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20170914 wildlife

野生動物による獣害対策のための罠にIoTデバイスをつなげる試み。まずはLPWAモジュールを使って通信実験。

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20170914 wildlife

  1. 1. IoTで罠 〜IoTでつくる屋外設置ノード #2〜 たたかえ!オープンフォース #108-2 2017.09.14 IoTLT Vol.31 秘密結社オープンフォース 河野悦昌
  2. 2. 世界の諸問題 ● 成長の限界 ● テロ ● 非理性的な市民参加政治 ● 貧困
  3. 3. ピザ窯
  4. 4. ピザパーティー ● Makers Bazaar 大阪 2017
  5. 5. 自己紹介 ● 秘密結社やってます ● オープンハード カンファレンス
  6. 6. 秘密結社オープンフォース ● オープンフォースは戦っている ● 何と? ● 見えない敵 ● Androidを使って放射線計測 ● (日本aNDROIDの会原子力部)
  7. 7. 日本Androidの会原子力部の 今まで● 2011/6 発足 ● ガイガーカウンター勉強会 ● 10回開催 ● ガイガーカウンター自作 ● 校正メソッド ● CLOUDCANDE ● クラウドでデータを突き合わせ ● DASR ● 避難情報表示システム
  8. 8. DASR ● 全国の高専と連携して開発中 ● 激甚災害時に ● 電源・通信途絶状態で ● 避難情報を提供する
  9. 9. 定 ● Apacheインストール ● センサー値を取得するプログラム ● シェルスクリプト ● python ● C ● CRONで実行 ● カウント値をCSVでファイルに追記保存 ● ブラウザで取得 ● データ可視化はまだ カメラをつける ● 応用例 ● 360° 魚眼レンズ ● 可動部分が ないので クラウドとの連携 ● インターネット上のクラウドと ● プライベートクラウド ● インターネット上のクラウドは データ収集サーバ ● プライベートクラウドはメッシュネットワーク構築 ● これから設定 データ収集サーバ ● モニタリングポスト→インターネットクラウド ● VPNサーバとして動作 ● PPTPで各ノードからアクセス ● 各ノードはスタティックのIPアドレス ● サーバにアップロード 通信経路の制御 ● Wi-FI ● モバイル回線 ● VPN ● 災害時には接続状態がダイナミックに変化する ● 自動で更新するように設定しなければならない モバイル回線 ● b-mobile 4G USB ● 指すだけで使えた・・・? ● アクティベートさえすれば指すだけで使える ● デカイ ● アダプター作成 通信経路の制御 ● それぞれの接続時に、デフォルトルートが切り替わる ● モバイル回線は電波が到達し、セッションが貼られるとデフォルトルートを変更してくれる ● vpnは1分ごとにcronで再接続 ● モバイル回線に切り替え時にバッドノウハウが必要 2015年 ● 小型化モデルの開発
  10. 10. 定 ● Apacheインストール ● センサー値を取得するプログラム ● シェルスクリプト ● python ● C ● CRONで実行 ● カウント値をCSVでファイルに追記保存 ● ブラウザで取得 ● データ可視化はまだ カメラをつける ● 応用例 ● 360° 魚眼レンズ ● 可動部分が ないので クラウドとの連携 ● インターネット上のクラウドと ● プライベートクラウド ● インターネット上のクラウドは データ収集サーバ ● プライベートクラウドはメッシュネットワーク構築 ● これから設定 データ収集サーバ ● モニタリングポスト→インターネットクラウド ● VPNサーバとして動作 ● PPTPで各ノードからアクセス ● 各ノードはスタティックのIPアドレス ● サーバにアップロード 通信経路の制御 ● Wi-FI ● モバイル回線 ● VPN ● 災害時には接続状態がダイナミックに変化する ● 自動で更新するように設定しなければならない モバイル回線 ● b-mobile 4G USB ● 指すだけで使えた・・・? ● アクティベートさえすれば指すだけで使える ● デカイ ● アダプター作成 通信経路の制御 ● それぞれの接続時に、デフォルトルートが切り替わる ● モバイル回線は電波が到達し、セッションが貼られるとデフォルトルートを変更してくれる ● vpnは1分ごとにcronで再接続 ● モバイル回線に切り替え時にバッドノウハウが必要 2015年 ● 小型化モデルの開発
