あ LoRaWAN 気象監視システム (ここでは とも呼ばれます LoRaWAN ベースの気象監視ソリューション) は、屋外または分散監視場所から気象データを収集、送信、管理するように設計された無線システムです。
これは、監視ポイントが広範囲に分散している場合、長距離のケーブル配線が困難な場合、または主電源やネットワーク アクセスが不便である場合に特に適しています。
BGT HYDROMET ソリューションでは、完全なシステム アーキテクチャは次のもので構成されます。
気象センサー + LoRaWAN ノード + LoRaWAN ゲートウェイ + クラウド プラットフォーム / 顧客プラットフォーム
気象センサーは、温度、湿度、気圧などの環境パラメーターを測定します。 LoRaWAN ノードは、RS485 通信を通じてセンサー データを読み取り、LoRaWAN ゲートウェイにワイヤレスで送信します。次に、ゲートウェイはデータをクラウド プラットフォームまたは顧客独自のシステムに転送して、リモートでの表示と管理を行います。
このアーキテクチャは、長距離信号ケーブルに依存せずにワイヤレス気象監視ネットワークを構築する実用的な方法を提供します。
気象監視は 、農業、スマートシティ、環境監視、工業団地、道路気象監視、キャンパス監視、および遠隔地プロジェクトで広く使用されています。
ただし、多くの監視ポイントは屋外に設置されているか、複数の場所に分散しています。このような環境では、お客様はいくつかの課題に直面する可能性があります。
長距離配線は困難またはコストがかかります。
主電源が利用できない可能性があります。
監視場所は広範囲に分散している場合があります。
気象データはリモートで表示する必要があります。
さまざまな場所に複数の監視ポイントが必要になる場合があります。
お客様はすでに独自の LoRaWAN ゲートウェイ、ネットワーク サーバー、またはデータ プラットフォームを持っている場合があります。
従来の有線気象監視システムは通常、長距離のケーブル配線、電力工事、データ収集装置、および現場での統合を必要とします。これにより、特に複数の監視ポイントが関係する場合、設置コストが増加し、展開がより複雑になる可能性があります。
LoRaWAN ベースの気象監視ソリューションは、環境センシング、無線伝送、ゲートウェイ通信、プラットフォーム アクセスを 1 つのシステムに統合することで、これらの課題に対処します。
一般的な BGT HYDROMET ワイヤレス気象監視ソリューションには、4 つの主要な部分が含まれています。
気象センサーは、監視サイトから気象データを収集する役割を果たします。
代表的なオプションの 1 つは、 ルーバー ボックスの温度、湿度、圧力センサーです。.
このセンサーは以下を測定します。
温度
湿度
大気圧
ルーバーボックス設計により、環境測定時の空気循環を確保しながら、直射日光や雨の飛沫から検出素子を保護します。
このセンサーは RS485 通信を使用し 、無線データ送信用の LoRaWAN ノードと併用することをお勧めします。
プロジェクトの要件に応じて、システムを構成するときに他の気象パラメータも選択できます。
LoRaWAN ノードは、気象センサーをワイヤレス ネットワークに接続します。
RS485 センサー データを収集し、そのデータを LoRaWAN 経由でワイヤレスで送信します。
プロジェクトの要件に応じて、 SN100-WSQ または SN200-WSQ を選択できます。
主電源が利用できない屋外の監視場所では、太陽光発電の LoRaWAN ノードも使用できます。
最終構成を確認する前に、以下を含むセンサーの互換性を確認する必要があります。
RS485通信
適切な動作電圧
低消費電力
電源投入後すぐに安定したデータ出力
これらの要素は、センサーとノードが低電力監視システムで適切に連携できるかどうかを判断するのに役立ちます。
LoRaWAN ゲートウェイは、フィールド ノードから無線データを受信し、それをネットワークとデータ プラットフォームに転送します。
実際の設置環境に応じて屋内用または屋外用のゲートウェイを選択できます。
したがって、ゲートウェイはフィールド監視デバイスと上位レベルのデータ システム間の重要な通信コンポーネントです。
ゲートウェイが LoRaWAN ノードからデータを受信した後、そのデータをクラウド プラットフォームまたは顧客システムにアップロードできます。
