DE112016003853T5

DE112016003853T5 - System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds, Verfahren zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds und landwirtschaftliches Beriebsmittelsystem

Info

Publication number: DE112016003853T5
Application number: DE112016003853.4T
Authority: DE
Inventors: Masakazu Yajima; Takayuki Hirabayashi; Shinji Komiyama; Yasushi Ihara; Hideo Niikura
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2015-08-25
Filing date: 2016-08-12
Publication date: 2018-05-09
Also published as: JPWO2017033761A1; US20180242515A1; WO2017033761A1

Abstract

Die vorliegende Technologie betrifft ein System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds, ein Verfahren zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds und ein landwirtschaftliches Betriebsmittelsystem, die eine Steigerung der Effizienz von landwirtschaftlicher Arbeit ermöglichen. Eine Sensorpositionsberechnungseinheit berechnet basierend auf Informationen über das landwirtschaftliche Feld eine Sensorposition, in der ein Sensor auf einem landwirtschaftlichen Feld angeordnet wird, und basierend auf der Sensorposition führt eine Sensoranordnungssteuereinheit dahingehend eine Steuerung durch, zu bewirken, dass ein Sensoranordnungsmechanismus, der den Sensor auf das landwirtschaftliche Feld anordnet, den Sensor anordnet. Die vorliegende Technologie kann auf ein System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds oder ein Landmaschinensystem zur Durchführung von landwirtschaftlicher Arbeit auf einem landwirtschaftlichen Feld angewandt werden.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Technologie betrifft ein System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds, ein Verfahren zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds und ein landwirtschaftliches Betriebsmittelsystem. Insbesondere betrifft die Technologie ein System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds, ein Verfahren zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds und ein landwirtschaftliches Betriebsmittelsystem zum Verbessern der Effizienz von landwirtschaftlicher Arbeit.
[Stand der Technik]
PTL 1 offenbart ein Datenerfassungsnetzwerk für landwirtschaftliche Anwendungen. In diesem Netzwerk werden Energiegewinnungssensoren zur Nutzung in der Landwirtschaft in der Regel durch Funkwellen von einer Basiseinheit angetrieben.
[Liste bekannter Schriften]
[Patentliteratur]
[PTL 1]
US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2014/0024313
[Kurzfassung]
[Technisches Problem]
PTL 1 beschreibt jedoch nicht, wie die Sensoren auf das landwirtschaftliche Feld ausgebracht werden.
Die vorliegende Technologie ist angesichts der obigen Umstände entwickelt worden. Eine Aufgabe der Technologie besteht in der Verbesserung der Effizienz von landwirtschaftlicher Arbeit.
[Lösung des Problems]
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Technologie wird ein System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds bereitgestellt, das Folgendes enthält: einen Sensorpositionsberechnungsabschnitt, der dazu konfiguriert ist, eine Sensorposition, in die ein Sensor auf ein landwirtschaftliches Feld ausgebracht wird, basierend auf Informationen über das landwirtschaftliche Feld zu berechnen; und einen Sensorausbringungssteuerungsabschnitt, der dazu konfiguriert ist, einen Sensorausbringungsmechanismus, der den Sensor auf das landwirtschaftliche Feld ausbringt, zum Ausbringen des Sensors gemäß der Sensorposition zu steuern.
Das System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds kann ferner einen Anweisungsinformationenerzeugungsabschnitt enthalten, der dazu konfiguriert ist, Anweisungsinformationen zum Bewirken, dass der Sensorausbringungsmechanismus den Sensor gemäß der durch den Sensorpositionsberechnungsabschnitt berechneten Sensorposition ausbringt, zu erzeugen. Es kann bewirkt werden, dass der Sensorausbringungssteuerungsabschnitt bewirkt, dass der Sensorausbringungsmechanismus den Sensor gemäß den erzeugten Anweisungsinformationen ausbringt.
Das System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds kann ferner einen Sensorkommunikationsabschnitt enthalten, der dazu konfiguriert ist, mit dem durch den Sensorausbringungsmechanismus ausgebrachten Sensor zu kommunizieren, um eine Sensor-ID des Sensors zu erlangen.
Das System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds kann ferner einen Protokollerzeugungsabschnitt enthalten, der dazu konfiguriert ist, ein Sensorausbringungsprotokoll zu erzeugen, das die Sensor-ID des damit kommunizierenden Sensors und eine Sensorausbringungsposition, in die der Sensor ausgebracht wird, enthält.
Das Sensorausbringungsprotokoll kann einen Zeitstempel, der ein Datum und eine Zeit, an dem bzw. zu der der Sensor ausgebracht worden ist, anzeigt, und einen Sensortyp, der den ausgebrachten Sensor anzeigt, enthalten.
Das System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds kann ferner einen Speicherabschnitt enthalten, der dazu konfiguriert ist, das erzeugte Sensorausbringungsprotokoll zu speichern.
Das System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds kann ferner Folgendes enthalten: eine Landmaschine, die so konfiguriert ist, dass sie einen Landmaschinenbefestigungssensor zum Erlangen der Informationen über das landwirtschaftliche Feld auf dem landwirtschaftlichen Feld aufweist; und ein Gerät, das so konfiguriert ist, dass es mit der Landmaschine verbunden ist und den Sensorausbringungsmechanismus enthält. Es kann bewirkt werden, dass der Sensorpositionsberechnungsabschnitt im Anschluss an das Erlangen der Informationen über das landwirtschaftliche Feld durch den Landmaschinenbefestigungssensor der Landmaschine die Sensorposition berechnet. Es kann bewirkt werden, dass der Sensorausbringungssteuerungsabschnitt bewirkt, dass der Sensorausbringungsmechanismus des Geräts im Anschluss an die Berechnung der Sensorposition durch den Sensorpositionsberechnungsabschnitt den Sensor ausbringt.
Es kann bewirkt werden, dass der Landmaschinenbefestigungssensor Nutzpflanzen als Objekt darstellende Bilddaten als die Informationen über das landwirtschaftliche Feld erlangt. Es kann bewirkt werden, dass der Sensorpositionsberechnungsabschnitt die Sensorposition basierend auf einer Positionsbeziehung zwischen einerseits den Nutzpflanzen und andererseits der Landmaschine und dem Gerät berechnet, wobei die Positionsbeziehung durch Analyse der Bilddaten berechnet wird.
Es kann bewirkt werden, dass der Landmaschinenbefestigungssensor Daten über Feuchtigkeit und Nährstoffe im Erdreich als die Informationen über das landwirtschaftliche Feld erlangt. Es kann bewirkt werden, dass der Sensorpositionsberechnungsabschnitt die Sensorposition basierend auf den Daten über die Feuchtigkeit und die Nährstoffe berechnet.
Das System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds kann ferner einen Säpositionsberechnungsabschnitt enthalten, der dazu konfiguriert ist, eine Säposition für Nutzpflanzen auf dem landwirtschaftlichen Feld basierend auf den Informationen über das landwirtschaftliche Feld zu berechnen.
Das System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds kann ferner einen Sämechanismus enthalten, der dazu konfiguriert ist, die Nutzpflanzen gemäß der Säposition parallel zu dem Ausbringen des Sensors durch den Sensorausbringungsmechanismus zu säen.
Das System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds kann ferner einen Protokollerzeugungsabschnitt enthalten, der dazu konfiguriert ist, ein Säprotokoll zu erzeugen, das eine Nutzpflanzen-ID der gesäten Nutzpflanzen und die Säposition, in der die Nutzpflanzen gesät worden sind, enthält.
Das System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds kann ferner einen Anzeigeabschnitt enthalten, der dazu konfiguriert ist, einen Bildschirm anzuzeigen, der den Ausbringungsstatus des Sensors auf dem landwirtschaftlichen Feld anzeigt.
Es kann bewirkt werden, dass der Anzeigeabschnitt die Anzeige auf dem Bildschirm jedes Mal, wenn der Sensor ausgebracht wird, aktualisiert.
Der Sensor kann Folgendes enthalten: ein Sensorsubstrat, das dazu konfiguriert ist, mit dem Sensorkommunikationsabschnitt zu kommunizieren; eine Kapsel, die in sphärischer Form zum Verkapseln des Sensorsubstrats konfiguriert ist; und eine Beschwerung, die zur Anordnung innerhalb der Kapsel zum Konstanthalten der Lage des Sensorsubstrats angeordnet ist.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Technologie wird ein Verfahren zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfasst: Berechnen einer Sensorposition, in der ein Sensor auf ein landwirtschaftliches Feld ausgebracht wird, basierend auf Informationen über das landwirtschaftliche Feld; und Steuern eines Sensorausbringungsmechanismus, der den Sensor auf das landwirtschaftliche Feld ausbringt, dahingehend, den Sensor gemäß der Sensorposition auszubringen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Technologie wird ein landwirtschaftliches Betriebsmittelsystem bereitgestellt, in dem eine Informationsverarbeitungsvorrichtung einen Sensorpositionsberechnungsabschnitt enthält, der dazu konfiguriert ist, eine Sensorposition, in die ein Sensor auf ein landwirtschaftliches Feld ausgebracht wird, basierend auf Informationen über das landwirtschaftliche Feld zu berechnen; und ein Gerät einen Sensorausbringungssteuerungsabschnitt enthält, der dazu konfiguriert ist, einen Sensorausbringungsmechanismus, der den Sensor auf das landwirtschaftliche Feld ausbringt, zum Ausbringen des Sensors gemäß der Sensorposition zu steuern.
Gemäß den oben genannten Aspekten der vorliegenden Technologie wird eine Sensorposition, in der ein Sensor auf das landwirtschaftliche Feld ausgebracht wird, basierend auf den Informationen über das landwirtschaftliche Feld berechnet. Dann wird der Sensor durch einen Sensorausbringungsmechanismus, der den Sensor gemäß der Sensorposition auf das landwirtschaftliche Feld ausbringt, ausgebracht.
[Vorteilhafte Auswirkung der Erfindung]
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Technologie ist es möglich, die Effizienz von landwirtschaftlicher Arbeit zu verbessern.
Figurenliste

[1] 1 ist ein Schemadiagramm, das eine typische Konfiguration eines Systems zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds, auf das die vorliegende Technologie angewandt wird, zeigt.
[2] 2 ist ein perspektivisches Diagramm, das eine typische Struktur eines Sensors zeigt.
[3] 3 ist ein Querschnittsdiagramm, das eine typische Struktur des Sensors zeigt.
[4] 4 ist ein Querschnittsdiagramm, das eine andere typische Struktur des Sensors zeigt.
[5] 5 ist ein Querschnittsdiagramm, das noch eine andere typische Struktur des Sensors zeigt.
[6] 6 ist ein Schemadiagramm, das eine typische Hardwarekonfiguration eines landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystems zeigt.
[7] 7 ist ein Schemadiagramm, das das Ausbringen von Sensoren erläutert.
[8] 8 ist ein anderes Schemadiagramm, das das Ausbringen von Sensoren erläutert.
[9] 9 ist ein Blockdiagramm, das eine typische funktionale Konfiguration des landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystems zeigt.
[10] 10 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zur Erzeugung von Arbeitsanweisungsinformationen erläutert.
[11] 11 ist eine tabellarische Ansicht, die typische Arbeitsanweisungsinformationen zeigt.
[12] 12 ist ein Schemadiagramm, das eine typische Bildschirmanzeige basierend auf Arbeitsanweisungsinformationen zeigt.
[13] 13 ist ein Flussdiagramm, das einen Sensorausbringungsprozess erläutert.
[14] 14 ist eine tabellarische Ansicht, die ein typisches Sensorausbringungsprotokoll zeigt.
[15] 15 ist ein Schemadiagramm, das eine den Arbeitsstatus anzeigende Bildschirmanzeige zeigt.
[16] 16 ist eine tabellarische Ansicht, die ein typisches Säprotokoll zeigt.
[17] 17 ist ein Blockdiagramm, das eine typische funktionale Konfiguration des Systems zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds zeigt.
[18] 18 ist ein Schemadiagramm, das den Betrieb des landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystems unter Verwendung von Echtzeiterfassung erläutert.
[19] 19 ist ein Flussdiagramm, das einen anderen Sensorausbringungsprozess erläutert.
[20] 20 ist ein Blockdiagramm, das eine andere typische funktionale Konfiguration des Systems zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds zeigt.
[21] 21 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zum Erlangen von Sensordaten erläutert.
[22] 22 ist ein Schemadiagramm, das eine Bewegungsstrecke zum Zeitpunkt des Erlangens von Sensordaten erläutert.
[23] 23 ist eine tabellarische Ansicht, die ein typisches Sensordatenprotokoll zeigt.
[24] 24 ist ein Flussdiagramm, das einen Arbeitsinformationenerzeugungsprozess erläutert.
[25] 25 ist ein Schemadiagramm, das eine Arbeitskarte erläutert.
[26] 26 ist ein anderes Schemadiagramm, das die Arbeitskarte erläutert.
[27] 27 ist ein anderes Schemadiagramm, das die Arbeitskarte erläutert.
[28] 28 ist ein anderes Schemadiagramm, das die Arbeitskarte erläutert.
[29] 29 ist eine tabellarische Ansicht, die typische Arbeitsinformationen zeigt.
[30] 30 ist eine tabellarische Ansicht, die ein anderes typisches Sensordatenprotokoll zeigt.
[31] 31 ist ein Flussdiagramm, das einen Arbeitsprozess erläutert.
[32] 32 ist ein Blockdiagramm, das eine andere typische funktionale Konfiguration des landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystems zeigt.
[33] 33 ist ein Flussdiagramm, das einen anderen Arbeitsprozess erläutert.
[34] 34 ist ein Schemadiagramm, das einen Positionsversatz zwischen einem Sensorkommunikationsabschnitt und einem Arbeitsmechanismus erläutert.
[35] 35 ist ein Blockdiagramm, das eine typische funktionale Konfiguration des Sensors zeigt.
[36] 36 ist ein Blockdiagramm, das eine andere typische funktionale Konfiguration des Sensors zeigt.
[37] 37 ist ein Blockdiagramm, das noch eine andere typische funktionale Konfiguration des Sensors zeigt.
[38] 38 ist ein Blockdiagramm, das noch eine andere typische funktionale Konfiguration des Sensors zeigt.
[39] 39 ist ein Schemadiagramm, das ein typisches Format von Sensordaten zeigt.
[40] 40 ist ein Blockdiagramm, das eine typische funktionale Konfiguration eines drahtlosen Kommunikationssystems zeigt.
[41] 41 ist ein Flussdiagramm, das einen Abstandsberechnungsprozess erläutert.
[42] 42 ist eine tabellarische Ansicht, die Dämpfungskoeffizienten und zusätzliche Verluste erläutert.
[43] 43 ist ein Blockdiagramm, das eine andere typische funktionale Konfiguration des drahtlosen Kommunikationssystems zeigt.
[44] 44 ist ein Flussdiagramm, das einen Abstandsberechnungsprozess erläutert.
[45] 45 ist ein Blockdiagramm, das noch eine andere typische funktionale Konfiguration des drahtlosen Kommunikationssystems zeigt.
[46] 46 ist ein Flussdiagramm, das einen anderen Abstandsberechnungsprozess erläutert.
[47] 47 ist ein Blockdiagramm, das noch eine andere typische funktionale Konfiguration des drahtlosen Kommunikationssystems zeigt.
[48] 48 ist ein Flussdiagramm, das einen Statusschätzungsprozess erläutert.
[49] 49 ist eine graphische Darstellung, in der die Beziehung zwischen Frequenzen und Dämpfungskonstanten aufgetragen ist.
[50] 50 ist ein Blockdiagramm, das noch eine andere typische Konfiguration des landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystems zeigt.
[51] 51 ist ein Flussdiagramm, das einen Sensorbergungsprozess erläutert.
[52] 52 ist ein Schemadiagramm, das einen Streckenverlauf zum Zeitpunkt des Bergens von Sensoren erläutert.
[53] 53 ist ein Flussdiagramm, das einen Prozess zum Bergen von ungeborgenen Sensoren erläutert.
[54] 54 ist ein Schemadiagramm, das eine Bewegungsstrecke zum Zeitpunkt des Prozesses zum Bergen von nicht geborgenen Sensoren erläutert.
[55] 55 ist ein Blockdiagramm, das noch eine andere typische funktionale Konfiguration des Systems zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds zeigt.

