LoRaセンサーはどのようにデータを送受信しますか

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LoRa センサーはどのようにデータを送受信するのか

LoRa (長距離の) センサー無線技術がモノのインターネットに波を起こしている (IoT) 業界. このワイヤレス技術は、長距離にわたって信頼性の高い接続を実現します。 – どこまでも伸びる 10 農村部ではkm、都市部では2km. 屋内空間や地下構造物を透過する信頼性の高いデータ伝送, 数年にわたるバッテリー寿命 – すべてを低い運用コストで実現 – LoRa は、革新的な IoT ユースケースを妨げている接続性と電力に関する多くの課題を解消すると約束します.

その強みを考えると, LoRa が次の 10 億台の IoT デバイスに接続すると業界が予想しているのも不思議ではありません. アナリスト会社 ABI Research は、LoRa がすべての非セルラー LPWA 接続の半分以上を占めると予測しています, 合計するとほぼ 1.3 億 2026.

LoRaセンサーとは

LoRa センサーは、以下を使用するワイヤレス センサーです。 LoRa通信技術 センサーデータをゲートウェイとアプリケーションに送信するため. これらのセンサーは消費電力が非常に少ないため、交換が必要になるまで数年間動作できます。. 一般的な測定には温度が含まれます, 湿度, 大気質, 水の流れ, 土壌水分, 振動, もっと.

センサーにはセンサーの読み取り値を取得するためのマイクロコントローラーが含まれています, 無線通信用の LoRa 無線, およびバッテリー電源. センサーからのデータは、LoRa ネットワークを介して中央アプリケーションおよび分析プラットフォームに定期的に送信されます。. LoRa センサーに統合されている一般的なセンサーには次のようなものがあります。:

  • DHT11 – 温湿度センサー
  • 超音波 – 物体検知センサー
  • 感光性 – 周囲光センサー
  • 炎センサー – 火災の存在を検知するには
  • リレー – デバイスの電源制御用
  • ブザー – 可聴アラームまたは警告
  • LED – 視覚的なインジケーター
  • GPSモジュール – 位置測位

これらのセンサーは、Arduino や Raspberry Pi などの LoRa 対応マイクロコントローラー ボードに接続して、センサー データを収集および送信できます。.

LoRa センサーが LoRaWAN 経由でデータを送受信する仕組み

LoRa センサーは LoRa ネットワーク内で動作します, LoRaWANプロトコルを利用して効率的なデータ送受信を実現. LoRaWAN はクラウドベースのメディア アクセス制御です (マック) 主にネットワーク層プロトコルとして機能する層プロトコル. LoRa ゲートウェイと LoRa センサー間の通信の管理には LoRaWAN を使用します (ノード). ルーティングプロトコルとして機能し、LoRaAllianceがそれを維持します. LoRaWANの最初のバージョンはその年にリリースされました 2015.

LoRaWAN アーキテクチャでは, LoRa ノード, LoRaプロトコルを搭載したセンサーはどれですか, 送信するデータがあるときに非同期通信を開始する. これにより、LoRaネットワークは、固定チャネル帯域幅で感度とデータレートをトレードオフできます。. それは主に使用されるスプレッドの量を選択することを含みます, の間で選択可能なパラメータ 7 そして 12. この拡散率により、LoRa ノードの感度とデータ レートが決まります。.

LoRaノードによって送信されたデータは、複数のLoRaゲートウェイによって受信されます, 受信したデータパケットを中央のネットワークサーバーに転送します (IoTサーバー). 重複したパケットをフィルタリングして除外します, ネットワークを管理します, そしてセキュリティチェックを実行します. 続いて, サーバーは処理されたデータをアプリケーションモジュールに送信します, コントロールパネル, または接続されたスマートデバイス. このように、LoRaWANプロトコルは、中程度の負荷に対して高い信頼性と精度を示します.

さらに, LoRaWAN プロトコルには前方誤り訂正コーディングが組み込まれており、干渉に対するネットワークの回復力が強化されています。. 無線リンクの予算が高い場合 155 dBから 170 dB, LoRa ネットワークは拡張範囲を示します, さまざまな用途に適したものにする.

LoRa センサー ネットワークをセットアップする方法

LoRa ネットワーク内のデバイスは LoRa ノードで構成されます (センサーデバイス), メッセージを中継する LoRa ゲートウェイ, および集中型 LoRa ネットワーク サーバー. LoRa センサーを使用するには, 包括的な LoRa ネットワーク設定が不可欠です. 主要なコンポーネントを詳しく見てみましょう:

LoRa センサーの仕組み

LoRaノード: ワイヤレス接続と LoRa プロトコルが組み込まれたセンサー. センサーデータを収集し、LoRa ゲートウェイに送信します。.

