コンパクトアグリサーバーの開発

Development of Compact Agri-server

Ryosuke SUGANO （指導教員 Kazuya KANDA）

1. INTRODUCTION

最近では、農業技術の科学的な伝送の観点から、農業におけ

るインの形成と通信技術の活用に多くの研究が行われていま

す。農業の分野では、それは容易に自然環境と作物の成長を

監視することができることが重要です。時間と広域長期にわ

たって安定した測定も重要である。設置場所は主に電源やネ

ットワーク機能と精密機器は、熱、寒さ、雪、湿気、雨、粉

塵への暴露に耐える必要があります提供するためのインフラ

を欠いているため、ただし、フィールドの監視は、実行する

ことは困難である。

2. MONITORING SYSTEM

アグリサーバ（以下、AS）は、フィールドサーバの概念に

基づいた環境モニタリングシステムとして開発されました。

具体的には、このような気象データ、土壌データとして自然

環境を測定するセンサーを搭載した機器の一部です。また、

サーバーと無線通信機能と画像取得のためのネットワークカ

メラの接続性を持っています。 AS外観写真を図に表示され

ます。 1。ASの本体は、主にメインCPUボード、LCDパネ

ル、センサーボードと無線LAN機器で構成されています。そ

の主なソフトウェア構成は、センサのデータ収集プログラム

が、それは自然環境や農業分野での情報収集のための多くの

センサーがロードされ、センサの一つと呼ばれるFTPサーバ、

SSHサーバ、CRON、データ転送と時刻同期などです。フィ

ールドモニタリングのためのネットワーク。商用電源の使用

が困難なため、電力供給用として、自然エネルギーが利用さ

れ、電力は風力発電や太陽光発電のハイブリッド発電システ

ムから供給されます。鉛酸バッテリーは蓄電device.Theネッ

トワーク構成図として使用され、機器構成を図に表示されま

す。 2および図。 3。 AS：4台は、各無線LANを搭載して

おり、指向性アンテナと、直接2つのフィールドのサイトから

ローカルプロduce "アグリ"（以下、AGRI）を販売している

店の屋根の上に置か無指向性アンテナと無線接続されていま

す。 ASから送信されるUECS標準のXML形式ファイルのデ

ータでは技術の鶴岡高専に配置され、Webサーバー内のデー

タ·フォルダに格納されます。Webサーバーはデータベースサ

ーバーとアプリケーションサーバーとして機能し、Rubyで

SQLiteデータベースへのセンサと画像データを変換し、PHP

Fig. 3 Network system

Fig. 4 A Web page view on Web browser

Fig. 1 Photograph of AS

Fig. 2 System configuration of monitoring

スクリプトを使用してWebブラウザを介して可能な限り外か

ら見ます。 Webページは図を示しています。 4。

3. DEVELOPMENT OF COMPACT AS

我々は AS インストールを介していくつかの問題を発見しま

した。問題の三は、コスト、容量、消費電力です。我々は、

ASを改善する必要があります。外部ASのコンパクトの写真

を図に表示されます。 5Arduino はオープンソースのハード

ウェアとソフトウェアの環境で開発することができます埋め

込まれたシステムです。のXBeeは（DigiInternational製）、

無線モジュールに使用され、非常に低消費電力を持っていま

した。コンパクトの仕様は、表.1に示されています。 ネット

ワーク構成図を図に表示されます。センサーとデータを測定

する気候データAS 6。コンパクトは、ワイヤレスのXBeeを

使用して本体に送信されます。マスタ·ユニットは、ネットワ

ーク（イーサネットシールド）に接続されている底板を介し

て研究室のサーバーにデータを送信します。センサーは、モ

ニターの風向計、風速計、雨量計、気温、湿度などコンパク

トに接続されています。PHPスクリプトで、サーバはテキス

トファイルとして送信されたデータを保存します。これらの

処理は、 "cron"の15分ごとにすることによって行われます。

サーバーのデータは、インターネットブラウザからアクセス

して閲覧することができます。そこにグラフ表示の機能もあ

りますが、テキストデータだけでなく。グラフ表示は、Google

サービスの利用により、利便性を向上させることができまし

た。空気の温度と湿度の実測値は、実験室の外で撮影された。

測定結果を図 7 に示されています。閲覧するデータの日付を

入力することにより、グラフィカルな表示が可能です。端末

はWebブラウザの機能を持っている場合にも、データは端末

に依存せずに閲覧することができます。我々は、必要な基本

機能を実装できることを目的 - のために小型、低コスト、低

消費電力の電気システムを構築することに成功しました。

CONCLUSION

Fそこに雪がたくさんあるとのハイブリッド発電SYS-TEMを

用いた[％]自然エネルギーは、電源のためだった 100で実行

した場所として使用して、フィールドモニタリングシステム

は、最初のコールド庄内地方に設置された。

ASとコンパクト ASの比較を表.2に示す。我々は、必要な基

本機能を実装できることを目的 - のために小型、低コスト、

低消費電力の電気システムを構築することに成功しました。

今後は、センサーの種類を、折り目に調査します。また、屋

外で実際に測定を行うと耐候性を確認し、特定の雪の抵抗で、

同様にデータを取得するつもりです。

Fig. 5 Photograph of the compact AS prototype

Table.1 Specifications of the compact AS

Functions Specifications

Microcontroller Arduino UNO

Sensors Temperature (LM61)

Humidity (HIH-4030)

Anemoscope

Anemometer

Rain gage

Power supply Solar module (5[W])

Battery (12[V],9[Ah])

Communication XBee Pro Series2

Others Controller of charge

Fig. 6 Network system of Compact AS prototype

Fig. 7 A graph view at Web page on Google

Table.2 Comparison of AS and Compact AS

items AS Compact AS Reduction Rates[%]

Price $10000 $300 -97[%]

volume 3[m3] 0.4[m3] -86[%]

power 20[W] 1[W] less -95[%]