3gシールドを使った事例のご紹介・デモ3gsa.org/kumas-d20130625.pdf · 2013. 7....

３Gシールドを使った事例のご紹介・デモ

2013年6月25日３Gシールドアライアンス理事株式会社構造計画研究所⼤⿊

もくじ

第１章 3Gシールドの活⽤事例（3Gシールドを使ったデモ）

第２章３Gシールドによるプロとタイピング第３章 M2Mにおける課題について

本資料は、３Gシールドアライアンスで作成したものです。無断での複写・転写を禁じます。Copyright(c) 2013 ３G alliance ＆ Tabrain All Rights Reserved.

熊本県産業技術センター第２回技術普及講習会（情報技術）

第１章3Gシールドの活⽤事例

1

【3Gシールドの活⽤事例】� ZigBeeセンサネットワーク� リビングコントローラ� 簡易監視サービス� 独居⾼齢者の⾒守りサービス� IEEE1888 準拠の電⼒可視化サービス

2013.6.253Gシールドの事例紹介

1．ZigBee+3G センサネットワーク

2013.6.252

クラウド（IIJ GEO）

Arduino連携

①定期的なセンサ情報の通知②モバイルもしくはツイッタ―からの指示による「出⼒系」の制御

モバイル連携

①最新のセンサ情報の取得②「出⼒系」の制御指示

ツイッタ―連携

①センサ情報のツイート②「出⼒系」の制御ツイート

3G Shield3G Shield3G Shield3G Shield

ArduinoArduinoArduinoArduino

ActuatorActuatorActuatorActuator

XBeeXBeeXBeeXBee





@a3gsa_Nakano@a3gsa_Nakano@a3gsa_Nakano@a3gsa_Nakano

@a3gsa_Kanda@a3gsa_Kanda@a3gsa_Kanda@a3gsa_Kanda

@a3gsa_Kumamoto@a3gsa_Kumamoto@a3gsa_Kumamoto@a3gsa_Kumamoto

iPadiPadiPadiPad

iPhoneiPhoneiPhoneiPhone

AndroidAndroidAndroidAndroid

中野

神田

熊本

「出⼒系」

ファン

LED

XBeeXBeeXBeeXBee

(株)構造計画研究所の事例

3Gシールドの事例紹介

3G Shield3G Shield3G Shield3G Shield ZigBee

1．ZigBee+3G センサネットワーク

� スマホ⽤アプリの画面（Android/iOS/PC対応、Adobe Air上で開発）

2013.6.253

センサ機器：神田センサ機器：熊本



� サービスイメージ2．リビング・コントローラ

4

@リビング

スマートフォン

@外出先 SNS連携タブレット


リビングの家電を、触れずに簡単操作リビングの温度や湿度を⾒える化

外出先から⾃宅の家電を遠隔操作⾃宅の温度や湿度を外出先から確認

照明扇風機TV

クラウドクラウドクラウドクラウド

・センサ情報の⾒える化・家電操作（音声・ジェスチャ）

・センサ情報の⾒える化・家電操作（アプリ）

スマートフォン

@⾃宅or外出先

タブレット

・閾値設定で操作予約

2013.6.25



事前に操作予約（温度が28度を超えたらエアコンON..）

2．リビング・コントローラ� Twitterとの連携

5

センサ情報(温度、湿度、照度)がTweetされます

家電への操作指示をTweetします暑い → FANをON暗い → 照明をON

2013.6.25

サイズは6cm(w) * 8cm(d) * 4cm(h)

実機写真Arduinoのシールドとして実装



2．リビング・コントローラ� システム構成

6

Arduino

3G3G3G3Gシールドシールドシールドシールド

特製シールド

PublicPublicPublicPublic CloudCloudCloudCloud

Amazon EC2..

MySQLPHPAPP.

AIR APP.

Adobe AIR

iOS/Android/PCHome

3GWiFi/3G/LTE..