LoRaゲートウェイ: LoRa ネットワークを形成するための中心点として機能します. LoRa ワイヤレス経由で LoRa ノードからデータを受信し、Wi-Fi などの IP ベースの接続経由でクラウド サーバーに転送します。, イーサネット, または携帯電話. ゲートウェイはクラウドからコマンドを受信し、LoRa エンドノードに送信することもできます。. 通常、複数のゲートウェイが同じノードの送信を受信します。 – 冗長性の提供.

クラウドサーバー: LoRa ゲートウェイからデータを受信して​​保存するクラウド サーバー. 複数のプラットフォームからのデータへのアクセスを提供します, LoRa センサーのパフォーマンスと範囲の拡張性と制御を可能にします.

さまざまなプラットフォームにわたるデータへのアクセスを提供します, LoRa センサーのパフォーマンスと範囲を拡張および管理する柔軟性を提供します。.

クラウド サーバーは、コントロール パネルからコマンドを送信するためのパイプとしても機能します。 (スマートデバイス) LoRa ノードへ. この場合, パフォーマンスを調整することができます, 範囲, LoRa ネットワーク内の LoRa センサーのその他のパラメーター.

そう, これが、LoRaネットワーク内にLoRaセンサーを設定する方法です. LoRaネットワークは、必要な数のLoRaセンサーに対応できます.

LoRa センサーを使用する利点

LoRaテクノロジー, 破壊的テクノロジーの中で際立っている, それは未来のビジョンではなく、世界的な影響力を持つ現在の現実です。. 数十億の LoRa および LoRaWAN センサーがすでに世界中でさまざまな IoT 実装に導入されています, そしてこの数字は着実に増加しています. LoRaWANプロトコルの活用, LoRa センサーは、よりスマートな世界の進化に大きく貢献します. LoRa センサーの主な利点をいくつか紹介します。:

長距離接続

LoRa テクノロジーは、低消費電力と長距離データ通信機能が特徴です。. 信頼性の高いワイヤレス接続を最大で提供します。 10 田舎ではキロメートル、 2 地下および屋内センサーの場合、都市部での km. これは農業や水道の計量用途にとって重要です。.

低電力動作

LoRa センサー ノードは、最大で 1 年間動作できます。 10 センサーの測定頻度を最適化することで、単一のバッテリーで何年も使用可能, 睡眠サイクル, および LoRa リンク データ レート. 遠隔地農業には低電力が不可欠, 公共インフラ, またはユースケースの追跡. これにより、メンテナンスのオーバーヘッドも削減されます.

耐干渉性

LoRa は、無線ノイズや干渉に対する耐性を提供するチャープ スペクトラム拡散変調を使用します。. 前方誤り訂正方式により信号の堅牢性が実現.

グローバルエコシステム

LoRaWAN 仕様と関連アライアンスは、さまざまなパブリックおよびプライベート LoRa ネットワーク プロバイダーが使用できる相互運用可能なフレームワークを提供します。. 以上で 500 メンバー, 含む 100 以上の公衆ネットワーク事業者 58 国, LoRa Alliance のエコシステムはグローバルなアクセシビリティを保証します. ネットワークが入っている状態で 100+ 国, LoRa ソリューションを世界中で迅速に導入できるようになります.

多彩な用途

LoRa は Cellular などのテクノロジーを補完します, Wi-Fi, コストと電力を重視するアプリケーション向けの Sigfox. これによりスマートシティの導入が促進されます, 建物, 農業, 物流および産業シナリオ.

LoRaセンサーの応用例

LoRaセンサーは、複数のセクターにわたるアプリケーションに使用できる幅広い可能性を提供します. LoRaセンサーの将来のアプリケーションのいくつかは:

LoRa センサーのアプリケーション

スマート農業

LoRa土壌水分センサー, 光センサー, 湿度モニターは、水の使用量と生育条件を最適化し、作物の収量を向上させるのに役立ちます. 家畜の健康状態の位置追跡が有効になります.

スマートシティ

LoRa センサーは駐車スポットの空き状況に関するデータを中継します, 環境モニタリングパラメータ, ゴミ箱のステータスも. 照明を中心とした都市サービス, テクノロジーを活用したトラフィック監視. LoRa は、漏洩および構造健全性監視アプリケーションにも採用されています.

