自動車の制御／センサーデータ収集におけるペイロード設計【第4回】

　Remote Data Acquisition（遠隔データ収集）の例である自動車の制御信号の計測において、データ伝送路をどう確保するかは重要な検討課題の1つである。

　そこで以下では、ある自動車（車両A）の制御信号計測をサンプルに、データ伝送のペイロード設計を検証してみよう。まずは、車両データ計測のサンプルシナリオを整理する。

【車両から取得される制御データの条件】

　計測対象となる車両Aからのデータは、3つの制御バス（CAN：Controller Area Network）の全データとする。

制御バス1：秒間CANデータ数は約2000個
制御バス2：秒間CANデータ数は約2000個
制御バス3：秒間CANデータ数は約2000個

　さらにCANデータには、時系列データを管理・処理するうえで必要なタイムスタンプがない。車載ゲートウェイで、すべてのデータにタイムスタンプを付与することとする。

【ユースケース】

　このデータ収集におけるユースケースには、大きく以下の2つがある（図1）。

ユースケース1：全データをサーバーに回収し、データベースに蓄積されたデータを解析ツールなどに取り込んで解析用に活用する（図1の青矢印の経路）

ユースケース2：データ回収に加え、監視用のアプリケーションから計測データをリアルタイム確認する（図1の赤矢印の経路）

図1：車両Aからのデータ収集のユースケース

　ユースケース1では、データをサーバーに回収することが目的であり、リアルタイム性は要求されない。一方、ユースケース2では、サーバーへのデータ回収と同時にリアルタイムストリームとして監視アプリケーションにまでデータを流す必要がある。

伝送するペイロード量と帯域を計算する

　こうしたシナリオに対応するうえで、データ伝送の方法を検討する際に考慮する主なポイントは以下の5つである。

ポイント1：発生データの総量
ポイント２：回線の平均帯域想定
ポイント３：目的に応じたトランスポートプロトコルの選択
ポイント４：データの圧縮率
ポイント５：必要帯域の想定

　各ポイントについて、それぞれ内容を確認してみる。なお、本サンプルケースでは弊社が実際に実測した車両AのCANバス上のデータ量を基にする。