環境センシングとデータ収集
産業グレードセンサーと4G/LoRaWANデュアルリンク により、広域シーンでの低消費電力環境モニタリングとデータ収集を実現します。
コアハードウェア
- DTU 4Gマルチチャンネルデータロガー（114992169） 4チャンネルRS485産業用データ収集器 · 4Gセルラー上报
- WEATHER 7in1気象環境センサー（101991050） 超音波風速風向/レーダー雨量 · RS485
- AGRI 耘小果マルチ要素農業モニター（114993122） 温湿度/照度/CO2一体型 · RS485
- SOIL 4G土壌水分モニター（114993646） 管式多層土壌監視 · 4G+ソーラー
- EDGE reComputer R1025-10（113991274） エッジ自動化ホスト · Node-RED/API
このモジュールが解決すること
連棟ビニールハウス、施設園芸、河川水質モニタリング、都市内水氾濫ポイント、産業倉庫などの広域分散シーンでは、僻地ポイントの配線・給電コストが高く、野外の山地や河川断面での数百メートルから数キロメートルにわたるケーブル敷設は工事量が膨大です。現場では複数メーカーのセンサーが各々独自プロトコルを定義しており、二次開発とプロトコル適合の期間が長くなります；霜害、水質悪化、土壌乾燥などの異常は人手による定期巡回点検に依存しており、故障発見が遅れ人的コストもかさみます；収集された環境データはクラウドの大画面やスマホアプリに留まり、既存の灌漑/ファンなどのアクチュエーターと連携できず、サードパーティ業務システムとの連携もできません。
- 難易度
- 初級
- 所要時間
- 2 日
- 最短形式
- 1日（体験講座 · L1）
- 授業形態
- 3層：体験 / 実践 / 納品
- コアプロトコル
- Modbus RTU / RS485 / LoRaWAN / 4G オールネットワーク
- デュアル通信ルート
- 4Gセルラー直接続版（国内）/ LoRaWAN広域版（海外配線不要）
なし
典型的な応用シーン
キーケイパビリティ
- 多環境要素収集（土壌/気象/ガス/水質）
- 無線広域伝送（4Gセルラーダイレクト / LoRaWAN）
- クラウドレポートと多条件アラート設定
- SenseCAP Open APIデータ連携と抽出
- Node-REDローカルしきい値連携制御オーケストレーション
- 時系列データベースストレージとGrafanaプライベートダッシュボード
コースで使用するハードウェア
本講座は「4G データ収集 + 多種センサー端末」を中核教材とし、農地、気象から産業団地までのセンシング収集をカバーします。
4Gマルチチャンネルデータロガー（114992169）
4ch RS485産業用データロガー、4G経由でクラウドプラットフォームにアップロード
データ収集中枢で、4chのRS485チャンネルに対応し、分岐器を経由して最大32個のセンサーまで拡張可能です；4Gセルラーグローバルバンドで直接接続し、SIMカードを挿すだけで使用可能です。標準Modbus RTUプロトコル、12V/2A電源アダプター給電です。
7in1気象環境センサー（101991050）
産業用7in1気象ステーション、RS485/SDI-12出力
超音波風速風向、レーダー雨量、光照、温湿度気圧、日射総量を統合します；12〜24V DC給電、IP66一体型防護で、気象マルチパラメータバス解析の実習に使用します。
耘小果マルチ要素農業モニター（114993122）
一体型マイクロ気象農業モニター、RS485出力
空気温湿度、光照度、CO2をコンパクトに一体型でモニタリングします；12V DC給電、農業屋外防護規格で、農業マルチ要素収集の教育比較と拡張テストに使用します。
4G土壌水分モニター（114993646）
管式土壌多層モニター、4Gとソーラーを内蔵
配線不要で深層土壌水分と温度を連続モニタリングします；ソーラー+リチウム電池自給電、IP68防護、4Gグローバルバンド無線ダイレクト送信で、野外無人運用の土壌水分モニタリングに適しています。
葉面温湿度センサー（314990737）
バイオミメティック葉面温湿度モニタリングプローブ、RS485インターフェース