[Beschreibung von Ausführungsformen]
Es werden unten unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen einige bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Technologie beschrieben. Die Beschreibung erfolgt unter den folgenden Überschriften:

1. Überblick über das System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds
2. Ausbringen der Sensoren
3. Verwendung von Sensordaten
4. Details der Leistungserzeugung durch die und Kommunikation mit den Sensoren
5. Bergung der Sensoren

<Überblick über das System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds>
(Typische Konfiguration des Systems zum Managen des landwirtschaftlichen Felds)
1 zeigt eine typische Konfiguration eines Systems zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds, auf das die vorliegende Technologie angewandt wird.
Ein System 1 zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds enthält mehrere Sensoren 20, die auf ein landwirtschaftliches Feld 10 ausgebracht werden, ein Netzwerk 30, ein landwirtschaftliches Betriebsmittelsystem 40, ein mobiles Objekt 50, ein Endgerät 60, einen Repeater 70, einen Server 80 und andere Agrarsysteme 90.
Die Sensoren 20 enthalten jeweils einen Energiegewinnungssensor. Die Sensoren 20 nehmen Energie, wie zum Beispiel Sonnenlicht, Wärme, Schwingungen oder Funkwellen, auf und wandeln das Aufgenommene in elektrische Leistung um. Durch Leistung von der Umwandlung angetrieben, geben die Sensoren 20 Daten aus, die ihren Status reflektieren, indem sie drahtlos mit einem externen Gerät kommunizieren.
Auf diese Weise erlangen die Sensoren 20 durch Erfassung das landwirtschaftliche Feld betreffende Daten und übertragen die erlangten Daten. Die Sensoren 20 können auch dazu konfiguriert sein, die erzeugte Leistung selbst als die Erfassungsdaten zu übertragen. Die Sensoren 20 können auch dazu konfiguriert sein, andere diverse Sensoren, wie zum Beispiel Erdreichsensoren, unter Verwendung der erzeugten Leistung anzutreiben, Erfassungsdaten von diesen Sensoren zu erlangen und die erlangten Erfassungsdaten zu übertragen.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Antriebsquelle für die Sensoren 20 nicht auf gewonnene Energie beschränkt ist. Als Antriebsquelle für die Sensoren 20 kann die gewonnene Energie durch eine befestigte Batterie ergänzt oder ersetzt werden, um die Erfassungsdaten zu übertragen.
Das Netzwerk 30 enthält drahtlose Kommunikationskanäle, wie zum Beispiel ein 4G-Netzwerk (Netzwerk der 4. Generation) oder Satellitenkanäle. Das Netzwerk 30 ist mit dem landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystem 40, dem mobilen Objekt 50, dem Endgerät 60, dem Repeater 70, dem Server 80 und den anderen Agrarsystemen 90 verbunden.
Das landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 enthält eine Landmaschine, wie zum Beispiel einen Traktor, eine an der Landmaschine befestigte Steuerkonsole und ein Gerät mit Mechanismen für Arbeiten in dem landwirtschaftlichen Betrieb. Das landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 führt Säen und Umpflanzen von Nutzpflanzen auf dem landwirtschaftlichen Feld 10 durch und bringt die Sensoren 20 auf das landwirtschaftliche Feld 10 aus. Des Weiteren bringt das landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 die Ernte ein und birgt die Sensoren 20. Während das landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 über das landwirtschaftliche Feld 10 fährt, kann es mit den auf dem landwirtschaftlichen Feld 10 ausgebrachten Sensoren 20 kommunizieren. Wie erforderlich, versorgt das landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 den Server 80 über das Netzwerk 30 mit den aus der Kommunikation mit den Sensoren 20 erhaltenen Informationen.
Das mobile Objekt 50 weist einen Mechanismus auf, der sich über das landwirtschaftliche Feld 10 bewegen kann. Zum Beispiel kann das mobile Objekt 50 ein Flugobjekt mit einem Flugmechanismus (zum Beispiel eine mit mehreren Rotoren ausgestattete Drohne) oder ein Fahrzeug mit einem Fahrmechanismus sein. Während sich das mobile Objekt 50 über das landwirtschaftliche Feld 10 bewegt, kann es auch mit den auf dem landwirtschaftlichen Feld 10 ausgebrachten Sensoren 20 kommunizieren. Wie erforderlich, versorgt das mobile Objekt 50 den Server 80 über das Netzwerk 30 mit den aus der Kommunikation mit den Sensoren 20 erhaltenen Informationen.
Das Endgerät 60 umfasst in der Regel ein mobiles Endgerät (zum Beispiel ein Smartphone) oder einen Personal Computer. Das Endgerät 60 wird zum Beispiel von dem das landwirtschaftliche Feld 10 managenden Benutzer betätigt. Das Endgerät 60 versorgt den Server 80 über das Netzwerk 30 unter anderem mit das landwirtschaftliche Feld betreffenden Informationen (Informationen über das landwirtschaftliche Feld), die durch Bedienung durch den Benutzer eingegeben werden.
Die Funktion des Repeaters 70 besteht darin, drahtlose Kommunikation zwischen einerseits dem Netzwerk 30 und andererseits dem landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystem 40, dem mobilen Objekt 50 und dem Endgerät 60 weiterzuleiten.
Auf Grundlage von Informationen von den Sensoren 20 und dem Endgerät 60 führt der Server 80 Prozesse durch, die daraufhin abzielen, unter Verwendung der Datenausgabe von den Sensoren 20 die Sensoren 20 auf das landwirtschaftliche Feld 10 auszubringen, und die Sensoren 20 zu bergen.
Die anderen Agrarsysteme 90 umfassen zum Beispiel ein System zum Managen von landwirtschaftlicher Arbeit zum Managen des Status von landwirtschaftlicher Arbeit und ein Bewässerungssystem zum Versorgen des landwirtschaftlichen Felds mit Wasser. Jede Systemkomponente der anderen Agrarsysteme 90 führt basierend auf den Informationen von den Sensoren 20 und dem Endgerät 60 auch ihre eigenen Prozesse durch.
(Struktur des Sensors)
Die Struktur jedes Sensors 20 wird unten erläutert. 2 zeigt ein perspektivisches Diagramm eines Sensors 20, und 3 zeigt ein Querschnittsdiagramm des Sensors 20.
Der Sensor 20 enthält eine Kapsel 21, ein Sensorsubstrat 22 und eine Beschwerung 23.
Die Kapsel 21 ist beispielsweise durch Harz sphärisch geformt. Das Sensorsubstrat 22 ist in der Kapsel 21 eingeschlossen.
Das Sensorsubstrat 22 ist dazu konfiguriert, drahtlos mit externen Geräten zu kommunizieren.
Die Beschwerung 23 ist innerhalb der Kapsel 21 so platziert, dass die Substratfläche des Sensorsubstrats 22 horizontal bleibt.
Die auf dem landwirtschaftlichen Feld 10 ausgebrachten auf diese Weise strukturierten mehreren Sensoren 20 gestatten ihren Sensorsubstraten 22 in einer konstanten Lage zu bleiben. Die Struktur ermöglicht ferner, dass jeder Sensor 20 einheitlich mit externen Geräten kommuniziert.
4 ist ein Querschnittsdiagramm, das eine andere typische Struktur des Sensors 20 zeigt.
Der in 4 gezeigte Sensor 20 enthält eine Kapsel 21a, das Sensorsubstrat 22 und die Beschwerung 23.
Die Kapsel 21a weist eine zweilagige Querschnittsstruktur auf. Zwischen der inneren und der äußeren Lage der Kapsel 21a besteht ein schmaler Spalt. Die innere Lage der Kapsel 21a ist auf gleichmäßig drehbare Weise innerhalb der äußeren Lage untergebracht.
Selbst wenn die Sensoren 20 so auf dem landwirtschaftlichen Feld 10 ausgebracht sind, dass die Substratfläche ihrer Sensorsubstrate 22 bezüglich einer horizontalen Ebene geneigt ist, gestattet die Kapselstruktur, dass die Substratfläche der Sensorsubstrate 22 wieder einen horizontalen Zustand erlangt.
Wie in 5 dargestellt, kann des Weiteren eine Flüssigkeit 21b in dem Spalt zwischen der inneren und äußeren Lage der Kapsel 21a eingeschlossen sein. Die Flüssigkeit 21b gestattet es der inneren Lage der Kapsel 21a, sich gleichmäßiger innerhalb der äußeren Lage zu drehen.
Die Flüssigkeit 21b ist hinsichtlich der Menge so eingestellt, dass die Flüssigkeitsoberfläche mit Blickrichtung in Querschnittsrichtung niedriger als die Oberfläche des Sensorsubstrats 22 liegt. Dadurch sollen die Funkwellen einer drahtlosen Kommunikation durch das Sensorsubstrat 22 nicht gedämpft werden.
(Konfiguration des landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystems)
Eine typische Hardwarekonfiguration des landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystems 40 wird unten unter Bezugnahme auf 6 erläutert.
Wie in 6 dargestellt, besteht das landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 aus einem hinter einer Landmaschine 41 angehängten Gerät 42.
Die Landmaschine 41 enthält einen Ackerschlepper. Die Landmaschine 41 steuert das gesamte landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 und hat Energie, über das landwirtschaftliche Feld 10 zu fahren.
Insbesondere enthält die Landmaschine 41 eine Steuerkonsole 111, eine Landmaschinen-ECU (Electric Control Unit/elektrische Steuereinheit) 112, einen Antriebsmechanismus 113, einen Positionsinformationenerlangungsabschnitt 114 und einen Landmaschinenbefestigungssensor 115.
Die Steuerkonsole 111 steuert ein gesamtes Erfassungssystem und einen Antriebsstrang des landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystems 40. Die Steuerkonsole 111 ist zum Beispiel als eine von der Landmaschine 41 unabhängige Hardwareeinheit konfiguriert, die in einem Gehäuse untergebracht ist, das lösbar an der Landmaschine 41 befestigt ist.
Unter der Steuerung der Steuerkonsole 111 steuert die Landmaschinen-ECU 112 in erster Linie den Antriebsstrang der Landmaschine 41 und insbesondere den Antriebsmechanismus 113.
Der Antriebsmechanismus 113 enthält zum Beispiel eine Brennkraftmaschine oder einen Motor. Unter der Steuerung der Landmaschinen-ECU 112 bewirkt der Antriebsmechanismus 113, dass die Landmaschine 41 fährt, indem sie ihre Räder antreibt.
Der Positionsinformationenerlangungsabschnitt 114 erlangt (misst) die Ist-Position der Landmaschine 41 mit einer Genauigkeit von wenigen Zentimetern. Der Positionsinformationenerlangungsabschnitt 114 ist zum Beispiel als ein Empfänger eines RTK-GPS (Real Time Kinematic-Global Positioning System/Echtzeitkinematik-Global Positioning System) konfiguriert.
Der Landmaschinenbefestigungssensor 115 erlangt Informationen über die umliegende Umgebung der Landmaschine 41, die sich fortbewegt. Zum Beispiel ist der Landmaschinenbefestigungssensor 115 als ein CMOS-Bildsensor (CMOS - Complementary Metal Oxide Semiconductor/Komplementär-Metalloxidhalbleiter), CCD-Bildsensor (CCD - Charge Coupled Device/ladungsgekoppelter Baustein) oder ein NIR-Sensor (NIR - Near Infrared/nahes Infrarot), dessen Funktion die Aufnahme von Bildern ist, konfiguriert. Als Alternative dazu kann der Landmaschinenbefestigungssensor 115 einen Erdreichsensor umfassen, der die Feuchtigkeit und die Nährstoffe im Erdreich des landwirtschaftlichen Felds in Echtzeit erfasst. Als eine andere Alternative kann der Landmaschinenbefestigungssensor 115 als ein Fernerfassungssensor konfiguriert sein. In diesem Fall kann der Landmaschinenbefestigungssensor 115 über Satelliten oder dergleichen Daten erlangen, die die Verteilung von Pflanzengut, wie zum Beispiel einen NDVI (Normalized Difference Vegetation Index/ normalisierter differenzierter Vegetationsindex), anzeigen.
Unterdessen führt das Gerät 42 Arbeiten auf dem landwirtschaftlichen Feld 10 durch.
Insbesondere enthält das Gerät 42 eine Geräte-ECU 121, einen Gerätemechanismus 122 und einen Sensorkommunikationsabschnitt 123.
Unter der Steuerung der Steuerkonsole 111 steuert die Geräte-ECU 121 in erster Linie den Gerätemechanismus 122.
Die Funktion des Gerätemechanismus 122 besteht in dem Säen und Umpflanzen von Nutzpflanzen auf dem landwirtschaftlichen Feld 10 und Einbringen der Ernte unter der Steuerung der Geräte-ECU 121. Weiterhin besteht die Funktion des Gerätemechanismus 122 in dem Ausbringen der Sensoren 20 auf das landwirtschaftliche Feld 10 und dem Bergen der ausgebrachten Sensoren 20 unter der Steuerung der Geräte-ECU 121. Des Weiteren besteht die Funktion des Gerätemechanismus 122 in der Durchführung solcher Arbeiten wie Bewässern und Düngen des landwirtschaftlichen Felds unter der Steuerung der Geräte-ECU 121.
Der Sensorkommunikationsabschnitt 123 kommuniziert drahtlos mit den auf dem landwirtschaftlichen Feld 10 ausgebrachten Sensoren 20. Die drahtlose Kommunikation kann hier auf einem Kommunikationsverfahren, das ein M2M-Kommunikationsfrequenzband, wie zum Beispiel das 920-MHz-Band verwendet, einem Kommunikationsverfahren, das das 2,4 GHz-Band, wie zum Beispiel WiFi (eingetragene Marke) oder BLE (Bluetooth (eingetragene Marke) Low Energy) verwendet, oder einem drahtlosen Näherungskommunikationsverfahren, wie zum Beispiel NFC (Near Field Communication/Nahfeldkommunikation), basieren.
Der Sensorkommunikationsabschnitt 123 kann nicht nur mit den auf dem landwirtschaftlichen Feld 10 ausgebrachten Sensoren 20, sondern auch mit den in einem später zu besprechenden Sensorzuführungsmechanismus 183 (9) gelagerten Sensoren 20 kommunizieren. Zu diesem Zeitpunkt unterscheiden sich das Kommunikationsverfahren und das Frequenzband der Kommunikation mit den auf dem landwirtschaftlichen Feld 10 ausgebrachten Sensoren 20 von denen der Kommunikation mit den in dem Sensorzuführungsmechanismus 183 gelagerten Sensoren 20. Da zwischen dem Sensorkommunikationsabschnitt 123 und den auf dem landwirtschaftlichen Feld 10 ausgebrachten Sensoren 20 bestimmte Abstände erforderlich sind, wird insbesondere das das M2M-Kommunikationsfrequenzband verwendende Kommunikationsverfahren zur Kommunikation mit den auf dem landwirtschaftlichen Feld 10 ausgebrachten Sensoren 20 verwendet. NFC wird andererseits zur Kommunikation mit den in dem Sensorzuführungsmechanismus 183 gelagerten Sensoren 20 verwendet. Die Verwendung verschiedener Kommunikationsverfahren hilft dabei, den Verkehrsstau bei der Kommunikation mit zahlreichen Sensoren 20, die auf engem Raum, wie zum Beispiel in dem Sensorzuführungsmechanismus 183 gelagert sind, zu reduzieren.
Als Alternative dazu kann jeder Sensor 20 mit einem Kommunikationsabschnitt ähnlich dem Sensorkommunikationsabschnitt 123 versehen sein. Die Kommunikation kann dann unter Verwendung verschiedener Kommunikationsverfahren, wie oben beschrieben, durchgeführt werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass zwischen der Landmaschine 41 und dem Gerät 42 die Komponenten des Erfassungssystems durch eine Daten-I/F (Interface) 131, die Daten drahtgebunden oder drahtlos übertragen kann, miteinander verbunden sind. Die Komponenten des Antriebsstrangs sind durch eine Antriebs-/Elektro-Leistungs-I/F 132, wie zum Beispiel einen Nebenabtrieb (PTO - power takeoff), miteinander verbunden.
