ES920BLE-S3(LoRaWAN)
取扱説明書
Version 1.00

株式会社 EASEL

改訂履歴
版数日付

1.00

2023/4/28

改訂内容
初版

目次ユニット仕様 .........................................................................................................................2
LoRaWAN 仕様 .....................................................................................................................3
各部の名称.............................................................................................................................4
基本動作 ................................................................................................................................4
データフォーマット ..............................................................................................................5
スキャン時間とスキャン停止時間 .........................................................................................6
メンテナンスコマンド ...........................................................................................................7
コマンド詳細 .......................................................................................................................10

様式 ver.1.01
ES920BLE-S3(LoRaWAN)取扱説明書
ES920BLE-S3 は 、 ⾧ 距 離 無 線 モ ジ ュ ー ル ES920LR3 と Bluetooth Low Energy モ ジ ュ ー ル
STMicroelectronics 社 BlueNRG-M2SA を組み合わせたハイブリットルーターユニットです。
ES920BLE-S3 は、非防水および電源供給を USB 電源アダプタ(5V/2A)に限定することで、ES920BLES2 と比較してより廉価に提供できるようになりました。
本ユニットは、BLE タグから発信された ID 情報を受信し、920MHz 帯無線通信によりゲートウェイに送信します。
LoRa 変調の⾧距離通信の特徴を活かし、従来の BLE タグや BLE センサでは実現できなかった半径数キロメートルに及ぶ広域スター型ネットワークの構築が可能です。
※「BLE タグ」の表記は、BLE Peripheral デバイスの総称として使用しています。
BLE タグ

ES920BLE-S3

LoRaWAN

クラウドサーバー

ゲートウェイ

BLE 通信LoRa 通信

LTE-M/Ethernet 通信(HTTP POST)
PC/タブレット/スマートフォン

システム概要本ユニットは、ファームウェアをカスタマイズする事で、・検出すべき BLE タグのフィルタリング
・BLE 対応の温度計や血圧計のデータ取得
・BLE Peripheral デバイスとして使用など様々な用途でお使い頂けますので、お気軽にお問い合わせ下さい。

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ES920BLE-S3(LoRaWAN)取扱説明書

ユニット仕様
項目

仕様内容

品名

HYBRID ROUTER型名

ES920BLE-S3

無線方式
アンテナ
LED
設定コネクタ

2.4GHz 帯 Bluetooth Low Energy
920MHz 帯 LoRa 変調
2.4GHz 帯 チップアンテナ(ケース内蔵)
920MHz 帯 オンボードアンテナ(ケース内蔵)
LED 1 (緑)LED 2 (橙)ユニットパラメータ設定
USB Type-C ケーブル

電源USB 電源アダプタ(5V/2A)(付属の USB ケーブルと USB 電源アダプタを使用して下さい)

温度動作範囲防塵・防水-20 ～ +50℃
結露なきこと
非防水
幅

外形寸法

113mm

高さ 60mm
厚さ 13.5mm

質量65g

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ES920BLE-S3(LoRaWAN)取扱説明書

LoRaWAN 仕様
項目
仕様バージョン
クラス
アクティベート方式
帯域幅

仕様内容
1.0.4
クラス A
OTAA (Over the Air Activation)
ABP (Activation by Personalization)
125kHz78

拡散率9101112送信出力
デフォルトチャンネルリスト

13dBm
923.2MHz
923.4MHzDR0DR1

デフォルトデータレート

DR2DR3DR4DR5

Join-Request チャンネルリスト

923.2MHz
923.4MHz

Join-Request データレート

DR2

RECEIVE_DELAY11秒

RECEIVE_DELAY22秒

JOIN_ACCEPT_DELAY15秒

JOIN_ACCEPT_DELAY26秒

MAX_FCNT_GAP

16384

ADR_ACK_LIMIT64

ADR_ACK_DELAY

32

ACK_TIMEOUT

2 ± 1秒- 3 -様式 ver.1.01
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各部の名称

LED 1 (緑)LED 2 (橙)

