可搬型環境測定システムの開発

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(1)近畿大学短大論集第4 6巻第. l号 ( 2 0 1 3年 1 2月〉. p . 6 1" ' 6 9. 可搬型環境測定システムの開発. 黒田正治郎. 抄録. 温度、湿度、気圧、光量、放射線量、磁気などの環境量を測定する環境測定システムの試作を行った。温度センサや湿度センサ、 GPSモジュールなどとマイクロコンビュータとスマートフォン、パソコンを組み合わせることにより、小型軽量、低コスト、拡張性に優れたシステムとした。システムの最適化により、. 1 3時間の連続計測と 4か所同時計測がリアルタイムで可能になった。. キーワード可搬性、環境測定システム、スマートフォン、プログラミング、 A rduino. TheDevelopmento ft h eEnvironmentalDataMeasurement SystemwithHighP o r t a b i l i t y Kuroda，S h o z i r o A b s t r a c t. Usingamicro-computer， asmartphoneands e v e r a ls e n s o r s， 1e x p e r i m e n t a l l yd e v i s e dasystem t m o s p h e r i c whichi sa b l et omeasuret h ee n v i r o n m e n t a ld a t as u c ha stemperature，humidityanda t c . p r e s s u r e，e i g h c o s t p e r f o r m a n c eandh i g hv e r s a t i l i t y . T h i ssystemi sc h a r a c t e r i z e dbyhighp o r t a b i l i t y，h ti sp o s s i b l et omeasure3e n v i r o n m e n t a ld a t ai nr e a lt i m ec o n s e c u t i v e l y Byo p t i m i z i n gt h esystem，i 3hoursa tf o u rd i f f e r e n tp l a c e s . f o r1 KeyWords. highp o r t a b i l i t y，e n v i r o n m e n t a ld a t ameasurementsystem，micro-computer，smartphone，p r o gramming，Arduino. 目. 次. 88 . システムフロ-. 81 . はじめに. 89 . 実測. 82 . システム設計. 8 1 0 . 問題点. 83 . 使用機器の選択. 811.まとめ. 84 . 開発言語の選択 85 . 使用した μPと使用センサ 86 . 通信方法 87. システム仕様近畿大学短期大学部教授. 2 0 1 3年 9月2 8日受理. -6 1-.

(2) 近畿大学短大論集. Vo1 .4 6，N o . ， l 2 0 1 3. P) を中核としクロプロセッサ(以降マイコン :μ. S 1. はじめに物理計測において、温度、湿度、気圧、光量、. た場合の特徴の比較を行った。 PC単体での開発. 放射線量、磁気などの実験環境における環境量を. では、汎用性に優れてはいるものの可搬性と開発. 測定することは重要な要素であり、リアルタイム. 費の面で劣る O また、 SPのみでは、可搬性は高. での集計を必要とする場合が多い。そのために、. いものの表示画面が 4 " " ' 7インチと小さく表示情. 専用の測定機器の準備と設置が必要になり、多く. 報に制限が生じる O さらに、搭載センサに制約が. の時間を費やす事がある O 単体で高性能な測定器. あるために、 SP単体でのシステム構築は難し l'lo. や複合型の機器は多く開発されているが、いずれ. 同様に、専用機器は、性能に優れ、独自仕様を設. も、実験に必要な環境量を総合的に計測できる機. 計できるが、開発時間と経費面で大きく劣る O い. M2.5 器は少な l'10 また、大気汚染物質である P. ずれの場合も単体のシステムでは、目標とする性. や黄砂などを監視する大気汚染物質広域監視シス. 能を実現することは難しい。. テム:そらまめくん( 1 )や、花粉の飛散状況や予測表 1 情報機器の比較. を行う環境省花粉観測システム:はなこさん ( 2)といった広域環境を計測するシステムもあるが、いずれも独自に開発したシステムに組み込むことは難しい。. 可撮性. PC ム. 