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SORACOMで農業してみませんか? 〜農業活用コミュニティの紹介〜 | SORACOM UG Explorer 2019

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SORACOM UG Explorer 2019
UG枠セッション「SORACOMで農業してみませんか? 〜農業活用コミュニティの紹介〜」の資料です。

2019.11.23(Sat)@TECH PLAY SHIBUYA(東京都渋谷区)
https://explorer2019.soracom-ug.jp/

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SORACOMで農業してみませんか? 〜農業活用コミュニティの紹介〜 | SORACOM UG Explorer 2019

  1. 1. SORACOMで農業してみませんか? 〜農業活用コミュニティの紹介〜 2019.11.23(Sat) SORACOM UG Explorer 2019 @TECH PLAY SHIBUYA SORACOM User Group 農業活用コミュニティ
  2. 2. みなさんこんにちは SORACOM UG 農業活用コミュニティです
  3. 3. 本日はコミュニティの概要と 活動事例をいくつか紹介いたします
  4. 4. アジェンダ  SORACOM UG 農業活用コミュニティについて  支部設立までの経緯  事例紹介  質疑応答
  5. 5. 自己紹介 沖 幸一郎 / Oki Koichiro / こにゃ  生まれも育ちも信州 長野県安曇野市の住人  お仕事:ソフトウェア開発者(カースト最底辺!)  複合機ファームウェア / オンプレIoT / Windowsアプリ / 他あれやこれや  コミュニティ運営あれこれ  SORACOM UG 農業活用コミュニティ コアメンバー  SORACOM UG 信州 コアメンバー  他(TwilioJP-UG 信州 / Agri JAWS(準備中))
  6. 6. SORACOM UG 農業活用コミュニティについて
  7. 7. SORACOM UG 農業活用コミュニティ SORACOM と 農業活用をテーマとしたユーザーグループ  SORACOM UG初?の専門支部(e-SIMとどちらが先でしたっけ?)  2018年6月9日設立(第0回発起会開催)
  8. 8. SORACOM UG 農業活用コミュニティ  Facebookグループメンバーは現在76名
  9. 9. コアメンバーご紹介 磯道さん JAISA甲信越支部長 浦野さん 元デバイス屋な 雅秋園の主 (浜松の)沖さん あぐりログの中の人 知野さん 信州のクラウド& Python使い (信州の)沖 黒幕のような何か
  10. 10. 【告知】2019年 長野エリア報告会  2020年2月の土曜日どこかで  長野県中信エリア近辺  SORACOM UG 信州と共催  支部を越境しよう!  おしながき(仮)  にんにく乾燥システムの紹介  LPWAでの温度監視プロジェクトの紹介  ワークショップ? (農家さんとIT屋さんで企画を考えたりなんなり)
  11. 11. 支部設立までの経緯
  12. 12. きっかけ  UG 信州のハンズオンイベントに、現役農家の方が参戦!
