SIMアプレットによる基地局情報を
活用したIoT機器見守りの検討

大きな環境の変化があったため、改めて紹介いたします。

2022年にNTTコミュニケーションズが「eSIMのアプレット領域分割技術」という新たな技術をニュースリリースいたしました。（正確な情報はニュースリリースをご参照ください。）

前回記事の時点では、モバイル通信可能なSIMアプレットをインストールできるSIMの用意に苦慮しておりましたが、本技術によりSIMの利用者が自らのSIMアプレットを活用することができる環境が提供されていくものと考えております。

本記事でのSIMアプレットとは、SIMにインストールして動作するJavaアプリケーションのことを指しています。（詳細は前回の記事も合わせてご参照ください。）

SIMでアプリケーションを動作させることにより、SIMを利用する機器であれば同じ動作をすることが期待できます。例えば、スマートフォンとフィーチャーフォン（いわゆる、ガラケー）にアプリケーションをインストールするなら、それぞれの機器にあったアプリケーションを別々に用意する必要があります。しかし、SIMにアプリケーションをインストールするSIMアプレットではどちらの機器でも同一のアプリケーションが動作することが期待できます。

この特長により、今後のIoT化が進み様々な通信機能を持つ機器が登場しても、SIMを挿入するだけで機能を付加できる見込みです。利用者が手を加えられないような機器、例えば市販されているモバイルルーターなどでもこれを実現できる可能性があります。

上図はSIMアプレットが機器と連携して動作する様子を模式的に示しました。

多くのSIMを利用する機器にはSIMと連携するエージェント（以下、エージェント）が標準搭載されています。このエージェントとSIMアプレットが連携することで、機器の様々な機能を利用することができます。この仕組みにより、同一のSIMアプレットが異なる機器（図中のSIMを利用する機器A、B）でも同様の動作をすることができます。ただし、利用できる機器の機能はエージェントにより異なります。多くは標準化されていますが、OS、機器メーカー、製造時期により差異が発生する場合があります。

前述の仕組みによって、SIMアプレットはエージェントと連携して機器の情報とTCP通信による外部システムとの連携が可能です。取得できる情報には、IoT機器の見守りに有用な情報があり、今回構築したデモでは下記を活用しています。

• SIMが挿入されている機器の情報
  • 機器のIMEI
• 接続しているモバイル回線の通信状態
  • 電波の強さ
  • モバイル通信の基地局関連の情報

SIMアプレットの動作検証のために、IoT機器見守りのデモシステムを構築しました。デモは次の図のような構成になっています。

デモの動作の流れは次の通りです。

1. SIMアプレットは機器から見守りに有用な情報（IMEIなど）を取得し、定期的にデモのサーバー（外部システム）に送信します。
2. サーバーはSIMアプレットから受信した情報をもとに表示用データを作成します。
   • 機器のIMEIをもとに機種を特定する
   • 基地局関連の情報をGoogle Maps Platformに問い合わせて、機器が存在する推定のエリアを取得する
3. 作成したデータをもとにデモ画面を表示します。

実際のデモ画面は、次のようになっています。

画面左側に機器の健全性を確認できる情報、画面右側に機器が存在エリアの推定を表示しています。

• 端末情報（画面左側）
  • 機器の種類、IMEI、電波状況、データの受信時間を表示し、機器の健全性やデータの鮮度（何分前のデータであるか）が確認できます。
• 端末存在エリア（画面右側）
  • 機器が存在すると推定されるエリアを地図で確認できます。これはGPSによらず提供されるもので、GPS非搭載端末でも確認することが可能です。
  • 存在エリアは中心点と誤差半径が存在し、円の範囲内のどこかに機器が存在するであろうことを示します。

次に、ひとつのSIMアプレットを用いて、同じSIMアプレットが様々な機器で動作することを検証しました。

検証を行った機器は次の通りです。

• スマートフォン：iPhone (iOS)、 Sony Vaio (Android)
• タブレット：iPad (iPadOS)
• その他：モバイルルーターやM2Mルーター

検証の結果、すべての検証機器で問題なくデモ画面にデータを表示することができました。あわせて、存在エリアを比較したところ、機器の差による存在エリアの違いはほとんど見られませんでした。

この結果から、今回私達が作成したSIMアプレットは、SIMが扱える機器であれば端末の種類、OSまたはメーカーを超えて動作できるのではないかと考えています。

機器の存在エリアの推定について、その精度の追加調査を行いました。

上図は山の手線に機器（スマートフォン）を持ったメンバーが乗車し、スタートからゴールに向けて移動した時の推定されたエリアを時間毎にプロットしたものです。左図はエリアの中心点のみ、右図はそれに加えて誤差の範囲を描画しています。
左図からは、ほとんどの点が山手線の線路上にあることから、多くの場所で高い精度のデータが取得できていることが推測できます。

右図からは、存在エリア推定の誤差範囲が場所毎に異なることがわかりました。今回計測した範囲では、もっとも誤差の小さいところで500m程度、誤差の大きいところでは1000m程度になりました。

今回の検討によって、SIMアプレットを用いることで、多種多様なIoT機器の見守りが実現できそうだという知見が得られました。

この検証結果を受けて、私達は、「IoT機器みまもり」のサービス化に向けて次の検討を進めています。

このサービスは、ルーターやIoT端末などに今回のデモのようなSIMアプレットを入れることで、動作不良や機器の盗難などのトラブル発生をただちにお客さまにお知らせするという内容を想定しています。

この構想について、展示会の場で実際のお客さまと意見交換しましたところ、IoT機器の中には、監視用エージェントを組み込むことが困難な機器や、GPS機能を組み込むことが難しい機器が数多くあるという声がありましたので、SIMカードを差し込むだけで機器見守りができることには利用価値があると考えております。