# ICTを活用した
農業生産技術高位平準化支援システム

【受託研究報告】

# 概要

本業務では4年間の業務期間のうち初年度において,「ICTを活用した農業生産技術高位平準化支援システム」を開発した.本システムは,ICTを活用して篤農家の持つ栽培技術のノウハウのデータ等を収集し、収集したデータを分析・整理等した上で、生産者が個々の栽培データと比較できるようにすることで、各農家の生産技術の高位平準化図るシステムである.続く3年間の実証実験の期間を通じてシステムの評価・改良を行った.

# 研究期間

2016年度〜2019年度

# 構築の指針

多くの人に長く使ってもらうことを目指す

・操作がしやすい・画面が見やすい・必要な情報が得られる

# 導入イメージ

導入イメージ

# 研究の成果

# 生育データでの成果:ミカン

「小原紅早生」のマルドリ栽培(マルチ被覆+点滴かん水)において重視されている指標データに基づく機能の開発を行いました。

# スマートフォンからのデータ入力

過去の研究から作物の品質や収量に関しての指標とされている重要なデータを、スマートフォンアプリで入力するできるようになりました。

糖度、酸度の計測データはスマートフォンアプリを操作して入力。 横径はデジタルノギスとスマートフォンをBluetooth通信で接続し、計測したデータが自動的にスマートフォンアプリに入力されるようになりました。

■ スマートフォンで表示した、糖度・酸度の入力画面 スマートフォンで表示した、糖度・酸度の入力画面

■ デジタルノギスを用いた、無線通信による計測値の自動入力 デジタルノギスを用いた、無線通信による計測値の自動入力

# 主な生育データ

果実糖度/果実横径/果実酸度/日肥大量/乾燥期間の水分ストレス程度/水分ストレス累積 Pt

# グラフによる比較表示

入力した生育データを元に比較情報のグラフ表示を可能とするシステムを開発したことで、作物の生育の推移が容易に確認できるようになりました。 作物の生育期間毎に、基準値と実際のデータを同じグラフ上に表示させることで、各圃場の生育状況を一目で確認できるようになります。

■果実糖度グラフ 果実糖度グラフ

■基準値との比較表示 基準値との比較表示

# かん水指示コメント

水分ストレスの値は、累計 Pt のグラフ表示とともに、作物から取得した値などに応じた適切なかん水指示のコメントが表示されるようになりました。

■水分ストレス累積Pt グラフ 水分ストレス累積Pt グラフ

■かん水指示コメント かん水指示コメント

# 圃場環境での成果:ミカン/イチゴ

圃場での環境データ収集をネットワーク化し、web ブラウザ上でグラフ化したデータを、圃場同士、過去データ、施用状況と照らし合わせて比較できる機能の開発を行いました。

# 土壌水分計のネットワーク化:ミカン

土壌水分を計測するセンサーの値を取得しているロガーに Bluetooth 通信機器を取り付け、スマートフォンとの接続を可能にするネットワーク化を行いました。 これにより、PCを接続することでしか取得できなかった土壌水分の計測値を、スマートフォンのアプリを使って取得および記録、システムへのデータ送信ができるようになりました。

■土壌水分計のネットワーク化 土壌水分計のネットワーク化

# 環境データのグラフ表示:ミカン

システムに取り込んだ環境データをグラフ化して表示する事で、各データの推移を知る事ができるようになりました。

■土壌水分値/降水量 土壌水分値/降水量

■かん水 かん水

# 既存の圃場管理機器をネットワーク化:イチゴ

シングルボードコンピュータ (Raspberry pi) を使って、既存の圃場管理機器で取得した計測データをシリアル通信で取得。 携帯電話の回線を利用して取得したデータをクラウド統合表示システムへ送信する、無線式操作管理システムの開発を行いました。

ネットワーク化以前は、データ等の保存や加工は限定的で、圃場に設置されている既存の圃場管理機器の画面を直接確認して、ノートなどに転記した内容を使うことしかできませんでした。 今後は一定間隔でシステムへデータを送信することにより、自宅のPCからも圃場の状態を確認できるようになります。

# 無線式操作管理システム

一定間隔で、既存の圃場管理機器へのデータ取得を行ないます。 計測データの取得に加えて、クラウド統合表示システムから給水、換気や暖房などの機器設定を参照及び操作する機能を備えました。 無線式操作管理システム

# アラート表示機能:イチゴ

施設故障や気象状況により、圃場内が不適切な状態になった際、これを通知することができる機能の開発を行いました。 圃場の環境値(温度及び CO2濃度)に対して、閾値(上限及び下限)を設定し、受信した測定値がそれらを超過した際にアラートを通知します。 通知は画面上の表記及び E メール送信で行われるようになりました。 アラート表示機能

# 環境データの比較表示:イチゴ

イチゴの栽培の場合、温度や CO2の状況を同じ地域の他圃場や自圃場の過去データと比較することで、栽培の状態を確認することができるようになりました。 今後のさらなるデータの蓄積によって、収量の良い年度のデータと比較しながら栽培を行う事を可能とし、安定的な収量確保への貢献が期待されます。

■年別 比較例:温度測定値比較 温度測定値比較

■ほ場間 比較例:CO2濃度 CO2濃度

# 主な環境データ

温度 - 測定値 / 温度 - 統計 / CO2 - 測定値 / CO2 - 統計 / 日射量 - 給液・累積日射量

■日射量 - 給液・累積日射量 日射量 - 給液・累積日射量

■CO2統計グラフ CO2統計グラフ

# 農作業記録での成果:イチゴ

市販のスマートフォンからの農作業記録を可能にし、Web ブラウザでのデータ表示、圃場同士の比較などができる機能の開発を行いました。

# スマートフォンからの入力

市販のスマートフォンとインターネット回線を用いることで、システムの導入コストを下げ、圃場など様々な場所からの作業入力が可能になりました。 入力画面

# データ比較

生育データ・環境データと同じく、取得した作業記録を集計し、web ブラウザ上で視覚的にグラフ表示させ、データの比較を行なう機能の開発を行いました。 これにより、過去のデータや篤農家の持つデータに基づいた効率的な作業計画の立案が期待されます。

# 圃場間での比較

複数の項目を選択してグラフ上に表示させる事ができる 作業実績 - ほ場間比較

# 関連する研究

# 2018年度卒業研究

RFIDタグやBLEタグを農機具や圃場に取り付け,農作業者がスマートフォンを持って作業することでタグデータを自動取得、情報機器の取り扱いに慣れていない人でも作業記録が行えるようにする研究を行いました。 システム図

■作業者の場所の情報を測定 作業者の場所の情報を測定

# 2019年度卒業研究

マークシートとスマートフォンを使用した画像解析によるデータ取得システムを開発し、従来システムと比較して農作業内容の記録を短時間で行えるようにする研究を行いました。

■iOSアプリと読み取り装置 iOSアプリと読み取り装置

# 2019年度インターンシップ研究

Providing easy-to-use iFarm to farmers. 農家さんに使いやすいシステムを提供するためのユーザーインターフェース改善の取り組みを行いました。 DesginSprint