LoRaWANで実現するIoTの作業風景

センサーで取得したデータをLoRaWAN通信を通じて伝送するためのLoRaWANチップとセンサーを搭載する試作品を作成します。
LoRaWANの素晴らしいところは、通信処理をこのチップにほぼ全てお任せできるところです。
LoRaWANでは、なんだか頭のいい人たちが「こうすると楽になるで」と一生懸命考えてくれた「LoRaWAN® Specification」というものが存在し、これに則り通信をすれば、フロー制御から通信強度の確認、日本特有のLBTへの対応、リトライ処理、すべてLoRaWANが全てやってくれます。素晴らしいの一言です。
実際のデバイス開発段階でも、通信を意識したことはありません。UARTでLoRaWANチップに対してデータ送信コマンドを送ってあげるだけでLoRaWAN通信をしてくれます。
これにより開発コストを大きく下げることができるのが、LoRaWAN最大のメリットになるでしょう。

試作品の段階だと、弊社パートナーのルネサスエレクトロニクス株式会社様が展開する、
GR-KURUMIを使わせていただくことも多くあります。
お手軽に開発出来て、かつかわいい（重要）ので重宝しております。

LoRaWANのデータを受信し、インターネット上にあるLoRaWAN Serverまで伝達するためのゲートウェイ機を設置します。
電波の特性上高く視認性の高いところ（遮蔽物がないところ）に設置します。
ビルの屋上はもとより、送電鉄塔、駅舎の屋上、電柱の上などなど、色々なところに設置実績がございます。
おかげさまで、とてもとても高いところに登らせて頂くことが多くなりました。

弊社では主に、フランスのKerlink社製のLoRaWAN GateWayを利用しております。
Linuxベースで非常に使い勝手がよく高性能のゲートウェイです。

LoRaWAN Server上でやることは大きく分けて2つ、デバイスの登録と、データの加工・出力です。
LoRaデバイスには、ユニークなIDが存在するので（EthernetでいうところのMACアドレス相当）、それをLoRaWAN Serverに登録して、セキュリティやデータフローの選択に利用します。

LoRaWANで流れてくるデータは、Payloadと呼ばれ、BASE64エンコードされた文字列としてLoRaWAN Serverに渡されます。
弊社が主に利用しているTheThingsNetwork（TheThingsIndustries）では、このBase64エンコードデータをさらにJavascriptを用いて、加工して出力することが可能です。

出力はMQTTもしくはHTTPでのPOSTを使用します。どちらを使うかはケースバイケースですが、弊社がよく利用するデータベースのElasticsearchはHTTPでのPOSTを受け付けてくれるので、HTTPを使うケースがほとんどです。
出力を直接データベースに保存できるので、ミドルウェアを一つ減らせるので大変重要な機能です。

※ Payloadをフォーマットする機能を有していないLoRaWAN Serverもあります。
※ この場合は、アプリケーション側でPayloadフォーマットを行うことになります。

ここから先はもう、完全にソフトウェアの領域ですね。
データベースに保存し、それを加工、可視化するといった作業になります。
ここら辺はIoT共通事項かなと思いますが、弊社ではデータ保存には主にElasticsearchを利用しており、可視化についてはKibanaの利用を主としております。当然、場合によっては専用のアプリケーションの作成も行います。

ちなみに余談ですが、僕自身もソフトウェアエンジニアとして、アプリケーションの作成に携わることも多いです。
先日も、とある金曜日に上司からPoCデータの可視化アプリケーションの作成を頼まれ、「締め切り月曜日な」って言われたりして、そんなアットホームな職場で楽しく働いています☆―(ノﾟДﾟ)八(ﾟДﾟ )ノｲｴ―ｲ