LoRaまたはGSMをWiFiよりも使用する主な技術的利点は、通信範囲が大幅に広がり、ローカル有線インフラストラクチャから独立していることです。 WiFiは短距離ルーターとブロードバンド接続に縛られているのに対し、LoRaは最大2キロメートルの低電力接続を提供し、GSMは既存のセルラーネットワークを利用して、リモート農業環境で広大な距離を橋渡しします。
コアの要点 リモート養蜂モニタリングには、ホームネットワークの物理的な限界を超えるテクノロジーが必要です。LoRaは、オフグリッドの場所での範囲とエネルギー効率の最適なバランスを提供し、GSMは、セルラーカバレッジが存在する場所であればどこでも、高トラフィックアラートのための最も信頼性の高いデータバックホールを提供します。
農業におけるWiFiの限界
範囲の障壁
WiFiは基本的に、高帯域幅、短距離通信のために設計されています。農業の文脈では、その信号は距離とともに急速に劣化します。
これは、広大なエリアに蜂の巣が分散している大規模な環境には不向きです。
有線インフラストラクチャへの依存
WiFiには、有線ブロードバンドソースに接続された中央ルーターが必要です。ほとんどのリモート養蜂場や移動養蜂サイトには、この前提条件となるインフラストラクチャが完全に欠けています。
WiFiに依存すると、監視できるのは事実上「裏庭」にある蜂の巣に限定され、リモートフィールド操作の現実は無視されます。
LoRaの利点：効率とリーチ
拡張された送信距離
LoRa（Long Range）テクノロジーは、距離の障壁を克服するために特別に設計されています。
技術仕様によると、LoRaモジュールは最大2キロメートルの距離でデータを送信できます。これは、複雑なリピーターネットワークを必要とせずに、ほとんどの商業養蜂場のフットプリントをカバーします。
極度の電力効率
LoRaの決定的な特徴の1つは、その極めて低い消費電力です。
電気インフラストラクチャが不足している地域の養蜂場では、これは非常に重要です。これにより、監視ノードは小型バッテリーまたはソーラーセットアップで長期間実行でき、メンテナンス訪問を削減できます。
インフラストラクチャの独立性
LoRaを使用すると、インターネットとセルラーインフラストラクチャの両方が不足している地域に独自のローカルネットワークを作成できます。他の信号が届かない「ダークスポット」に最適です。
GSMの利点：安定性と帯域幅
既存ネットワークの活用
GSMモジュールは、既存のモバイルセルラーネットワークを利用することで、ローカルインターネットの必要性を回避します。
養蜂場が基地局の近くにあれば、GSMはリモートコンピューティングセンターまたはモバイルデバイスに直接安定したデータバックホールを提供します。
移動養蜂のサポート
蜂の巣を山岳地帯や農業地帯に移動させる養蜂家にとって、GSMは優れた柔軟性を提供します。
これにより、各サイトで新しいローカルネットワークをセットアップする必要がなくなります。セルサービスがあれば、「スマート蜂の巣」は即座に接続され、新しい地理的な場所に関係なく一貫した意思決定サポートが保証されます。
よりリッチなデータタイプの処理
GSMモジュールは、一般的にLoRaよりも高い帯域幅をサポートしています。
これにより、音声信号やリアルタイムの高周波センサーデータなど、より複雑なデータの送信が可能になります。この機能により、単純なテレメトリだけでは検出が難しい、分蜂のような複雑なイベントの即時通知が可能になります。
トレードオフの理解
電力対帯域幅
GSMは堅牢な接続性と音声データを送信する機能を提供しますが、一般的にLoRaよりも多くの電力を消費します。
GSMを選択する場合、LoRaセットアップの最小要件と比較して、より大きなバッテリーまたはより堅牢なソーラー充電ソリューションを考慮する必要があります。
運用コスト
LoRaは免許不要帯域で動作するため、ハードウェアを購入すればデータ送信は通常無料です。
GSMはセルラーキャリアに依存するため、各ゲートウェイまたはノードにSIMカードとデータプランが必要です。これにより、接続デバイスの数に応じてスケールする継続的な運用コストが発生します。
目標に合わせた最適な選択
- オフグリッドでの長期運用が主な焦点の場合：インフラストラクチャのない地域で最小限の電力要件で最大2kmを送信できるため、LoRaを選択してください。
- リッチデータとモビリティが主な焦点の場合：既存のセルラーネットワークを活用して、移動場所全体で音声信号とリアルタイムアラートを送信するためにGSMを選択してください。
最適な選択は、固定場所でのバッテリー寿命の最大化（LoRa）を優先するか、移動場所全体での高帯域幅接続の確保（GSM）を優先するかによって異なります。
概要表：
| 機能 | WiFi | LoRa | GSM（セルラー） |
|---|---|---|---|
| 範囲 | 短距離（約50m） | 長距離（最大2km） | グローバル（基地局経由） |
| 電力要件 | 高 | 極低 | 中〜高 |
| 理想的なユースケース | 裏庭養蜂 | リモート、オフグリッドサイト | 移動＆高帯域幅 |
| インフラストラクチャ | ローカルルーターが必要 | 独立したプライベートネットワーク | 既存のセルタワーを使用 |
| データ容量 | 高 | 低（テレメトリ） | 中（音声/リアルタイム） |
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参考文献
- Navid Shaghaghi, Peter Ferguson. Identifying Beehive Frames Ready For Harvesting. DOI: 10.1109/ghtc46095.2019.9033045
この記事は、以下の技術情報にも基づいています HonestBee ナレッジベース .
