LoRa GPSトラッカーでLoRaWANクラスBビーコン機能をテスト!

今年7月末に当社パートナーのオープンウェーブ尾鷲さんとDraginoのある中国シンセンに訪問しました。 Dragino CEO Edwin Chen(10年以上の付き合い)と三者で打ち合わせしてから3回モデルチェンジを経て4か月がたちました。 そして、ようやくここまで漕ぎ付きました!(汗)

Dragino社訪問 - LoRa通信ベンチャー

今週初めに届いたばかりのLoRa miniをベースとしたGPSトラッカーの外観写真です。 先月末、LoRa Allianceで公開されましたLoRaWAN v1.1からサポートするクラスB(ビーコン機能)をこのGPSトラッカーを検証する予定です。

LoRaWAN v1.1の仕様が公開されました!





色のバリエーションは5種類となりますが、標準で販売する場合は、ケースとバッテリー無しのLoRa mini GPSトラッカーPCBとLoRaWANゲートウェイを開発キットとして販売する予定です。





◇LoRa miniをベースとしたGPSトラッカーのカタログ
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http://www.ibeacondo.com/download/LoRa_GPS_Tracker_catalog.pdf


◇The Things Network環境で利用できるマッピングサービス - TTN Mapper
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https://ttnmapper.org/


2017年11月17日、18日に開催されます、「横浜ガジェット祭り2017」に、LoRa、The Things Networkなどについて、当社パートナーであり、TTN YOKOHAMAを主催する株式会社オープンウェーブさんが出展いたします。



*横浜ガジェット祭り2017の紹介Facebookページ
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https://www.facebook.com/yokohamagadgetmatsuri/

オープンウェーブさんの出展会場は、会場C 横浜三井ビルディング1階、ブース番号はC15です!是非ご来場ください。



本日さっそく、出展会場に応援にいきました。 横浜駅近辺に三か所を借りて展示会場に模様替え。写真は、横浜駅東口駅中の会場です。



TTN Yokohamaを主催するオープンウェーブさんのブースにも近所にある大手企業の方が訪問、質問をうけ上々の滑り出しです!






以上



■「LoRa」導入ガイド―「IoT」「LoRa」の仕組みから、「IoTアプリケーション」の実例までのLoRa入門書


A5判  160ページ 定価 2,484円(本体2,300円)
ISBN978-4-7775-1972-9 C3004 2300円
2016年 9月28日 工学社より全国書店にて発売!
◆工学社のサイト
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https://www.kohgakusha.co.jp/books/detail/978-4-7775-1972-9




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LoRaWAN v1.1の仕様が公開されました!

2017年10月17日から20日まで中国蘇州市で第9回LoRa Allicanceカンファレンスが開催されました。





The Things Network CTOのJohan StokkingさんもLoRaWANネットワークサービスプロバイダーとして仕様策定の委員となっています。上記写真の司会者の左隣がJohanさん。

今回のLoRa Allicanceカンファレンスでは、LoRaWAN v1.1の仕様が公開されました。おもな特長として、

◆ハンドオーバーローミング、LoRaWANクラスB、およびセキュリティを強化したLoRaWAN 1.1仕様
◆LoRaWANバックエンドインターフェイス1.0 - ネットワークベンダー間のローミングに必要なネットワークを相互運用可能なノードをサポート
◆LoRaWAN 1.1リージョナルパラメータrev.Aでは、LoRaWAN 1.1エンドデバイスの地域固有の無線パラメータを記述

などが上げられます。さらにLoRaWANセキュリティキーの構造も新たにJoin Server機能が追加されたために、ネットワークセッションキーの構造もより堅牢なネットワークシステムとなりました。 

1.ハンドオーバーローミング、LoRaWANクラスB、およびセキュリティを強化したLoRaWAN 1.1仕様
2.LoRaWANバックエンドインターフェイス1.0 - ベンダー間のローミングに必要なネットワークを相互運用可能なノードをサポート
3.LoRaWAN 1.1リージョナルパラメータrev.Aでは、LoRaWAN 1.1エンドデバイスの地域固有の無線パラメータが記述

2017年11月3日にThe Things Network CTO Johanさんが自らLoRaWAN v1.1仕様についてWebinarで説明。 The Things Networkもバージョン2からバージョン3にアップデートすることでLoRaWAN v1.1に対応しました!



・2つのセッションキーを追加したセキュリティ機能強化
・新たなMACコマンドを追加
・LoRaWAN Class Bのサポート
・Join Serverによるセキュアプロビジョニング
・LoRaWANネットワーク間でのローミング機能

*LoRaWAN v1.1でアップデートされたキーの構造



NwkKeyから派生して3つのネットワークセッションキーで構成されます:

1. MACコマンドの暗号化のためのキーが、NwkSEncKey
2. サービスネットワークプロバイダが所有するMICの半分を計算するキーが、SNwkSIntKey
3. MICの残りの半分を計算し、転送先のネットワークプロバイダと共有するキーが、FNwkSIntKey

アプリケーションセッションキーのAppSkeyは、AppKeyから派生して、アプリケーションペイロードの暗号化に使用されます。
従来のLoRaWAN v1.0xネットワークサーバーでは、すべてのキーはNwkKeyから取得され、ネットワークセッションキーと同じく、デバイスはAppKeyを使用しません。

*11/7公開 JohanさんのThingMonkカンファレンスでのプレゼン内容



ThingmonkカンファレンスでのThe Things Network のJohanさんのプレゼンの様子。Johanさんのお爺さんが、バナナの小売をやっていたことで、バナナの原産地から船、倉庫などを経てお店に並ぶバナナのプロセスをネットワークサーバーの存在意義に例えているとことがおもしろい! 途中で女性が、The Things NetwrokとCyannesのmyDevicesを使いインテグレーションしているデモも説明。

*LoRaセンサーノードのスケーラビリティ


LoRaセンサーノードもはじめは、PoC(Proof of Concept)的に試作からはじめて次第にネットワークにつながるセンサーの数がスケールアップしたら、開発環境もかわってくることを考慮にいれなければなりません。 LoRaWANネットワークサーバー機能であるThe Things Netwrokは、異なるセンサーノードでもスケーラビリティに対応し、よりセキュアな環境でIoTシステムサービスを拡張できるようにThe Things Industriesという有償のマイグレーションサービスを提供しています。



*The Things Industriesのサイト
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https://www.thethingsindustries.com/



今後LoRaWAN市場が拡大するにつれて、よりIoTサービスを提供しやすくするために拡張機能のあるLoRaベースのデータロガーLSN50を発売予定です!

