計装２０２０／１月号にLoRaよるWeb観測記事に載りました

投稿記事：2020_1_keiso_aspect(PDF 4page)

計装２０２０／１月号
特集記事：
「産業IoT時代のリモートモニタリングの新たな可能性」に

独立設置できる］ＬｏＲａ／３Ｇによる屋外weｂ観測システムの開発と適応 の記事を載せて頂きました。

IoT時代の様々な産業界の企業が取り組んでいる様子を特集で読む事ができます。

私どもの取り組みは屋外で単独で利用できるWeb観測にあります。
今年は屋外で乾電池だけで長期に観測するシステムの要求と利用が増えました。来年はさらに発展させる予定です。

手に乗るWeb観測点の関連図

関連図：１P：PDF：190731_fbs_hornet_tree

手に乗るWeb観測点は屋外の観測をWebで行うためのツールです。　FOMAのモデルもLoRaのモデルも含まれ様々な環境に対応します。

電池駆動を考えたエネループ単２充電池とエボルタ単１、単２の容量

単２のエネループ充電池の容量が３Aｈ
単２のエボルタが８Aｈ
単１のエボルタが１８Aｈ
の容量があります。

日の当たらない所での観測を考えると単２や単１のエボルタが有利です。
単２＋単１のエボルタ電池だけで１シーズンの水位と雨量のWeb観測を評価中です。

日あたりを期待できない山の谷間やビルの谷間でも電池だけで１シーズン観測できれば運用が軽減されます。

日本地下水学会誌の広告にLoRa長距離無線観測システム広告入稿

広告ページ190509_u_water

LoRaの屋外観測を本格的に動かし始めて9ヶ月、センサーケーブルを動物に切られるトラブルもありましたがLoRa3ノードとゲートウエイ1台で安定動作を屋外で続けています。距離もゲートウエイとノードは３００ｍ離れていますが余裕で安定した通信を続けています。

動作も10分毎にモニタしています。観測ノードは内蔵の乾電池で1年動作する手間いらずのシステムとなっています。

LoRaプライベートででの多地点観測とZigbeeと比較して

LoRaで最も気に入っているのは長距離通信、2番目が省電力。

先ず、長距離通信ですが、高く見通しの良いところにゲートウエイ（左写真）が
置ければ実績７ｋｍの通信も可能です。　工事現場や広い敷地の研究所ならゲートウエイを高い所において半径３００～５００ｍはたとえ建物にさえぎられても大丈夫な無線通信が確保できます。このため、Zigbeeの様に実質300m
でも建物に邪魔されると通信できないから電波の状況を気にする必要がありません。これが最も気に入っているLORAの強さです。

そして2番目の省電力ですが、左のLoRa/FOMA3Gゲートウエイでも１０Wと小型の太陽電池で連続運転を7ヶ月以上続けています。そして肝心な観測ノードも1年内臓の単2乾電池で動作する確証が得られました。

Zigbeeでの観測システムを開発し、それがこのLoRaに生きている経験から
取り扱いやすさと省電力でこのLoRaプライベートのシステムをお勧めします。

おきやすい、手間がかからない、安定して長期に動くシステムは、屋外観測の質を高める革新的な観測です。

FOMA3GとLoRa通信で比較雨量観測

左の箱にに黒い太陽電池が付いた観測システムがFOMA/３Gを通信に使った「手に乗るweb観測点」です。

右は、LoRaの通信を使ったしシステムです。

大きな違いは、FOMAが携帯の使えるところなら何処でも置けます。一方LoRaは、ゲートウエイが必要です。

送信間隔はFOMAが1時間毎、LoRaが10分毎です。

単１アルカリ電池８本を追加して電池だけで３年連続Web観測

「手に乗るWeb観測点」AD4モデルの箱に単１アルカリ電池を追加すると＋２年＝３年間は電池交換不要のWeb観測が行えます。（土壌水分４点、10分毎観測、6時間毎計測データ送信：センサーや通信状況で変化）

１年程度なら本体内蔵の単２アルカリ電池でもっと長くや詳細な観測を希望すれば単１を追加できます。

小さく・軽く・精度良く・安定した長期観測とメンテナンスフリーに向けて

屋外観測を手軽にを目指して設置しやすく、データ処理が容易なデータベースでのシステムを製品としています。

屋外も屋内と同じで安定して観測し、故障が非常に少なく、手間がかからないメンテナンスフリーのシステムが目標であり、実際の屋外観測で実績を重ねています。

左の写真ではLoRaの観測ノードで日陰での観測試験を行っています。

LoRa多地点の観測結果も扱い易いCSV形式メール

以下が参考のCSV観測データとして送られるCSVメールの内容です。
＜観測日時＞　　　　機器ID　　　　電圧　温度　雨量　計測データ
19/04/09 14:09:59,00210,16,20,136,0,205,0,0,0,177,191,158,164
19/04/09 14:09:00,09902,0,20,104,113,166,0,0,0,-1,104,162,159
19/04/09 14:06:00,09911,0,20,121,84,183,0,51,28,158,-1,171,-1

各観測ノードとゲートウエイでは独立して同じ時刻で観測を行いゲートウエイに
結果をまとめてサーバにメール送信されグラフやCSV化してWebで利用できる形で
提供されます。　計測メールの宛先は２つ設定可能でバックアップや自社でのデータ
処理もできます。

LoRa 300m間、余裕の電波強度で安定通信

３００ｍ隔ててLoRa/3Gゲートウエイ（５ｍ）とLoRa観測ノード(３ｍ）を設置。通信強度約ー９０ｄＢで安定通信。ー１２０ｄＢ程度まで安定通信できるのでー３０ｄBの余裕。途中に建物があっても安定通信が可能。　同じ距離で低い観測点（１ｍ高さは）ー１１０ｄBと通信状態が悪くなるが安定通信を行っている。

ゲートウエイを高い所に置けば、観測ノードの置き場所に電波の状況をあまり気にせず気楽に設置できるのが本LoRa観測システムです。

また計測結果はCSVのメールなので手軽に状況を確認できます。

前に開発したZigbeeの観測システムでは、３００ｍでかなり減衰し途中に建物が入ると通信できなかったに比べ大きな違いです。