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スマート農業システムをつくってみよう
こんにちは。ハリボーです。
近年、都会を離れて地方で農業を始める移住者が増加しています。
自然の中で生活するのはストレス軽減に大きな効果があるとか。
しかし、農業は重労働。
草刈りや害虫対策など、決して簡単なことではありません。
そんな農業を楽しく快適にサポートするのがテクノロジーの力。
ドローンが農薬を散布したり、作物の水分・温度管理をするなどの『スマート農業』が話題になることも。
というわけで、私もスマート農業にチャレンジします。
定点観測システムを構築する
STEP0:畑を耕す
まずは私の現拠点付近に手ごろなスペースを用意。
こちらをスマート農業の実験場にしてみたいと思います。
![](https://sp-ao.shortpixel.ai/client/to_webp,q_glossy,ret_img,w_800,h_450/https://harilab.com/wp/wp-content/uploads/2023/03/agri-it-5.jpg)
とにかく畑を作らないことには始まりません。
雑草だらけの敷地に鍬入れを行います。これが重労働。
![](https://sp-ao.shortpixel.ai/client/to_webp,q_glossy,ret_img,w_800,h_450/https://harilab.com/wp/wp-content/uploads/2023/03/agri-it-7.jpg)
畑ができました。
順次、畝を作って作物を植えていきます。
STEP1:RaspberryPiの準備
第1弾として定点観測用のマイコンを設置します。
汎用性の高いRaspberryPI(ラズパイ)を使用。
2023年現在のはver.4まで出ていますが、私は引き出しに眠っていたver.2Bを使います。
ラズパイにUSBカメラと7インチモニターを接続します。
100均で購入したケースに入れることで、それっぽい雰囲気が出ました。
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USBカメラは定番のロジクール製を使用。
7インチモニターはカーナビなどに使われるサイズ。
後述するVNCで遠隔操作がメインになるので、正直言ってモニターは何でも良かったです。
STEP2:VNCの導入
畑に設置するRaspberryPIを私のデスクトップPCにて操作できるようにします。
外出先からアクセスする場合はVPN接続(Virtual Private Network)が必要ですが、今回は同一ネットワーク空間で使用するのでVNC接続(Virtual Network Computing)機能を用います。
RaspberryPIのVNC設定
まずはRaspberryPIを起動し、VNC機能をオンに設定する所から。
スタートメニューから「Preferences」、「Raspberry Pi Configuration」を選択。
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「Interfaces」項目内にある「VNC」のラジオボタンを「Enabled」に設定。
![](https://sp-ao.shortpixel.ai/client/to_webp,q_glossy,ret_img,w_800,h_552/https://harilab.com/wp/wp-content/uploads/2023/03/vnc-set02.jpg)
これでタスクバーにVNCの項目が追加されます。
青色のAdobeみたいな雰囲気のボタンです。
![](https://sp-ao.shortpixel.ai/client/to_webp,q_glossy,ret_img,w_800,h_555/https://harilab.com/wp/wp-content/uploads/2023/03/vnc-set03.jpg)
VNCのボタンを押すとIPアドレスが確認できます。
下記画像は私の場合であり、環境によって異なります。
![](https://sp-ao.shortpixel.ai/client/to_webp,q_glossy,ret_img,w_800,h_552/https://harilab.com/wp/wp-content/uploads/2023/03/vnc-set04.jpg)
リモート操作ソフトウェアの導入
今回はリモート操作ソフトウェアの「RealVNC」を使用します。
公式サイトはこちら。
「Download VNC Viewer」を選択してダウンロードします。
![](https://sp-ao.shortpixel.ai/client/to_webp,q_glossy,ret_img,w_800,h_365/https://harilab.com/wp/wp-content/uploads/2023/03/vnc01.jpg)
ダウンロード完了後にセットアップ開始。
言語設定は日本語が選べないので「English」で「OK」を選択。
![](https://sp-ao.shortpixel.ai/client/to_webp,q_glossy,ret_img,w_800,h_370/https://harilab.com/wp/wp-content/uploads/2023/03/vnc02.jpg)
セットアップを始めますと表示されるので「Next」を選択。
![](https://sp-ao.shortpixel.ai/client/to_webp,q_glossy,ret_img,w_772,h_600/https://harilab.com/wp/wp-content/uploads/2023/03/vnc03.jpg)
ライセンスの同意を求められるのでチェックボックスを入れて「Next」をクリック。
![](https://sp-ao.shortpixel.ai/client/to_webp,q_glossy,ret_img,w_772,h_600/https://harilab.com/wp/wp-content/uploads/2023/03/vnc04.jpg)