LoRa拡張データロガーLSN50は、長距離無線対応LoRaセンサーノードです。 屋外での使用するために設計されており、Li / SOCl2バッテリーを使いながら、長期間することができます。 

LSN50は、開発者が迅速に産業レベルのLoRaおよびIoTソリューションを導入する設計となっております。LSN50を利用することでユーザーのIoT化のアイデアを具現化することが可能となります。



LSN50は、SEMTECH社製のSX1276 / SX1278が通信機能が搭載されており、低いデータレートで、電流消費を最小限に抑えながら、耐干渉性のある超長距離スペクトラム拡散無線を実現します。

ユースケースとして灌漑システム、スマートメータリング、農業システム、スマートシティなどのIoTアプリケーションやスマートフォンとの連携を実現できます。





LSN50は、STMicroelectronics社製のSTM32l0xチップを使用し、STML0xは超低電力STM32L072xxマイクロコントローラで、ユニバーサルシリアルバス(USB 2.0クリスタルレス)との接続性、32 MHz周波数で動作する高性能ARM®Cortex®-M0 + 32ビットRISCコア、メモリ保護ユニット(MPU)、高速内蔵メモリ(192キロバイトのフラッシュプログラムメモリ、6KバイトのデータEEPROM、20KバイトのRAM)と広範囲で強化されたI / Oおよびペリフェラルを提供します。

LSN50は標準でM.2(NGFF)ピンインタフェースを搭載しており、開発者が容易にコンパクトなセンサーノードを設計することができます。




主な特長:

・STM32L072CZT6 MCU
・SX1276/78 Wireless Chip
・Pre-load bootloader on USART1/USART2
・MDK-ARM Version 5.24a IDE
・I2S,I2C,LPUSART1,SPI2,USB
・3x12bit ADC, 1x12bit DAC
・22xDigital I/Os
・LoRa modem
・Premable detection
・Baud reate configurable
・CN470/EU433/KR920/US915
・EU868/AS923/AU915
・Open Source software & hardware
・Available Band:433/868/915/920 Mhz
・External Antenna via I-Pex 4 connector
・Ultra Low Power consumption
・AT Commands to change parameters
・Open Source software & hardware


お楽しみに!



以上



■「LoRa」導入ガイド―「IoT」「LoRa」の仕組みから、「IoTアプリケーション」の実例までのLoRa入門書


A5判  160ページ 定価 2,484円(本体2,300円)
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2016年 9月28日 工学社より全国書店にて発売!
◆工学社のサイト
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ニューヨーク・マンハッタン中心Borough地区、The Things Networkでスマートシティ推進!

米国ニューヨーク市の中心地であり、世界金融をコントロールするマンハッタン・Borough地区。 先週末、The Things Network New Yorkを主催するTerry Mooreさんから連絡が入りました。 マンハッタン・Borough区代表Gale Brewer女史とThe Thins Netwrok NYCの両団体が契約しマンハッタンの中心地であるBorough地域でスマートシティー化を推進するニュースが公開されました。



マンハッタンといえば、摩天楼がならぶ高層ビル群、金融街 Wall Streetは、世界金融の中心地でもあります。



自由の女神で有名なリバティ島を含めた黄色の地域が、マンハッタン・Borough地区です。

  

マンハッタン・Borough地区代表Gale Brewer女史とThe Things Network NYCのメンバーとの調印式の模様。

10月27日金曜日、ニューヨーク・マンハッタン地区にあるSilicon Harlem 2017会議にて、Manhattan Borough地区代表Gale Brewer女史は、The Things Network NYCがThe Things Networksを利用してIoTネットワークコミュニティを構築することを支援するというコミットメントを発表しました。

さまざまなマンハッタン内の地区にゲートウェイを購入して配備することに加えて、このコミットメントとビジョンは、同様の目標を持つ他の組織に手を差し伸べるのに役立ち、コミュニティプロジェクトのためのThe Things Networkの普及と導入をスピードアップします。

◆The Things Network NYC コミュニティサイト
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https://www.thethingsnetwork.org/community/newyork/


マンハッタン・Borough地区の先端部分では、既に13台のLoRaWANゲートウェイが設置されています。



The Things Networkのアーリーアダプターでもあり、The Things Network NYCの主催者であるTerry Moore氏が、”コミュニティの価値”について力説しています。

◆近日中、LoRa miniをベースとしたGPS Trackerを販売開始いたします!  The Things NetworkアカウントでGPSトラッキングを簡単に利用できます。 The Things Network全国各地コミュニティから発売予定です。 只今、The Things Networkの全国各地のコミュニティの主催者募集中です!




◆Dragino社LG01-JP(LoRaゲートウェイ)の新ファームウェアでThe Things Networkに接続する! まもなくLG01-JPでOTAAおよびダウンリンク機能をサポートする予定です。




https://qiita.com/openwave-co-jp/items/ece578bb51d748f11f71

◆The Things Network Japan コミュニティサイト

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https://www.thethingsnetwork.org/country/japan/

◆オランダ・アムステルダムのスマートシティ具現化
本家、オランダアムステルダムのスマートシティ計画で地元通信キャリアKPN向けにLoRaWANネットワークを構築したことが、The Things Network起業の要因でもあるのです。
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iBeaconとLoRaWANゲートウェイが連携した街全体IoT化プロジェクト - 「IoT Living Lab」




以上


■「LoRa」導入ガイド―「IoT」「LoRa」の仕組みから、「IoTアプリケーション」の実例までのLoRa入門書


A5判  160ページ 定価 2,484円(本体2,300円)
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◆工学社のサイト
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LoRaWANセキュリティとThe Things Network

IoTアプリケーションやサービスをビジネスの環境で利用する場合、頻繁に指摘されるのがセキュリティ問題です。 LoRa無線通信は、スペクトラム拡散を利用しているため、セキュアな環境で通信することができます。 しかし、スマホやPCをユーザーインターフェースで活用することが想定されるため、DDoS攻撃やクラッキングされる心配はあります。

そこでThe Things Networkでは、下記のセキュリティ対策がおこなわれています。下記を和訳してみます。
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https://www.thethingsnetwork.org/wiki/LoRaWAN/Security


LoRaWANセキュリティとThe Things Network

*セキュリティキー

LoRaWANは、NwkSKey、AppSKey、およびAppKeyのいくつかのセキュリティキーを指定します。 すべてのキーの長さは128ビットです。

ネットワーク・セッション・キー(NwkSKey)は、ノードとネットワーク間の対話に使用されます。 このキーは、メッセージの有効性をチェックするために使用されます(MICチェック)。

The Things Networkのバックエンドでこの検証は、ユニークなデバイスアドレス(DevAddr)をユニークなDevEUIとAppEUI(アドレススペースページを参照)にマッピングするためにも使用されます。

アプリケーションセッションキー(AppSKey)は、ペイロードの暗号化と復号化に使用されます。 ペイロードは、The Things NetworkのNodeとHandlerコンポーネント(完全に暗号化されて、あなた自身のサーバー上で実行できます)。 つまり、あなた以外の誰もあなたが送受信したメッセージの内容を読むことはできません。

これらの2つのセッションキー(NwkSKeyとAppSKey)は、デバイスごと、セッションごとにユニークです。 デバイス(OTAA)を動的にアクティブにすると、これらのキーはすべてのアクティブ化した時に再生成されます。 デバイス(ABP)を静的にアクティブにすると、これらのキーは変更するまで同じ状態のままです。

動的起動デバイス(OTAA)は、アプリケーションキー(AppKey)を使用して、アクティベーション準備中に2つのセッションキーを取得します。 The Things Networkでは、全てのデバイスを有効にするか、デバイスごとにAppKeyをカスタマイズするためデフォルトのAppKeyを設定できます。





*フレームカウンター

私たちは無線プロトコルを使用しているため、誰でもメッセージをキャプチャして保存できます。 しかし、暗号化されているため、AppSKey無しでこれらのメッセージを読むことはできません。

また、NwkSKeyを使用せずに改ざんすることもできません。これは、MICチェックが失敗するためです。 ただし、メッセージを再送信することは可能です。 これらのいわゆるリプレイ攻撃は、フレームカウンタを使用して検出およびブロックできます。

デバイスがアクティブになると、これらのフレームカウンタ(FCntUpとFCntDown)は両方とも0に設定されます。デバイスがアップリンクメッセージを送信するたびに、FCntUpが増分され、ネットワークがダウンリンクメッセージを送信するたびにFCntDownが増分されます。

