スマートホーム、スマートビルディング

住宅とビルのオートメーションシステム

IoTが建物をより安全で快適に

スマートホームやスマートビルディングの技術的な機能が、建物の快適性、エネルギー効率、セキュリティを高めます。半導体ソリューションを用いて、建築設備に組み込まれた住宅家電やシステムを状況や環境に応じて調整することができます。センサー、アクチュエータ、制御システムの連動により、スマートホームやスマートビルディングの各コンポーネントがリアルタイムで正確なデータの収集、評価、処理を行い、これに基づき適切に作動します。その際にはセキュリティソリューションが、システムとすべての動作を攻撃から守ります。

2019年時点で、ヨーロッパのスマートビルディングにはすでに約1600万件のIoT接続が確立されています。欧州電気通信ネットワーク事業者協会(ETNO)によると、2025年には、これが約1億5400万件に増える見通しです。

インフィニオンの半導体ソリューションが住宅と商業ビルのスマート化を実現し、快適性と利便性を高めます。

ソリューション

すぐ使える住宅やビルオートメーションシステム

インフィニオンの幅広い製品ラインナップには、スマートホームとスマートビルディング用の画期的なソリューションを実現する、カスタムされた半導体ソリューションが含まれます。メーカーによるIoTソリューションの開発と住宅やビル用のオートメーションシステムへの統合を、いちから支援します。取りわけ、この業界に新規参入するメーカーには、通常の基本的ソリューションに加えて、 XENSIV™ 予知保全評価キット が役立ちます。

センス

センサーはスマートビルディングの神経系

ビルにセンサーを設置すれば、稼働状況と周囲の環境に関するデータを集め、その情報にリアルタイムで反応できます。インフィニオンのXENSIV™ ファミリーは、次のような状況に対応した幅広いソリューションを提供しています。

たとえばXENSIV™ MEMSマイクを使って音声制御を行えます。CAPSENSE™ ファミリーの容量性センサーは、タッチセンシングでデバイスを制御する洗練され、信頼性の高いソリューションです。

他方で、レーダーセンサーで効果的に動作を検知することも可能です。インフィニオンの高度に集積されたXENSIV™ 60 GHz レーダーセンサーソリューションは、スモールフォームファクタと低消費電力により、多くのアプリケーションに画期的で直感的なセンシング機能を実現します。

ToF技術を用いたREAL3™ イメージセンサーは、 リアルタイムで正確に深度データを提供し、短時間で反応します。また、非接触で稼働させることが可能なうえ、環境光に対しても堅牢性を発揮します。

 

インフィニオン XENSIV™ センサーテクノロジー

インフィニオン XENSIV™ MEMS マイク

インフィニオンのIoT対応 XENSIV™ 60 GHz レーダーセンサー

インフィニオン REAL3™ 3D ToFイメージセンサー

コンピュート

カスタムされた IoT 制御ソリューションに最適なマイクロコントローラ

マイクロコントローラは、あらゆる種類のビルディングコンポーネントのデータを処理します。インフィニオンのラインアップには、以下のアーキテクチャに基づく、このタイプのソリューションが数多く含まれます。

Arm® Cortex®-M0 コアと最先端の65nmテクノロジーを組み込んだXMC1000マイクロコントローラは、コネクテッドLEDへの電力供給やワイヤレス充電ソリューションに使用されます。Arm® Cortex®-M4 と DSP命令セットを搭載したXMC4000マイクロコントローラの、スマートホームやスマートビルディングへのアプリケーションの例として、ソーラーコンバータ、感知、制御および照明ネットワークなどが考えられます。

デュアルCPUアーキテクチャを採用した PSoCTM 6マイクロコントローラは、高性能と低消費電力を両立させ、IoTデバイスへのアプリケーションに特化されています。インフィニオンのPSoCTM 4 は課題を見事に解決するアナログセンサー統合、容量性タッチ、ワイヤレスコネクティビティなどの機能が、標準装備されています。

 

インフィニオン 32ビットArm® Cortex®-M内蔵XMC™マイクロコントローラ

インフィニオン 32ビット Arm® Cortex®-M4 Cortex-M0+内蔵PSoCTM 6

インフィニオン 32ビット Arm® Cortex®-M0内蔵PSoCTM 4

アクチュエイト

パワー半導体が高いエネルギー変換効率を保証

アクチュエータは、受け取ったデータや情報を使って、ビル内の接続されたデバイスを制御し、作動させます。インフィニオンの OptiMOS™ NチャネルパワーMOSFETは、高性能のアプリケーション用に設計されており、高い効率性と電力密度を実現するだけでなく、高いスイッチング周波数にも最適です。iMOTION™シリーズのようなモータ制御用の高度に集積化されたICや、インテリジェントパワーモジュールのCIPOS™ ファミリーは、家電製品やファン、ポンプなどのモータを効率的に作動させ続けるために開発されました。

