Presentation Information
[B-15-43]Analysis of Communication Characteristics of Wireless Sensors at Underground Construction Sites
◎△Kazuma Uehara1, Koichiro Tanaka1 (1. Kyushu Sangyo Univ)
Keywords:
IoT,ESP32,Wi-Fi
本研究は、下水道工事現場のような閉鎖空間における通信不安定性および熱中症リスク把握の課題に対し、ESP32によるNATルータを用いたセンサネットワークの構築と通信特性の評価を目的とする。近年、工事現場では熱中症対策の重要性が高まっているが、労働者の自己申告に依存した手法では重篤化リスクの早期把握が困難である。本研究では福岡市との連携プロジェクト「mirai@」の一環として、環境データを用いたリアルタイムなリスク把握システムの構築に取り組む。しかし地下空間では電波強度が低く、事前実験により最深部で通信が困難であることが確認されたため、中継機による通信経路拡張を行った。
システムはCO2測定モジュール（pCO2）およびSCD41センサをXIAO ESP32-C6で制御し、Wi-Fi通信によりRSSI、BSSID、チャンネルを自製サーバへ送信する構成とした。中継機にも同一モジュールを用い、上流とのRSSIを取得した。実験は福岡市内の下水道工事現場で行い、伸縮式台車にセンサを設置した。CO2センサは台車内外、温度センサは台車上部およびトンネル壁面に配置し、中継機は分電盤内に設置した。各機器はディープスリープによる間欠動作を行い、再接続時に通信情報を取得した。なおCO2センサは前回接続情報を用いた高速再接続方式、温度センサは毎回スキャン方式を採用した。
約12時間の連続運用実験の結果、5分間隔送信に対し最大99.31%、全体で98.96%のデータ取得率を達成した。この結果は地下工事現場における環境モニタリングとして実用的な水準であるといえる。また接続先の分析では、センサは中継機よりもAPへ接続する割合が高く、必ずしも電波強度のみで接続先が決定されないことが示された。よって、ESP32を用いた中継構成により地下環境でも高いデータ取得率が実現可能であり、通信経路設計の有効性が確認された。
システムはCO2測定モジュール（pCO2）およびSCD41センサをXIAO ESP32-C6で制御し、Wi-Fi通信によりRSSI、BSSID、チャンネルを自製サーバへ送信する構成とした。中継機にも同一モジュールを用い、上流とのRSSIを取得した。実験は福岡市内の下水道工事現場で行い、伸縮式台車にセンサを設置した。CO2センサは台車内外、温度センサは台車上部およびトンネル壁面に配置し、中継機は分電盤内に設置した。各機器はディープスリープによる間欠動作を行い、再接続時に通信情報を取得した。なおCO2センサは前回接続情報を用いた高速再接続方式、温度センサは毎回スキャン方式を採用した。
約12時間の連続運用実験の結果、5分間隔送信に対し最大99.31%、全体で98.96%のデータ取得率を達成した。この結果は地下工事現場における環境モニタリングとして実用的な水準であるといえる。また接続先の分析では、センサは中継機よりもAPへ接続する割合が高く、必ずしも電波強度のみで接続先が決定されないことが示された。よって、ESP32を用いた中継構成により地下環境でも高いデータ取得率が実現可能であり、通信経路設計の有効性が確認された。