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園芸領域におけるIoTシステムのプロトタイピング

shinrinakamura
February 19, 2021
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 園芸領域におけるIoTシステムのプロトタイピング

2021/02/16のIoTLTで使用したスライドです

shinrinakamura

February 19, 2021
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Transcript

  1. 園芸用IoTシステム
    shinfrom@1981
    中村真理
    のプロトタイピング

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  2. 中村 真理
    Nakamura Shinri
    株式会社 B&B La.
    ハードウェア開発
    ファームウェア作成
    IoTデバイス・アプリケーション作成
    ・IoT技術検定中級
    ・診療放射線技師
    経験
    バーテンダー
    パチンコホール勤務
    病院勤務
    https://www.facebook.com/nakamura.shinri/
    ハイパーメディアフリーター

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  3. 出身地
    五島列島最北端
    宇久島出身

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  4. http://b-and-b-lab.jp

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  5. 急激な気象変動による収穫量や品質のばらつき
    農業従事者の高齢化、後継者不足、耕作放棄地の増加
    経営体の変化
    日本の農業の現状と問題点

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  6. 農林水産省と農業・食品産業技術総合研究機構のスマート農業実証プロジェクトによる水田
    作の実証成果(中間報告)によると
    https://www.affrc.maff.go.jp/docs/smart_agri_pro/chukan_hokoku_suidensaku.pdf
    労働時間の15%削減
    生産コストの1割の削減
    作業時間の平均87%削減
    に成功している
    という意見が実証農家から出ている
    データの見える化・共有化がコスト削減に
    つながっている
    技術の現状

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  7. センサーノード
    ゲートウェイ
    クラウド
    ・可視化
    ・データの蓄積
    ・データの分析
    プロトコルは標準化する
    スマートホン等のアプリケーション
    として提供する
    オープンソースなどの活用により安価に構築
    そのためのデータ収集のイメージ

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  8. 今回行いたいことと、その構成
    園芸用の環境データを測定して、気温が閾値を超えたら、ファンを回して、
    ファンが回ったことをラインで通知するというシステムを作成します。
    有線LAN
    UDP
    OSSプロトコル
    UDP
    UDP
    通知
    確認・操作
    API
    UI

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  9. 開発の進捗情報
    ハードウェアのプロトタイプを作成
    ・I2Cでマイコンと通信をすることができる
    環境計測センサの作成
    図1:プロトタイプ開発基板 図2:環境計測センサ
    ・温度、湿度、大気圧、カラーを測定できる
    ・ethernet、Wi-Fi、LTEを使用することが可能である
    ・MPUがESP32であるのでパワフルに使用することができる
    ・ラズベリーパイのようにシャットダウンの心配をしなくてよい
    ・ArduinoIDEで開発することができる
    特徴
    図3:取得したデータの可視化

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  10. 実際に行ったこと
    ・Arduino用OSSライブラリのESP32への移植
    実証実験の成果を開発基板の中に入れている
    ・ハードウェアの作成
    ・取得したデータの可視化
    ・動力が動き出したらラインで通知する
    具体的には温度が閾値を超えたらファンが動き出す
    ・閾値判定を行い動力を動作させる
    ファンが動き出すタイミング、止まるタイミングでライン通知が
    来るようにした
    ・LINEで毎日の定時連絡をする

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  11. 実験の状況の動画

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  12. ※ハードウェア以外は基本的に無料で使用できる範囲で開発しています
    ArduinoIDE
    実際に開発に使用したもの
    LINE Developper
    account
    Node-red
    enebular

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  13. LINEを実装したフロー
    APIを使用することで、簡単にpush通
    知を行うことができる
    閾値の判定などはマイコン側で行え
    るように調整中である

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  14. 取得した値をもとに使用するデータを算出
    飽差の計算
    少し面倒な計算が必要になるがnode-redで簡単に実装

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  15. 取得した値をもとに使用するデータを算出
    飽差の計算
    昨日の最高温度、最低温度、平均温度
    influxQLを使用することで簡単に取得することができる
    Node-redを使用することで簡単に対応することができます

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  16. 取得した値の利用
    取得した情報をもとに可視化
    ノイズが多いアナログセンサについては
    メディアン処理にて見かけ上のノイズ除去

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  17. 水やりをするのを忘れてしまうので毎朝のモーニングコール
    水やりを忘れてしまうことが多いので
    毎朝の状態と昨日の状態を送信してきてくれる
    サニーレタスから定時連絡が来るようにした
    Node-redで実装可能

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  18. LINEを利用したアラートシステムだけではなく、閾値の設定など
    UIにも利用できる可能性を見いだせた
    まとめ
    園芸領域ではアラートの発信、定時連絡だけでもSNSを利用するメ
    リットが大きと考えられる
    「アクチュエータを動かしました」、「停止させました」のような簡
    単な通知でも安心感は大きいと思われる
    Node-redのようなビジュアルプログラミングの使用によりユーザーに
    システムを構築してもらう可能性が見出すことができた
    オープンソースの併用により安価にシステムを構成することができる
    可能性を見出すことができた

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  19. アラートやアクチュエータの操作の際にSNSを利用して連絡をする
    これからの展開・目標
    インターネットを介した気象情報との連携
    ディジタル画像情報の利用
    他の農業情報フォーマットとの連携
    小規模施設への展開
    他の分野への応用
    取得したデータの囲い込みはやめ
    オープンソースにすることにより技術の進歩を早める

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  20. 中村 真理
    Nakamura Shinri
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    @shinfrom1981
    http://b-and-b-lab.jp

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