技術の進歩により、自宅でも職場でもスマートデバイスを最大限に活用できるようになりました。その名の通り、LoRaは技術的な観点から言えば、電力をほとんど消費することなく、長距離にわたって微量のデータを中継する長距離無線機器を指します。MOKOSmartは、IoTのあらゆる主要分野にシームレスに統合されるLoRaモジュールの最大手メーカーの一つです。IoTとLoRa機器の関係は深く、LoRa機器はLoRaWANの理念と相まって、IoTアプリケーションにとって魅力的なコンポーネントを提供します。Bluetoothモジュールの使用を必要とするプロジェクトがタイムリーに必要であれば、MOKOSmartは頼りになるLoRaモジュールパートナーです。MOKOSmartは、あらゆる無線規格に準拠し、必要な外部回路も提供する高品質のBluetoothモジュールを提供しています。
SX1262チップ
LoRaアンテナ用のスタンプ穴
14.6mm * 10.6mm * 2.8mm
LoRa SX1262 & Nordic nRF52832 チップ
LoRaアンテナ用のIPEXインターフェース
24mm x 19mm*2.8mm
LR1110&Nordic nRF52840チップ
LoRaアンテナ用のスタンプ穴
22.3mm * 17.1mm
LoRa モジュールは、次のようなモノのインターネットとともに将来のスマート シティ アプリケーションで使用されることが期待される予測可能なテクノロジです。
• スマート照明
• 廃棄物の管理
• 大気質と汚染の監視
• 車両とスマートパーキングの管理
• インフラやその他の施設の管理
• 火災の管理と検知
LoRa モジュールは、次のようなさまざまな業界のアプリケーションに適しています。
• 漏洩や放射線の検出
• スマートセンサー技術
• 資産追跡とアイテムの位置
• 配送と輸送
近い将来、数十億ものスマートホームアプリケーションとデバイスがインターネットに接続されることが予想されています。LoRaモジュールは次のような用途で使用されます。
• 自宅のセキュリティを強化する
• IoT対応スマート家電による住宅の自動化
LoRaは、医療機器を効率的に接続できる最適なソリューションの一つです。以下の用途で使用されています。
• 健康機器の監視と管理
• ウェアラブル技術
LoRa モジュールは、スマート農業や農作業のアプリケーションでも使用され、次のような用途があります。
• 家畜とスマート農業の管理
• 温度と湿度を監視する
• 灌漑と水位センサーの制御
LoRa モジュール製造のリーダーとして、当社は以下を含む多様な製品を専門に提供しています。
MOKOSmartは、信頼性の高いRFワイヤレス設計ソリューションOEM/ODM部門を既に設立しており、IoT向け組み込みハードウェアとソフトウェアを専門とする高度なスキルを持つエンジニアを擁しています。エンジニアリングの専門知識を必要とするプロジェクトをお持ちの場合は、当社の技術者がプロジェクトのアップグレードから新製品の開発まで、あらゆる面でサポートいたします。
LoRaガジェットやその他のIoTデバイスの製造において、MOKOSmartは高度な技術を駆使し、高品質な製品を提供しています。多様なスマート製品を自社工場で直接製造することに特化しており、お客様に高品質で低コストの製品を一貫して提供しています。
MOKOSmartの専任の専門家チームは、研究と設計に関する市場動向を常に把握しています。ご安心ください。特定のプロジェクトに取り組む際には、複数の選択肢からお選びいただけます。
当社は幅広い分野に精通しており、あらゆるIoTプロジェクトをスムーズに遂行できます。各プロジェクトを綿密に分析し、お客様の想定される要件を完璧に満たすことを保証いたします。
MOKOSmartは、お客様に質の高い認証試験を提供できることを誇りに思っています。UL試験所およびSGSとの緊密な協力関係を築くことで、UL、CE、RoHSなどの認証を迅速に取得できます。すべての検査は、カスタムメイドの精密ツールと高度な試験プログラムを用いて実施されます。
LoRa モジュール製造のリーダーとして、当社は以下を含む多様な製品を専門に提供しています。
まず、どの販売業者も、当社の製品をカスタムブランド化し、自社製品として販売することで、簡単に利益を上げることができます。
MOKOSmartと提携するもう一つのメリットは、多様なソリューションをワンストップで利用できることです。エンジニアリングサービスから品質保証まで、IoTの世界でお客様が求めるあらゆるソリューションをMOKOSmartが提供します。
偽造品が蔓延する現代において、独創的で革新的、高品質、そして高性能な製品へのアクセスは極めて貴重です。当社の製品はすべて高度な製造技術を用いて製造されており、革新性は最高レベルを誇り、それが製品の品質にも反映されています。
当社の製品には高度な技術、専門知識、そして徹底した材料調達が投入されていますが、それでもなお、お求めやすい価格を維持するよう努めています。自社工場で製造しているため、競合他社よりも流通・小売価格が抑えられています。
Semtech LoRa SX1262 以外にも、LoRaWAN モジュールは、52832 ビットの ARM Cortex-M4、32 kB RAM、または 64 kB フラッシュを搭載した Nordic BLE nRF512 チップとも簡単に統合できます。