  13. 13. きっかけ  UG 信州 #3 の懇親会でワインを飲みながら https://www.ohtaki-gp.jp/brand/brand11/
  14. 14. きっかけ  UG 信州×信州ぷ組さんコラボ企画として始動(2018年3月)
  15. 15. きっかけ
  16. 16. きっかけ 浦野さんお手製 圃場モニタリングデバイス
  17. 17. きっかけ Raspberry PiのPythonコードを 知野さんが現場デバッグ
  18. 18. きっかけ  アドバイザーとして、あぐりログの中の人ことIT工房Zの沖さんを召喚
  19. 19. あぐりログ  施設園芸向け圃場モニタリングサービス https://itkobo-z.jp/agrilog
  20. 20. あぐりログ  IoT SELECTION connected with SORACOM でも提供されていますよ https://iotselection.tcplats.com/
  21. 21. ちょうどその頃
  22. 22. UG信州の支部運営をしていて思ったこと  ハンズオンからのステップアップどうしよう  ハンズオンコンテンツあるけども、ステップアップできるネタがほしいなぁ  より実践的なテーマがあるとやる気・モチベーションがあがるんだけどなぁ  ひとりでできることに限界がある  フルスケールなエンジニアばかりではない  異なる得意分野を持つ人が手を組んで、ひとりではできないものをつくる  チームを組んで何かすごいものをつくりたい
  23. 23. UG信州の支部運営をしていて思ったこと  ハンズオンからのステップアップどうしよう  ハンズオンコンテンツあるけども、ステップアップできるネタがほしいなぁ  より実践的なテーマがあるとやる気・モチベーションがあがるんだけどなぁ ⇒ハンズオン経験者が次に取り組むことを提供してマンネリ化を防ぐ ⇒コミュニティの継続化、レベルアップへ  ひとりでできることに限界がある  フルスケールなエンジニアばかりではない  異なる得意分野を持つ人が手を組んで、ひとりではできないものをつくる  チームを組んで何かすごいものをつくりたい ⇒すごいものができる!たのしい!おもしろい! ⇒つくったものを対外的にPRして自分たちのステップアップに使える
  24. 24. この企画を企画だけで終わらせるのは なんかもったいないし 面白いことはみんなでやりたい
  25. 25. https://publicdomainq.net/kyoto-sunset-0008766/ そ う だ 専 門 支 部 設 立 し よ う 。
  26. 26. Q. 突然ですが問題です  支部を設立したいときはどうすればいいの?
  27. 27. A1.  ソラコムさんのコミュニティ支援チームへ連絡する https://pages.soracom.jp/usergroup.html
  28. 28. A2.  イベントでMaxを捕まえて相談する
  29. 29. A3.  コミュニティマネージャーのNaoへ相談する
  30. 30. きっかけ  UG設立しようぜ!となって、農業と ICT に取り組んでいる 磯道さん を召喚
  31. 31. JAISA  日本農業情報システム協会 https://jaisa.org/
  32. 32. JAISA https://jaisa.org/about/team/
  33. 33. 2018.06.09 設立
  34. 34. その後  IoT ボックス設置ハウス視察(8月)
  35. 35. その後  アスキーさん取材応対(9月) 農業IoTに手を出しづらい理由とは?就農者とIT技術者をつなぐ農業活用コミュニティ http://ascii.jp/elem/000/001/761/1761617/
  36. 36. その後  第1回イベント(12月)
  37. 37. 事例紹介
  38. 38. 事例紹介  浦野さん、知野さんへバトンタッチ
  39. 39. 事例紹介  ガチな現場かどうかは、ぜひ事例紹介を聴いて皆様ご判断ください https://twitter.com/beajourneyman/status/1144565169055395841
  40. 40. 事例紹介 〜IoTボックス編〜
  41. 41. 自己紹介 ● 浦野崇 ● 雅秋園園主 ○ 開園から約60年のぶどう狩り観光農園 ○ 6年前に脱サラ就農 ○ 営業期間 9月上旬~10月上旬 ○ 地元のお客様中心に楽しんでいただいてます ● 元ハードエンジニア ○ 医療機器の設計開発 ○ PLCを使用した試作や試験装置の開発経験 ● ただいま農業への自動化機器の導入を模索中 ○ 自動潅水装置 ○ IoTボックス
  42. 42. IoTボックス ハウス内の環境データの自動収集⇒ネット送信
  43. 43. このおはなしについて ● IoTボックス作成開始までの経緯 ● IoTボックスのハード側 ○ どんなセンサを使用しているかなどを中心とコストも ○ ただし、すべて話せないので、重要な部分のみ! ○ スライドは公開します!