<Ausbringen der Sensoren>
Wie in 7 dargestellt, sät das landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 Nutzpflanzen 140 aus und bringt die Sensoren 20 aus, während es über das landwirtschaftliche Feld 10 fährt. Zu diesem Zeitpunkt zeichnet das landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 Ausbringungsinformationen auf, die die Positionen der ausgebrachten Sensoren 20 anzeigen
Es sei darauf hingewiesen, dass die Positionen, in denen die Nutzpflanzen 140 gesät werden (im Folgenden als Säpositionen bezeichnet), und die Positionen, in denen die Sensoren 20 ausgebracht werden (im Folgenden als Sensorpositionen bezeichnet), von einem Benutzer 152 eingegeben werden können, der einen an der Steuerkonsole 111 angebrachten Berührungsbildschirm 151, wie in 8 gezeigt, bedient. In diesem Fall können die Säpositionen und die Sensorpositionen auf dem gesamten landwirtschaftlichen Feld 10 manuell eingegeben werden. Als Alternative dazu können nur Teilmuster der Säpositionen und Sensorpositionen eingegeben werden, so dass die Säpositionen und Sensorpositionen auf dem gesamten landwirtschaftlichen Feld 10 automatisch berechnet werden können.
Als eine andere Alternative können empfohlene Säpositionen und Sensorpositionen basierend auf Informationen über das landwirtschaftliche Feld, was später zu besprechen ist, berechnet werden. In diesem Fall werden die empfohlenen Säpositionen und Sensorpositionen zur Verifikation durch den Benutzer auf dem Berührungsbildschirm 151 angezeigt.
(Typische funktionale Konfiguration des landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystems)
Unten wird unter Bezugnahme auf 9 eine typische funktionale Konfiguration des landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystems 40 (der Landmaschine 41 und des Geräts 42), das die Sensoren ausbringt, erläutert. Es sei darauf hingewiesen, dass Strukturen, die ähnliche Funktionen wie die oben besprochenen aufweisen, ähnliche Bezeichnungen verliehen werden und dass sie mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, und diese Strukturen werden nicht weiter besprochen.
Die Landmaschine 41 enthält die Steuerkonsole 111, die Landmaschinen-ECU 112, den Positionsinformationenerlangungsabschnitt 114 und den Landmaschinenbefestigungssensor 115.
Die Steuerkonsole 111 enthält einen Steuerungsabschnitt 161, einen Abschnitt 162 zur Eingabe von Informationen über das landwirtschaftliche Feld, einen Anzeigeabschnitt 163, einen Kommunikationsabschnitt 164 und einen Speicherabschnitt 165.
Der Steuerungsabschnitt 161 enthält eine CPU (Central Processing Unit/zentral Recheneinheit) und steuert die Komponenten der Steuerkonsole 111.
Der Abschnitt 162 zur Eingabe von Informationen über das landwirtschaftliche Feld enthält zum Beispiel eine Tastatur, Knöpfe und ein Touchpad. Der Abschnitt 162 zur Eingabe von Informationen über das landwirtschaftliche Feld empfängt eine Eingabe der das landwirtschaftliche Feld 10 betreffenden Informationen über das landwirtschaftliche Feld und führt die Eingabeinformationen dem Steuerungsabschnitt 161 zu. Zum Beispiel umfassen die Informationen über das landwirtschaftliche Feld auf dem landwirtschaftlichen Feld 10 zu kultivierende Nutzpflanzenposten und -sorten, ihre Kultivierungszeiten, geographische Daten über das landwirtschaftliche Feld und Informationen über das Erdreich des landwirtschaftlichen Felds. Die Informationen über das landwirtschaftliche Feld können durch Bedienung durch den Benutzer oder durch drahtlose Kommunikation eingegeben werden.
Der Anzeigeabschnitt 163 umfasst zum Beispiel eine LCD (Liquid Crystal Display/Flüssigkristallanzeige) oder ein EL-Display (EL - Electro Luminescent/Elektrolumineszenz). Unter der Steuerung des Steuerungsabschnitts 161 zeigt der Anzeigeabschnitt 163 verschiedene Bildschirme an.
Es wird darauf hingewiesen, dass der in 8 gezeigte Berührungsbildschirm 151 auch den Abschnitt 162 zur Eingabe von Informationen über das landwirtschaftliche Feld und den Anzeigeabschnitt 163 enthalten kann.
Der Kommunikationsabschnitt 164 kommuniziert mit dem Gerät 42 auf drahtgebundene oder drahtlose Weise unter der Steuerung des Steuerungsabschnitts 161.
Der Kommunikationsabschnitt 164 kann über das Netzwerk 30 auch mit anderen Geräten kommunizieren.
Der Speicherabschnitt 165 enthält zum Beispiel einen nicht flüchtigen Speicher. Der Speicherabschnitt 165 speichert diverse Informationen und Daten unter der Steuerung des Steuerungsabschnitts 161.
Ferner enthält der Steuerungsabschnitt 161 einen Säpositionsberechnungsabschnitt 171, einen Sensorpositionsberechnungsabschnitt 172, einen Arbeitsanweisungsinformationenerzeugungsabschnitt 173 und einen Protokollerzeugungsabschnitt 174.
Der Säpositionsberechnungsabschnitt 171 berechnet Säpositionen basierend auf der Eingabe von Informationen über das landwirtschaftliche Feld von dem Abschnitt 162 zur Eingabe von Informationen über das landwirtschaftliche Feld.
Der Sensorpositionsberechnungsabschnitt 172 berechnet Sensorpositionen basierend auf der Eingabe von Informationen über das landwirtschaftliche Feld von dem Abschnitt 162 zur Eingabe von Informationen über das landwirtschaftliche Feld.
Der Arbeitsanweisungsinformationenerzeugungsabschnitt 173 erzeugt Arbeitsanweisungsinformationen, die Einzelheiten der durch das Gerät 42 durchzuführenden Arbeiten basierend auf den berechneten Säpositionen und Sensorpositionen anzeigen. Es sei darauf hingewiesen, dass die Arbeiten in diesem Fall das Säen von Nutzpflanzen und das Ausbringen der Sensoren 20 umfassen.
Der Protokollerzeugungsabschnitt 174 erzeugt ein Protokoll, das die Einzelheiten der Arbeiten, die durch das Gerät 42 durchgeführt worden sind, anzeigt.
Das Gerät 42 enthält einen Steuerungsabschnitt 181, einen Sämechanismus 182, den Sensorzuführungsmechanismus 183, einen Sensorausbringungsmechanismus 184, einen Kommunikationsabschnitt 185 und den Sensorkommunikationsabschnitt 123.
Der Steuerungsabschnitt 181 enthält eine CPU. Der Steuerungsabschnitt 181 steuert die Komponenten des Geräts 42.
Die Funktion des Sämechanismus 182 besteht in dem Säen von Nutzpflanzen auf dem landwirtschaftlichen Feld 10.
In dem Sensorzuführungsmechanismus 183 sind mehrere Sensoren 20 gelagert. Die Funktion des Sensorzuführungsmechanismus 183 besteht in dem Zuführen der Sensoren 20 nach Bedarf zu dem Sensorausbringungsmechanismus 184.
Die Funktion des Sensorausbringungsmechanismus 184 besteht in dem Ausbringen der Sensoren 20 nach Bedarf auf das landwirtschaftliche Feld 10, wobei die Sensoren 20 von dem Sensorzuführungsmechanismus 183 zugeführt werden.
Der Kommunikationsabschnitt 185 kommuniziert mit der Landmaschine 41 auf drahtgebundene oder drahtlose Weise unter der Steuerung des Steuerungsabschnitts 181. Der Kommunikationsabschnitt 185 kann über das Netzwerk 30 auch mit anderen Geräten kommunizieren.
Ferner enthält der Steuerungsabschnitt 181 einen Sensorausbringungssteuerungsabschnitt 191 und einen Sensorkommunikationssteuerungsabschnitt 192.
Der Sensorausbringungssteuerungsabschnitt 191 steuert den Sensorausbringungsmechanismus 184. Insbesondere bewirkt der Sensorausbringungssteuerungsabschnitt 191, dass der Sensorausbringungsmechanismus 184 die Sensoren 20 basierend auf den durch den Sensorpositionsberechnungsabschnitt 172 berechneten Sensorpositionen ausbringt.
Der Sensorkommunikationssteuerungsabschnitt 192 steuert den Sensorkommunikationsabschnitt 123. Insbesondere bewirkt der Sensorkommunikationssteuerungsabschnitt 192, dass der Sensorkommunikationsabschnitt 123 mit den auf dem landwirtschaftlichen Feld 10 ausgebrachten Sensoren 20 kommuniziert.
(Arbeitsanweisungsinformationenerzeugungsprozess)
Unten wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 10 ein Arbeitsanweisungsinformationen erzeugungsprozess erläutert.
In Schritt S11 empfängt der Abschnitt 162 zur Eingabe von Informationen über das landwirtschaftliche Feld eine Eingabe von Informationen über das landwirtschaftliche Feld und führt die Eingabeinformationen dem Steuerungsabschnitt 161 zu.
In Schritt S12 berechnet der Säpositionsberechnungsabschnitt 171 die Säpositionen basierend auf der Eingabe von Informationen über das landwirtschaftliche Feld von dem Abschnitt 162 zur Eingabe von Informationen über das landwirtschaftliche Feld.
In Schritt S13 berechnet der Sensorpositionsberechnungsabschnitt 172 die Sensorpositionen basierend auf der Eingabe von Informationen über das landwirtschaftliche Feld von dem Abschnitt 162 zur Eingabe von Informationen über das landwirtschaftliche Feld.
In Schritt S14 erzeugt der Arbeitsanweisungsinformationenerzeugungsabschnitt 173 die Arbeitsanweisungsinformationen basierend auf den berechneten Säpositionen und Sensorpositionen.
Art und Weise der Erzeugung der Arbeitsanweisungsinformationen.
11 zeigt typische Arbeitsanweisungsinformationen.
Bei den Arbeitsanweisungsinformationen sind jeder Arbeits-ID (der Arbeitsidentifikator) acht Einzelinformationen zugeordnet: ein Landwirtschaftsbetrieb, ein landwirtschaftliches Feld, eine Arbeitsposition, eine festgelegte Arbeitszeit, eine Landmaschinen-ID, eine Geräte-ID, eine Art der Arbeit und ein Arbeitsziel.
Die Einzelinformation „Landwirtschaftsbetrieb“ zeigt den Landwirtschaftsbetrieb, in dem sich das zu bearbeitende landwirtschaftliche Feld befindet, (oder seinen Besitzer) an.
Die Einzelinformation „landwirtschaftliches Feld“ zeigt das landwirtschaftliche Feld an, auf dem Arbeiten durchzuführen sind.
Die Einzelinformation „Arbeitsposition“ zeigt die Position (in Breiten- und Längengrad) an, in der die durch die entsprechende Arbeits-ID identifizierte Arbeit durchzuführen ist. Die „Arbeitspositionen“ werden gemäß den durch den Säpositionsberechnungsabschnitt 171 berechneten Säpositionen und den durch den Sensorpositionsberechnungsabschnitt 171 berechneten Sensorpositionen eingestellt. Wenn die durch den Positionsinformationenerlangungsabschnitt 114 der Landmaschine 41 erlangte Ist-Position die durch die „Arbeitsposition“ angezeigte Position erreicht, wird die durch die entsprechende Arbeits-ID identifizierte Arbeit durchgeführt.
Die Einzelinformation „festgelegte Arbeitszeit“ zeigt das Datum und die Zeit an, zu dem bzw. der die durch die entsprechende Arbeits-ID identifizierte Arbeit durchzuführen ist.
Die Einzelinformation „Landmaschinen-ID“ zeigt die Landmaschine 41 an, die mit dem Gerät 42 gekoppelt ist, das die durch die entsprechende Arbeits-ID identifizierte Arbeit durchführt.
Die Einzelinformation „Geräte-ID“ zeigt den Gerätemechanismus des Geräts 42 an, das die durch die entsprechende Arbeits-ID identifizierte Arbeit durchführt. Zum Beispiel ist die „Geräte-ID“ die Information, die entweder den Sämechanismus 182 oder den Sensorausbringungsmechanismus 184 identifiziert.
Die Einzelinformation „Art der Arbeit“ zeigt die Art der durch die entsprechende Arbeits-ID identifizierten Arbeit an. Es gibt zwei „Arten von Arbeit“: durch den Sämechanismus 182 durchzuführendes „Säen“ und durch den Sensorausbringungsmechanismus 184 auszuführende „Sensorausbringung“.
Die Einzelinformation „Arbeitsziel“ zeigt das Ziel der durch die entsprechende Arbeits-ID identifizierten Arbeit an. Wenn die „Art der Arbeit“ „Säen“ ist, ist das „Arbeitsziel“ die Information, die den Posten und die Sorte der (des) zu säenden Nutzpflanzen (Saatguts) anzeigt. Wenn die „Art der Arbeit“ „Sensorausbringung“ ist, ist das „Arbeitsziel“ die Information, die die Art der auszugbringenden Sensoren anzeigt.
Ferner können basierend auf der „Arbeitsposition“ in den Arbeitsanweisungsinformationen Streckenverlaufsinformationen, die die von dem landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystem 40 zurückzulegende Strecke anzeigen, erzeugt und in den Arbeitsanweisungsinformationen mit aufgenommen werden.
Des Weiteren können die Arbeitsanweisungsinformationen zu dem von dem das landwirtschaftliche Feld 10 managenden Benutzer bedienten Endgerät 60 gesendet werden. In diesem Fall zeigt das Endgerät 60 einen Bildschirm, wie zum Beispiel den in 12 gezeigten, an.
12 zeigt eine typische Bildschirmanzeige basierend auf Arbeitsanweisungsinformationen.
In 12 wird gezeigt, wie die Sensoren 20 und die Nutzpflanzen 140 gemäß den Arbeitsanweisungsinformationen auf das landwirtschaftliche Feld 10 ausgebracht werden. Insbesondere stellt 12 einen im Boden vergrabenen Sensor 20-1 und auf die Bodenoberfläche ausgebrachte Sensoren 20-2 und 20-3 dar. Weiterhin werden in 12 Pfeile R1 gezeigt, die die von dem landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystem 40 basierend auf den Streckenverlaufsinformationen zurückzulegende Strecke anzeigen.
Solch eine Bildschirmanzeige gestattet dem Benutzer, zu bestätigen, wie die Sensoren auszubringen sind.
(Sensorausbringungsprozess)
Unten wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 13 ein Sensorausbringungsprozess erläutert.
In Schritt S31 fährt das landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 gemäß den Arbeitsanweisungsinformationen (Streckenverlaufsinformationen) über das landwirtschaftliche Feld 10.
Wenn die durch den Positionsinformationenerlangungsabschnitt 114 der Landmaschine 41 erlangte Ist-Position die durch die „Arbeitsposition“ in den Arbeitsanweisungsinformationen angezeigte Position erreicht, steuert der Sensorausbringungssteuerungsabschnitt 191 in Schritt S32 den Sensorausbringungsmechanismus 184 zum Ausbringen eines Sensors 20.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Positionsinformationenerlangungsabschnitt 114 der Landmaschine 41 in einem Abstand von dem Sensorausbringungsmechanismus 184 des Geräts 42 angeordnet ist. Aus diesem Grunde bewirkt der Sensorausbringungssteuerungsabschnitt 191, dass der Sensor 20 in der „Arbeitsposition“ ausgebracht wird, die um den Abstand zwischen dem Positionsinformationenerlangungsabschnitt 114 und dem Sensorausbringungsmechanismus 184 versetzt ist. Insbesondere erlangt der Steuerungsabschnitt 161 Versatzinformationen über die Sensorausbringungsposition des Sensorausbringungsmechanismus 184 durch Kommunikation mit dem Gerät 42. Der Steuerungsabschnitt 161 addiert dann den Versatz zu der durch den Positionsinformationenerlangungsabschnitt 114 erlangten Ist-Position. Als Alternative dazu kann der Steuerungsabschnitt 181 des Geräts 42 den Versatz hinsichtlich der Sensorausbringungsposition des Sensorausbringungsmechanismus 184 zu den von der Landmaschine 41 erlangten Ist-Positionsinformationen addieren.
In Schritt S33 steuert der Sensorkommunikationssteuerungsabschnitt 192 den Sensorkommunikationsabschnitt 123 zum Kommunizieren mit dem ausgebrachten Sensor 20. Auf diese Weise erlangt der Sensorkommunikationssteuerungsabschnitt 192 die Sensor-ID, die den Sensor 20 identifiziert, und sendet die erlangte Sensor-ID zu dem Protokollerzeugungsabschnitt 174.
