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Copyright c 2012.09 TFMHY LABORATORY All Rights Reserved
代表 渡辺 勉
2012年9月 合同会社TFMHY研究所
6次産業化のための情報共有のためのICT活用 データ収集と情報共有・活用のための 小規模分散サーバー型情報共有ネットワークソフト どこでもデータ.NET
URL:http://www.tfmhy.com
E-mail:[email protected]
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6次産業化のための情報課題
□情報の価値化手段の提供 ・農業情報の特性として時間と空間の広がりのなかで大規模且つ広く分散した
小さな情報の集約と分析・加工
・潜在的価値情報の顕在化と利用価値の公・私的利用の区分
□情報価値化の組織化 ・情報の価値ニーズの整理
・情報を価値化するために試験研究機関や先進農業者などの知見を有する者への
情報提供と知見者が価値化した情報の利用者への配信の仕組み構築
・情報価値化のための分析、加工インフラの提供
□情報コラボレーションのための情報システムの構築 ・情報共有化のためのデータ標準化
・情報共有化のためのシステムの構築
*生産情報データベース:全国のほ場面積・土壌情報、生産品目、播種時期、 収穫時期、施肥農薬情報、収穫情報・・・のデータベース *ほ場、温室などの環境情報:ほ場の気象情報のデータベース
計測データ
リアルタイム から短中期 農産物生育、 供給情報
データベース
データ マイニング
病虫害、 農薬/肥料 需要情報
データベース
海外向け 農産物 供給情報
・病虫害対策 ・低コスト施肥、 施用 ・肥料、農薬 低コスト生産
・集出荷調整 ・生産調整 ・供給調整 ・価格調整
農業情報ネットワークの理想型
*全国に導入されている 生産履歴システムを利用 *温室や植物工場、露地に ある計測データを利用
生産ノウハウ 制御ノウハウ
気象情報、気象変化 データベース
ほ場データ
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データ集約 データ集約 データ集約
データ集約 データ集約
データ加工 価値化
データ加工 価値化
個に分散化された計測データの集約化とデータ加工・価値化
クラウド空間
相互利用
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課題解決のための全体イメージ
生産者
圃場又は
施設
生産者 生産者
屋外 温湿度・日射 インターネット
生産者
生産者団体 生産履歴履歴システム
統合管理
研究者
生産団体 担当
試験研究所
大学
栽培データ 計測システム ・圃場計測 ・作業データ
計測
栽培帳票記入
データ標準規格化
アプリケーション標準化
・インフラ構築 ・情報分析
(全体分析) ・
・・・・・
植物工場 (温室)
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農業環境データ価値化実現に向けたICT化の実現
□情報の共有化ができること--通信の標準化(通信標準化規格の開発) □誰にでも扱え、しかも高機能なデータ分析、加工、モニタリングができること
Microsoft Excelをプラットホームとする
・誰でも使っており、農家の人でも使っている
・マイクロソフトが大きな投資をして高機能化している。
・世界中で利用可能である。
□データベースは単純化、低コスト-Microsoft Accessで利用されている無償の
Jetエンジン採用
□どのような計測装置でも利用なシステム
様に装置ごとにインタフェースを開発し、システムを標準化
□すべてのネットワークで利用可能なこと
-TCP/IP、メール通信をサポート
□データ収集、加工が容易で高度な機能が必要
工場システム並みの機能を実現
□6次化の実現のために農業だけでなく加工までも利用可能にしたい
-食品工場、環境・エネルギー管理にも利用可能な機能を実現
□クラウド、M to Mなどのでも可能なようにしたい
-分散サーバーコンセプトで実現
□そしてシンプル、フレキシブルの実現-どこでもデータ.NET
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通信の標準化
1.情報共有化のためのデータ標準化
1994年に施設園芸省力・快適生産体制確立対策事業で温室環境制御メーカが集まって、
通信規格の標準化について高度環境制御装置標準化協議会を設立し、策定した
--標準化通信規格(ver2.7)
A社
コントローラ
B社
コントローラ
C社
コントローラ
A社仮想
コントローラ
B社仮想
コントローラ
B社仮想
コントローラ
標準化
規格通信
システム2 システム3 システム4 システム1
栽培支援
システム
データ
分析
栽培農家 試験研究所
栽培支援
改良普及所
品質評価
改良普及所
参加メーカ:イーエスディ、三基計装、チノー、東京ハイテック、東芝、トピーグリーン、ネポン、山武ハネウエル、横河電機
試験研究機関:千葉大、東海大学、野菜茶業試験場
協賛:農水省野菜振興課、施設園芸協会
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仮想コントローラ(サーバー)
データベース
ドライバー
機器/ センサー 機器/
センサー
機器/ センサー
データ プロセッサー
標準化通信 プロセッサー
マップ ファイル
アプリケーション(クライアント)
