省エネによる排出量削減の流れの中で、人々はエネルギー消費を削減し、同時に新しい技術を活用してエネルギー使用の効率を高めることができます。スマートグリッドはエネルギー効率を高める重要な技術アプリケーションの1つであり、LoRaテクノロジーはスマートグリッドの推進に役立ちます。
スマートグリッドは高度な計測インフラから始まる
スマートグリッドの目標は、従来の電力網の上に高速通信ネットワークを構築することです。 センシング、分析、予測、意思決定、制御を通じて、安定した効率的な電力供給を実現します。従来の電力網は、発電、送電、配電という3つの主要領域に分かれています。高度な計測システムは、この従来のグリッドをスマートにするインフラストラクチャです。
スマートグリッドには、電力システム全体のすべての電力伝送を記録し、常に電気の使用状況を監視するA高度な モニタリングインフラストラクチャ (AMI ) が含まれています。 スマートグリッドには、電力の送電損失を減らすための超伝導送電線も含まれているが、風力や太陽光などの新しいエネルギー源を統合する機能も備えている。
スマートメーターがあれば、消費者は大電力を使用する家電製品やファクターを使用する機器を電気料金が安いときに使用することもできます。 一方、電力需要のピーク時には、不要な電力機器をオフにして需要を減らすこともできます。
スマートグリッドのもう一つの開発方向には、電力網の障害検出、判定、自動テスト伝送などが含まれます。 スマートグリッドの基本的なインフラは、グリッド上のデバイスを人工的に監視することから始まり、テレメトリ、リモートコントロールへと進化し、さらに自動調整へと進化しました。
発電所、配電システム、ユーザーの集合体は広範囲にわたることが多く、時には広大なエリアに渡ってすべてのスマートメーターを接続する必要があるため、より広いカバレッジと高い接続容量を備えたネットワーク通信技術が必要です。 IoT向けに特別に設計され、低周波数、低消費電力、長距離接続、高接続容量を提供する 低電力広域ネットワーク (LPWAN) は、 スマート グリッド アプリケーションに最適なオプションになります。LoRaはそのようなLPWAN技術の典型的な例であり、非常に有望な開発の可能性を秘めています。
2013年、Semtechは業界初の超長距離LPWANであるLong Range (LoRa) チップを発表しました。 2015年3月、このLoRaプロトコルを世界に普及させ、商用化を実現することを目的としたオープンな非営利団体として、LoRa Allianceが設立されました。™
LoRaネットワークは基本的に、端末 (LoRaモジュール内蔵)、ゲートウェイ (または基地局)、サーバー、クラウドの4つのセクションで構成されます。LoRaネットワークは、アプリケーション データの双方向伝送もサポートします。最大157dBのリンク バジェットにより、最大15kmの通信範囲が実現します (環境によって異なります)。 既存の移動通信基地局に送信電力20dBm（100MW）のゲートウェイを設置することで、建物が密集した都市環境でもLoRaのカバレッジは半径約2kmになります。 建築容量の少ない農村地域では、カバー範囲は半径10 kmに拡大されます。この接続範囲は、大規模な複合施設でのスマート グリッド アプリケーションに適しています。
村田製作所のABZ型LoRaモジュールは、LoRaWANリモート無線プロトコルをサポートする新型のコンパクトで低コストのLPWAN無線モジュールです。この新しい独立モジュールには、 Semtech SX1276 超長距離スペクトラム拡散無線トランシーバーとSTMicro STM32L0シリーズARM Cortex-M0+ 32ビットMCUが搭載されています。モジュールの寸法は、金属シールドパッケージを含めて12.5 x 11.6 x 1.76 mmです。 統合されたTCXOは、強力な低ドリフト熱特性を特徴とし、RFトランシーバーに正確なクロック ソースを提供します。
村田製作所のタイプABZ LoRaモジュール には、 内蔵tMCU と 192 kBフラッシュメモリ、20 kB RAMが搭載されており、顧客のアプリケーションを組み込み、他の変調スタックを共存させるのに十分なメモリがあります。さらに、選択可能なSTSAFEセキュア エレメントをMCUに統合して、ネットワーク セキュリティを強化することもできます。また、 UART、SPI、 I2C周辺インターフェース との通信も実現でき、ADCと最大18個のGPIOにより、センサー、スイッチ、ステータスLEDの柔軟性が向上します。
村田製作所のCMWX1ZZABZ モジュールの通常出力は+14 dBmです。エンドデバイス側または屋内の信号が低い場合、ユーザーはPAブースト機能を選択して送信電力を +20 dBmまで上げることができます。 このモジュールは2.2～3.6 VDCで駆動され、村田製作所のCMWX1ZZABZモジュールの868 MHzおよび915 MHzの産業、科学、医療 (ISM) スペクトルは、世界のほとんどの地域の無線規制によって認定および承認されています。
スマートグリッド アプリケーションに加えて、このモジュールの代表的なアプリケーションには、産業用制御、ウェアラブル、トレース、M2M、IoTエッジ ノードなどがあります。また、動作温度範囲は -40°C ～ +85°Cと広範囲です。
村田製作所のABZ型LoRaモジュールは、開発者にとってLoRaネットワークシステムの開発を加速し、スマートグリッド向けの製品開発を簡素化します。 これは、スマートグリッド関連製品に関心のあるメーカーにとって優れた選択肢となります。
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