堅牢性に優れた CoolSET™ AC-DC 統合パワー段を使って、家電、セットトップボックス、通信システム/サーバなどの最大出力43Wの汎用電源に対する、電力管理アプリケーションを実現できます。インフィニオンのラインアップの最後を締めくくるのは、幅広いディスクリートIGBTです。

 

インフィニオン パワー半導体ソリューション

インフィニオン OptiMOS™ Nチャンネルパワー MOSFET

インフィニオン iMOTION™デジタルモータコントローラ

インフィニオン CIPOS™ (IPM)

コネクト

効率的なデータ交換のためのネットワーキング

コネクティビティは、スマートビルディングに欠かせない機能です。コネクティビティによって、ビルの様々な要素がデータの送受信を行えるスマートなコネクテッドデバイスに変わります。そのため、インフィニオンは、あらゆる種類のコミュニケーションシステムに対応したソリューションを提供しています。

WICED Wi-Fi + Bluetoothコンボは、IoTの設計に使用できるスモールフォームファクタ用のソリューションで、IEEE 802.11a/b/g/n/ac WLAN と Bluetoothをシングルチップに搭載しています。Wi-Fi + Bluetoothコンボの多くは、 WICED Wi-Fi および ModusToolboxTM ソフトウェア開発キットでサポートされています。この開発キットが、コードの例、ツール、開発サポートなどを提供しています。

インフィニオンの Bluetoothラインアップは、 Bluetooth Low Energyのみのソリューションと、Bluetooth Classic (BRおよびEDR)とBluetooth LEの両方に対応したデュアルモードソリューションから構成されます。Bluetooth SDKは、デュアルモードアプリケーション(BR + EDR + Bluetooth LE)の構築に必要なすべての機能を備えています。Bluetooth SDKと ModusToolboxTM IDEおよびBluetooth コンフィギュレータツールを組み合わせることで、強力で使いやすいツールセットが実現し、Bluetoothを搭載した優れたIoTソリューションを開発できます。

 

インフィニオン ワイヤレスコネクティビティ

セキュア

拡張性ある統合しやすいセキュリティソリューション

ハードウェアに組み込まれた IoTセキュリティアーキテクチャは、スマートビルディングをサイバー攻撃から守る上で欠かせません。インフィニオンは、ハードウェアをベースとした十分に実証した幅広いソリューションでこの課題に対処し、スマートホームとスマートビルディングのデータとデバイスを強力に保護することを目指しています。

OPTIGA™ ファミリーは、組み込みセキュリティソリューションと簡単に統合できるセキュアなセルラーコネクティビティを幅広いラインアップで提供します。このハードウェアベースのセキュリティソリューションは、基本的な認証チップから高度な実装まで拡張することができます。OPTIGA™ Authenticate ファミリーは、真正性を確認するため「モノ」に識別情報を与えます。これがデジタル世界、特にIoTの世界では信頼性を生み出す前提条件です。OPTIGA™ Connect ファミリーを使えばセキュアなセルラーコネクティビティを通して製品と接続することができます。信頼性の高いデータを用いて完全性を高め、確実なコミュニケーションで秘密保持を促すことが、OPTIGA™ Trustおよび OPTIGA™ TPM ファミリーの明確な目標です。

最後に SECORA™ Blockchain は、ブロックチェーンシステムの実装に向けたクラス最高のセキュリティを搭載した、短時間で簡単に使えるJava Card™ソリューションです。アプリケーションの安全性を高め、お客様のブロックチェーンシステムをより設計しやすくします。

 

インフィニオン OPTIGA™ 組み込みセキュリティソリューション

インフィニオン SECORA™ Blockchain セキュリティソリューション

アプリケーションの例

レーダーベースのエントランスカウンター

正確で匿名かつ非接触

新型コロナウイルスの感染拡大によって、公共施設のソーシャルディスタンスを確保するソリューションを早急に確立する必要が生じています。

そんなソリューションのひとつである、スマートエントランスカウンターは、建物や部屋に出入りする人数をカウントすると同時にソーシャルディスタンスも確保します。60GHzレーダーセンサーと統合ソフトウェアを使用して、正確に匿名で人数をカウントします。

トラフィックライトシステムが、入場が許可されているかどうかを通知します。このようなソリューションの需要は、世界で9000万ユニットにのぼると予想されます。このシステムは、入口や出口の壁または天井に簡単に設置できます。公共施設、小売店、食料品店、レストラン、学校、企業スペース(社員食堂やオフィス)など、あらゆる種類の建物に実装することが可能です。

