1. 2011.12.16
情報システム利用技術シンポジウム
オープンソースハードウェアを用いた
ローコストワイヤレスセンサネットワーク
の開発と実装
東京理科大学 理工学部 建築学科 遠田 敦
@entasan

2. コスト 高価格（志向） 低価格（志向）
プロプライエタリ
システム オープン
クローズド
コンテンツ リッチ・複合的 シンプル
提供者 メーカー 利用者自身
スマートにな
住宅・都市 人間
るのは誰か？ 2

3. 研究テーマ
① OSHWに基づいたセンサノードの実装
② センシングの多様化
③ センサノードの小型化
④ 無線センサネットワークの実装
⑤ センシングデータの可視化
⑥ CADや外部サービスとの連携システムの実装
⑦ 居住空間内での行動分析
3

4. 出典：http://www.arduino.cc/ 4

5. Arduino（アルドゥイーノ／アードゥイーノ）
・Processing言語による
プログラミング
・フリーでマルチプラッ
トフォームの開発環境
・回路図が公開され、多
数のクローンが存在
3,200円
・拡張性が高い
・単純な処理に特化
8bitマイコン／10bitADコンバータ
Analog I/O 6ポート／Digital I/O 14ポート
5

6. Arduino（アルドゥイーノ／アードゥイーノ）
出展：http://www.arduino.cc/ 6

7. 出典：http://www.arduino.cc/ 7

8. ① OSHWに基づいたセンサノードの実装
・回路の情報はインターネット上で入手できる
・簡単なものから複雑なものまで多様
8

9. ① OSHWに基づいたセンサノードの実装
・照度センサにおいては、累積誤差は15％程度
9

10. ② センシングの多様化
温度 National Semiconductor LM61-BIZ 51円
湿度（温湿度） Sensirion SHT7x 3,150円
照度 浜松ホトニクス 9648-100 105円
加速度 秋月電子通商 KXM52-1050 1,050円
シャープ GP2Y0A02YK
距離 420円～
シャープ GP2Y0A21YK
電力（電流） U_RD ctl-10-cls 1,575円
風向風速 Sparkfun Weathermeter 7,350円
気圧 BOSCH BMP085 999円
秋葉原（秋月電子・千石電商など）の店頭やネット通販サイトで購入が可能 10

11. 11

12. 12

13. ③ 無線センサネットワークの実装
センサノードとハブノード 13

14. ③ 無線センサネットワークの実装
実験に使用した無線センサネットワークのセンサノード 14

15. ③ 無線センサネットワークの実装
・センサノードを追加することで、マルチホップを
活かしたネットワーク環境が実現できる。
15

16. 16

17. ④ センサノードの小型化
Arduino 試作基板 プリント基板
68 × 56 [mm] 70 × 47 [mm] 38 × 38 [mm]
Pin数など少 Arduinoと同等性能
－
XBeeは要変換基板 XBeeも実装可能
650 円
3,200 円 1,300 円
（基板自体は100円）
17

18. 18

19. 19

20. ⑤ センシングデータの可視化
・Pachubeの利用
・基本的には無料
※API制限が緩和され、
利用しやすくなった。
※UIはややわかりづらく
なった。
20

21. ⑤ センシングデータの可視化
21

22. 22

23. ⑥ CADや外部サービスとの連携システムの実装
センシングのための 観測データの データを利用した
ハードウェア開発 蓄積・可視化システム アプリケーション
Arduino Google Chart Google Sketchup
小型化・無線化
無料で利用可能 無料で利用可能
低価格化
23

24. ⑦ 居住空間内での行動分析
窓の開閉行動を目的変数とし、居住者の行動状態と環境状態とを説明変数とする 24

25. 窓の開閉行動を目的変数とし、居住者の行動状態と環境状態とを説明変数とする 25

26. 最後に
・ハード＋ソフトウェア開発から機器の実装と可
視化、応用サービスまでの一連の流れ
・今回は特に、小型化とアプリケーションについ
て報告を行った
・この研究は研究開発という側面だけではなく、
｢運動」という側面も併せ持つと考えている
26

27. 27

28. 28

29. 29

30. 30

31. 31