國(guó)立大學(xué)法人長(zhǎng)崎大學(xué)(校長(zhǎng):河野茂,以下簡(jiǎn)稱:長(zhǎng)崎大學(xué))和京瓷株式會(huì)社(社長(zhǎng):谷本秀夫,以下簡(jiǎn)稱:京瓷)宣布,為穩(wěn)定地收集海洋信息,融合長(zhǎng)崎大學(xué)的潮流發(fā)電技術(shù)和京瓷IoT相關(guān)技術(shù),雙方共同開(kāi)發(fā)了“環(huán)境發(fā)電型智能浮標(biāo)”。
環(huán)境發(fā)電型智能浮標(biāo)
(左SLTT (Small Lens type Tidal Turbines)、右VTT (Vertical axis Tidal Turbines)
■開(kāi)發(fā)背景
現(xiàn)在,海洋垃圾等海洋污染問(wèn)題及海水升溫等的氣候變化問(wèn)題成為社會(huì)課題。了解海洋狀況即“海洋可視化”是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展社會(huì)的重大任務(wù)。但是,在海上持續(xù)收集數(shù)據(jù)時(shí),穩(wěn)定的電源供給是一個(gè)難點(diǎn)。
在此背景下,長(zhǎng)崎大學(xué)和京瓷融合長(zhǎng)崎大學(xué)的潮流發(fā)電技術(shù)和京瓷IoT相關(guān)技術(shù),開(kāi)發(fā)“環(huán)境發(fā)電型智能浮標(biāo)”,利用浮標(biāo)上搭載的潮流發(fā)電系統(tǒng),供給收集海洋數(shù)據(jù)時(shí)需要的電力。并且通過(guò)樣機(jī)在實(shí)際海域上成功完成試驗(yàn)。
今后雙方也將通過(guò)對(duì)“環(huán)境發(fā)電型智能浮標(biāo)”的研究,為漁業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、海洋調(diào)査等各種場(chǎng)景中的“海洋可視化”做出貢獻(xiàn)。
■樣機(jī)介紹
搭載潮流發(fā)電系統(tǒng)的浮標(biāo)為內(nèi)置的京瓷“GPS多功能裝置”以及連接的傳感器※1供電。
“GPS多功能裝置”
“GPS多功能裝置”是京瓷的IoT終端,在小型裝置上搭載了各種傳感器和天線,處理通過(guò)GPS、GLONASS、Michibiki※2得到的位置信息。
※1 配備通用的RS-485串行接口,能連接對(duì)應(yīng)用途的傳感器。
※2 GLONASS是利用俄羅斯人造衛(wèi)星的衛(wèi)星定位系統(tǒng)。Michibiki是準(zhǔn)天頂衛(wèi)星為主體構(gòu)成的日本衛(wèi)星定位系統(tǒng)。
潮流發(fā)電系統(tǒng)試制了以下2種類型。
SLTT (Small Lens type Tidal Turbines):
一種是浮標(biāo)和發(fā)電部分分離的類型。在渦輪周?chē)胖脭U(kuò)散器,在保護(hù)渦輪機(jī)的同時(shí)可以達(dá)到潮流增速的效果。
VTT (Vertical axis Tidal Turbines):
另一種是浮標(biāo)與發(fā)電部分直接相連的類型。考慮到浮標(biāo)會(huì)因潮流而傾斜,因此利用AI進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
■雙方擔(dān)任角色
※浮標(biāo)的試制、制作在長(zhǎng)崎市內(nèi)企業(yè)PAL構(gòu)造株式會(huì)社、信榮工業(yè)有限公司的協(xié)助下完成。
■實(shí)際海域試驗(yàn)結(jié)果
潮汐周期中從大潮到小潮的9天內(nèi),在內(nèi)置的加速度傳感器、溫濕度傳感器、地磁傳感器的基礎(chǔ)上,通過(guò)外部連接的電磁流速儀對(duì)水溫、流速、流向以及電池電流、電壓等共21個(gè)通道的數(shù)據(jù)進(jìn)行感知,并將數(shù)據(jù)傳送到云端。
實(shí)驗(yàn)中的發(fā)電量、以及感知和通信時(shí)消耗的電量平均值如下:
※SLTT的實(shí)證結(jié)果
■今后的舉措
今后,為促進(jìn)海洋可視化,我們計(jì)劃支持水溫鹽分傳感器(水溫、鹽分、電導(dǎo)率)、葉綠素濁度傳感器(葉綠素、濁度、水溫)、DO傳感器(溶解氧、水溫)以及水下相機(jī)。除了改善性能以確保長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行外,我們還致力于追加商用功能和小型·輕量化。
長(zhǎng)崎大學(xué)和京瓷今后將進(jìn)一步探討智能浮標(biāo)的性能改善和功能追加、同時(shí)利用以長(zhǎng)崎為中心的試驗(yàn)場(chǎng)地,推進(jìn)實(shí)用化。此外,京瓷還將建立IoT基礎(chǔ)設(shè)施,以儲(chǔ)存收集到的數(shù)據(jù)。
※LTE是ETSI的商標(biāo)。
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