CN108073204A - 农业用环境控制装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种农业用环境控制装置，其根据一天的日照量的变化来判断日出时间或日落时间、上午、下午等，以降低因使用者的时间设定的变更引起的劳力，即使是初学者，也能够进行准确的设定。本发明的农业用环境控制装置的特征在于，其具备：日照量测量机构(10)，至少测量日照量；控制单元(20)，根据利用日照量测量机构(10)测量的日照量或日照量的变化，计算将一天划分为多个时间带的时刻，控制机构(20)，根据计算的时刻对与时间带对应地设定的控制要素进行控制。

Description

农业用环境控制装置
技术领域
本发明特别涉及能够进行农业用大棚中的温度控制或浇水时刻控制的农业用环境控制装置。
背景技术
使用者能够设定农业用大棚内的温度或湿度等的目标值，为了变为设定的目标值，存在对换气扇进行开闭或者使加温机或制冷机运转来进行对作物而言最佳的环境控制的农业用环境控制装置(例如专利文献1)。
在此种装置中，在每个时间带设定目标值，在每个时间带将大棚内的温度控制为期望的值。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平07-23666号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
植物的生理现象在一天之中根据光和温度而变化。光合作用随着日出而开始，在白天，与光的强度对应地进行光合作用，同时，通过光合作用产生的碳水化合物以及从根部吸收的养分在植物体内转移。
一般而言，光合作用能力在上午比在下午高。到了傍晚，光变弱，光合作用的能力随之降低。在日落之后，不进行光合作用，仅养分的转移暂时继续，不久，若几乎全部的光合作用的养分遍布植物体内，则转移大致结束，仅进行呼吸和水分吸收。
在大棚内的环境控制中，公知有通过进行配合此种一天的植物的生理现象的控制来使植物的生长最优化的方法。
其中之一是被称为“前半夜的温度补偿”的方法。
在日照量多的白天，由于光合作用产物的量变多，故应转移的光合作用产物的量也变多。另一方面，转移量根据植物体的温度而变化，一般来说，温度越高，则转移量变得越多。
因此，“前半夜的温度补偿”是根据白天的日照量的累计值提高从傍晚到前半夜的温度，从而使光合作用产物可靠地转移。
另外，存在如下方法：在冬季，考虑植物体的温度相对于气温的变化而上升的时间延迟，从日出之前将大棚内的温度提高至白天的目标温度，在刚刚日出之后，使植物体的温度为对光合作用而言最佳的温度，从而使光合作用量最大化。
这两种方法不仅需要系统判断当前的日照量，还需要判断日出、上午、下午、或傍晚。虽然在公知的技术中，在该判断中用到时刻，但太阳的运动根据季节而变化，在利用时刻进行判断时，需要根据季节的变化而变更设定。
以往的装置根据时刻来控制目标温度。
在作物的栽培中，重要的是将温度控制为作物的生长合适温度。作物的生长合适温度是指在白天存在日照的状况下，光合作用量最大的温度，且在夜间抑制呼吸量，并在生理上不产生障碍、难以发生病害的温度。
在根据时刻控制目标温度的方法中，由于日出或日落的时间根据季节而变化，故不得不频繁地进行设定时刻的变更。特别是，若基于时刻而控制的项目多，则需要频繁地进行多次变更，因而繁琐，且成为降低劳动生产率的原因。
另外，与温度控制或浇水控制有关的时间设定的判断需要相当的熟练度，对初学者而言是困难的。
因此，本发明的目的在于提供一种农业用环境控制装置，其根据一天的日照量的变化来判断日出时间或日落时间、上午、下午等，以降低因使用者对时间设定的变更而引起的劳力，即使是初学者，也能够进行准确的设定。
用于解决上述技术问题的方案
方案1所记载的本发明的农业用环境控制装置的特征在于，具备：日照量测量机构，至少测量日照量；控制机构，根据利用所述日照量测量机构测量的所述日照量或所述日照量的变化，计算将一天划分为多个时间带的时刻，所述控制机构，根据计算的所述时刻，对与所述时间带对应地设定的控制要素进行控制。
方案2所记载的本发明的特征在于，在方案1所述的农业用环境控制装置中，将所述控制要素设为农业用大棚内的温度。
