低電力ワイヤレスセンサーネットワークとは何ですか？

テクノロジーの進歩により、家庭、倉庫、生産現場、および都市全体でのデータ収集が容易になりました。このデータが収集および解釈されると、意思決定者はこのデータを有意義に利用できるようになります。これらの進歩により、いわゆるモノのインターネット（IoT）、すべてのインターネット（Ciscoに感謝）、または以前はマシンツーマシン（M2M）通信と呼ばれていたものが作成されています。市の管理者、企業、市民は、これらのデータフローから作成された情報の受益者です（そしてそうなるでしょう）。しかし、ほとんどの場合、このデータへのアクセスを望んでいた人々はそれを取得できませんでした。現在まで、既存のソリューションはネットワークカバレッジが制限されすぎているか、電力を大量に消費しているか、またはその両方です。しかし、この状況は、低電力のワイヤレスセンサーネットワークの作成によって急速に変化しています。これで、このすべてのデータを収集して、それを必要とする人々に提供することができます。

低電力ワイヤレスセンサーネットワークとは何か、そしてそれがどのように機能するかを理解するために、この記事をまとめました。それは重要な質問に答えます：このすべてのデータはどこから来て、それを取得するためにどれくらいのエネルギーが使われますか？まず、一歩下がってワイヤレスセンサーネットワークとは何かを説明するので、全員が同じページにいます。

ワイヤレスセンサーネットワーク（WSN）

ワイヤレスセンサーネットワーク（WSN）は、物理的または環境的条件を測定することによってデータを収集する、空間的に分散された独立したデバイスのグループです。測定される条件には、温度、圧力、湿度、位置、使用情報、照明、および音があります。これらの読み取り値は、データの形式でネットワークを通過し、照合および整理されてから、エンドユーザーに配信されます。 WSNは、産業プロセスの監視と制御、電力システムの制御、人間の健康の監視など、多くのアプリケーションですでに使用されています。

従来、これらのWSNは機能するために多くの電力を必要とする傾向がありますが、システムの電力需要を減らすと、センサーデバイスの寿命が長くなり、バッテリー駆動のアプリケーション用のスペースが作成されます。バッテリ駆動のデバイスは、幅広いユースケースを可能にし、ROIの低いアプリケーションの機会を開きます。これは、低電力ワイヤレスセンサーネットワークが存在する場所です。 入ってください。

低電力ワイヤレスセンサーネットワーク

WSNの寿命を延ばすための鍵は、ワイヤレスセンサーのネットワークを設計することです。 ワイヤレスセンサーデバイスの消費電力を最小限に抑えます 、したがって「低電力」という名前。全体的な消費電力を削減するために、低電力ワイヤレスセンサーネットワークは、デバイス（ラジオやマイクロコントローラーなど）のアクティブ時間または「アウェイク時間」を制御し、デバイスが「スリープ」しているときの消費電流を制限します。これらのネットワークは、「常時オン」、「スタンバイ」、「ハイバネーション」モードなど、デバイスの電力設定モードを変更することでこれを実現します。

たとえば、長期間にわたってデータを収集する基本的なリモート温度センサーについて考えてみます。 「アクティブ」モードでは、デバイスは電力を使用して温度を読み取り、高度なノイズフィルタリングアルゴリズムを使用してデータを操作しますが、デバイスはこれを常に実行する必要はありません。アクティブモードでない場合、マイクロコントローラは、さらにサンプル測定が行われるまでスリープモードに戻ることができます。次に、定期的にリアルタイムクロックとカレンダー（RTCC）がスリープモードから復帰し、実行する別のタスクがあるかどうかを確認します。そうでない場合は、スリープ状態に戻り、電力使用量を節約します。マイクロコントローラーの実行に費やす時間をスマートに管理および制御すると、全体的な消費電力が大幅に削減されます。

低電力ワイヤレスセンサーネットワークの理想的な使用例の1つは、「スマートシティ」アプリケーションです。低電力ネットワーク技術は、駐車場、街灯、交通管制、地方自治体の交通システム（バス）、除雪、ゴミ収集、公共の安全などの状態を監視するのに最適です。データはこれらのデバイスから収集され、市の従業員がリソースの割り当てとサービスの提供について情報に基づいた意思決定を行える形式で意味のある情報に解釈されます。多くの場合、状況の変化への対応を事前に行い、自動化することで、「スマートシティ」を実現できます。

低電力WSNを構築しているのは誰ですか？

強力な低電力ワイヤレスセンサーネットワークを構築しているワイヤレスマシンツーマシン（M2M）企業がいくつかあります。ここにいくつかあります：

SIGFOX

SIGFOXReady™モデムは、低い伝送電力で動作し、継続的なネットワーク同期がないため、長年の機能とともにエネルギー効率が向上します。 SIGFOXReady™モデムの一般的な消費電力は20mAから70mAまでさまざまで、非アクティブのときはほとんど何も消費しません。現在、SIGFOXはアップリンクのみのネットワークを採用しており、次世代の双方向機能を開発していますが、その基盤となるテクノロジーにより、ダウンリンクには対称リンクがありません。

リニアテクノロジー

低電力WSNを使用している別の会社は、リニアテクノロジーの一部であるダストネットワークです。 SmartMeshIPおよびSmartMeshWirelessHART製品は、低電力、信頼性、およびスケーラビリティを必要とする過酷な産業環境向けに設計されており、一般的な産業アプリケーションに最適です。

OnRampワイヤレス

OnRamp Wirelessは、低電力RPMAネットワークでも進歩を遂げています。このネットワークは、住宅用と商用の両方の計測の通信を可能にし、エネルギー効率を利用しながら、グリッド自動化をサポートする同じネットワークインフラストラクチャでスマート計測機能をサポートできます。

行動性

Actilityもドアに足を踏み入れています。 ActilityのエンドツーエンドのM2MサービスであるThingParkWirelessは、双方向の低電力ネットワークを提供し、密集した都市部では2〜5 km、地方のアプリケーションでは最大15kmの範囲をカバーします。

リンクラボ

Link Labsは、低電力ワイヤレスセンサーネットワークを構築しています。クラス最高の感度と消費電力、柔軟なプロトコルスタック、対称的なアップリンクとダウンリンクを備えたLink Labsの低電力ワイヤレスセンサーネットワークは、駐車場や水道メーターから街灯や資産追跡まで、あらゆるものに理想的なプラットフォームです。

結論

低電力ワイヤレスセンサーネットワークは、IoTスペースでデータを転送および収集するための低コストのソリューションです。リモートデバイスで使用される電力を節約および制限することにより、低電力ワイヤレスネットワークは、IoTエコシステムのさまざまな新しいアプリケーションのためのスペースを開きます。低電力WSNの電力管理機能をよりよく理解することにより、エンジニアは環境に配慮したエネルギー効率の高いワイヤレスソリューションの開発に向けて順調に進んでいます。 Link Labsは、お客様の声に耳を傾け、広域低電力プロトコルであるSymphony Linkを通じて柔軟なソリューションを提供することで、低電力ワイヤレスセンサーネットワークの開発をリードしています。