センサーコネクタ

非接触バイタルセンサー・LED照明・電子部品

株式会社 ミオ・コーポレーション

045-624-9928

センサーコネクタ

センサーコネクタ

Wi-Fi センサーコネクタ SC30シリーズ

温度・湿度・CO2センサー

  • 簡単設置コンセントに差し込むだけ!
  • Wi-Fi 2.4GHz対応
  • 温度・湿度センサー搭載
  • ゲートウェイ/PC不要

Wi-Fi 高性能温度・湿度&CO2搭載センサー


これまで非接触バイタルセンサーを介護業界様中心に『見守りシステム』のセンサーとしてご提供させて頂いておりましたが、新たな製品センサーコネクタを開発致しました。標準装備として高性能温度センサー・湿度センサー、Wi-Fiを搭載しており取得したデータを保有クラウドまで届ける事が出来ます。単体での活用は勿論、非接触バイタルセンサーとの連携も可能となっておりバイタルデータもクラウドまで上げれます。

近年では超高齢化社会、人手不足が進行し様々な分野でIot化が進んでおり様々な分野で自動化・システム化が進んでいます。自動化、システム化を行う為には様々な情報、データを一つに集約し連携させるプラットフォームが必要です。センサーコネクタはプラットフォーム化にも対応できるクラウド連携センサーとして、よりお客様が活用しやすい仕様となっています。これからの時代も引き続きお客様が使いやすい環境をご提供して参ります。

更にオプションとしてCO2センサーをつける事が出来ます、CO2センサーは高性能CO2センサーを搭載しています。NDIR(非分散型赤外線吸収法方式)のCO2検出と共にクラス最高の温湿度センサーを搭載、また独自技術によりノイズが少なく安定したデータ取得が可能となっています。

NDIR(非分散型赤外線吸収法方式)には大きく分けて3種類
(1)単光源単一波長方式センサ
(2)複光源二波長方式センサ
(3)単光源二波長方式センサ

弊社が採用しているCO2センサーは(3)単光源二波長方式センサに該当し、2種類の光学フィルタを搭載し、其々のフィルタを通過した赤外線量を測定することで、精度よく計測できます。精度が良いデータ提供+プラットフォームにも対応できるクラウド連携CO2センサーとなっています。

ではどの程度の精度があるのか、CO2センサー中でも最高精度と呼ばれている、センスエア(旭化成)製K-30と比較したグラフを見てみます。

  • SC-302
    SC-302
  • センシリオンK-30
    センスエア(旭化成)製K-30

測定条件として

  • 小部屋の窓を解放し完全に換気を行ってCO2値を限界まで下げる
  • 窓とドアを閉め、センサを置いて無人状態で10分放置
  • 窓とドアを閉め、中で20分間一人で作業(PC1台)
  • 窓とドアを閉め、センサを置いて無人状態で10分放置
  • 窓を解放し、換気を行いながら10分測定

測定データをQuicksightで可視化した結果、最高精度と呼ばれているK-30と似たリニアなグラフになりました。グラフの後半に少しブレがありますが、これは測定時窓を解放し換気を行っているタイミングの測定データです。この日は少し風があり、それによる変動と思われます。
それを裏付けるデータとして、SC-302で取得できる温度と湿度も可視化してみました。

  • 温度と湿度も可視化
  • 温度と湿度も可視化

このように後半はデータが上下していますが、窓を閉めている状態ではリニアな値になっていることが確認出来ました。これはK-30と同等の測定精度をもっていると言っても過言ではありません。

次にK-30と空調システムやエアコン等の家電製品でも使用されている国産CO2センサーの比較をしてみます。測定条件は上記で記載した内容と同じ条件です。

  • 国産CO2センサー
    国産CO2センサー
  • センシリオンK30
    センスエア(旭化成)製K-30

両者のグラフを見比べてみるとK-30の方が推移がなめらかで国産CO2センサーの方があまり安定していない印象です。K-30は入室タイミングと換気のタイミングがはっきりと見て取れます。一方国産CO2センサーの方はガタついてはいるものの、何とか入退室の状況はわかります。ただ、見やすさでいうとやはりK-30に軍配が上がりそうです。

各グラフを比較した際、SC-302の測定データはK-30と全く同じとは言えないまでも、かなりデータ精度、安定性がある事がわかります。また、国内CO2センサーと直接の比較は出来ていませんが、各グラフを比較しても国産CO2センサーよりデータ精度が安定しているのがわかります。

この取得した二酸化炭素濃度分析を行う事により、より広い分野での活用シーンが見込めます。活用シーン事例もご用意しましたのでご確認ください。


CO2の濃度測定や変化

CO2の濃度測定や変化をとらえ、次世代型のシステムを実現できます!!

