第9回JAWS-UG佐賀　AWSとRaspberry Pi でIoT入門　- for 農業（施設園芸）編 -

1. 第9回JAWS-‐‑‒UG佐賀
AWSとRaspberry Pi でIoT⼊入⾨門
-‐‑‒ for 農業（施設園芸）編 -‐‑‒
⽚片岡 幸⼈人
kataoka@city-‐‑‒net.jp
ykataoka@soft-‐‑‒village.com

2. いきなりですが
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 2
IoT
（Internet Of Things）
（モノのインターネット）
説明できますか？

3. IoT = Internet Of Things
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 3
Things
もの、こと
活動、事情、事態

4. IoT = Internet Of Things
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 4
wikipedia「モノのインターネット」より抜粋
⼀一意に識識別可能な「もの」がインターネット/クラ
ウドに接続され、情報交換することにより相互に制
御する仕組みである。
「Internet of Everything」
「Smart Everything」
「サービスのモノ化」 ともいう。
曖昧過ぎ

5. IoT = Internet of Everything
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 5
スマートフォンのようにIPアドレスを持つも
のや、IPアドレスを持つセンサーから検知可
能なRFIDタグを付けた商品や、IPアドレスを
持った機器に格納されたコンテンツ。
腑に落落ちる
例例）
・Apple Watch（ウエラブルウォッチ）
・Whistle（愛⽝犬の⾸首輪輪に装着、スマホから健康状態把握）

6. IoT例例をもっと知りたい！
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 6
参考サイト
事例例で⾒見見るIoT|家電も家具も庭までも、インター
ネットと融合する時代（Goodfind Insight）
http://insight.goodfind.jp/degitalshift/329/
Whistle

7. IoT
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 7
どこでも繋がり、
⽬目的に応じて、
管理理・活⽤用できるもの
と農業（施設園芸）
どこでも ＝＞ ビニールハウス
繋がり ＝＞ 携帯LTE回線
⽬目的 ＝＞ 収穫量量増
管理理 ＝＞ 栽培環境
活⽤用 ＝＞ 環境制御

8. 今⽇日の内容
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 8
l 施設園芸でIoTを活⽤用する理理由
l 施設園芸IoTサービスの概要
l 施設園芸IoTサービスの技術（デモ）
IPアドレスを持つ農業⽤用（施設園芸）センサー を、
Raspberry Pi で作り、
LTEの携帯通信でインターネットに接続し、
クラウド（Amazon AWS）にデータを保管して、
状況分析に活⽤用する⽅方法
l サービス中システム「センサクラウド」

9. ⾃自⼰己紹介
⽚片岡 幸⼈人（かたおか ゆきひと）
⾼高知県吾川村（現、仁淀川町）出⾝身
名古屋の会社勤務、27歳でUターン
役場職員、ITコミュニティの経験を経て、
32歳でシティネットに、Soon Reboot なう！
ITと農業、⾼高知と地域に拘り
マイキーワード
IoT、センサ・ロボット、クラウド
地域活性
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 9

10. 農業ICTの挑戦
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 10
l ⾼高知⼯工科⼤大学（IT農業）総務省省ユビキタス実証実験
ADSL、無線LAN、Webカメラ、センサ計測
l 愛媛⼤大学農学部植物⼯工場⼈人材育成センター
A:中級栽培管理理者養成コース 修了了(2回)
B:SPA技術者養成コース 修了了
D:植物⼯工場経営管理理者養成コース 修了了
l JGAP指導員（JGAP協会）
安全で環境にやさしい農業（農業⼯工程管理理）
l 平成26年年度度「こうち農商⼯工連携基⾦金金」助成事業
センサ中継BOXとセンサクラウド

11. 11
農業で
IoTを活⽤用する
理理由
2015/05/30(⼟土) 株式会社シティネット（ほか） ⽚片岡幸⼈人

12. 施設園芸でIoTを活⽤用する理理由
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 12
l 施設園芸とは（webioより）
栽培環境 をある程度度 調節して園芸作物を⽣生産
する⽅方法。
昼夜の 気温、湿度度、CO2濃度度、地温、灌⽔水量量と
その 時期 などを 制御できる。
⽣生産に利利⽤用される施設を園芸⽤用施設⼜又は温室と
いい、ガラス室とプラスチックハウスに⼤大別さ
れる。

13. 施設園芸でIoTを活⽤用する理理由
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 13
l 作物の⽣生育に重要な事
ü 光合成（光量量⼦子、CO2、⽔水）
ü 蒸散と気孔
ü 肥料料は？
Suger
の製造に
窒素（N)、
リン（P)、
カリウム（K）
は関与する？

14. 施設園芸でIoTを活⽤用する理理由
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 14
l 光合成から分かる事（wikipediaより）
光合成（こうごうせい）は、主に植物や植物プランクト
ン、藻類など光合成⾊色素をもつ⽣生物が⾏行行う、光エネル
ギーを化学エネルギーに変換する ⽣生化学反応 のこと
である。
光合成⽣生物は 光エネルギー を使って ⽔水 と空気中の
⼆二酸化炭素 から 炭⽔水化物 （糖類：例例えばショ糖や
グルコースやデンプン）を合成している。また、光合成
は⽔水を分解する過程で⽣生じた酸素を⼤大気中に供給してい
る。
光 ー＞⽔水＋CO2 ＝ 炭⽔水化物 + 酸素

