LoRa技術を用いた土壌内データ通信

農業分野において、IoTは主に、農家の作物生産性向上を支援することを目的とした、圃場パラメータのモニタリングと自動化に活用されている。リアルタイムのIoTネットワークを展開する際に考慮すべき主な要素は、長距離通信・低消費電力のデバイス、設置の容易さ、そしてコスト効率である。

私たちの研究の最終目標は、最適化され、より環境的に持続可能な農業を実現するために、農業プロセスに関連するデータを収集・モニタリングし、効果的に活用することである。

本研究では、植物の成長に影響を与える地中の土壌におけるpH、EC(電気伝導度)、温度など、さまざまな要因をモニタリングするための通信インターフェースとしてLoRaを選定した。農場内のさまざまな地点で土壌中の要因をモニタリングすることで、播種と収穫に最も適した時期を判断したり、温度変化を検知して換気や灌漑を調整したりすることができる。

Wireless soil
lora property

低コスト、広い通信範囲、高い透過性、そして最大300kbpsのデータ転送速度で超低消費電力を実現するといったLoRaの特性は理想的であることが実証され、地中システムにおける要因のモニタリングという私たちの要件を満たすものであった。

Wireless tech

さらに、LoRaは、M2MおよびIoTアプリケーション向けの無線技術であり、安全なデータ伝送を実現する。センサー、ゲートウェイ、機械、ガジェット、動物、人、その他さまざまな対象物を、LoRaを用いて無線でクラウドに接続することができる。

lora devices
lora tech

LoRaデバイスには、農業、スマートシティ、住宅・建築物、コミュニティ、計測、サプライチェーン・物流など、数百に及ぶ用途がある。既存の他の技術と比較すると、LoRa技術はより手頃な価格で、より適応性の高いものになりつつある。また、コスト削減のため、素材や内部部品の品質が抑えられている場合もある。

広く利用されている短距離無線技術(ZigBeeやBluetoothなど)は、長距離伝送が求められる場面には適していない。セルラー通信(2G、3G、4Gなど)に基づくソリューションは、より広いカバレッジを提供できるものの、デバイスのエネルギー消費が過大になる。そのため、IoTアプリケーションの要件が、低消費電力広域ネットワーク(LPWAN)という新たな無線通信技術の登場を後押ししてきた。Sigfox、LoRa、NB-IoTは、大規模なIoT展開をめぐって競合する、代表的な3つのLPWAN技術である。

LoRa無線技術は、間違いなくIoT分野において重要な役割を果たしていくだろう。電力やその他のコストといった従来の無線技術の限界を克服しながら、デバイスを相互接続し、農業、スマートシティ、産業、商業向けのソリューションを開発することができる。 高度な土壌センサー、スマート灌漑システム、クラウド技術に基づく農業分析を備えた、SenzMateの農業向け製品について詳しくはこちら。

よくある質問

LoRa技術とは何ですか?

LoRa(Long-Range)は、長距離のデータ伝送と低消費電力通信のために設計された無線ソリューションである。さまざまなIoTデバイスをインターネットに接続するために使用される。

SenzMateは、農業分野でLoRa技術をどのように活用していますか?

LoRaデバイスは農業分野において、土壌水分、pH値、温度、電気伝導度といった作物収量に影響を与える要因のモニタリングや気象観測、作物病害の早期兆候の検知、大気・水質のモニタリングなどのために、農場内のデバイスからクラウドへデータを伝送する目的で使用されている。SenzMateは、pH、電気伝導度、温度、湿度といった作物の成長に影響を与える要因を調査するため、地中で使用できるLoRaデバイスを設計した。これによって得られるデータを収集することで、灌漑のタイミングや、種まき・収穫に適した時期について、データに基づいた判断を下すことができる。

執筆:Hansi Rathnayaka