汎用性. O. 拡張性. ムムムム. 通信機能. PC)、. 開発費. スマートフォン(以降 SP)を組み合わせて、安価. 開発時鶴. そこで、複数のセンサとパソコン(以降. SP. O ムム. 。。。。。。. μP. 専用機器. O 。。。。ム. ム × ×. で可搬性に優れた環境測定システムを試作した。本システムは、温度、湿度、気圧などの環境量を. そこで、 PCの汎用性、 SP jT a b l e tの通信機能、. 総合的に計測するもので、センサの組み合わせに. μPの可搬性と拡張性など、各機器の優位な部分. より使用目的を容易に変更でき、 GPSから位置情. を組み合わせてシステム設計を行った。すなわち、. 報を取得することにより、実験場所や時間を特定. μPに環境計測用センサを接続し、環境量の計測. することができるシステムとした。. と計測したデータの AjD変換を行い、近距離通信機能を利用して計測データを SPに転送する仕. S2 . システム設計. 様とした。さらに、 SPでは受信した計測データ. 環境測定システムは設置する場所により、次の. の暗号化を行い、メール通信機能により. 2つの仕様が考えられる O ①環境量を測定する場. PCへ計. 測データを送信した。. 所の近くに環境計測システムと PCを設置できる場合、 ②環境計測システムと. lVB Iご I. PCが離れている場. ， s p. ￨E 悩 11. i-Fiなど合である O ①の場合、センサ -PC聞を W の近距離通信やケーブル接続が利用可能であり、. I ご I Wi-Fi. . 1 [ p. I. SenSQXS. I. l. 図 1 システムの概略. ② の場合には、長距離通信の環境が不可欠である O そこで、本稿では長距離通信システムを組み込む. S3 . 使用機器の選択. ことにより、 ①② いずれの場合にも対応できる環. 1.計測用小型 μPの選別. 境測定システムの開発を目指した。. 現在、小型のマイコンが多く開発されているので¥これを計測用マイコンとして用いる o BASIC. 環境測定システムを設計する前に、現在利用可能な情報処理機器より、 PC 、SPや T a b l e t 、マイ. Stamp( 3 ) 、P r o p e l l e r(4)など数種類の中から、試作. 6 2.

(3) 黒田:可搬型環境測定システムの開発. を繰り返した結果、 PCや SPとの接続の容易さ、. を提供しており、プログラミング制約の少ないこ. センサやモジュール、シールドの種類の豊富さ、. とから、 S L 4 A ( 9 )に P y t h o n 2 . 6 . 2を実装した。 SP. 小型、軽量、安価という要素から Arduino(30)~) と. 用アプリケーションは、 PC上に Python環境を. した。また、センサは駆動電圧の関係で、一部. 構築し開発し、 USB経由で SPに転送した。また、. SPI規格のセンサも含むが、基本的には 12C規格. ndroidFacadeAPIω)を一センサのコントロールに A. に統ーした。. 部使用した。. 2 . SPの選別. 3 . PCでのコード開発. 計測用小型 μPからの環境データを、 PCへ暗. 微小物の数量測定システム ( 1 1 ) や実長計測システ. 号化メールで送信することが主たる目的であるの. ムω用に開発したデータ解析用コード、やマッピン. で、簡単なプログラム処理により情報の加工と通. i-Fi通信機能やメーグコードが利用できること、 W. 信用アプリケーションの開発ができ、近距離通信. ル機能が解析しやすく、独自のコードを組み込み. Wi-Fiと高速通信網が利用可能であれば、特に機. やすいことから、 PCでのデータ集計用および表. 能的な制限はない。実験には、 G oogle製 Nexus7. 示用コードの開発は VBで行った。また、収集し. とA ndroid4 . 2を搭載した SPを使用した。. た環境情報をマップ上にリアルタイムで表示するために、多くの有効な APIが公開されている. GoogleMapQ 3 ) を使用し、 G oogleMap上に GPS. 3 . PCの選別. 情報やセンサ情報を示すマーカは、 HTMLで記述. フ。ログラミング環境と通信環境が整っていれば、通常仕様の PCでシステム構築上の問題はない。. し VBで制御した。. o r e i 7 ( 3. 4GHz)を使用本稿では、 Windows7+C ~. した。. 5 . 使用した μPと使用センサ試作の結果、本稿では次の μPとセンサを使用. ~ 4 . 開発言語の選択. した。. 1 . Arduinoでのスケッチ開発. • Arduinoチップ:ATMEGA328P-PU ・温度センサ:LM35DZ. PC上に Arduino総合開発環境である Arduino. ・気圧:BMP085. IDEを展開し、 C言語を基本に開発された Arduino. ・湿度:H IH-4030. 