  44. 44. 経緯 自動潅水装置の自作
  45. 45. 経緯 新規就農者による新規就農者支援グループ
  46. 46. 経緯 ぷ組仲間からの依頼も 自動潅水装置(シーケンス制御)
  47. 47. 経緯 ぷ組の農業技術の柱、石綿さんからも依頼が
  48. 48. 開発方針 ● 部品代はユーザー負担、組立・開発・装置などその他費 用はいただかない ● ユーザーには実験台であることを理解していただく (信頼性・アフター・取説・外観・・・) ● 積極的に未経験の技術を採用、経験値を上げる ● 将来的に事業化できるかも頭の片隅に
  49. 49. トマトハウス ● 要求:トマトハウス内の環境データを収集したい! (出来ればスマホで遠隔監視もしたい) 夏秋どり無加温ビニルハウス 気温、湿度、 地温、葉温 日射量 奥行き 50m 土壌水分、気温 幅 5m
  50. 50. 設計方針 ● 遠隔監視機能をつける ● 自動制御も考慮し拡張性確保 ● できるだけ安く、速く ● 未経験の技術の採用 ⇒ ラズベリーパイ(安価で情報豊富) + ソラコム!
  51. 51. 装置設計 ● ソラコム ○ ネットで通信サービスを検索している中で初めて知る ○ 1個からでも安価にデータ収集に対応できそう 情報を探している中、たまたまUGのイベントがあるの を知り、急遽参加! 沖さん、知野さんと出会う。
  52. 52. センサ選定(温度関係) 本体からの距離 測定対象 気温1 0m 気体 気温2 50m 気体 地温 2m 固/液/気 混合物 葉温 0m 固体表面
  53. 53. センサ選定(温度関係) 日射の影響を避ける 本体からの熱影響を避ける その他熱源からの影響を避ける 熱がよどまない 気温測定上の注意 本体外の筒内に設置 ファンで強制送気
  54. 54. 制御機器 気体内温度測定結果
  55. 55. センサ選定(温度関係) ● 動作電圧: 3.0V ● 測定範囲: -70〜+380℃ ● 精度: 温度±0.5℃ ● 通信: I2C ● 価格: 2,400円くらい 葉温(非接触で測定)⇒赤外放射温度計 MLX90614
  56. 56. センサ選定(温度関係) 通常測定する項目ではない 今回は、研究目的 葉が正常に機能(光合成)をしているとき、葉の 気孔から水分を蒸散するため、葉の温度は下がる。 葉温で植物の状態を何かしらセンシングできるの ではないか 葉温測定の目的
  57. 57. センサ選定(日射量)
  58. 58. センサ選定(土壌水分量) ● 素焼管(ポーラスカップ)を通じて土壌が水分が吸着する 力によって生じる負圧を測定する ● 乾燥するほど負圧が強くなり、水分飽和でほぼ大気圧 ● 圧力の対数をとったpF計が使用されることが多い ● 構造がシンプル ● 価格:約10,000円 pF計 DM-8
  59. 59. センサ選定(土壌水分量) ● 植物体内の水の移動は水ポテンシャルの高低に よって決まる(SPACモデル) ● 土の水ポテンシャルを土が水分を吸着する力で ほぼ決まる ● 農業分野では含水率などでなく、植物の生理に 基づいた水分吸着力で水分量を表すことが多い ● 吸着力は土壌の種類によって異なる 引用:北海道大学講義資料
  60. 60. 制御機器 DC24V電源 DC5V電源 端子台端子台 送気兼冷却ファン 主電源 表示パネル 送信端末 ラズパイ
  61. 61. コスト 機能 部品代 制御・電源 8,444円 通信 6,393円 センサ(温湿度) 2,749円 センサ(温度) 1,280円 センサ(日射量) 710円 センサ(地温) 2,030円 センサ(葉温) 2,462円 センサ(土壌水分) 12,700円 配線 11,641円 部品代計:約53,000円
  62. 62. 制御プログラム ● センサーデータを取得し、SORACOM Harvestで正確に測定が出来ていることを確認するまでを私が何 とか ● 装置としての成り立つためのプログラム(エラーやリブート処理・・)、クラウド・Web側に関して は知野さんに依頼
  63. 63. 課題 ● 設置から1年以上経過 ● 今年に入って雷サージの影響でラズパイが3回故障 ● ハウス内を引き回した配線が影響?
