「ICT研究開発支援セミナー」
R6.1.25

信州伊那谷におけるLPWA通信網の構築と鳥獣罠センサーの高度活用

国立大学法人 信州大学 農学部
渡邉 修

平成30年度から令和2年度

調査地の概要（長野県伊那市）
南アルプス

中央アルプス

 伊那市は82％山林
 農林業を中心とした一次産業が盛ん。
 水稲、果樹、野菜等
 精密機器、食品メーカー等が多数。
 東京から200ｋｍ、名古屋から170ｋｍ
 観光業盛ん、高遠桜 南アルプス、中央アルプス、天竜川

ニホンジカの推定密度（環境省作成）

伊那谷ニホンジカによる食害

1993年頃の南アルプス

2008年の南アルプス

研究開発の経緯

シカ罠の設置と見回り罠の設置は1人30個。
猟友会員100人で3000個。
見回り業務が負荷となり、多くの罠を設置しにくい。

高齢化
兼業（仕事＋狩猟）見回り業務を効率化したい。

通信システムを活用した罠センサーの活用
携帯電話通信網でセンサー情報を収集することは可能。
罠がかかった時だけ通知すればよい。
端末ごとの契約にコストがかかる。
3G、4G、LTEは電池の持ちが悪い。
山は携帯圏外・・・

山で通信でき、安く、手軽、丈夫な罠センサー端末がほしい● LWPA : Low Power Wide Area
● 920MHz帯 小電力無線規格● 免許不要（技適）LPWAの活用
Power
High
5G

3G,4G,LTE
Wireless LANBluetooth

LPWA

low1m

100m

10km distance

LPWAは消費電力が極めて小さく、電波が遠くまで飛ぶ2017年に新光商事がLoRaWAN（920MHz帯）の通信モジュールを開発

この通信モジュールを活用したセンサーを作ろう・・LPWA センサー端末の開発（伊那市ハッカソン）■ 中山間地での問題解決を進めるためのIoT端末を独自に作る

概要説明

試作機

完成品
CR123の電池2本で数年稼働。

開発メンバー

 新光商事（技術者）
 信⼤教員（研究者）
 農⽔省地域振興局（伊那市出向） 伊那有線放送（技術者）

NICTの委託研究で開発したシステム（2018～2020年度）
中継局(GW)

罠センサーLPWA

通信サーバ
Cloud

920MHz
マグネットスイッチ

ユーザへの通知
作動

捕獲へ通知があったときに現場へGO

屋外GWの設置

100ｖ電源＋見通しのよい場所に設置

独立電源ユニットと屋外GW
100V電源がない場所に設定可能！

山地帯でのLPWAの通信実証試験（長野県伊那市）

中央道
GW

天竜川
GW

伊那市
GW
中央アルプス

GW
GW

GW
伊那山地

Gatewayの設置位置

LPWAの通信実証試験（赤点は通信試験実施地点）

通信可能エリアの推定（黄色のエリア）

表１．伊那市内に設置したGWとLoRaWAN端末との通信距離．
端末との通信距離(km)GW_ID 接続数 GW標⾼(m)

平均

最⼩

最⼤038

823.5

4.5

1.1

11.0

18994.8

0.5

0.2

0.9

283797.8

2.00.54.8352702.8

6.3

1.2

14.4

481744.3

6.3

1.515.3543632.8

4.70.89.3

 320地点で通信試験（305地点で成功）。
 通信最大距離＝15.3km
山林でLoRaWANの通信が良好に行えることを実証伊那市内における最新のGW設置状況（2023年末）

伊那市内における電波地図（2023年末）

中央アルプス
天竜川

伊那市役所

罠センサー導入による見回り業務の効率化
鳥獣罠見回りと捕獲業務
1km

赤い点に罠を設置

起点

起点→罠確認→空振り→移動→捕獲確認→移動（起点）→止め刺し準備・移動→捕獲→起点
9割以上は空振り

罠センサー活用
移動ルート

起点→センサー通知→止め刺し準備・移動→捕獲→起点
 時間・コストを大幅に削減

延べ16km移動。
見回りは3～4時間。

 工程が1／3以下。
 ガソリン代削減が大きい！

罠センサーの導入実績（長野県伊那市）

伊那市猟友会への罠センサー導入台数（R4)
伊那 129台
長谷 118台
計 247台罠センサーは伊那市役所がまとめて導入し、猟友会員にレンタル。
 クマの檻での導入に評判がよい。
 センサーが稼働したら、関係者に連絡。
 早い時間帯に対策完了。