言語でスケッチを開発した。完成したスケッチは、. • GPSモジュール:UltimateV3. 通信ポートを使用して USB接続により Arduino. ・磁気センサ:MAG3110. に転送し内蔵 ROMに書き込んだ。 ~ 6 .通信方法. 2 . SPでのアプリケーション開発. 1 . Arduino-SP間通信環境センサの設置場所の自由度を上げること、. スマートフォン用プログラミング言語として公 5 )、FkmBASIC( 6 )、M obile 開されている BASIC!(. 複数の場所に設置した環境センサからのデータを 1. BASIC( 7 )、 J a v a S c r i p t(34)-(3@、 P e r l側などによる. 台の SPで同時受信を行うことを考慮し、 Arduino. l u e t o o t h接続の安定性、 E-mail機試作の結果、 B. と SP聞はケーブル接続とはせずに、短距離通信. 能を有すること、サーバの使用制約の少なさ、 PC. i-Fiとした。 Wi-Fi機器は、 X B e e ( l 、心 BT 機能 W. との連携性の高さから Python侶)とした。 SPへ. 、 HostBT側、 E thernetモジュール日7 ) module師. は、多言語との混在が可能で統一された開発環境. などの W i-Fiユニットや通信ユニットをテストし. 6 3.

(4) 近畿大学短大論集. Vo. 14 6，N o . 1，2 0 1 3. た結果、 Running E l e c t r o n i c s製 SBDBT側とした。. 定した。. SBDBTには、 SPPサーバ機能が搭載されているので、 Arduinoとの通信が容易であり、 SPに. S8 . システムフロー. 標準搭載されている Wi-Fi機能にも特別な設定を. 1.環境センサによる環境量の計測とデータ送信. することもなく接続でき、認識率と通信の安定性. の処理. も高いので、 Arduinoへの負担の軽減とシステム. Arduinoによる環境量の測定と SPへのデータ. の高速化が期待できる O さらに、小型であるので、. の送信は次のフローで行った。. システム全体の小型化に有利である O 実装は、 SBDBTに SPとのベアリングにより. Bluetooth通信をするためのアダプタ(ドングル) を SBDBTに装着し、 Arduinoとシリアル通信ポートの Txと Rxに接続をした。なお、. ① St a r t ②l n i t i a l i z a t i o n+Rece i v eTr i g g e r. ドングルは. ③ ContinueIEnd ④R e p e t i t i o n. Planex製 BT-MicroEDR1X(通信樹各:B l u e t o o t h. ⑤ Measurements @A veraging+AcquiringGPSd a t a. v e r 2 . 1十 EDR) を使用した。. ⑦ SendDatabyBT. ⑧I n t e r v a l+Rese t ⑨ End. 2 . PC-SP間通信 PCと SP聞の通信は、 au(KDDI)公衆回線の LTEと 3Gを使用した。 E-mailの送受信テスト m a i l、Yahoo-mail、E m a i l、C m a i l(KDDI ) 、は、 G. 図 3 環境測定部の処理システム. JavaMailを組み込んだプロトタイプコードで行った。その結果、送受信ポートやアドレスの情報が. システム起動用のトリガーコードを受信し、認. 得やすいこと、 VBとの連携性や送受信環境の自. 証コードであれば計測を開始し、終了コードであ. 由度が高いこと、任意の設定が送受信コードに組. れば計測を完了する O 計測回数はセンサの自己発. 、み込めること、さらに IMAPによる G-mailが. 熱による誤差を最小にし、かっ精度を上げるため. 本システムとの汎用性と連携が高く、詳細設定も. に1 0回/サイクルとした。 1 0回の計測後、 1秒間. 可能なことから、 PCと SP聞の長距離通信は G-. の間隔をあけ平均値を算出した。なお、 GPSモ. mailとした。. ジュールを組み込んだ実験機 2では、 1 0回の計測後、 GPSによる経緯度の測定のために 6 0秒間 GPS. S7 . システム仕様. を作動させ、経緯度、高度、方位、時間を確定し. 以上の結果、本システムの仕様は次のように決. た。その後、計測データと環境センサ番号を. ￨G-ma 立￨. データベース化、統計処理. パスワード発生、送信. <計混、通信> I J. <分析、表示>. <通信、暗号化>. 図 2 環境計測システム図. - 6 4.

