はじめに

昨今、日本各地でクマの出没が社会問題となっています。人里離れた山際や農地での早期検知が求められていますが、従来のPIR（赤外線）センサーでは誤検知が多く、また山間部ではWiFiや携帯電話の電波が届かないことも少なくありません。

そこで今回は、「静止していても検知可能」「雨や霧に強い」24GHzミリ波レーダーと、「数kmの通信が可能」なLoRaを、最新のESP32-C6で制御するエッジデバイスのプロトタイプを作成しました。

このシステムの強み

高精度検知: 24GHzミリ波レーダー(LD2410C)により、茂みの中のわずかな動きや呼吸も捉えます
長距離通信: LoRaモジュールを採用することで、ネット環境のない山林からでも検知信号を飛ばせます
低消費電力: ESP32-C6の省電力機能により、バッテリーやソーラーパネルでの長期運用が視野に入ります

ハードウェア構成と配線

ESP32-C6の限られたピンを効率的に使い、3系統のシリアル通信とデジタル入力を両立させています。

デバイス	ピン (ESP32-C6)	役割	接続詳細
LoRaモジュール	D5 / D4	通信	SoftwareSerial (RX/TX)
LD2410C (レーダー)	D0 / D1	データ	HardwareSerial1 (RX/TX)
LD2410C (OUT)	D2	即時検知	デジタル入力 (HIGH/LOW)

受信側は、PCとLoRaモジュールをUSBシリアルで接続しています。TeraTermやscreenなどのターミナルでモニターできます。

ソフトウェアのポイント

1. シリアルポートの三重奏

USB Serial: 現場での設定・デバッグ用 (115200 bps)
HardwareSerial1: レーダーからの高精度データ受信 (256000 bps)
SoftwareSerial: LoRa経由の遠隔通報 (9600 bps)

2. LoRa通信の最適化（検知時のみ送信）

クマの検知通知はスピードと確実性が重要です。LoRaの細い帯域を無駄にしないよう、検知時のみ詳細な距離データを付与するロジックを実装しています。

if (radar.presenceDetected()) {
  // クマ（対象物）検知時：距離情報を乗せて緊急送信
  snprintf(statusBuf, sizeof(statusBuf), 
           "[ALERT] 接近検知! | OUT: %s | 移動距離: %dcm | 静止距離: %dcm",
           digitalRead(PIN_OUT) ? "HIGH" : "LOW",
           radar.movingTargetDistance(),
           radar.stationaryTargetDistance());
} else {
  // 平常時：生存確認（死活監視）用の簡易ステータス
  snprintf(statusBuf, sizeof(statusBuf), 
           "[NORMAL] 異常なし | OUT: %s",
           digitalRead(PIN_OUT) ? "HIGH" : "LOW");
}

シリアルモニターでの運用・デバッグ

現場確認: 5秒おきのログで、センサーが正しく距離を捉えているか確認できます。
設定変更: シリアルモニターからLoRaモジュールへ直接ATコマンド等を送り、通信チャンネルの調整が可能です。

おわりに

このシステムを山際の境界線（バッファゾーン）に設置することで、クマが人里に近づく前に検知し、遠隔地の管理者に通知する仕組みが構築できます。
24GHzレーダーは夜間や悪天候でも性能が落ちないため、野生動物監視において非常に強力な武器になります。

ソースコード

#include <HardwareSerial.h>
#include <SoftwareSerial.h>
#include <ld2410.h>

// --- ピン定義 ---
#define LORA_RX  D5
#define LORA_TX  D4
#define RADAR_RX D0             // センサーのTXと接続
#define RADAR_TX D1             // センサー의 RXと接続
#define PIN_OUT  D2             // デジタル出力(OUT)ピン

// --- インスタンス作成 ---
SoftwareSerial LoRaSerial;
HardwareSerial SerialRadar(1);  // LD2410用シリアル(UART1)
ld2410 radar;

void setup() {
  // シリアルモニタ初期化
  Serial.begin(115200);
  while (!Serial) {
    delay(10); // シリアルモニタの接続を待機
  }
  
  
  // LoRaモジュールの初期化 (9600bps)
  LoRaSerial.begin(9600, SWSERIAL_8N1, LORA_RX, LORA_TX, false);

  Serial.println("LoRa 準備完了 (SoftwareSerial)");

  // LD2410Cレーダーの初期化 (デフォルト 256000bps)
  SerialRadar.begin(256000, SERIAL_8N1, RADAR_RX, RADAR_TX);
  pinMode(PIN_OUT, INPUT);

  Serial.println("システム起動...");
  if (radar.begin(SerialRadar)) {
    Serial.println("LD2410C 接続完了");
  } else {
    Serial.println("LD2410C 接続失敗");
  }
}

void loop() {
  // PC(USBシリアル) -> LoRa
  if (Serial.available()) {
    yield();
    LoRaSerial.write(Serial.read());
  }
  
  // LoRa -> PC(USBシリアル)
  if (LoRaSerial.available()) {
    Serial.write(LoRaSerial.read());
  }

  // レーダーデータの読み取り
  radar.read();
  
  if (radar.isConnected()) {
    static unsigned long lastTime = 0;
    // 5秒おきに現在の検知状態と距離を統合して表示・送信
    if (millis() - lastTime > 5000) {
      lastTime = millis();
      char statusBuf[128];
      if (radar.presenceDetected()) {
        snprintf(statusBuf, sizeof(statusBuf), 
                 "[レーダー] 検知あり | OUT: %s | 移動: %dcm | 静止: %dcm",
                 digitalRead(PIN_OUT) ? "HIGH" : "LOW",
                 radar.movingTargetDistance(),
                 radar.stationaryTargetDistance());
      } else {
        snprintf(statusBuf, sizeof(statusBuf), 
                 "[レーダー] 検知なし | OUT: %s",
                 digitalRead(PIN_OUT) ? "HIGH" : "LOW");
      }
      
      Serial.println(statusBuf);
      
      // LoRa経由で送信
      LoRaSerial.println(statusBuf);
    }
  }
}