水産iotltの発表用スライドです

1. LoRaWANを利用して
遠隔水質監視してみた話
株式会社 B&BLab.
中村 真理
Nakamura Shinri

2. 目次
自己紹介
自分たちがやっている実証実験
センシングの仕組み
ハードウェア構成
市場規模
まとめ
水質IoTソリューションとは
現状の課題
IoTLT用水質センサ目次
メンテナンスフリー

3. 中村 真理
自己紹介
電気通信大学 ウェブシステムデザインプログラム 修了
診療放射線技師
IoT技術検定中級合格
株式会社B&BLab. 執行役員
株式会社B&BLab.
事業内容：IoTハードウェア及びサービスの開発

4. 水産と水質は深い関係があると思われるので
今回は実証実験で行なった遠隔水質監視について発表する
測定内容と仕様
測定内容 水温
pH
水位
通信方式 LoRaWAN
電源 太陽電池

5. 世界の3分の1の人が水不足の影響を受けている
水不足は食料不足にもつながる
現状の問題点の把握
生物による浄水障害
化学物質、異臭味対策が必要
新興国の経済成長と富裕化により水不足が拡大傾向

6. 技術展開の壁
正確なデータ取得の手法
通信の安定性
コスト
取得したデータの活用法
現状の課題

7. センサをモジュール化して管理を簡便にする
遠隔管理するようにして現地に行くコストを削減
データをAI解析することにより付加価値をつける
水質管理IoTソリューション
現状を打開するために
そのために

8. なぜ私たちに可能なのか
千葉県にてLoRaWANを使用した遠隔水質モニタリング実証実験中
R&Dからハードウェアとクラウドのシステムの
開発まで自社内でシームレスに行える
開発例：リチウム電池ソーラー充電回路開発例：遠隔水質監視の可視化
実績として

9. 量産化してコストダウン
R&Dからハードウェア、クラウドまで
一貫した開発
Rapid solution development
ユーザーフレンドリー
ユーザーと共に創る
Rapid solution development

10. 正確なデータ取得
取得データの活用
通信の安定性
センサ技術の発達で低コスト
高性能なセンサが出てきた
ノウハウ（経験と勘）を
ビッグデータに
LpWANやesim等技術が
成熟しつつある
課題が解決され、IoTを
インフラに組み込む時代になってきた
課題
ソリューション
なぜ今水質管理IoTソリューションか

11. 可視化
アラーム
注意データ
フィードバック
水質IoTソリューションとは
ステイクホルダー
自治体

12. 市場規模の予測
２０２５年の世界の水ビジネス市場は約８７兆円になると予想されている
現在の水ビジネス市場は３６兆円
平成３０年３月 経済産業省 株式会社富士経済受託
平成２９年度製造基盤技術実態等調査事業
（水ビジネス海外展開と動向把握の方策に関する調査）
電気設備、、運営・管理等サービス、コンサルティング
の分野のマーケットを切り取りにいけるのではないか

13. 遠隔水質管理システムとは
水質管理IoTソリューション
センサー
通信モジュール
プロセッサー
受信
データベース
可視化ツール
計測値の計算
エッジデバイス クラウド
通信
分析
可視化
AIによる解析
可視化ツール
Alert
顧客
分析

14. ハードウェア構成
水 温
pH
水 深
Arduino
LoRa
モジュール
ソーラーバッテリ

15. 水温測定
デジタルセンサ
+-0.5℃のディジタル温度センサ
防水仕様だが使用には工夫が必要
onewireライブラリ
金属部分がGNDに落ちてるので電気的に絶縁されていない
pHに干渉するのでpHセンサにデジタルアイソレータ（絶縁）
の仕組みを入れた方が良い

16. pHの測定方法
先端のガラス電極によって電位差を測定
安価なインターフェイスでは不安定
16bitAD変換器を利用した
インターフェイスを自社作成

17. ｐＨ
測定原理
ネルンストの式
温度補正
pHの測定原理１
eg：内外の電位差

18. pHの測定原理２
EAS=Cs-Ci
4.3式を見やすくする
pHiは既知で一定の値のpH
pHiから電位mVとpHの関係を求めておけば
膜電位差(Eg)からpHを求めることができる

19. 水位と濁度の測定
水圧を利用して水位を測定するセンサーを使用
インターフェイスは自社開発
I2C対応カラーセンサーを元に
カラーセンサーモジュールを自社開発

20. クラウドの構成
MQTT
処理 可視化

21. メンテナンスフリー
自社開発基板と太陽電池を用いることにより
メンテナンスフリーとコストダウンを実現
LPWANの技術を用いることにより通信も省電力化

22. まとめ
3
4
5
6
7
8
9
10
3 4 5 6 7 8 9 10
[pH]
[pH]
インターフェイスを作り込み
検証を校正を行うことにより、
正確であると思われるデータが
取得できる
安価なセンサーであっても
使用方法を検討すれば
使用することができる
センサーの個体差、型番による比較
pHメータ用構成用標準液

23. まとめ
Rapid solution development
によりシームレスな開発が行える
取得データ可視化例
デバイス開発例

24. 中村 真理
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電気通信大学 ウェブシステムデザインプログラム 修了
診療放射線技師
IoT技術検定中級合格
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株式会社B&BLab. 執行役員
株式会社B&BLab.
事業内容：IoTハードウェア及びサービスの開発

25. 用語解説
溶存酸素
溶存酸素とは、水中に溶解している酸素の量のことで、代表的な水質汚濁状況を測る指標の１つです。
酸素の溶解度は水温、塩分、気圧等に影響され、水温の上昇につれて小さくなります。
酸素の溶解度が小さくなると同時に光合成の原料となる二酸化炭素の溶解度も低下して光合成速度が落ちるた
め、水中の溶存酸素濃度は低下します。
一方で、水温の上昇によって生物の活動は活発化し呼吸や有機物の好気的分解による酸素消費速度量が増加しま
す。
一般に清浄な河川ではほぼ飽和値に達していますが、水質汚濁が進んで水中の有機物が増えると、好気的微生物
による有機物の分解に伴って多量の酸素が消費され、水中の溶存酸素濃度が低下します。
溶存酸素の低下は、好気性微生物の活動を抑制して水域の浄化作用を低下させ、また水生生物の窒息死を招きま
す。
一般に魚介類が生存するためには3mg/L以上、好気性微生物が活発に活動するためには2mg/L以上が必要で、そ
れ以下では嫌気性分解が起こり、悪臭物質が発生します
Appendix

26. 参考資料
TACMINA https://www.tacmina.co.jp/library/coretech/199/
平成２９年度製造基盤技術実態等調査事業（水ビジネス海外展開と動向把握の方策に関する調査）
横河電機FLEXA®/EXAシリーズプロセス用センサー計 https://web-material3.yokogawa.com/TI12B07A03-01.pdf
http://www.meti.go.jp/meti_lib/report/H29FY/000427.pdf
ネルンストの式 https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%8D%E3%83%AB%E3%83%B3%E3%82%B9%E3%83%88%E3%81%AE%E5%BC%8F