スマートヘルスケア

LoRa ネットワークは低コストを実現します, 医療資産追跡のための信頼できる接続, 薬剤/血液サンプルの温度監視, 高齢者の健康モニタリング. LoRa センサーとゲートウェイに基づく IoT ソリューションは、高リスク患者を 24 時間監視するのに役立ちます.

スマートな産業監視

業界の運用は、LoRaセンサーの恩恵を受けることができます, 継続的な監視機能を備えています. LoRa ワイヤレス温度センサー, 振動, 圧力, 消費電力により、高価な配線を行わずに工場設備の状態を分析できます. GPS を使用しない位置情報サービスは、拡張範囲を活用して工業団地全体の高価値資産とコンテナを追跡します.

スマートユーティリティ

メーターは屋内に設置されていることが多いため、, 地下, または密集した都市環境では. これにより、ほとんどのワイヤレステクノロジーがそれらに到達することが困難になります. 都市はガス用のスマートメーターを展開しています, 電気, LoRa 無線接続に基づいた水道供給により、手動による対面検査の代わりに消費データをリモートで中継します。.

スマートサプライチェーン & ロジスティクス

LoRa センサーを使用すると、物流とサプライ チェーンが輸送中の高価値資産を追跡することが手頃な価格で簡単になります。. LoRa センサーの長距離かつ低消費電力により、車両や貨物の地理位置情報の取得が容易になります. 衝撃センサーまたは温度センサーが取り付けられたパレットは、誤った取り扱いや保険請求の有効性を判断するのに役立ちます.

アルツハイマー病患者の追跡

LoRaテクノロジーのウェアラブル追跡デバイスは、アルツハイマー病患者が指定された安全地帯を離れたときに介護者に警告することができます. これは、物理的な監督がない場合でも 24 時間の安全を確保するのに役立ちます。. BLE タグと比較してバッテリー寿命が長いため、メンテナンスの手間が軽減されます.

スマートホーム & 建物

LoRa センサーは、住宅と建物のダイナミクスに関する情報をシームレスに送信します. 彼らはエネルギー使用量を監視しています, 空調機能, スマートドアや窓センサーなどのセキュリティ対策. それ以上, LoRa は、インテリジェントで相互接続された生活空間と作業空間の作成にまで拡張されます。.

結論

IoT ベースのソリューションに取り組んでおり、LoRa テクノロジーを使用したいが、プロセスの複雑さが心配な場合, その後、あなたは頼ることができます MOKOSmart. 当社はさまざまな堅牢な LoRaWAN センサーを提供しています, 必要に応じて使用できます. さらに, ハードウェア設計を提供します, プロトタイピング, 製品の組み立て, RFデバッグ, およびLoRaWAN埋め込みサービス. そう, IoT ベースのソリューション用にプロフェッショナル グレードの LoRa モジュールを入手できます. お見積りやご質問がございましたらお気軽にお問い合わせください.

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によって書かれた -
ニック・ヒー
ニック・ヒー
ニック, 当社のR部門の経験豊富なプロジェクトマネージャー&D部門, 豊富な経験をMOKOSMARTにもたらします, 以前はBYDでプロジェクトエンジニアを務めていた. R に関する彼の専門知識&D は、IoT プロジェクト管理に総合的なスキルをもたらします. しっかりした背景が広がっている 6 プロジェクト管理に長年携わり、PMP や CSPM-2 などの認定を取得, Nick は営業全体の調整に優れています, エンジニアリング, テスト, とマーケティングチーム. 彼が参加した IoT デバイス プロジェクトには、Beacon が含まれます, LoRaデバイス, ゲートウェイ, そしてスマートプラグ.
ニック・ヒー
ニック・ヒー
ニック, 当社のR部門の経験豊富なプロジェクトマネージャー&D部門, 豊富な経験をMOKOSMARTにもたらします, 以前はBYDでプロジェクトエンジニアを務めていた. R に関する彼の専門知識&D は、IoT プロジェクト管理に総合的なスキルをもたらします. しっかりした背景が広がっている 6 プロジェクト管理に長年携わり、PMP や CSPM-2 などの認定を取得, Nick は営業全体の調整に優れています, エンジニアリング, テスト, とマーケティングチーム. 彼が参加した IoT デバイス プロジェクトには、Beacon が含まれます, LoRaデバイス, ゲートウェイ, そしてスマートプラグ.
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