  64. 64. 次はクラウド、Web
  65. 65. 自己紹介 ● 知野雄二 ● (株)日本システム技研( https://jsl.co.jp/ ) ○ 長野市にあるIT企業(40年以上続いている会社です) ○ 普段はPythonを使ったWeb開発が主力 ● GEEKLAB.NAGANO(管理人)( http://geeklab-nagano.com/ ) ○ 当社が運営するコミュニティスペース ○ 平日9:00〜18:00ころまで無料開放しています ○ 作業などで自由に利用できます ○ ※休日、祝日はお休みですが、イベントなどでは利用可(要相談) ○ 長野市にきた際は、ぜひお気軽にお越しください!
  66. 66. このおはなしについて ● IoTボックスのクラウド、Web側 ○ 開発方針 ○ 構成 ○ 機能 ○ コスト ● 成果
  67. 67. 開発方針 ● なるべく「つくらない」を意識 ○ 便利なツール、ライブラリ等を使用 ■ SORACOMはもちろん、serverless framework、Heroku等を使用 ○ デバイス・クラウド・WebのほぼすべてをPythonで実装 ● こだわりよりは、リリースしてなる早で使ってもらうことを意識 ● 運用コストは抑えめに ○ 小規模農家でも運用していけるレベル (運用費はそれほど捻出できない) ○ 自分のできる範囲で開発 ○ 本業もあるので。。。
  68. 68. クラウド ● 構成 Funnel AWS IoT DynamoDB CloudWatch Lambda S3 Public Gate ハウス 環境データ アップ 毎朝9時にLambdaを実 行してDynamoDBの データをS3にバックアッ プ (前日1日分) 自宅からハウスのラズパイへ SSH接続 してメンテナンス ちの家
  69. 69. クラウド+Web AWS IoT DynamoDB API Gateway ● API Gateway経由で環境データを取得 ● WebフレームワークはDjangoを使用 ● サーバはheroku Lambda
  70. 70. 機能 ● グラフ、表でセンシングデータを可視化 ● CSVダウンロード
  71. 71. Web機能 ● グラフ、表でセンシングデータを可視化
  72. 72. Web機能 ● CSVダウンロード
  73. 73. コスト ● SORACOM ● AWS ● Heroku
  74. 74. コスト ● 使用頻度 用途 日毎 月毎 備考 センシングデータ 送信 6回/時 ✕ 24 ✕ 1台=144回 (10分毎送信) 144回/日 ✕ 30日 デバイス⇒AWS IoT Core⇒ 各サービス データバックアップ 1回 30回 DynamoDBの1日分のデータ をS3にバックアップ Webページ参照 約20回 20回/日 ✕ 30回
  75. 75. コスト ● SORACOM サービス 料金 今回 月額(税抜き) Air SIM(基本料金) 1枚:10円/日 SIM:2枚 10円/日 × 30日 × 2枚 = 600円 Air SIM(データ通信料) 0.22 円/MB 350KB/日 350KB/日 × 30日 = 10,500KB = 2円くらい Funnel(基本料金) 無料 0円 Funnel(リクエスト料) 従量課金 4,320リクエスト 0円(無料枠内) 計: 約602円/月 ※Air SIM:特定地域向けIoT、plan-D、s1.slow
  76. 76. コスト ● AWS(2019年7月 実績) ※東京リージョン、料金体系は省略しているところもあります サービス 使用 料 使用量 料金体系 備考 AWS IoT Core $0.02 10,580 Messages メッセージ 10億件まで:1.20USD ※(他の料金は0円のため割愛) DynamoDB $0 5.208 Read,Write 0.049 GB-Mo capacity unit:3なので無料枠内 25GB以内なので無料枠内 ※ Lambda $0 1,439.7 seconds 7,556 Requests 両方とも無料枠内 ※ Amazon API Gateway $0 660 Request 【APIコール】 最初の3億3,300万まで 100万あたり4.25USD ※ Amazon Simple Storage Service $0 355 Requests 245 Requests 0.144 GB-Mo 1,000 PUT他まで:$0.0047 1.000 GET他まで:$0.0037 最初の50TB/月まで:$0.025/GB ※ 計: $0.02
