島根県産業技術センター研究報告資第57号 （2021）

料

IoT技術による県内企業製品の高付加価値化の検討
篠村

1．目

祐司*・板倉亮馬*

ボックスの容量が一杯になってしまうケースや，袋が重す的ぎて回収作業に負担がかかるケースが発生していた．

近年，モノからインターネットを通じてデータを収集しそのため，「回収ボックスを開けずに中の重量を適宜確活用する IoT（Internet of Things）技術を組み込んだ製認できる方法はないか」，という同社の相談に対し，回収品やサービスが様々な市場で増加しており，県内企業におボックス内の状態を回収担当者が外部から確認できる IoT

いても自社製品の IoT 化による高付加価値化が期待されシステムを提案した．

る．

2.2 IoT システムの構成

この IoT 技術に取り組むためには，センサ等の電子制

図 2 に本システムの構成と処理の流れを示す．本シス

御技術，ネットワーク通信，セキュリティ，データベー

テムは，①重量計測，②データ蓄積，③ Web システム構

ス，データ分析，アプリケーション開発といった広範囲の築，④データ表示の 4 部門から構成される．まず，①で測専門知識を持った人材が必要となる．しかし，多くの企業定された重量データは，LTE 回線を経由し②のクラウド

では，社内に専門知識を持った人材がいない場合や，社内上に蓄積される．蓄積された重量データは，③で構築されでの IoT 人材育成が困難である場合が多く，IoT 技術を組た Web システムから，②のクラウドに対して WebSocketみ込んだ製品は多くない．

通信を行うことで取得可能となる．回収担当者はスマート

そこで，IoT 活用を検討している県内企業に対して，産フォンなどの端末から Web システムにアクセスすると④業技術センターが IoT に関する技術支援を行うことで，の重量データが表示され，回収ボックス内の情報を取得で初期検討段階における企業負担（人材不足）を軽減できる

きる．以下，各構成について説明する．と考えられる．また，IoT 技術のノウハウを企業へ技術移2.3 ①重量計測転することで，人材育成の支援になる．

図 3 に重量計測ユニット構成を，表１に主な構成部品仕本研究では，IoT 化による高付加価値化のための技術支様を示す．この重量計測ユニットを回収ボックス内部の袋援を目的として，島根ナカバヤシ株式会社と連携し，同社の下に設置し，袋全体の重量を計測する．重量計測には，製造製品の機密文書回収ボックスの IoT 化検討を行った．

一般的な体重計で用いられるロードセルを 4 個使用した．
重量計測とデータ送信は，以下の手順で行った．

その結果について報告する．

2．方回収ボックスに機密文書が投入されると，重量計測ユ法

ニットへの荷重に応じてロードセル内部の歪みゲージの抵

2.1 IoT 化検討製品抗値が変化する．この抵抗値変化をロードセルアンプモ

図１に島根ナカバヤシ株式会社が製造している機密文書
1）

回収ボックス NRB-90N を示す．機密文書回収ボックス（以ジュールにおいて増幅及びデジタル変換し，Arduino 社製組み込みボード Arduino Uno にて重量値に変換する．そ下，回収ボックス）とは，オフィス等における廃棄予定のの重量値は，Arduino Uno に接続された通信モジュール

機密文書を一時的に保管するための製品である．利用者はから LTE 回線を利用してクラウドに送信される．なお，回収ボックス上部の投入口から機密文書を投入する．投入

島根ナカバヤシ株式会社へのヒアリングから，回収量の上された機密文書は回収ボックス内部の袋に保管され，回収限は 10 ㎏と設定した．

担当者が袋の回収を行う．

2.4 ②データ蓄積

NRB-90N の製品仕様では，回収用の袋容量は 88 L，回構成①で取得したデータを蓄積するために，さくらイ

収時の推奨運搬重量は 15 〜 30 ㎏と表記されている．しかンターネット株式会社の IoT クラウドサービスであるしながら，回収ボックス内部の状況が外から見えない構造

sakura.io を 利 用 し た．sakura.io で は， 構 成 ① の 通 信 モであることや回収のタイミングが原因で，回収前に回収ジュールから送信された「datetime（Arduino Uno から受信した日時）」や「value（計測重量）」といった計測デー* 情報・ヒューマンアメニティ科タを JSON 形式で蓄積する．図 4 に sakura.io でのデータ― 30 ―

