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LoRaWAN当面の開発作業について

開発のための情報が日々updateされるので軌道修正は日常茶飯事です。そのフットワークの軽さが大企業の開発作業と違うところです。

さて、LoRaWANをビジネスにするために、何らかの開発作業が避けられないのですが、リソースが限られるのでどこが突破口になるのか、そしてその後どの程度果実があるのか、を事前に見極めるのが、開発物のクオリティ以上に大事になってきます。自分がどんなにいいものと思って作っても使われないと話になりませんから。

LoRaWANでブレイクしそうなのは検針に類するものというのが衆目の一致するところだと思いますが、当社は敢えて同じことはしません。とはいえ今これだ、というものがあるわけでもないので、広く引き合いが見込めるようなアプローチを取ろうとしています。ドアセンサーをショップに出していたらたまたまトイレIoTがブレイクしたような手法です。

当面は、サービス・プラットフォーム、には手をつけない、センサーノードの実用化にしばらく特化する、を基本にします。

DriveWiMAX2
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LoRaWAN関連の開発ステップ

Senseway社から提供されている、デバイス、ゲートウェイ、ネットワークサーバ、MQTTサーバ、をベースにして商品を企画してみることにします。

まず初めに特徴や制約などを整理すると
・デバイスの電力消費が大きくそのまま実用的なセンサーノードにはならない→低消費電力化は別途進めるとして、これがこのまま使えそうなEnOcean/BLE->LoRaWANゲートウェイに利用することを考える
・弊社が拠点とする長野県にはまだ屋外に共用で設置されるゲートウェイ・アンテナがない→レンタル可能な屋内用のゲートウェイで開発を進め、これが使えるアプリケーションを探すことにする
・Senseway社が提供しているのはMQTT brokerまで→MQTTを受けられるクラウドを立ち上げてサービスを作って、、、ということをするのは次のステップとして、当面はPC or RasPiなどでMQTT subscriberを構成して動作を確認し、アプリケーションを探ることにする。

今日はここまで

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LoRaWANノードの消費電力の目標設定

前回までの投稿で、LoRaWANのノードを実用化するには、消費電力を極力下げることが必要なことが分りました。どこまで下げれば実用になるのか、闇雲にファームウェアや回路を作るのではなく、目安を意識しておくことが大事です。消費電力を算出するにはどんなセンサーを使いたいのか、センシング＆無線発信の頻度、等によりますが、今の段階ではアプリケーションが決まらない、アプリケーションを洗い出し実証実験に持っていく段階のプロトタイプが作れればいい、と割り切って、電池駆動で数ヶ月放置できるレベルを目指します。

個人の感覚に左右されますが、私から提案するとすれば、市販で出回っているコイン電池CR2032（3V, 220mAh）が１個で数ヶ月持てばよしとしましょう。

220mAhを１ヶ月＝720時間で割ると306uAとなるので、待機時＋無線発信時の平均がこれを下回ることを当面の目標に据えることにします

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LPWAへの取り組みについて

いわゆるLPWAに分類される無線方式でメジャーなものに、NB-IoT、Sigfox、LoRaWAN、等がありますが、参入のハードルが低そうな割に、構成要素の技術やビジネスが比較的オープンで今後拡大が見込める予感がある、という理由でLoRaWANに注目しています。というわけでLoRaWANのインフラ普及を目指しておられるSensewayさんのセミナーに参加してきました。内容はLPWA, LoRaWANの概説とハンズオンです。ハンズオンは具体的には

・LoRaWAN shieldをArduinoで制御してセンサーノードにする
・Senseway社のゲートウェイ、network server経由でMQTTサーバに繋ぎ
・最終的にはNode-REDによりデータを吸い上げる

というものでした。

当社の取り組みとしては、LoRaWANセンサーノードを作る前に、まずEnOcean –> LoRaWAN shield –> gateway –> network server –> MQTT server –> スマホかPCで受信、の流れを作るのが急務と考えています。理由は、アプリケーションを決めてセンサーノードのハードウェア（ケースや回路構成特に消費電力）、ソフトウェアの開発や最適化を進めていくには基礎実験基礎開発が必要でしばらく時間がかかりそうなのと、3G/LTEベースのゲートウェイが機材や通信コストの課題があるのをLoRaWANに置き換えられれば解決できそうな気がしている、その２点です。

随時開発状況をオープンにしたいと考えています。

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IoT dev-bench

開発の狙い、意図

  • いわゆるIoTの完結したシステムを構築し、実証実験や構成要素毎の開発が容易にできるようにする。
  • 初期の構成要素は、短距離無線センサーノード、（センサーノードを兼ねられる）広域ゲートウェイ、クラウド、情報端末（可動部を付加できる）、とする。

構成要素の概要

  • 短距離無線センサーノード：BLE, EnOceanをdefaultとするが、その他無線方式も付加できる。センサーノード向けに低消費電力に改造したArduino互換機をベースに考える。
  • センサーノード兼広域ゲートウェイ：3G/LTE, LPWA(LoRaWAN)をdefaultとする。センサーノードにもなるようにArduino/Raspberry Piのハイブリッド型を考える。
  • クラウド：当初はメールのみ。情報の蓄積・分析等のニーズに応じて拡張する。
  • 情報端末：スマホまたはPC。メカ的な動作が必要な場合にはラズパイなどを使う。

※ソフトウェアはニーズに大きく左右されるので、当初はハードウェアの動作確認、センサー等の実証実験ができる程度のものと考えている。

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新プロジェクト始動！

今までの技術蓄積の集大成として、”IoT”の１つの完成形をお見せするべく、新プロジェクトを始めることにしました。

センサーノード、ゲートウェイ、クラウド、スマホアプリ、等々を同時並行的に開発していく、言うなれば”IoT mother system”です。この母親がいい子供達を産んでくれることを願っています。

開発過程をstep by stepでお見せしようと考えています。