現在では、Bluetooth、Wi-Fi、4Gなど、さまざまな無線伝送技術が存在します。これらのテクノロジーは互いに競合するのではなく、実際にはそれぞれ個別の特性と適切な用途を持っています。この記事では、主にLPWAN (Low Power Wide Area Network) に適用されるLoRa (Long Range) 無線テクノロジーについて説明します。名前が示すように、この技術は長距離の低電力ネットワーク伝送に適用されます。
LPWANは公共事業に適している
現在、IoTはLAN、LPWAN、セルラー ネットワークを介してインターネットに接続できますが、これらのテクノロジのいずれもIoTのすべてのアプリケーション シナリオをカバーできるものではありません。たとえば、Wi-FiやBluetoothは主に個人用デバイスに関連するアプリケーションに採用されており、4Gセルラー テクノロジの主なアプリケーション シナリオには、高速データ伝送と電力供給を必要とするものが含まれます。この記事で説明するLPWANのアプリケーション シナリオでは、高速で大量のデータ送信ではなく、センサーとアプリケーションがデータを数回送信するだけで済む一方で、より長いバッテリー寿命と長距離が求められます。LoRa無線技術は、このようなアプリケーションの要求から生まれました。「LoRa」という名前は「long range」という語句に由来しており、この技術の最大の利点である長距離伝送を示しています。1つのゲートウェイまたはベース ステーションで、都市全体または数百から数千メートルの範囲をカバーできます。
LPWANでは、LoRaWAN (長距離広域ネットワーク) が、より多くの通信サービス プロバイダーに関与し、パブリック ネットワークであり、ノイズ レベルでも動作可能であるため、より多くのサービス プロバイダーに採用されています。LoRaWANは、長距離と低コストの利点を備え、パブリック ネットワークとプライベート ネットワークに適用できます。さらに、LoRaWANには、低消費電力と長いバッテリー寿命を維持できるという利点があります。
北京のManthinkはLoRaWANソリューションの開発に注力しており、包括的なIoTネットワーク環境を構築するために、関連する無線モジュール、基地局、クラウドサービスを立ち上げました。これらのソリューションは、水道メーター、電気メーター、ガスメーターの遠隔データ収集や、スマート交通、駐車場、測位などのアプリケーション、スマートビルディング（温度、湿度、有毒煙、アクセス制御など）、スマート水管理、農業、設備管理などの分野に適用できます。スマートメーター読み取り、スマートコミュニティ、スマートファクトリー、スマート農業、スマートシティなどのプロジェクトで、LoRaWANのIoTアプリケーションの可能性を最大限に引き出すことができます。
LoRaWANは、フロントエンドのLoRa伝送モジュール、中間のゲートウェイ、バックエンドのクラウドサービス (サーバー) を含む大規模な構造であるため、より多くの製品項目をカバーします。PMシリーズのLoRa RFフロントエンド モジュールで構成されるManthinkのLoRaモジュールには、SPIインターフェイスとLCCパッケージが搭載されています。ユーザーが組み合わせたい電子製品に組み込んだり統合したりできるため、デバイスの開発コストを節約できます。一方、UMシリーズのLoRa透過伝送モジュールも利用可能で、このモジュールには4つの動作モードと柔軟なパラメータを備えたUARTインターフェイスが組み込まれています。スリープモードや省エネモードでは、消費電力を1.3μA未満に抑えることができるため、ユーザーは短期間で製品開発を完了できます。
Manthinkは、LoRaWANプロトコルとUARTインターフェイスをサポートするLWシリーズLoRaWANモジュールも発売しました。このモジュールは、複数のパラメータの柔軟な構成とデータ転送をサポートします。さらに、ManthinkはLoRa RFモジュールと低電力Cortex-M0+MCUベースのOMシリーズLoRa RFモジュールもリリースしました。このモジュールを無料のソフトウェア開発キットと組み合わせることで、追加のMCUなしでさまざまなIoTセンサー ノードを開発できます。
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ゲートウェイ製品としては、ManthinkのGDIシリーズ ゲートウェイが屋内で使用できます。このゲートウェイは、Semtech SX1301ベースバンド プロセッサとデータ コンセントレータを採用しており、Micro-USBインターフェイスを介して最大98チャネルを構成でき、構成の柔軟性に優れたゲートウェイです。また、GDOシリーズゲートウェイは屋外でも使用可能です。このゲートウェイもSX1301チップを採用しており、Micro-USBインターフェイスを介して最大196チャネルを構成できるため、構成の柔軟性と監視機能を同時に備えたゲートウェイを実現します。
バックエンド サーバー向けに、Manthinkは、LoRaWAN標準をサポートし、LoRaWANゲートウェイにアクセスし、データベース、TCPサービス、ユーザー システム間の相互作用をサポートするThinkOne Serverをリリースしました。ThinkOne Serverは、ネットワーク サーバー (Nserver)、アプリケーション サーバー (Aserver)、管理サーバー (LWConsole)、顧客サーバー (Cserver) など、LANを採用したクラウド サービスまたは構成をサポートします。Cserverとは、Aserverの通信インターフェースを介してノード データの上下通信を実現する、ユーザーが開発したB/SまたはC/S構造のサーバーを指します。
LoRa無線通信技術は、低電力、長距離伝送などの特性を備えているため、広範囲でのデータ送受信のアプリケーションに最適です。ただし、ハードウェア以外に、関連するアプリケーション プログラムと管理システムの開発が、これらのアプリケーションが成功するかどうかを決定する重要な要素になります。さらに、遠隔メーター読み取り、水管理、気象観測などの公共事業アプリケーションには、ハードウェアとソフトウェアへの多額の投資が必要であり、サービスプロバイダー向けの関連アプリケーションの開発にさらなる投資をする価値がある大きな市場の可能性を秘めています。