マップ ファイル マップ ファイル
マップ ファイル
標準化通信 プロセッサー
アプリケーション プロセッサー
アプリケーション
標準化通信規格のアプリケーション上の構造
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[SystemInfo]
Prompt=TFMHY
StdVersion=2.7
Level=6b
Port=12411
MailAddress=藤沢市打戻
GeoLocation=139.25,35.23,18
FacilityName=井出ハウス(2号棟),DOKOSystem
FacilitySubName=どこでもデータサーバ,DOKO_SVR
Manufacturer=TFMHY
ProductName=DokoSvr
ProductNumber=ver1.00
MapTimestamp=20020529172654
NetworkAddress=xxx.xxx.xxx.xxx(IPアドレス表記)またはiaaaaa.bb..jp(DDNS用 URL表記) VContMaxComInterval=300
[SDNTable]
H10C211-------IR,屋内相対湿度1,%,BOX1_1_CH1,1HA1HG1HL1DA1DG1DL7DA7DGANC,屋内相対湿度1
H103011-------IR,屋内気温1,C,BOX1_1_CH2,1HA1HG1HL1DA1DG1DL7DA7DGANC,屋内気温1
H10C212-------IR,屋内相対湿度2,%,BOX1_1_CH3,1HA1HG1HL1DA1DG1DL7DA7DGANC,屋内相対湿度2
H103012-------IR,屋内気温2,C,BOX1_1_CH4,1HA1HG1HL1DA1DG1DL7DA7DGANC,屋内気温2
MAPファイル例
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標準化通信規格をベースに開発した
データ収集と情報共有・活用のための 分散サーバー型情報共有ネットワークソフト
どこでもデータ.NET
リアルタイム データベース
電力 設備
空調 設備
エネルギー 設備
機械 設備
熱処理 設備
半導体設備
農業 施設
発電機 食品 機械
設備、機械のデータをPLC、コントローラ を介してデータ収集し、データをリアル タイム&ヒストリカルデータベースを構築 します。(設備・機械単位~複合設備)
ネットワークを通じて「どこでもデータ.netサーバー」から収集したデータをExcel上に用途に応じて貼り付
け、Excelの機能をフルに利用し加工・分析。また加工結果のデータをExcelのセルのデータをPLCなどに書込むことも可能です。
(データはリアルタイムデータ、ヒストリカルデータ、イベントデータ、積算データなど多種を利用可能)
ネットワーク
<どこでもデータ.NETサーバー>
<どこでもデータ..NETクライアント>
どこでもデータ.NETとは
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データ交換の仕組み
アプリケーション
コントロール どこでもユーザ コントロール
システムデータ交換コンセプト
標準化通信
プログラム
ヒストリカル
データベース
(MDBFILE)
1ヶ月
パスワード ファイル
MAP ファイル
サーバソフト
サーバパソコン
EXCEL
BASIC通信
コントロール
ユーザ 通信プログラム
ActiveX
TCP/IP
ユーザパソコン
データ収集装置
リアルタイム データテーブル
コントローラ 通信ドライバ
データ収集装置 データ収集装置
アプリケーション
コントロール
他のサーバパソコン
MAP ファイル
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サポート対象データ収集装置: ・山武製CPL通信サポート機種
SDC10,20,30,40、SRF100,200、DMC10、DMC50、
AHC2001、MX20,30,50,200,MA500他
・PLC
三菱MELSEC A,Qシリーズ、 シャープサテライトシリーズ、
東芝Tシリーズ、OMRON Cシリーズ、横河電機FA-M3シリーズ
・ダミードライバー:Excel上のテキストデータなどの取り扱い
・標準化通信ドライバー:標準化通信を行う機器等のドライバー
データ収集周期: イベント、データ:1秒以上(通信路、パソコン等の性能に依存します) 履歴保存:1秒以上(通信路、パソコン等の性能、容量等に依存します) 履歴保存期間:1日単位、10日単位、半月単位、月単位で設定
主要機能
データ収集機能: イベント収集、定時間間隔収集、データ書込
履歴保存機能: イベント保存、定時間間隔保存、積算
使用データベースファイル:MDBファイル
保存単位:1日~
セキュリティ機能: ID/パスワードによる
メール機能: イベント発生、復帰時にメール送信
メールによるデータ通信
管理機能: 収集データ表示、通信状態表示、通信ログ保存、通信異常リセット
データ読込: サーバーからの現在値データをExcelのワークシート
セル上に読込む(シングル、マルチ、などあり) データ書込: Excelのワークシート上のデータをサーバー経由で通信機器に書込
む(シングル、マルチ、書込ボックス、、レシピーなどあり) イベント読込: サーバーのイベントステータスを読込、Excelのワークシート上に
ステータスを表示する。(アニメーション、マルチボックス表示など
あり) ボタン機能: ワークシート上に設定されたボタンからサーバー経由で通信機器に