換気および警告システム

屋内で新鮮な空気を確保するPASセンサー

スマート換気および警告システムは、屋内の空気質の悪化を警告し、必要とされる新鮮な空気を供給します。光音響分光法(PAS)を使用したセンサーが、屋内の空気中のCO2含有量を極めて正確に測定します。このセンサーは、特に低周波数用に設計された高感度の音響検出器を使用しています。PAS原理により、従来のCO2センサーと比較して最大75%の省スペース化を実現しています。ppm値を直接測定できること、および革新的な設計により、迅速で簡単な搭載が可能となり、大量生産されるアプリケーションに最適となっています。

予知保全

想定外の稼働停止時間を防ぐ

暖房、換気、空調、冷蔵システムの故障は、たびたび作業工程を中断し、保守コストを増大させています。データに基づきシステムの不具合を予測する予知保全は、これに対応する効果的なソリューションになるかもしれません。センサーを使ったソリューションの有用性を示すため、インフィニオンはKlika Tech社および AWS社と連携して、センサーを搭載した評価キットを開発しました。このキットを使って、状態監視と予知保全を簡単に評価することができます。幅広いセンサーとマイクロコントーラ、組み込みセキュリティ、ソフトウェアを組み合わせることで、コンプレッサ、モータ、ファンなどの重要な部品の各種パラメータをリアルタイムで監視して、潜在的な異常を即座に検出することができます。これにより、保全を担当する技師は、不具合が起きる前の適切な時に通知を受けて、摩耗部品の交換やエアフィルターの掃除などにより問題に対処できます。

 

XENSIV™ 予知保全評価キット 

Connected Home over IP標準

異なるサプライヤーのデバイスを簡単に使用できる

世界をリードするスマートホームデバイスメーカーとサプライヤーが協力して、スマートホームの実現に向けたグローバルスタンダードを開発しています。Zigbee Allianceのワーキンググループ「Connected Home over IP」(略してCHIP)は、スマートホーム製品の互換性とセキュリティを高め、簡単に使用できるようにすることを目指しています。スマートホームソリューションの安全で簡単なデバイス設定やコントロールといった観点が、消費者の購買決定の重要な基準になりつつあります。

CHIPを使えば、設計段階から製品寿命の終わりまで、ハードウェアセキュリティチップにデバイス識別情報を保存し、更新することができます。セキュリティが安全でないパスワードの使用を排除し、保護されたファームウェア更新によりデバイスの完全性を維持し、最先端のデータ暗号アルゴリズムでプライベートデータを保護することが可能です。CHIP標準は、使いやすいハードウェアベースのセキュリティを提供することで、スマートホームデバイスメーカーがコストと余計な労力を最小限に削減し、製品のセキュリティレベルの大幅向上を図ることができるよう支援するものです。

Connected Home over IP標準がどれだけ簡単に動作するかをご覧ください。

Connected Home over IP標準とのシームレスで安全な相互運用性

  • ユーザーがコーヒーメーカーのようなConnected Home over IP標準のデバイスを購入します。このデバイスには、関連するソフトウェアがあらかじめインストールされており、独自の識別情報と認証ステータスを証明する一連の認証情報が用意されています。
  • このデバイスをスマートホーム内で使用できるようにするには、スマートフォンでQRコードをスキャンし、デバイスのペアリングボタンを押します。
  • スマートフォンはデバイスの初期認証を確認し、ネットワーク上にセットアップします。これで準備完了です。スマートフォンやスマートスピーカーなどのデバイスから追加した製品が操作できるようになります。

詳細

パワーオーバーイーサネット

IoTの速やかな設置が可能に

パワーオーバーイーサネット(PoE)では、LANケーブルがデータの転送だけでなく、同時にデバイスへの給電も行います。そのため、建物内のセンサーや他のIoTデバイスを、従来よりはるかに短時間で設置できます。PoEは長年にわたって使用されてきましたが、最新の標準IEE802.3btでは、ツイストペア イーサネット ケーブルを介して供給できる最大電力が増えています。そのため現在は、最大100Wを提供できるようになりました。従来型のイーサネットケーブルでデバイスをスイッチにつなぐだけで、PoEスイッチは複数のデバイスに同時に給電できます。これにより、スマートビルディングシステムの設置プロセスだけでなく、その後の再構成も簡単になります。アムステルダムにある画期的なオフィスビルであるThe Edgeは、650個のPoEスイッチを設置して、PoEのメリットを活用しています。そのためユーザーは、たとえばスマートフォンのアプリ経由で照明や温度を調節できます。施設管理者は建物内のさまざまな機能すべての状況を明確に把握して、運用効率を高めることができます。20カ月の間に、従業員1人当たりコストを1,800ユーロ以上削減することができました。