(5) 黒田:可搬型環境測定システムの開発. Arduinoのシリアルポートから SBDBTに出力し、. ①S t a r t o I 1 ② In i t i a l i z a t i i m p o r ti m a p li b 冊e i m p o r tti i m p o r ta n d r o i d i m p o r ts m t p li b y si m 肉r ts t d o u t f r冊 s m a i1 .M I M E T e x ti m p o rtMI M E T e x t f r棚 e 畑町n ai 1 .U ti I si I I 1 I l Or tf o r m a t d a t e f r 1 .h e a d e ri m p o r td e c o d E L h e a d e r f r o me m ai 非B COEVICUD=: '牢神神林' d r oi d=: a n dr oi d . A n d r n i dO d r oi d . t o g gI e BI u e t o o t h S t a t e( T r u e ) 持C o t ) ne e t' (* 材料柿辛料神神， ) d r oi d. b l u e t o o t. BT ドングルとベアリングしている SPへ送信し f こ. O. く計測用スケッチ〉圧力センサ:BMP085の回路及び気圧と高度算. a t a s h e e tを参出用のコードは、 SparkFun社の d. ③ Re c e i v e dData+Op e r : a t i o ns. 考にした Q 9 ) 。温度センサ:LM35DZによる温度計. b d=: s t r ω r o i d. b l u e 知的h R e a d( ) .r e s oI t ) ④ GPS d r ojd . s t a r t L o c a t in g( ). 測用のコードの作成には、 Na t i o n a l S e m i c o n d u c t o r 社の d a t a s h e e tを参考にしたω 。湿度センサ:HIH-. ⑤S e tPasswo r : d ⑥S e tDat a. 4 0 3 0による湿度計測用コードの作成には、 Honey-. ⑦S e tG-M ai lCode S: :， s m t p li b. S M T P ( 's m t p .g m ai 1 .c o m' ，榊* ). w e l l社の d a t a s h e e tを参考にしたω 。磁気センサ:. ③ Se ndDatat oPC. MAG3110による磁気測定用コードは、 F r e e s c a l e. s . s e n d m a iI ( '事情ぜ，r 神間'1 . m s g. a s _ s t rjn g( ) ). a t a s h e e tを参考にした ω o Semicondu c t o r社の d. ⑨ G-Maill o g o f f+End くc od eI 立ー郷記載〉. GPSモジュール:A d a f r u i tU l t i m a t e66cHI0Hz GPSモジュール V e r s i o n3による経緯度の測定用. 図. 4 SPでの処理システム. d a f r u i t社のチュートリアルコードの作成には、 A を参考にした ~~o. B l u e t o o t hモジュール :SBDBT. による BT送信用のコードは、 Running. E l e c t r o n i c s社のマニュアルを参考にした ω 。. 3 . VBにおける処理 PCから SPへ GmailSMTPS e r v e rを経由して、システム起動コードをメール送信するために、. M i c r o s o f tCDOf o rwindows2 0 0 0L i b r a r y舗を 2 . SPにおける処理. SPでは、 BT受信部、データ整形部、 Gm a i l. リファレンスとして導入した。システム起動直後の初期設定では、 G mailSMTP. 転送部を開発した。 BT受信部では、システム起. S e r v e r設定、送信メールアドレスの設定、プロト. 動後に、 P ythonの初期化、 BT接続のための初期. コルの設定、 SMTP認証、ポートの設定を行った。. m a i lの送信先アドレス、 IMAPの設定、化、 G-. GmailIMAP4s e r v e rからメールを受信するた. 使用するポート番号を行った後、 BTの接続を開. めのリファレンスとして EAGetMail仰を導入し. 始する O データ整形部では、ベアリングをした. た。システム起動直後の初期設定では、 G mail. Arduinoからのデータを受信した場合に、実験機. IMAPS e r v e rの設定、受信メールアドレスの設. lでは GPSを起動し、 6 0秒間の位置確定時間後. 定、プロトコルの設定、データ保護のための SSL. に経緯度の測定を開始し、 GPS情報から経緯度と. 設定と使用するポートの設定を行った。. 時間を抽出する O また、実験機 2では、 A rduino. SPから送信された G m a i lの受信タイムラグを. から送信された GPS情報から経緯度と時刻を抽. 極小にするために、タイマー設定により 6 0秒間隔. 出する。その後、 G m a i l転送部において、読み取. で新着メールの確認を行った。未読メールの中か. り用パスワードを発生させ、パスワード、環境セ. ら新着メールを取り出した後、パスワードと認証. ンサ番号、経緯度、温度、湿度、気圧、高度から. コードにより環境センサから送信されたメールを. なるデータを G m a i l送信用データへ加工し、 G-. 選別した。さらに、マッピング表示するメールの. m a i lサーバに送信した。. シリアル番号と環境センサ番号を選択することに.