CO2で何がわかる?
  • 生き物はCO2を排出
    生き物はCO2を排出
    呼気によるCO2の増減
    • 空間体積とCO2排出の比の変化
    • 人数や在室時間の検出
    • CO2から生活のリズムの抽出
  • CO2は下に滞留する
    CO2は下に滞留する
    人の移動によるCO2変化
    • 動きをCO2濃度の変化で検知
    • 空間内の空気撹拌をCO2で検知
    • CO2の変化量から空間状況を検知
  • 外気はCO2濃度が低い
    外気はCO2濃度が低い
    人の出入りや換気
    • 換気時のCO2減を検知
    • 人の出入りでの濃度増減の検知
    • 窓や扉の開けっ放しの検知

二酸化炭素濃度の基準値


まずは二酸化炭素濃度がどんな数値にどんな意味合いを持つか見てみます。

厚生労働省 建築物環境衛生管理基準について
温度
17~28℃
湿度
40~70%
二酸化炭素
1,000ppm以下
事務所衛生基準規則
温度
17~28℃
湿度
40~70%
二酸化炭素
1,000ppm以下(空気調和設備がない場合は5,000ppm以下)
学校環境衛生管理マニュアル
温度
17~28℃
湿度
30~80%
二酸化炭素
1,500ppm以下

外気中の二酸化炭素濃度が約400ppmくらいです。またアメリカ大学研究論文の中には1,000ppmを超えると思考力に影響が出るという論文も書かれています。そう考えると室内二酸化炭素濃度は1,000ppm以下が望ましいのがわかります。

換気基準としては1,000ppmになる前に900ppm以上を超えたら換気が必要となります。ここで弊社内オフィス会議室で測定した二酸化炭素濃度変化データを見てみましょう。

CO2濃度 変化データ

会議室でのデータ変化例
会議室でのCO2変化データ

上記CO2変化データは弊社会議室にセンサーコネクタCO2センサーを設置し取得したデータです。約1日会議室のCO2濃度変化をグラフ化しました。このデータからいくつかの事がわかります。

  • 会議室の無人でのCO2濃度は500ppm程である事がデータからわかります。
  • 10/1 9時頃に550-600ppmにCO2濃度が変化しています。弊社は9時から就業開始で会議室の掃除を毎日行っています。会議室に人が入ったという変化データが見てわかります。
  • 10時半頃からCO2濃度が800ppmくらいまで上昇しています、この日は来客対応で合計3名が会議室で打ち合わせをしていました。掃除時のCO2濃度とは明らかに高いCO2濃度を検知し、複数人いる事がわかります。打ち合わせは12時に終わり、これもCO2濃度変化データと一致している事がわかります。他時間帯でも来客対応が何時にあり、おおよその人数がわかります。
  • 15時から17時頃までCO2濃度が1,000ppm前後となっています。

これは思考能力に影響が出てくる濃度数値で換気目安のCO2濃度となっています。例えば16時頃に一度でも10分から15分程の換気を行っていればここまでCO2濃度も上昇する事はなかったと思われます。打ち合わせや会議などでは長い時間を要する事がありますが、適度な休憩や換気をする事で頭の回転、新たな発想を生み出す力など、適度な換気が必要という事もCO2濃度を測定するとわかります。

このようにCO2センサーで取得したCO2濃度を分析する事により、人の「いる、いない」「おおよその人数」「換気の目安」が特定出来る事がお分かり頂けたかと思います。CO2センサーで取得したデータをアプリケーションと連携する事で、上記でご紹介させて頂いた、様々な活用用途に活かせる可能性がセンサーコネクターにはある事が期待されます。


CO2センサーを家に設置して二酸化炭素を測定した内容、結果


製品リリースするにあたり実際、家でCO2センサーを設置したら二酸化炭素濃度変化するのか??試してみました。
設置環境は下記に記載

CO2センサー設置環境

それではCO2センサーを設置した5日間の全体データをまず見てみましょう、温湿度センサーも内蔵されている為、温湿度も測定されています。

二酸化炭素濃度のグラフ

これだと二酸化炭素濃度については何もわからないですね、変化がある程度はわかります。逆に温湿度はわかりやすいですね!室温は約15℃前後(エアコンはつけておらず、寒い環境なのがわかります)湿度は60%前後→部屋の適正湿度が40%-60%なので良い湿度環境かと、この時期はインフルエンザなども流行している為、湿度が大事です!(特に加湿器なども設置しておらず、生活環境のみです)