よてデバイスまたはネットワークのいずれかが最後のフレームカウンタよりも低いフレームカウンタでメッセージを受信すると、そのメッセージは全て無視されます。このセキュリティ手段は、しばしば静的にアクティブ化される開発デバイス(ABP)に影響を与えます。

これを行うと、デバイスを再起動するたびに(ファームウェアをフラッシュするときまたはプラグを抜いたとき)、これらのフレームカウンタが0にリセットされることを認識する必要があります。 その結果、The Things Networkは、FCntUpが以前のFCntUpよりも高くなるまで、デバイスからの全てのメッセージをブロックします。

それゆえに、デバイスをリセットするたびにバックエンドにデバイスを再登録する必要があります。

LoRaデバイスメーカーが制作したものでうが、 The Things Networkとセンサーデータ見える化するサービス Caynnes社のmyDevicesとをThe Things Networkコンソールを連携する紹介動画です。ご参考までに。




以上



■日本IBM様のBluemixユーザー事例としてとりあげていただきました!
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無免許、無料で利用できる長距離無線通信規格「LoRa」を使ったIoTインフラ事業にPaaS基盤が欠かせなかった理由


LoRa miniと温度・湿度センサーをセットにしたLoRa IoTスターターキットは、ただいまオープンウェーブ社から販売中です!

■IoTセンサーノード LoRa mini



そこでさまざまなセンサー類にLoRa通信機能を実現できるLoRa mini(LG01およびLoRa mini共にArduino IDE互換)を組み合わせて、IoTゲートウェイをセットにしたのが、LoRa IoTスターターキットです。



まずはIoTを体感してみたい人に最適です!LoRa IoT スターターキットには2つの組み合わせがあります。

LoRa IoTスターターキット1 価格:¥59,800(税別)
■セット内容
*LoRa ゲートウェイ LG01-JP × 1
*LoRa開発用ボード LoRa Mini Dev-JP × 2
*温度、湿度センサーモDHT11 x 2

LoRa IoTスターターキット2 価格:¥110,000(税別)
(※期間限定2017年10月末までの価格です!!従来の販売価格は、158,000円(税別)となります)
■セット内容
*LoRa ゲートウェイ LG01-JP × 2
*LoRa センサーノード LoRa mini-JP × 2
*LoRa mini 用アンテナ × 2
*LoRa開発用ボード LoRa Mini Dev-JP × 5
*LoRa Mini Test Utility × 1
*温度、湿度センサーモDHT11 × 2

LoRa IoT スターターキット販促チラシ
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http://www.ibeacondo.com/download/LoRa_IoT_Starter_Kit.pdf

◆LoRaWAN対応IoTゲートウェイ 「LG01-JP」日本語マニュアル(初回版)
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http://www.ibeacondo.com/download/LG01_LoRa_Gateway_Manual_JP.pdf

◆上記マニュアルでIoTプラットフォームThingSpeakへのLoRaWAN対応IoTゲートウェイとLoRaノードと温度・湿度センサーのクラウド実装方法を説明しております。 ThingSpeakは、とりあえず無料で試すことができます!

◆オープンウェーブ社の開発部鈴木さんにLoRa無線用サーバーおよびクライアント用Arduinoスケッチを開発していただきました。LoRaでIoTプラットフォーム(ThingSpeak)にデータを上げる方法は、下記Qiitaサイトで公開しております。

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LoRaでIoTプラットフォーム(ThingSpeak)にデータを上げる方法

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LoRaWANでIoTプラットフォーム(The Things Network)にデータを上げる方法

https://thingspeak.com/



LoRa IoT スターターキットの発売および価格は当社パートナーのオープンウェーブまでお問い合わせ下さい。

LoRa IoTスターターキット発売元
株式会社オープンウェーブ
〒221-0822 神奈川県横浜市神奈川区西神奈川1-8-11-103
Tel: 045-620-6648
Email: info@openwave.co.jp
http://www.openwave.co.jp/lorawan/

■ようやく、技適審査が認定されました!







◆Dragino LoRa IoTキットのプレゼン動画



◆詳細はこちらから.
↓↓↓↓↓↓
http://www.crijapan.jp/index.php/ja/iotgateway.html

■IoTゲートウェイカタログをダウンロード
  ↓↓↓↓↓↓
http://www.ibeacondo.com/download/IoTGateway_catalog.pdf



■Dragino社LoRaWAN対応IoTゲートウェイ
・SEMTECH社LoRa通信チップ搭載したIoTゲートウェイ LG01-JP




■LoRaWAN対応センサーノード LoRa mini 表





■LoRaWAN対応センサーノードLoRa mini 裏



■LoRaWAN対応センサーノードLoRa miniをArduino IDE互換開発PCBに装着している様子








■LoRa mini用着脱可能なテストユーティティ
Arduino IDEで開発したさまざまなセンサー制御プログラムをLoRa mini本体にロードするためのテストユーティリティ




■「LoRa」導入ガイド―「IoT」「LoRa」の仕組みから、「IoTアプリケーション」の実例までのLoRa入門書


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The Things NetworkとARMの共同プロジェクト - LoRaWANファームウェアアップデート機能

2週間前、TTN CTOのJohanさん来日の際、最終日夕食後に新宿ヒルトンホテルでオランダの親友と約束しているという。 親友を紹介したいので一緒にきてほしいと言われ、一緒にホテルに行き、バーラウンジでJazzを演奏を聞いていたARMエバンジェリスト、Janさんを紹介されました。

残念ながら、深夜まで一緒にカラオケを歌うことができませんでしたが、Janさんは、ARM本社採用エンジニアらしく、人懐こい顔で少しだけ会話をしました。 下記は、2016年6月アメリカ・フィラデルフィアで開催されたLoRa Alliance会議で発表したLoRaWANファームウェア・マルチキャストアップデートの動画です。 左側が、ARMのJanさん、右側が、Johanさんの共同プロジェクトです。

Johanさんが投稿した記事を翻訳してみました。
↓↓↓↓↓↓↓↓↓
https://www.thethingsnetwork.org/article/firmware-updates-over-low-power-wide-area-networks/

以下は、訳文

ファームウェアのアップデートは、接続されたデバイスの大規模な展開に不可欠です。 セキュリティパッチは、顧客およびビジネスデータを保護し、新しい機能、最適化、および特殊化により、デバイスの寿命が延びます。 この記事では、最も困難なタイプのネットワーク、低消費電力ネットワーク、長距離ネットワークに関するファームウェアのアップデートについて説明します。



今後数年間で何十億ものIoTデバイスが市場に登場し、業界のリーダーたちは数十億ドルものエコシステムに注いでいます。 IoTデバイスは、バッテリ寿命が長く続く長距離および低消費電力の両方を必要とします。 携帯電話やWi-Fiなどの従来の無線ネットワークテクノロジーでは、これらのニーズに対応できません。 デバイスの要件を容易にするために、過去数年間、いわゆる低電力ワイドエリアネットワーク(LPWAN)という新しいネットワーク技術が登場しました。 LoRaWAN、Sigfox、NB-IoTなどのネットワークは、数キロメートルの範囲で非常に低いバッテリ消費量を持つ安価な無線チップを使用します。