さらに、LoRaWANモジュールは、SPI、GPIO、NFC、UART、ADC、I2Cなどの複数のデジタルインターフェースをサポートします。センサーがこれらのデジタルインターフェースに物理的に接続されると、LoRaWANモジュールはセンサーデータを迅速に収集し、リモートのLoRWANゲートウェイに送信してからサーバーに転送します。
また、LoRaWAN BLEモジュールはBLE端末ツールとのリンクを構築するために使用できます。これにより、スマートフォンを使った無線ファームウェアアップデートなど、近距離でのデータ共有が可能になります。
LoRaモジュールとLoRaWANモジュールは同じだと考えがちですが、実際には大きく異なります。では、LoRaモジュールとLoRaWANモジュールの違いは何でしょうか？
すべてのLoRaモジュールは、通信物理層をベースとした無線周波数信号伝達装置です。LoRaモデムを使用すれば、あらゆるデータを信号に変換することが容易です。LoRaは信号送信時にチャープ拡散スペクトル（CSS）という変調技術を適用しますが、これは伝送するメッセージによって異なります。
また、LoRaはブロードキャスト時にチャネル帯域幅全体を使用するため、レートオフセットやノイズに対する堅牢性を備えています。長距離LoRaモジュールは、データ送信時の通信範囲が広く、受信機の感度を向上させることで広く知られています。良好な条件下では、LoRaは最大20kmをカバーできるため、地方におけるネットワークソリューションに最適です。
LoRaWAN は通信デバイスのアーキテクチャとプロトコルを制御し、ノードのバッテリ寿命、ネットワーク容量、サービス品質、伝送データのセキュリティ、および対象となるアプリケーションの種類と多様性を容易に制御できるようにします。
LoRaWANをLoRa無線周波数信号と組み合わせることで、長距離、低消費電力、高収益性、双方向ブロードキャストソリューションを実現し、様々な状況で活用できるようになります。これにより、LoRaWANはIoTネットワークとしてスマートシティで徐々に普及しました。
これらのネットワークはIoT市場において同じ立場をとっているにもかかわらず、マーケティングと技術は大きく異なります。SigFoxがIoTのユニバーサルオペレーターになることを目指しているのに対し、LoRaアライアンスは、他の通信モジュール企業が世界中でIoTアプリケーションを実現できるような技術を提供することを目指しています。
一般的なLoRaモジュールは、SigFoxとは異なり、双方向に動作するため、この用途に適しています。任意の瞬間に、同じ無線モジュールを介して受信機を送信機に変換したり、その逆を行ったりすることが可能です。そのため、LoRaはコマンドアンドコントロール方式に対応できるよう、より改良されています。
SigFoxは無線モジュールを統合する際に、分かりやすいAPIを提供します。一方、LoRa通信モジュールは、設定可能な低レベルのAPIを豊富に提供しており、様々な最適化が可能です。そのため、SigFoxの組み込みはLoRa無線モジュールよりも簡単です。
SigFoxメッセージはすべて、設計上12バイトに制限されています。LoRaでは、ユーザーがメッセージの長さを定義します。開発者は、送信される無線メッセージが無線経由でXNUMX秒未満であることを確認する必要があります。これにより、設定されたプロトコルへの準拠が確保されます。
SigFoxのみがデバイスの認証と識別を行うことができますが、LoraとSigFoxの技術はある程度の安全確保の役割を果たします。一方で、どちらのネットワークも、どのネットワークからの許可も得ずに一方的な通信で伝送を行うため、通信の混雑に対する高い耐性を備えています。
チャープ拡散スペクトル技術により、LoRaWANは低消費電力でも、チャネルノイズ、ドップラー効果、マルチパスフェージングといった環境下でも問題なく動作します。データレートは帯域幅と拡散率によって決まりますが、これは主に周波数プランと設置場所に依存します。LoRaWANモジュールが使用するすべてのチャネルは、125kHz、250kHz、または500kHzのいずれかの帯域幅である必要があります。拡散率はエンドデバイスによって選択され、フレーム送信時間に影響を与えます。
IoTの実現可能性を高めるには、コスト削減が不可欠です。LoRaモジュールのコストは、一般的に8～10ドル程度と非常に高額です。これは、NB-IoTなどのセルラーLTEモジュールの半額以上です。
NB-IoTのコストは、ライセンスバンドの運用に関連するIPロイヤルティの問題、ネットワークの複雑さ、そして必要な高度なシリコン領域などにより高額です。さらに、NB-IoT基地局を高度な4G/LTEレベルにアップグレードするには、タワートップゲートウェイや産業用ゲートウェイを介してLoRaを展開するよりもはるかにコストがかかります。LoRaWANモジュールのコストは、市場が成熟し、統合が進むにつれて低下すると予想されます。
以下は、開発者と企業が自社のニーズに最適な LoRa モジュールを決定する方法に関する提案です。
