私たちの世界は接続されたデバイスやセンサーで覆われるようになる, 1 つの永続的な課題が実装の妨げとなります – 広大なエリアにわたる信頼性の高いワイヤレス接続. WiFi や Bluetooth などのテクノロジーがスマート ホームを育成する一方、, その範囲により、広大なインフラストラクチャにわたる展開が制限されます, 農場または分散物流. 長距離への参入 (LoRa) 無線 – バッテリー駆動の小さなデバイスが、クラウドに接続されたユビキタスなゲートウェイに数マイルを越えてデータを送信できるようにする革新的なテクノロジー. これは LoRa モジュールによって有効になります, トランシーバーを含む切手サイズのハードウェア コンポーネント, LoRa通信に必要なアンテナとマイクロコントローラー. LoRa モジュール テクノロジーであるこのワイヤレスの驚異を解き明かしていきましょう!
とは何ですか LoRa メートル国
LoRa モジュールには、LoRa トランシーバー チップとマイクロコントローラーが含まれています, 長距離通信に必要な要素をすべて備えています. センサーを接続するための構成要素として機能します, LoRaベースのネットワークを介したアクチュエーターとあらゆる種類のIoTエッジデバイス. LoRa モジュールを使用すると、デバイスが LoRaWAN ネットワークに接続して長距離でデータを送受信できるようになります。.
LoRa モジュールは、既製のスタンドアロン コンポーネントとして利用することも、開発ボードやセンサーに統合することもできます。. 一般的なインターフェイスには UART が含まれます, 外部マイクロコントローラーと接続するための SPI および I2C. またはオンボードセンサー. LoRaWAN が LPWAN アプリケーションとして人気を集める中, 手頃な価格の LoRa モジュールのエコシステムは飛躍的に成長しました.
LoRa モジュールはどのように機能するか
LoRa モジュールは、Semtech が開発した LoRa と呼ばれる特許取得済みのスペクトル拡散変調アプローチを使用して、数マイルの無線通信を可能にします。. チャープスペクトラム拡散として知られるスペクトラム拡散変調の形式を使用します。 (CSS) チャネル帯域幅全体で時間の経過とともに周波数が増加または減少する. これにより、信号がノイズフロア以下に回復され、回復力のある長い通信距離が提供されます。. LoRa 変調は生データ レートと感度をトレードオフします。, 干渉耐性と範囲.
簡単な言葉で, LoRa モジュールは入力データを受け取ります, 複雑な変調を通じてエンコードする, 低電力レベルで何マイルも伝わる無線信号を送信します. この信号は、携帯電話経由でインターネットに接続されている LoRa ゲートウェイ デバイスによって復調されます。, 衛星, WiFi またはイーサネット. 次に、ゲートウェイは、処理と分析のためにデータを集中ネットワーク サーバーに転送します。. コミュニケーションは双方向で行われます – エンドデバイスは必要に応じてアップリンクデータをサーバーに送信します. サーバーはゲートウェイ経由でダウンリンク メッセージをエンドノードにプッシュすることもできます.
人気のあるLoRa の応用 メートルオジュール
長いバッテリー寿命, LoRa ネットワークの範囲と堅牢性は、低帯域幅のセンサーを接続し、充電せずに何年にもわたって定期的な測定をアップリンクできるようにするのに最適です. したがって, LoRa モジュールは、以下を含む多くの産業用 IoT アプリケーションで広く採用されています。:
スマート農業
LoRa モジュールにより、土壌センサーを介して作物全体の微気候を追跡できるようになります, 農場の各地域の状況に合わせた精密な散水と薬剤処理が可能. 位置トラッカーは、灌漑設備のセンサーが漏れや故障を監視しながら、資産の使用状況を追跡することもできます。.
スマートシティ
LoRa モジュールは都市インフラを接続して遠隔監視と制御を実現します. 用途には水の読み取りが含まれます, ガスと電気のメーター, 街灯と交通の流れを監視する, 公共交通機関の車両を追跡する, リアルタイムのゴミ箱ステータス, 配水システム全体の漏れ検知器など.
産業監視
工場は、パレットやコンテナのステータスと位置の追跡など、資産監視に LoRa の恩恵を受けます。, 生鮮食品の温度監視, リーク検出, 等. 採掘現場でも換気監視に LoRa ネットワークを使用, 車両追跡など.
環境モニタリング
政府は環境センサーを備えた LoRa ネットワークを森林全体に展開, 河川や絶滅危惧種の生息地を調査して違法行為を検出し、データを修復プロジェクトにフィードバックする. これらの長寿命センサーは、土壌水分などの重要な指標を収集する IoT データ収集ウェブを形成します。, 湿度, 水質など.
サプライチェーン / ロジスティクス
LoRa 資産トラッカーと状態モニターにより可視化が可能になり、サプライチェーン全体での損失を防止します. 企業は倉庫から顧客までパレットを追跡します, 医薬品や食品が安全な温度/湿度レベルから逸脱していないか監視する, 輸送中の高価な製造品の完全性を確保するなど.
メリット とデメリット ロラの メートル国
LoRa モジュールは、長距離接続と低電力動作の点で大きなメリットをもたらし、多くの IoT アプリケーションで非常に役立ちます。. しかしながら, 他のテクノロジーと同様に, さまざまなユースケースに応じて考慮すべき欠点もいくつかあります.
LoRaモジュールの長所
この長距離無線規格の採用を推進する主な利点を探ってみましょう:
- 長距離通信: まで 5 都市部では km までの範囲 15 理想的な見通しの配置により、田舎では km 以上が可能. 少数の LoRa ゲートウェイで広範なカバレッジを提供.
