見通し内環境での遠隔監視制御システムの無線通信距離を測る

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見通し内環境における無線センサの通信距離をテスト

tdiグループの1社である当社TDIプロダクトソリューション株式会社では、パソコンやタブレット、スマートフォンなどのWebブラウザから施設内の温度、湿度、CO2濃度等の遠隔監視が行える「遠隔監視制御システム」を提供しています。

 

このシステムではゲートウェイと各種センサを取り扱っています。そして、ゲートウェイと各種センサ間は無線にてデータ送受信をしています。

この無線による通信距離が、施設内ではなく、屋外で障害物がない見通し内環境ではどの程度のものなのか、テストをすることにしました。

遠隔監視制御システム・EA2シリーズ

あらためて、本テストの対象となる遠隔監視制御システムをご紹介します。

このシステムでは、通信距離30m以内で使用する小規模な施設向けのEA1シリーズと、通信距離500m以内で大型ハウス・圃場・倉庫などにも適したEA2シリーズがあり、本テスト対象はEA2シリーズです。

EA2シリーズのラインアップは、ゲートウェイのほか、温度湿度センサ、温度湿度CO2センサ、土壌水分ECセンサです。

Sub-GHz無線とその特長

EA2シリーズの無線システムには、いわゆるSub-GHz無線(920MHz/特定小電力)を使用しています。

920MHz帯の特長には、以下が挙げられます。

  • 通信距離が2.4GHz帯(ZigBeeやWi-Fiなど)と比較して約10倍
  • 伝送速度は400MHzの特定小電力の10倍以上
  • 2.4GHzと比べて電波干渉の影響が少ない
  • 回折特性(電波の回り込み)と障害物に強い

このような特長から、Sub-GHz無線はフロアを跨いだ屋内や屋外での利用に適しています。

Sub-GHz無線の代表規格「Sigfox」「LoRaWAN」「Wi-SUN」と、EA2シリーズで採用している無線システムの比較がこちらです。

項目 Sigfox LoRaWA Wi-SUN EA2シリーズ
キャリア周波数 920MHz
通信速度 100bps 250-50kbps 50k-400kbps 50kbps
通信距離 ~50km ~15km ~1km

~ 500m

※実際の使用環境を想定した値

EA2シリーズの通信距離は、他と比較して短いですが、それは実際の使用環境(圃場や、大規模ビニールハウスなど)を想定して設定しているためです。屋外で障害物がなければ、通信距離は長くなります。

遠隔監視制御システム・EA2シリーズの通信テスト

さて、本題の屋外での通信距離測定テストです。

実施場所は、「長距離で障害物がない」という条件に適した、神奈川県・新江ノ島水族館から茅ケ崎漁港までの海岸。道のりは9km弱ですが、直線距離は7.2kmです。新江ノ島水族館西側付近を送信点として、各種センサを設置します。そして、辻堂海浜公園、茅ケ崎ヘッドランド、茅ケ崎漁港、それぞれからセンサデータを受信できるかテストします。

江ノ島水族館西側付近(送信点)

 

辻堂海浜公園(送信点から2.6km)

茅ケ崎ヘッドランド(送信点から5.7km)

茅ヶ崎漁港(送信点から7.2km)

無線センサ通信テスト測定条件

今回の通信テスト測定には条件を設定しています。

  • センサ側は10秒間隔で20回データ送信
  • 最大5回までデータ再送信

こちらは、あくまでテスト測定のための条件であり、本製品の仕様ではございません。

無線センサ通信テスト結果

見通し距離7.2kmでもすべてのセンサデータの受信ができました。

場所 PER 送信点からの距離 判定
辻堂海浜公園 0% 2.6km OK
茅ケ崎ヘッドランド 0% 5.7km OK
茅ケ崎漁港 0% 7.2km OK

※ PER(パケットエラーレート):送信パケット数に対してエラーとなり受信できなかったパケットの割合のこと。PER 1%の場合、100パケット送信で1パケット送信失敗を表します。

最後に

今回のような屋外で障害物がない見通し内環境では、とても良好な結果が得られました。

使用環境によってはデータ欠測なども起こってしまうのが無線を使う上での宿命でもあります。「遠隔監視制御システムを導入してみたいけど、自社の工場でうまく通信できるか不安だな・・・」など気になることがございましたら、お気軽にこちらからお問い合わせください。

お問い合わせ先

執筆者プロフィール

Takahashi Wataru
Takahashi WataruTDIPS 半導体事業部
入社して十数年間、半導体の設計・評価部署にてICチップと格闘。
途中、遠隔監視システムの評価も担当。現在はまたICチップと格闘の日々へ。
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