技術コラム（第21回）無線通信について

始めに

これまでのコラムで紹介した通信はケーブルや基板上のパターンを通じて有線で通信を行っていました。このような通信を有線通信といいます。

• 有線通信の例　シリアル通信について

それに対して、電波などを利用して、線を使わずに通信する方法を無線通信といいます。このコラムでは、組み込み開発で利用機会の多い無線通信についてご説明いたします。

無線通信の種類

無線通信には様々な規格が存在します。
規格別にそれぞれの特徴をご説明いたします。

Bluetooth

デジタル機器用の近距離無線通信の規格です。世の中の多くのデバイスで採用されており、特に、スマホ、タブレット、ノートPCには必ずBluetoothが搭載されています。

Bluetooth ClassicとBluetooth Low Energyの違いは同時接続デバイス数と消費電力です。
Bluetooth Classicでは、MasterとSlaveに役割が分かれ、MasterからSlaveに最大で7台同時接続できます。Bluetooth Low EnergyではCentralとPeripheralに役割が分かれCentralからPeripheralに規格上何台でも同時接続できます（実際にはシステムの仕様に依存します）。
また、消費電力については、Bluetooth Low Energyのほうが消費電力が低くなります。

通信距離	数十m程度
通信周波数	2.4GHz帯
通信速度	Bluetooth Classic　1Mbps～3Mbps(HSは24Mbps) Bluetooth Low Energy　125kbps～2Mbps
使用用途	PCマウス、キーボード、携帯・スマホ、タブレット、ワイヤレスイヤホンなど

Zigbee

ZigBeeはセンサーネットワークを主目的とする近距離無線通信規格です。転送距離が短く、転送速度も低速である代わりに、省電力で動作する特徴を持っています。

ZigBeeとBluetoothの消費電力について、基本的に大きな差はありませんが、利用方法によっては差が表れます。
ZigBeeは、データを送りたい時だけスリープ状態から復帰させ、送信後にはスリープ状態に戻る事が可能です。しかし、Bluetoothは短い間隔でスリープ状態にする事が苦手なので、短い間隔でデータを送信したいのであれば、ZigBeeの方が消費電力が抑えられることになります。
ZigBeeの通信速度はBluetoothと比べると遅いですが、一つのネットワークに最大65535ノード(端末)が接続する事が可能です。また、Bluetoothは比較的狭い範囲でのデータ通信、且つZigBeeに比べて速い速度で通信する事が可能です。

通信距離	数十m程度
通信周波数	2.4GHz帯 (日本国内仕様)
通信速度	20kbps~250kbps
使用用途	テレビのリモコン、ナースコールなど

独自規格

無線モジュールには、メーカーが独自に規格を用意している場合もあります。

独自に決められた規格のため、通信距離、通信周波数、通信速度は無線モジュールによって異なります。

独自規格の無線モジュールを利用するためには、無線モジュールごとに規格や使い方を知る必要が出てきます。ただ、Bluetoothといった規格ほど複雑ではなく、無線の知識がなくても簡単に利用できる無線モジュールも存在しています。

独自規格の無線モジュールもレストランの呼び出し釦など様々な場所で利用されています。

• 独自規格の無線モジュールを利用した開発実績　2.4GHz帯 無線温度ロガー

終わりに

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• 開発実績　2.4GHz帯 無線温度ロガー

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