LoRaWANを使ったIoT by 和歌山大学 秋山演亮教授

1. LPWA(Low Power Wide Area)
LoRaWANを使ったIoT
LoRaWANを使ったIoT
(Long Range WAN)
TTN Japan
コンソーシアム
連絡先：和歌山大学 教授 秋山演亮
akiyama@wakayama‐u.ac.jp
073‐457‐8503 / 090‐8177‐3076

2. IoT分野におけるLPWAの優位性
LPWAとは？
• LPWA(Low Power Wide Area)とは、小電
力で広範囲（長距離通信）を可能とする
通信方法の総称です。
• SIGFOXやLoRaWAN、NB‐IoTなどの種類
があります。
が
• 小電力で長距離通信を可能としますが、
一度に送るデータ量が少ないため、画
像や動画転送には不向きです。ショート
メール程度の数値情報などのデータ転
送に適します。
出典：http://businessnetwork.jp/Detail/tabid/65/artid/5106/Default.aspx
LPWAの優位性 インターネット網
IoT通信
センサー等
IoTデバイス
受信局
ルータ
ゲートウェイ
データサーバ ユーザ
端末
IoT通信
• 各種センサーからデータを集めてサーバに集積し、ユーザのスマホやPC端末で閲覧するためには
インターネット網に接続する「IoT通信」手段が必要となります。従来はWifiや3G/LTEなどの回線が
インタ ネット網に接続する IoT通信」手段が必要となります。従来はWifiや3G/ T などの回線が
使われていました。
• WiFiは自由に受信局（ルータ）を設置することが可能で通信料も無料ですが、飛距離がせいぜい
数十mしかなくインターネットの接続口から遠く離れた器機のデータを受信するには不向きです。
• 3G/LTE等の携帯電話回線を使うと受信可能範囲では携帯端末そのものがインターネット網に接続
されますが、携帯電話の受信局は事業者が管理しており、国土の大部分を占める山間部等の事
業収益が見込めない地域では使えません。また通信可能範囲でも高額（月数千円）の利用料が必
要となります
要となります。
• WiFiも3G/LTEも大容量の送受信を想定したシステムのため、消費電力が大きく、山間部のような電
気送電網の外で利用することが困難です。
• LPWAは小さなデータの送受信を想定したシステムであるため、少ない消費電力での運用が可能と
なります。またWiFiに比べて圧倒的な長距離通信（WiFi 数十m、LPWA 数km）が可能であるため、
インターネット網から離れた場所に位置する器機のデータを受信することも可能です。

3. LoRaWANの優位性
通信方式による通信範囲とコスト比較
• 3G/LTEやNB‐IoTは国内３大キャリアが事
業主体であり、運用収益は全て地方から
中央に吸い上げられる構造になります。
Sigfoxも国内では1社にしか運用が認めら
れておらず、同様の経済構造です。
• 3G/LTEやNB‐IoT、Sigfoxの受信局は事業
者が設置するため 山間部等への通信
通信方式
初期費用
受信局 サーバ
運用費用
3G/LTE
NB‐IoT
１～3万円
事業者 事業者
数千～1万円 / 月
Sigfox
数千～1万円
事業者 事業者
千円/月 者が設置するため、山間部等への通信
範囲を自由に拡大できません。またサー
バも事業者提供のため、システム更新等
を利用者が自由に行えません。
• WiFiは通信可能距離が他と比べて圧倒
的に短くなります。
Sigfox 事業者 事業者
1～2千円/月
LoRaWAN
数千～1万円
自営 自営
無料
Wifi
数千～1万円
自営 （不要）
無料
インターネット網
データサーバ
データ集約
ユーザ向け
表示機能
PC/スマホ
ダッシュボード
LoRaWanサーバ
ノード登録 OPEN
OPEN
PRIVATE
インタ ネット網
OPEN デ タ集約
データ保存
ノ ド登録
GW登録 PRIVATE
GW
使用回線
OPEN
PRIVATE
地上局
SIGFOX, NB‐IoTではノードに繋がる通信料金も有料。中央キャリアによる独占市場。
LoRaWANだけが地産地消
のIoT通信を可能にします。
ノード
センサと
送信機
基地局
通信量有料（ただし月500円程度）
衛星
PRIVATE
OPEN
PRIVATE
通信量無料
ノードから直接、衛星
経由のデータも受信す
ることが可能です。
衛星は地方企業でも
製造可能な超小型で
あり、小型ロケットでも
打ち上げが可能です。
OPEN
PRIVATE
PRIVATE
• LoRaWANでは受信局を自営で設定することが可能となるため、他通信方法と異なり、中継局なども
利用する事で山間部等でも受信可能範囲を拡大できます。
• また衛星に受信局を設置することにより、地球表面全体を受信可能領域と出来ます。（ただし衛星を
使う場合は通信料が必要となります）