  77. 77. コスト ● Heroku(dyno) プラン 料金 備考 Free(★) 無料 一部、機能制限 Hobby 最大 $7/月/dyno 秒単位の課金 Standard 最大 $25 - $500/月/dyno 秒単位の課金 Performance Freeなので0円 利用者は数10人でそれほどアクセスはないためFreeで十分
  78. 78. コスト ● Heroku(Heroku Postgres) プラン 料金 備考 Hobby - Free(★) 無料 10,000行まで Hobby - Basic 最大 $9/月 1,000万行まで 秒単位の課金 Standard 最大 $50 - $4,500/月 秒単位の課金 Performance 最大 $200 - $85,500/月 秒単位の課金 Hobby - Freeなので0円 センシングデータはAWSにあるので、Hobby - Freeで十分
  79. 79. コスト ● 現状のランニングコストは、ほぼSIM料くらい! SORACOMさんの民主化のおかげ🙇
  80. 80. 成果 ● 自宅、外出先からハウスの状況を監視できるようになった ○ 寒くなりそうな日でも家で監視できる ○ 研修などで外出しても監視できる ● どんなことをしたか見える化できた ○ pF計:グラフをみると、このタイミングで水やりしたんだとわかる! ● 植物の状態も見える化できた
  81. 81. 蒸散していることがわかる ● 左が8/5のグラフ(松本市の最高気温36.5度) 赤: 気温(入り口) オレンジ:気温(真ん中) 緑: 葉温
  82. 82. 見える化するだけですごく喜ばれます 🎉🎉🎉
  83. 83. 乞うご期待 ご清聴ありがとうございました🙏
  84. 84. Appendix
  85. 85. センサ選定(温度関係) ● 動作電圧: 2.4V〜5.5V ● 測定範囲: -40〜+125℃、0〜100%RH ● 精度: 温度±0.3℃、湿度±2%RH ● 通信: デジタル(I2C) ● 価格: 1,800円くらい ※ラズパイではプルアップ抵抗が実装されていると 動かないので注意が必要でした 温度1(装置本体周辺温度を測定)、湿度 SHT31
  86. 86. センサ選定(温度関係) 葉が蒸散しやすい温度(飽差)がある。 病害注意発生に関連 湿度測定の目的
  87. 87. センサ選定(温度関係) ● 動作電圧: 3.0V〜5.5V ● 測定範囲: ー55〜+125℃ ● 精度: 温度±0.5℃ ● 通信: デジタル1-Wire(100m以上) ※I2C 約30cm ● 価格: 1,100円くらい 地温も同じセンサ(ステンレス管封入)を採用 温度2(装置から50m先の気温を測定 DS18B20
  88. 88. センサ選定(日射量) ● 感度波長: 320〜730nm ● 最大感度波長: 560nm ● 通信: アナログ電流 ● 価格: 350円くらい ※S1787は照度センサであり、日射量線ではないが、 同一の高原に対しては比例関係が成り立つ。 日射を測定するには感度が高すぎるため、工夫が必要。 S1787-04
  89. 89. センサ選定(土壌水分量) 引用:九州大学講義資料 作物はこの範囲(=毛管水)を利用
  90. 90. センサ選定(土壌水分量) ● アナログ出力付きの圧力計を設置 ● 価格:約3,000円

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