インストール先を確認し「Next」を選択。
![](https://sp-ao.shortpixel.ai/client/to_webp,q_glossy,ret_img,w_772,h_600/https://harilab.com/wp/wp-content/uploads/2023/03/vnc05.jpg)
続けて「install」をクリックします。
![](https://sp-ao.shortpixel.ai/client/to_webp,q_glossy,ret_img,w_772,h_600/https://harilab.com/wp/wp-content/uploads/2023/03/vnc06.jpg)
インストールは環境によって数分かかります。
完了したら「Finish」を選択します。
![](https://sp-ao.shortpixel.ai/client/to_webp,q_glossy,ret_img,w_772,h_600/https://harilab.com/wp/wp-content/uploads/2023/03/vnc07.jpg)
リモート操作ソフトウェアの使い方
スタート画面から「VNC」を検索してアプリを起動します。
![](https://sp-ao.shortpixel.ai/client/to_webp,q_glossy,ret_img,w_591,h_600/https://harilab.com/wp/wp-content/uploads/2023/03/vnc08.jpg)
VNC Viewerが起動したら左上の「File」から「New connection」を選択します。
![](https://sp-ao.shortpixel.ai/client/to_webp,q_glossy,ret_img,w_800,h_565/https://harilab.com/wp/wp-content/uploads/2023/03/vnc09.jpg)
RaspberryPIと接続します。
「VNC Server」の項目内に前述したRaspberryPIのIPアドレスを入力します。
「Name」は「RaspberryPI」にしておきます。
![](https://sp-ao.shortpixel.ai/client/to_webp,q_glossy,ret_img,w_443,h_600/https://harilab.com/wp/wp-content/uploads/2023/03/vnc10.jpg)
VNC ViewerにRaspberryPIの選択項目が追加されるのでクリック。
![](https://sp-ao.shortpixel.ai/client/to_webp,q_glossy,ret_img,w_800,h_571/https://harilab.com/wp/wp-content/uploads/2023/03/vnc11.jpg)
初回起動時は下記のようなダイアログが表示されます。
「Continue」を選択します。
![](https://sp-ao.shortpixel.ai/client/to_webp,q_glossy,ret_img,w_800,h_550/https://harilab.com/wp/wp-content/uploads/2023/03/vnc12.jpg)
接続時のセキュリティチェック画面が出ます。
RaspberryPIのユーザーネームとパスワードを入力します。
わからない場合はRaspberryPI側で確認できます。
![](https://sp-ao.shortpixel.ai/client/to_webp,q_glossy,ret_img,w_676,h_600/https://harilab.com/wp/wp-content/uploads/2023/03/vnc13.jpg)
RaspberryPIのデスクトップ画面が表示されたら成功です。
以降は外部PCからRaspberryPIを操作できます。
![](https://sp-ao.shortpixel.ai/client/to_webp,q_glossy,ret_img,w_800,h_552/https://harilab.com/wp/wp-content/uploads/2023/03/vnc14.jpg)
畑にシステムを設置してみた
ラズパイが外部から操作可能になりました。
続けて畑にシステムを設置します。
とりあえず空ビールケースにラズパイボックスを置きます。
モニターを畑横にある倉庫の壁にマグネットで貼り付け、カメラを養生テープで固定します。
電源は倉庫から延長ケーブルで持ってきました。
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ちなみに、ラズパイボックスには「スマート農業システム」のバナーを貼り付けてみました。
以前デザインコンペで描いた絵の使い回しですが、スマート農業っぽい雰囲気が出ています。
![](https://sp-ao.shortpixel.ai/client/to_webp,q_glossy,ret_img,w_800,h_450/https://harilab.com/wp/wp-content/uploads/2023/03/agri-it-12.jpg)
VNCで接続したラズパイのカメラを動かします。
ビューワアプリを使用すると便利ですが、とにかく動かす場合なら一行で充分。
下記をコマンドラインに打ち込みます。
raspistill test.jpg
「home/pi」に保存された画像を見てみましょう。
![](https://sp-ao.shortpixel.ai/client/to_webp,q_glossy,ret_img,w_800,h_542/https://harilab.com/wp/wp-content/uploads/2023/03/vnc15.jpg)
畑の様子を遠隔で確認することができました。
定点観測システムの第一歩です。
今後のスマート農業について
とりあえず畑にマイコンを設置できました。
今後いろいろ機能を追加していきたいと思います。
- 温度センサ設置、畑の温度測定&データ保存
- ソレノイドバルブ操作と自動水やり機能
- ビニールハウスの窓開閉と天候連動システム
可能性は無限大です。