手軽な設置の多種・多点の屋外Web計測システム提供

LoRa 投げ込み式水位観測　単２電池ｘ８本で１０分毎の観測・送信５７１日

天然ダムの水位観測とシステムに求められる事

LoRa それとも ３G　それとも混在　？

３Gの通信の魅力はほとんどどこでも置いて通信できること、携帯の電話が繋がれば観測が行えます。　一方Loraの様なLPWA（省電力長距離無線通信）では、ゲートウエイが別にインターネットの通信への中継があればそれを足がかりにしてLoRaの観測点を設置できます。そのため、山のなかでの3Ｇ通信状態が悪くても山を見渡せるビルの上にゲートウエイを設置すれば山全体の観測が行えます。また、研究所や工場でも高い建物の上にゲートウエイを置けば、敷地のどこでもLoRaを使った広域観測が可能です。
LoRaプライベートを使うことでLoRaWanの様に一般利用されるサーバを利用することなく、自社専用のサーバを利用することで情報漏洩の危険なく様々な機器の情報を集め評価できます。

最初の表題からはずれましたが、1箇所なら３G、多地点ならLoRaです。運用費用だけでなくLoRaは省電力なので日陰で太陽電池を使わなくても１年2年と単２ｘ８本で動作します。（例：4-20mA水位センサー１０分毎観測とLORaからの送信）

夏の３５度の暑さで観測システム内は４５度

冬の－２０度に耐えたシステムが夏の４５度の温度も耐えて安定動作しています。

恒温槽で温度試験を行っただけでなく実際の屋外での動作で安定して動いてくれているのでシステムへの信頼性があがります。

－２０度～４５度の環境で実際使えています。

LoRaプライベートで多種・多点・広域・無線ネットワーク＋３G Web観測

LoRaプライベートで多種・多点・広域・無線ネットワーク

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これまで培った３Gの屋外観測システムをベースに長距離省電力無線（LoRaプライベート）をサポートして無線観測システムを追加しました。

内臓の乾電池で1年以上動作し、様々なセンサーと接続できる汎用のアナログ４ｃｈとデジタル２ｃｈの計測を搭載しています。

重さも電池を含め１．５ｋｇと軽量で、結果もWebでどこでも利用できます。

LoRaアンテナ　長期電池駆動

黒がゲインの小さい、屋内用防水なし、右が屋外利用できるゲインの大きいアンテナと書かれています。　実際に届く範囲も確認する必要がありますが、環境によって電波の飛び具合がことなるので現地調査と、余裕ある通信強度での設定が重要です。　調査では-130ｄBでのゲイン付近から通信が弱くなる感じで安全を考えてｰ120dBを設置範囲としようと考えています。
プライベートＬｏＲａでの計測システム開発も目処が立ち、電池の消耗を抑えた汎用計測システムが完成に向かっています。　ちなみに試算では４－２０ｍＡの水位センサーを使って10分毎に計測、10分毎にＬｏＲａ送信を行っても単2乾電池ｘ8本で1年連続動作します。
野や山では日陰になる時間が多い場所が多く、太陽電池での充電が期待できない場所も多く、電池だけでの動作は、観測の幅を広げてくれます。

180730 News 豪雨の観測＋天然ダム+LORA+長期観測

NEWS資料1ページ：PDF

＜NEWS＞
１．7月豪雨時、斜面観測を多地点で安定動作

お客さんにご利用頂いている斜面の観測システムが7月の豪雨や台風でも安定して観測し、大切な計測結果を残しています。短いものはこの6月から古いものは3年前から計測を開始し、安心してご利用頂けるシステムになっています。そして、収集されたデータが将来の防災に役立てばと願っております。

２．天然ダムと流れ出す河川の緊急水位観測に「手に乗るWeb観測点」が採用

明日、２台の水位Web観測システムを納品できないかとの急なお話を頂き、手元で社内試験中で安定動作しているシステムを急遽準備し出荷させて頂きました。出荷に翌日には現地で設置され、天然ダム水位と流れ出す河川の水位状態のWeb観測を開始する事が出来ました。Webは後日、一般公開用されたり、天然ダム水位が上昇したとき、警報メールを自動送信する様、設定して運用されています。運用は５分間隔の計測、10分毎Web更新で詳細に現地の状況が監視・観測が行えており、天然ダム越流の危険は皆さんのご苦労で回避できています。　現地の水位状態がリアルタイムで共有でき事で防災に役立ち、私どもも嬉く思っています。