書込む(シングルボタン、マルチボタンなどあり) ヒストリートレンド読込: サーバーの履歴データをExcelのワークシートセル上に読込む
(シングル、マルチ、ブロック、定時間、積算・差分値などあり) リアルタイムトレンド: サーバーからの現在値データをExcelのワークシートセル上の指定
した位置から指定した数だけ一定間隔ごとに読込む(シングル、
マルチあり) メッセージ表示機能
サーバのデータの内容により、文字または画像に変換してワーク
シート上に表示する。
トレンドグラフ: 指定されたデータ数をExcelのワークシート上にトレンドグラフとし
て表示させる
デマンド管理機能: サーバのデータを電力デマンド表示ボックスで表示する
VBAコントロール:VBAで操作を制御するプログラムの開発可
サーバとの通信間隔: イベント; 1秒以上 ・読込; 1秒以上 ・書込; 設定による
ヒストリ読込; サーバーによる ・リアルタイム:1秒以上
どこでもデータ.NETの主な機能
どこでもデータ.NETクライアントの画面例
植物工場への応用例
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人工光型植物工場への応用例
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地域でのデータ共用
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事例紹介
井出農園
場所:神奈川県藤沢市打戻
3000m2クラスの温室3棟
1500m2クラスの温室1棟
上記の内2棟で計測システムとして利用
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ノート パソコン
ノート パソコン どこでもデータ.NETサーバー
どこでもデータ.NETサーバー
どこでもデータ.NETクライアント
インターネット
パソコン
井出農園自宅 TFMHY研究所
井出温室1 井出温室2
2400m2:とまと 3000m2:とまと
どこでもデータ.NETサーバー
どこでもデータ.NETクライアント どこでもデータ.NETクライアント
井出農園アプリケーションシステム構成
モデム ルータ
モデム ルータ
モデム ルータ
パソコン
モデム ルータ
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No.2 ハウス
外気温度x1 外気湿度 x1 屋外日射 x1
屋内温度 x21 屋内湿度 x21 CO2濃度 x2 屋内日射 x1 根圏温度 x6 温水温度 x7 養液流量 x4 ボイラー出口温度 x4 ボイラー入口 x4 燃料流量 x1
外気温度x1 外気湿度 x1 屋外日射 x1
屋内気温x6 屋内湿度 x6 CO2濃度 x1 屋内日射 x1 根圏温度 x6 温水温度 x6 養液流量 x1 ボイラー出口温水温度 x1 ボイラー入口温水温度 x1 燃料流量 x1
No.1 ハウス
収集データ
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井出農園の写真
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井出農園の温室データ画面
温室のデータをリアルタイムでExcel上で表示しています。
温度分布画面
温湿度のリアルタイムデータを空間分布として表示しています。
履歴データ画面
履歴データをサーバから収集し、Excel上に直接貼り付け、マクロボタンでグラフに成形
して表示しています。
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仮想コントローラ(サーバー)
データベース データ
プロセッサー
標準化通信 プロセッサー
マップ ファイル マップ ファイル マップ ファイル
標準化通ドライバー
・各サーバからの情報を集約
・必要なデータのみ上位サーバに集約
・必要に応じて上位を更に表意拡張することも可能
サーバー間通信による上位サーバ(クラウド化)の実現
サーバー
サーバー
サーバー
個々の生産者またはグループ
情報共有サーバー
サーバー
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ローカル
データサーバー
目的別分散型
データサーバー 目的別分散型
データサーバー
目的別分散型
データサーバー
ローカル
データサーバー ローカル
データサーバー
ローカルデータ
目的別センター
データサーバー 目的別センター
データサーバー
ローカル
データサーバー ローカル
データサーバー ローカル
データサーバー
MAP ファイル サーバ
標準化通信ネットワーク
クラウドネットワーク空間(インターネット)
農業情報計測ネットワークの実現
アプリケーション クライアント
アプリケーション クライアント
アプリケーション クライアント
アプリケーション クライアント
アプリケーション ファイル サーバ
アプリケーション クライアント
・様々な施設、計測ロボット等からのデータや人がローカルで入力するデータ等をローカルサーバに集約する。
・ローカルサーバのデータはローカルのアプリケーションクライアンドで使用し、目的別に共有したいデータを
目的別データサーバに収集する。
・収集したいデータ項目はMAPファイルサーバに集約する(目的別) ・データサーバを利用して作成したアプリケーションはアプリケーションサーバに集約する。(目的別) ・ネットワークプロトコルは標準化通信規格を利用する
・アプリケーションは分析したい場合はExcel、閲覧、監視、制御等をしたい場合はWEBで作成する