これらのネットワークの欠点は、データレートが従来の無線ネットワークのデータレートよりもはるかに低いことです。 LPWANのデータレートは、1秒あたりのメガバイトではなく、毎秒のビット数で測定されます。 さらに、これらのネットワークの多くは、デバイスがデューティサイクル制限に従うことを要求する無認可スペクトル(ISM帯域)で動作し、干渉の影響を受けてわずかな時間しか送信できません。

これらの特性により、大規模なファームウェアアップデートをサポートすることが困難になります。 つまり、現場に配置されているほとんどのデバイスを更新することはできません。デバイスは手が届かない場所に配置されているか、技術者を派遣するには、コストが高すぎます。

IoTデバイス上のファームウェアを更新できないことは、実際の導入を行う際には問題です。まず最初は、2016年に何度も発生した100%セキュアなソフトウェアを書くことは不可能です.  2つ目は、これらのデバイスは最長10年続くと思われるため、最新の標準プロトコルをアップデートすることがますます重要になります。 最後に、機能を追加したり、製造や流通から所有権の移行や目的の変更に至るまで、デバイスをライフサイクル全体にわたって特殊化することができれば、さまざまなビジネスケースを確保できます。

これにより、LoRa Alliance参加者の中で積極的なメンバーであるJan Jongboom(ARM主任アプリケーションエンジニア)とJohan Stokking(CTO&共同設立者、The Things Industries)は、これらのデバイスを適切に許可する提案 LPWANで更新することを考えました。 この作業デモンストレーションは、フィラデルフィアのLoRa Alliance全会員会議とオープンハウスで、2017年6月12-14日に行われました。

この記事では、LoRaWANでの作業、および消費電力、リンク損失、データレートの制限に関する課題に焦点を当てます。 これらの課題は他のLPWANにも当てはまります。

LPWANを介したファームウェアアップデートの重要な要件は次のとおりです。

1.電力消費とチャネル利用の観点から効率的に同時に複数のデバイスにデータを送信する機能(いわゆるマルチキャスト)
2.紛失したパケットからの回復
3.エンドツーエンドの標準に従って、ファームウェアの信頼性と完全性を確認する。

この記事では、これらの課題を1つずつ解説し、解決策を提示します。

*マルチキャストサポートの追加
デバイスが常にネットワークとの接続を維持する携帯網またはWi-Fiとは異なり、LoRaWANを含むほとんどのLPWANはアップリンク指向です。 換言すれば、データ(アップリンク)を送信することは、データを受信すること(ダウンリンク)よりも重要である。 設定された時間にダウンリンクメッセージを送信することのみが可能であり、その間にウィンドウはRXウィンドウと呼ばれる。 これらのRXウィンドウは、送信の直後にのみ開きます。

ファームウェアイメージを送信するには、これはひどいことです:多くのパケットのダウンリンク指向の送信が必要です。 2番目に高いLoRaWANデータレートで115バイトのペイロードサイズ(拡散係数9の最大値)を使用する場合は、891メッセージを交換して100 KBのファームウェアイメージを送信する必要があります。

多くの市場(ヨーロッパを含む)で1%のデューティサイクルがあるため、パケットロスがないと仮定して、1つのデバイスをアップデートするには9時間以上(メッセージあたり400ミリ秒の時間)が必要です。 さらに、ゲートウェイは、デューティサイクルの制限を受ける数百または数千のデバイスをカバーすることがあり、そのため、デバイスの数を更新するには数週間かかる場合があります。

最後に、受信されたパケットごとに、必要な送信は多量のエネルギーを消費します(送信はLoRaおよびRX 9 mAhで40 mAhを消費します)。利用可能なスペクトルを多く使用します。
適切なファームウェアアップデートを有効にするには、デバイスとネットワークに次の2つの機能を追加する必要があります。

1.最初に送信する必要がないデバイスを使用せずにファームウェアイメージを送信し、デバイスのデューティサイクルと消費電力を最適化する方法。
2.マルチキャストサポート - 複数のデバイスを同時に更新し、ゲートウェイのデューティサイクルを最適化します。

最初のステップは、更新する必要があるすべてのデバイスを、同じ頻度、データレート、およびセキュリティセッションで正確に同じ時刻に受信することです。 同じ鍵をデバイスにロードすると(LoRaWANはパケットにAES-128暗号化を使用します)、すべてのデバイスは、1つのデバイスであるかのように、同じパケットを受信および復号化できます。

デバイスがListenしていることが確実に確認されたら、最初にデバイスを送信する必要なく、ファームウェアイメージのブロードキャストを開始できます。 これは、デバイスのスリープ動作に応じて、通常数時間または数日前にファームウェアのアップデートをスケジュールする必要があることを意味します。

デバイスは、一般に、活性化されている間にデバイスおよびネットワークに固有の安全なセッションで動作する。 ほとんどのLPWANはアップリンク指向であるため、ネットワークは、関心のあるデバイスのマルチキャストグループを設定するための指示を送信する機会を得るために、デバイスが通常のメッセージを送信するのを待ちます。

第1の命令には、マルチキャストグループ内のすべてのデバイスに使用する一時的な共通デバイスアドレスとセキュリティセッションキーが含まれています。 これには、グループが有効なパケットの最大数が含まれます。 第2の命令は、デバイスに、各デバイスの相対的な秒数であるスリープから起きるときに、特定の周波数およびデータレートでListenを開始するように通知します。デバイスはネットワークへの指示を確認し、スケジュールされた時刻に更新を準備します。

アップデートウィンドウが開き、同時にすべてのデバイスがスリープ状態から復帰すると、ネットワークはできるだけ早くファームウェアの送信を開始できます。 ネットワークは継続的にメッセージを送信できるため、891パケット(100 KByte)を6分以内に送信できます(1パケットあたり400 msの時間)。

ネットワークは依然としてパケットを送信するゲートウェイのデューティ・サイクル制限に従う必要があります。 その後、これらのゲートウェイは、ファームウェアを送信してから比較的長い間静かである必要がありますが、メッセージは引き続き受信できます。 ダウンリンクメッセージを送信する必要がある場合、別のゲートウェイがそれを処理できます。 適切な設定では、デバイスの到達範囲内に複数のゲートウェイが常に存在し、チャネルの使用を均衡させます。

*マルチキャストセッションにおけるセキュリティ
複数のデバイスに、すべてのデバイスが同じセッションキーを共有する一時的なマルチキャストセッションに参加するように指示すると、デバイスの1つが危険にさらされ、潜在的なセキュリティリスクが発生します。 マルチキャストセッションキーを持つことで、攻撃者はあたかもサーバから来たかのようにパケットを送信できます。これは、アクセス権を同時に制御するなどの追加のセキュリティ操作無しでマルチキャストを使用する場合、実際には深刻な問題が発生します。このアップデートメカニズムには、更新プロセスを保護するための3つの手段が含まれています。

まず最初に、ファイルが受信されると、デバイスは受信したデータのチェックサムを計算します。 このチェックサムは、デバイスのプライベートセキュアセッションでサーバーに送信されます。 サーバーは、このチェックサムと送信したデータのチェックサムを比較します。 データが改ざんされていると、このチェックは失敗します。 サーバは、チェックサムが正しいかどうかにかかわらず、プライベートセキュアセッションで、各デバイスに個別に応答します。

第二に、サーバーがチェックサムの正確性を示すためにサーバーの応答の一部として、サーバーはデータ整合性を保証するメッセージ完全互換性コード(MIC)を送信します。 このMICは、デバイスのプライベートセキュアセッションキーを知らない人では偽造できません。デバイスとサーバだけが同じMICを計算できます。 サーバーはデバイスのチェックサムをチェックし、デバイスはサーバーのMICをチェックし、デバイスのプライベートセキュアセッションで通信します。