BGT HYDROMET プラットフォームとゲートウェイを使用すると、顧客は PC ダッシュボードまたはモバイル アプリを通じてデータにアクセスできます。
プロジェクトの構成に応じて、プラットフォームは以下をサポートできます。
リアルタイムのデータ表示
過去のデータ曲線
デバイスの状態監視
ExcelやCSVなどのデータエクスポート
アラーム通知 (設定されている場合)
プロジェクト要件に応じて、顧客独自のプラットフォームとの統合
顧客がすでに既存のプラットフォームを所有している場合は、注文確定前に必要な通信方式、データ形式、MQTT 要件、統合の詳細を確認する必要があります。実際のプロジェクトのスコープに応じて API 関数も確認する必要があります。
完全なデータ フローは簡単です。
気象センサーは監視場所に設置されています。
標準ルーバーボックスセンサーの場合、システムは温度、湿度、気圧データを収集できます。
センサーは通常、環境測定に影響を与える可能性のある建物、樹木、壁、その他の障害物から離れた、開けた障害物のない場所に設置する必要があります。
LoRaWAN ノードは、RS485 を通じて気象センサーと通信します。
センサーの読み取り値を取得し、無線送信の準備をします。
ノードは収集した気象データを LoRaWAN ネットワーク経由で無線で送信します。
これにより、監視ポイントと監視センター間の長距離信号ケーブル配線の必要性が軽減されます。
LoRaWAN ゲートウェイはフィールド データを受信し、クラウド プラットフォームまたは顧客サーバーに転送します。
ユーザーは次のものを表示できるようになります。
リアルタイムの気象データ
歴史的記録
データの傾向
デバイスのステータス
PC ダッシュボードまたはモバイル アプリケーションを通じて。
したがって、完全なデータ パスは次のように要約できます。
気象センサー → LoRaWANノード → LoRaWANゲートウェイ → データプラットフォーム
LoRaWAN無線通信を利用するため、センサーと監視センターの間に長距離の信号ケーブルが不要です。
これにより、特に屋外の分散プロジェクトの場合、配線要件が軽減され、設置が簡素化されます。
LoRaWAN ノードは、低電力動作向けに設計されています。
現場の状況に応じて、システムは以下を使用できます。
バッテリー電源
太陽光発電
外部電源
センサーがより長い電源投入時間またはより高い電力消費を必要とするアプリケーションの場合は、ソーラー パネル、バッテリー、および充電コントローラーの構成も考慮される場合があります。
現在のソリューションのドキュメントによると、 一般的な基準通信距離は、 約5 ～ 10 km オープンエリアでは 、 都市環境では 1 ～ 2 kmです。.
実際の伝送距離は、建物、地形、アンテナの高さ、周囲の状況によって異なる場合があります。
このシステムは、農地、建設現場、公園、道端、キャンパス、貯水池、工業地帯、その他の遠隔監視場所などの屋外の場所に導入できます。
気象データはプラットフォームにアップロードし、PC ダッシュボードまたはモバイル アプリを通じてリモートで表示できます。
ユーザーは、すべての監視ポイントを訪問することなく、リアルタイムの情報、過去の傾向、デバイスの状態を監視できます。
LoRaWAN ネットワークは、1 つのゲートウェイを介して複数のセンサー ノードをサポートできます。
現在の BGT HYDROMET ソリューションのドキュメントによると、通常、1 つのゲートウェイで数百の LoRaWAN センサー ノードをサポートできます。実際の容量は、ノード数、レポート間隔、データ量、サイト条件などのプロジェクト構成に応じて確認する必要があります。
大規模なプロジェクトの場合は、ゲートウェイを追加してネットワーク範囲を拡大できます。
サポートされている LoRaWAN 周波数プランは、目的地の国または地域と現地の要件に応じて選択する必要があります。
現在の BGT HYDROMET ソリューションのドキュメントには、次のような一般的なオプションがリストされています。
EU868
US915 / US902
AS923
AU915
最終的な周波数構成は出荷前に確認する必要があります。
適切な周波数帯域はシステムが実際に展開される場所によって異なるため、これは重要です。
レポート間隔は、データ更新速度と消費電力の両方に影響します。
ほとんどの気象監視プロジェクトでは、ドキュメントでは 15 分の報告間隔を推奨しています。.
