本システムは、Raspberry Piを用いて取得した積雪量・周囲温度・現地画像に加え、外部天気APIおよびクラウドサーバーを連携させた、簡易雪システムである。
現地では超音波センサーにより積雪量を非接触で測定し、温度センサーにより周囲温度を取得、さらにカメラにより現地の状況を画像として記録する。これらのデータは約10秒周期で自動観測され、ローカルでの表示に加え、HTTP通信により外部サーバーへ送信・蓄積される。
サーバー側では受信データをデータベースに保存し、ブラウザ上で最新情報の確認および過去データの閲覧・グラフ表示が可能である。これにより、遠隔地からでも積雪状況や環境変化を継続的に把握できる。
さらに、外部天気APIを利用して当日の天気を「0-6時／6-12時／12-18時／18-24時」の4区分で表示し、各時間帯の気温・天気・降水確率を可視化する。
また、雷の発生可能性については気象データを基に解析し、「雷の発生なし」「雷の発生注意」「雷発生警報」の3段階で表示することで、注意喚起機能を強化している。
これらの情報はスマートフォンやPCのWebブラウザからリアルタイムに閲覧可能であり、現地の状況確認、気象リスクの把握、過去データの分析を一体的に行うことができる。
本システムは、汎用デバイスとクラウド技術を組み合わせることで、低コスト・省スペースでありながら高い拡張性を備えており、道路管理、施設管理、防災用途、遠隔監視など幅広い分野に適用可能な実用的IoT監視システムである。
簡易雪システム 仕様
1. システム概要
本システムは、Raspberry Piにより取得した積雪量・温度・画像データと、外部天気API情報を統合し、Webブラウザ上でリアルタイムに可視化する簡易雪システムである。
現地観測データはHTTP通信により外部サーバーへ送信・蓄積され、遠隔地からの監視および履歴データの分析が可能である。
さらに天気情報（降水確率・気温・雷予測）を統合することで、単なる観測に留まらず、積雪リスクの判断支援システムとして機能する。
2. システム構成
| 区分 | 内容 |
|---|---|
| 構成形態 | クライアント（現地）＋サーバー（クラウド） |
| クライアント | Raspberry Pi（センサー・カメラ） |
| サーバー | レンタルサーバー（PHP + MySQL） |
| Webサーバー | Flask（ローカル）＋ PHP（外部） |
| 通信方式 | HTTP（GET） |
| データ保存 | MySQLデータベース |
| 表示 | ブラウザ（PC・スマホ対応） |
| 認証 | APIキー / Basic認証 |
| 更新周期 | センサー：約10秒 / Web：約3秒 |
3. 現地側構成
| 構成要素 | 使用機器 | 概要 |
|---|---|---|
| 制御装置 | Raspberry Pi | データ取得・送信 |
| 距離センサー | HC-SR04 | 積雪量測定 |
| 温度センサー | ADT7410 | 温度測定 |
| カメラ | Pi Camera | 現地画像取得 |
4. サーバー構成
■ 4.1 データ受信API
- HTTP GETでデータ受信
- APIキー認証あり
- MySQLへ保存
受信データ
- station（拠点名）
- distance（積雪）
- temp（気温）
■ 4.2 データベース
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| DB | MySQL |
| テーブル名 | sensor_date |
| 主なカラム | station / distance / temperature / created_at |
■ 4.3 監視画面
- 最新10件表示
- 積雪・気温・時刻表示
- 画像表示（拡張対応）
■ 4.4 グラフ機能
表示内容
| グラフ | 内容 |
|---|---|
| 積雪グラフ | 時系列積雪量 |
| 気温グラフ | 時系列温度 |
特徴
- 自動データ取得（DB）
- 折れ線グラフ表示
- 時系列分析可能
5. ソフトウェア構成
| 区分 | 内容 |
|---|---|
| 言語 | Python / PHP / JavaScript |
| Web | Flask + HTML |
| グラフ | Chart.js |
| API | OpenWeatherMap |
| DB | MySQL |
6. 主な機能
■ センサー機能
- 積雪量測定（10秒周期）
- 温度測定（10秒周期）
■ カメラ機能
- 定期撮影
- Web表示
■ サーバー連携
- データ自動送信（HTTP）
- DB保存
- 履歴管理
■ Web監視機能
- リアルタイム表示（3秒更新）
- スマホ対応
- Basic認証
■ 天気機能
- 今日の天気（4分割）
- 0-6 / 6-12 / 12-18 / 18-24
- 気温表示
- 天気アイコン
- 降水確率（pop値）
- 降水確率バー
■ 雷予測機能（3段階）
| レベル | 表示 |
|---|---|
| なし | 雷の発生なし |
| 注意 | ⚡ 雷の発生注意 |
| 警報 | ⚡ 雷発生警報 |
■ データ分析機能
- 積雪履歴グラフ
- 温度履歴グラフ
- 時系列データ確認
7. 特長
- センサー＋クラウド＋天気APIの統合
- リアルタイム監視＋履歴分析
- 低コスト構成
- 高拡張性
- 遠隔監視対応
9. 想定用途
水位観測（応用）
道路積雪監視
工場・施設管理
屋外環境監視
防災用途