東海生研第１回セミナー

農家自作型IoTシステムの開発と普及
三重大学大学院生物資源研究科准教授 野中章久

はじめに• いま，情報化社会に大きな変化が起きています• AI，ICT，IoT 等，イロイロ言われています• ただ．．．．イマイチよくわかりませんね．
• 今日は，農業のスマート化の研究開発を概観し，農家が自作できる技術でもあることを紹介します．

もくじ
１．スマート農業，そのうちのIoTがなぜ注目されるのか
２．研究開発動向と自作可能なシステムのご紹介
３．現地試験・導入事例

研究開発動向
開発・市販されている機材の例• 温度・湿度などのデータを遠隔取得• 水位管理などの自動制御• クラウド利用によるデータ集計，分析• AI

KSAS など

IoTがなぜ注目されるのか
IoT＝モノのインターネット＝あらゆるものをインターネットにつなげる？なんで？
管理をしやすく，間違いをなくし，物事を早くする

ex コピー機がネット経由で製造元につながるトナーがなくなりそうになったら →配達
異常振動が出たら →修理の提案，「寿命ですよ」とTELとか見えないだけで結構進んでいる• ガスのメーター• 電気のメーター• セキュリティカメラと連動して多様なデータを取るなどは，最早常識スマホってパソコンが電話になった，ようなもの☆重要な要素１：機材的な普及＝量産化＝安価☆重要な要素２：通信回線

通信回線？
•メーターも，機械も，トナーも固定電話みたいな回線だったら，大変！
モバイル回線が使えるから，「なんでもインターネットにつなげよう」となる～でも，毎月のスマホ代，高いですよ？～格安SIM

サイトで申し込み音声通話がついて1700円くらい
データ通信だけなら500円/というのも格安SIMは携帯の回線そのもの• 結局，携帯回線そのもの• ヨーロッパでは格安SIMの方が一般的• プリペイドで旅行者に人気• 住んでいる人も，普通プリペイド
SIMカードこの領域は変化が激しい• 経済産業省が通信事業者に「料金引き下げ」を求めるのは．．．
• 海外からの参入も？
→ヨーロッパでは普通．世界的な仮想移動体通信事業者も• 5G？
• 色々使えるサービスが展開中→都市部では，だいたい完了か→農村部が最後のフロンティア

IoT機器は• データを取る機械が多い．リレーと組み合わせるパターンもある• 開発するデバイスのメインはセンサ，発信機で構成→それを，回線を経由してインターネットに繋げ→それをクラウド上でデータのやり取りをして→ユーザーの端末に送信したり，集計したりイメージはアマゾン• 端末は何でもよい→注文：インプット
アマゾン側のシステムはクラウド上（物理的にサーバがどこに在るかは意識する必要がない）• クラウド上で処理 ：処理• 所定の実行プロセス ：アウトプット

なので• 通信回線が安く利用できる• クラウドサービスが普及している• センサ類が安くなっている

スマホの普及が背景なのです→単なる流行ではない自作可能なシステムの紹介
そもそも．．．．
• 農業でのIoT技術のニーズは多様• 製品のサイクルが早い• 次世代の農業者はIoT技術を駆使する•→自分でつくる• 製品の方が，ユーザに歩み寄っている• MS-DOSからWindows，パソコンからスマホのように

私たちが作ったのは• 市販のIoT試作キットを利用• スマホ等でハウスの状態を遠隔監視• →センサが豊富：温湿度，土壌水分計，CO2濃度•など．試作用なので安価• ワンボート・マイコンを利用してプログラム• →LINEにセンサの値を定時報告•
設定温度で警告•
土壌水分を見て自動灌水など

# coding:UTF-8#sample.py# Written by Akihisa Nonaka email: nonaka@affrc.go.jp
import os
import requests
ur1="https://notify-api.line.me/api/notify"#Line Notify のアドレス
ur2="https://cn.wio.seeed.io/v1/....の形式でWio Nodeの設定アプリ画面に示されるアドレス"
resp1=requests.get(ur2)
data1=resp1.json()try:
temp=data1["temperature等、wio node の設定アプリに示されるキーワード"]
except:temp='エラー'
print "サンプル","温度:",temp#手動で起動した時の確認用画面表示#LINE token
token='LINE Notify で与えられるトークン'
message = {' ハウス温度: '+str(temp)+' ℃'}
payload = {'message' : message}
headers = {'Authorization' : 'Bearer '+ token,}r = requests.post(ur1,data=payload,headers=headers)

送信するタイミングは自由に設定
２時間に１回，８時～１７時で１時間毎など記録も取れます
現状はカンマ区切りのテキスト
ファイル＝エクセルに読み込めます．

システムの概要

コスト

現地試験・導入事例

とくにCO2設置したセンサ

CO2の計測はお高い

全体的な傾向を示すに過ぎず，正確な値の計測はもっと高価な（他社の）製品によるべきとの注記

計測

センサ入れ替え

試験スタート

強制通風筒＋新品センサ

携帯型CO2計測機
FUSO 77535

計測

センサ入れ替え

強制通風筒＋新品センサ

計測

強制通風筒（センサそのまま）

経営主の評価• 携帯型（FUSO 77535）と同程度の値• 定時に計測
携帯型だとまちまちな時間／作業後の人間の影響も２４時間監視体制に安心感• 湿度管理や換気の工夫など，生産管理法として新しい可能性

費用
種別

機材

型番等

単価

マイコン

Wio Node

1,200

44,8004,800

１年

IoTプロトタイピング

co2センサMH-Z16

12,000448,000

48,000１年・キット

温湿度センサ

DHT22

2,000

48,000

8,000

１年

1,000

44,000800

５年

電源ケーブル類
通風装置
インターネット回線
制御用マイコン

個数

総額

年間費用

想定する
耐用年数

ファン

12mm径

1,000

44,000

800

５年

塩ビ管

10mm径

100

4400

80

５年

WiFi ルータFuji soft

10,000110,000

2,0005年SIM

soracom

6,000

16,0006,000－

10,000110,000

2,000

５年

合計

72,480－

raspberry Pi

費用• 庫内３カ所＋外気の４台として７万３千円

年間程度＊野中ら（2019)では，ハウス内２カ所の温度で1万9千円
FUSO 77535＝65,580円@MonotaRO
経営主のコメント：安くは無い．実用は一台で良いかも（2万６千円程度）＊CO2センサはカタログによると耐用５年だが，過酷な環境から１年で交換として計算

イチゴハウスでの試験

三重県伊賀市・T経営にて2021年4月18日から30分毎に計測（図示は５／５まで）

イチゴハウスでの試験• 経営主：CO2管理として新しい可能性
定時にCO2発生装置を作動→値を見ながら管理費用は「かなり安い」（市販製品の試用経験あり）“LINEへ報告”がありがたい• １ヶ月程度で校正が必要な状態→キクラゲハウスでも同様の事態（１機故障）→夜間にハウス外一カ所に並べて校正

実用試験の結果
プログラムの修正は２カ所（応用は容易）
経営主の評価は“実用性あり“
過酷な環境では実用性耐久性に問題
イチゴハウスでは，精度，耐久性とも問題なし→データを蓄積して，新しい分析（機械学習等）をめざす

手軽に試せます．やってみませんか？

ご静聴ありがとうございました