Sketch

※ジェスチャおよび⾳声の認識は「PC+Kinect」で実装

2013.6.25



3．簡易監視サービス� サービス概要

� 置いておくだけで、簡単に監視ができるサービス� 様々なセンサを組み合わせることで、いろいろな⽤途に

対応� 一定条件を満たすと、メールで通知� 欲しい時にメールを出すだけで、撮影画像やセンサ値を

返信

� 応⽤事例� ⾃宅への不審者侵⼊チェック� 農業での利⽤（ビニルハウスや⽔耕栽培の監視）� ガーデニングやペット等の育成管理

7 2013.6.25



3．簡易監視サービス� サービスイメージ

8⾒

張り

・⾒

守り

キッ

ト

カメラ

人感センサ

環境センサ

電⼒センサ

その他センサ

クラウドサービス

(IIJ GEO)Big

Data 3GWiFiADSL

スマホタブレット

ブラウザ

温度が30℃を超えた、人を検知した、電⼒量が一定値を超えた等の条件で、メールで通知

測定データは安全に保管し、また過去のデータも閲覧・ダウンロード可能

メール通知

2013.6.25



3．簡易監視サービス（植物⼯場での監視）� 実物写真

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【搭載センサ】- カラーカメラ（静止画）- 温度・湿度センサ- 照度センサ- CO2センサ等

2013.6.25

【機能】- 定期的な環境センサ、画像

のアップロード- メール受け取ると、測定

データや画像を返信- 一定条件を満たすと、メー

ルで通知- 画像やセンサ情報をメール

で返信

サイズは、13cm(H)×10cm(W)×7cm(D)



3．簡易監視サービス（植物⼯場での監視）� スマホアプリの画面

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【事例：⽔耕栽培の監視】ご協⼒：• 株式会社諏訪菜• 拓殖大学工学部• ディー・クルー・テクノロジー

ズ株式会社• 株式会社UKCホールディングス• 株式会社インターネットイニシ

アティブ3Gシールドの事例紹介

3．簡易監視サービス（今後の展開）� ハウス向け監視装置

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【ハウス向け監視装置】� 画像に加えて、温度、湿度、

照度、⼟壌⽔分、ECを計測� ⾼温多湿に耐えるよう、⾼温

時等にFANで換気・冷却� 太陽電池駆動向けの機能とし

て、電池電圧を計測・監視

センサ類は数m程度のケーブルで延⻑

4．独居⾼齢者の⾒守りサービス� 概要

� 一人住まいの⾼齢者を⾒守るサービス� 遠くにお住いの⼦供等が、クラウドサービスを利⽤する

ことで⾒守りができる� サービス概要

� センサによって、無事に生活されていることを確認。確認できない時は、その旨をお知らせ。

� 一人住まいの⾼齢者で、何かあれば「緊急呼び出し」ボタンを押して、ヘルプを要請。

� 3Gシールドの採⽤理由� スマホから3Gシールド採⽤へ切替え（設定・設置が簡単、

製品に一体化して組込可能）

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(株)ハローシステム様の事例


4．独居⾼齢者の⾒守りサービス

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試作中の見守り装置見守る側が利用するスマホアプリの画面

(株)ハローシステム様の事例


5．IEEE1888準拠 - 電⼒の可視化サービス� 概要

� 東京大学の江崎教授・落合助教授等が参加して策定された国際標準規格IEEE1888を実装したサービス

� 簡易電⼒計測センサにより、誰でも簡単に取り付けでき、廉価に計測できる機器を東大が設計・製造して、一般家庭などへ広く普及させる活動を展開中

� サービス概要� 家庭や中⼩の企業に設置した電⼒計のデータを、有線や

3Gシールドでクラウド(IIJ GIO)にアップロード、グラフ化してブラウザで閲覧等が⾏えるサービス

� 一般家庭に対して、電⼒利⽤の傾向分析や節電のためのアドバイスを⾏う実証実験を実施中

14 2013.6.25

東京大学様の事例


5．IEEE1888準拠 - 電⼒の可視化サービス� サービスイメージ

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HTTP

5．IEEE1888準拠 - 電⼒の可視化サービス

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計測の様⼦

IEEE1888エネルギー診断メータ

分電盤レベルで電力計測分電盤レベルで電力計測分電盤レベルで電力計測分電盤レベルで電力計測

クラウド上のサーバに「IEEE1888通信プロトコル」

でデータを送信

5． IEEE1888準拠 - 電⼒の可視化サービス� 実物写真

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試験中の装置

装置のふたを開けたところ



3Gシールドを活⽤した事例のデモ

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� 簡易監視サービスのデモ


第2章３Gシールドによるプロトタイピング

19 2013.6.253Gシールドの事例紹介

１．3Gシールドのネット接続機能

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� http/https のGETやPOST機能があり、Webとの接続が可能� さらにTCP/IP機能を使ってTCP/IP通信機能が利⽤可能

http/https機能TCP/IP機能

ネット接続が容易様々なネット連携構築

が可能

ネット情報の活⽤・月齢情報・天気予報・株価情報・花粉情報など

ネット上の情報が

活⽤可能

スマホとの連携・情報提供・遠隔操作など

遠隔監視遠隔操作

サーバ連携・メールサーバ・データサーバ（クラウド）など



21

� 温度を測って、ツイートするスケッチ(認証を代⾏してくれるフリーのサービス arduino-tweet を利⽤）

2013.6.25

// A3GS sample sketch.10 -- tweet// [Note] Replace "token" and "message" with// http://arduino-tweet.appspot.com/ account

