CN110031092A

CN110031092A - 测定装置

Info

Publication number: CN110031092A
Application number: CN201910015204.5A
Authority: CN
Inventors: C.博萨尔德; A.阿尔马拉希; M.佩特里德斯; M.克里斯托
Original assignee: Bosch Corp
Current assignee: BAYER CROP SCIENCE Co.,Ltd.
Priority date: 2018-01-09
Filing date: 2019-01-08
Publication date: 2019-07-19
Also published as: JP2019120606A; KR20190084878A

Abstract

公开了一种测定装置。即使不使用风扇也设为能够获得壳体外的气温。测定装置具备：壳体；太阳辐射量测定部，其测定到所述壳体的太阳辐射量；气温测定部，其被设置于所述壳体的内部；以及控制部，其基于由所述太阳辐射量测定部测定出的太阳辐射量的时序数据来计算校正值，并用所述校正值对由所述气温测定部测定出的气温进行校正。

Description

测定装置

技术领域

本发明涉及一种测定装置。

背景技术

近年来，关于设施园艺，为了进行温室内的环境的可视化或温室内的环境控制，正在开发使用计算机的系统。例如，存在具有气温传感器以及湿度传感器等的传感器、基于从这些传感器获得的测定数据来进行温室内的环境的分析或控制的信息处理装置的系统。

上述的气温传感器一般具有壳体以及收纳于壳体的气温测定部。当壳体受到太阳辐射时，壳体的温度上升，壳体内的气温较之温室的气温上升。结果，由气温测定部测定的气温与温室的气温相比可能变得更高。为了抑制这样的由气温测定部测定的气温的误差，例如已知通过在壳体设置风扇并始终对壳体内的空气进行换气来使壳体内的气温与温室的气温一致的方法。另外，在专利文献1中采用如下技术作为方法：使用太阳辐射量的瞬时值来校正由非接触式温度传感器测定的温度的误差。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2010-223682号公报。

发明内容

发明要解决的问题

但是，关于在壳体设置风扇的方法，消耗电力、装置规模以及制造成本增加。另外，在将风扇设置于壳体的方法中，在将装置连接于恒定电源的情况下，用于装置的引入和移动的耗时增多。因为在专利文献1中记载的方法不是使用风扇的方法而是使用太阳辐射量的瞬时值对物体的温度的误差进行校正的方法，所以即使将专利文献1记载的方法应用于测定气温的气温传感器也不能期待适当的校正。

因此，本发明是鉴于上述问题而完成的发明，本发明的目的在于提供一种即使不使用风扇也能够获得壳体外的气温的创新的且改良的测定装置。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，根据本发明的某个观点，提供了一种测定装置，具备：壳体；太阳辐射量测定部，其测定到所述壳体的太阳辐射量；气温测定部，其被设置于所述壳体的内部；以及控制部，其基于由所述太阳辐射量测定部测定的太阳辐射量的时序数据来计算校正值，利用所述校正值对由所述气温测定部测定的气温进行校正。

发明的效果

根据以上说明的本发明，即使不使用风扇也能够获得壳体外的气温。

附图说明

图1是示出根据本发明的实施方式的温室管理系统的说明图。

图2是示出在用户装置的显示部显示的画面的具体示例的说明图。

图3是示出根据本发明的实施方式的气温传感器的外观的说明图。

图4是示出根据本发明的实施方式的气温传感器的内部结构的说明图。

图5是示出一天内的温室气温Tr同传感器内气温Tm的气温差D与太阳辐射量R之间的关系的说明图。

图6是示出存储器存储的查找表的说明图。

图7是示出气温校正的具体示例的说明图。

图8是示出根据本发明的实施方式的气温传感器的动作的流程图。

图9是示出根据本发明的实施方式的气温传感器的动作的流程图。

具体实施方式

下面在参照随附附图的同时详细地说明本发明的实施方式。此外，在本说明书和附图中，对具有实质相同的功能结构的结构要素标注相同的标记，由此省略重复说明。

<1．温室管理系统的概要>

本发明的实施方式涉及对培育农作物的温室的环境进行管理的温室管理系统。参照图1，对根据本发明的实施方式的温室管理系统的概要进行说明。

图1是示出根据本发明的实施方式的温室管理系统的说明图。如图1所示，根据本发明的实施方式的温室管理系统具备温室10、多个传感器21~23、通信装置26、气象信息服务器30、管理服务器40以及用户装置50。管理服务器40经由网络12与通信装置26、气象信息服务器30以及用户装置50连接。

(温室10)

