Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

IoT Getting Started with AWS and Raspberry Pi

1,673 views

Published on

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

Published in: Internet
  • Be the first to comment

IoT Getting Started with AWS and Raspberry Pi

  1. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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(ガスボイラ-‐‑‒他)を稼働 環境計測情報はケースの判定材料料
  18. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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: — — — — — — — — — — — — — 10: — — — — — — — — — — — — — — — — 20: — — — — — — — — — 29 — — — — — — 30: — — — — — — — — — — — — 3c — — — 40: 40 — — — — — — — — — — — — — — — 50: — — — — — — — — — — — — — — — — 60: — — — — — — — — 68 69 — — — — — — 70: — — — — — — — —
  34. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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/

×