  11. 11. 開発の経緯 ● 2013-2016地域サーバを開発 ● 50W太陽電池版 ● 12W太陽電池版 ● Raspberry Piの安定性向上 ● 日光不足時の動作
  12. 12. 50W級 太陽電池
  13. 13. 構成 ● 50W級太陽電池 ● 軽自動車用バッテリ ● 太陽電池-鉛バッテリコントローラ ● 12V→Raspberry Pi ● ガイガーカウンター
  14. 14. 小型化へ ● バッテリを小さく ● リチウムイオン電 ● 電池12時間へ ● 太陽電池を小さく ● 50Wクラス(67cmx58cm) ↓ ● 12Wクラス(44cmx25cm)
  15. 15. 去年の作品 ● コンパクトと性能を両立 ● 53Lコンテナに収納 ● 太陽電池2枚構成
  16. 16. 定 ● Apacheインストール ● センサー値を取得するプログラム ● シェルスクリプト ● python ● C ● CRONで実行 ● カウント値をCSVでファイルに追記保存 ● ブラウザで取得 ● データ可視化はまだ カメラをつける ● 応用例 ● 360° 魚眼レンズ ● 可動部分が ないので クラウドとの連携 ● インターネット上のクラウドと ● プライベートクラウド ● インターネット上のクラウドは データ収集サーバ ● プライベートクラウドはメッシュネットワーク構築 ● これから設定 データ収集サーバ ● モニタリングポスト→インターネットクラウド ● VPNサーバとして動作 ● PPTPで各ノードからアクセス ● 各ノードはスタティックのIPアドレス ● サーバにアップロード 通信経路の制御 ● Wi-FI ● モバイル回線 ● VPN ● 災害時には接続状態がダイナミックに変化する ● 自動で更新するように設定しなければならない モバイル回線 ● b-mobile 4G USB ● 指すだけで使えた・・・? ● アクティベートさえすれば指すだけで使える ● デカイ ● アダプター作成 通信経路の制御 ● それぞれの接続時に、デフォルトルートが切り替わる ● モバイル回線は電波が到達し、セッションが貼られるとデフォルトルートを変更してくれる ● vpnは1分ごとにcronで再接続 ● モバイル回線に切り替え時にバッドノウハウが必要 2015年 ● 小型化モデルの開発
  17. 17. 末端ノード ● 持ち運んで使える ● 放射線測定 ● 避難経路収集
  18. 18. ライセンス ● Public DOMAIN ● 誰がコピーしてもいい ● 勝手に売ってもいい
  19. 19. 使ってもらうには? ● 平時から使う ● 同じ構成のものを普及 ● 応用作品を展開
  20. 20. 今回の応用 ● 罠猟 ● 罠にかかると通知
  21. 21. 獣害 ● イノシシ ● サル ● シカ ● アライグマ ● ハクビシン ● ・・・
  22. 22. 地方地域消滅 ● 獣害 ● 稲作 ● 畑作 ● 継続不可能
  23. 23. 罠 ● 罠猟 ● 自治体 ● 捕獲すると補助金
  24. 24. 罠 ● 箱罠 ● くくり罠
  25. 25. 罠 ● 免許が必要 ● 見回り ● 高齢者が見回り
  26. 26. 罠 ● iOt化 磁石 罠へ 吊り下げ 防水BOX
  27. 27. 撮影範囲 たるませる
  28. 28. 吊り下げ 磁石 罠へ 防水BOX キャッチャー 鉄板 STM32F103 MPU 18650 LiFePo4 動作確認 スイッチ 動作確認 LED 広角カメラ 無線モジュール interplan IM920 リードスイッチ USB
  29. 29. 要件 ● 電池で動作 ● 1ヶ月 ● 火災を起こさない ● 安い ● カメラ ● 防水
  30. 30. Raspberry PI ● 5W程度使用する ● 高い
  31. 31. カメラを繋げるには? ● 専用インタフェース ● CSI ● SCCB ● ・・・ ● シリアルカメラ ● USBカメラ