次に二酸化炭素濃度について詳しくみていきましょう、行動と時刻データをとっているので行動と二酸化炭素変化量についてもっと時間を狭めて見てみます。

二酸化炭素濃度

7:30前頃、寝室からCO2センサー設置リビングに移動したところ、入室から約6分で100ppm程の二酸化炭素変化が出ているのがわかります。二酸化炭素濃度はどんどん上がり、30分も経たずに一気に1,000ppmまで上昇しています。朝はソファーでゆっくりする時間などはなく、CO2センサーとはある程度距離も離れ、入退室も複数回しているのですが無人状態から入室するとすぐに二酸化炭素濃に変化が出る事が顕著にわかります。ピーク値1,000ppmから上がったり下がったりしているのは部屋の出入りにより変化が出ていると思われます。

次に退室時の変化を見てみます、8:12分頃 約6分程で80ppm程二酸化炭素濃度が下がりその後、緩やかに濃度が下がっています。退室時は6分程で二酸化炭素濃度変化がみられますが、その後は緩やかに下がっていく特徴があります。このデータから無人→入室はすぐに二酸化炭素濃度変化が見られピーク値にも達するのが早い、逆に入室→無人はすぐに二酸化炭素濃度変化はみられるがその後、緩やかに濃度が下がっていく。無人環境と同じ二酸化炭素濃度に戻るのは数時間かかる事がわかります。


ちなみに泥棒が入っていないか日中のデータも見てみましょう

無人確認

二人目が昼頃から家を出る為、その後は特に大きい変化もなく無人環境なのがわかります。
(ちょっと安心)
逆に言えばこれで家にいるかいないかわかってしまうので健常者が使うと監視されている感があるのは否めないですね。逆にこんだけ顕著に二酸化炭素変化が出ると、防犯とかにも活用出来るんだなというのも感じます。


次に複数人の出入りのデータを見てみましょう

複数人の出入りのデータ

これは少し意外な結果でした!
22:00から1人入室中(キッチン)、22:30頃に二人目入室。まず(1)データと比べると1人入室中と条件は同じですが、部屋の二酸化炭素濃度が全然違う事がわかります。(2)データはリビング入室+入室・退室を複数回、(3)データは入室(キッチン)状態
同じ1人入室状態なのに二酸化炭素濃度がデータ(1)では1,000ppm、データ(3)では450ppmと違いが出ています。

これはCO2センサーまでの距離、換気環境によって同じ人数でも二酸化炭素濃度は違うという事が想定出来ます。
(キッチンでは換気扇ON状態)
もう一つ意外な結果が、二人目が入室してすぐに二酸化炭素濃度が上昇したにも関わらずその後、維持→下がるという現象が起きています。(1人入室時よりも若干二酸化炭素は上昇している)
実は2人入室するも2人共キッチンにいる状況です。(換気扇は変わらずON)22:50前頃に1人がキッチンからリビングに移動、22:50過ぎに2人目もリビングに移動。センサーに近づくと共に二酸化炭素濃度変化も顕著に反応をしているのがわかります。この事からCO2センサーまでの距離・換気状態によって二酸化炭素濃度の変化量、濃度検知が変わるのがわかります。

一人退室

0:45分頃 2人入室→1人退室、CO2センサー付近より1人退室したところ、3分程で300ppm近い変化が見られました。(3)データより判明したセンサーとの距離によって時間、変化量に違いが出るのと同じようになっています。早く変化量を検知したい場合は生活環境の中で多く時間を過ごす場所付近に設置すると反応も良くなります。1人入室→退室0人は時刻でいうと1:20分頃、二酸化炭素は緩やかに下降しています。これは2人→1人になった二酸化炭素濃度がそのまま残っており、1人→0人でも継続して下がっている為、1人→0人で二酸化炭素濃度が急に下降する事は見受けられませんでした。

【総括結果】
  • 入室、退室共に6分前後あれば人の出入りは予兆が出る事が判明した
  • CO2センサーとの人の距離によい検知時間に差が出る
  • 実際に家に設置した環境で二酸化炭素濃度変化を見ると、人のいるいない(呼吸あり、なし)がわかる為、在宅介護、見守り、防犯などにも使える可能性がある事がわかった


導入事例

レジデンス型サ高住(サービス付き高齢者向け住宅)
  • 120居室の在不在に採用
  • 居室毎のリアルタイム”熱中症指数、快適指数”を配信
  • バイタルセンサーと組み合わせた見守りサービス提供
  • 既存の人感センサー見守りからの乗換
センサーコネクタの導入事例
コワーキングスペース(東京 都心部)
  • サービス提供エリアのCO2濃度管理による快適空間の創出
  • 将来的なWELL認証取得に向けたデータ収集

