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三菱電機グループの皆さまへ みにマガ

920MHz帯、2.4GHZ帯無線通信モジュール

920MHz帯、2.4GHZ帯無線通信モジュール

今回は昨今話題のIoTや、HEMSやBEMSなどの設備の制御用として注目を集めている近距離無線モジュールをご紹介します。

近距離無線にはさまざまな種類がありますが、ISM(産業・科学・医療)用に開放されている帯域でよく使われているものとして、2.4GHz帯と、920MHz帯が挙げられます。この2つは特定小電力無線局の周波数として認可されているため、ユーザは決められた出力範囲内では免許を必要とせず、さまざまな機器で広く使われています。

帯域で異なる電波の特性

写真:2.4GHz帯無線通信モジュール2.4GHz帯無線通信モジュール
(TY24FM-E2024-01)

写真:920MHz帯無線通信モジュール920MHz帯無線通信モジュール
(H001-000013-005)

帯域の特性として、まず2.4GHzは、海外でも一般的な周波数としてよく使われています。パソコンなどの無線LANもこの帯域を使用しており、人気は少々過熱気味。最近は、周辺で同じ周波数を発する機器の利用者が多い場合には、干渉が発生することもあるほど広く普及しています。

2.4GHzは電波の特性上、到達距離が短く、回折性が弱いため、大容量のデータでも比較的スムーズに送受信できる一方で、壁などの障害物で隔てられた場所との通信や、距離のある通信には不向きです。また、製品開発時に無線LANなどとの干渉対策を盛り込むことも必須となっています。

もう一方の920MHzは、通信速度はそれほど速くないものの、回折性が良く、通信距離も長い特性があります。920MHz帯は、2012年7月から新しく割り当てられた帯域で、他の帯域は電波法で定められた出力の上限が10mWなのに対し、920MHz帯は20mWが上限となっています。このことから、周波数の特性だけでなく、出力の面からもより遠くまで電波が届くメリットがあります。

ただ、アメリカなどでは920MHzが通信機器の周波数として認められていないなど法制上の違いがあるため、920MHzの帯域を使用する無線通信モジュールは現在日本国内でのみ使用可能です。

図:各無線方式との違い拡大する各無線方式との違い

用途に合わせて選べるNECの近距離無線モジュール製品

こうした帯域によって異なっている特性を生かし、NECではさまざまな用途をカバーする近距離無線モジュールのラインアップをご用意しています。

H001-000013-001、H001-000013-005(外付けアンテナ対応版)

920MHzの帯域を使った独自プロトコルによる通信モジュールです。通信距離は見通し約400m(カタログ値)、実測値700m以上、外付けアンテナ使用時は1㎞以上と、2.4GHzのモデルに比べて非常に優れています(送信出力20mW、9.6kbps設定時)。
920MHz帯の通信仕様ARIB STD-T108準拠しながらも、出力は1、5、10、20mWの4段階、速度も100kbpsを最高に3段階可変となっています。これらの組み合わせで省エネモードなど使用状況に合わせた設定を選ぶことができます。日本国内でのみ使用可能です。

実際に想定する環境で製品を評価いただけるスターターキットH001-000013-K05(1式)希望小売価格60,000円(税別)のご用意があります。本セット1式で1対1の通信評価が行えます。

ZB24TM-E2036

独自プロトコルを使用した2.4GHzモデルです。このモジュールは、アメリカにおけるFCC、ヨーロッパにおけるCEの法人認証を単体で取得していますので、海外での使用が可能です(組み込んだ製品は仕向先での認可が必要)。

実際に想定する環境で製品を評価いただけるスターターキットZB24SK-E2037(1式)希望小売価格15,000円(税別)のご用意があります(対向で評価する場合、最低2式必要です)。

TY24FM-E2024-01

独自プロトコルを使用した2.4GHzモデルです。機能を適正によって絞り込み、高いコストパフォーマンスを実現したモデルです。このモジュールは、アメリカにおけるFCC、ヨーロッパにおけるCEの法人認証を単体で取得していますので、海外での使用が可能です(組み込んだ製品は仕向先での認可が必要)。

実際に想定する環境で製品を評価いただけるスターターキットTY24SK-E2025-01(1式) 希望小売価格15,000円(税別)のご用意があります(対向で評価する場合、最低2式必要です)。

ZB24TM-Z2701

近距離無線規格ZigBee®に準拠した2.4GHzモデルとなります。他の3モデルがスター型ネットワーク対応なのに対し、このモデルではモジュールが相互にデータを送受信するメッシュ(網の目)ネットワークを構築することができます。

実際に想定する環境で製品を評価いただけるスターターキットZB24SK-Z2711(1式) 希望小売価格15,000円(税別)のご用意があります(ネットワークを作って通信評価する場合、最低2式必要です)。

以上4モデルから用途に合わせて最適なモデルをお選びいただけます。

いずれも国内での使用に関しては、電波法工事認証取得済みのため、自社で1から開発した場合と比較して、認証にかかる費用や無線開発工数などの削減が可能です。

また、無線モジュールを組み込んだ製品を海外展開する際、海外認証取得済みの2.4GHz帯無線モジュールを組み込めば、製品での認証は必要ですが、無線部にかかる費用を低減することが可能です。

NEC無線通信モジュール組込み事例のご紹介

920MHz帯無線モジュールをLED照明に組込み、1灯ごとに調光制御
(株式会社共和電子製作所様)

管径の小さい直管型LED照明にも組込み可能な920MHz帯無線通信モジュール(H001-000013-001)を使用し、コントローラを介して無線で1灯ごとに調光可能な製品ecoluz(エコルッツ)を製作。蛍光灯器具のある場所であれば、配線工事不要で調光機能を導入できます。

また、共和電子製作所様の評価試験では、一般的な蛍光灯からecoluzへ置き換えることによって、消費電力が40Wから平均12Wになり、約70%の消費電力削減効果が得られました。

図:LED照明灯無線ネットワークシステム図3:InfoCage SiteShellの導入形態

クラウド型の電力表示サービス「HEMS」

ご家庭の消費電力量や電気料金の概算を見える化し、ムダをなくして快適な暮らしを手助けしてくれるHEMS(ホームエネルギー・マネジメントシステム)。この計測データの収集に、電子レンジや無線LANなどの電波の影響を受けにくい、920MHz帯無線通信モジュールを使用し、安定した通信を可能にしています。

図

NECは、導入に関するご相談、周辺設備の設計や量産、さらには組込み製品の開発・製造、海外への輸出や無線評価など、さまざまなご相談に対応しています。ぜひこの機会にお問い合わせください。

(2015年9月17日)

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