温室10形成用于栽培农作物等的空间。作为温室10的建筑材料，使用玻璃或乙烯基等具有透光性的建筑材料。因此，在温室10内栽培的农作物能够沐浴着阳光并在适当温度环境下生长。温室10可以具有供暖设备，也可以不具有供暖设备。在温室10内栽培的栽培物不限于农作物，在温室10内栽培的栽培物也可以是除农作物以外的植物。

在温室10设置有多个传感器21~23。具体地说，在温室10设置有气温传感器21、太阳辐射量传感器22以及湿度传感器23等测定装置。气温传感器21测定温室内的气温，太阳辐射量传感器22测定到温室的太阳辐射量，湿度传感器23测定温室内的相对湿度。虽然在图1中太阳辐射量传感器22设置于温室10内，但是太阳辐射量传感器22也可以设置于温室10的外侧。另外，在温室10也可以设置二氧化碳浓度传感器、风速传感器以及地温传感器等其它传感器。

多个传感器21~23将通过测定而获取到的气温数据、太阳辐射量数据或相对湿度数据等测定数据以无线方式发送到通信装置26。例如，多个传感器21~23也可以使用BLE(Bluetooth(注册商标) Low Energy：低功耗蓝牙)或Wi-Fi来将测定数据发送到通信装置26。

(通信装置26)

通信装置26在多个传感器21~23与管理服务器40之间对测定数据进行中继。即，通信装置26从多个传感器21~23接收测定数据，将接收到的测定数据经由网络12发送到管理服务器40。此外，网络12是从与网络12连接的装置发送的信息的有线或无线的传送路径。例如，网络12也可以包括各种LAN(Local Area Network：局域网)、WAN(Wide Area Network：广域网)等，所述各种LAN、WAN包括蜂窝网络、因特网、电话线路网络、卫星通信网络等公共线路网络、以太网(Ethernet(注册商标))。另外，网络12也可以包括IP-VPN(InternetProtocol-Virtual Private Network：互联网协议-虚拟私有网络)等专用线路网络。

(气象信息服务器30)

气象信息服务器30将气象信息提供给管理服务器40。气象信息包括当前或过去实际观测到的气象观测信息以及对在当前之后要观测到的进行预测的气象预测信息。气象信息也可以包括表示各地域的气温、相对湿度、太阳辐射量或雨量的信息。

(管理服务器40)

管理服务器40是具有收集用于温室10的管理的多种多样的信息的功能、对收集到的信息进行分析的功能、对收集到的信息或信息的分析结果进行分发的功能的信息处理装置。具体地说，管理服务器40从通信装置26收集测定数据，从气象信息服务器30收集气象信息。管理服务器40能够对收集到的信息进行分析，来判定病虫害风险。管理服务器40将收集到的信息、上述的判定结果等经由网络12分发到农民用户利用的用户装置50。

(用户装置50)

用户装置50是由在温室10内栽培农作物的农民用户利用的装置。用户装置50具有显示从管理服务器40分发的信息的显示部。虽然在图1中作为用户装置50的一个示例示出了智能手机，但是用户装置50不限定于智能手机。用户装置50例如也可以是PC(PersonalComputer：个人计算机)、移动电话或专用装置等信息处理装置。

图2是示出用户装置50的显示部上显示的画面的具体示例的说明图。图2所示的画面包括表示病虫害风险的显示62、表示气温和相对湿度的时间变化的显示64。在显示62中，用圆的大小和颜色表示各时间点的病虫害风险的大小。在图2所示的示例中，病虫害风险越高，则显示越大且颜色越浓的圆。用户能够通过查看显示62来进行药剂的喷洒、供暖的调整以及温室10的换气等用于减轻病虫害风险的作业。此外，设置于温室10的设备也可以按照来自管理服务器40的指示来执行供暖的调整、二氧化碳产生量的调整等环境控制以及药剂的喷洒等处理。

在显示64中，细实线表示气温的测定值，细虚线表示气温的将来的预测值，粗实线表示相对湿度的测定值，粗虚线表示相对湿度的将来的预测值。用户能够基于该显示64来掌握温室10的当前的环境以及将来的环境。

虽然在图2中示出了显示表示病虫害风险、气温以及相对湿度的信息的示例，但是用户装置50基于与管理服务器40之间的通信，还能够显示表示太阳辐射量或二氧化碳浓度等其它环境要素的信息。另外，在设置有多个温室10的情况下，用户装置50还能够显示各温室10的信息，还能够显示温室10内的各场所或各传感器的信息。由此，在当前的环境或将来的环境对于农作物的栽培不适当的情况下，用户能够进行供暖的调整、二氧化碳产生量的调整等。

