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本技术介绍参考了以下链接
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2017年03月11日

实现快速提供IoT服务的领域工程技术
通过仿真模拟与可视化技术迅速解决无线电波引起的现场问题

株式会社富士通研究所(注1)(以下简称,富士通研究所)开发出了一项领域工程技术,基于该技术在对使用Wi-Fi、Bluetooth等无线通信的IoT设备进行现场设置时,可缩短安装时间,实现了设备的稳定运行。

开发背景

目前,针对工厂、购物中心或体育场、车站、机场、办公大楼等人群活动场所,正在积极努力加快IoT系统的商业化步伐。为了灵活有效的设置传感器,采用的系统大多使用了Wi-Fi或Bluetooth、ZigBee等无线电波。

图1

图1  使用了无线电波的IoT系统示例

课题

在导入了IoT系统的环境中,人与物体的往来比较频繁,有时会因此产生无线电波屏蔽或反射,从而引起无线通信不稳。另外,由于与现场人群携带的智能手机等发射的电波相互干扰,也会导致通信受到干扰。

过去,无线电波专家需要凭借经验,通过操作专用检测仪器反复确认安装和试运行错误,导入、运行时都存在问题,因此通常需要花费数周时间才能保证设备稳定运行。所以,急需一套简便快捷的IoT设备安装技术。

开发的技术

此次富士通研究所开发出了两项技术,包括:自动捕获现场布局和人流视频,自动确定无线设备安装位置的无线电波模拟技术,以及在安装了IoT设备的现场,将无线电波干扰的实际发生状况可视化的技术。

开发的技术具有以下特征:

  1. 可轻松自动确定无线设备安装位置的无线电波模拟技术

    传统的无线电波模拟需耗费巨大人力和时间,基于以下两项技术可简化该操作,无需无线专家即可轻松自动确定无线设备的安装位置。

    • (1)三维空间的数字化技术:

      富士通研究所开发了一种三维空间的数字化技术,通过对现场多个点进行激光扫描测量,自动校正失真并顺利结合多个测量数据,可自动生成无线电波仿真所需的三维布局数据。利用该技术,原来人工需要约一周(包括测量时间)的数据生成作业,现在只需两小时左右。

    • (2)移动人体的模型化技术:

      过去,为了量化人体运动造成的影响,需要每次一点点改变人物配置,进行大量的仿真模拟。此次,利用富士通研究所研发的视频识别人群流动的技术(注2)自动测量来往人数,按人数使用模式化的模拟结果,原来需要约3天时间完成的模拟现在用普通的PC仅需不到15分钟。

      图2

      图2  无线电波模拟数据

  2. 无线电波干扰的可视化技术

    富士通研究所开发了一种无线电波干扰的可视化技术,在安装了IoT设备的环境下,可自动识别并显示实际使用中的无线通信,将拥堵状况按通信标准、信道或位置等进行可视化。这样,即使非专家也可轻松确定IoT设备的正确安装位置、数据传输间隔、信道设置等。

    该技术基于一种独特的计算方法,即按无线标准(Wi-Fi、Bluetooth、ZigBee等)种类计算准备的信号模式和接收信号之间的相关系数,对无线标准进行识别。传统技术通常在对接收信号频率进行校正后,会与每个标准对应的信号模式进行乘积累加运算。而本技术在接收信号与准备的信号模式不一致时,通过利用频率校正前具有高随机性这一特征,实现了高识别性。识别灵敏度是传统方法的2倍。

  3. 图3

    图3  无线电波干扰的可视化技术


    效果

    基于此次开发的技术,IoT现场安装的时间仅为原来的三分之一。

    利用该项技术,可以轻松解决IoT系统导入、运行时所面临的无线设备安装,无线电波拥堵、干扰等问题。用户在利用IoT系统提高业务效率及创造新价值时,可显著减少正式运营前所需的时间。正式运营开始后,也不会出现运行中断等大问题,从而可以实现安全稳定的运行。


    今后

    该技术将作为富士通株式会社的咨询服务业务对外提供。

    注释

    注1 株式会社富士通研究所:
    社长 佐佐木 繁
    总公司所在地 日本神奈川县川崎市
    注2 视频识别人群流动的技术:
    业界内首次实现通过低分辨率视频识别人群流动的技术(2016年2月17日)