農業生産性の向上に向けて気象や作物のデータを収集・分析し栽培の最適化を行う精密農業が近年注目されている．しかし，現在利用されている農業用センサは主に研究向けに設計されており，非常に高精度ではあるものの，一般に高価であり，多深度の土壌水分測定及び記録を行う場合，十数万円の費用を要する．一般の農家にとって，こうした高価な機材を大規模に導入するのは難しく，未だに普及していないのが実情である．そこで，本研究では印刷技術を応用した大型基板製造技術を利用して複数点測定可能な土壌水分センサ用の電極パターンをPETフィルム上に作成し，静電容量式タッチパネルで使用される汎用的な静電容量測定回路を活用することで，既存の製品に比べ安価なセンサを開発した．本研究で開発した土壌水分プロファイルプローブは深さ10,20,30cmの土壌水分及び地温及び外気温の測定・記録・無線通信を1本で行うことができるが，1本当たりのコストは既存のセンサの10分の1程度の数万円に収まると見積もっている．

Precision farming considered as a pragmatic way to enhance farming productivity. In precision farming, collecting data should be crucial to optimize farming operation and various sensors are used. However, these sensors are mainly designed for research use so it usually have high accuracy but quite expensive. The cost would not be acceptable for farmers especially they intend to introduce such sensor system in large scale. Thus, we are developing a low-cost soil moisture profile probe composed by coplanar electrodes fabricated on thin PET film by printed electronics technologies and a cheap capacitive touch sensor widely used for touch panels. The probe can measure multiple soil moistures (10, 20, 30 cm) and temperatures (10, 20, 30 cm and air temperature), locally store sensed data and wirelessly send it to access point. We assume that the probe can be delivered with around 10 % cost of currently available sensors.

【参考文献】

Yuki Kojima, Ryo Shigeta, Naoya Miyamoto, Yasutomo Shirahama, Kazuhiro Nishioka, Masaru Mizoguchi, Yoshihiro Kawahara, “Low-Cost Soil Moisture Profile Probe Using Thin-Film Capacitors and a Capacitive Touch Sensor”. Sensors 2016, vol.16, no.8, pp.1292, Aug. 2016.

Yasutomo Shirahama, Ryo Shigeta, Yoshihiro Kawahara, Tohru Asami, Yuki Kojima, Kazuhiro Nishioka, “Implementation of Wide Range Soil Moisture Profile Probe by Coplanar Plate Capacitor on Film Substrate,” Proc. of IEEE SENSORS 2015, pp.1758-1761, Busan, Korea, Nov. 2015.

繁田亮，興梠智紀，川原圭博，浅見徹，”薄膜土壌水分プロファイルプローブにおける線間容量除去手法，” 信学総大 2016，B-18-14, March 2016.

興梠智紀，繁田亮，小島悠揮，川原 圭博，浅見徹，”低コストマイコンを使った薄膜土壌水分センサ測定値の周波数依存性の評価，” 信学総大 2016，B-18-15, March 2016.

興梠智紀，繁田亮，白浜妥知，小島悠揮，川原圭博，浅見徹，”薄膜土壌水分プロファイルプローブの逐次的校正手法，” 信学ソ大 2015，B-18-26, Sept. 2015.