- 優れたネットワーク容量, ゲートウェイごとに数千のノード: 異なるチャネルと拡散係数を使用することで衝突を最小限に抑えます. 単一の LoRa ゲートウェイで数千のエンドノード デバイスを同時に処理できます – 大規模なデバイス展開に対応する容量の確保.
- 低消費電力: スリープモードでの消費電力が最小限に抑えられるため、小さな定期的なデータパケットを送信しながら、何年ものバッテリー寿命が可能になります。.
- 耐干渉性: チャープスペクトル拡散変調により、チャネルノイズと干渉に対する優れた回復力が提供されます。.
- 安全なデータ伝送: LoRaWAN は、データ機密性を確保するためにエンドツーエンドの AES-128 ビット暗号化を定義します.
- モジュールコストが低い: 量産ハードウェア標準として, LoRa モジュールと開発ボードは非常に手頃な価格です, 大量導入の促進.
- グローバルネットワークの相互運用性: LoRaWAN プロトコルは、グローバル展開全体で、さまざまなメーカーのインフラストラクチャとモジュール間の相互運用性を保証します。
LoRaモジュールの短所
LoRa モジュールは優れた無線範囲とバッテリー寿命を提供します, これらにはいくつかの制限があります。:
- データ帯域幅が低い: LoRa のピークデータレートは WiFi よりもはるかに低い, 4Mbps または Gbps 範囲の G/5G 帯域幅.
- ゲートウェイによる容量制限: エンドノードの数は、LoRa ゲートウェイの密度とカバレッジによって制限されます.
- ライセンスのない帯域での干渉: LoRa 変調の優れた堅牢性にもかかわらず, 外部干渉によりパフォーマンスが制限される可能性がある.
- 制限的なデューティサイクル: ライセンスのない帯域での運用に関する規制により、常時接続の機能が制限されます.
違い bLoRa と LoRaWAN の間
となると、 LoRaおよびLoRaWAN, LoRa は基礎となる長距離変調プロトコルを指しますが、LoRaWAN は上位レベルのネットワーク通信層とシステム アーキテクチャを定義します。:
LoRa 物理層 – Semtech が開発した LoRa 物理変調層により、長距離の通信が可能になります。, データをチャープスペクトル拡散パケットにエンコードすることによる低電力無線 RF 接続. 送信電力などのパラメータ, ビットレート, チャンネル番号, キャリア周波数などはここで設定します.
LoRaWAN メディア アクセス コントロール層 – LoRaWAN は、デバイスとゲートウェイ間の認証などの上位レベルの通信層を定義するオープン スタンダードです。, クラウド統合, 双方向通信の方法, 受信スロットなどのスケジュール設定. エンドツーエンドの AES-128 暗号化のサポートによりセキュリティも保証され、空中およびバックホール リンクを通じてデータを保護します。.
LoRaWAN を正しく実装することで, モジュールとゲートウェイは、さまざまなネットワーク サービス プロバイダー間で相互運用できます。. 現在入手可能なほとんどのモジュールには、クラウド接続のための統合された LoRaWAN プロトコル サポートが付属しています。.
適切な LoRa モジュールを選択するための要素
LoRaWANによるプロトコル標準化により, さまざまなメーカーのモジュールに幅広く互換性があります. しかしながら, 以下の要素を理解すると、アプリケーションに適切なコンポーネントを選択するのに役立ちます:
- 周波数帯域のサポートt: 地理的地域ごとに適切な ISM 帯域を一致させることで、法規制への準拠を保証します. 考慮すべき一般的な帯域は 433Mhz です(アジア), 868MHz (ヨーロッパ) および915MHz (北米).
- 送信電力と受信感度: 高出力モジュールは航続距離を延長しますが、より多くのエネルギーを消費します.
- 温度範囲: 産業用モジュールは、次のような極端な温度をサポートします。 -40 そして +85 °C.
- フォームファクタ: 小型 SMD モジュールにより組み込みが可能になり、統合された PCB オプションはプロトタイピングに適しています. サイズを確認する, アンテナオプション, 取付穴.
- LoRaWAN クラスのサポート (あ, BまたはC):LoRaWAN 仕様では、双方向性のバランスをとるエンドデバイス クラスを定義しています, 遅延とバッテリー寿命. 例えば, クラス A は最大のエネルギー効率を可能にし、クラス C はバッテリー寿命と引き換えにリアルタイムの応答性を実現します。.
- CEなどの認証, FCC: 認証は、モジュールが商用展開に必要な排出およびイミュニティ規格に準拠していることを示します.
MOKOSmart LoRaの選択 メートルオジュール
機能的でコスト効率の高い LoRa モジュールの優れたソースは MOKOSmart です. 当社はセルラーを含むワイヤレス IoT デバイスのみに焦点を当てています, Bluetooth および LoRa オプション. 私たちの MKL62 Semtech の SX1262 LoRa チップセットが搭載されており、LoRaWAN プロトコルのサポートとともに数マイルにわたって信頼性の高い RF パフォーマンスを提供します. 拡張された温度範囲と位置情報サービスを提供し、スマート農業向けのソリューションを実現します, 位置追跡, スマートメーター, 等. IoT ハードウェアの完全なエコシステムと組み合わせた IoT デバイスをカスタマイズする機能, MOKOSmart は、あらゆる企業にとって理想的なサプライヤーであることを証明します。 LoRaWANベースのソリューション.
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