In Schritt S34 erzeugt der Protokollerzeugungsabschnitt 174 basierend auf dem Betrieb des Sensorausbringungsmechanismus 184 und auf der Sensor-ID von dem Sensorkommunikationssteuerungsabschnitt 192 ein Sensorausbringungsprotokoll, wobei das Sensorausbringungsprotokoll Ausbringungsinformationen sind, die anzeigen, wo der Sensor 20 ausgebracht worden ist.
14 zeigt ein typisches Sensorausbringungsprotokoll.
In dem Sensorausbringungsprotokoll sind jeder Sensor-ID vier Einzelinformationen zugeordnet: eine Sensorausbringungsposition, ein Sensorausbringungszeitstempel, eine Sensorart und Sensorplatzierungsinformation.
Die Einzelinformation „Sensorausbringungsinformation“ zeigt die Position an, in der der Sensor 20 ausgebracht worden ist. Die „Sensorausbringungsinformation“ ist im Grunde die gleiche wie die Information „Arbeitsposition“ in den Arbeitsanweisungsinformationen.
Die Einzelinformation „Sensorausbringungszeitstempel“ zeigt das Datum und die Zeit an, zu dem bzw. zu der der Sensor 20 ausgebracht worden ist.
Die Einzelinformation „Sensorart“ ist die gleiche wie die Information „Arbeitsziel“ in den Arbeitsanweisungsinformationen. Dies ist die Information, die die Art des ausgebrachten Sensors 20 anzeigt.
Die Einzelinformation „Sensorplatzierungsinformation“ zeigt den Status an, in dem der Sensor 20 platziert ist. Es gibt zwei Arten von „Sensorplatzierungsinformation“: „im Boden“, die anzeigt, dass der Sensor 20 im Boden platziert ist, und „auf der Bodenoberfläche“, die anzeigt, dass der Sensor 20 auf der Bodenoberfläche platziert ist.
Das Beispiel in 14 ist ein Sensorausbringungsprotokoll, das vier Sensoren 20 mit den Sensor-IDs 1 bis 4 anzeigt. Jedes Mal, wenn ein Sensor 20 ausgebracht wird, werden die Informationen über den Sensor 20 dem Sensorausbringungsprotokoll hinzugefügt.
Erneut auf das Flussdiagramm von 13 Bezug nehmend, zeigt der Anzeigeabschnitt 163 in Schritt S35 einen Bildschirm an, der den Arbeitsstatus unter der Steuerung des Steuerungsabschnitts 161 anzeigt.
15 zeigt eine typische Bildschirmanzeige, die den Arbeitsstatus anzeigt.
15 zeigt, wie die Sensoren 20 und die Nutzpflanzen 140 gemäß den Arbeitsanweisungsinformationen auf das landwirtschaftliche Feld 10 ausgebracht werden. In 15 wird der Sensor 20-1 wie in 12 im Boden platziert gezeigt, und die Sensoren 20-2 und 20-3 werden auf der Bodenoberfläche platziert gezeigt. Des Weiteren werden in 15 die Pfeile R1 dargestellt, die die durch das landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 gemäß den Streckenverlaufsinformationen zurückzulegende Strecke zeigen.
Das Display des den Arbeitsstatus anzeigenden Bildschirms wird jedes Mal dann aktualisiert, wenn ein Sensor 20 ausgebracht wird.
Erneut auf das Flussdiagramm von 13 Bezug nehmend, bestimmt der Sensorausbringungssteuerungsabschnitt 191 in Schritt S36, ob alle durch die Arbeitsanweisungsinformationen bestimmten Sensoren 20 ausgebracht worden sind oder nicht.
Wenn bestimmt wird, dass noch nicht alle Sensoren 20 ausgebracht worden sind, kehrt die Steuerung zu Schritt S31 zurück. Die nachfolgenden Schritte werden dann wiederholt.
Wenn bestimmt wird, dass alle Sensoren 20 ausgebracht worden sind, geht die Steuerung andererseits zu Schritt S37 über.
In Schritt S37 zeichnet der Steuerungsabschnitt 161 das durch den Protokollerzeugungsabschnitt 174 erzeugte Sensorausbringungsprotokoll im Speicherabschnitt 165 auf.
Bei dem oben beschriebenen Prozess werden die Sensoren unabhängig davon, wie breit das landwirtschaftliche Feld ist, basierend auf den Informationen über das landwirtschaftliche Feld in geeigneten Positionen und in einem geeigneten Status ausgebracht. Dadurch wird eine Verbesserung der Effizienz von landwirtschaftlicher Arbeit ermöglicht.
Obgleich in dem Flussdiagramm von 13 nicht gezeigt, werden die Nutzpflanzen 140 parallel zu dem Ausbringen der Sensoren 20 gemäß den Arbeitsanweisungsinformationen von 11 gesät.
Zu diesem Zeitpunkt erzeugt der Protokollerzeugungsabschnitt 174 ein Säprotokoll basierend auf dem Betrieb des Sämechanismus 182 parallel zu der Erzeugung des Sensorausbringungsprotokolls.
16 zeigt ein typisches Säprotokoll.
In dem Säprotokoll werden jeder Nutzpflanzen-ID vier Einzelinformationen zugeordnet: eine Säposition, ein Säzeitstempel, ein Nutzpflanzenposten und eine Nutzpflanzensorte.
Die Einzelinformation „Säposition“ zeigt die Position an, in der die Nutzpflanze gesät worden ist. Die „Säposition“ ist im Grunde die gleiche wie die „Arbeitsposition“ in den Arbeitsanweisungsinformationen.
Die Einzelinformation „Säzeitstempel“ zeigt das Datum und die Zeit an, zu dem bzw. zu der das Säen durchgeführt worden ist.
Die Einzelinformationen „Nutzpflanzenposten“ und „Nutzpflanzensorte“ sind die gleichen wie die Information „Arbeitsziel“ in den Arbeitsanweisungsinformationen. Diese Einzelinformationen bilden die Informationen, die die Art und die Sorte der gesäten Nutzpflanzen anzeigen.
Das Beispiel in 16 zeigt ein Säprotokoll, das vier Nutzpflanzen mit vier Nutzpflanzen-IDs 1 bis 4 betrifft. Jedes Mal, wenn eine Nutzpflanze gesät wird, werden die Informationen über die Nutzpflanze dem Säprotokoll hinzugefügt. Es sei darauf hingewiesen, dass das in 14 gezeigte Sensorausbringungsprotokoll getrennt von dem in 16 gezeigten Säprotokoll erzeugt werden kann, oder die beiden Protokolle können als ein einziges Protokoll integral erzeugt werden.
Die vorhergehenden Absätze erläuterten Beispiele, in denen das landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 den Arbeitsinformationenerzeugungsprozess und den Sensorausbringungsprozess durchführt. Als Alternative dazu kann das System 1 zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds den Arbeitsinformationenerzeugungsprozess und den Sensorausbringungsprozess durchführen.
(Typische funktionale Konfiguration des Systems zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds)
17 zeigt eine typische funktionale Konfiguration des Systems 1 zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds. Es sei darauf hingewiesen, dass Strukturen, die ähnliche Funktionen wie die oben besprochenen aufweisen, ähnliche Bezeichnungen verliehen werden und dass sie mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, und diese Strukturen werden nicht weiter besprochen,
Bei dem System 1 zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds von 17 enthält die Steuerkonsole 111 der Landmaschine 41 einen Eingabeabschnitt 166, der den Abschnitt 162 zur Eingabe von Informationen über das landwirtschaftliche Feld ersetzt. Der Eingabeabschnitt 166 empfängt eine Eingabe von vorbestimmten Informationen und führt die Eingabeinformationen dem Steuerungsabschnitt 161 zu.
Das Endgerät 60 enthält einen Steuerungsabschnitt 211, einen Anzeigeabschnitt 212, einen Kommunikationsabschnitt 213, einen Speicherabschnitt 214 und den Abschnitt 162 zur Eingabe von Informationen über das landwirtschaftliche Feld.
Der Steuerungsabschnitt 211 steuert die Komponenten des Endgeräts 60. Der Anzeigeabschnitt 212 zeigt verschiedene Bildschirme unter der Steuerung des Steuerungsabschnitts 211 an. Der Kommunikationsabschnitt 213 kommuniziert unter der Steuerung des Steuerungsabschnitts 211 über das Netzwerk 30 mit der Landmaschine 41 und dem Server 80. Der Speicherabschnitt 214 speichert unter der Steuerung des Steuerungsabschnitts 211 diverse Informationen und Daten.
Ferner empfängt der Abschnitt 162 zur Eingabe von Informationen über das landwirtschaftliche Feld eine Eingabe von Informationen über das landwirtschaftliche Feld gemäß den Bedienungen durch den Benutzer und führt die Eingabeinformationen über das landwirtschaftliche Feld dem Kommunikationsabschnitt 213 zu. Der Kommunikationsabschnitt 213 überträgt die Informationen über das landwirtschaftliche Feld über das Netzwerk 30 zu dem Server 80.
Der Server 80 enthält einen Steuerungsabschnitt 221, einen Kommunikationsabschnitt 222 und einen Speicherabschnitt 223.
Der Steuerungsabschnitt 221 steuert die Komponenten des Servers 80. Der Kommunikationsabschnitt 222 kommuniziert unter der Steuerung des Steuerungsabschnitts 221 über das Netzwerk 30 mit der Landmaschine 41 und dem Endgerät 60. Der Speicherabschnitt 223 speichert unter der Steuerung des Steuerungsabschnitts 221 diverse Informationen und Daten.
Des Weiteren enthält der Steuerungsabschnitt 221 den Säpositionsberechnungsabschnitt 171, den Sensorpositionsberechnungsabschnitt 172, den Arbeitsanweisungsinformationenerzeugungsabschnitt 173 und den Protokollerzeugungsabschnitt 174.
Bei dem wie oben beschrieben konfigurierten System 1 zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds führen das Endgerät 60 und der Server 80 den Arbeitsanweisungsinformationenerzeugungsprozess durch, und das landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 (die Landmaschine 41 und das Gerät 42) und der Server 80 führen den Sensorausbringungsprozess durch.
Als Alternative dazu können das Endgerät 60 und der Server 80 integral als eine einzige Einheit konfiguriert sein.
(Ausbringung der Sensoren durch Echtzeiterfassung)
Nebenbei bemerkt können die von der Erlangung der Informationen über das landwirtschaftliche Feld durch Echtzeiterfassung bis hin zum Ausbringen der Sensoren reichenden Prozesse durch das landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 in Echtzeit durchgeführt werden.
Wie in 18 dargestellt, erlangt das landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 zum Beispiel die Informationen über das landwirtschaftliche Feld, während es auf einer einen Stichweg des landwirtschaftlichen Felds, auf dem Nutzpflanzen 240 gesät worden sind, bildenden Fahrbahn 250 fährt. In diesem Fall können die Informationen über das landwirtschaftliche Feld aus der Erkennung von durch den Landmaschinenbefestigungssensor 115 aufgenommenen Bildern sowie durch Fernerfassung erlangten Daten resultieren.
Das landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 erzeugt die Arbeitsanweisungsinformationen und bringt die Sensoren basierend auf den während der Fahrt über das landwirtschaftliche Feld erlangten Informationen über das landwirtschaftliche Feld in Echtzeit aus.
Der Echtzeiterfassung verwendende Sensorausbringungsprozess wird unten unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 19 erläutert. Dieser Prozess wird durch das über das landwirtschaftliche Feld fahrende landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 (die Landmaschine 41 und das Gerät 42) durchgeführt. Es sei darauf hingewiesen, dass der Prozess allein durch das landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 oder durch das System 1 zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds insgesamt ausgeführt werden kann.
In Schritt S51 erlangt der Landmaschinenbefestigungssensor 115 die Informationen über das landwirtschaftliche Feld.
Zum Beispiel erlangt der Landmaschinenbefestigungssensor 115 Bilddaten, die von einem eingebauten Bildsensor, der das Licht von Frequenzen in Bereichen von sichtbarem Licht und Nahinfrarot detektiert, ausgegeben werden. Die Bilddaten enthalten die Nutzpflanzen 240 als Zielobjekt und die Fahrbahn 250, auf der das landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 fährt, sowie Positionsdaten über die Topographie des landwirtschaftlichen Felds. Der Landmaschinenbefestigungssensor 115 kann zwei Bildsensoren umfassen, die durch Erlangen von stereoskopischen Bildern 3D-Bilddaten ausgeben. Der Landmaschinenbefestigungssensor 115 kann ferner einen Abstandssensor, wie zum Beispiel einem Bildsensor, der in der Regel mit Phasendifferenzdetektionspixeln ausgestattet ist, enthalten, so dass den Bilddaten entsprechende Tiefendaten (Abstandsdaten) über das Zielobjekt zusammen mit den Bilddaten ausgegeben werden können. Der Landmaschinenbefestigungssensor 115 kann auch einen Erdreichsensor enthalten, um Daten über die Feuchtigkeit und die Nährstoffe im Erdreich, die der Ist-Position der Landmaschine 40 entsprechen, zu erlangen.
Es sei darauf hingewiesen, dass obgleich der Landmaschinenbefestigungssensor 115 oben als an der Landmaschine 41 befestigt beschrieben wird, der Landmaschinenbefestigungssensor 115 als Alternative auch an dem Gerät 42 befestigt sein kann, wenn der Landmaschinenbefestigungssensor 115 den Erdreichsensor enthält.
In Schritt S52 berechnet der Sensorpositionsberechnungsabschnitt 172 die Sensorpositionen basierend auf den durch den Landmaschinenbefestigungssensor 115 erlangten Informationen über das landwirtschaftliche Feld.
Zum Beispiel berechnet der Sensorpositionsberechnungsabschnitt 172 die Positionsbeziehung zwischen einerseits den Nutzpflanzen 240 und andererseits der Landmaschine 41 und dem Gerät 42 durch Analysieren der Bilddatenausgabe von dem in dem Landmaschinenbefestigungssensor 115 enthaltenen Bildsensor. In diesem Fall erkennt der Sensorpositionsberechnungsabschnitt 172 die Nutzpflanzen 240 durch Durchführen einer Bildanalyse der Bilddaten. Gleichzeitig berechnet der Sensorpositionsberechnungsabschnitt 172 die Positionen der Nutzpflanzen 240 basierend auf den oben genannten 3D-Bilddaten und den Tiefendaten. Die so berechnete Positionsbeziehung gestattet eine Berechnung eines optimalen Ausbringens der Sensoren zur Erfassung der Nutzpflanzen 240.
Wie in 18 gezeigt, wird zum Beispiel bestimmt, dass jeder Sensor auf dem Stichweg 250 positioniert werden soll und dass er einen Abstand aufweist, der einen vorbestimmten Schwellenwert von den Nutzpflanzen 240 nicht übersteigt. Als Alternative dazu kann der Sensor auf dem Stichweg 250 auf eine den Nutzpflanzen 240 am nächsten gelegene Weise positioniert werden.
Als weitere Alternative können die Sensorpositionen basierend auf den durch den in dem Landmaschinenbefestigungssensor 115 enthaltenen Erdreichsensor erlangten Feuchtigkeits- und Nährstoffdaten des Erdreichs bestimmt werden. Zum Beispiel kann die Sensorposition eine Position sein, in der die Menge der Feuchtigkeit und die der Nährstoffe innerhalb eines vorbestimmten Bereichs nahe ihren Mittelwerten liegen, oder eine Position, in der die Menge der Feuchtigkeit und die der Nährstoffe jeweils um eine vorbestimmte Menge größer oder kleiner als ihre Mittelwerte sind.
Bei dem Sensorausbringungsprozess unter Verwendung von Echtzeiterfassung wird die Sensorposition durch Addieren des Versatzes der Befestigungsposition des Landmaschinenbefestigungssensors 115 und des Versatzes der Befestigungsposition des Gerätemechanismus 122 in dem Gerät 42 oder des Versatzes der Sensorposition zu der Ist-Position, der durch den Positionsinformationenerlangungsabschnitt 114 der Landmaschine 41 erhalten wird, bestimmt.
Es sei darauf hingewiesen, dass zur Gewährleistung der Zeit zur Durchführung des Prozesses zur Berechnung der oben genannten Sensorposition bevorzugt wird, dass der Landmaschinenbefestigungssensor 115 (in Fahrtrichtung) vor entweder den Hinterrädern oder dem Sitz im Führerhaus, auf dem der die Landmaschine 41 bedienende Benutzer sitzt, angeordnet ist und dass das Gerät 42 (in einer der Fahrtrichtung entgegengesetzten Richtung) hinter der Landmaschine 41 angekuppelt ist.
