イントロダクション

これまでLoRaによるIoT、LoRaWANによるIoTとご紹介してきました。

そして今、会社では「LoRaって実際どれくらい飛ぶの？」というのが一つの話題になっています。

「LoRaにGPS付けて歩き回ればいいんじゃない？」

ということで、LoRaとGPSをくっつけて、歩いた結果をGoogle Earthでプロットしてみるということを行ったので、ご紹介します。

使用するものは次になります。

全体像

弊社のLoRa IoT スターターキット（Dragino社製）
- Dragino LG01-JP：LoRaゲートウェイ
- Dragino LoRa mini Dev：LoRaノード
AE-GYSFDMAXB：GPSセンサー
抵抗とダイオード←こちらを購入したら入ってました。
- 抵抗：10kΩ
- ダイオード：1N4148
AE-XCL101C501BR-G：昇圧コンバータ（3.3V→5Vに変換できる）
USBバッテリー←1000円くらいで買えます。

使用ソフト

Arduino IDE(1.6.13)
Excel
Google Earth

使用プログラム

LoRaGPSExample/GPS_check/GPS_check.ino　　→デバイス（LoRa mini）
LoRaGPSExample/GPS_check_GW/GPS_check_GW.ino　　　→ゲートウェイLoRa受信(LG01-JP)
LoRaGPSExample/GPS変換フォーマット_GoogleEarth.xlsx　　　→CSVの変換ツール
LoRaGPSExample/LoRa実験GoogleEarth.kml　　　→Google Earthで開くファイル

手順

ThingSpeakの設定

https://thingspeak.com/
ThingSpeakにアカウントを作成し、チャネル追加します。
Channel Settingで、フィールド2～フィールド5を有効にします。
（フィールド1は今回は実装しませんが、複数端末でID管理するために使わずに残しています）
すると、チャネルIDと書き込みキー（WriteAPIKey）が得られます。

LoRaゲートウェイのプログラミング

「使用プログラム」のGPS_check_GW.inoを、Arduino IDEで開きます。
チャンネルIDと書き込みキー（WriteAPIKey）を取得したものに書き換えます。

注意）ゲートウェイ側のプログラムで、ThingSpeakのライブラリを使いますが、ThingSpeakのライブラリで、Console使っているので、プログラム上でConsoleを書くとデータがアップされないです。

LoRaMiniとGPSセンサーをつなぐ

LoRa mini Dev	昇圧コンバータ	GPSセンサー
3.3V(3V3)	ce
3.3V(3V3)	vbat
3.3V(3V3)→抵抗		抵抗→RXD
A2←ダイオード（カソード）		ダイオード（アノード）←RXD
A1		TXD
GND	VSS	GND
	vout	5V
A0		1PPS

デバイスのプログラミング

「使用プログラム」のGPS_check.inoを、Arduino IDEで開きます。
→LoRa mini Devに書き込み

接続確認

→接続が確認できたら歩き回りましょう。

ThingSpeakからCSVダウンロード

ThingSpeakにログインして対象のチャネルの画面を開くと、「Data Export」というボタンがあるので、そこからCSV形式で取得できます。
「使用プログラム」のGPS変換フォーマット_GoogleEarth.xlsxの黄色のエリアにCSVを貼り付けると、赤いエリアにGoogle Earthで使用するタグが出力されます。

注意：GPSの高さの精度がそれほど良くなかったので、ツールは高さを強制的に1mにしています。

Google Earthにプロット

「使用プログラム」のLoRa実験GoogleEarth.kmlの57行目に先のツールの赤い列（タイトル行含まず）貼付けて保存します。

LoRa実験GoogleEarth.kmlをダブルクリックするだけで起動できます。

最後に

今回使用したGPSの精度はもしかしたらあまりよくないかもしれませんが、割合簡単に作れたのでLoRaの実地実験にはもってこいかもしれません。
Google Earthで3Dで見た時に計測地点との間にどんな障害物があるのかも分かって、何かと考察しやすかったです。

そして実際に歩いてみると、LoRaの設定やノードとゲートウェイの位置関係でかなり届く範囲の違いがありました。（setupの中でLoRaの設定に関する記述もあります。）

今回の内容はLoRa環境を構築する際の、エリア設計／検証にお役立ていただけるのではないでしょうか。

注意

プログラミングにはArduino IDEを使用しますが、事前にArduino IDEに次の設定が必要です。

Dragino向けの設定をしておく必要があります。
http://www.ibeacondo.com/download/LG01_LoRa_Gateway_Manual_JP.pdf
次のライブラリを検索してインクルードしておく必要があります。
- 「LoRa sending data」(LoRaライブラリ)

この記事で使用するソースは、使用するハードに依存している部分が大きいため、他のハードとの組み合わせでどうなるかは分かりません。

株式会社オープンウェーブ