第3に、攻撃者がランダムなパケットを注入すると、デバイスが元のイメージを再構築できないことがあります。 次のセクションで説明するように、エラー訂正パケットの受信を継続しているために電源が切れるデバイスを回避するため、マルチキャストセッションの有効期間はメッセージの数に固定されています。 この制限に達すると、デバイスはプライベートセキュアセッションに戻り、効率的な動作モードになり、すべてのデータを破棄します。

*不安定なネットワーク上で大きなバイナリパケットを送信
上記で提案されたスキーマでは、マルチキャスト送信が進行中のとき、装置とネットワークとの間に通信は存在しません。 従って、ファームウェア更新のどの断片をどの装置が受信したかを判断することは不可能です。 LoRaWANネットワークでは、保証されたサービス品質はなく、デバイスが動いているときに確実にパケット損失が発生する可能性があります。 高いパケット損失に対処するために、Nicolas Sornin(Semtech社技術者)は、ストレージディスクに障害が発生した場合にRAID-6がエラー訂正を実行するのと同様に機能する断片化アルゴリズムを提案しました。

最初のステップでは、ネットワークはファームウェアをそのままパケットとして断片化して送信します。 次に、ネットワークはエラー訂正パケットの送信を開始します。エラー訂正パケットは、受信したデバイスにXORされます。 フラグメントはフレーム番号が増加しているため、デバイスは欠落しているフラグメントを認識し、訂正パケットを使用して欠落したフラグメントを再構築することができます。 ネットワークは、すべてのデバイスがファームウェアアップデートのすべてのフラグメントを再構築したことを確認するまで、または極端なパケット損失の場合には、アップデートサーバがすべての修正パケットを送信するまで修正パケットを送信し続けます。 エラー訂正アルゴリズムでは、欠落している3つのフラグメントを修正するために最大5つの修正パケットが必要です。

デバイスが完全なファームウェアを再構成した後、デバイスは、そのプライベートセキュアセッションおよび動作モードに戻ります。 上記のようにデバイスのチェックサムとサーバーのメッセージ整合性コードを正常に確認した後、デバイスは、ファームウェアの更新を実行します。

*ファームウェアの暗号化検証
考案されたプロトコルは、ファームウェアの生データの完全性を処理します。 それにはタイミングとメッセージレベルのセキュリティが含まれて、パケット損失の原因となります。 しかし、適切なファームウェアの更新プロセスでは、ファームウェア更新のアルゴリズム自身を乗っ取ることができ、大きな攻撃要因の可能性があるため、ネットワーク層に新たな追加セキュリティが必要となります。

これらの攻撃から保護するために、リファレンス実装にはいくつかの追加プロパティが含まれています。

•デバイス上のファームウェアを更新する権限を持つ所有者のX509証明書公開鍵。
•製造元のUUID(ユニバーサルユニークな識別子)
•デバイスタイプのUUID
•デバイスのUUID

実際のファームウェア更新には、更新に加えて、更新プログラムの暗号化ハッシュ、製造元、および更新プログラムが適用されるデバイスの種類からなるマニフェストが含まれています。 すべてX509証明書の製造元の秘密鍵で署名されています。 デバイスが更新を受信するたびに、デバイスに製造元の公開鍵が含まれているため、信頼できる機関がそれを署名し、このデバイス用であるかどうかを確認できます。

デバイス上で実行されている更新クライアントと(実際のファームウェアが実行される前に実行される)ブートローダには、これらのチェックが含まれています。 これらは、ARMがLoRaWAN上でファームウェアを安全に更新するために構築したリファレンス実装の一部であり、ARMは7月にApache 2.0ライセンスでリリースされる予定です。

*デモンストレーション
ファームウェアの更新プロセスを説明するため、Andrea Corrado(ARMの出身エンジニア)は、Multi-Tech xDot LoRa無線を搭載したカスタムボードを作成しました。 このボードは、実際のアップデートクライアントを実行するターゲットMCU(NXP FRDM-K22F)に接続されます。 この区別は、LoRaWANスタックと更新クライアントが別々のMCU上で実行されるため、迅速なプロトタイピングが可能になります。 ただし、次のステップでは、近い将来、単一の自己更新可能なMCUでスタック全体を実行することになります。

さらに、Adafruit NeoPixel Shieldが添付されています。これには、8x5グリッドの超明るいマルチカラーLEDが含まれています。 これらのLEDは、デモ中にステータスの更新を表示するために使用されます。


図:工場出荷の開発ボード

開発ボードの回路図と部品表は、mbed HDKの一部として利用可能になります。

ネットワーク側では、The Things Networkの分散型および分散型LoRaWANネットワークサーバーの上にアップデートサーバーが構築されました。 アップデートサーバーは、アップデートのためのデバイス選択を調整し、ネットワークセキュリティとマルチキャストグループを設定し、フラグメントとエラー修正パケットをスケジュールし、ハッシュとファームウェアの整合性を検証します。 現在、この更新サーバーはアプリケーション層にあります。

これにより、他のネットワーク技術への移植が容易になります。 しかし、オープンスタンダードの提唱者として、プロトコルはLoRaWAN仕様に含めることが提案されます。 これにより、LoRa Allianceのデバイスメーカやネットワーク間で相互運用可能なアップデートプロセスが幅広く採用されます。 The Things Industriesは、MITライセンスの下で更新サーバーをリリースします。

*まとめ
ファームウェアの更新機能は、接続性のためにLPWANを使用するデバイスが市場に出回った場合に不可欠な要件です。 デバイスメーカは、製品の出荷時に、デバイスの寿命を通じてセキュリティアップデート、新機能、最適化、および特殊化を顧客に保証することができます。

LoRaWAN仕様内の大規模なペイロードのマルチキャストサポートと断片化の標準化は、ネットワークをあまり輻輳させることなく、信頼性の高い方法で多くのデバイスに大きなペイロードを送信する機能を追加します。 さらに、リファレンスデザインには、この仕様の上にファームウェアの暗号化検証も含まれているため、ソリューションは安全であり、実際にはフィールドに展開できます。

市販のARM mbed OS 5を実行している複数のデバイスを使用してThe Things Networkで動作する完全なエンドツーエンドのライブソリューションとしてのこのデモンストレーションは、2017年6月12-14日開催せれたLoRa Alliance会議およびフィラデルフィアのオープンハウスで開催されました。

今週、中国蘇州市で開催されたLoRa Allianceセミナーで、Janさんが発表した説明資料です。



https://www.lora-alliance.org/amm9



以上







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*LoRa開発用ボード LoRa Mini Dev-JP × 2
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*LoRa ゲートウェイ LG01-JP × 2
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株式会社オープンウェーブ
〒221-0822 神奈川県横浜市神奈川区西神奈川1-8-11-103
Tel: 045-620-6648
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・SEMTECH社LoRa通信チップ搭載したIoTゲートウェイ LG01-JP




■LoRaWAN対応センサーノード LoRa mini 表





■LoRaWAN対応センサーノードLoRa mini 裏



■LoRaWAN対応センサーノードLoRa miniをArduino IDE互換開発PCBに装着している様子








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Arduino IDEで開発したさまざまなセンサー制御プログラムをLoRa mini本体にロードするためのテストユーティリティ