In Schritt S53 erzeugt der Arbeitsanweisungsinformationenerzeugungsabschnitt 173 die Arbeitsanweisungsinformationen basierend auf den berechneten Sensorpositionen. Die Arbeitsanweisungsinformationen enthalten keine das Säen betreffenden Informationen.
In Schritt S54 steuert der Sensorausbringungssteuerungsabschnitt 191 den Sensorausbringungsmechanismus 184 zum Ausbringen der Sensoren 20 gemäß den Arbeitsanweisungsinformationen.
In Schritt S55 steuert der Sensorkommunikationssteuerungsabschnitt 192 den Sensorkommunikationsabschnitt 123 zur Kommunikation mit den ausgebrachten Sensoren 20. Dabei erlangt der Sensorkommunikationssteuerungsabschnitt 192 die Sensor-IDs der Sensoren 20 und sendet die erlangten Sensor-IDs zu dem Protokollerzeugungsabschnitt 174.
In Schritt S56 erzeugt der Protokollerzeugungsabschnitt 174 das Sensorausbringungsprotokoll basierend auf dem Betrieb des Sensorausbringungsmechanismus 184 und auf den Sensor-IDs von dem Sensorkommunikationssteuerungsabschnitt 192.
In Schritt S57 zeigt der Anzeigeabschnitt 163 unter der Steuerung des Steuerungsabschnitts 161 den den Arbeitsstatus anzeigenden Bildschirm an (aktualisiert ihn).
In Schritt S58 zeichnet der Steuerungsabschnitt 161 (der Steuerungsabschnitt 221) das durch den Protokollerzeugungsabschnitt 174 erzeugte Sensorausbringungsprotokoll im Speicherabschnitt 165 (Speicherabschnitt 223) auf.
Der oben beschriebene Prozess wird jedes Mal dann ausgeführt, wenn Informationen über das landwirtschaftliche Feld erlangt werden.
Als Alternative dazu kann das Säprotokoll auf ähnliche Weise wie der oben beschriebene Prozess erlangt werden, wenn das Säen unter Verwendung von Echtzeiterfassung durchgeführt wird.
Bei dem oben beschriebenen Prozess werden die Sensoren unabhängig von der Breite des landwirtschaftlichen Felds in Echtzeit in geeigneten Positionen und in einem geeigneten Status basierend auf den Informationen über das landwirtschaftliche Feld ausgebracht. Dies ermöglicht eine weitere Verbesserung der Effizienz von landwirtschaftlicher Arbeit.
Die vorhergehenden Abschnitte beschreiben Beispiele für die Art und Weise des Ausbringens der Sensoren auf das landwirtschaftliche Feld. Unten wird ein Beispiel für die Art und Weise der Verwendung von Sensordaten von den auf dem landwirtschaftlichen Feld ausgebrachten Sensoren erläutert.
<Verwendung von Sensordaten>
Das System 1 zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds führt solche Arbeiten wie Bewässern und Düngen basierend auf Sensordaten von den auf dem landwirtschaftlichen Feld ausgebrachten Sensoren durch.
(Typische funktionale Konfiguration des Systems zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds)
20 zeigt eine typische funktionale Konfiguration des Systems zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds, das Arbeiten basierend auf den Sensordaten durchführt. Es sei darauf hingewiesen, dass Strukturen, die ähnliche Funktionen wie die oben besprochenen aufweisen, ähnliche Bezeichnungen verliehen werden und dass sie mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, und diese Strukturen werden nicht weiter besprochen.
Bei dem System 1 zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds von 20 enthält das landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 die Steuerkonsole 111, den Kommunikationsabschnitt 164, den Speicherabschnitt 165 und einen Arbeitsmechanismus 311.
Die Funktion des Arbeitsmechanismus 311 besteht in der Durchführung solcher Arbeiten wie Bewässern und Düngen des landwirtschaftlichen Felds.
Ferner enthält die Steuerkonsole 111 einen Arbeitssteuerungsabschnitt 321. Der Arbeitssteuerungsabschnitt 321 steuert den Arbeitsmechanismus 311 zur Durchführung von Arbeiten. Es sei darauf hingewiesen, dass die Arbeiten in diesem Fall in der Regel Bewässern und Düngen des landwirtschaftlichen Felds umfassen. Das heißt, der Arbeitssteuerungsabschnitt 321 steuert die Stellen und die Ausmaße des Bewässerns und Düngens des landwirtschaftlichen Felds.
Das mobile Objekt 50 enthält einen Steuerungsabschnitt 331, einen Kommunikationsabschnitt 332, einen Speicherabschnitt 333, einen Antriebsabschnitt 334, einen Positionsinformationenerlangungsabschnitt 335 und einen Sensorkommunikationsabschnitt 336.
Der Steuerungsabschnitt 331 steuert die Komponenten des mobilen Objekts 50. Der Kommunikationsabschnitt 332 kommuniziert unter der Steuerung des Steuerungsabschnitts 331 über das Netzwerk 30 mit dem Endgerät 60 und Server 80. Der Speicherabschnitt 333 speichert unter der Steuerung des Steuerungsabschnitts 331 diverse Informationen und Daten. Der Antriebsabschnitt 334 enthält zum Beispiel eine Brennkraftmaschine oder einen Motor. Der Antriebsabschnitt 334 bewirkt, dass sich das mobile Objekt 50 unter der Steuerung des Steuerungsabschnitts 331 bewegt.
Der Positionsinformationenerlangungsabschnitt 335 erlangt (misst) die Ist-Position des mobilen Objekts 50 mit einer Genauigkeit von wenigen Zentimetern. Der Positionsinformationenerlangungsabschnitt 335 ist wie der oben genannte Positionsinformationenerlangungsabschnitt 114 zum Beispiel als ein RTK-GPS-Empfänger konfiguriert.
Der Sensorkommunikationsabschnitt 336 erlangt die Sensordaten von den auf dem landwirtschaftlichen Feld 10 ausgebrachten Sensoren 20 durch Kommunikation mit den Sensoren 20.
Der Steuerungsabschnitt 331 enthält auch einen Streckeninformationenerzeugungsabschnitt 341. Der Streckeninformationenerzeugungsabschnitt 341 erzeugt Streckeninformationen, die die von dem mobilen Objekt 50 über das landwirtschaftliche Feld zurückgelegte Strecke anzeigen.
Das Endgerät 60 enthält einen Eingabeabschnitt 215, der den in 17 gezeigten Abschnitt 162 zur Eingabe von Informationen über das landwirtschaftliche Feld ersetzt. Der Eingabeabschnitt 215 empfängt Eingaben von vorbestimmten Informationen und führt die Eingabeinformationen dem Kommunikationsabschnitt 213 zu. Der Kommunikationsabschnitt 213 überträgt die Informationen über das Netzwerk 30 zum Server 80.
Der Steuerungsabschnitt 221 des Servers 80 enthält einen Statusschätzungsabschnitt 351 und einen Arbeitsinformationenerzeugungsabschnitt 352.
Der Statusschätzungsabschnitt 351 schätzt den Status der Sensoren 20 basierend auf den durch den Sensorkommunikationsabschnitt 336 des mobilen Objekts 50 erlangten Sensordaten.
Der Arbeitsinformationenerzeugungsabschnitt 352 erzeugt Arbeitsinformationen, die die Einzelheiten der durch den Arbeitsmechanismus 311 auf dem landwirtschaftlichen Feld durchgeführten Arbeiten basierend auf dem durch den Statusschätzungsabschnitt 351 geschätzten Status der Sensoren 20 anzeigen.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Speicherabschnitt 223 des Servers 80 das während des Sensorausbringungsprozesses erzeugte Sensorausbringungsprotokoll und Säprotokoll speichert.
(Sensordatenerlangungsprozess)
Ein Sensordatenerlangungsprozess wird unten unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 21 erläutert. Dieser Prozess wird beispielsweise von dem das Endgerät 60 bedienenden Benutzer gestartet.
In Schritt S111 lädt der Steuerungsabschnitt 331 des mobilen Objekts 50 über das Netzwerk 30 das in dem Speicherabschnitt 223 des Servers 80 gespeicherte Sensorausbringungsprotokoll. Zu diesem Zeitpunkt wird zusammen mit dem Sensorausbringungsprotokoll auch das Säprotokoll geladen.
In Schritt S112 erzeugt der Streckeninformationenerzeugungsabschnitt 341 Streckeninformationen basierend auf dem geladenen Sensorausbringungsprotokoll.
Wenn die Bewegung des mobilen Objekts 50 zu diesem Zeitpunkt zum Beispiel von dem das Endgerät 60 bedienenden Benutzer bestimmt wird, bewirkt der Antriebsabschnitt 334 in Schritt S113 unter der Steuerung des Steuerungsabschnitts 331, dass sich das mobile Objekt 50 gemäß den Streckeninformationen bewegt.
Wenn die durch den Positionsinformationenerlangungsabschnitt 335 des mobilen Objekts 50 erlangte Ist-Position die durch eine gegebene Sensorausbringungsposition im Sensorausbringungsprotokoll angezeigte Position erreicht, kommuniziert der Sensorkommunikationsabschnitt 336 in Schritt S114 mit dem auf dem landwirtschaftlichen Feld ausgebrachten Sensor 20, um die Sensordaten von dem Sensor 20 zu erlangen.
22 ist ein Schemadiagramm, das einen Streckenverlauf zum Zeitpunkt des Erlangens von Sensordaten erläutert.
Das Beispiel in 22 zeigt Pfeile R2, die den Streckenverlauf anzeigen, der auf eine acht auf dem landwirtschaftlichen Feld 10 ausgebrachte Sensoren 20 miteinander verbindende Weise erstellt ist. Das mobile Objekt 50 bewegt sich entlang dem durch die Pfeile R2 angezeigten Streckenverlauf über das landwirtschaftliche Feld. Bei Erreichen einer Position, in der ein Sensor 20 ausgebracht ist, kommuniziert das mobile Objekt 50 mit dem Sensor 20.
Wenn das mobile Objekt 50 ein Flugobjekt, wie zum Beispiel eine Drohne, ist, stellt der Antriebsabschnitt 334 unter der Steuerung des Steuerungsabschnitts 331 die Flughöhe des mobilen Objekts 50 gemäß den Sensorplatzierungsinformationen im Sensorausbringungsprotokoll (das heißt, ob sich der Sensor 20 im Boden oder auf der Bodenoberfläche befindet) ein. Des Weiteren stellt der Sensorkommunikationsabschnitt 336 auch unter der Steuerung des Steuerungsabschnitts 331 die zur Kommunikation mit dem Sensor 20 verwendete Funkwellenstärke gemäß den Sensorplatzierungsinformationen ein.
Solche Einstellungen ermöglichen dem Sensorkommunikationsabschnitt 336 die Sensordaten selbst dann zuverlässig zu erlangen, wenn die Funkwellen von den im Boden platzierten Sensoren 20 dadurch beträchtlich gedämpft werden.
Erneut auf das Flussdiagramm von 21 Bezug nehmend, bestimmt der Steuerungsabschnitt 331 in Schritt S115, basierend auf dem geladenen Sensorausbringungsprotokoll ob die Sensordaten von allen Sensoren 20 erlangt worden sind oder nicht.
Wenn bestimmt wird, dass die Sensordaten von allen Sensoren 20 immer noch erlangt werden müssen, kehrt die Steuerung zu Schritt S113 zurück. Die nachfolgenden Schritte werden dann wiederholt.
Wenn andererseits bestimmt wird, dass die Sensordaten von allen Sensoren 20 erlangt worden sind, wird der Prozess beendet. Die erlangten Sensordaten werden über das Netzwerk 30 im Speicherabschnitt 223 des Servers 80 als ein Sensordatenprotokoll gespeichert, dem die Informationen im Sensorausbringungsprotokoll zugeordnet sind.
23 zeigt ein typisches Sensordatenprotokoll.
In dem Sensordatenprotokoll sind jeder Sensor-ID sieben Einzelinformationen zugeordnet: eine Sensorausbringungsposition, ein Sensordatenerlangungszeitstempel, eine Sensorart, Sensorplatzierungsinformationen, ein Sensorwert, eine empfangene Signalstärke von Frequenz 1 und eine empfangene Signalstärke von Frequenz 2.
Von diesen Einzelinformationen entsprechen „Sensorausbringungsposition“, „Sensorart“ und „Sensorplatzierungsinformationen“ ihren Gegenstücken im Sensorausbringungsprotokoll. Die „Sensorausbringungsposition“ im Sensorausbringungsprotokoll und im Sensordatenprotokoll können basierend auf den durch den Positionsinformationenerlangungsabschnitt 335 zum Zeitpunkt des Erlangens der Sensordaten erlangten Positionen aktualisiert (erzeugt) werden.
Die Einzelinformation „Sensordatenerlangungszeitstempel“ zeigt das Datum und die Zeit an, zu dem bzw. zu der die Sensordaten von jedem Sender 20 erlangt worden sind.
Die Einzelinformation „Sensorwert“ ist eine Information, die in den erlangten Sensordaten enthalten ist. Der „Sensorwert“ ist eine Information, die einen Wert darstellt, der der von jedem Sensor 20 erzeugten Leistung entspricht.
Die Einzelinformation „empfangene Signalstärke von Frequenz 1“ zeigt die Stärke von von einem gegebenen Sender 20 empfangenen Funkwellen an, wenn der Sensorkommunikationsabschnitt 336 unter Verwendung von Funkwellen mit einer ersten Frequenz mit dem Sensor 20 kommuniziert.
Die Einzelinformation „empfangene Signalstärke von Frequenz 2“ zeigt die Stärke von von einem gegebenen Sender 20 empfangenen Funkwellen an, wenn der Sensorkommunikationsabschnitt 336 unter Verwendung von Funkwellen mit einer zweiten Frequenz, die sich von der ersten Frequenz unterscheidet, mit dem Sensor 20 kommuniziert.
Das Beispiel in 23 zeigt ein Sensordatenprotokoll, das vier Sensoren 20 mit den Sensor-IDs 1 bis 4 betrifft, wie bei dem Sensorausbringungsprotokoll von 14.
(Arbeitsinformationenerzeugungsprozess)
Unten wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 24 ein Arbeitsformationenerzeugungsprozess erläutert. Dieser Prozess wird zum Beispiel auch dadurch gestartet, dass der Benutzer das Endgerät 60 bedient.
In Schritt S131 lädt der Statusschätzungsabschnitt 351 des Servers 80 das Sensordatenprotokoll aus dem Speicherabschnitt 223.
In Schritt S132 schätzt der Statusschätzungsabschnitt 351 den Status eines Sensors „n“ mit einer Sensor-ID von „n“ (anfangs n = 1) unter mehreren Sensoren gemäß dem Sensordatenprotokoll.
Insbesondere schätzt der Statusschätzungsabschnitt 351 den Status des betreffenden Sensors 20 unter Verwendung der „empfangenen Signalstärke von Frequenz 1“ und der „empfangenen Signalstärke von Frequenz 2“, denen die entsprechende Sensor-ID im Sensordatenprotokoll zugeordnet ist, basierend auf der Funkwellendämpfung bei jeder Frequenz vom Sensor 20.
Zum Beispiel wird die Funkwellendämpfung bei jeder Frequenz vom Sensor 20 dazu verwendet, zu schätzen, ob sich der Sensor im Boden oder auf der Bodenoberfläche befindet. Als Alternative dazu kann die Funkwellendämpfung bei jeder Frequenz von dem Sensor dazu verwendet werden, zu schätzen, ob sich der Sensor in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit oder geringer Feuchtigkeit befindet. Als andere Alternative kann die Funkwellendämpfung bei jeder Frequenz von dem Sensor dazu verwendet werden, zu schätzen, ob die Oberfläche des Sensors schmutzig ist oder nicht.
In Schritt S133 bestimmt der Arbeitsinformationenerzeugungsabschnitt 352 ob der Status des Sensors „n“ eine vorbestimmte Bedingung erfüllt. Die vorbestimmte Bedingung ist in diesem Fall zum Beispiel, dass sich der Status des Sensors „n“ nicht wesentlich von dem Status der in der Umgebung ausgebrachten Sensoren unterscheidet. Der Status „sich nicht wesentlich von dem Status der in der Umgebung ausgebrachten Sensoren zu unterscheiden“ bedeutet in der Regel, dass die Differenz zwischen der Funkwellendämpfung bei jeder Frequenz von dem kommunizierenden Sensor „n“ und einer vorbestimmten Referenzdämpfung einen vorbestimmten Schwellenwert nicht übersteigt. Als Alternative dazu kann der Arbeitsinformationenerzeugungsabschnitt 352 bestimmen, dass der Status des Sensors „n“ die vorbestimmte Bedingung erfüllt, indem er verifiziert, dass der Wert oder die Daten, der bzw. die den Status des Sensors „n“ darstellen, verglichen mit einer vorbestimmten Referenz in einen vorbestimmten Bereich oder innerhalb vorbestimmter Statusgrenzen fällt bzw. fallen.