最初のドアゲートウェイへのアクセスは、屋外ステーションと屋内ステーションの区分に一般的に用いられる方法です。IoTアプリケーションを屋内に設置するか屋外に設置するかを決定したら、次にゲートウェイへのインターネット接続方法を検討します。これにより、ゲートウェイが3Gと4Gのどちらをサポートしているか、特に865のLoRaWANモジュールを使用する場合に判断しやすくなります。
ゲートウェイは、パブリックネットワーク向けに異なるチャネル数をサポートするインバージョンと、チャネル数が多い場合に優れたオプションとなる信頼性の高いデプロイメントのいずれかで提供されます。865のLoRaWANモジュールは大容量のデプロイメントを可能にするため、ゲートウェイを使用するほとんどのアプリケーションに対応するのに適しています。
最適なLoRaモジュールを選択する際には、リアルタイムデータの制御、フィールドカバレッジの要件、そしてクライアントがデータプライバシーを遵守しているかどうかを考慮する必要があります。例えば、データ漏洩を防ぐため、MokoSMARTはゲートウェイ内でVPNまたはMQTTを使用してデータフローを追跡できるネットワークサーバーを採用しています。
購入するLoRaモジュールが、ネットワークサーバーおよびエンドデバイスで広範囲にテストされていることを確認してください。エンドデバイス、ネットワークサーバー、ゲートウェイがすべてLoRaWAN対応の場合、互換性に関する微妙な問題が発生することがあります。
このデモでは、2枚のArduinoボードと2枚のLoRaモジュールを組み合わせ、一方のボードからもう一方のボードへデータを転送します。受信側にはArduino Nano、送信側にはArduino Unoを使用します。
LoRaモジュールの周波数範囲は様々ですが、最も一般的なのは433MHzと915MHzのモジュールです。868MHzモジュールも市場で徐々に普及しつつあります。モジュールの背面に記載されている周波数をご確認ください。チップを購入する場合は、優れたはんだ付けスキルを備えていることを確認してください。
LoRaモジュールには、出力電力に合わせてアンテナを取り付けるのが最適です。このデモでは433MHzのLoraモジュールを使用しますが、433MHz対応のアンテナも使用します。
このデモの送信側では、LoRaモジュールとしてArduino Unoを使用します。まず、下図のように、Arduino UNOの回路図をLoRaに接続します。
LoRaモジュールには16本のピンがあり、片側に8本ずつあります。この16本のピンのうち、DIO0からDIO5までのGPIOは3.3本、グランドピンは3.3本を使用します。モジュールは3.3Vで動作するため、Arduino UnoボードのXNUMXVピンをLoRaのXNUMXVピンに接続する必要があります。次に、ArduinoボードのSPIピンをLoRaのSPIピンに接続します。
接続線を使ってLoRaモジュールをArduino UNOに接続します。このセットアップは、モバイルバッテリーから電源を供給すれば持ち運び可能で、テストにも便利です。セットアップは以下に示すような構成になるはずです。
モジュールの受信側にはArduino Nanoを使用します。送信側と受信側には、入手可能なArduinoボードを使用してください。ただし、しっかりと固定されていることを確認してください。
LoRaモジュールには、3.3Vピンに電力を供給するために外付けの3.3Vレギュレータが搭載されています。これは、Arduino NanoのオンボードレギュレータではLoRaモジュールに十分な動作電流を供給できないためです。
ハードウェアの設定が完了したら、Arduino IDEセクションに移動してください。このデモでは、Arduino IDEにライブラリとサンプルスケッチが含まれており、LoRaモジュール間の通信を可能にするために若干の修正が加えられています。Arduino IDEを起動したら、スケッチに従ってライブラリを追加してください。「LoRa Radio」を検索し、ライブラリを選択してインストールをクリックしてください。
「ファイル」->「例」->「LoRa」を使用し、以下に示すように LoRa モジュールの送信プログラムと受信プログラムを開きます。
送信プログラムは5秒ごとに「hello」を送信し、カウンターの値をインクリメントします。これは受信側で受信され、RSSI値がシリアルモニターに表示されます。まず、LoRa.begin()関数に変更を加えてください。この関数はデフォルトでLoRaモジュール915MHzで動作するように設定されているため、プログラムには「LoRa.begin(915E6)」と記述されています。
接続が適切に行われ、LoRa モジュールがアンテナに正しく接続されていることを確認したら、準備ができたらプログラムをアップロードします。
プログラムをアップロードした後、Arduinoボードのシリアルモニターを開きます。送信側のシリアルモニターには送信された値が表示され、その後受信側のシリアルモニターに受信された値が表示されます。
受信したすべてのメッセージで、LoRaモジュールのRSSI値を常に確認することが重要です。RSSI値は常に負の値になります。このデモでは、約-68でした。これは、RSSI値がゼロに近づくほど信号強度が強くなるためです。
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