より頻繁な更新が必要な場合は、5 分などの短い間隔を選択できます。ただし、レポート間隔が短くなると、消費電力が増加し、バッテリ寿命が短くなる可能性があります。
したがって、最終的なレポート間隔は、監視の目的、電源供給方法、および予想されるバッテリー寿命に応じて選択する必要があります。
このソリューションは、いくつかの屋外および分散監視アプリケーションに適しています。
農地、温室環境、果樹園、灌漑地域では、温度、湿度、気圧のデータは、ユーザーが地域の微気候条件を理解し、農業管理をサポートするのに役立ちます。
建設現場では、気象データは安全管理、環境モニタリング、気象関連の作業計画をサポートします。
このソリューションは、都市の公園、道路、キャンパス、住宅コミュニティ、公共施設で使用して、基本的な環境データと気象データを収集できます。
気象データは、特に霧、雨、気温の変化、強風の影響を受ける地域で、道路状況の評価、早期警報、交通管理をサポートできます。
工業団地では、安全管理、環境モニタリング、または設備操作の参考のために分散型気象モニタリングを使用する場合があります。
便利な電力や通信インフラがない屋外の場所では、LoRaWAN ベースのソリューションが実用的なワイヤレス監視方法を提供します。
最終的なシステム構成は、製品モデルだけで選択しないでください。
プロジェクトを構成する前に、次のようないくつかの要件を確認する必要があります。
必要な監視パラメータ
監視点数
通信距離
設置環境
電源供給条件
ゲートウェイ設置環境
プラットフォーム要件
目的地の国または地域
必要な LoRaWAN 周波数帯域
最終的な構成は、実際のプロジェクトの条件に基づいて確認する必要があります。
一般的なプロジェクト展開プロセスには次のものが含まれます。
要件の確認
ソリューション構成
出荷前の事前設定
現場での設置
ネットワークへの参加とデータ検証
運用・保守
ソリューションを正しく構成するには、お客様は次のような主要なプロジェクト情報を提供する必要があります。
設置場所と適用シナリオ
必要な監視パラメータ
監視点数
屋内または屋外の設置
主電源の利用可能性
バッテリーまたは太陽光発電の要件
予想されるデータ報告間隔
ノードとゲートウェイ間のおおよその距離
屋内または屋外のゲートウェイ要件
目的地の国または地域
必要な LoRaWAN 周波数帯域
プラットフォーム統合の要件
アラーム通知の要件
現地の認証または輸入要件
この情報を提供すると、適切なセンサー、LoRaWAN ノード、ゲートウェイ、電源方式、データ アクセス構成を決定するのに役立ちます。
LoRaWAN 気象監視システムは 、気象センシング、データ取得、無線通信、ゲートウェイ送信、およびリモート データ アクセスを 1 つの実用的な監視ソリューションに組み合わせています。
このシステムは、スタンドアロンのセンサーのみを提供するのではなく、気象センサーを LoRaWAN ノード、ゲートウェイ、およびデータ プラットフォームに接続して、屋外の監視サイトから気象データを収集し、リモートで表示できるようにします。
農業、建設現場、スマートシティ、工業団地、道路気象監視、遠隔現場監視などのアプリケーションでは、このアーキテクチャにより、配線要件を削減し、バッテリーまたは太陽光発電による導入をサポートし、プロジェクト要件に応じて監視ポイントを拡張することが容易になります。
したがって、BGT HYDROMET ソリューションは単なる気象センサー製品ではなく、顧客が気象データをより効率的に収集、送信、管理できるように設計された完全な IoT 監視パッケージでもあります。