<2．背景的整理>

以上说明了根据本发明的实施方式的温室管理系统的概要。接着，为了使本发明的实施方式的技术意义更加明确，在详细说明本发明的实施方式之前，说明本发明的实施方式的背景。

如上述那样把由气温传感器测定的气温使用于病虫害风险的判定。因此，为了高精度地判定病虫害风险，重要的是气温传感器测定正确的气温。

但是，存在由气温传感器测定的气温与温室的气温剥离的情况。气温传感器具有壳体以及收纳于壳体的气温测定部，当壳体受到太阳辐射时，壳体的温度上升，壳体内的气温较之温室的气温上升。结果，由气温测定部测定的气温与温室的气温相比可能变得更高。

为了抑制像这样的由气温传感器测定的气温与温室的气温的差异，例如已知如下的方法：通过在壳体设置风扇并始终对壳体内的空气进行换气，从而使壳体内的气温与温室的气温一致。但是，关于在壳体设置风扇的方法，消耗电力、装置规模以及制造成本增加。特别是，由于在夜间也驱动风扇，因而可能无用地消耗电力。另外，在壳体设置风扇的方法中，在将装置连接于恒定电源的情况下，用于装置的引入和移动的耗时增多。

本案发明人将上述情形作为一个着眼点而达成了创作出本发明的实施方式。根据本发明的实施方式的气温传感器21即使不使用风扇也能够获得壳体外的气温。下面，依次详细地说明这样的根据本发明的实施方式的气温传感器21的结构和动作。

<3．气温传感器的结构>

图3是示出根据本发明的实施方式的气温传感器21的外观的说明图。如图3所示，根据本发明的实施方式的气温传感器21具备壳体212、带214以及太阳辐射量测定部220。

壳体212在内部收纳气温测定部230和基板240。如图3所示那样，作为太阳辐射量测定部220的一部分的玻璃滤光器在壳体212的表面露出。在壳体212的设置有太阳辐射量测定部220的第一面形成有通气口216。虽然在图3中没有示出，但是也可以在与第一面相向的第二面以及其它地方设置通气口。

带214与壳体212的两个地方连结。通过将带214悬吊于温室10内的管道等建筑材料来将气温传感器21设置在温室10内。太阳辐射量测定部220对到壳体212的太阳辐射量进行测定。此外，该带214也可以构成为透明的以使得不在太阳辐射量测定部220造成阴影。

图4是示出根据本发明的实施方式的气温传感器21的内部结构的说明图。如图4所示，根据本发明的实施方式的气温传感器21具备太阳辐射量测定部220、气温测定部230以及基板240。另外，气温传感器21具备未图示的电池。

太阳辐射量测定部220如上述那样测定到壳体212的太阳辐射量，把通过测定得到的太阳辐射量数据输出到基板240。气温测定部230测定壳体212内的气温，把通过测定得到的气温数据输出到基板240。气温测定部230被设置于较之设置有太阳辐射量测定部220的第一面而更接近与第一面相向的第二面的位置。由于正受到太阳辐射的壳体212内的气温比壳体212外的气温高，因此壳体212的空气易于从形成在位于上侧的第一面的通气口216流出，新的空气易于从形成在位于下侧的第二面的通气口流入。因此，通过如上述那样将气温测定部230设置在下侧的第二面附近，从而气温测定部230能够测定比较新地流入到壳体212的空气的温度。

如图4所示，在基板240安装有控制部242、存储器244以及通信部246。

存储器244是存储从太阳辐射量测定部220输入的太阳辐射量的时序数据即太阳辐射量数据以及从气温测定部230输入的气温的时序数据即气温数据的存储部。控制部242基于存储于存储器244的太阳辐射量数据来计算校正值，用该校正值校正气温数据。通信部246把由控制部242校正的气温数据经由通信装置26发送到管理服务器40。下面，更具体地说明由控制部242进行的校正值的计算。

将温室10内的气温设为温室气温Tr，将通过气温测定部230获得的气温数据所表示的气温设为传感器内气温Tm。温室气温Tr例如是通过带风扇的气温传感器获得的。在温室气温Tr与传感器内气温Tm之间产生与气温传感器21受到的太阳辐射量相应的气温差D。

图5是示出一天内的温室气温Tr同传感器内气温Tm的气温差D与太阳辐射量R之间的关系的说明图。如图5所示，气温差D与太阳辐射量R相关，气温差D具有随着太阳辐射量R的增加而增加、随着太阳辐射量R的减少而减少的倾向。因而，控制部242使用通过分析该倾向而得到的函数，来计算气温差D作为校正值。