方案3所记载的本发明的特征在于，在方案1或方案2所述的农业用环境控制装置中，将所述控制要素设为浇水。
方案4所记载的本发明的特征在于，在方案1至方案3中的任一项所述的农业用环境控制装置中，所述控制机构，若测量的所述日照量超过第一阈值则判断为日出时刻，若测量的所述日照量减少至第二阈值以下则判断为日落时刻，根据所述日出时刻和所述日落时刻计算所述时间带的所述时刻。
方案5所记载的本发明的特征在于，在方案4所述的农业用环境控制装置中，所述控制机构根据多天的量的平均值或移动平均值来判断所述日出时刻以及所述日落时刻。
发明效果
根据本发明的农业用环境控制装置，不管何种季节都可以，使用者能够省却时间设定的工夫，能够与使用者的熟练度无关地控制为最佳的生长环境。
附图说明
图1是通过功能实现机构表现本发明的一实施例的农业用环境控制装置的框图。
图2是示出因天气的差异引起的日照量的变化的图。
图3是示出日出前后的日照量的变化的图。
图4是示出日落前后的日照量的变化的图。
图5是示出将一天划分为多个时间带的一实施例的图。
具体实施方式
本发明的第一实施方式的农业用环境控制装置是如下装置，其具备：日照量测量机构，至少测量日照量；控制机构，根据利用日照量测量机构测量的日照量或日照量的变化，计算将一天划分为多个时间带的时刻，控制机构，根据计算的时刻，对与时间带对应地设定的控制要素进行控制。根据本实施方式，根据日照量或日照量的变化计算将一天划分成多个时间带的时刻，对与这些时间带对应地设定的控制要素进行控制，从而能够在不与季节对应地进行时间变更的设定作业的情况下，进行配合植物的生理现象的控制。
本发明的第二实施方式是在第一实施方式的农业用环境控制装置中，将控制要素设为农业用大棚内的温度。根据本实施方式，能够控制为作物的生长合适温度。
本发明的第三实施方式是在第一或第二实施方式的农业用环境控制装置中，将控制要素设为浇水。根据本实施方式，能够配合植物的生理现象进行浇水。
本发明的第四实施方式是在第一至第三中的任一项的实施方式的农业用环境控制装置中，在控制机构中，若测量的日照量超过第一阈值则判断为日出时刻，若测量的日照量减少至第二阈值以下则判断为日落时刻，根据日出时刻和日落时刻计算时间带的时刻。根据本实施方式，能够与日出和日落的时刻对应地控制作物的生长环境。
本发明的第五实施方式是在第四实施方式的农业用环境控制装置中，控制机构中根据多天的量的平均值或移动平均值来判断日出时刻以及日落时刻。根据本实施方式，能够提高日出和日落的时刻精度。
[实施例]
图1是通过功能实现机构表现本发明的一实施例的农业用环境控制装置的框图。
本实施例的农业用环境控制装置是如下装置，其具备至少测量日照量的日照量测量机构10；控制机构20，根据利用日照量测量机构10测量的日照量或日照量的变化，计算将一天划分为多个时间带的时刻，在控制机构20中，根据计算的时刻，对与时间带对应地设定的控制要素30进行控制。
控制机构20具有识别当前时刻的计时机构21、存储将一天划分为多个时间带的时间带存储部22、存储对应于每个各时间带而设定的控制参数的控制要素存储部23。
此外，控制机构20具有判断日出时刻以及日落时刻的日出、日落时刻判断机构24、计算各个时间带的开始时刻的时间带时刻计算机构25、对控制要素30输出控制参数的输出机构26。
设定机构40设定存储于时间带存储部22的时间带，并且设定存储于控制要素存储部23的控制参数。利用设定机构40设定且被划分为多个的时间带被存储于时间带存储部22。利用设定机构40设定且对应于各时间带的控制参数被存储于控制要素存储部23。
计时机构21具备对时间进行计时的计时器功能，或接收利用电波发送的时刻信息的接收功能，并输出所计时的当前时刻。
日出、日落时刻判断机构24根据利用日照量测量机构10测量的日照量或日照量的变化来判断日出或日落，并通过从计时机构21输出的当前时刻来确定日出或日落的时刻。例如，日出、日落时刻判断机构24，若测量的日照量超过第一阈值则判断为日出时刻，若测量的日照量减少至第二阈值以下则判断为日落时刻。在此，第一阈值和第二阈值也可以是相同的值。另外，能够通过与这些第一阈值或第二阈值一同地对日照量的变化进行判断来进一步提高精度。
时间带时刻计算机构25以利用日出、日落时刻判断机构24确定的日出或日落的时刻为基础，计算各个时间带的开始时刻。
