リーダ　：岩崎　祐也副リーダ：我如古　翼メンバー：樋口 駿 藤川 丈自　井上 孝重

KAIT-ORC（ KAIT- オープンルータコンペティション）

～仮想ルータで自由につながる～

神奈川工科大学

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提案システム【モチベーション】屋外のイベント会場や被災地で仮設ＩＰインフラを作りたい。【課題】・有線の AP だと設置までに時間がかかりサービスエリアも限定される。・普通の無線だとどこがアクセスできるエリアなのかが分からない。　　また、地上だと設置場所が限定される。【提案】・ルータ機能を搭載したバルーンを上空に上げて可視化し、複数のバルーン　で仮設ＩＰインフラを構築。・アクセスエリアを提供するだけではなく可視化を中心に様々な機能を　盛り込む

可視化ルータ SKAIT を提案 2

SKAIT 概念図

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バルーン間のデータ伝送 エッジAP

外部のネットへ

【各バルーンの装備】AP 2.4GHz【機能１】 帯をユーザアクセスポイントのインフラとして提供

中継機能 【機能2】5GHz帯を使いバルーン間の中継機能を提供する

カメラ 3【機能 SKAIT】 に接続されたカメラからの映像を遠隔地等に配信　 　 　 　 　 バルーンの周辺状況の可視化

LED【機能3】LEDを使ってトラヒック状況を知らせる

　 　例えば（赤色＝混雑 黄色＝少し混んでいる 青＝空いている）など　 　 　 　 　 トラヒック状況の可視化

GPS4 GPS【機能 】 を使ってバルーンの位置情報を交換する。

GoogleMAP SKAITこの情報を元に、 にマッピングし、全ての の位置を把握する。　 　 　 　 　 位置情報の可視化

【利用シーン１】　

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移動

視覚的に確認

バルーン間のデータ伝送 エッジAP

被災者の情報を外部ネットワークに伝送する

被災者は視覚的に SKAITを確認することで避難所へ誘導することができるSKAITが存在する避難所が容易に見つけられる !!

避難所

災害救助（避難所発見）

イベント模様の交換

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バルーン間のデータ伝送 エッジAP

各イベントの情報を外部ネットワークに伝送する

②B会場に居ながら A会場のイベント内容や人の混み具合が分かる他の会場で行われているイベントの映像が見れる !!

①A会場の情報を他の場所に伝送する

映像伝送

A 会場 B 会場

【利用シーン２】

広域化応用例（長距離レース）

6※ イメージ図は次のスライド

【ニーズ】ツール・ド・フランスや市民マラソンなどを見に行った場合に、お気に入りの選手や知り合いがいつ来るのか、今どんな状況なのか知りたい。【課題】公共のインフラでは山などに阻まれてネットワークが構築できないことが多い。

そこで SKAIT の出番です！【提案】step1: 観客はお気に入りの選手を事前に登録する。step2: その選手がチェックポイントを通過すると、その選手を登録している観客に選手の映像や「今～ポイントを通過しました」などの情報を送る

【利用シーン３】

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観客

チェックポイント通過

ＧＰＳの応用例・選手の不正防止・選手が今何処にいるのかが分かる

選手Ａさんがもうすぐ来るぞ！

選手Ａさんチェックポイント通過

観客選手Ａさんがもうすぐ来るぞ！

802.11j

GPS による時刻の同期広域化応用例（長距離レース）【利用シーン３】

選手 A

実装上の課題とアプローチ

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課題① バルーンで浮かせるためには軽く、低消費電力が必要無線インタフェース部や可視化部だけを上空へ

課題②アンテナなどの周波数が高い（ 2.4GHz,5.6GHz) ものを地上から延長すると減衰しやすい送受信機込みで上空へあげる

課題③ バルーン間で利用する電波法に配慮した周波数の決定。バックボーンには混信削減の観点から 5.6GHz （ 4.9GHz)課題④市販の Wi-Fi製品は Vyatta／ Linux に未対応の製品が多い

VMnet経由で制御するため Vyatta を Windows 上のゲスト OSとして実行課題⑤可視化機能（ LED 、カメラ、 GPS ）の制御方法組み込みマイコンを使って分散制御

LED は SNMP　GET で Vyatta のトラフィックを収集し、スクリプトで色を変化

SKAIT のスペック• バルーン直径 : ２ .５ [m] 　• かご重量：１ . ２ [kg] 　• ヘリウム容量：４０００ [ℓ] 　• 最大浮力：４ [kg]• 消費電力 :約 1000[mA](非負荷時 )• 34Ah バッテリ接続時の稼働時間 : 　 約 48 時間 (非負荷時 )

SPEC:

試作機でのバルーン浮遊実験画像 9

SKAIT の実装機器実装機器一覧

機器名 詳細ネットワーク制御 Vyattaバルーン間通信用無線機器 MZK-SA300Dユーザ用無線 AP MZK-SA300Dマイコン XPortARGPS モジュール GT-723FLED LSJETSカメラ TEMVIS　JPT3815Wメイン制御 Pyson　 シェルスクリプト　 バッチファイル

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ネットワークトポロジー

シェルスクリプト実行用 PCデータベース＆web サーバ

SKAIT 用webカメラ

ノートＰＣ

HostOS(Windows)

Vyatta

【上空（バルーン）】

【地上】

Ethハブ

bAPβ-2

bAPα-2 uAP2

5GHz36ch

5GHz40ch

ＵＳＢハブ xportgpsLED

VMNET　ブリッジ接続外部ネットワークへ

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バルーン間伝送

SKAIT1

SKAIT3

5GH　36ch

5GH　40chSKAIT2

5GH　36ch

5GH　40ch

バルーン間伝送にはアクセスポイント間を接続する機能 (WDS) を使用5GH　36ch 　　　SKAIT2⇔SKAIT1⇔SKAIT35GH　40ch 　 SKAIT2⇔SKAIT3⇔SKAIT1１区間辺りの伝送距離：屋内で 40M以上 (障害物有り )

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XPortAR による GPS取得 LED点灯• シリアル -Ethernet変換機能を持った XPortAR により、GPS 情報の転送と LED点灯のスイッチングを行っている。

　　　　LAN(Vyatta[Eh3])

XPortAR GPS モジュール

LED スイッチング用トランジスタLED テープへ 13

混雑度表示用 LED• 混雑表示用の LED テープを搭載。

[赤 ] ：トラフィック大[黄 ] ：トラフィック中[青 ] ：トラフィック小

• トラフィック量を監視して、自動制御で LED の色を変更可能。• 設定によりトラフィックの閾値を任意に変更可能。

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ＷＥＢによる SKAITの情報の表示機能• 各SKAITの情報をWEB上の地図にて表示することができる。• SKAIT の伝送速度によって負荷を色で表示する

・ユーザはブラウザ上でバルーンの位置を表示、確認できる。・表示されているバルーンの色は、実際のトラフィック状況が反映されて表示される。

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ＷＥＢによる SKAITの情報の表示• SKAITの詳細情報はアイコンをクリックすることで　閲覧することができる。• SKAIT の位置・伝送速度はデータベースに格納される。

・バルーンの緯度経度や実際の通信情報が確認できる。

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デモンストレーション•デモ１： SKAITによる各地の映像表示•デモ２： SKAITの負荷状況に応じた視覚表示

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今後の課題

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・ GPS モジュールからの情報と SKAIT の通信速度をデータベースに自動で書き込む処理

・ 802.11j などの長距離用の無線規格を使ってバルーン間接続の伝送距離を伸ばす

ご清聴ありがとうございました

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