電源コネクタおよび設定コネクタ

基本動作
1. 付属の USB ケーブルと USB 電源アダプタを電源コネクタに接続し、電源を入れます。
※ 付属の USB ケーブル以外は使用しないで下さい。
2. 電源 ON 時に LED 2 (橙)が点滅する事を確認します。
3. LoRaWAN アクティベート方式が OTAA の場合、Join-Request を送信します。
この時、LED2(橙)が点灯します。
4. ES920BLE-S3 は、10 秒間隔で BLE タグをスキャンします。
※ BLE タグをスキャン中は LED 1 (緑)が点灯します。
5. ES920BLE-S3 は、スキャンで検出した BLE タグの ID 情報を LoRaWAN ゲートウェイに送信します。
※ アクティベート方式が OTAA の場合は、Join-Accept を受信している必要があります。
※ 920MHz 帯無線送信時に LED 2 (橙)が点灯します。
6. LoRaWAN ゲートウェイから ACK データを受信します。
電源が OFF されるまで 4.～7.の動作を繰り返します。
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データフォーマット
ES920BLE-S3 から送信するデータのフォーマットは以下の通りです。

種別

0x90 : ES920BLE-S3

RSSI

BLE タグ ID 受信時の受信電波強度です。(dBm 単位 バイナリ値 2 の補数表現)

タグ ID

BLE タグ ID(バイナリ値)

電圧動作電圧です。(バイナリ値)
実際の電圧は V=1.20÷電圧×212 により算出します。

※動作電圧は、ユニット内部CPUの動作電圧の測定値です。

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スキャン時間とスキャン停止時間
本ユニットは常時 BLE タグのスキャンを行う事を基本動作としています。
BLE タグや BLE センサの送信周期が既知で移動が少ないような用途では、スキャン時間とスキャン休止時間を調整し、間欠的に動作させる事で 920MHz 帯無線通信の混信を避ける事ができます。

また、920MHz 帯無線通信は非常に低速な為、周辺に BLE タグの数が多い場合はスキャン時間内に検知したすべての BLE タグの ID を送信しきれないケースがあり、この場合もスキャン休止時間を調整する必要があります。
下表は 1 つのタグ ID を 920MHz 帯無線で送信する時間を示します。

例として、DR0(拡散率 12)、スキャン時間 10 秒、スキャン停止時間 0 秒の設定とした場合、スキャン時間内に 6 つの BLE タグ ID しか送信することができない為、周辺に 6 つ以上の BLE タグが存在する場合はスキャン休止時間を調整します。
一時的に周辺の BLE タグが増えた場合などを考慮し、本ユニット内部にはバッファを用意していますがそれを超える BLE タグの ID は破棄します。

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メンテナンスコマンド
USB ケーブルをパソコンに接続することで、本ユニットの動作に係るパラメータの変更が可能です。パラメータ変更は以下の手順で行います。
① USB ケーブルで設定コネクタとパソコンを接続します。
② パソコンでターミナルソフトウェアを起動し、以下の通り設定します。
※ ターミナルソフトウェアに Tera Term を使用する場合の例です。
※ ポートはお使いの環境に応じて変更して下さい。

③ エンターキーを押下し、LoRaWAN > が表示される事を確認します。
④ 任意のコマンドを入力します。
⑤ 変更パラメータを保存する為、save コマンドを入力します。
⑥ USB ケーブルを設定コネクタから抜きます。
※ターミナルソフトウェアからの入力が無い状態が 10 秒間継続すると、データ通信に移行します。

- 7 -様式 ver.1.01
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表. コマンド一覧
コマンド

ショート設定内容

デフォルト

設定範囲

備考

class A

class A

class B、C は将来の為の予約

コマンド
classaLoRaWAN クラス設定

class B
class C
adrb

ADR 設定ONON
OFF

activatec

アクティベーション設定

OTAA

OTAA
ABP

deveuid

DevEUI 設定

0

appeuie

AppEUI 設定

0

appkeyf

AppKey 設定

0

devaddrg

DevAddr 設定

0

nwkskeyhNwkSKye 設定0

appskeyi

AppSKey 設定0ackj

Acknowledge 使用設定

ONOFFON

retryk

リトライ回数設定

20～8

dataratel

データレート設定

DR2DR0

再送回数

DR1
DR2DR3DR4DR5powerm

最大送信出力設定

13dBm

13dBm
11dBm
9dBm
7dBm

duty

n

Duty Cycle 設定

No Limit

No Limit
Limit

aliveo

死活監視メッセージ送信間隔設

60

0～1440

分単位

10000

100～10000

ミリ秒単位
ミリ秒単位

定
scantimep

BLE スキャン時間設定

scanpauseq

BLE スキャン休止時間設定

00～3600000

uuidr

BLE スキャン UUID 設定

All 0

All 0～All F- 8 -様式 ver.1.01
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versionv