上述函数是累积使用与构成太阳辐射量数据的各时间点的太阳辐射量对应的校正系数的函数。具体地说，存储器244将校正系数与太阳辐射量的大小的各范围相关联地进行存储。

图6是示出存储器244存储的查找表的说明图。如图6所示，存储器244将太阳辐射量的大小的范围72与校正系数74相关联地进行存储。例如可以使太阳辐射量的大小为“小于300W/m²”的范围72关联于“0”而作为校正系数74，使太阳辐射量的大小为“300W/m²以上且小于400W/m²”的范围72关联于“A”而作为校正系数74，使太阳辐射量的大小为“400W/m²以上且小于500W/m²”的范围72关联于“B”而作为校正系数74。在此，相关联的范围72的太阳辐射量越大，校正系数74成为越大的值。在上述的示例中，B>A成立。此外，不特别地限定各范围的宽度，各范围的宽度也可以在多个范围之间不同。

而且，控制部242在最近的具有规定的时间长度(例如，20分钟)的期间内的太阳辐射量数据中，确定太阳辐射量属于上述各范围的时间长度。接着，控制部242从存储器244读出与各范围相关联的校正系数，将与各范围相关联的校正系数和关于各范围确定出的时间长度应用于上述函数。该函数f例如表示为以下那样。

f=Alog(t1)+Blog(t2)+···Nlog(tx)。

在上述函数f中，A、B以及N为存储于存储器244的校正系数。t1、t2以及tx为太阳辐射量属于各范围的时间长度。例如在太阳辐射量在经5分钟的时间内属于“300W/m²以上且小于400W/m²”的范围的情况下，成为t1=5分钟。右边的各项表示根据关于各范围确定出的时间长度来对与各范围相关联的校正系数进行累积。而且，各范围的累积结果的合计值成为校正值。此外，由于气温差D通过太阳辐射的继续而累积，因此函数f应当再现气温差D的累积，并根据关于各范围确定出的时间长度来对与各范围相关联的校正系数进行累积。

控制部242利用使用上述函数f计算出的校正值来校正从气温测定部230输入的气温数据。参照图7说明该校正的效果的具体示例。

图7是示出气温校正的具体示例的说明图。图7示出了在向气温传感器21照射了固定的光的情况下的传感器内气温Tm和校正后的气温Tc。如图7所示，随着光的照射时间的增加，传感器内气温Tm与温室气温Tr相比变得更高。通过从该传感器内气温Tm减去校正值，从而能得到校正后的气温Tc。可理解的是，相比于传感器内气温Tm，校正后的气温Tc成为充分地接近温室气温Tr的值。

此外，如上述那样，在校正值的计算中使用最近的具有规定的时间长度(例如，20分钟)的期间内的太阳辐射量数据。由于认为规定的时间长度以前的太阳辐射量对当前的气温差D产生的影响少，因此通过不使用比规定的时间长度更早的数据，从而能够实现高精度的估计和处理负荷的减轻。

另外，太阳辐射量越小，太阳辐射量对气温差D产生的影响变得越小。因此，如参照图6说明的那样，例如通过使太阳辐射量的大小为“小于300W/m²”的范围72关联于“0”而作为校正系数74，从而也可以使得为不将小于规定量的太阳辐射量反映到校正值。

<4．气温传感器的动作>

以上，说明了根据本发明的实施方式的气温传感器21的结构。接着，参照图8和图9对根据本发明的实施方式的气温传感器21的动作进行整理。

图8是表示根据本发明的实施方式的气温传感器21的动作的流程图。如图8所示，首先，控制部242从存储器244读出当前的气温数据(S310)。进一步地，控制部242从存储器244读出具有规定的时间长度(例如，20分钟)的期间内的太阳辐射量数据(S320)。

之后，控制部242使用在S320中读出的太阳辐射量数据来计算校正值(S330)。具体地说，如图9所示，控制部242确定太阳辐射量属于各范围的时间长度(S332)。然后，控制部242从存储器244读出与各范围相关联的校正系数，例如按照上述的函数(f)，根据关于各范围确定出的时间长度来对与各范围相关联的校正系数进行累积(S334)。进一步地，控制部242通过对各范围的累积结果进行合计来计算校正值(S336)。

接着，控制部242用校正值对当前的气温数据进行校正(S340)。然后，通信部236将校正后的气温数据发送到管理服务器40(S350)。

<5．变形例>

以上对本发明的实施方式进行了说明。下面，对本发明的实施方式的几个变形例进行说明。此外，下面说明的各变形例可以单独地应用于本发明的实施方式，也可以组合地应用于本发明的实施方式。另外，各变形例可以取代本发明的实施方式中说明的结构来进行应用，也可以针对本发明的实施方式中说明的结构追加地进行应用。