直ぐ始めるWeb観測説明資料：URL: PDF:9Page
http://aspect-sys.co.jp/wordpress/wp-content/uploads/2018/06/180626_fbs_rain_waterl_alm.pdf?ID=BLG180730

３．LORA

LoRaを使った観測システムの開発が進んでいます。　目標は、「手に乗るWeb観測点〈AD4+DI2)：LoRaモデル」を10台、最短１分間隔（通常10分間隔）で観測し、10分毎にゲートウエイに送信、10分毎（通常60分毎）にWeb更新するシステムを目指しています。設置可能範囲はゲートウエイから半径２ｋｍです。先日、多摩川や高尾山で通信試験を行い、河川敷で３ｋｍ、見通しの悪い森の中でも６００～１ｋｍの安定通信を確認しました。
例えば、河川の水位観測なら1つの水位センサーを設置した10分毎の観測、送信を10分毎に行って1年以上、単２ｘ８本で動作する試算です。（太陽電池を付けると連続観測となります）
LoRaの観測は、汎用のADとDIを持っていますので斜面の傾斜計、テンシオメータ、土壌水分、水位、伸縮計、など様々なセンサーが接続でき、これまでの一箇所の多チャンネルロガーに全てのセンサーを集める方法の様にケーブルがスパゲッティの様に混乱し、費用もかかる事もなく楽に設置できます。（２００ｍをセンサーケーブルを這わすのは大変な作業ですから）追加も設定して置けば観測を始められるイメージで考えています。

４．電池で柿林内の雨量と土壌水分4深度、１年連続電池で観測（まだ9.8V：先月から0.1Vの減り）

単2×8本で1年以上、雨量と土壌水分（4深度）の観測が丸一年、今月月7月28日で１年を迎えました。 現在も9.8Vで放電終止電圧の8Vまで1.9Vあり、これまで１月0.1Vの電圧降下を考えるとまだ19ヶ月、安全を考えてとしても半分8ヶ月は持つ計算です。このシステムは警報やリアルタイム性が必要なく毎日手元にデータが欲しい条件なら十分な機能です。

高尾山でLoRa通信試験：森の中でも５００は可能の見込

高尾山の山の中でLoRaの通信試験を行いました。山を超えて谷に入り、仮想的に森の木がない状態で見通しが効かなければ通信は難しい感触ですが、仮想的に見通せれば３００～６００は通信出来そうです。　山の中に多くの観測機器を設置できるイメージに近づいてきました。

スター接続の多種多点センサーの観測システムが製品の目標です。

LoRa 河川敷の試験２ｋｍ

LoRaの通信試験を行っています。通信設定を調整して通信速度を実質100bpsが実現できるようにしています。

さまざまな試験をしながら使えるシステムの完成へと向かいます。

Zigbeeに比べて通信距離が長くなりますが、通信スピードが遅いので安定通信には通信の衝突が起こらない工夫が必要です。

電池で１年Web屋外観測プロジェクト検討中

柿林の中で雨量と土壌水分（EC－５）を4つの深さで観測を続けもうすぐ１年が経過します。10分毎に計測し、6時間毎にサーバに計測データを送り続けています。電池の電圧はまだ９．９Ｖ、９Vまで安定して動く見込みでまだ６～９ヶ月は動作します。

この消費電力の小ささを強さに「電池で１年Web観測」プロジェクトを計画しています。　Webでの遠隔設定機能も搭載しますので緊急時は詳細な観測間隔に変更して、防災に役立つデータも取得可能です。

日陰でも１年Web観測、設置と運用ととても楽なシステムとなります。　既存の手間と費用のかかるロガーでのデータ収集からWebでのデータ収集をオススメ致します。