Wenn bestimmt wird, dass der Status des Sensors „n“ die vorbestimmte Bedingung erfüllt, geht die Steuerung zu Schritt S134 über.
In Schritt S134 legt der Arbeitsinformationenerzeugungsabschnitt 352 die Sensordaten über den Sensor „n“ als Daten zur Erzeugung einer Arbeitskarte fest. Die Arbeitskarte ist in diesem Fall eine Karte, die die Einzelheiten von Arbeiten in verschiedenen Bereichen des landwirtschaftlichen Felds 10 anzeigt.
25 ist ein Schemadiagramm, das eine Arbeitskarte erläutert.
In 25 wird das landwirtschaftliche Feld 10 durch acht ausgebrachte Sensoren 20 in acht Bereiche 401 bis 408 unterteilt. Jeder Bereich wird mit dem Status (der umliegenden Umgebung) des in den Bereich ausgebrachten Sensors 20, der basierend auf den Sensordaten vom Sensor 20 geschätzt wird, und mit den Einzelheiten der Arbeiten entsprechend dem geschätzten Status festgelegt.
Zum Beispiel wird der Bereich 401 mit dem Status des sich im Boden befindenden Sensors 20 mit einem hohen Feuchtigkeitsgrad und mit den Einzelheiten der Arbeiten, die Erhalt eines geringen Bewässerungsgrads umfassen, festgelegt. Der Bereich 402 wird mit dem Status des sich im Boden befindenden Sensors 20 mit einem mittleren Feuchtigkeitsgrad und mit den Einzelheiten der Arbeiten, die Erhalt eines mittleren Bewässerungsgrads umfassen, festgelegt. Der Bereich 403 wird mit dem Status des sich im Boden befindenden Sensors 20 mit einem geringen Feuchtigkeitsgrad und mit den Einzelheiten der Arbeiten, die Erhalt eines hohen Bewässerungsgrads umfassen, festgelegt.
In dem Beispiel von 25 weist die Arbeitskarte, wie oben beschrieben, die Einstellungen des Status des Sensors 20, des Feuchtigkeitsgrads und des Bewässerungsgrads, die den Feuchtigkeitsgrad für jeden Bereich auf dem landwirtschaftlichen Feld 10 reflektieren, auf.
Es sei darauf hingewiesen, dass in dem Beispiel von 25 kein großer Unterschied zwischen dem Status jedes Sensors 20 (jedes Bereichs) und dem Status der in der Umgebung (in den umliegenden Bereichen) ausgebrachten Sensoren 20 vorliegt. Das heißt, jeder Sensor 20 befindet sich in der geeigneten Umgebung, so dass die oben genannte vorbestimmte Bedingung erfüllt wird.
Wenn unterdessen in Schritt S133 bestimmt wird, dass der Status des Sensors „n“ die vorbestimmte Bedingung nicht erfüllt, geht die Steuerung zu Schritt S135 über.
In Schritt S135 legt der Arbeitsinformationenerzeugungsabschnitt 352 die Sensordaten über den Sensor „n“ nicht als Daten zur Erzeugung der Arbeitskarte fest. Stattdessen erzeugt der Arbeitsinformationenerzeugungsabschnitt 352 alternative Daten zur Arbeitskartenerzeugung.
Wie bei der in 26 gezeigten Arbeitskarte wird zum Beispiel der Bereich 406 mit dem Status des sich auf der Bodenoberfläche befindenden Sensors 20 mit einem sehr geringen Feuchtigkeitsgrad und mit den Einzelheiten der Arbeiten, die Erhalt eines sehr hohen Bewässerungsgrads umfassen, festgelegt.
In dem Beispiel von 26 besteht ein großer Unterschied zwischen dem Status des im Bereich 406 ausgebrachten Sensors 20 und dem Status der in der Umgebung ausgebrachten Sensoren 20. Das heißt, der im Bereich 406 ausgebrachte Sensor 20 befindet sich nicht in der geeigneten Umgebung, so dass die oben genannte vorbestimmte Bedingung nicht erfüllt wird.
In solch einem Fall wird dem Bereich 406, wie in 27 gezeigt, ein Status verliehen, der eine Mittelung der Statuseinstellungen der in den den Bereich 406 umgebenden Bereichen 402, 405 und 407 ausgebrachten Sensoren 20 darstellt. Infolgedessen wird der Bereich 406, wie in 28 gezeigt, mit alternativen Daten festgelegt, die den Status des sich auf der Bodenoberfläche befindenden Sensors 20 mit einem mittleren Feuchtigkeitsgrad und Einzelheiten der Arbeiten, die Erhalt eines mittleren Bewässerungsgrads umfassen, darstellen.
Nach Schritt S134 oder S135 geht die Steuerung zu Schritt S136 über.
In Schritt S136 bestimmt der Statusschätzungsabschnitt 351, ob der Status für alle Sensoren im Sensordatenprotokoll geschätzt worden ist oder nicht.
Wenn bestimmt wird, dass der Status für alle Sensoren noch geschätzt werden muss, geht die Steuerung zu Schritt S137 über. In Schritt S137 inkrementiert der Statusschätzungsabschnitt 351 den Sensor-ID-Wert „n“ um 1. Die Steuerung kehrt dann zu Schritt S132 zurück, und die nachfolgenden Schritte werden wiederholt.
Wenn andererseits bestimmt wird, dass der Status für alle Sensoren geschätzt wird, geht die Steuerung zu Schritt S138 über.
In Schritt S138 erzeugt der Arbeitsinformationenerzeugungsabschnitt 352 Arbeitsinformationen basierend auf dem Sensordatenprotokoll, auf den Arbeitskartendaten, auf den Informationen über das landwirtschaftliche Feld 10 und auf den Informationen über das landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40.
Art und Weise der Erzeugung der Arbeitsinformationen.
Es sei darauf hingewiesen, dass, wie oben erläutert, der Sensorstatus basierend auf der Dämpfung von Funkwellen bei jeder Frequenz geschätzt wird. Als Alternative dazu kann jeder Sensor mit einem Erfassungsabschnitt ausgestattet sein, der den Status des eigenen Sensors erfasst und den erfassten Sensorstatus repräsentierende Informationen zu dem Server 80 überträgt. In diesem Fall bestimmt der Arbeitsinformationenerzeugungsabschnitt 352 des Servers 80 basierend auf den vom Sensor übertragenen Sensorstatusinformationen, ob der Sensorstatus die vorbestimmte Bedingung erfüllt oder nicht.
29 zeigt typische Arbeitsinformationen.
In den Arbeitsinformationen sind jeder Arbeits-ID acht Einzelinformationen zugeordnet: ein Landwirtschaftsbetrieb, ein landwirtschaftliches Feld, eine Arbeitsposition, eine festgelegte Arbeitszeit, eine Landmaschinen-ID, eine Geräte-ID, eine Art der Arbeit und Arbeitseinzelheiten.
Die Einzelinformation „Landwirtschaftsbetrieb“ zeigt den Landwirtschaftsbetrieb, in dem sich das zu bearbeitende landwirtschaftliche Feld befindet, (oder seinen Besitzer) an.
Die Einzelinformation „landwirtschaftliches Feld“ zeigt das landwirtschaftliche Feld an, auf dem Arbeit durchzuführen ist.
Die Einzelinformation „Arbeitsposition“ zeigt die Position (in Breiten- und Längengrad) an, in der die durch die entsprechende Arbeits-ID identifizierte Arbeit durchzuführen ist.
Die Einzelinformation „festgelegte Arbeitszeit“ zeigt das Datum und die Zeit an, zu dem bzw. der die durch die entsprechende Arbeits-ID identifizierte Arbeit durchzuführen ist.
Bei der Einzelinformation „Landmaschinen-ID“ handelt es sich um Informationen, die die Landmaschine 41 identifizieren, die mit dem Gerät 42 gekoppelt ist, das die durch die entsprechende Arbeits-ID identifizierte Arbeit durchführt.
Bei der Einzelinformation „Geräte-ID“ handelt es sich um Informationen, die den Arbeitsmechanismus des Geräts 42 identifizieren, das die durch die entsprechende Arbeits-ID identifizierte Arbeit durchführt. Zum Beispiel handelt es sich bei der „Geräte-ID“ um Informationen, die einen Düngungsmechanismus oder einen Bewässerungsmechanismus identifizieren.
Die Einzelinformation „Art der Arbeit“ zeigt die Art der durch die entsprechende Arbeits-ID identifizierten Arbeit an. Es gibt in der Regel zwei „Arten von Arbeit“: durch den Düngungsmechanismus durchzuführendes „Düngen“ und durch den Bewässerungsmechanismus auszuführende „Bewässerung“.
Die Einzelinformation „Arbeitseinzelheiten“ zeigt die durch die entsprechende Arbeits-ID identifizierten Arbeitseinzelheiten an. Wenn die „Art der Arbeit“ „Düngen“ ist, sind die „Arbeitseinzelheiten“ Informationen, die den durchzuführenden Düngungsgrad anzeigen. Wenn die „Art der Arbeit“ „Bewässern“ ist, sind die „Arbeitseinzelheiten“ Informationen, die den auszuführenden Bewässerungsgrad anzeigen.
Basierend auf der „Arbeitsposition“ in den Arbeitsinformationen können ferner Streckenverlaufsinformationen über die von dem landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystem 40 zurückzulegende Strecke erzeugt und in den Arbeitsformationen mit aufgenommen werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass die so erzeugten Arbeitsinformationen über das Netzwerk 30 im Speicherabschnitt 165 des die Arbeiten durchführenden landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystems 40 gespeichert werden.
Oben wurde erläutert, dass der Status jedes Sensors 20 durch den Server 80 geschätzt wird. Als Alternative dazu kann der Steuerungsabschnitt 331 des mobilen Objekts 50 den Statusschätzungsabschnitt 351 enthalten, so dass das mobile Objekt 50 während seiner Bewegung den Status jedes Sensors 20 in Echtzeit schätzen kann.
In diesem Fall wird ein Sensordatenprotokoll, wie zum Beispiel ein in 30 gezeigtes, erhalten.
Im Sensordatenprotokoll von 30 werden die Informationen „geschätzter Sensorstatus“ als „empfangene Signalstärke von Frequenz 1“ und „empfangene Signalstärke von Frequenz 2“ im Sensordatenprotokoll von 23 ersetzend festgelegt.
Die Informationen „geschätzter Sensorstatus“ zeigen den durch das mobile Objekt 50 geschätzten Status jedes Sensors 20 an. In dem Beispiel von 30 werden die Informationen, die anzeigen, dass sich der Sensor auf der Bodenoberfläche oder im Boden befindet, als der Status jedes Sensors 20 festgelegt.
(Arbeitsprozess)
Unten wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 31 ein Arbeitsprozess erläutert.
In Schritt S151 lädt die Steuerkonsole 111 des landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystems 40 die Arbeitsinformationen aus dem Speicherabschnitt 165. Zu diesem Zeitpunkt werden auch die das landwirtschaftliche Feld betreffenden Daten zusammen mit den Arbeitsinformationen geladen.
Wenn zum Beispiel zu diesem Zeitpunkt von dem die Steuerkonsole 111 bedienenden Benutzer die Fahrt des landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystems 40 bestimmt wird, fährt das landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 in Schritt S152 gemäß den geladenen Arbeitsinformationen (den Streckenverlaufsinformationen) über das landwirtschaftliche Feld 10. Während der Fahrt kann das landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 von dem Benutzer gelenkt werden, der einen angezeigten Bildschirm zur Anzeige des Streckenverlaufs basierend auf den Streckenverlaufsinformationen beobachtet. Als Alternative dazu kann das landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 während der Fahrt mit einer Geschwindigkeitsregelanlage gemäß den Streckenverlaufsinformationen gelenkt werden.
Wenn die durch den Positionsinformationenerlangungsabschnitt 114 (6) des landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystems 40 erlangte Ist-Position die durch die Arbeitspositionen in den Arbeitsinformationen angezeigten Positionen erreicht, steuert der Arbeitssteuerungsabschnitt 321 in Schritt S153 den Arbeitsmechanismus 311 gemäß den Arbeitsinformationen. Dabei bewirkt der Arbeitssteuerungsabschnitt 321, dass der Arbeitsmechanismus 311 auf dem landwirtschaftlichen Feld 10 die durch die entsprechende(n) Arbeitsart und Arbeitseinzelheiten in den Arbeitsinformationen bestimmte Arbeit durchführt.
Bei dem oben beschriebenen Prozess werden Arbeiten basierend auf dem Sensorstatus angemessen durchgeführt. Dies trägt zur Verbesserung der Effizienz von landwirtschaftlicher Arbeit bei.
(Verwendung von Sensordaten aus Echtzeiterfassung)
Die von der Erlangung von Sensordaten durch Echtzeiterfassung bis hin zu den Arbeiten auf dem landwirtschaftlichen Feld 10 reichenden Prozesse können durch das landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 in Echtzeit durchgeführt werden.
32 zeigt eine typische funktionale Konfiguration des landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystems 40, das die von der Erlangung von Sensordaten bis hin zu Arbeiten auf dem landwirtschaftlichen Feld 10 reichenden Prozesse in Echtzeit durchführt. Es sei darauf hingewiesen, dass Strukturen, die ähnliche Funktionen wie die oben besprochenen aufweisen, ähnliche Bezeichnungen verliehen werden und dass sie mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, und diese Strukturen werden nicht weiter besprochen.
Bei der Landmaschine 41 von 32 enthält die Steuerkonsole 111 den Streckeninformationenerzeugungsabschnitt 341, den Statusschätzungsabschnitt 351 und den Arbeitsinformationenerzeugungsabschnitt 352.
Ferner enthält die Landmaschine 41 einen Sensorkommunikationsabschnitt 361, der den Landmaschinenbefestigungssensor 115 (9) ersetzt. Der Sensorkommunikationsabschnitt 361 kommuniziert mit den auf dem landwirtschaftlichen Feld 10 ausgebrachten Sensoren 20, um von ihnen die Sensordaten zu erlangen.
Das Gerät 42 enthält den Arbeitsmechanismus 311 als einen Gerätemechanismus.
Ferner enthält der Steuerungsabschnitt 181 des Geräts 42 den Arbeitssteuerungsabschnitt 321, der den Sensorausbringungssteuerungsabschnitt 191 (9) ersetzt.
Ein auf Echtzeiterfassung basierender Arbeitsprozess wird unten unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 33 erläutert. Dieser Prozess wird durch das landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 (die Landmaschine 40 und das Gerät 42), die über das landwirtschaftliche Feld 10 fährt, durchgeführt. Der Prozess kann allein durch das landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 oder durch das System 1 zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds insgesamt durchgeführt werden.
In Schritt S171 lädt die Steuerkonsole 111 der Landmaschine 41 das Sensorausbringungsprotokoll über das Netzwerk 30 aus dem Speicherabschnitt 223 des Servers 80. Zu diesem Zeitpunkt wird auch das Säprotokoll zusammen mit dem Sensorausbringungsprotokoll geladen.
In Schritt S172 erzeugt der Streckeninformationenerzeugungsabschnitt 341 Streckeninformationen basierend auf dem geladenen Sensorausbringungsprotokoll. Als Alternative dazu kann der Streckeninformationenerzeugungsabschnitt 341 unter Verwendung des Säprotokolls zusätzlich zu dem Sensorausbringungsprotokoll die Streckeninformationen erzeugen.
Wenn die Fahrt des landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystems 40 zu diesem Zeitpunkt zum Beispiel von dem die Steuerkonsole 111 bedienenden Benutzer bestimmt wird, fährt das landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 in Schritt S173 gemäß den Streckeninformationen.
Wenn die durch den Positionsinformationenerlangungsabschnitt 114 des landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystems 40 erlangte Ist-Position die durch eine gegebene Sensorausbringungsposition im Sensorausbringungsprotokoll angezeigte Position erreicht, kommuniziert der Sensorkommunikationsabschnitt 361 in Schritt S174 mit dem auf dem landwirtschaftlichen Feld 10 ausgebrachten entsprechenden Sensor 20, um die Sensordaten von dem Sensor 20 zu erlangen.