葉面温湿度と葉面結露時間をモニタリングします；5〜24V DC給電、IP67防護で、作物葉面微気候モニタリングと病害早期警戒実験に使用します。
reComputer R1025-10（113991274）
ローカル自動化ホスト、Node-REDとAPI連携を実行
絶縁RS485とデュアルネットワークポートを備えたエッジインテリジェントコントローラーです；公式インストールスクリプトでNode-REDをデプロイし、http://[デバイスIP]:1880にアクセスしてローカル自動化オーケストレーションを行い、しきい値判断とアクチュエーター連携を実現します；12V/2A独立給電です。
別途、SenseCAP Outdoor Gateway（114992982）、SenseCAP S2100 Data Logger（114992872）、SenseCAP S2105土壌センサー（114992871）、SenseCAP S2103 CO2/温湿度センサー（114992869）などのLoRaWANルートハードウェア（画像追補待ち）、および4G IoT SIMカード、スクリーン、全体電源設計、ルーターなどの汎用アクセサリーが必要です。
Codecraftが「やってみよう」を支え、aily-blocklyが「やり遂げる」を支える
M0はArduino IDEでC++を手書きするのではなく、Seeed自社開発のデュアルプラットフォームリレーツールチェーンを採用しています。前半はゼロインストールで5分で効果を実感、後半は作品を自分のPCに移し、持ち帰って進化させ続けられるエンジニアリングにします。
SenseCAP センサー + SenseCraft Data
産業用センサー開梱接続 · クラウドSaaSダッシュボード
- センサー配線
- 4G収集器/ゲートウェイバインド
- クラウドリアルタイムデータとレポート
Modbus RTU + RS485 バス
レジスタマッピング設定 · マルチセンサー並列接続とアラートオーケストレーション
- RS485差動配線
- スレーブアドレスとレジスタ設定
- 多段階しきい値アラート戦略
SenseCAP Open API + Node-RED + Grafana
REST APIデータ抽出 · ローカルしきい値連携 · プライベートダッシュボード
- Open API認証とテレメトリ抽出
- Node-REDローカル自動化オーケストレーション
- InfluxDB+Grafanaプライベート大画面
別途、4G IoT SIMカード（セルラーデータ伝送を伝送）、SenseCraft App（モバイル端末デバイスバインドとアラートプッシュ）、InfluxDB時系列データベース（L3プライベートデータストレージ）が必要です。
3段階ステップアップ：デモ層 → コンサルタント層 → 設計層
環境センシングネットワークアーキテクチャとデータモニタリング
配線不要の広域センシング監視を実現し、デバイスの電源投入後すぐに環境データを閲覧可能
- 4G DTUとLoRaWANゲートウェイのIoTデータ収集における異なるトポロジー構造と適用条件を理解する
- SenseCraft DataのWeb版とモバイル版Appを使用して、多次元環境パラメータと履歴トレンドカーブを確認する操作を習熟する
- 土壌、水質、気象などの典型的な産業用センサーの測定原理とデプロイ上の注意点を理解する
センサー配線、Modbus設定、ルールアラート
パーソナライズされたセンサーデータ統一ダッシュボードを保有し、異常時に自動アラート
- RS485差動配線、5V/12V電源分配、Modbus RTUレジスタアドレッシング設定を習得する
- 4Gデータロガー（またはLoRaWANゲートウェイ）のデバイスバインドとポーリング周期設定を習熟する
- 3種類以上の業務アラートポリシー（温度上限アラーム、土壌水分過小アラート、デバイスオフライン通知）を設定する
APIデータ統合とローカルエッジ自動化
データインターフェースを連携させ、現場監視データを自社システムにシームレスに統合
- SenseCAP Open API認証（Access ID / Access Key、HTTP Basic Auth）とテレメトリデータ抽出API呼び出しを習得する