4. コスト比較と地域経済への貢献
市街地 河川水位計導入例（ノード設置費と通信コスト）
機材費
設置費
50万円
通信費
円/ 台
イニシャルコスト 100台分だと
イニシャルコスト2億5千万円
ランニングコスト960万円が地域外へ流出
※通信機機のイニシャルコストは
大手キ リ が負担
大手キャリア利用 / 域外IoT製品利用の場合
ノード費用
機材費
200万円
9,600円/1台
年間ランニングコスト
大手キャリアが負担、
通信費ランニングコストに反映されている
設置費
5万円
イニシャルコスト
100台分だとイニシャルコスト1千5百万円。
ランニングコストは数万円/年間
地域キャリア利用 / 地産地消IoT製品利用の場合
一般の市レベルだと約15万円
イニシャルコスト
機材費
10万円
5万円 ランニングコストは数万円/年間
ノードを1,000台に増やしても1億5千万円と安価。
しかも地域経済圏内での消費 / 流通が可能。
GWは他種類のノードとも共有可能でイニシャルコ
スト300万円程度で設置可能。
×20～30箇所にGW（ゲート
ウェイ）を設置。またGWはノー
ド種類を問わず共有可能
ノード
費用 通信費用
※ローカル通信キャリア運用初期において、GWの共用利用は効率的
将来的にはデータの秘匿性を高めるため、個別運用GWの設置も可能
山間部 IoT器機導入例（通信コスト）
※携帯電話通信可能距離から約4.5km離れた山間部での通信コスト比較
方式１：携帯電話通信可能 / 商業電源エリアまで4.5km 有線を引いた場合
• 有線設置 イニシャルコスト：約1 300万円 イ シ ル 万円
• 有線設置 イニシャルコスト：約1,300万円
• 携帯電話通信費用：年間30万円
方式２：山間部より直接衛星通信機を利用した場合
• 衛星携帯電話 / 発電機イニシャルコスト：30万円
• 衛星携帯通信費用：年間100万円
• 発電機運用：年間150万円
イニシャル：1,300万円
ランニング：30万円/年
イニシャル：30万円
ランニング：250万円/年
• 発電機運用：年間150万円
方式３：LoRaWAN（中継機2箇所利用、携帯圏内GWから携帯SIM利用）した場合
• イニシャルコスト：50万円
• 通信費：年間1.5万円
イニシャル：50万円
ランニング：1.5万円/年

5. 導入方法
ノード / GateWay（GW） • コンソーシアム参加団体より、開発済各種ノード
やGWを購入して使用できます※1。
コンソーシアム参加団体には、割引サービスも
あります※2。 。
• ノード の自作も可能です。ノードの部品（ハード
ウェア）はコンソーシアム参加団体や一般の電
子部品店で購入可能です。
プログラムの自作も可能です。
• コンソーシアムから開発済のノードに関する設計
コンソ シアムから開発済のノ ドに関する設計
図・ソフトウェアの有償提供を受けて、自作製造・
販売を行って戴く事も可能です※3。
ノード登録サーバ（TTN / TTI / LoRaWANスタック）
• 国際的なTTNの枠組みに参加して無料でノード /
GWのIDを取得して利用出来ます※4。
データは秘匿されず、またTTNサーバの連続稼
働は保証されません。
• コンソーシアムから有料のTTIに参加する※5 、あ
るいはコンソーシアムが有料で提供する
LoRaWANスタックが利用できます※6。
どちらもデータは秘匿されます。TTIサーバはクラ
ウドサーバとして稼働が保証されます。LoRaWAN
スタックでは、クラウドサーバの利用により稼働
保証を受ける事も可能です。
• 独自にサーバを立ち上げる事も可能です。コン
ソーシアムが有償でサポートを行う事も可能です。
• コンソーシアムが提供する「お試しユーザ」には、
データサーバ / ダッシュボード
無料でデータサーバとダッシュボードを提供しま
す。ただしデータは秘匿されず、稼働保証もあり
ません。
• Cayenne等の既存のフリーソフトなど使い、自前
で無料のシステムを使った構築も可能です。
• コンソーシアムが提供する有料サービスを利用
する場合※7には、データは秘匿され稼働保証を
する場合※7には、デ タは秘匿され稼働保証を
行います。
• 独自にサーバを立ち上げる事も可能です。コン
ソーシアムが有償でサポートを行う事も可能です。
ノードやGWの製造・設置・利用方法、TTN / TTI / LoRaWANスタック、データサーバ / ダッシュボードの利用
方法について、有償で教育指導も実施します※8 。