罠センサーを活用した捕獲2019年度の有害捕獲状況
12345678

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 306月●
17月

3456788月

2●
3456●
1●

278●
34●

567● ●●●

5●●●

79 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31●

8●

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31●
19月

2●

合計

●

●

● ●

●
● ●●

119 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
●

● ●

●

●
●

●

9

罠センサー導入のメリット・デメリット
 見回りにかかる時間、コストを削減。
 特にガソリン代削減の評判がよい。
 出勤前に止め刺しできる。
 狩猟を副業に。
 自分が行けないとき、仲間に依頼できる。
 罠の通知が夜中から明け方なら、間違いなく捕獲。

 どうにも電波が入らない場所はある。
 誤作動がたまにある。枝が落ちてきて、ピンが外れる。
 見回りそのものが、報償費に含まれる場合、導入しにくい。
 導入コストを気にする人は多い。
既存の携帯基地局を利用したシステムの検討

LPWA（NB-IoT）の活用

NB-IoT罠センサーのプロトタイプ

乾電池で2～3ヶ月駆動

携帯電話圏内では問題なく通信可能

「CEATEC 2019」で地方版IoT推進ラボ

Sigfox鳥獣罠センサー

既存のクラウドシステムを活用

マップとの連携
OPTEXのIoT端末を改良 ドコモの基地局を利用
 全国で導入可能。
 人口密度の低い地域は厳しい。

動作した端末LPWAの高度活用に向けた取り組み
既存インフラの利用
携帯電話通信網 Sigfox
 NB-IoT ZETA

通信条件不利地での独自システム
独自通信網

 LoRaWAN

 基地局設置が不要

 基地局設置にコストがかかる。

 端末ごとに契約

 端末とGWとの通信費は極めて低い。

 初期導入コストは低い

 端末台数が増えるとメリットが大きい。

 ランニングコストはかかる 携帯圏外をカバーできる。

 人口密度の低いエリアは厳しい。

 隣接した自治体で連携するとよい。

LPWAの高度活用に向けた取り組み
 LPWA端末は屋外で長時間駆動。
 小さなパケットを遠くに飛ばす。
 気象センサーに活用。

標高2700ｍの南アルプスにLPWA温度センサーを設置
気象観測が実施されていない場所で長期観測が可能

LPWAの高度活用に向けた取り組み

簡易ロボット雨量計！

LPWAの高度活用に向けた取り組み
雨量計測の独自観測点の運用

LPWAの高度活用に向けた取り組み（根羽村）
Sigfox中継器

長野県下伊那郡根羽村
人口890人
山林91.7％愛知県矢作川の源流
近隣にアメダス観測点がない。
源流域での雨量データがない。
アメダス観測点

リアルタイム気象データの収集

森林内の流量計測

通信環境不利地域におけるグリーンインフラ整備に向けたIoT技術の高度活用
ブリッジ接続携帯電話通信圏

通信圏外

Sigfox中継局
Sigfox中継局

気温センサー

通信エリアの拡大
雨量計
リアルタイム降雨量

気象データ

生育予測モデル

豪雨災害への備え

グリーンインフラ

森林資源の活用まとめ NICTの委託研究でLPWA（LoRaWAN）通信の実証研究
 長野県伊那市での実例。
 鳥獣罠センサーの導入と地元猟友会での採用。
 直達電波マップの活用。GW設置前に導入可能エリアを可視化。
 複数の自治体が連携して同じシステムを入れると効率がよい。
 既存の携帯電話電波網の活用
 LPWAには複数の通信規格がある。
 導入規模、コストを勘案して判断。
 見回り業務の軽減においてガソリン消費量の削減が大きい。
 カーボンクレジットへの展開
 LPWAと気象センサーの相性がよい。
 通信条件不利地での運用とグリーンインフラ構築に向けた取り組みに展開
終わり