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簡易マイコンボードを使って
栽培環境の計測と制御行ってみよう!
岡安 崇史・堀本 正文・日高輝富
インターフェース「IT農耕実験の世界」オフ会@福岡
2019/1/16@西新パレス
水分
光
光合成
炭水
化物
呼吸
昼 夜根 花 果実茎 葉
養分
CO2
O2
CO2
O2
なぜ環境情報を計測するの?
炭水化物が植物体のどの部分に運ばれるのかを知ることがとても大事!
しかし,一般にはこの特性を正確に見積もることは難しい.
作りたいものに合わせてコンピュータをチョイス可能!
ArduinoRaspberry Pi
• 環境計測
• 画像撮影
• 画像解析
• ロボット製作
• 計算量が多い
• とにかくいろいろ
と作ってみたい
• 電力は十分ある
• 環境計測
• ロボット製作
• 計算量は少ない
• とにかくいろいろ
と作ってみたい
• 電力は十分ある
TWELITE
DIP
• 環境計測
• とにかく無線で情
報を集めたい
• 計算量は少ない
• 電力は電池か太陽
電池しか使えない
I2C対応のセンサは簡単に接続できる.
ラズパイの
GPIOピン 温湿度センサ
(SHT25)
照度センサ
(AEH11)
I2Cハブ Interface 2018年 10月号「ラズパイ・カメラ・センサ IT農耕実験」
https://shop.cqpub.co.jp/hanbai/books/MIF/MIF201810.html
画像認識定規
植物生育環境&状態
モニタリング装置
カメラ前面は定規の
真正面になるよう配
置
センサで環境を,カメラで生育量を計測する.
Interface 2018年 10月号「ラズパイ・カメラ・センサ IT農耕実験」
https://shop.cqpub.co.jp/hanbai/books/MIF/MIF201810.html
抽出された矩形枠
抽出された
植物との境界
計算された草高
室内であれば,簡単に草高を計測できる.
Interface 2018年 10月号「ラズパイ・カメラ・センサ IT農耕実験」
https://shop.cqpub.co.jp/hanbai/books/MIF/MIF201810.html
草高と積算気温の関係から収穫時期を予測する.
y = 0.065x + 11.397
R² = 0.956
y = 0.079x + 10.718
R² = 0.756
0
5
10
15
20
25
30
0 50 100 150 200
草高(cm)
積算平均気温 (°C)
マーカA
マーカB
実際の農家さんのハウスで設置してみた.
環境計測から環境制御へ
従来の複合環境制御装置は中央集中制御がほとんど.
循環扇
遮光カーテン
センサ
暖房機 中央制御
コンピュータ
天窓
動力版
UECSは自律分散動作で冗長性と低コスト化を実現する.
設定用
コンピュータ
Internet
Hoshi, T., Hayashi, Y. and Uchino H. (2004): Development of a decentralized, autonomous greenhouse environment control
system in ubiquitous computing and Internet environment, Proc. of 2004 AFITA/WCCA, Bangkok, Thailand, 490-495.
動力版
循環扇 遮光
カーテン
センサ2
暖房機
天窓
センサ1
制御スイッチ
ノードコン
ピュータ
UECS: Ubiquitous Environment Control System(ユビキタス環境制御システム)
低価格マイコンが自律分散動作を実現する.
環境計測ノード ゲートウェイノード
環境制御ノード
プログラムもオープンソースソフトウェアでサクっと開発する.
Arduino Ethernetshild
Arduino MEGA 2560 Cライクな言語でプログラムを開発
じゃあ,オープンソースで全部提供しちゃう.
UECS 科研費
http://uecs.org/
現在,日本の様々な場所で実証試験が行われている.
「革新的技術開発・緊急展開事業」(うち地域戦略プロジェクト)
UECSプラットホームで日本型施設園芸が活きるスマート農業の実現

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