15. 施設園芸でIoTを活⽤用する理理由
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 15
l 蒸散から分かる事（wikipediaより）
蒸散（じょうさん）とは、植物の地上部から⼤大気中へ⽔水
蒸気が放出される現象である。
蒸散の⼤大部分は葉葉の裏裏側で起こるが、これは、蒸散の
⾏行行われる気孔 が裏裏側に集中しているためで、葉葉の表
側や茎、花、果実においても⾒見見られる。
単なる⽔水分の蒸発が受動的な現象である⼀一⽅方、蒸散は⽣生
物体による能動的な調節、特に 気孔の開閉制御 が関
与する点で異異なる。ただし気孔を完全に閉じた状態でも、
クチクラ層を通しての蒸散は⾏行行われる。
気孔閉じる ＝ CO2未吸収 ＝ 光合成できない

16. 施設園芸でIoTを活⽤用する理理由
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 16
l 光合成と蒸散から分かること
ü ⽣生化学反応である程度度予測可能
ü ⽔水、CO2、光量量⼦子 の計測で収穫量量予測可能
ü 温湿度度の急激な変化の蒸散調整で気孔が閉じ
ると、CO2を取り込めない
環境を計測し、管理理し、予測し、
対処 できるのが「施設園芸」

17. 施設園芸でIoTを活⽤用する理理由
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 17
l ケースメソッド（例例）
ü ケース：夜・早朝に温度度が低下
＝＞メソッド：ボイラーの燃焼で温度度キープ
ü ケース：CO2濃度度が外気（400ppmより低下） and
晴れて and 温度度も⾼高い
＝＞メソッド：ハウス天窓の開閉による外気取込み
ü ケース：晴れて and 温湿度度は最適 and 灌⽔水も⼗十分
＝＞メソッド：CO2施⽤用装置（ｶﾞｽﾎﾞｲﾗ-‐‑‒他）を稼働
環境計測情報はケースの判定材料料

18. 施設園芸でIoTを活⽤用する理理由
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 18
l 取り組むマインド（思い）
ü ⾼高知の1次産業は誇り（旨い！）
ü ⽥田舎をICT技術＋農業で守りたい！
ü 農業は後進産業（伸び代？）

19. 192015/05/30(⼟土) 株式会社シティネット（ほか） ⽚片岡幸⼈人
施設園芸
IoTサービスの
概要

20. 施設園芸IoTサービスの概要
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 20
l コンセプト

21. 施設園芸IoTサービスの概要
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 21
l スタート時の構成⽬目標 Amazon
EC2,
RDS,
DynamoDB

22. 施設園芸IoTサービスの概要
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 22
l 現状と、センサ中継BOXのねらい
ü 導⼊入が始まったセンサは⽅方⾔言ばかり (-‐‑‒_̲-‐‑‒)
ü クローズドシステムで現地利利⽤用が基本 (-‐‑‒_̲-‐‑‒)
ü 現場には電気しかない (-‐‑‒_̲-‐‑‒)
ü センサで15万〜～30万 はちょっと⾼高価 (-‐‑‒_̲-‐‑‒)
Ø センサHUBで⽅方⾔言を標準語に変換 (^^)
Ø 携帯通信利利⽤用でどこのハウスでも (^^)
Ø クラウドの利利⽤用でどこでもデータ活⽤用 (^^)
Ø 中継BOXにセンサも含めて安価に (^^)

23. 施設園芸IoTサービスの概要
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 23
l 2014年年度度 試作の様⼦子（対応機器）

24. 施設園芸IoTサービスの概要
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 24
l 2014年年度度 試作の様⼦子（センサ中継BOX）

25. 施設園芸IoTサービスの概要
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 25
l センサBOX構想、バージョンアップ
ü ⾼高い、使いにくいなら⾃自作ベースへ
＝＞農家は百姓と⾔言われ⼿手先が器⽤用
ü 関連ハード、ソフト オープンソース化へ
＝＞サポートのみ有償
ü IaaS＋SaaS API連携 複数クラウドベンダー
⻑⾧長所取りサービスへ（AWS＋kintone など）
＝＞農家の個性（ノウハウ）に対応

26. 262015/05/30(⼟土) 株式会社シティネット（ほか） ⽚片岡幸⼈人
施設園芸
IoTサービスの
技術

27. 施設園芸IoTサービスの技術
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 27
l 開発しやすいデモシステムを⽤用意
ü aspberry Pi にI2C温湿度度、CO2濃度度、光セン
サをつないで毎分計測
ü Amazon AWS の Cognito の認証IDで S3 の
バケットにJSONでデータを保管
ü S3の静的Webサーバ昨⽇日で、HTML5の
JavaScript(jqPlot)でグラフを表⽰示などのデー
タ解析

28. 施設園芸IoTサービスの技術
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 28
l 開発デモシステム構成