输出机构26在变为利用时间带时刻计算机构25计算的时间带的开始时刻的时机输出在对应的该时间带中的控制参数。
输出机构26在将控制要素30设为农业用大棚内的温度的情况下，例如使温度控制装置31工作，在将控制要素30设为浇水的情况下，例如使浇水装置32工作。
在图2中示出因天气的差异引起的日照量的变化。
图2是在北纬36度、东经134度附近的现场处，对10月下旬的连续三天的日照量的变化进行了测量的图。横轴是时刻，纵轴是日照量(单位：W/m2)。
10月27日为晴，10月28日为多云，10月29日为多云有时晴。
对测量的三天进行比较，可知虽然白天的日照量大不相同，但若对接近零的低日照量设定阈值，则能够以高精度确定日出以及日落的时刻。
图3示出日出前后的日照量的变化，图4示出日落前后的日照量的变化。
可知，若阈值减到大约1～2W/m2(若用照度表现则为大约250Lx～500Lx)附近，则能够以±15分钟左右的精度推测日出以及日落的时刻。
图5示出将一天划分为多个时间带的一实施例。
在图5中示出的时间带作为一天的温度管理的一例，基于日出时刻和日落时刻，将日出和日落的中间假定为正午时刻，将日落和日出的中间假定为深夜，将一天分割为八个时间带。
这些时间带的开始时间由于是利用时间带时刻计算机构25算出的，故在一年之中，使用者无需进行设定变更，而能够设定基于植物的一天的生理现象的节律的最佳温度条件。
另外，在推测日出时刻、日落时刻以及正午时刻的情况下，通过取过去几天的平均值，能够进行更高精度的时间推测。由季节变化引起的每一天的日出时刻以及日落时刻的变化在中纬度地区大概为1天1分钟左右，另一方面，由于设施园艺中的温度控制的时机所需的精度为30分钟左右，故作为过去的平均化天数，取从2天到30天的移动平均值。
另外，在大棚以及露地栽培中，存在自动地进行浇水的浇水装置32。关于浇水时间，为了在刚刚日出之后使用于光合作用的水分充分地遍及植物体内，并且抑制夜间的徒长，在日出之前1～2小时进行是最佳的。因此，通过设定由本发明计算的日出时刻的1小时前这样的时间带，能够在不根据季节变更设定时间的情况下，全年形成最佳的浇水状态。另外，通过与土壤中的水分量传感器组合，能够在土壤中水分为一定值以上的情况下，进行内锁动作，而不进行本发明的浇水等，从而进一步实现最佳的控制。
如上所述，根据本发明，根据日照量或日照量的变化计算将一天划分成多个时间带的开始时刻，对与这些时间带对应地设定的控制要素30进行控制，从而能够在不与季节对应地进行时间变更的设定作业的情况下，进行配合植物的生理现象的控制。
工业实用性
根据本发明的农业用环境控制装置还适于农业用大棚中的换气或隔热控制或露地栽培中的浇水时刻的控制。
附图标记说明
10 日照量测量机构
20 控制机构
21 计时机构
22 时间带存储部
23 控制要素存储部
24 日出、日落时刻判断机构
25 时间带时刻计算机构
26 输出机构
30 控制要素
40 设定机构

Claims (5)

1.一种农业用环境控制装置，其特征在于，具备：
日照量测量机构，至少测量日照量；
控制机构，根据利用所述日照量测量机构测量的所述日照量或所述日照量的变化，计算将一天划分为多个时间带的时刻，
所述控制机构，根据计算的所述时刻，对与所述时间带对应地设定的控制要素进行控制。
2.根据权利要求1所述的农业用环境控制装置，其特征在于，
将所述控制要素设为农业用大棚内的温度。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的农业用环境控制装置，其特征在于，
将所述控制要素设为浇水。
4.根据权利要求1至权利要求3中的任一项所述的农业用环境控制装置，其特征在于，
所述控制机构，
若测量的所述日照量超过第一阈值则判断为日出时刻，
若测量的所述日照量减少至第二阈值以下则判断为日落时刻，
根据所述日出时刻和所述日落时刻计算所述时间带的所述时刻。
5.根据权利要求4所述的农业用环境控制装置，其特征在于，
所述控制机构根据多天的量的平均值或移动平均值来判断所述日出时刻以及所述日落时刻。
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