- reComputer R1025上にNode-REDをデプロイしてローカル自動化制御フローをオーケストレーションし、センサー値に基づいてアクチュエーターをトリガーする
- 環境時系列データをInfluxDBとGrafanaに接続し、プライベートデータモニタリング大画面を設計する
Curriculum / 13 つの教学モジュール
モジュール順序は不変、切り方はあなた次第
形態を選んで、どのモジュールをカバーするか確認してください。完全版は同じコースの3つの組み方——内容、ハードウェア、成果物は完全に同一で、切り方だけが異なります。
| モジュール / 成果物 | 体験1日 | 実践2〜3日 | 納品3〜5日 | ||
|---|---|---|---|---|---|
| 01 | 授業前準備と環境事前チェックハードウェアラックの清点（4G収集器/センサー/R1025）、IoT SIMカードアクティベート、SenseCraft Dataアカウント初期化、教材の配布 | — | 完全 | 完全 | 完全 |
| 02 | 環境センシングネットワークアーキテクチャ解析4G直接続アーキテクチャ（RS485センサー→4G収集器→クラウドプラットフォーム）とLoRaWANアーキテクチャ（無線ノード→屋外ゲートウェイ→クラウドプラットフォーム→エッジホスト）のデュアルトポロジー比較と選定根拠 | SenseCraft Data | 完全 | 完全 | 完全 |
| 03 | センサー測定原理と典型的なシーン土壌水分/温度/EC測定原理と土壌水分監視；7-in-1気象ステーション構造；農業多要素センシングと葉面温湿度プローブ設置のポイント | — | 完全 | 完全 | 完全 |
| 04 | SenseCraft Dataプラットフォームデータ監視Web端コンソール：デバイス管理、リアルタイムデータカード、履歴トレンド折れ線グラフ、空間地理ポイントマッピング；モバイル端末SenseCraft AppでQRコードスキャンしてデバイスをバインドし、状態とリアルタイムデータを閲覧 | SenseCraft Data / App | 完全 | 完全 | 完全 |
| 05 | データレポートエクスポートとモバイル端末操作時間/日/月別に集約したデータエクスポート（CSV/Excelフォーマット）と履歴アーカイブ；モバイル端末アラートメッセージセンター操作デモ | SenseCraft Data | 簡略 | 完全 | 完全 |
| 06 | RS485センサー配線実習航空プラグピン定義（VCC/GND/RS485-A/RS485-B）、センサー電源給電整合（5V/12V DC）、マルチセンサー並列接続（RS485分線器）とスレーブアドレス（Slave ID）競合防止設定 | RS485 / 配線ツール | なし | 完全 | 完全 |
| 07 | データ収集器設定とプラットフォームバインド4G収集器デバイスEUIとKeyのバインド、チャネル命名、サンプリング間隔とアップロード周期設定；LoRaWANゲートウェイのネットワーク参加とノードバインドフロー | 4G収集器 / SenseCraft Data | なし | 完全 | 完全 |
| 08 | Modbus RTUレジスタマッピング設定収集器とセンサーのModbusレジスタマッピング表設定（開始アドレス、読み取り長さ、データタイプ解析、スケーリング係数）；レジスタ読み取りデバッグとデータ検証 | Modbus RTU | なし | 完全 | 完全 |
| 09 | 多段階業務アラートルール設定しきい値アラート（土壌温度<5°C霜注意報、環境温度>35°C高温換気注意報）；急変とトレンドアラート；デバイス稼働状態アラート（収集器オフライン/センサー切断/バッテリー低残量）；通知チャネル設定（Appプッシュ/メール/Webhook） | SenseCraft Data アラート | なし | 完全 | 完全 |