ソフトウェアバージョン取得--savew

FlashROM への設定値書き込み--loadx

デフォルト値の読み出し

--

showy

設定値確認

--

startz

データ通信状態に移行--※各コマンドはコマンド名の代わりにショートコマンドでの入力が可能です。
※コマンド入力の後は必ずエンターキーを押下して下さい。

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コマンド詳細コマンド詳細class コマンド
説明

LoRaWAN クラスを設定します。
※Class B と Class C は将来の為の予約です。本バージョンでは使用できません。

オプション

1. Class A
2. Class B
3. Class C

デフォルト値Class A

オプション選択

設定値を下記の一覧から番号で選択して下さい。
1. Class A
2. Class B
3. Class C

select number >adr コマンド説明

ADR(Adaptive Data Rate)機能を使用するかどうかを設定します。

オプション

1. ON

ADR を使用する

2. OFFADR を使用しない

デフォルト値

ON

オプション選択

設定値を下記の一覧から番号で選択して下さい。
1. ON
2. OFF

select number >- 10 -

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activate コマンド
説明Activation プロセスを選択します。

オプション

1. Over The Air Activation
2. Activation by Personalization

デフォルト値Over The Air Activation

オプション選択

設定値を下記の一覧から番号で選択して下さい。
1. Over The Air Activation
2. Activation by Personalization

select number >deveui コマンド
説明

Over The Air Activation で使用する任意の DevEUI 値を設定します。
DevEUI は、エンドデバイスを識別するエンドデバイス ID です。
※ モジュール出荷時には固有の DevEUI を設定してあります。

オプション

0000000000000000 ～ FFFFFFFFFFFFFFFF

デフォルト値

0000000000000000

オプション設定

設定値を 16 進数で入力して下さい。
please set DevEUI (8byte) >- 11 -

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appeui コマンド
説明

Over The Air Activation で使用する任意の AppEUI 値を設定します。
AppEUI は、サーバーアプリケーションを識別するアプリケーション ID です。

オプション

0000000000000000 ～ FFFFFFFFFFFFFFFF

デフォルト値

0000000000000000

オプション設定

設定値を 16 進数で入力して下さい。
please set AppEUI (8byte) >appkey コマンド
説明

Over The Air Activation で使用する任意の AppKey 値を設定します。

オプション

00000000000000000000000000000000 ～FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF

デフォルト値

00000000000000000000000000000000

オプション設定

設定値を 16 進数で入力して下さい。
please set AppKey (16byte) >devaddr コマンド
説明Personalization で使用する任意の DevAddr 値を設定します。
DevAddr は、デバイスを識別する ID です。

オプション

00000000 ～ FFFFFFFF

デフォルト値

00000000

オプション設定

設定値を 16 進数で入力して下さい。
please set DevAddr (00000000 - FFFFFFFF) >- 12 -

様式 ver.1.01
ES920BLE-S3(LoRaWAN)取扱説明書
nwkskey コマンド説明

Personalization で使用する任意の NwkSKey 値を設定します。

オプション

00000000000000000000000000000000 ～FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF

デフォルト値

00000000000000000000000000000000

オプション設定

設定値を 16 進数で入力して下さい。
please set NwkSKey (16byte) >appskey コマンド説明

Personalization で使用する任意の AppSKey 値を設定します。

オプション

00000000000000000000000000000000 ～FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF

デフォルト値

00000000000000000000000000000000

オプション設定

設定値を 16 進数で入力して下さい。
please set AppSKey (16byte) >- 13 -

様式 ver.1.01
ES920BLE-S3(LoRaWAN)取扱説明書
ack コマンド説明

ゲートウェイにデータを送信する際、ACK 受信を行うか否かを設定します。

オプション

1. ON

ACK 受信を行う

2. OFF

ACK 受信を行なわない

デフォルト値

ON

オプション選択

設定値を下記の一覧から番号で選択して下さい。
1. ON
2. OFF

select number >retry コマンド説明

Ack 受信が行えない場合のリトライ送信回数を設定します。
Ack 受信が OFF の場合は、リトライ送信を行いません。

オプション

0～8

デフォルト値

2

オプション選択

設定値を 10 進数で入力して下さい。
please set retry count (0 - 10) >- 14 -

様式 ver.1.01ES920BLE-S3(LoRaWAN)取扱説明書
datarate コマンド
説明

Over the Air Activation の場合の Join-Accept 後のアップリンクデータレート、Personalization の場合のアップリンクデータレートを設定します。