(6) 近畿大学短大論集. Vo1 .4 6，N o . l，2 0 1 3 ① Start. ① Start. ② Initialization/SeverSet. 凶t i a l i z a t i o n/SeverSet ②I 。 S ' e r v e r . 5 . e r v e γ : : : : ;-"imap-.'gmail..~9ml' pSeN . e r出住 = 、帯同時特 S e r v : e r P a s s W Q r d= 、持耕輔。S e 内e r . Pr o ' 官。c 到 =Ma i l S er v e r l ma ， p4. trCb. Q.Message ヴ S e ti Msg". C r e a t e O b je'c S e tj Qoo 作C r e ' ! t . e Q b j e c t CCDQ， Con 罰事』悶t i ol'j" J. F. 。. $etFlds"i Con f . Fi e l d s 出 h e t . na=" h t t p ' : J ' / s o heJ¥l ' ! S，o i i c r o s om ! C ; c ; / Q /c o n f i g u r a t l o nl " F J d s J t e o i ( s昏i 方面描晶、 e ndl ! s j n g 勺 "2 伝的e o i d8 <" $mtTSe ' l ' v e r " )= =" s o i t p . g m a il . ∞m" U Fl d s l t e o i F J d 写 . 1 t e o i ( 同 hema? <""mttse刊 erport")=*料 F i d s: l t e m ( s c h e o i a也“. smt 吾d u t h割引 C @ t eづ=1. 任。。. H. ③ ReBefDat 早 G)ReceivedData o. G l i o i r t . I i p er s e . Cod : e: =" t 叩I f ' . oC i 1 e . n t . : bo . n n e . c to S . e r v e r i n f o s " C l i en ， tP . t t 唯a i l I n 五 0 $ 0. 、. ご. ⑤ ReadP ，儲，， > word. ③ SetPassword. ，. ⑤ Rea : . dD ' ata n f o s ( k ) S e ti n f o=i S e to M a i t "o C l i er ¥ t .G e t M a iK i o f c l M a i . l F t o m A d d r e s . s oM剖I.S " b j e ' c t. l . tem ( " chema&"send ( 1 s e r n ' ! mt ) ." 、神林輔 FJ d s F l d s l . tem(schema&" s eO l J " pBScswod")，=" 斡榊林が ' H. 。. @ Se 主D at ' a. 。規制I. T e l c t 目。匂. ⑤ SendData l ' i g u r " t i o o; ;i C o n f Set. Con ， Send. 〈 ⑦ 〉. ⑦ Operations ③ Di splayData @ StoredData. ⑤ ReSetData. @ iMappingDat量. I J )End. ⑮ Mapping. くc . odeは一部記載〉. W~bBr.oW$erl.Navíga.te 知伸希林事" くc o r l el 主-部記載〉. 図 5 VBからの起動コード送信システム. 図 6 VBでの受信処理システム. より、メールデータから経緯度、温度、湿度、気. Map表示、③環境システムの選択、④履歴表示、. 圧、高度、方位、時間を抽出し、マッピング用の. ⑤表示データの選択、⑥データベース化機能、⑦. データに加工し、 GoogleMap上にマッピングした。. t r a c e& l o g g e r機能などである. O. 表示位置には、 4つまでのフラッグを準備した。. S9 .実測. 以降、データを受信するごとに、表示内容の更新とマップ表示の更新を行い、同時に、 HDDへ出. 4台の環境センサと SPによる計測実験を行っ. 力しデータベース化した。開発した機能として、. た。図中の吹き出しは、観測場所を示すフラッグ. ①環境データのリアルタイム表示、②同データの. であり、クリックにより環境データが表示される O. 叫国!. 白 mla hmvmh. sE-. 同副. 亡享霊主コ. 一三塁益百. 一明治帥引 E 守. 陸. ょj. 図 7 環境計測システムインターフェイス. 6 6.