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A5判  160ページ 定価 2,484円(本体2,300円)
ISBN978-4-7775-1972-9 C3004 2300円
2016年 9月28日 工学社より全国書店にて発売!
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LoRaWANペイロード と IPSO Smart Objectsについて

先日、米LoRaWANゲートウェイメーカーの日本法人の技術者の方からLoRaWANのPayloadについて質問がありました。 今回、The Things Networkを使い、LoRaWANネットワークのテスト検証されるとのことでした。新たにリリースしたLoRaWANゲートウェイとDragino社LoRaセンサーノード、LoRa mini devボードをテストすべく購入されました。

LoRaは無線変調方式を意味し、これに対してLoRaWANは、IoTアプリケーション層まで含むをエンド-ツーエンドでセキュアなネットワーク環境を定義する時に使う言葉です。 また、LoRa AllianceメンバーのみにLoRaWANネットワークをサービスするためのNetID(=LoRaWAN Prefix)が割り当てられています。 今後、ビジネスでLoRaWANネットワークを利用する場合は、NetID(LoRaWAN Prefix)は必須環境となるでしょう。 ちなみにThe Things NetworkでもLoRa AllianceからNetID(=LoRaWAN Prefix)を割り当てられています。下記をご参照下さい。
↓↓↓↓↓↓↓↓
LoRaWANネットワークとPrefix割り当て

また、 The Things Networkは、IPSO Smart Objectsに準拠したCaynnes社myDeviceというアプリケーションサーバー(現在Caynnes社はLoRaチップ開発元Semtech社に買収)との連携を推奨しています。下記GithubにてLoRaWAN Payload仕様について公開していますので、ご参照ください。
↓↓↓↓↓↓↓↓
https://www.thethingsindustries.com/marketplace/product/cayenne

↓↓↓↓↓↓↓↓
https://github.com/myDevicesIoT/cayenne-docs/blob/master/docs/LORA.md


下記にて和訳します。LoRaセンサーノードを複数箇所に設置し、収集したセンサーデータを分析するためには、The Things NetworkのようなLoRaWAN対応のセキュアなネットワークサーバーが必要となります。


どのように LoRaWANが稼働するか?

LoRaWANは、LoRaアライアンスにより開発されたLoRa無線変調技術をべ―スにした通信プロトコルの仕様です。LoRaWANは、アドレス指定、ルーティング、およびセキュリティを提供することにより、IoTアプリケーションにおけるLoRa無線時の基本的なニーズをターゲットにしています。LoRaWANネットワークのトポロジー(形態)は、いくつかの要素で構成されています。

  • エンドノード(デバイス): エンドノードは、通常は遠隔地に位置するセンサなどの要素および意味します。
  • コンセントレータ/ゲートウェイ: ゲートウェイは、エンドノード(例えば、センサ)のためのアクセスポイントであり、データを集約し、そのデータを標準IP接続を介して中央にあるネットワークサーバに通信します。 いくつかのゲートウェイをある場所に配置することができ、ネットワークサーバーへの単一の接続を透過的に共有することができます。 
  • ネットワークサーバー: LoRaネットワークサーバーは、重複パケットを排除し、セキュリティとデータレートを管理します。
  • アプリケーションサーバー: アプリケーションサーバはペイロードセキュリティを管理し、センサデータを利用するための分析を実行します。 Cayenneはアプリケーションサーバーとして動作します。 


DevEUIに関して

LoRaデバイスには、チップ製造元がデバイスに割り当てる固有の識別子(DevEUI)があります。この識別子は、ネットワーク上のデバイスを一意に識別するために使用されます。Cayenneは、既に登録されているかどうかにかかわらず、または初めてデバイスをアクティブ化する必要があるかどうかにかかわらず、デバイスのDevEUIを知る必要があります。


Cayenne LPP (= Low Power Payload)
に関して

概要

Cayenne Low Power PayloadLPP)は、LoRaWANなどのLPWANネットワーク上でデータを送信するための便利で簡単な方法を提供します。Cayenne LPPはペイロードサイズ制限に準拠しており、これを11バイトまで減らすことができ、デバイスは複数のセンサデータを一度に送信できます。

さらに、Cayenne LPPは、デバイスを異なるセンサデータで異なるフレームでを送信できるようにします。これを行うには、各センサーデータに2バイトの接頭辞を付ける必要があります。

  • データチャンネル: デバイス内の各センサーをフレーム間で一意に識別します(例: "屋内センサー"
  • データタイプ: フレーム内のデータ型を識別します。

Payloadの構造

1 Byte

1 Byte

N Bytes

1 Byte

1 Byte

M Bytes

...

Data1 Ch.

Data1 Type

Data1

Data2 Ch.

Data2 Type

Data2

...

データタイプ

データタイプは、IPSO Alliance Smart Objectsガイドラインに準拠しており、各データタイプを「オブジェクトID」で識別します。ただし、以下に示すように、オブジェクトID1バイトに収めるように変換が行われます。

LPP_DATA_TYPE = IPSO_OBJECT_ID - 3200

各データタイプは、1バイト以上を使用し、次の表に従ってデータを送信できます。

Type

IPSO

LPP

Hex

Data Size

Data Resolution per bit

Digital Input

3200

0

0

1

1

Digital Output

3201

1

1

1

1

Analog Input

3202

2

2

2

0.01 Signed

Analog Output

3203

3

3

2

0.01 Signed

Illuminance Sensor

3301

101

65

2

1 Lux Unsigned MSB

Presence Sensor

3302

102

66

1

1

Temperature Sensor

3303

103

67

2

0.1 °C Signed MSB

Humidity Sensor

3304

104

68

1

0.5 % Unsigned

Accelerometer

3313

113

71

6

0.001 G Signed MSB per axis

Barometer

3315

115

73

2

0.1 hPa Unsigned MSB

Gyrometer

3334

134

86

6

0.01 °/s Signed MSB per axis

GPS Location

3336

136

88

9

Latitude : 0.0001 ° Signed MSB

Longitude : 0.0001 ° Signed MSB

Altitude : 0.01 meter Signed MSB

例:

①2つの温度センサー付きデバイス

Payload (Hex)

03 67 01 10 05 67 00 FF

Data Channel

Type

Value

03 3

67 Temperature

0110 = 272 27.2°C

05 5

67 Temperature

00FF = 255 25.5°C

②温度と加速度センサー付きデバイス

Frame N

Payload (Hex)

01 67 FF D7

Data Channel

Type

Value

01 1

67 Temperature

FFD7 = -41 -4.1°C

Frame N+1

Payload (Hex)

06 71 04 D2 FB 2E 00 00

Data Channel

Type

Value

06 6

71 Accelerometer

X: 04D2 = +1234 +1.234G

Y: FB2E = -1234 -1.234G

Z: 0000 = 0 0G

GPS機能付きデバイス

Payload (Hex)

01 88 06 76 5f f2 96 0a 00 03 e8

Data Channel

Type

Value

01 1

88 GPS

Latitude: 06765f 42.3519

Longitude: F2960a -87.9094

Altitude: 0003E8 10 meters

 

 

IPSO Smart Objectsリファレンス

IPSO Smart Objectsの詳細につきましては下記URLをご参照ください。

http://www.ipso-alliance.org/.