| 10 | SenseCAP Open API呼び出しSenseCraft DataプラットフォームでAccess IDとAccess Keyを作成、HTTP Basic Auth認証；HTTPリクエストを作成して最新テレメトリデータ、履歴時系列データ、デバイスオンライン状態を取得；JSONペイロードフィールド解析とデータクレンジング | SenseCAP Open API | なし | なし | 完全 |
| 11 | reComputer R1025ローカル自動化オーケストレーション公式インストールスクリプトでR1025にNode-REDをデプロイ；自動化フローを作成：定時ポーリング/HTTPリクエストでクラウドデータを取得、環境しきい値を判断；RS485チャネル経由で制御コマンドを下发（リレートリガー/灌漑バルブ開放） | Node-RED / reComputer R1025 | なし | なし | 完全 |
| 12 | 時系列データベースとGrafanaダッシュボード連携環境センシングデータをInfluxDB時系列データベースに書き込み；Grafanaダッシュボードテンプレートをインポートし、マルチエリア環境比較大画面とプライベートデータ監視を設定 | InfluxDB / Grafana | なし | なし | 完全 |
| 13 | ソリューションレビューと納品総括現場センサー設置の耐干渉/防水等級（IP66/IP68）と雷保護規範の振り返り；消費電力予算計算（ソーラーパネルワット数とバッテリー容量の配比）；ソリューション納品物とAPIインターフェース説明ドキュメントのアーカイブ | — | 簡略 | 完全 | 完全 |
● 完全◐ 簡略— なし●＋ 完全版より深い
coverageキーは授業形態ID（taster / workshop / bootcamp）に対応し、値はfull（完全網羅）/ part（簡易網羅）/ none（含まず）/ plus（フルバージョンより深い）です。体験講座（taster）はL1のプラットフォームアーキテクチャ認識とクラウドデータ監視に焦点を当て、RS485配線とAPI統合は含みません；実践講座（workshop）はL1+L2の完全なセンサー配線、Modbus設定、アラートオーケストレーションをカバーします；納品講座（bootcamp）はL1+L2+L3を完全網羅し、SenseCAP Open API連携とNode-REDローカル自動化を含みます。
まず層を選び、次に組み方を選ぶ
時間と目標がどの層を選ぶかを決めます：学生に進化し続けられる作品を持ち帰らせたいなら完全版、2日間しかなければマラソン版、半日なら2つの体験コースからどちらかを選んでください。
体験講座
FP なし1日 · 6〜8時間 · L1 デモレベル · デュアル通信アーキテクチャ認識とクラウドデータ監視に焦点
- Day 1 午前モジュール 01 + 02 + 03
環境事前チェック → デュアル通信アーキテクチャ解析 → センサー測定原理とシーン
- Day 1 午後モジュール 04 + 05 + 13(簡易版)
SenseCraft Dataプラットフォーム監視 → レポートエクスポートとモバイル端末操作 → 総括レビュー
体験講座の目標は「理解でき、説明でき、実演できる」ことで、3分でマルチノードセンサーデータのクラウド上报とリアルタイムダッシュボードのデモ効果を実現します。RS485配線、Modbus設定、API統合は含みません。
実践講座
FP フル2〜3日 · 14〜20時間 · L1+L2 · センサー配線 + Modbus設定 + 多段階アラートオーケストレーション
- Day 1モジュール 01–05
環境事前チェック → デュアル通信アーキテクチャ → センサー原理 → クラウドデータ監視 → レポートエクスポート
- Day 2モジュール 06–09
RS485配線実習 → 収集器設定とバインド → Modbusレジスタマッピング → 多段階アラートルール設定
- Day 3（任意）モジュール 13
ソリューションレビューと納品総括（設置規範と消費電力予算を含む）
実践講座では、2種類以上のセンサーを含むRS485物理配線を1セット、Modbusレジスタマッピング表を1部、少なくとも3種類の業務アラート戦略を納品します。受講生の基礎要件：センサー配線図が読め、RS485/Modbusまたは電子配線基礎を備えていること。