篠村・板倉：IoT技術による県内企業製品の高付加価値化の検討
ログを示す．Sakura.io に蓄積したデータは WebSocket 通信により，外部からデータ取得が可能である．
2.5 ③ Web システム構築
Web システムの構築には，IBM 社が提供しているクラウ ド サ ー ビ ス IBM-Cloud を 利 用 し た．IBM-Cloud で は，アプリ開発やデータベース等の様々なサービスが提供されており，その中で簡易な Web システムを構築することができる Node-Red を利用した．図 5 に Nod-Red 構築画面を示す．Node-Red は，Web ブラウザの編集画面上でノードと呼ばれる各処理を繋げることで処理フローを実装できるビジュアルベースのプログラミングツールである．このNode-Red 上に，WebSocket 通信による sakura.io からの

図3

重量計測ユニット構成

図4

sakura.io でのデータログ

データ取得機能，IBM-Cloud 上でのデータ保存機能，重量データのグラフ表示機能，閾値の重量超過時のメール通知機能，html/CSS/JavaScript ベースの Web サイト画面機能等を構築した．
2.6 ④データ表示
各種のデータは , スマートフォン等の端末からインターネット回線を通じて③ Web システム構築にアクセスするこ（上図：ログ一覧
図１

下図：上図の点線部分拡大）

機密文書回収ボックス NRB-90N

図2

図5

システム構成表１

項目

Node-Red 構築画面

主な構成部品仕様
メーカー

型番

Arduino Uno

ArduinoArduino Uno R3

sakura.io モジュール

さくらインターネット株式会社

SCM-LTE-Betasakura.io シールド for Arduino

さくらインターネット株式会社

AX-921-0

ロードセルアンプモジュール

Sparkfun

Load Cell Ampliﬁer - HX711

ロードセルコンビネーション

Sparkfun

Load Sensor Combinator

ロードセル

不明（民生用体重計の部品を使用）

不明― 31 ―島根県産業技術センター研究報告第57号 （2021）とにより端末の画面に表示される．画面には現在の重量と閾えたかを判定し，通知するための IoT 化と考えると，デー値重量の数値表示および重量の変化が一定時間表示される．

タ更新頻度は分単位または１時間単位でも問題はないと考

3． 結

えられる．

果

重量超過のメール通知機能については，設定した閾値重

3.1 試作システム動作結果量である 10 ㎏を超過するとメールがタブレット端末へ自図 6 に今回試作したシステムの動作結果について示す．

動送信され，メール通知されることを確認した．図 7 に重重量計測ユニット上の重量変化について，IBM-Cloud 上量超過が生じた際に送信された通知文を示す．の Web システムを通じて，タブレット端末から確認する

3.2 島根ナカバヤシ株式会社での評価ことができた．このデータの表示において，重量計測ユ

図 8 に回収ボックス内に重量計測ユニットを設置した状

ニットのデータがタブレット端末に表示されるまでに数秒態を示す．この装置と動作結果に対する島根ナカバヤシ株のタイムラグが発生した．これは，Arduino Uno 上での式会社の開発部門と営業部門の意見を以下に記す．

重量計測を数秒間隔で行っているためである．数秒間隔の重量計測の IoT 化に関しては，重量計測手段やタブレッ計測の理由として，sakura.io や IBM Cloud 等クラウド上

ト端末を用いた遠隔での重量の確認方法は，有益で将来性のデータストレージ量には使用上限があり，データの逐次がある．特に重量計測ユニットについては，新規顧客だけで送信を行うと使用上限に達してしまう問題に対応したためなく，既に回収ボックスを導入している顧客企業にオプショである．また，LTE 回線の速度遅延が生じる可能性があり，ン製品として提案・販売できる可能性がある，等があった．

利用場所によっては遅延が拡大する可能性がある．しかしこの様に IoT 化した試作回収ボックスは高評価を受けながら，回収ボックス内の機密文書の重量が閾値重量を超たが、回収ボックスの製品価格 7.5 万円（税別）に対してIoT 機能を構成する組み込み機器が高額（今回の構成で約2 万円）であること，別途必要となるサーバ運用のコストの問題から，製品化へは至らなかった．

図8

図6

重量計測ユニット設置の様子

4． ま

重量測定と Web システム表示とめ

県内企業製品の IoT 化について検討し，試作とその動（グラフ上の青線が計測重量，赤線が通知閾値の重量）作確認及び評価を行った．この試作の過程において，組み込み機器やクラウドサービス等のノウハウが蓄積できた . 今後このノウハウを県内企業支援の場面で活用する．
機器の IoT 化は，その効果に見合うコストで実現できなければ商品化されない．IoT 化を検討する段階で費用対効果を十分に調査する必要性があることが分かった．

文

図7

重量超過メール通知

献1 ）ナカバヤシ株式会社．NRB-90N 機密文書回収ボックス．
https://www.nakabayashi.co.jp/product/detail/72313（2020.10.22 引用）― 32 ―