栽培管理システム

• センサーモジュール

センサーモジュールはIoT用マイコンボードとして最も普及しているArduinoのシールドとして開発を進め，水温，水位，液肥濃度，温湿度，照度，ポンプ駆動検知等の機能をサポートします．WiFiをサポートしたArduino YUNや無線AVRモジュールESP-32を実装したArduino互換ボードWeMos D1 R32等を親基板として使用することで，センサデータの送信や制御信号の受信が可能となります．また子基板とArduinoはソフトウェアシリアルによってデータの送受信を行うため，Arduinoの他のI/Oやハードウェアシリアルを使用してユーザが自由に機能拡張することもできます．

リレースイッチを2系統有し，1系統をポンプ駆動に，もう一方はタンクへの追肥の制御等に使用します． 小型水耕栽培装置には専用のセンサースティックを用意しており，液肥の水位と濃度測定を行います．濃度測定はスティック先端の電極間の電気抵抗の変化をCR発振回路の周波数として計測します．このセンサはSAKURAボードの販売も手がけている(有)トゥロッシュで開発を行っています．

  



• 管理システム

IoT向けの軽量通信プロトコルであるMQTT(Message Queue Telemetry Transport) を用い，セキュリティにはTLSによる暗号化を行っています．Arduinoがパブリッシュ(送信)したセンサデータは，ブローカーのマイコンボードRaspberry Piが受信します．ユーザはスマーフォンやパソコンでRaspberry Piにアクセスすることで，センサ情報をリアルタイムにサブスクライブ(受信)し，またポンプを遠隔制御することも可能です．

センサデータは後から解析ができるよう，最も広く利用されているオープンソースのデータベースMySQLで保存されます．また水位やポンプ，あるいは通信状態等に異常があると，ユーザーにメールで通知を行います．GUIにはNode-REDを用いており，ユーザーはWebブラウザ上でカスタマイズすることも可能です．