In Schritt S175 schätzt der Statusschätzungsabschnitt 351 den Status des Sensors 20 basierend auf den von dem Sensor 20 erlangten Sensordaten.
In Schritt S176 bestimmt der Arbeitsinformationenerzeugungsabschnitt 352, ob der Status des Sensors 20 vorbestimmte Bedingungen erfüllt oder nicht.
Wenn bestimmt wird, dass der Status des Sensors 20 die vorbestimmten Bedingungen erfüllt, geht die Steuerung zu Schritt S176 über.
In Schritt S176 erzeugt der Arbeitsinformationenerzeugungsabschnitt 352 Arbeitsinformationen über den Sensor 20 basierend auf den erlangten Sensordaten.
Wenn andererseits in Schritt S176 bestimmt wird, dass der Status des Sensors 20 die vorbestimmten Bedingungen nicht erfüllt, geht die Steuerung zu Schritt S178 über.
In Schritt S178 erzeugt der Arbeitsinformationenerzeugungsabschnitt 352 die Arbeitsinnformationen über den Sensor 20 basierend auf den oben genannten alternativen Daten statt der erlangten Sensordaten.
Nach Schritt S177 oder S178 geht die Steuerung zu Schritt S179 über.
In Schritt S179 steuert der Arbeitssteuerungsabschnitt 321 den Arbeitsmechanismus 311 gemäß den Arbeitsinformationen. Dabei bewirkt der Arbeitssteuerungsabschnitt 321, dass der Arbeitsmechanismus 311 auf dem landwirtschaftlichen Feld 20 die durch die Arbeitsart und die Arbeitseinzelheiten in den Arbeitsinformationen bestimmten Arbeiten durchführt.
Es sei darauf hingewiesen, dass, wie in 34 gezeigt, der Sensorkommunikationsabschnitt 361 der Landmaschine 41 und der Arbeitsmechanismus 311 des Geräts 42 in einem Abstand voneinander angeordnet sind. Somit bringt der Arbeitssteuerungsabschnitt 321 den Sensor 20 in die um den Abstand zwischen dem Sensorkommunikationsabschnitt 361 und dem Arbeitsmechanismus 311 versetzte „Arbeitsposition“ aus.
Nach Schritt S179 kehrt die Steuerung zu Schritt S174 zurück. Die nachfolgenden Schritte werden so lange wiederholt, bis Arbeit an allen im Sensorausbringungsprotokoll angezeigten Sensoren erfolgt ist.
Der oben beschriebene Prozess gestattet nicht nur das Erlangen der Sensordaten, sondern auch die Ausführung angemessener Arbeiten in Echtzeit basierend auf dem Sensorstatus. Dies trägt zu einer Verbesserung der Effizienz von landwirtschaftlicher Arbeit bei.
<Details der Leistungserzeugung durch die und Kommunikation mit den Sensoren>
Die Leistungserzeugung und Kommunikation durch die Sensoren 20 wird unten ausführlich erläutert.
(Typische funktionale Konfiguration des Sensors)
Wie oben erwähnt, erzeugt der Sensor 20 Leistung und wird dadurch zur drahtlosen Kommunikation mit einem externen Gerät angetrieben
35 zeigt eine typische funktionale Konfiguration des Sensors 20.
Der Sensor 20 in 35 enthält einen Leistungserzeugungsabschnitt 411, eine Leistungsspeicherungsvorrichtung 412, einen Statusübergangsabschnitt 413 und ein Kommunikationsmodul 414.
Der Leistungserzeugungsabschnitt 411 erzeugt Leistung aus der Energie aus der umliegenden Umgebung.
Zum Beispiel erzeugt der Leistungserzeugungsabschnitt 411 Energie aus Schwingungen. Die Leistungserzeugungsmethode kann zum Beispiel von der elektrostatischen Erzeugungsart, der elektromagnetischen Erzeugungsart, der inversen magnetostriktiven Leistungserzeugungsart oder der piezoelektrischen Leistungserzeugungsart sein.
Der Leistungserzeugungsabschnitt 411 kann auch Leistung aus Sonnenlicht erzeugen.
Der Leistungserzeugungsabschnitt 411 kann ferner ein thermoelektrischer Wandler (zum Beispiel eine Vorrichtung, die Leistung durch den Seebeck-Effekt oder durch den Thomson-Effekt erzeugt, ein thermoelektrisches Leistungserzeugungselement oder eine Vorrichtung, die Leistung thermomagnetisch erzeugt) sein, der eine Temperaturdifferenz ausnutzt.
Der Leistungserzeugungsabschnitt 411 kann auch eine Enzym-Batterie sein, die Leistung unter Verwendung von Zucker erzeugt (auch als Biokraftstoff-Batterie bezeichnet).
Der Leistungserzeugungsabschnitt 411 kann ferner Leistung aus Funkwellen erzeugen. In diesem Fall kann der Leistungserzeugungsabschnitt 411 Leistung unter Verwendung einer Rectenna oder aus elektromagnetischen Feldern in relativ großer Nähe beispielsweise durch die Verwendung von elektromagnetischer Kopplung oder kapazitiver Kopplung, die Verwendung einer oder mehrerer der LCR-Komponenten (LCR - Induktivität, Kapazität und Reaktanz) in Kombination umfasst, erzeugen.
Der Leistungserzeugungsabschnitt 411 kann auch Leistung aus einer Ionenkonzentrationsdifferenz erzeugen.
Natürlich kann der Leistungserzeugungsabschnitt 411 auch irgendein anderes bekanntes Leistungserzeugungselement als die oben genannten verwenden.
Die Leistungsspeicherungsvorrichtung 412 speichert durch den Leistungserzeugungsabschnitt 411 erzeugte Leistung. Es sei darauf hingewiesen, dass jeder Sensor 20 eine oder mehrere Leistungsspeicherungsvorrichtungen 412 enthalten kann.
Die Leistungsspeicherungsvorrichtung 412 kann irgendeine von verschiedenen Sekundärbatterien, einschließlich einer Lithium-Ionen-Zweitbatterie, eines elektrischen Doppelschichtkondensators, eines Lithium-Ionen-Kondensators, eines organischen PAS-Kondensators (PAS - polyacenic semiconductor), eines Nanogate-Kondensators („Nanogate“ ist eine eingetragene Marke der Nanogate Aktiengesellschaft), eines keramischen Kondensators, eines Schichtkondensators, eines Aluminium-Elektrolytkondensators oder eines Tantalkondensators, sein. Diese Leistungsspeicherungsvorrichtungen können nach Bedarf in Kombination verwendet werden.
Der Statusübergangsabschnitt 413 wechselt in Abhängigkeit von der von dem Leistungserzeugungsabschnitt 411 zugeführten Leistung zwischen verschiedenen Statusbedingungen. Die Leistung von dem Leistungserzeugungsabschnitt 411 kann dem Statusübergangsabschnitt 413 über die oben genannte Leistungsspeicherungsvorrichtung 412 zugeführt werden oder direkt in den Statusübergangsabschnitt 413 eingespeist werden. Die durch den Leistungserzeugungsabschnitt 411 erzeugte Leistung kann nach Bedarf heraufgesetzt oder herabgesetzt werden, bevor sie dem Statusübergangsabschnitt 413 zugeführt wird.
Der Statusübergangsabschnitt 413 ist zum Beispiel als eine IC (integrierte Schaltung) konfiguriert, die ein oder mehrere Elemente enthält. Zum Beispiel kann ein Schaltelement, wie zum Beispiel ein Transistor, eine Diode, eine Rückstell-IC, eine Regler-IC, eine Logik-IC oder irgendeine verschiedener arithmetischer Schaltungen, als Statusübergangsabschnitt 413 verwendet werden. Die Schaltungskonfiguration innerhalb der IC kann nach Bedarf variiert werden, solange die Funktion des Statusübergangsabschnitts 413 dadurch implementiert wird.
Gemäß der von dem Leistungserzeugungsabschnitt 411 zugeführten Leistung wechselt der Statusübergangsabschnitt 413 zum Beispiel zwischen einem Ein-Status-Zustand und einem Aus-Status-Zustand. Wenn die Leistungserzeugungsmenge des Leistungserzeugungsabschnitts 411 zum Beispiel eine vorbestimmte Höhe erreicht oder übersteigt, wechselt der Statusübergangsabschnitt 413 aus dem Aus-Status-Zustand in den Ein-Status-Zustand. Die Leistungserzeugungsmenge wird durch Spannung und/oder Strom und/oder elektrische Leistung und/oder elektrische Energie in Kombination definiert. Es sei darauf hingewiesen, dass, wenn der Leistungserzeugungsabschnitt 411 dem Statusübergangsabschnitt 413 seine Leistung über die Leistungsspeicherungsvorrichtung 412 zuführt und die in der Leistungsspeicherungsvorrichtung 412 gespeicherte Leistungserzeugungsmenge eine vorbestimmte Höhe erreicht oder übersteigt, der Statusübergangsabschnitt 413 aus dem Aus-Status-Zustand in den Ein-Status-Zustand übergeht.
Als Alternative dazu kann der Statusübergangsabschnitt 413 zwischen drei oder mehr Statuszuständen wechseln. Der Statusübergangsabschnitt 413 kann vorzugsweise in der Lage sein, den nach jedem Wechsel erreichten Status zu halten. Als andere Alternative kann der Statusübergangsabschnitt 413 zurückgestellt werden und seinen Status nach dem Wechsel nicht halten.
Das Kommunikationsmodul 414 kommuniziert mit einem von den Sensoren 20 verschiedenen externen Gerät (insbesondere mit dem landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystem 40 oder mit dem mobilen Objekt 50). Durch Kommunizieren mit dem externen Gerät gemäß einem vorbestimmten Kommunikationsprotokoll gibt das Kommunikationsmodul 414 vorbestimmte Informationen an das Gerät aus. Es sei darauf hingewiesen, dass der Statusübergangsabschnitt 413 und das Kommunikationsmodul 414 mit einem Steuerungsabschnitt verbunden sein können, so dass das Kommunikationsmodul 414 unter der Steuerung des Steuerungsabschnitts betrieben werden kann. Das Kommunikationsmodul 414 kann als Alternative den Steuerungsabschnitt enthalten.
Die durch das Kommunikationsmodul 414 geführte Kommunikation ist eine drahtlose Kommunikation. Die drahtlose Kommunikation kann elektromagnetische Wellen (einschließlich Infrarotstrahlen) oder elektrische Felder verwenden. Spezielle drahtlose Kommunikationsverfahren umfassen WiFi, ZigBee (eingetragene Marke), Bluetooth (eingetragene Marke), BLE, ANT (eingetragene Marke), ANT+ (eingetragene Marke), Enocean (eingetragene Marke), Wi-SUN (Wireless Smart Utility Network), Z-Wave und LTE (Long Term Evolution), die jeweils einige der von mehreren Hundert MHz bis zu mehreren GHz reichenden Frequenzbänder verwenden. Kommunikation in räumlicher Nähe, wie zum Beispiel NFC, kann auch verwendet werden.
Das Kommunikationsmodul 414 wird zum Beispiel dahingehend aktiviert, eine Kommunikation zu führen, wenn der Statusübergangsabschnitt 413 den Ein-Status-Zustand erreicht. Die vorbestimmten durch das Kommunikationsmodul 414 auszugebenden Informationen können zum Beispiel die jedem Sensor 20 zugeordnete Sensor-ID plus einige Bit (logische 0 oder 1) Informationen, die den Statuszustand des Statusübergangsabschnitts 413 reflektieren, sein.
Wenn der Leistungserzeugungsabschnitt 411 Leistung aus Schwingungen erzeugt, bestimmt der wie oben beschrieben konfigurierte Sensor 20 anhand der Ausgabe der vorbestimmten Informationen aus dem Kommunikationsmodul 414, ob sich ein Eindringling auf dem landwirtschaftlichen Feld befindet oder nicht. Wenn der Leistungserzeugungsabschnitt 411 Leistung aus Sonnenlicht erzeugt, bestimmt der Sensor 20 anhand der Ausgabe der vorbestimmten Informationen aus dem Kommunikationsmodul 414 den Status der Sonneneinstrahlung auf das landwirtschaftliche Feld. Wenn der Leistungserzeugungsabschnitt 411 Leistung aus einer Temperaturdifferenz erzeugt, bestimmt der Sensor 20 anhand der Ausgabe der vorbestimmten Informationen aus dem Kommunikationsmodul 414 einen Temperaturwechsel auf dem landwirtschaftlichen Feld.
Wenn der Leistungserzeugungsabschnitt 411 ferner Leistung aus Funkwellen erzeugt, bestimmt der Sensor 20 die Zuckermenge in den Nutzpflanzen auf dem landwirtschaftlichen Feld. In diesem Fall muss jeder Sensor 20 in direkten Kontakt mit den Nutzpflanzen ausgebracht werden. Wenn der Leistungserzeugungsabschnitt 411 Leistung aus einer Ionenkonzentrationsdifferenz erzeugt, bestimmt der Sensor 20 anhand der Ausgabe der vorbestimmten Informationen aus dem Kommunikationsmodul 414 den Nährstoffstatus der Nutzpflanzen auf dem landwirtschaftlichen Feld.
Es sei darauf hingewiesen, dass, wenn die Kommunikation mit den Sensor 20 durch drahtlose Kommunikation basierend auf dem NFC-Verfahren implementiert wird, die Sensor-ID und der Benutzer (Besitzer) jedes Sensors 20 durch die Kommunikation registriert sein kann. In solch einem Fall kann, selbst wenn zum Beispiel ein Sensor 20 durch Diebstahl von dem landwirtschaftlichen Feld 10 zu einem anderen Ort bewegt wird, der legitime Eigentümer des Sensors 20 identifiziert werden.
Wenn die Kommunikation mit dem Sensor 20 ferner durch drahtlose Kommunikation basierend auf dem BLE-Verfahren oder unter Verwendung des 920-MHz-Bands implementiert wird, kann das mobile Objekt 50 die Sensordaten in dem Kommunikationsmodus erlangen.
36 zeigt eine andere typische funktionale Konfiguration des Sensors 20.
Der Sensor 20 in 36 enthält mehrere Module. In dem Beispiel von 36 enthält der Sensor 20 vier Module (die Module 20a, 20b, 20c und 20d). Jedes Modul weist die oben unter Bezugnahme auf 35 erläuterten Strukturen auf. Der Leistungserzeugungsabschnitt 411 jedes der Module erzeugt Leistung basierend auf einer anderen Art von Energie.
Jeder wie oben beschrieben konfigurierte Sensor 20 ist in der Lage, mehrere Einzelinformationen allein auszugeben.
37 zeigt noch eine andere typische funktionale Konfiguration des Sensors 20.
Der Sensor 20 in 37 enthält einen Erfassungsabschnitt 431, ein Kommunikationsmodul 432, einen Leistungserzeugungsabschnitt 441 und eine Leistungsspeicherungsvorrichtung 442.
Der Erfassungsabschnitt 431 weist die gleichen Funktionen wie die oben unter Bezugnahme auf 35 erläuterten Funktionen des Leistungserzeugungsabschnitts 411, der Leistungsspeicherungsvorrichtung 412 und des Statusübergangsabschnitts 413 auf.
Das Kommunikationsmodul 432 weist die gleiche Funktion wie die oben unter Bezugnahme auf 35 erläuterte Funktion des Kommunikationsmoduls 414 auf.
Der Leistungserzeugungsabschnitt 441 und die Leistungsspeicherungsvorrichtung 442 weisen die gleichen Funktionen wie die oben unter Bezugnahme auf 35 erläuterten Funktionen des Leistungserzeugungsabschnitts 411 und der Leistungsspeicherungsvorrichtung 412 auf.
In dem Sensor 20 von 37 gibt das Kommunikationsmodul 432 vorbestimmte Informationen basierend auf der durch den Erfassungsabschnitt 431 erzeugten Leistung aus. Zu diesem Zeitpunkt kann das Kommunikationsmodul 432 die vorbestimmten Informationen unter Verwendung der durch den Leistungserzeugungsabschnitt 441 erzeugten und in der Leistungsspeicherungsvorrichtung 442 gespeicherten Leistung ausgeben.
