【企業協業】LPWAとFlaskを用いたスマートゴミ箱の開発
概要
ゴミ箱に設置した超音波センサーで堆積量を計測し、省電力広域ネットワーク（LPWA）を通じてクラウドへ送信、Webダッシュボードで一元管理できるIoTシステムです。ゴミ回収業務の効率化を技術で実現します。
開発の背景と課題
京セラコミュニケーションシステム株式会社様との協業プロジェクトとして開始しました。「どのゴミ箱がいつ満杯になるか分からない」という回収業務の不確実性が、無駄な巡回コストを生んでいるという社会課題を解決するため、ハードウェアとソフトウェアの両面からアプローチしました。
技術スタックとアーキテクチャ
省電力性を重視したエッジデバイスと、データ収集・可視化を担うバックエンドで構成されています。
- マイコン: Arduino (ATmega328P)
- センサー: 超音波距離センサー
- 通信: Sigfox (LPWA)
- バックエンド: Python (Flask)
- 可視化: HTML/CSS/JS (Dashboards)
技術的な工夫
LPWAによる省電力・広域通信の実現
電源確保が難しい屋外での設置を想定し、Wi-Fiや4Gではなく、消費電力が極めて低いSigfox（LPWA）を採用しました。1回の送信データ量を数バイトに抑えるパケット設計を行うことで、電池駆動による数ヶ月単位の連続稼働を可能にしました。
提供価値・ユーザー体験
- リアルタイム残量可視化: 管理者は地図上のピンやグラフで、各地点のゴミ箱の状態を一目で把握できます。
- 通知機能: 規定の堆積量を超えた際、管理者の端末へ自動で通知を送る機能を実装し、能動的なチェックの手間を省きました。
成果・運用状況・今後の展望
企業の方との定例会議を通じて要件定義や進捗管理を行い、プロトタイプの実働テストまで完了しました。実際のビジネス現場で求められる「堅牢性」と「コスト」のバランスを学ぶ貴重な経験となりました。