LoRa・Cat-M1・BLE・Wi-Fi、IoTの通信方式はどう選ぶ？

温湿度や設備の状態を測れても、そのデータを必要な場所まで届けられなければ、現場では使いにくい機器になってしまいます。「Wi-Fiが届かない」「台数が増えると通信費が気になる」「電池交換の回数を減らしたい」。通信方式を選ぶときは、こうした条件を一緒に考える必要があります。

手元のスマートフォンやパソコンで確認するならBLE、利用できるネットワークが現場にあればWi-Fi、自社の親機へ小容量データを集めるならLoRa、離れた拠点の端末から携帯電話網へ直接つなぐならCat-M1が候補になります。本記事では、センサーデータを集める典型的な構成を比べながら、選び方を整理します。

まず確認したい、通信方式を選ぶ6つの条件

設置場所：屋内か屋外か。建物・樹木・地形などの障害物があるか。
受信側の設備：スマートフォン、Wi-Fiアクセスポイント、自社の親機のどれを置けるか。
台数と配置：1か所に集まるか、離れた複数拠点に点在するか。
データ量と頻度：温湿度などの数値を数分ごとに送るか、波形や画像を送るか。
電源と保守：外部電源を使えるか。電池交換のために現地へ行けるか。
データの使い方：現場で見るだけか、常時保存・通知・業務システムとの連携が必要か。

同じ通信方式でも、機器の世代や設定、設置場所によって届く距離や消費電力が変わります。「この方式なら何m届く」「電池が何年持つ」という数字だけで決めず、実際の構成で確認します。

LoRa・Cat-M1・BLE・Wi-Fiの違いを比較

以下は、センサー端末からデータを受け取る設備までの典型的な構成です。クラウドへ保存する場合は、その先の回線や受信サービスも用意します。

方式	接続先・選択の目安
BLE	スマートフォン・PC・受信機へ送信。手元での確認や近くの受信機への送信に。端末・ブラウザーの対応と、常時収集する受信機の有無を確認します。
Wi-Fi	現場のアクセスポイントへ接続。既存の無線LANを利用できるときの候補です。利用許可、周波数・認証方式、接続の安定性を確認します。
LoRa	自社の親機へ小容量データを集約。LoRaWANなら対応ゲートウェイとネットワークサーバーを使います。親機の設置・電源、端末数と送信頻度を確認します。
Cat-M1 （LTE-M）	対応する携帯電話網へ接続。Wi-Fiや自社の親機を置きにくい拠点からの送信に。SIM・通信契約、対応エリア、データ量・電源を確認します。

BLEやWi-Fiにも複数の仕様があり、使える機能は機器によって異なります。ここでは方式全体の最大距離・最高速度を比べるのではなく、一般的なセンサー機器の構成を選ぶための目安を示しています。

用途から考える、4つの構成例

1．まず手元で測定値を見たいなら、BLE

センサーを傾けたときの加速度や、周囲の温湿度をその場で確認する用途では、BLE（Bluetooth Low Energy）が候補になります。対応するスマートフォンやパソコンで受信できれば、最初の動作確認のために現場のWi-Fiを用意する必要はありません。

ただし、スマートフォンで一時的に確認する構成と、無人で常時データを集める構成は別です。常時収集するなら、受信機の連続稼働や再接続、クラウドへ送る回線も考えます。ブラウザーで使う場合は、端末とブラウザーがWeb Bluetoothに対応するかを確認してください。

2．現場で使えるネットワークがあるなら、Wi-Fi

利用できるWi-Fiアクセスポイントがあり、設置場所で安定して接続できるなら、既存ネットワークを使う方法を検討できます。センサーの数値に加えて、比較的大きなログなどを送る用途でも候補になります。

会社のWi-Fiがあるだけでは、機器を接続できるとは限りません。利用許可、対応する周波数帯や認証方式、送信先への接続条件を確認します。電池で使う場合は、接続を維持するか、測定時だけ起動するかによって消費電力や待ち時間が変わります。

3．複数のセンサーを自社の親機へ集めるなら、LoRa

工場や農場などで、離れた複数のセンサーから温湿度などの数値を間欠的に集める場合は、LoRaを使った構成が候補になります。親機を置ける場所と電源を確保し、端末との間で通信できるかを現地で確認します。

LoRaは無線の変調方式です。LoRaWANを使う場合は、対応する端末・ゲートウェイ・ネットワークサーバーを組み合わせます。独自の通信手順を使うPrivate LoRaでは、送受信機のプログラムと設定をそろえます。LoRa対応機器を用意するだけで、どのゲートウェイにも接続できるわけではありません。