商品概要

(1)超高性能CO2センサーを搭載
産業用途にも用いられる高性能センサーを採用
(2)広い指向性で人の動きをキャッチ
呼気に含まれるCO2の微妙な変化を検出
(3)Wi-Fi(2.4GHz)に対応
4G/LTEルーター経由でのクラウド連携可能
(4)一石三鳥複合センサー搭載
CO2の他に「温度」と「湿度」センサーを搭載
(5)ゲートウェイ/PC不要でシステム連携
MQTTS(AWS/Azure)やHTTP通信に対応

基本仕様


製品型番
SC-301 (温度・湿度)、SC-302 (温度・湿度 + CO2)
データ転送速度
※電波強度に依存
-98dBm:1Mbps
-93dBm:6Mbps
-91dBm:11Mbps
-75dBm:54Mbps
-71dBm:65Mbps、72.2Mbps
無線LAN規格
IEEE802.11b/g/n
送信出力
20dBm出力(802.11b使用時)
周波数範囲
2.4GHz(2400M~2483.5M)
使用チャンネル
1~14
セキュリティ規格
設定モード(※1):暗号化なし
設定モード(※2):WPA/WPA2(TKIP/AES)、WEP、暗号化なし
接続台数
VTセンサ1台
ユニット上面設備
起動MODE変更スイッチ
動作時環境
動作温度:0~50(℃)(CO2の安定性温度)
0~95(%)(結露なきこと)
設置方法
室内、床上40cm、窓や玄関から1m以上離れた場所、人の呼気が直接当たらない場所
入力電圧
AC100-240V(ACアダプター)
外形寸法
約80(縦)×約80(横)×約45(高)mm

※1初期設定・再設定時に、本体がWi-Fiアクセスポイント&Webサーバとして動作するモード
※2ユーザー環境のWi-Fiアクセスポイントに、センサー本体が送信用途で接続するモード

SC-301
温度
測定範囲:-40~125(℃)
保証測定範囲:-40~90(℃)±0.2(℃)
分解能:0.015(℃)
湿度
測定範囲:0~100(%)
保証測定範囲:0~100(%)±2(%)
分解能:0.01(%)
消費電力
定格DC5V typ0.1A
重量
113(g)
SC-302
CO2
測定範囲:0~40,000(ppm)
保証測定範囲:25(℃)400~10,000(ppm)±30(ppm)±3(%)
分解能:1(ppm)
温度
測定範囲:-40~70(℃)
保証測定範囲:0~50(℃)±0.4(℃)
分解能:0.01(℃)
湿度
測定範囲:0~100(%)
保証測定範囲:0~100(%)±3(%)
分解能:0.01(%)
消費電力
定格DC5V typ0.12A
重量
118(g)

機能

設定モードの機能
通信機能
プロトコル:HTTP1.1
設定機能
センサコネクタを設定する
設定情報送信
センサコネクタの設定済みの内容を送信する
F/W更新
F/Wをアップデートする
SCD30補正
CO2(SC-302)をキャリブレーションする
設定モードの機能
通信機能
プロトコル:MQTT3.1.1
サービス品質レベル:QoSo、QoS1(設定可能)
定期送信
※Base64エンコード文字列
バイタル:拡張コマンドで取得できるデータ
CO2(SC-302):CO2・温度・湿度
温湿度:温度・湿度
内部ステータス1:送信シーケンス番号・電波強度
リモートコマンド制御
※Base64エンコード文字列
バイタル:センサーの全コマンドに対応
CO2(SC-302):センサーの全コマンドに対応
WDT:クリアの停止(再起動指示)