(第一变形例)

虽然在上述中对气温传感器21被设置于温室10的示例进行了说明，但是气温传感器21的用途不限定于温室10的气温的测定。例如，气温传感器21也可以被设置于温室10外，也可以应用于在受到太阳辐射的场所中使用的装置(IoT：Internet of Things(物联网)、无线传感器等)。

(第二变形例)

虽然在上述中对气温传感器21具有校正值的计算功能和气温数据的校正功能的示例进行了说明，但是校正值的计算功能和气温数据的校正功能也可以安装于其它的装置。例如，气温传感器21也可以将太阳辐射量数据和校正前的气温数据发送到管理服务器40，管理服务器40进行校正值的计算和气温数据的校正。

<6．结论>

如以上说明的那样，根据本发明的实施方式的气温传感器21即使不具有风扇也能够通过对由气温测定部230获得的气温数据进行校正来得到壳体外的气温。因而，能够降低气温传感器21的消耗电力、装置规模以及制造成本。另外，由于使用风扇的传感器使得在温室10产生粉尘和昆虫，因此根据本发明的实施方式的气温传感器21的利用和维护与使用风扇的传感器相比更容易处理。另外，在将使用风扇的传感器连接于恒定电源的情况下，用于传感器的引入以及移动的耗时增多，而根据本发明的实施方式的气温传感器21通过电池来进行动作，因此能够容易地进行气温传感器21的引入和移动。

此外，虽然在参照随附附图的同时详细地说明了本发明的较佳的实施方式，但是本发明不限定于所述示例。只要是具有本发明所属的技术领域中的通常知识的人，就能在权利要求书所记载的技术思想的范畴内想到各种变更例或修正例，这是显而易见的，可了解这些各种变更例或修正例当然也属于本发明的技术范围。

例如，本说明书的气温传感器21的处理中的各步骤未必一定按照作为流程图所记载的顺序来按时间序列进行处理。例如，气温传感器21的处理中的各步骤可以按与作为流程图所记载的顺序不同的顺序进行处理，也可以并行地进行处理。

附图标记说明

10：温室；12：网络；21：气温传感器；212：壳体；214：带；216：通气口；220：太阳辐射量测定部；230：气温测定部；236：通信部；240：基板；242：控制部；244：存储器；246：通信部；22：太阳辐射量传感器；23：湿度传感器；26：通信装置；30：气象信息服务器；40：管理服务器；50：用户装置。

Claims

1.一种测定装置，具备：

壳体；

太阳辐射量测定部，其测定到所述壳体的太阳辐射量；

气温测定部，其设置于所述壳体的内部；以及

控制部，其基于由所述太阳辐射量测定部测定出的太阳辐射量的时序数据来计算校正值，并用所述校正值对由所述气温测定部测定出的气温进行校正。

2.根据权利要求1所述的测定装置，其中，

所述控制部使用在具有规定的时间长度的期间内的各时间点由所述太阳辐射量测定部测定出的太阳辐射量来作为所述时序数据。

3.根据权利要求1或2所述的测定装置，其中，

所述测定装置进一步具备存储部，该存储部存储表示太阳辐射量的大小与校正系数的关系的信息，

所述控制部通过累积使用与构成所述时序数据的各时间点的太阳辐射量对应的校正系数，来计算所述校正值。

4.根据权利要求3所述的测定装置，其中，

所述存储部将校正系数与太阳辐射量的大小的各范围相关联地进行存储，

所述控制部基于所述时序数据来确定由所述太阳辐射量测定部测定出的太阳辐射量属于各范围的时间长度，根据关于所述各范围确定出的时间长度来对与所述各范围相关联的校正系数进行累积，通过将所述各范围的累积结果进行合计来计算所述校正值。

5.根据权利要求4所述的测定装置，其中，

根据关于所述各范围确定出的时间长度来对与所述各范围相关联的校正系数进行累积是将关于所述各范围确定出的时间长度的对数与同所述各范围相关联的校正系数相乘。

6.根据权利要求1至5中的任何一项所述的测定装置，其中，

所述壳体具有彼此相向的第一面和第二面，

所述太阳辐射量测定部被设置于所述第一面的表面，

所述气温测定部被设置于较之所述第一面更接近所述第二面的位置。

7.根据权利要求1至6中的任何一项所述的测定装置，其中，

所述测定装置被设置于温室内，

所述测定装置进一步具备通信部，该通信部将由所述控制部校正后的气温发送到对所述温室的状态进行分析的信息处理装置。