オプション

1. DR0

帯域幅 125kHz 拡散率 12

2. DR1

帯域幅 125kHz 拡散率 11

3. DR2

帯域幅 125kHz 拡散率 10

4. DR3

帯域幅 125kHz 拡散率 9

5. DR4

帯域幅 125kHz 拡散率 8

6. DR5

帯域幅 125kHz 拡散率 7

デフォルト値

DR2

オプション選択

設定値を下記の一覧から番号で選択して下さい。
1. DR02. DR1
3. DR2
4. DR3
5. DR4
6. DR5select number >- 15 -様式 ver.1.01
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power コマンド説明

最大送信出力を設定します。

オプション

1. 13dBm
2. 11dBm
3. 9dBm
4. 7dBm

デフォルト値13dBm

オプション選択

設定値を下記の一覧から番号で選択して下さい。
1. 13dBm
2. 11dBm
3. 9dBm
4. 7dBm

select number >duty コマンド説明

Duty Cycle を設定します。
Duty Cycle が No Limit の場合、送信完了後、次送信開始の待ち時間が発生しません。
Duty Cycle が Limit の場合、送信完了後、4 秒の待ち時間が発生します。

※ ARIB STD-T108 の規定により 923.6MHz 以降のチャンネルを使用する場合、Limit を設定して下さい。
オプション

1. No Limit
2. Limit

デフォルト値No Limit

オプション選択

設定値を下記の一覧から番号で選択して下さい。
1. No Limit
2. Limit

select number >- 16 -様式 ver.1.01
ES920BLE-S3(LoRaWAN)取扱説明書
alive コマンド説明

本ユニットの動作状態を確認する死活監視メッセージの送信間隔を分単位で指定します。
死活監視メッセージの RSSI と devid パラメータには 0 が設定されます。

オプション

0～1440

デフォルト値

60

オプション選択

設定値を 10 進数で入力して下さい。
please set send alive interval (0 - 1440) >scantime コマンド
説明

BLE スキャン時間を秒単位で設定します。

オプション

100～10000

デフォルト値

10000

オプション選択

設定値を 10 進数で入力して下さい。
please set BLE scan time (100 - 10000) >scanpause コマンド
説明

BLE スキャン停止時間を秒単位で設定します。

オプション

0～3600000

デフォルト値0

オプション選択

設定値を 10 進数で入力して下さい。
please set BLE scan pause time (0 - 3600000) >- 17 -様式 ver.1.01
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uuid コマンド
説明

BLE スキャンを行う BLE タグの UUID を設定します。

オプション

00000000000000000000000000000000 ～FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF

デフォルト値

00000000000000000000000000000000

オプション選択

設定値を ASCII コードで入力して下さい。
please set UUID (16bytes Hex) >version コマンド説明

本ソフトウェアのバージョンを取得します。

オプション

なし

デフォルト値なし

save コマンド説明

内蔵 FlashROM に設定値を保存します。

オプション

なし

デフォルト値なし

load コマンド説明

全ての設定値にデフォルト値を適用します。
デフォルト値を保存する場合は、save コマンドを実行して下さい。

オプション

なし

デフォルト値なし- 18 -

様式 ver.1.01
ES920BLE-S3(LoRaWAN)取扱説明書
show コマンド説明

現在の設定値を表示します。

オプション

なし

デフォルト値なし

start コマンド説明

データ通信状態に移行します。

オプション

なし

デフォルト値なし

help コマンド説明

コマンド一覧を表示します。

オプションなしデフォルト値なし- 19 -

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ファームウェア更新手順
本ユニットのファームウェア更新は以下の手順で行います。
※ファームウェア更新はカスタムファームウェアの書き込みの際に行い、通常は行いません。
事前にお使いのパソコンに下記のツールをインストールして下さい。
LoRa 側ファームウェアの更新ツール
STM32CubeProg - STM32CubeProgrammer software for all STM32 - STMicroelectronics
BLE 側ファームウェアの更新ツール
STSW-BNRGFLASHER - The RF-Flasher utility - STMicroelectronics
CP210x ピン設定ツール
製品資料 ｜ 株式会社 EASEL (easel5.com)
LoRa 側ファームウェアの更新
1. CP210x ピン設定ツールを起動します。
2. 本ユニットを接続した COM ポート番号を選択します。