(7) 黒田 :可搬型環境測定システムの開発. 下図は、その結果であるが、場所により最大で 4 . 5. する GPS衛星数や測定環境、天候の影響を受け. 分ほどの時間差が生じていた。システムに公衆. ると考えられる O そこで、上空に遮るものがない. i F iスポットを利用していネットワークと一部 W. 0 1 3年 4月 " ' 5月における晴天時、曇天、場所で、 2. ることが原因と考えられるが、リアルタイムでの. 0回測定したところ、全平均が 8. 1 : : t2 . 3 降雨時に各 5. 表示を目標としているので、タイムラグの要因を. 秒であり、最大は降雨時の 1 5.1秒であった。. 調べた。表 2 GPS受信時間. S1 0 .問題点数心一. 関一一星︿一衛. 1 応答時間. 問一能関一詞. 苛一受. 環境システムの問題点は、次の 3点である O. 2 :Netタイムラグ. 3 バッテリ保持時間この結果から、本システムでの GPSによる経緯度計測に必要な最適待ち時間を 2 0秒としプログラ. く実験 1 応答時間〉. r i g g e r 応答時間 τは、環境センサが計測開始 t. ムの最適化を行った。. を受信してから、測定結果を送信するまでの時間であり、 τ lをセンサの計測時間とすると、. く実験 2:Netタイムラグ〉. Netタイムラグは、 pC-SP聞の公衆回線での遅応答時間 τ=計測時間 τ l +GPS計測時間 τ2 + 演算時間 τ 3 +Wi-Fi転送時間て 4. P-Arduino聞の W i F i通信時間で生じる延と S が、 W i F i通信に要する時間は"-'msecであった. etタイムラグを pc-SP通信時におことから、 N τ2は GPSモジュールが、 GPS衛星からの GPS. けるタイムラグとし、これを計測した。. 信号を受信してから経緯度を確定するまでの経緯. 公衆回線を利用しているので、回線の混み具合. 度計測時間であり、正確な位置決定には、 4つ以. は、時間帯や曜日などに大きく影響を受けると考. 上の衛星からの情報を取得し、位置計算が必要に. えられる o auでの関西地区におけるトラフィック. なる O そこで、本稿でのプログラムでは、電子透. 状況が公開されていないので詳細は不明であるが、. かし組み込み仰に使用した GPSでの位置確定ま. 「ぷらら」のトラフィックモニタの結果舗では、. 0秒間に設定しでの時間を参考にし、計測時間を 6. 曜日による依存性よりも時間帯での依存性が高く、. た。また、各プロセスでの所要時間を計測したと. 2 2 " ' 2 4時に回線の利用率は最大になり、 4 " ' 8時. 1 、τ 3 、日は"-'1 0msecであったので、 GPS ころ、 τ. に最小になりその差は約 3倍であった。そこで、. 計測時間》計測時間、演算時間、 W i F i転送時. 0 1 3年 4月 " ' 5月に次の 3つの曜日は考慮せず、 2. 2に依存す間となり、応答時間は GPS計測時間 τ. 時間帯で、約 5分間隔で通信時間を測定した。そ. ることが分かった。. 5土 5 7秒となり、通信時間に大の結果、全平均が 7. GPS計測時間を最適化しシステムを改良するた. きな差を確認した。表 3 通信時間. めに、本稿で使用した GPSを単独に起動し、経緯度決定までの時間を計測した。GPSでの経緯度計測では、上空にある複数の GPS衛星からの情. s e c ) 通信時間 (. 報を受信して、位置決めを行うので、上空を通過. Max. - 6 7.