小容量のデータに向く方式なので、画像・動画や振動波形の連続送信が必要な場合は、端末側で特徴量を計算する方法や、別の通信方式も検討します。詳しくはAC07 LoRa Maryでの試作をご覧ください。

4．離れた拠点から直接送るなら、Cat-M1

自社の親機を各現場へ置くのが難しい場合は、Cat-M1で携帯電話網へ直接つなぐ構成が候補になります。Cat-M1はIoT向けのセルラー通信方式で、LTE-Mとも呼ばれます。利用する回線に対応するモジュールとSIM、有効な通信契約が必要です。

携帯電話網を使う場合も、設置場所での通信確認は必要です。建物の奥や金属ケースの中などでは、エリア表示だけでは判断できません。接続にかかる時間や再接続時の消費電流も含めて、電源を設計します。

Leafonyでは、AC09で温湿度をGoogle スプレッドシートへ記録するサンプルを紹介しています。SIM・送信先の設定や、プログラムの書き込みなどの準備を行って使います。

通信費は、端末から保存先までをつなげて比べる

通信費の比較では、端末同士の無線区間と、インターネット・クラウドへの接続を分けて考えると整理しやすくなります。自営のBLE・Wi-Fi・Private LoRaの無線区間に通信キャリアの月額費用がかからなくても、受信設備や回線、クラウドの費用が必要になる場合があります。

端末側：機器、SIM・通信契約、送信するデータ量
受信側：親機・ゲートウェイ、設置工事、電源、インターネット回線
運用側：データ保存・通知サービス、電池交換、通信障害への対応、機器の保守

台数が多ければ必ずLoRaが安い、少なければ必ずCat-M1が安い、とは限りません。親機を設置・保守できるか、端末がどれだけ離れているかも含めて、同じ条件で総額を比べます。

電池寿命と通信品質は、試作機で確かめる

省電力の通信方式を選んでも、センサーやマイコン、電源回路が常に動いていれば、電池は消耗します。測定・送信・待機のそれぞれで、機器全体の消費電流と時間を確認してください。

試作では、次の4点を記録すると、方式や設定を見直しやすくなります。

実際の設置位置とケースで、必要な頻度のデータが届くか。
通信できない時間があったとき、再接続・再送・一時保存をどう扱うか。
測定・通信・待機中の消費電流から、必要な電池容量と交換頻度を見積もれるか。
台数を増やしたとき、通信の重なりや受信側の処理、保存先の上限に対応できるか。

たとえば「温湿度を10分ごとに保存する試作」と「振動の波形を連続して送る試作」では、必要なデータ量も電源も異なります。最初に用途を決め、その用途に対して通信と電源が成立するかを確認する進め方が大切です。

よくある質問

Q．Wi-Fiがない場所では、LoRaとCat-M1のどちらを選べばよいですか？

現場に自社の親機を置けて、その親機へ複数の端末から小容量データを集めたいなら、LoRaが候補になります。親機を置きにくい拠点から携帯電話網へ直接送りたいなら、Cat-M1が候補になります。どちらも実際の設置場所で通信を確認し、電源と運用費を含めて比べてください。

Q．4方式のうち、最も電池が長持ちするのはどれですか？

方式名だけでは決められません。使う機器、測定・送受信の頻度、待受方法、通信状態によって変わります。同じデータを同じ頻度で送る条件をそろえ、機器全体の消費電流を測って比較します。

Q．BLEやLoRaで、センサーからクラウドへ直接送れますか？

一般的な構成では、BLEはスマートフォン・PC・受信機、LoRaは親機・対応ゲートウェイがデータを受け取り、その設備からインターネットへ送ります。クラウドへつなぐ回線と受信プログラム、認証・保存の設定まで含めて用意します。

Q．センサーの台数が増えたら、通信方式を変える必要がありますか？

必ず変更が必要になるわけではありません。端末の配置、送信頻度、データ量、受信設備の能力、保守の方法によって判断します。小規模な試作で確認した後、台数を増やした条件でも通信の重なりや欠測、電源・運用費を確認してください。

Leafonyで、小さく試して構成を決める

Leafonyは、センサー・マイコン・通信・電源のリーフを組み合わせて、IoT機器を試作するためのプラットフォームです。目的に合う組み合わせとサンプルを選び、測定値の確認から始められます。リーフを交換するときは、互換性や電源、対応プログラムも確認します。

「どの通信方式が現場に合うか」「何台・どの間隔で送れるか」といった検討は、ミットディアへご相談ください。測りたい項目、設置場所、台数、データを確認する方法をもとに、試作の構成を一緒に整理します。