- 20 -

様式 ver.1.01
ES920BLE-S3(LoRaWAN)取扱説明書
3. GPIO_0、GPIO_1、GPIO_2、GPIO_3 にチェックを入れ、GPIO_0 State、GPIO_2 State を 1に変更し、Write Latch ボタンを押下して下さい。

4. GPIO_3 State を 1 に変更し、Write Latch ボタンを押下して下さい。

- 21 -

様式 ver.1.01
ES920BLE-S3(LoRaWAN)取扱説明書
5. STM32CubeProgrammer を起動します。
6. 右上の【ST-LINK】の右の▼を押下して【UART】を選択します。
(既に【UART】が選択されている場合はそのままで構いません)

7. 【UART configuration】で下記に設定します。
・Port：COM ポート番号を選択
・Baudrate：115200
・Parity：Even- 22 -

様式 ver.1.01
ES920BLE-S3(LoRaWAN)取扱説明書
8. 右上の【Connect】を押下してターゲットと接続します。

9. 画面左上のメニューボタン(〓)を押下して、【Erasing&programming】を選択します。

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様式 ver.1.01
ES920BLE-S3(LoRaWAN)取扱説明書
10. File path の Browse を押下して、FlashROM に書込む実行ファイル(.hex)を選択します。
【Verify programming】にチェックを入れ、【Start Programming】を押下します。

【File download complete】が表示されたら OK ボタンを押下します。

【Download verified successfully】が表示されたら OK ボタンを押下します。

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様式 ver.1.01
ES920BLE-S3(LoRaWAN)取扱説明書
11. 右上の【Disconnect】を押下してターゲットと切断します。

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様式 ver.1.01
ES920BLE-S3(LoRaWAN)取扱説明書
BLE 側ファームウェアの更新
1. CP210x ピン設定ツールを起動します。
2. 本ユニットを接続した COM ポート番号を選択します。

3. GPIO_0、GPIO_1、GPIO_2、GPIO_3 にチェックを入れ、GPIO_1 State を 1 に変更し、WriteLatch ボタンを押下して下さい。

- 26 -

様式 ver.1.01
ES920BLE-S3(LoRaWAN)取扱説明書
4. GPIO_3 State を 1 に変更し、Write Latch ボタンを押下して下さい。

5. RF-Flasher Utility を起動します。
6. 本ユニットを接続した COM ポートを選択します。

- 27 -

様式 ver.1.01
ES920BLE-S3(LoRaWAN)取扱説明書
7. OK ボタンを押下します。

8. 【Select Image file】を押下して、FlashROM に書込む実行ファイル(.hex)を選択します。

- 28 -

様式 ver.1.01
ES920BLE-S3(LoRaWAN)取扱説明書
9. 【Verify】【Mass erase】【Update Device Memory】にチェックを入れ、【Flash】ボタンを押下します。

【SUCCESS】が表示されたら OK ボタンを押下します。

- 29 -様式 ver.1.01
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安全にお使いいただくために・安全にお使いいただくために分解、改造しない

内部に水や異物を入れない●故障の原因となります。

●故障の原因となります。

●感電の危険があります。

●感電・火災の危険があります。

禁止

禁止
濡れた手で触らない

本ユニットの上に物を置かない●感電の危険があります。

●破損・故障の原因となります。

禁止

禁止

禁止
付属の USB 電源アダプタ以外使用

USB 電源アダプタのコードは束ねてしない

使用しない●仕様の違いにより、火災・故障禁止の原因となります。

●コードは必ず伸ばした状態で使用してください。束ねた状態で使用●付属の USB 電源アダプタを他すると過熱による火災の原因となの電子機器等で使用しないでくります。

ださい。
定格電圧以外では使用しない幼児やペットなどに誤って触らせない●火災・感電の原因となります。
禁止●大けがの原因となります。
禁止

不安定な場所に置かない

万一、異常が発生したとき●落下してケガをする可能性があ禁止

ります。

●本体から異臭や煙が出たときは、注意●本機の破損・故障の原因となります。

ただちに USB 電源アダプタをコンセントから抜いて販売店にご相談ください。

本製品は、人命にかかわる設備や機器、および高い信頼性や安全性を必要とする設備や機器（医療関係、航空宇宙関係、輸送関係、原子力関係）への組み込みは考慮されていません。
これらの機器での使用により人身事故や財産損害が発生しても、弊社ではいかなる責任も負いかねます。

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