(8) 近畿大学短大論集. Vo1 .4 6，N o . l，2 0 1 3. そこで、階級値を 2 0秒とする通信時間のヒストグ. では、フル充電した NiMH電池 2本(1.40Vx2 ). ラムを作成すると次のようになった。. を、スイッチサイエンス製 SFEP R T 0 8 2 4 9 ωを使用し 5Vに昇圧して使用した。また、電池の両端電圧は、 A/ D コンパートした後、 PCで計測し. 聾宮崎間担分議. E闘匝墨書. 7 こO 耳目. 図が示すように、システム起動後から電池両端. お. の電圧は徐々に低下し、1.9 6士0 . 0 5 Vまで 1 3時間. JO. 3 0分士 2 0分間の連続計測が可能であった。また、. 5. 事. システムが停止するまでの出力電圧はほぼ一定で、. ・・. 2. E. ω. •. J I 回. 融 ". Z 主路. ・島. J I 鎗. m. 草. 4 . 9 4士0 . 0 2 Vで安定していた。. E. 図 8 受信に要した時間の分布. 811 . まとめ本稿において、 4つのセンサを搭載した μPとネッ. 2 0 4 0秒の短時間で送信できる場合と 1 4 0 1 6 0秒. トワーク接続した PC+SPシステムからなる遠隔. を要する場合があった。今回の実験だけでは、こ. 操作が可能な環境計測システムを試作した。本シ. の詳細を解明することは難しいが、おそらく LTE. ステムは、公衆回線を利用することにより、安価. 接続と 3G接続に因るものと考えられる。そのた. で計測からデータベース化までを自動化できる環. め、好条件での接続の場合 1 0秒以内で通信が可能. 境計測システムであり、 4つの環境システムにお. 2 0秒 1 6 0秒ほどのタイムラグがであるが、最大 1. いて計測開始から表示までの最短時間は、最適化. ネットワーク使用により生じることになる O. により約 3 0秒であり、連続使用時間は 1 3時間であった。. く実験 3 ノくッテリ保持時間〉. 現状では、 A rduinoのアナログ入力端子の制約. 最適化後の計測システムは、可搬性を重視し電. 上、 5つ以上のセンサの搭載が困難なため、今後、. 池駆動としたので、連続計測ができる時間に制限. 実装サイズの最小化とともに、搭載センサの増設. がある O そこで、各種センサ(温度、湿度、気圧、. と PCからの選択機能、連続使用時間の延長方法. 高度)、ドングル、 SBDBTを装着した状態で、電. b e r r yP iや PSoc などを検討したい。同時に、 Rasp. 0分間隔で測定し、 BT送信が停池の両端電圧を 1. などの新しい μPと SPの組み合わせを検討する. 止するまでの時間を決定した。なお、本システム. とともに、センサ部の開発により、花粉、二酸化炭素、 PM2.5なども観測対象とできる計測システ. ..，刷事. ‘ '. a b l e t ムの構築を目指す。また、通信機能を有する T. 憲君臨電圧@爵属議. t. への組み込みにより、 A rduino単独で機能するシ. -. 事. ステム構築を目指す。参考文献同嶋崎、 .. 急 .. ( 1) I 環境省大気汚染物質広域監視システム ( そらまめくん)J( h t t p: / /soramame. t a i k i. g o . j p/ >( 20 1 3 0 7 1 0). U. 子一一守一一ー一一一一守一一一ー →一一ー一. .. ( 2) I 環境省花粉観測システム (はなこさん ) J. ・・ s. 創鴫凋圃.. .. ... . . 童書鎗輔筒. 図 9 電源電圧の時間変化. ( h t t p: / / k a f u n . t a i k i . g o. j p/ >( 2 0 1 3 0 7 1 0) ( 3) I BASICStampJ. (h t t p ://www. engr. s j s u . e d u/bjfurman/c o u r s e s/.

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