29. 施設園芸IoTサービスの技術
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 29
l Raspberry Pi2 B+
Ø 安価で⾼高スペック
ü 本体が4千円未満
ü CPU700MHz,メモリ1GB,HD SDカード
Ø 情報量量とサポート
ü イギリス財団が製造、販売元
ü 利利⽤用者が多くネット情報量量も豊富
Ø 汎⽤用的
ü OSがLinuxで各種フリーソフト利利⽤用可能
ü GPIO、I2C等に対応

30. 施設園芸IoTサービスの技術
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 30
l 開発デモシステム構成（Raspberry Pi 2 B+）

31. 施設園芸IoTサービスの技術
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 31
l 開発デモシステム構成(I2Cの配線)
SCL
SDA
5V+
GND
それぞれのセンサの該当する場所に結線

32. 施設園芸IoTサービスの技術
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 32
l 開発デモシステム構成(I2C配線例例)
h<p://co2meters.com/
資料より引用

33. 施設園芸IoTサービスの技術
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 33
l 開発デモシステム構成(I2Cのしくみ)
$
sudo
/usr/sbin/i2cdetect
-y
1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
a
b
c
d
e
f
00:
—
—
—
—
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—
—
—
—
—
10:
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—
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20:
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—
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—
29
—
—
—
—
—
—
30:
—
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—
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—
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—
—
—
—
—
3c
—
—
—
40:
40
—
—
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—
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—
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—
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50:
—
—
—
—
—
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—
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—
60:
—
—
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—
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—
68
69
—
—
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—
70:
—
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—
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—

34. 施設園芸IoTサービスの技術
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 34
l 開発デモシステム構成
client
AWS cloud
Internet
JSON
DATA
S3
bucket
Raspberry Pi
Node.js
Web Content
Python
Cognite

35. 施設園芸IoTサービスの技術
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 35
l Amazon AWS Cognito（コグニート）
Amazon Cognito はユーザーアイデンティティおよびデータ同期に関す
る機能を提供するシンプルなサービスで、モバイルデバイス間でユー
ザーのアプリケーションデータを安全に管理理また同期するのに役
⽴立立ちます。いくつかのパブリックログインプロバイダ（Amazon、
Facebook、Google）を通してユーザーに⼀一意のアイデンティティを作成
できますし、未認証ゲストをサポートすることもできます。デバイス
がオフラインの場合でもアプリケーションが機能するように、アプリ
ケーションデータをユーザーのローカルデバイスに保存できます。
Amazon Cognito を使⽤用すると、アプリケーションの設定やゲームの状
態など、あらゆる種類のデータを AWS クラウドに保存できます。
バックエンドコードの記述やインフラストラクチャの管理理は必要ありま
せん。これにより、アイデンティティの管理理やネットワークの状態、ス
トレージ、同期を処理理するバックエンドソリューションの構築や管理理に
ついて⼼心配せずに、優れたアプリケーション体験を作成することに集中
できます。

36. 施設園芸IoTサービスの技術
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 36
l Amazon AWS Cognito（コグニート）

37. 施設園芸IoTサービスの技術
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 37
l Amazon AWS S3
ü 安価に⼤大量量のファイルを保管可能
ü 容量量は⾃自動拡張
ü 静的Webサイトとして利利⽤用可能
ü 最⼤大 99.999999999% の耐久性
ü 99.99% の可⽤用性
ü 開発者はAPI経由で利利⽤用

38. 施設園芸IoTサービスの技術
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 38
l Amazon AWS S3

39. 施設園芸IoTサービスの技術
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 39
l 技術的詳細はブロッグ、GitHub参照
AWSとRaspberry Pi でIoT⼊入⾨門
（第9回JAWS-‐‑‒UG佐賀）
https://yukataoka.wordpress.com/
2015/06/18/raspi_̲aws/
GitHub IoT_̲Raspi_̲AWS_̲Demo
https://github.com/yukataoka/
IoT_̲Raspi_̲AWS_̲Demo

40. 施設園芸IoTサービスの技術
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 40
l デモサイト
http://s.ykata.net/

41. 412015/05/30(⼟土) 株式会社シティネット（ほか） ⽚片岡幸⼈人
センサHUB
クラウド

42. 施設園芸IoTサービスの技術
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 42
l 試験開発サイトデモ（１）

43. 施設園芸IoTサービスの技術
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 43
l 試験開発サイトデモ（２）

44. 施設園芸IoTサービスの技術
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 44
l 試験開発サイトデモ（３）

45. まとめ
2014/10/04(⼟土) 株式会社シティネット ⽚片岡幸⼈人 45
IoTはまだ始まったばかりで、これか
らの分野です。
得意、思いのある分野で、アイディア
と技術をブレンドして、クラウドと⼩小
型デバイスなどをツールに、誰でも簡
単に挑戦を開始できます。
不不便便で、⽣生活、仕事に課題の多い地⽅方
ほど、取組み易易い場所だと思います。

46. 最後に
2015/06/20(⼟土) JAWS­−UG⾼高知 ⽚片岡幸⼈人 46
ダイブ + 継続！
http://s.ykata.net/