進化し続ける無線通信分野において、Sub-1GHz テクノロジーは重要なプレーヤーとして台頭しており、さまざまなIoTアプリケーションに適した独自の特性を提供します。

この記事は、Sub-1GHz ワイヤレス接続とは何か、そのハイライト、対象アプリケーション、および現在市場で入手可能な優れたSub 1G モジュールに光を当てることを目的としています。

サブ1GHzとは何ですか?

サブ 1GHz は、 1 GHz スペクトル帯域よりも低い周波数 (通常は 769 ～ 935 MHz、315 MHz 、および 468 MHz の周波数範囲)で動作する無線周波数 (RF) 通信テクノロジを指します。

世界中のどこでも同じ 2.4 GHz 帯域を使用するWiFi と Bluetooth 無線通信とは異なり、S ub-GHzネットワークに使用される実際の周波数帯域は、世界のさまざまな周波数地域で異なります。北米とオーストラリアでは中心周波数として915 MHzが使用されますが、ヨーロッパでは868 MHzが使用されます。433 MHzの認可されたスペクトルは、世界中で広く無料で利用されています。

図 1世界の無料 ISMサブ 1GHz帯域 (出典 TI.com)

2.4 GHz 帯域と比較すると、1 GHz 未満のこのスペクトル帯域は、競合技術である WiFi や Bluetooth よりも RF IoT アプリケーションにとって特に優れています。

2.4 よりもSub-1GHz RF が好まれる理由IoT アプリケーション向けの GHz RF?

サブ1 GHz 無線は、モノのインターネット アプリケーションにおいて2.4 GHz 無線規格に比べていくつかの利点をもたらします。

図 2 サブ 1 GHz を選択する理由 (出典 rfstariot.com)

• 長距離: Sub-1GHz で使用される低い無線周波数により、より高い周波数の対応物と比較して、信号がより遠くまで伝わり、より効果的に障害物を通過できるようになります。サブ 1GHz の信号は、屋内では数百メートル、状況によっては屋外では数キロメートルまで簡単に到達します。一方、 WiFi または Bluetooth 2.4 GHz ワイヤレス トランスミッターの最大到達距離は、屋内で最大 200 メートル、屋外で最大 400 メートルです。これにより、困難な環境であっても長距離ワイヤレス接続を必要とするアプリケーションに最適です。

• 低消費電力:コイン型電池を搭載した Sub-1GHz モジュールは、通常、高周波数の代替品よりも消費電力が少ないため、電池駆動のデバイスや、電力消費が重要なアプリケーションに適しています。IoTセンサーデバイス。

• 干渉が少ない: 2.4 GHz スペクトルは混雑しているため、Wi-Fi デバイス、Bluetooth ノード、PC 周辺機器などからの重大な干渉を受けやすくなります。ただし、Sub-1GHz 信号は、ISM 帯域が低く、既存のアプリケーションが少ないため、コンクリート、壁、物体をより効果的に透過します。そのため、過酷な環境でも堅牢で信頼性の高いワイヤレス接続を実現できます。この品質により、Sub-1GHz RF はホーム オートメーション、スマート農業、建築および産業制御、および障害物が密集しているその他の分野に広く適用されます。

ワイヤレス サブ 1G RF IoT アプリケーション トップ 5

前述の Sub-1GHz 周波数のハイライトにより、Sub-1GHz ソリューションは、バッテリ寿命が長く、信頼性が高く到達範囲の広い無線接続を求めるエンド ユーザーにとって非常に魅力的なものになっています。以下に、ワイヤレス Sub-1GHz RF IoT アプリケーションのトップ 5 を示します。

図 3 ワイヤレス サブ 1G RF IoT アプリケーション トップ 5 (出典 rfstariot.com)

1. スマート メータリングとスマート グリッド:サブ 1GHz により、電力会社とスマート メーター間の信頼性が高くコスト効率の高い無線通信が可能になり、エネルギー効率のリモート監視と管理が容易になります。
2. 産業用制御:拡張された伝送範囲と強力な浸透能力により、Sub-1GHz は産業オートメーション システムのワイヤレス センサー ネットワークに最適であり、大規模な工場フロアや製造工場全体でシームレスな通信を提供します。
3. ホームオートメーション：最長10年の長いバッテリー寿命を特徴とするSub-1GHzモジュールは、スマートロック、サーモスタット、セキュリティシステムなどのさまざまなスマートデバイスを接続するホームオートメーションシステムで使用され、集中制御と監視を可能にします。
4. スマート農業:サブ 1GHz テクノロジーは精密農業で広く使用されており、広範囲にわたるエリアにわたるさまざまな環境パラメータを監視するためのワイヤレス センサー ネットワークの展開を容易にします。これらのパラメータには、土壌水分、温度、動物の動き、作物の成長などの活動の追跡、およびその他の値が含まれます。
5. スマート シティ:サブ 1 GHz RF の長距離機能により、照明制御、空調制御、駐車管理システム、その他のスマート シティ アプリケーションなど、広大な都市エリアを効率的にカバーするのに適しています。

利用可能な高性能 Sub-1G モジュール

サブ 1GHz 周波数帯域は、通信距離が長く、浸透力が強いため、IoT アプリケーションで人気を集めています。世界有数の無線モジュール メーカーである RF-star は、Texas Instruments CC1310、CC1312R、CC1352R、CC1352R7、CC1352P、CC1352P7 SoC をベースにした Sub-1GHz モジュールおよびそのような IoT アプリケーションを開発しました。

RF-SM-1077B1 という名前の CC1310 モジュールは、868 MHz、915 MHz、920 MHz などの一般的な周波数をカバーでき、RF-SM-1077B2 は 433 MHz および 450 MHz のトランシーバおよびレシーバをサポートします。

より高度な TI Sub-1GHz バージョンは、RAM、フラッシュ、および Wi-SUN プロトコルの豊富なリソースを備えたCC1312R モジュールです。RF-SM-1277B1 および RF-SM-1277B2 モジュールにはサンプルが用意されています。

CC1352P RF-TI1352P1 モジュール、CC1352P7 RF-TI1352P2 モジュール、および CC1352R RF-TI1352B1 モジュールは、マルチプロトコルをサポートします。Z igbee、Bluetooth 5.1 Low Energy、Thread、Wi-SUNなど。異なるアンテナを備えたマルチバンド Sub-1GHz および 2.4 GHz 無線モジュールと呼ばれます。

これらの Sub-1G モジュールは通常、低電力 RF トランシーバーとレシーバーを備えており、高感度で長距離の無線通信に適しています。

結論

サブ 1GHz ワイヤレス接続は、長距離、強力な浸透、低消費電力を実現する堅牢で多用途のテクノロジーです。そのアプリケーションは、スマートメーター、産業用制御、ホームオートメーション、スマート農業やスマート都市など、さまざまな分野に及びます。多くの人気のある Sub-1GHz モジュールが市場で入手可能であるため、開発者や企業はこのテクノロジーを活用して、さまざまなニーズを満たす革新的で信頼性の高いワイヤレス IoT ソリューションを作成できます。ワイヤレス通信が急速に進化するにつれ、Sub-1GHz はモノのインターネット (IoT) やその他のワイヤレス アプリケーションにおいてますます重要な役割を果たすようになっています。