IPSO Smart Objectsは、OMA LightWeight M2M [1]第6章で指定されたオブジェクトモデルに基づいています。

IPSO Smart Objectsは、再利用可能なリソースの指定された集合です(表2、再利用可能なリソースを参照)よく知られたオブジェクトID(表1のスマートオブジェクトを参照)を持ち、特定のタイプの物理的センサ、アクチュエータ、接続されたオブジェクトまたは他のデータソースである。 再利用可能なリソースは、Smart Objectsは、接続された物理オブジェクトの静的および動的プロパティを表し、組み込みソフトウェアを含みます。

このドキュメントでは、OMA LWM2MObject Modelに準拠した一連のIPSO Smart Objectsと、

一般的なセンサ、アクチュエータ、およびデータを表すためにデータオブジェクトまたはウェブオブジェクトとして使用することができます。

OMA LWM2MはIETF CoAP [2]プロトコルに基づいていますが、これらのオブジェクトは他のコンテンツタイプとアクセス方法をサポートすることによって、トランスポートプロトコル(例えば、HTTP [3]とREST [4][1]で定義されています。


 IPSO Smart Objects Guideline - Starter Pack - Version 1.0 ©2014 IPSO Alliance


次のセクションでは、
IPSOスマートオブジェクトの仕様から抽出された情報について説明します。 Cayenne LPPで使用できるすべてのデータタイプ(オブジェクトID)が含まれています。 したがって、現在の実装は、「データ型」セクションにリストされているデータ型に制限されています。

◆The Things NetworkでもPayload機能が標準装備されています。この使い方を誰でも理解できるよう書籍化を準備中でございます。





以上






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スマートシティを創造する解決ソリューション展

昨日、浅草にある東京都立産業センターで開催されたJASIPA が主催するスマートシティを創造する解決ソリューション展に参加しました。当社パートナーでThe Things Network Yokohamaを主催するオープンウェーブさんが出展されているというので、来日中のThe Things Network CTO Johanさんと一緒に応援にいきました。

*スマートシティを創造する解決ソリューション展 - JASIPA 協業フェア 2017 EAST
↓↓↓↓↓↓↓
http://jasipa.jp/archives/1940





*出展会場では、オープンウェーブ尾鷲社長が開発した、Dragino LoRaWANゲートウェイ LG01-JPとセンサーノードLoRa mini devに煙/炎探知機(実際にドンキホーテやイトウヨーカドーで採用中)を接続して、The Things Networkの連携機能の1つ、IFTTT Makerをつかい、ライターの炎を探知するとThe Things Networkを経由してTwiterに表示するデモを見せてもらいました。

このデモをみてJohanさんは感動して、The Things Networkオランダ本社の定例朝会議で展示会場を中継して本社開発メンバーに説明していました。

The Things NetworkのIFTT Maker機能の紹介


*Eclipse FoundationでのJohanさんのKeynoteスピーチ




*オープンウェーブさんが主催するThe Things Network Yokohama

↓↓↓↓↓↓↓
https://www.thethingsnetwork.org/community/yokohama




以上






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The Things Network アンバサダーに着任



この度、The Things Network (=TTN)の日本向けアンバサダーに着任いたしました吉田秀利と申します。

近年国内でもIoT化の波が訪れ、LPWA市場が今まさに立ち上がろうとしています。2015年オランダ・アムステルダム市から産声を上げたThe Things Networkは、今や世界最大のLoRaWANコミュニティとなりました。

2017年9月末時点、全世界規模で

・520のコミュニティ
・24,000人のユーザー
・94カ国に普及
・1,500箇所のアクティブLoRaWANゲートウェイ

が構築されています。

日本国内は、まだまだ数える程のコミュニティとLoRaWANゲートウェイの接続数ですが、今後は拡大すべく活動してゆきます。さらにThe Things NetworkのB2B版The Things Industriesの普及も努めたいと思っております。

これを機会に皆様のご支援、ご協力の程、よろしくお願い申し上げます。

吉田秀利
TTN Ambassador Japan



*詳細はこちらから....
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https://www.thethingsnetwork.org/country/japan/







以上



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■LoRaWAN対応センサーノード LoRa mini 表





■LoRaWAN対応センサーノードLoRa mini 裏



■LoRaWAN対応センサーノードLoRa miniをArduino IDE互換開発PCBに装着している様子








■LoRa mini用着脱可能なテストユーティティ
Arduino IDEで開発したさまざまなセンサー制御プログラムをLoRa mini本体にロードするためのテストユーティリティ




■「LoRa」導入ガイド―「IoT」「LoRa」の仕組みから、「IoTアプリケーション」の実例までのLoRa入門書


A5判  160ページ 定価 2,484円(本体2,300円)
ISBN978-4-7775-1972-9 C3004 2300円
2016年 9月28日 工学社より全国書店にて発売!
◆工学社のサイト
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https://www.kohgakusha.co.jp/books/detail/978-4-7775-1972-9






LoRaWANネットワークとPrefix割り当て

LoRaWANネットワークの決まりやネットワークサーバーを理解すための忘備録とします。

LoRaWANは、デバイス、アプリケーション、ゲートウェイを特定するためにそれぞれ下記のIDがあります。



デバイス
LoRaデバイスは、LoRaチップメーカーがデバイスを割り当てる64ビットのユニークID(DevEUI)を持っています。しかしながら、全ての通信は、ダイナミックな32ビットのデバイスアドレス(DevAddr)で実行され、7ビットに固定されたアドレススペースとそれぞれの固有デバイスに割り当てられた25ビットが含まれます。そして、LoRaWANとLoRaデバイスがアクティベーションされ認識されます。

Over-the-Air Activation (OTAA)
Over-the-Air Activation (OTAA)は、LoRaWANネットワーク、The Things Networkと接続する際の最も安全なアクティベイションの方法です。ダイナミックにデバイスアドレス(DevAddr)が割り当てられて、デバイスと通信するべきセキュアキーが発行されて、LoRaデバイスがLoRAWANネットワークに参加する手順です。

Activation By Personalization (ABP)
いくつかのケースでは、LoRaデバイスにセキュアキーとしてデバイスアドレス(DevAddr)を組み込む場合があります。これをActivation By Personalization (ABP)といいます。この方法は、とてもシンプルです。しかしながら、結合手順をスキップするので簡単に見えるかもしれませんが、セキュリティに関連するいくつかの欠点があります。 LoRaWANセキュリティの詳細については、セキュリティページを参照してください。

デバイスアドレス割り当て
Things Networks Foundationは、LoRa Allianceから7ビットのデバイスアドレスプレフィックスを受け取りました。 これは、すべてのTTNデバイスアドレスが0x26または0x27で始まることを意味します(ただし、これらのアドレスで始まるアドレスは、同じ接頭辞を持つ他のネットワークにも属します)。TTN内では、デバイスのアドレスプレフィックスを「領域」に割り当てます(たとえば、eu領域のデバイスアドレスは0x2601で始まります)。

ある地域内では、NetworkServerはデバイスアドレスの割り当てを担当します。 ここでも、さまざまなデバイスクラス(たとえば、euリージョンのABPデバイスは0x26011で始まる)に接頭辞を使用しています。また、異なるサーバー上のデバイスを破棄することもあります。

NetworkServerは、デバイスアドレスをデバイスに割り当てます(設定に基づいて)。 ABPデバイスの場合、NetworkServerからアドレスを要求する必要があります(コンソールまたはttnctlがこれを行います)。 OTAAデバイスの場合、NetworkServerは、デバイスが参加するときにアドレスを割り当てます。

デバイスのアドレスは一意ではないことに注意してください。 何百ものデバイスに同じアドレスを与えることができます(おそらくそうなります)。 そのアドレスに属する実際のデバイスを見つけることは、メッセージの暗号署名(MIC)をデータベース内のデバイスに一致させることによって行われます。

