参加されていたようです。



TTN Mapperは、今年6月にShuttleworth財団から資金援助を受け、これからますますパワフルなビジュアライズ機能が、The Things Networkに実装されることを期待しています。

*TTN Mapperサイト
↓↓↓↓↓
https://www.ttnmapper.org/









以上







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LoRaWANとNB-IoTに関する10項目

昔、映画「パピオン=Papillon」で主人公のスティーブマックイーンが最後にとった行動。 この映画は、胸に蝶の刺青をしていることで“パピヨン”と呼ばれた男が、1931年に無実を叫びながら終身刑となったものの、脱獄に成功し、後にベネズエラ市民権を取得したというアンリ・シャリエールの伝記小説を映画化したもの。当時の公開コピーによると、小説は世界1,000万部のベストセラーを記録しました。



映画主題歌の中で"Free as a wind"という歌詞を記憶しています。"LoRa"や"LoRaWAN"も特定のベンダーにロックインされないということでFreeであり、風のように目に見えない空間を電子が運ぶのでwindではないかと感じています。

国際的にサブギガ帯を自由に使おうという試み。 申請無しで誰でもギガヘルツ以下の無線帯域を使うことができます。

これに着目して低消費で長距離まで届く独自無線変調技術の”LoRa”を8年の歳月をかけて発明したNicolas Sorninさん。現在は、SEMTECHのLoRa部門技術顧問となっています。今年2月アムステルダムで開催されたThe Things Conference訪問時、KEYNOTEセッションの休憩時間でサンドイッチとコーヒー置いてあるテーブルコーナーで彼といろいろ会話しました。


*LoRaテクノロジーを発明したNicolas Sorninと筆者

彼の所属するSEMTECH社のブログで興味深い内容がありましたので、ご紹介いたします。
↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓
https://blog.semtech.com/title-10-things-about-lorawan-nb-iot



Internet of Things(IoT)は、デバイスとの接続や相互運用方法に革命をもたらしています。スマートなソリューションを構築するためには、さまざまなネットワークオプションがあります。 低電力広域ネットワーク(またはLPWAN)に関して最近話題になっているのはNB-IoTおよびLoRaWAN™です。

NB-IoTは、携帯キャリアのインフラスを利用してデバイスとクラウドとの間で長距離通信用に開発されたもので、LTEモバイルネットワークと互換性があります。

LoRaWANは、サブギガヘルツの無免許無線スペクトル帯域を利用して、クラウド内のネットワークとアプリケーションサーバーに接続されたセンサーとゲートウェイ間でLPWAN(=Low Power Wide Area Network)接続を可能にします。

Semtechの革新技術であるLoRaデバイスと無線RF技術(LoRaテクノロジー)は、IoTの事実上のプラットフォームに急速に確立しており、長距離と低消費電力の魅力的な組み合わせにより、多くの業界で幅広いソリューションを実現します。

IoTは、現実の世界の問題を解決し、適切な技術を使用して効率を向上させます。 独自のIoTアプリケーションを開発する場合は、LPWAN接続を考慮する必要があります。 以下では、LoRaWANとNB-IoTを並べて比較しました!


1. エコシステム

▷LoRaWANは、500社以上のメンバーによるオープンな非営利団体のLoRa Alliance™によってサポートされています。 そのメンバーは密接に協力し、経験を共有して、安全でキャリアグレードのIoT LPWAN接続のためのオープンな世界標準として、LoRaWANプロトコルの成功を促進し、推進しています。

▶︎NB-IoTは、セルラーネットワークとデバイスの利益を促進するという共通の目標を持つ2つの電気通信規格協会である第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP)とGSMAによってサポートされています。


2. スペクトラム

▷LoRaWANは、超低消費電力および長距離アプリケーションに最適化されています。 そのため、ネットワークは、ネットワークオペレータとデバイスメーカの両方に自由にアクセスできる免許不要のISMサブ1GHzスペクトルネットワーク上で動作します。

