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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。

説明資料：190422_fbs_battery_lora_flat(PDF:4Page)

Ａ.電池切れ気にせず１シーズン乾電池でWeb観測
Ｂ.電池切れなく２年間、太陽電池モデルでWeb観測
Ｃ.ＬｏＲａ、マンションに遮られても200m通信

2019/04/22　Newsです。

今回は社内で行っている長期の実試験結果を元に乾電池だけで４～１１月の雨のシーズン８ヶ月をWeb観測を行う方法のご提案です。

シーズン初めに運用を開始すれば電池を気にせず１シーズン観測できます。　現地に入るのは機器の点検や調査で自分たちのスケジュールで現地入りができます。

「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。

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。

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。

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。

今、動かしているＷｅｂ観測システムがロガーで人手によるデータ回収で行う方法で１ヵ月毎に報告を行うとその中の費用である人件費、データ処理料金、出張費が本当に高価であることに気づく。　それに比べ、Ｗｅｂ観測では、データ処理まで自動化でき人は単純作業から解放され知的作業に集中できる。そしてデータ処理でのプログラム化で知的作業もスピードアップできる。　このためにも、信頼性があり、メンテナンスフリーの屋外観測システムが求められ、そしてこれが求めているシステムである。

マンションが途中にあっても２００ｍ程度ＬｏＲａの無線通信が可能。

ＧＷはマンションの3階、観測ノードを持ち歩き通信試験を行いました。結果マンションが立ちならび電波の通り道（フレネルの空間）が邪魔されても２００ｍ程度は安定通信を確認できました。

コンクリート１枚での電波透過の減衰は２０ｄＢ、４枚だと８０ｄＢ。ＬｏＲａの初期減衰ー５０ｄＢで最大減衰ー１２０ｄｂとするとー７０ｄＢの余裕でコンクリート３～４枚はあっても透過して通信できると推定できます。

工事現場で途中に建物があっても大丈夫の見通しです。＝＞数100ｍなら電波の通りをあまり気にすることなく置けます。

写真右下がLoRa長距離無線観測システムのゲートウエイと観測ノードです。

工事現場では計測のケーブルは工事の邪魔にもなるし、誤って車に踏まれたりして切断される可能性があります。そして、工事の進捗によって観測場所を移動する必要もあります。

そんな時、通信状態がよければ実績７ｋｍの通信も可能なLoRa無線通信の観測システムなら、近くに電波の遮蔽物があっても数１００ｍ程度の近い距離なら透過や回折で安定した通信が確保できます。

このように長距離の安定通信が確保できるLoRaを使った多地点観測は工事現場に最適です。
それからLora/FOMA3Gのゲートウエイは１２Ｖ／１Ａ程度の電源が必要ですが、観測ノードは10分毎の計測送信でも1年間、内蔵の乾電池だけで動作します。　工事現場で電源ケーブルの引き回しも行う必要もありません。

LORAの多地点観測データをSQLを使って、あたかも一つのロガーに繋がった観測データテーブルの様にDBのSQLを使って作成する方法です。

「方法」

1）それぞれの観測データから時間と計測データのデータベースを作成する。

２）全てに観測データが一致した時刻で集められるよう例えば10分ごとのデータベースを１）から作成する

３）観測データの時刻を一秘させてそれぞれのテーブルをSQLのｊｏｉｎを使い統合したテーブルとする。

４）上記で統合したテーブルは、あたかも1つのロガーに繋がった様に扱えます。

５）ｊｏｉｎのつなぐ方法を変えれば北海道と九州の観測を統合したりと意図した評価方法にあわせて便利に使えます。

DBのSQLを使うことで人が手で行うことなく簡単に見たい方法でデータベースのデータを取り出すことができて便利です。

実際、アスペクトシステムの分散観測システムではこの方法で多地点観測データを統合して評価を行っております。