納品講座
FP フル3〜5日 · 24〜35時間 · L1+L2+L3 · SenseCAP Open API連携とNode-REDローカル自動化を含む完全網羅
- Day 1–2モジュール 01–09
L1+L2 完全内容（アーキテクチャ認識 + クラウド監視 + RS485配線 + Modbus設定 + アラートオーケストレーション）
- Day 3モジュール 10
SenseCAP Open API認証とテレメトリデータ抽出実習
- Day 4モジュール 11
reComputer R1025上でのNode-REDローカル自動化制御フロー開発
- Day 5モジュール 12 + 13
InfluxDB+Grafanaプライベートダッシュボード → ソリューションレビューと納品アーカイブ
納品講座の目標は、環境監視システムとAPIデータ統合を独立して納品する能力を備えることです。受講生の基礎要件：HTTP API呼び出し、JSON解析、Linuxコマンドライン基礎があり、L1〜L2の能力に習熟していること。
体験講座はソリューションデモと顧客コミュニケーションの標準形態です：配線のハードルゼロ、1日完結、「センサーが接続でき、データがクラウドに上がり、ダッシュボードが見える」に焦点。展示会、技術オープンデー、顧客との初回接触シーンに適しています。
実践講座のDay 3は任意の弾力的な日です：受講生の基礎が良好な場合は2日に圧縮可能（Day 2午後にレビューと納品総括を統合）；より多くのアラート戦略チューニングと配線トラブルシューティング時間が必要な場合は3日間を使い切ります。
4G収集器とセンサーの給電は12V/24V DC直流回路に関わるため、電源アダプター仕様とセンサー給電要件（5V/12V/24V DC）が一致することを確認し、過電圧によるセンサー損傷や低電圧による読み取り異常を回避する必要があります。受講生が操作する前に、講師が配線に誤りがないことを確認した後でなければ通電してはなりません。
RS485バス配線ではA/B線の順序と終端抵抗の整合に注意し、複数センサーを並列接続する場合は分線器で拡張し、一意のスレーブアドレス（Slave ID）を設定して競合を防止してください；バス長が10メートルを超える場合は末端に120Ω終端抵抗を追加することを推奨します。そうしないと通信パケットロスやレジスタ読み取り失敗が発生する可能性があります。
4G版は現場のセルラー信号強度を確認する必要があり、地下室や深山のシーンでは高利得アンテナを外付けする必要があります；各収集器に有効なIoT流量SIMカードを挿入する必要があります。LoRaWAN版はゲートウェイとノード間の見通し内カバレッジ範囲を評価する必要があり、野外長期ノードにはソーラーパネルと高温・低温環境対応バッテリーを付属させる必要があります。
体験講座にはRS485配線とModbus設定の内容は含まれません。体験講座の受講生が独立してセンサーの物理配線を完了できると顧客に約束しないでください——それは実践講座の納品基準です。
こんな方におすすめ
この講座の価値はセンサーハードウェアにあるのではなく、「広域分散した環境データを接続する」方法にあります
M5は学生に「いくつかのセンサー読み取り値を見る」ことを教える講座ではなく、チームに産業グレードセンサーとデュアル通信リンクを用いて、野外、農地、河川、市政管網上の分散し配線が困難な環境データを統一的に接続する方法を教える講座です。柴火が提供するのは決して「一度の授業」だけではなく、分解し、書き換え、再構築できる一式です：13モジュールの講座骨格、教師用教案とPPT、Modbusレジスタマッピングツール、センサー配線図テンプレート、アラート戦略設定リスト、API呼び出しサンプルコード。
口01
シーンの切り替え
モジュール09「多段階業務アラートルール設定」のしきい値はオープンです：あなたの業界、あなたの顧客現場、この街で今起きている本当の問題。土壌温度が5°Cを下回るのは霜注意報でも、冷蔵倉庫でも、養殖ハウスでも構いません——問題が現実の現場に近いほど効果は高まり、そのことはあなたが私たちよりよく知っています。
口02
センサーを接続する