  32. 32. ● シリアルカメラ
  33. 33. マイコン ● 省電力で ● 安いもの ● ¥100〜¥200程度 ● 容量必要 ● 写真撮影のため
  34. 34. ● 候補 ATMEGA系 ● ● ATMEGA8A ● ● 8KBytes Flash ● 512Bytes EEPROM ● 1KByte SRAM ● LGT8F88A ● ● 8KBytes Flash ● 504Bytes EEPROM ● 2KByte SRAM ●
  35. 35. ● 候補 ARM系 ● ● STM32F030K6 ● ● 32KBytes Flash ● 4KByte SRAM ● STM32F103C8 ● ● 64KBytes Flash ● 20KByte SRAM ● LPC812M101 ● ● 16KBytes Flash ● 4KByte SRAM
  36. 36. Blue Pill ● STM32F103   ¥250ぐらい ● Arduino開発環境が使える
  37. 37. Blue Pill パチモン パチモン オリジナル ディスコン BlackPill パチモン 黒いBluePill BluePill
  38. 38. 通信 ● LPWAモジュール ● IM920 ● 高速モード ● 50kbps ● 長距離モード ● 1.25kbps ● 見通し7km
  39. 39. 電池 ● LiFePo ● 容量少な目 ● LiPOやLiIonと違って ● 火災を起こさない
  40. 40. ノード基板 ● 電池 ● STM32マイコン ● IM920通信
  41. 41. 受信側 ● 据え置き ● 外部電源 ● LINUXボード ● IM920通信
  42. 42. NanoPi ● データ受信して ● あとはプログラム次第 ● クラウド ● 音声 ● メール ● 秋月で¥1680
  43. 43. 実験環境の作成
  44. 44. 防水ケース
  45. 45. プラグ部分 ● 磁石でケースの外からON/OFF
  46. 46. 通信実験 ● 東かがわで ● 先週
  47. 47. 実験1
  48. 48. 実験1
  49. 49. 実験2
  50. 50. 実験2
  51. 51. 結果 ● 条件良ければ1km弱 ● 罠猟で使うには? ● 自宅の近くの田畑の監視には・・ ● 山の中 ● 起伏 ● 見通しがない ● 広く使うには
  52. 52. IoTの罠 ● 電源 ● 通信
  53. 53. 通信の罠 ● スループット ● 通信距離 ● カタログスペックの罠 ● 1/10がいいとこ
  54. 54. 罠を乗り越えて
  55. 55. 3G/LTE回線版 ● 格安SIM ● 回線を開くのにどうせ電気を食う ● Linuxベースを搭載 ● カメラもUSB接続に
  56. 56. 電源回路検討中
  57. 57. 仕様と予備実験 ● 罠が作動すると通知 ● その後3時間毎に写真を送る ● 1日に2分だけNanoPiを起動 して写真を送る ● 理論値90分動作 ● 30日のめどが立ちました
  58. 58. Battery LiFePo 1500mAh Action Controller STM32F103 ON/OFF 3V→5V DC-DC NanoPi Camera TRIGGER 24時間毎に 起動 起動すると 2分で送信して 電源を切る
  59. 59. 改設計 ● 基板は明日届きます
  60. 60. ケースの改善
  61. 61. 電池を交換しやすく
  62. 62. 実験結果 ● 10月の OpenRobotArm.orgで 発表予定
  63. 63. キット ● IM920版 ● 数百メートル範囲で使うもの ● 9/24に販売
  64. 64. 告知
  65. 65. オープンハードカンファレンス ● 9/24(日) ● 秋葉原UDX ● 「秋コレ」内コーナー
  66. 66. ¥5000 ● 出展して ● 販売して ● 大儲けしよう!
  67. 67. ピザ窯 ● IoTLTでピザパーティ!
  68. 68. 俺達の戦いはこれからだ! ● 次回作にご期待下さい!

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