▶︎NB-IoTは、周波数帯の使用料が非常に高く、料金を支払う余裕のあるライセンシーに限られているため、他のすべての周波数帯に対してスペクトル効率を最適化したセルラースペクトルネットワークを使用しています。


3. デプロイメントステータス

▷LoRa Allianceによると、現在49カ国の公衆ネットワーク事業者83社がLoRaWANを使用しており、さらに多くの民間企業ネットワークがLoRaWAN上で稼働しています。

▶︎NB-IoT、LTE、および他のモバイルネットワークの利益を代表する組織であるGSMAは、近い将来、40カ国がNB-IoTネットワークを展開する予定であると主張しています。


4. デプロイメントオプション

▷LoRaWANネットワークは非常に柔軟な展開を提供します。 つまり、パブリック、プライベート、またはハイブリッドネットワーク、屋内または屋外にインストールすることができます。 LoRaWAN信号は、都市部の設備に深く浸透することが可能で、郊外のオープンな環境では1ゲートウェイあたり最大30マイル(およそ48キロメートル)までカバーできます。

▶︎NB-IoTは、LTEセルラーインフラを利用します。 つまり、ネットワークは、4G / LTEセルラ塔がある屋外用公衆ネットワークです。 センサーが基地局の範囲外であった場合、基地局を他の場所に容易に配置することはできません。


5. プロトコル

▷LoRaWANプロトコルは、データが非同期に送信されることを可能にします。つまり、必要なときにのみデータが送信されます。 これにより、現場のセンサデバイスのバッテリ寿命が10年も延長され、バッテリ交換コストが低く抑えられます。

▶︎NB-IoTは、送信すべきデータが存在するかどうかにかかわらず、セルラネットワークへの同期接続を維持します。 これにより、センサデバイスのバッテリ寿命が大幅に短縮され、高いバッテリ交換コストが発生し、多くのアプリケーションではコストがかかる可能性があります。


6. 発信電流

▷LoRaWANは、10dBmで18mA、20dBmで84mAの送信電流を提供します。 変調の違いにより、LoRaWANはコイン電池などのように非常に低コストの電池でサポートされます。

▶︎NB-IoTセンサーは、23dBmで〜220mA、13dBmで100mAを消費します。これは、動作に多くの電力を必要とし、より頻繁なバッテリー交換またはより大きなバッテリーを必要とすることを意味します。


7. 着信電流

▷LoRaWANは、リモートセンサーのセンサーBOMコストとバッテリー寿命を短縮します。 受信電流が〜5mAの場合、LoRaWANは全体的に3〜5倍の低電力で動作します。

▶︎NB-IoTは、〜40mAで受信電流を動作させます。 セルネットワークとデバイスとの間の通信は平均して110mA以上を消費し、一度に数十秒間持続します。 プロトコルのオーバーヘッドは、3,5,10年以上の動作が必要なデバイスのバッテリ寿命に大きな影響を与えます。


8. データ転送レート

▷LoRaWANは、〜293 bps-50 kbpsのデータレートを特長としています。 LoRaWANプロトコルは、センサがゲートウェイからどのくらい離れているかに応じてデータレートを動的に調整し、信号の時間を最適化し、衝突を減らします。

▶︎NB-IoTは、〜250 kbpsのピークデータレートで動作し、より高い電力バジェットでより高いデータレートのユースケース(50 kbps以上)に適しています。


9. 電波利得

▷LoRaWANのMCL信号は、各国地域の規制上の制限によって異なります。 リンクの予算は155 dBと170 dBの間の最良の場合です。

▶︎NB-IoTは、遠隔センサをサポートするためには、低ビットレートの遠隔センサに対して重要な反復を必要とします。 リンクバジェットは、164 dBの最良の場合です。


10. モビリティ

▷LoRaWANは、モバイルセンサーをサポートし、資産がある場所から別の場所に移動する際にそのセンサーを追跡できます。 これは、GPSなしでも多くのアプリケーションで十分正確な精度で実行できます。

▶︎NB-IoTは、今日のアイドルモードセル再選択に限定されており、モバイル資産トラッキングのためには最適化ではありません。

LoRaWANは、最先端のバッテリ寿命とアプリケーションをほぼすべてのバーティカル市場に提供します。 あなたのIoTアプリケーションでLoRaテクノロジーを利用することに興味がありますか?

