【IoT】IoTに最適な通信規格とは（LPWA）
IoTエンジニア養成読本の学習記録です。
LPWAとは
- Low Power Wide Area の略で、消費電力を抑えて遠距離通信が可能なためIoTに特化している仕様。
- 「アンライセンス系（免許不要）」と「ライセンス系（免許必要）」がある。
LoRaWAN（アンライセンス系）
- サブギガ帯と呼ばれる920MHz帯を使う
- 広域通信（数km）
- 規格上では10〜20kmで、最大無線出力（20mA）の実測値は約1.5〜6km
- 低消費電力（20mA程度）
- 送信時の電力が20mAで、待機中は1/100
- 常にDevice主導の通信（Uplinkから通信開始）
- 低データレート（1通信あたりのデータ量＝11byte）
- マルチポップ機能はなし
- LoRaゲートウェイに対してLoRaモジュールが紐づくようになる（BLEと同じ）
- IPではなくDev Addr（32bit）で管理
LoRaWANアーキテクチャ
セキュリティ
セルラーなどのように思い認証/暗号化処理はできないため、デバイス、Network Severであらかじめ、Nwskey、Apskeyという事前共有鍵（PSK）を双方で事前共有しておき、通信する際はこの鍵で暗号化の正当性を確認する。
ユースケース
一度に送信できるデータは最大11byteで小さいが、温度、湿度、加速度等のセンシングであれば数バイト程度で事足りるケースが多い。
実装例
LoRaWANモジュール自体は通信モジュールなので、デバイスを制御するためにマイコンが必要。低スペックのマイコンで十分。
各システムの選定と実装のポイント
下記を考慮して総合的に判断する。
1つの方式にこだわるとだいたい無理なデバイス実装、システム構成になるため、複数の通信を組み合わせるのが良い。
- 通信範囲
- データ量
- 通信頻度
- 消費電流
- モビリティの有無（定点か移動か）
- IPの有無
- 通信方向（双方向、片方向）
- 通信量