Prefix割り当て
LoRaWANネットワーク下では、ネットワークアドレススペースそして下記7ビットのPrefix(プレフィックス)が割り当てられています。

Prefixes Region: Name (NetID)


0x00/0x01 Local: Experimental nodes (0x00)
0x02/0x03 Local: Experimental nodes (0x01)
0x04/0x05 World: Actility (0x02)
0x06/0x07 Europe: Proximus (0x03)
0x08/0x09 Europe: Swisscom (0x04)
0x0a/0x0b Singapore, indonesia , Australia, Africa , India: SingTel (0x05)
0x0c/0x0d Europe: La Poste (0x06)
0x0e/0x0f Europe: Bouygues Telecom (0x07)
0x10/0x11 World: Orbiwise (0x08)
0x12/0x13 U.S: SENET (0x09)
0x14/0x15 Europe: KPN (0x0a)
0x16/0x17 Russia: EveryNet (0x0b)
0x18/0x19 Africa: FastNet (0x0c)
0x1a/0x1b World: SK Telecom (0x0d)
0x1c/0x1d World: SagemCom (0x0e)
0x1e/0x1f Europe: Orange France (0x0f)
0x20/0x21 Italy: A2A Smart City (0x10)
0x22/0x23 India, Sri Lanka, Nepal, Bangladesh and the Maldives Islands: TATA Communication (0x11)
0x24/0x25 World: Kerlink (0x12)
0x26/0x27 World: The Things Network (0x13)
0x28/0x29 Germany, Switzerland, China: DIGIMONDO GmbH (0x14)
0x2a/0x2b World: Cisco Systems (0x15)
0x2c/0x2d China: Computer Network Information Center & Chinese of Sciences Guangzhou Sub-center (CNIC) (0x16)
0x2e/0x2f World: MultiTech Systems (0x17)
0x30/0x31 World: Loriot (0x18)
0x32/0x33 World: NNNCo (0x19)
0x34/0x35 World: Flashnet (0x1a)
0x36/0x37 World: TrackNet (0x1b)
0x38/0x39 World: Lar.Tech (0x1c)
0x3a/0x3b World: Swiss Led (0x1d)
0x3c/0x3d CIS, Europe: Net868 (0x1e)
0x3e/0x3f Italy: Axatel (0x1f)
0x40/0x41 Germany: Telent (Netzikon) (0x20)
0x42/0x43 World: Patavina Technologies (0x21)
0x44/0x45 North America: Comcast (0x22)
0x46/0x47 Australia, New Zealand: Ventia (0x23)
0x48/0x49 World: Gimasi (0x24)
0x4a/0x4b World: Talkpool (0x25)
0x4c/0x4d Italy: Telemar (0x26)
0x4e/0x4f World: MCF88 SRL (0x27)
0x50/0x51 Malaysia: VADSLYFE (0x28)
0x52/0x53 World: GIoT (0x29)
0x54/0x55 World: M2B Communications (0x2a)
0x56/0x57 China: ZTE (0x2b)
0x58/0x59 Australia: Airlora (0x2c)
0x5a/0x5b World: Rai Way (0x2d)
0x5c/0x5d World: Levikom (0x2e)
0x5e/0x5f South Africa: Comsol Networks (0x2f)
0x60/0x61 World: SoftBank (0x30)
0x62/0x63 World: Inmarsat (0x31)

アプリケーション
LoRaWANとThe Things Networkのアプリケーションには、64ビットの一意の識別子(AppEUI)があります。 ttnctl applications createコマンドを実行すると、The Things Networkのアカウントサーバは、MACアドレスブロックからAppEUIを割り当てます。 つまり、すべてのAppEUIは70B3D57EDで始まります。

ゲートウェイ
パケットフォワ―ダ―の設定ファイルでは、ゲートウェイ用のEUIを選択できるだけであることが示唆されていますが、これらのMACアドレスには固有のMACアドレスもあります。

現在のLPWA市場を把握できるレポート
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LoRaとIoT市場の未来




以上



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LoRa miniと温度・湿度センサーをセットにしたLoRa IoTスターターキットは、ただいまオープンウェーブ社から販売中です!

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LoRa IoTスターターキット1 価格:¥59,800(税別)
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*LoRa ゲートウェイ LG01-JP × 1
*LoRa開発用ボード LoRa Mini Dev-JP × 2
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(※期間限定2017年10月末までの価格です!!従来の販売価格は、158,000円(税別)となります)
■セット内容
*LoRa ゲートウェイ LG01-JP × 2
*LoRa センサーノード LoRa mini-JP × 2
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LoRa IoT スターターキット販促チラシ
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LoRa IoTスターターキット発売元
株式会社オープンウェーブ
〒221-0822 神奈川県横浜市神奈川区西神奈川1-8-11-103
Tel: 045-620-6648
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LoRaWANアクティベイション - OTAAとABP

LoRaWANの2つのアクティベイション方法、忘備録です。

https://www.thethingsnetwork.org/wiki/LoRaWAN/Home

◆Over-The-Air Activation(OTAA):
LoRaデバイスは、デバイス用64ビットのグローバルユニークな識別子であるDevEUI、デバイスが接続したいアプリケーションを識別する64ビットのオーナー固有のAppEUI、および 128ビット のAppKeyを利用します。

デバイス登録に成功した後、ネットワークオペレータから取得したAppKeyは、DevEUI、AppEUI、およびランダムに生成されたメッセージ整合性コード(MIC)によって、2つのDevNonceを含む初回参加要求を署名して使用されます。 MICを検証するサーバーは、新規生成Appアナウンス(AppNonce)、128ビットAppSKey(アプリケーションセッションキー)、128ビットNwkSKey(ネットワークセッションキー)、デバイスアドレス (DevAddr)、RF遅延(RxDelay)、および使用するチャネル(CFList)を、MICにより、署名されたメッセージに記録します。




◆Activation-By-Personalization(ABP):
OTAAを省力化してDevAddr、NwkSKey、およびAppSKeyのみを使用してデバイスに直接パケットを送信することもできます。この場合、Arduino IDEなどを利用してデバイスを直接手動で登録して、キーを直接取得します。
汎用デバイスのデフォルトアクティベーションとして利用します。デフォルトキーを使用するデバイスは汎用デバイスと呼ばれます。汎用デバイスは、すべてのネットワークオペレータがデフォルトキーをサポートする必要があるため、デバイスIDを登録する必要はなく、関連するアプリケーションも必要ありません。

汎用デバイスによって送信されるパケットは、しばしば暗号化されません。汎用デバイスは、グローバルに利用されているNwkSKeyとAppSKeyをABPで利用します。セキュリティは部分的にしか使いません。つまり、個々のAppSkyがデータ暗号化に使用されます。しかしながら、パケットの送信時刻、そのパケットの長さ、DevAddr、信号強度、SNR、ゲートウェイ情報などの送信のメタデータは、一般に公開されています。

慣例により、AppSKeyはNwkSKeyに等しく、この場合、誰もがデータをデコードできます。
"The Things Network”のような多くのネットワーク事業者は汎用キー5をサポートしていましたが、これはサーバー側ルーティング問題のために変更される可能性があります。例えば、ユーザが上記の一般的なキーを使用してネットワーク上にデバイスを登録する場合、登録されたデバイスによって送信されたパケットを公開インターフェイスにルーティングするか、ユーザのアプリケーションにルーティングするかはネットワークオペレータにとってはわかりません。


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