当社のアプリケーションブリーフライブラリには、LoRaテクノロジの実際の展開が数十件あります。







以上







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災害予測に衛星データ活用

2週間前のブログでご紹介させていただきましたSensor Netowork様の事例。 河川の洪水事前に察知するために、上流部、中流部に超音波センサ+LoRaノードを使いながら、水位を常時監視する仕組み。
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災害ネットワークにLoRaテクノロジーを活用 - Sensor Network様


今週月曜日((2018.7.23)の読売新聞夕刊の一面に興味深い記事が載っていましたのでご紹介します。



災害予測に衛星データ

雨量・地形変化 AIが解析


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総務省は人口衛星と地上のデータを組み合わせて災害を予測するシステづくりに乗り出す。崖崩れや川の氾濫などが起きそうな地点を24時間体制で観測し、地形や雨量などの変化を人工知能(AI)で解析する。災害の予兆をとらえれば、自治体を通じて住民に早期避難を呼びかける。 2020年度の実用化を目指す。

新たなシステムは、衛星データの活用策を検討してきた総務省の有識者会議(主査・中須賀真一東大教授)が今月4日、提案した。

これを受け、総務省は19年度予算の概要要求で事業費を計上し、国土交通省や気象庁などと協力して具体化を進めることにした。

新システムでは、自治外が作っているハザードマップ(被害予測地図)などを参考に、災害に見舞われそうな場所を監視地点としてあらかじめ選びだしておく。

そのうえで、雨量や地中の状況を把握するセンサーを現地に置き、準天頂衛星「みちびき」から1時間に一回程度観測して、雨量や土壌に含まれる水量、地形などの変化を追う。これらのデータを気象情報をAIで解析し、災害の危険性を予測するという流れだ。

新システムを使えば、災害の発生をピンポイントで高精度に予測できるため、自治外が地元住民向けの警報や避難指示を効果的に出せるようになる。

総務省幹部は「宇宙からの目で災害から住民の命を守り、社会基盤の耐震化など災害に強いまちづくりを目指したい」と語る。

西日本豪雨では、記録的な大雨が集中的に降ったため、土砂崩れや川の氾濫が起き、200人を越える死者・行方不明者を出す惨事につながった。国や自治体にとって、災害予測をどう向上させるかが大きな課題となっている。





この記事内で衛星データ活用を総務省に提案された東大中須賀教授、安倍総理、Sensor Network山口理事!!!
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今年2月にアムステルダムで開催されたThe Things Conferenceでは、既に低軌道衛星からLoRaWANサーバーを経由して実際に双方通信しているデモが、Keynoteセッションと会議前にデモンストレーションエリアで実際に見ることができました。

この事業をドライブするには、LoRaテクノロジーを発明したNicolas SorninさんとThe Things NetworkネットワークアーキテクトのThomas Telkrampさんです。 今年8月から欧州のキャリアがサービス展開しているLoRaWANネットワークとこの衛星通信を繋いでローミングの実証実験して、9月からサービスローンチとなります。

ご参考までにThomas TelkrampさんのKeynote動画をご紹介します。 日本でもThe Things NetworkのローカルハブとなるPublic Clusterを構築できればと思っています。

↓↓↓↓↓↓↓↓↓
低軌道衛星(CubeSat)とLoRaWAN (The Things Network) をつなぐ

↓↓↓↓↓↓↓↓↓
The Things Conference - LoRaWANに関する2つの新技術



最後に、

日本列島は、巨大地震がいつ起こるかわからない状況です。 衛星と地上に災害時に強いネットワークを構築して甚大な被害を生まない仕組みつくりが即刻望まれます!








以上







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