シリアル・Ethernet・セルラーDTUの適応開発・納入事例 | Obeita
納入済みプロジェクト。完成したハードウェアとソフトウェアは、試験でお客様と合意した要件を満たしました。新規プロジェクトの仕様は別途合意する必要があります。
Obeitaは、要件定義、契約範囲の確定、ハードウェア・ソフトウェア設計、実機試験を経て、ESP32-S3を用いたシリアル・Ethernet・セルラーDTUを納入しました。技術的な重点は、Ethernet、Wi-Fi、セルラーそれぞれの実装上の選択肢を明確にしながら、RS485機器のデータを合意したIP宛先へ届けることでした。
機器からサーバーまでの接続範囲の定義
本プロジェクトでは、ネットワークコネクターを同等の接続手段と扱うのではなく、送信元のシリアルデータとその宛先を中心に設計範囲を整理しました。合意した顧客要件によってDTUの接続タスクを定義し、納入に必要なハードウェアとファームウェアの作業範囲を契約で定めました。
公開されている構成には、SPI接続のW5500 Ethernet、ESP32-S3のWi-Fi無線、ATコマンドで制御するML307R Cat.1モデムという上位回線の選択肢があります。TCP、UDP、HTTP、MQTTのどれを採用するかにより、セッションとデータ処理の要件は異なります。
ハードウェアとファームウェアの一体開発
Obeitaは、合意した範囲内でハードウェアとソフトウェアの開発を完了しました。技術設計では、シリアル転送の役割を、選択したネットワーク経路、書き込み手段、電源構成と結び付けました。CH340Cと自動書き込み回路が開発用の接続手段として記載されています。ESP-IDF、Arduino、MicroPythonは、採用可能な開発フレームワークの選択肢であり、すべてを同時に納入した環境ではありません。
公開されている電源構成には、開発用のUSB給電と、TPS54331を用いた現場電源入力経路が含まれます。RS485配線にはTVS保護と選択可能な終端抵抗を備えます。同様のセルラー設計では、モデム起動時と送信ピーク時の電力要求を電源容量に織り込む必要があります。ML307Rの1.8 V UARTは3.3 V MCUロジックに直接接続できません。モデムへの供給電圧が正しいことと、UARTの電圧互換性は別の確認事項です。
オプション回線の動作を明確にする
複数の上位回線が存在しても、自動フェイルオーバーが定義されているとは限りません。回線切り替えが必要な新規プロジェクトでは、優先順位、タイムアウト、セッション復旧、未送信データの処理を合意する必要があります。同様に、現場端子から外部計器へ給電する場合は、実際のピン配置、供給可能な電圧・電流、接地方法を確認する必要があります。
公開されている技術構成と設定
以下の表は、本事例で公開されている技術構成、設定の方向性、選定上の条件を示します。オプション、ファームウェアに依存する選択肢、拡張の方向性が記載されていても、すべてを納入したことを個別に保証するものではありません。実際の納入内容は、本プロジェクトで合意したハードウェア、ソフトウェア、機能の範囲に基づきます。
| 項目 | 構成 |
|---|---|
| コントローラー | ESP32-S3 |
| Ethernet | SPI接続のW5500、RJ45 |
| セルラーオプション | ML307R Cat.1、地域・通信事業者との適合性確認が必要 |
| RS485 | TVS、選択可能な120 Ω終端抵抗 |
| 書き込み | USB / CH340C / 自動書き込み |
| 電源経路 | USB 5 Vまたは12–24 V DCの設計 |
納入結果と試験の範囲
契約で定めたDTUのハードウェアとソフトウェアを完成させ、納入しました。実機による機能試験で、納入した成果物が顧客の要求を満たすことを確認しました。
この成果は、本プロジェクトで選択した構成と機能に対するものです。すべての上位回線、ソフトウェアフレームワーク、アプリケーションプロトコルを同時に納入したことや、自動フェイルオーバー、あらゆる通信事業者との互換性を示すものではありません。
同様のプロジェクトのご相談
代表的なRS485フレーム、宛先となるIPサービスまたはAPI、導入国、電源構成、必要な代替回線への切り替え動作をObeitaまでお知らせください。オプション回線が同じファームウェア動作をするという前提を置かずに、これらの情報から同様のDTU開発範囲を定義できます。