6. 提供可能なノード / サポート
※1 開発済 各種ノード
・ 超音波センサ 長距離タイプ ～12m
（7.5万円）
・ 超音波センサ 短距離タイプ ～6m
（6万円）
・ 水圧センサ
（9万円）
いずれも太陽発電対応可（+1 5万円）
水位計
いずれも太陽発電対応可（+1.5万円）
携帯防水温湿度計/
水温計
罠検知機 /
ワイヤセンサー
GPS付き水温計
水温計は
100mまで
対応
（ 2万円）
（12万円）
太陽発電
対応可
（+1.5万円）
単三電池
駆動（2本）
（4.5万円）
単三電池
駆動（2本）
（3.9万円）
手持GPS GPS / 防水温湿度計 パトランプ稼働検知
単三電池
駆動（4本）
（6万円）
（10.5万円）
太陽発電対応可
（+1.5万円）
開発中 ・ 気象ステーション（風向・風速・雨量・気圧・気温・湿度）
100V電源
（4.8万円）
開発中 気象ステ ション（風向 風速 雨量 気圧 気温 湿度）
・ 太陽発電パネル電流計
・ 工場用メータ
GW 中継機
・ 太陽発電により駆動
・ チャンネルは1ch
実務者研修
レベル1 3万円/1人 約3時間
データ配信確認、Grafanaを使ったダッシュボード表示
（30万円）
レベル2 6万円/1人 約6時間
ノード作成・登録
レベル3 4万円/1人 約3時間
ＧＷ設定、ノード/GW/ダッシュボード運用訓練
※各レベルPCは持参のこと

7. ※2 コンソーシアム会員価格
• コンソーシアム参画団体（システム運営を分担 / 営業を分担 / 広報を分担等、コンソーシアム業
務を分担できる団体）には上記※1のノード価格の割引制度があります（30%程度）。コンソーシ
アム参画を御希望される場合は御連絡ください。
※4 TTNへの参加
※3 設計図・ソフトウェア有償購入、ノード自社販売
• コンソーシアムから設計図・ソフトウェアを有償で購入し、製品として販売することが出来ます。
• 同一地域では販売先を同一時期１組織としますので、御希望の場合は御相談ください。
※4 TTNへの参加
• TTN（コミュニティー版）はクラウドで利用できます。各自、御登録ください。
• ノードをコンソーシアム経由で購入・設置の場合は、登録は附属サービスになります。
• TTNサーバの稼働は保証されず、データも秘匿されません。
※5 TTI の参加
※5 TTIへの参加
• TTI（商用版）へは各自でも御参加いただけますが、コンソーシアムでも代理契約が可能です。
1団体1,000ノード・１ヶ月で、使用料は3万5千円になります。
• ＴＴＩサーバの稼働は保証され、データも秘匿されます。
※6 LoRaWANスタックの利用
※7 ダッシュボ ドサ ビス
• コンソーシアムからサービスを提供します。
• 自社でのオンプレ設置、あるいはクラウド上に設置できます。データも秘匿されます。
• ノードやGWの登録等は、各自で実施ください。
• 利用料は月2万円になります（オンプレ設置の場合、構築費用は別途となります）。
※7 ダッシュボードサービス
• 稼働保証 / データ秘匿を御希望される場合、コンソーシアムよりNodeRed / Grafanaを利用した
ダッシュボードサービスを提供すること賀出来ます。
• 利用料は月4万円になります。