#include <SoftwareSerial.h>#include "a3gs.h"

#define LM61BIZ_Pin 1 // A1 pin

const char *token = "YOUR_TOKEN_HERE";

void setup() // 初期化処理関数{

Serial.begin(9600);Serial.println("Ready.");

Serial.print("Initializing.. ");if (a3gs.start() == 0 && a3gs.begin() == 0)Serial.println("Succeeded.");

elseSerial.println("Failed.");

}

void loop() // ループ処理関数{

Serial.print("tweet() requesting.. ");

char message[100];sprintf(message, "%dC Now!", getTemp());if (a3gs.tweet(token, message) == 0)

Serial.println("OK!");else

Serial.println("Can't tweet.");

delay(60000); // Take an interval}

int getTemp(void) // 温度測定関数{

int mV = analogRead(LM61BIZ_Pin) * 4.88;return (mV - 600);

}



22

� HTTP/GETやPOSTの例� 引数(サーバ名、ポート番号、パス、ボディ等)を指定して、

下記のAPIを呼び出すだけでよい：

� GET

int httpGET(server, post, path, response, respLength, useHTTPS)

� POST

int httpPOST(server, post, path, header, body, response,respLength, useHTTPS)

� 煩雑なATコマンドを使う必要はない� http以外の通信をする場合は、TCP/IP通信のAPIを直接呼び出すことができる


２．3Gシールドによるネット接続のメリット

23

� ３Gシールドで、ネット接続できることでのメリットは？

課題３Gシールドのメリット備考

設置・設置費⽤が安価・ケーブル不要

・3G通信が繋がるところであれば、置くだけで設置OK

・一時的な利⽤でもメリットが大きい（イベント会場や建設現場など）

セキュリティ・社内LANなどと独⽴して設置

えきるので、セキュリティの心配がない

・3G回線網を使い、独⾃にインターネットと接続することが可能

システム構築・Arduinoの豊富な資産を使う

ことで、安価かつ短期間で構築可能

可搬性簡単に持ち運び設置可能・移動体（⾞・船舶・動物など）でも利⽤可能

地域エリア 3G通信網エリア(FOMAエリア)で利⽤可能・国内外で広く利⽤できるWAN


第3章M2Mにおける課題について

24 2013.6.253Gシールドの事例紹介

１．M2Mサービスの開発における課題

25

� 事業者がM2Mサービスを単独で開発することは困難� 結局はプラットフォームまで開発・運⽤しなければならい

→ やりたい部分に集中できない


ネットワーク

コントロールモジュール

アプリ

センサー・アクチュエータ

ストレージ

サーバ

設計開発運⽤管理

通信キャリア 3G/LTE

事業者

事業者

事業者

SIers

モジュールベンダー

出典：クラウドサービスと融合するM2M応⽤技術(フリービット株式会社池田・石田様)から抜粋

3Gシールドアライアンスのメンバで

全体をカバー

2．M2Mサービスの開発における技術課題

26

� 技術課題は少なくないが、解決していくことは十分可能な時代に..


課題補足

1オープンソースの利⽤

独⾃性権利関連

• 一般に、商⽤での利⽤も可能

2Arduinoプラットフォームの採⽤

信頼性CPUパワー、メモリサイズ

• 一般に、プロトタイプでは十分• 不⾜するなら、Mega/DueやArduino

互換機(GR SAKURA等)を採⽤

3消費電⼒

電池駆動の難しさ発熱の問題

• 常時の通信では電池駆動は困難• 必要な時のみ3Gシールドに通電する

方式等を検討

4M2M技術者の育成

クラウド開発者からアプローチ大学教育の充実、実践教育

• ハードウェア開発とクラウドサービスの融合がポイント

• アライアンスでも技術教育を実施

【補足】• 3Gシールドの利⽤事例や技術解説は、下記のWikiサイトで公開中：

http://a3gs.wiki.fc2.com/

3gシールドを使った事例のご紹介・デモ3gsa.org/kumas-d20130625.pdf · 2013. 7....

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