あなたが既に持つ顧客の既存センサー、学校の実習ラック上の環境プローブ、提携先のRS485デバイスは、モジュール06の後に接続してModbus接続練習の対象プールにできます。M5は方法を徹底的に説明し、扉の後にどのセンサーを接続するかはあなたが決めてください。
口03
自分のものを加える
あなたが業界で培ってきたもの：野外設置経験、踏んだ失敗、受講生にLoRaWAN見通し内カバレッジを瞬時に理解させるあの比喩、顧客現場で最もよく聞かれる3つの質問——それはまさに私たちが持たず、提供できない部分です。
環境監視講座の最良の行き先は、完璧に実施されることではなく、あるエンジニアによって見分けがつかないほどに作り変えられ、その人にしか納品できないソリューションになることです。
能力範囲とコンプライアンス
基本原則
4GとLoRaWANは2つの独立した納品ルートで、ハードウェアは混用しません；環境データは低周波IoT監視に属し、ミリ秒単位のクローズドループ制御は行いません。
適用範囲
- 多環境要素収集（土壌温湿度/EC、気象7パラメータ、CO2、葉面温湿度、水質pHなど）と広域分散ポイント監視
- 4Gセルラー直接続（国内）とLoRaWAN広域無線（海外/配線不要）の2つの通信アーキテクチャの選定、デプロイ、データ伝送
- SenseCraft Dataクラウドリアルタイムダッシュボード、履歴トレンド分析、データレポートエクスポート（CSV/Excel）、多条件しきい値アラート設定
- SenseCAP Open APIデータ抽出（HTTP Basic Auth、Access ID/Access Key認証）とサードパーティ業務システム一方向データ連携
- reComputer R1025エッジ端末Node-REDローカルしきい値連携制御（RS485経由でリレー/灌漑バルブなどの低圧アクチュエーターにコマンドを下发）
- InfluxDB時系列データベースストレージとGrafanaプライベートデータ監視大画面デプロイ
不適用範囲
- 4GとLoRaWANハードウェアは混用しません：2つのルートは独立した納品キットで、4G収集器（114992169）とLoRaWANゲートウェイ（114992982）/S210xノードは異なる通信プロトコルスタックに属し、同一の教育用ラックで混合ネットワーキングしたりハードウェアを交差替换したりすることはできません
- データ主権とプライベートデプロイ境界：SenseCraft DataはクラウドSaaSプラットフォームで、環境データはデフォルトでSeeedクラウドに保存されます；L3ではOpen API経由でデータをローカルInfluxDBに抽出してプライベートストレージを実現しますが、元データは依然としてクラウドを経由して中转され、純オフライン/ネットワーク切断時に利用可能なローカライズドデータ収集サービスは提供しません。プライベートデプロイはL3段階のAPI取得データのみをカバーし、クラウドプラットフォーム自体のプライベートデプロイは含みません
- ミリ秒単位のクローズドループ運動制御には適用されません：環境センシングのサンプリング周期は通常1〜60分（現場の消費電力とバッテリー戦略の設定による）で、低周波IoT監視に属し、高周波サーボ振動監視は行わず、ミリ秒単位のクローズドループ運動制御やリアルタイムサーボシステムには適用されません
- 消防、エレベーター制御、高圧配電などの安全クリティカルなライフシステムの監視と制御への介入を厳禁します
- 大規模土木工事と高所雷保護工事の実施は含みません
- プロトコルが公開されていないサードパーティ製老朽センサーのプロトコルクラッキングサービスは含みません
- 極端な自然災害（冠水、落雷）によるセンサーハードウェアの不可抗力による損傷についての免責を保証しません
- 制御系シーンはRS485経由で下发する低圧直流アクチュエーター（リレーモジュール、灌漑バルブ電磁弁など）に限定され、本システムによるAC 220V以上の強電負荷の直接制御を厳禁します
- センサーの測定精度は設置深度、土壌硬度、電極表面の清浄度などの物理環境に影響され、定期的な保守と校正が必要で、特定シーンにおける絶対的な測定精度を保証しません