センサーコネクタ(CO2センサー付き)についてのQ&A

【製品性能、利用に関して】

Q01センサーコネクタを購入すればCO2濃度が測定できるの?
A01

センサーコネクタ標準品は温湿度センサーのみとなっており、オプションとしてCO2センサーをつけるとCO2濃度を測定する事が出来ます。

Q02製品保証は何年ですか?
A02メーカー保証1年間です。
Q03センサーコネクタCO2付きは部屋で人の「いる、いない」「人数がわかる」とあるけど、どのくらいの広さの部屋まで検知出来るのか?
A03仕切られた空間を条件として、1台で概ね20~30平米程度が最大の広さになります。複数台設置すれば広い空間にも対応出来ます。
Q04設置はコンセントに差すだけととあるがどこのコンセントに差せばどこでも平気なの?
A04CO2の特性上、空気中の下に滞留する為、床下40cm程のコンセントに設置してください。また窓や玄関など換気が良い場所では部屋全体の濃度測定が困難となりますので、避けて設置してください。詳しくは仕様をご確認ください。
Q05部屋に入ってどれくらいの時間で人がいる、いないがわかるの?
A05「人がいない状態から、人がいる状態」の判定はある程度、換気がされている環境のお部屋であればすぐに検知出来ます。具体的な時間目安は1分程度で判明するケースが多いです。(既存換気環境により異なります)「人がいる状態から、人がいない状態」の判定は換気環境にもよりますが上記状況より時間がかかります。具体的な時間目安は5分程度で判明するケースが多いです。(既存換気環境により異なります)
Q06エアコンをつけた状態(換気モード)でもCO2濃度をちゃんと検知出来ますか?
A06お部屋全体のCO2濃度を検知するので、エアコン換気モードにもよりますが、人がいる状態であればCO2は吐き出されているので検知可能です。
Q07他の温湿度、CO2センサーとの違いは何ですか?
A07

温湿度、CO2センサー共に高性能センサーを搭載している為、正確で且安定したデータを検知する事が可能です。 CO2センサー他社センサとの比較

Q08車でつかえますか?
A08電源供給があれば車内でも使用可能です。
Q09プライバシーの観点からカメラ使用を出来ないのですがセンサーコネクタでカメラ代わりに活用出来ますか?
A09

センサーコネクタCO付きであれば生物が吐き出すCO2濃度を検知しますので、生物の「いる、いない」「単体、複数」がわかります。生物が「いる」というCO2濃度閾値を設け、アラートを出すなどシステム連携をすればカメラがなくても異常検知を知らせる事が可能です。

Q10校正に関して教えてください、どのタイミングで校正をするなど決まりがあれば教えてください?
A10

CO2モジュールに自動自己校正がついており、強制再校正をかけなくてもオートキャリブレーションを実施します。但し常に高いCO2濃度を24時間計測する場所(製造組み立てラインなど)に関しては、自動自己校正機能が作動せず、強制再校正が必要となります。

【システム、ソフト、アプリケーションに関して】

Q01パソコン用のソフト、アプリの用意はありますか?センサーコネクタCO2付きで測定したCO2データはどうやって確認、検証出来ますか?
A01センサーコネクタCO2付きは(標準品も含む)Wi-Fiを搭載しており、Wi-Fi環境を作って頂き、保有クラウドまでデータを届ける事が出来ます。弊社は製品のみをご提供させて頂いておりデータ処理アプリ、システムなどはご購入頂いたお客様でご用意頂きます。しかし、弊社協力会社で既にセンサーコネクタCO2付き用のソフト開発製品があり、そこの会社様をご紹介させて頂く事は可能です。
Q02既存システムと連携したいのですが連携出来ますか?
A02センサーコネクタは標準AWS Iot Coreに対応しています。他クラウドとの連携に関しては連携保証が出来かねますので、接続設定を行う試して頂く必要があります。また直接データを上げる方法以外にもデータ提供方法はありますので、問合せページよりご相談ください。
Q03クラウドにデータ転送するのではなく、ローカル環境にデータが欲しい場合は対応出来ますか?
A03MQTT版とHTTP版をご用意しています。ローカル環境にデータ送信を希望の場合はHTTP版を購入頂ければ問題ありません。
Q04ソフトウェア開発にあたり通信仕様書の開示はしてもらえますか?
A04ソフトウェア開発するにあたり弊社でSDK開発キットを有償提供致します。SDK開発キット内容は通信仕様書、ドキュメント関連、評価ソフトウェア、弊社サポートが入っています。/dd>

【補助金、医療関連、特許に関して】

Q01特許などに関しては何かありますか?
A01開発者が弊社バイタルセンサーと連携して使用するサービスを特許申請しています。単体での特許はありません。

【購入に関して】

Q01評価用サンプルとして購入可能ですか?
A01可能です。お問合せページよりご連絡ください。
Q02購入すると付属品として何がついてきますか?
A02製品の付属品として説明マニュアル、ACアダプターがついてきます。
Q03貸出はありますか?
A03貸出は行っておりません。
センサーを動かすためにソフトが必要な為、貸出は行っておりません。その代わりに製品購入頂きましたら評価ツールアカウント(弊社評価ツールソフトウェア)を3か月無償で発行させて頂いております。まずはそちらで評価を頂く流れとなっております。
Q04センサーコネクタ標準品、COセンサー付きの金額はいくらですか?
A04お問合せページよりご連絡ください。

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