Wie in 38 beschrieben, kann der Erfassungsabschnitt 431 ferner auch durch die durch den Leistungserzeugungsabschnitt 441 erzeugte und in der Leistungsspeicherungsvorrichtung 442 gespeicherte Leistung angetrieben werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass bei den Betrachtungen der 37 und 38 die von dem Leistungserzeugungsabschnitt 411 zugeführte Leistung über die oben beschriebene Leistungsspeicherungsvorrichtung 412 in das Kommunikationsmodul 432 und den Erfassungsabschnitt 431 eingespeist werden kann oder dem Kommunikationsmodul 432 und dem Erfassungsabschnitt 431 direkt zugeführt werden kann.
39 zeigt ein typisches Format von durch den Sensor 20 übertragenen Sensordaten.
Wie in 39 dargestellt, enthalten die Sensordaten 470 einen Kopfteil 481, eine Sensor-ID 482 und einen Datenteil 483.
Der Kopfteil 481 ist ein Bereich, der Kopfinformationen über die Sensordaten 470 speichert.
Die Sensor-ID 482 ist ein Bereich, der Informationen speichert, die die jedem die Sensordaten 470 übertragenden Sensor 20 zugeordnete ID anzeigen.
Der Datenteil 483 ist ein Bereich, der durch das oben genannte Kommunikationsmodul 414 ausgegebene vorbestimmte Informationen speichert. Mit anderen Worten, der Datenteil 483 ist ein Bereich, der die Informationen zur Schätzung des Status des Sensors 20 speichert. Der Datenteil 483 kann ein Bereich mit variabler Länge sein.
(Typische funktionale Konfiguration des drahtlosen Kommunikationssystems)
Unten wird unter Bezugnahme auf 40 eine typische funktionale Konfiguration eines drahtlosen Kommunikationssystems erläutert, das einen Sensor mit einer ähnlichen Konfiguration wie der des oben beschriebenen Sensors 20 enthält.
Ein drahtloses Kommunikationssystem 501 in 40 enthält eine Kommunikationsvorrichtung 510 und einen Sensor 520.
Die Kommunikationsvorrichtung 510 berechnet den Abstand zu dem Sensor 520 durch Kommunikation mit diesem. Obgleich dies nicht dargestellt ist, kommuniziert die Kommunikationsvorrichtung 510 in dem drahtlosen Kommunikationssystem 501 mit mehreren Sensoren 520.
Die Kommunikationsvorrichtung 510 enthält einen Sensorkommunikationsabschnitt 511, einen Kommunikationssteuerungsabschnitt 512 und einen Abstandsberechnungsabschnitt.
Der Sensorkommunikationsabschnitt 511 kommuniziert mit dem Sensor 520 durch Abstrahlen von Funkwellen von einer Antenne 511a. Der Kommunikationssteuerungsabschnitt 512 steuert den kommunizierenden Sensorkommunikationsabschnitt 511.
Ferner enthält der Kommunikationssteuerungsabschnitt 512 einen Kommunikationsdatenverarbeitungsabschnitt 531, einen Frequenzeinstellungsabschnitt 532, einen Sende-/Empfangs-Schaltungsabschnitt 533 und einen Aufzeichnungsabschnitt 534 für empfangene Signalstärke.
Der Kommunikationsdatenverarbeitungsabschnitt 531 erzeugt zu dem Sensor 520 zu übertragene Daten und analysiert von dem Sensor 520 empfangene Daten.
Der Frequenzeinstellungsabschnitt 532 stellt die Frequenz von durch den Sensorkommunikationsabschnitt 511 über die Antenne 511a abgestrahlten Funkwellen ein.
Der Sende-/Empfangs-Schaltungsabschnitt 533 schaltet den Betriebsmodus des Sensorkommunikationsabschnitt 511 auf einen von zwei Modi: Übertragungsmodus, in dem Daten zu dem Sensor 520 gesendet werden, und Empfangsmodus, in dem Daten von dem Sensor 520 empfangen werden.
Der Aufzeichnungsabschnitt 534 für empfangene Signalstärke zeichnet die empfangene Signalstärke von Funkwellen von dem Sensor 520 auf, wenn der Sensorkommunikationsabschnitt 511 Daten von dem Sensor 520 empfängt.
Der Abstandsberechnungsabschnitt 513 berechnet den Abstand zwischen der Kommunikationsvorrichtung 510 und dem Sensor 520 basierend auf der empfangenen Signalstärke von Funkwellen von dem Sensor 520.
(Abstandsberechnungsprozess)
Ein durch das drahtlose Kommunikationssystem 501 durchgeführter Abstandsberechnungsprozess wird unten unter Bezugnahme auf 41 erläutert.
In Schritt S211 stellt der Frequenzeinstellungsabschnitt 532 die Frequenz von durch den Sensorkommunikationsabschnitt 511 über die Antenne 511a abgestrahlten Funkwellen auf eine vorbestimmte Frequenz in einem vorbestimmten Frequenzbereich ein.
Die durch den Frequenzeinstellungsabschnitt 532 einzustellende Frequenz kann zum Beispiel eine im 60-GHz-Band, 5-GHz-Band, 2,4-GHz-Band, 920-MHz-Band oder 13,56-MHz-Band sein. Als Alternative dazu kann eine Frequenz in einem für Morsezeichenkommunikation verwendeten Niederfrequenzband als die durch den Frequenzeinstellungsabschnitt 532 eingestellte Frequenz eingestellt werden.
Ferner kann die durch den Frequenzeinstellungsabschnitt 532 einzustellende Frequenz eine im bei RFID-Anwendungen (RFID - Radio Frequency Identifier) verwendeten 135-MHz-Band oder 920-MHz-Band; eine im 13,56-MHz-Band, 40,5-MHz-Band, 2,45-GHz-Band, 5,8-GHz-Band oder 20-GHz-Band unter ISM-Bändern (ISM-Industry Science Medical); eine im bei festgelegten Niederleistungsfunkanwendungen verwendeten 313-MHz-Band, 430-MHz-Band, 806-MHz-Band, 1,2-GHz-Band oder 60-GHz-Band; eine im bei drahtlosen LANs (LAN - local area networks) verwendeten 5,35-GHz-Band oder eine in einer allgemeinen Anwendungen nicht zugeordneten von 300 GHz bis 3 THz reichenden Bandbreite sein.
Wenn der Betriebsmodus des Sensorkommunikationsabschnitts 511 durch den Sende-/Empfangs-Schaltungsabschnitt 533 auf Übertragungsmodus geschaltet wird, geht die Steuerung zu Schritt S212 über. In Schritt S212 sendet der Sensorkommunikationsabschnitt 511 ein Funksignal über die Antenne 511a unter Verwendung der durch den Frequenzeinstellungsabschnitt 532 eingestellten Funkwellenfrequenz zu dem Sensor 520.
Wenn der Betriebsmodus des Sensorkommunikationsabschnitts 511 durch den Sende-/Empfangs-Schaltungsabschnitt 533 auf Empfangsmodus geschaltet wird, geht die Steuerung zu Schritt S213 über. In Schritt S213 wartet der Kommunikationssteuerungsabschnitt 512 eine vorbestimmte Zeitdauer auf eine Antwort von dem Sensor 520.
Danach geht die Steuerung, wenn der Sensorkommunikationsabschnitt 511 Funkwellen als Antwort von dem Sensor 520 empfängt, zu Schritt S214 über. In Schritt S214 zeichnet der Aufzeichnungsabschnitt 534 für empfangene Signalstärke die empfangene Signalstärke von Funkwellen vom Sensor 520 auf.
In Schritt S215 bestimmt der Aufzeichnungsabschnitt 534 für empfangene Signalstärke, ob die empfangenen Signalstärken von Funkwellen bei allen Frequenzen in dem vorbestimmten Frequenzbereich aufgezeichnet worden sind.
Wenn bestimmt wird, dass die empfangenen Signalstärken von Funkwellen noch bei allen Frequenzen aufzuzeichnen sind, kehrt die Steuerung zu Schritt S211 zurück. In Schritt S211 stellt der Frequenzeinstellungsabschnitt 532 eine andere Frequenz im vorbestimmten Frequenzbereich ein. Die nachfolgenden Schritte werden dann wiederholt.
Wenn in Schritt S215 bestimmt wird, dass die empfangenen Signalstärken von Funkwellen bei allen Frequenzen aufgezeichnet worden sind, geht die Steuerung zu Schritt S216 über.
In Schritt S216 berechnet der Abstandsberechnungsabschnitt 513 die Funkwellendämpfung bei jeder der betreffenden Frequenzen anhand der aufgezeichneten empfangenen Signalstärken. Der Abstandsberechnungsabschnitt 513 berechnet den Abstand zum Sensor 520 gemäß der Funkwellendämpfung bei jeder Frequenz.
Insbesondere berechnet der Abstandsberechnungsabschnitt 513 zunächst einen Ausbreitungsverlust (eine Dämpfung) L (dB) unter Verwendung des folgenden mathematischen Ausdrucks (1):
$Pr = Pt + Gt + Gr - L$
Der obige mathematische Ausdruck (1) ist eine Ausbreitungsgleichung für das drahtlose Kommunikationssystem. In dem mathematischen Ausdruck (1) stehen Pr für empfangene Signalstärke, Pt für Sendeleistung, Gt für Sendeantennengewinn und Gr für Empfangsantennengewinn.
Der Abstandsberechnungsabschnitt 513 berechnet dann einen Sende-Empfangs-Abstand d(m) unter Verwendung des folgenden mathematischen Ausdrucks (2):
$L = 20 logf + 20 logd - 27,6$
Der obige mathematische Ausdruck (2) ist eine Annäherung des Ausbreitungsverlusts über einen Sichtkommunikationskanal (Friis-Übertragungsformel). In dem mathematischen Ausdruck (2) steht f(MHz) für Frequenz.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Sende-Empfangs-Abstand d(m), wenn der betreffende drahtlose Kommunikationskanal ein Transhorizontkommunikationskanal ist, unter Verwendung des folgenden mathematischen Ausdrucks (3) berechnet wird:
$L = 20 logf + Nlogd + Lf (n) - 28$
Der obige mathematische Ausdruck (3) ist eine Annäherung des Ausbreitungsverlusts über einen Transhorizontkommunikationskanal (Empfehlung ITU-R P1238). In dem mathematischen Ausdruck (3) stehen f(MHz) für Frequenz, N für den Dämpfungskoeffizienten für den Sende-Empfangs-Abstand, Lf für den beim Senden durch Böden, Decken, Wände usw. auftretenden zusätzlichen Verlust und n für die Anzahl von Böden, Decken, Wänden usw., durch die gesendet wird. Der zusätzliche Verlust Lf hängt von der Anzahl n ab.
Wie in 42 dargestellt, werden der Dämpfungskoeffizient N und der zusätzliche Verlust Lg durch die Umgebung, in der drahtlose Kommunikation geführt wird, und durch die Frequenz der verwendeten Funkwellen bestimmt.
Wenn sich die Umgebung, in der drahtlose Kommunikation geführt wird, zum Beispiel innerhalb eines Mehrfamilienhauses befindet, und wenn die Funkwellenfrequenz 2,45 GHz beträgt, ist der Dämpfungskoeffizient N 28, und der zusätzliche Verlust LF ist 10. Wenn die Funkwellenfrequenz 5,2 GHz beträgt, ist der Dämpfungskoeffizient N 30, und der zusätzliche Verlust Lf ist 13. Es sei darauf hingewiesen, dass diese Werte bei Vorhandensein einer Wand anwendbar sind.
Wenn sich die Umgebung, in der drahtlose Kommunikation geführt wird, innerhalb eines freistehenden Hauses befindet, und wenn die Funkwellenfrequenz 2,45 GHz beträgt, ist der Dämpfungskoeffizient N 28 und der zusätzliche Verlust Lf ist 5. Wenn die Funkwellenfrequenz 5,2 GHz beträgt, ist der Dämpfungskoeffizient N 28, und der zusätzliche Verlust Lf ist 7. Diese Werte sind anwendbar, wenn eine Holz-Mörtel-Wand vorhanden ist.
Wenn sich die Umgebung, in der drahtlose Kommunikation geführt wird, innerhalb eines Büros befindet, und wenn die Funkwellenfrequenz 2,45 GHz beträgt, ist der Dämpfungskoeffizient N 30 und der zusätzliche Verlust Lf ist 14. Wenn die Funkwellenfrequenz 5,2 GHz beträgt, ist der Dämpfungskoeffizient N 31 und der zusätzliche Verlust Lf ist 16.
Auf diese Weise wird der Abstand zwischen der Kommunikationsvorrichtung 510 und jedem der mehreren Sensoren 520 berechnet.
In den letzten Jahren hat es einen Schub zu einem Übergang zu einer sogenannten Trillion-Sensor-Society gegeben, bei der bis zu Trillionen von Sensoren verwendet werden. In solch einer Trillion-Sensor-Society oder ähnlichen drahtlosen Sensornetzwerken, bei denen zahlreiche Sensoren verwendet werden, ist es erforderlich, den Abstand zu jedem Sensor zu messen. Jedoch konnten bestehende Messtechniken, die nur die empfangene Signalstärke von Funkwellen verwenden, keine ausreichende Messgenauigkeit gewährleisten.
Der oben beschriebene Prozess gestattet hingegen das Senden zu und Empfangen von jedem Sensor durch Schalten von einer Frequenz zur anderen, um den Abstand zu dem Sensor anhand der Dämpfung von Funkwellen bei jeder Frequenz zu berechnen. Selbst wenn zum Beispiel der Sendeantennengewinn Gt oder der Empfangsantennengewinn Gr einen Nullpunkt in einer speziellen Richtung in dem obigen mathematischen Ausdruck (1) in Abhängigkeit von der Antennenrichtungsverteilung bei einer gegebenen Frequenz hat, ermöglichen bei mehreren Frequenzen vorgenommene Messungen die Durchführung einer statistischen Verarbeitung. Infolgedessen wird der Abstand zu jedem Sensor mit einer höheren Genauigkeit als vorher gemessen.
Es wird oben erläutert, dass die Sendeseite (die Kommunikationsvorrichtung 510) den Abstand basierend auf der empfangenen Signalstärke von Funkwellen von der Empfangsseite (dem Sensor 520) misst. Als Alternative dazu kann die Empfangsseite den Abstand basierend auf der empfangenen Signalstärke von Funkwellen von der Sendeseite messen und die Messungen zu der Sendeseite senden.
(Eine andere typische funktionale Konfiguration des drahtlosen Kommunikationssystems)
Eine andere typische funktionale Konfiguration des drahtlosen Kommunikationssystems wird unten unter Bezugnahme auf 43 erläutert. Es sei darauf hingewiesen, dass Strukturen, die ähnliche Funktionen wie die oben besprochenen aufweisen, ähnliche Bezeichnungen verliehen werden und dass sie mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, und diese Strukturen werden nicht weiter besprochen.
Bei dem drahtlosen Kommunikationssystem 501 von 43 enthält der Sensorkommunikationsabschnitt 511 mehrere Antennen 511a, 511b und 511c. Obgleich in 43 nur drei Antennen dargestellt werden, können in der Praxis acht oder 16 Antennen vorgesehen sein. Das heißt, die Antennen 511a bis 511c funktionieren als multidirektionale Antennen mit einer Richtwirkung in mehrere Richtungen.
Zum Beispiel sind die Antennen 511a bis 511c als phasengesteuerte Antenne oder als Sektorantenne konfiguriert. Die Antennen 511a bis 511c können als Alternative als ein Antennenaufbau zum Führen von MIMO-Kommunikation (MIMO - Multi-Input Multi-Output) konfiguriert sein.
Der Kommunikationssteuerungsabschnitt 512 enthält ferner zusätzlich zu der ähnlichen Konfiguration wie die in 40 gezeigte einen Abstrahlungsrichtungseinstellungsabschnitt 541.
Der Abstrahlungsrichtungseinstellungsabschnitt 541 stellt die Abstrahlungsrichtung der von dem Sensorkommunikationsabschnitt 511 über die als eine multidirektionale Antenne konfigurierten Antennen 511a bis 511c abgestrahlten Funkwellen ein.
(Abstandsberechnungsprozess)
Unten wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 44 ein durch das drahtlose Kommunikationssystem 501 in 43 durchgeführte Abstandsberechnungsprozess erläutert.
Es wird darauf hingewiesen, dass in dem Flussdiagramm von 44 die Schritte S231, S233 bis S235 und S237 den Schritten S211 bis S215 im Flussdiagramm von 41 ähneln und somit nicht weiter besprochen werden.
In Schritt S232 stellt der Abstrahlungsrichtungseinstellungsabschnitt 541 die Abstrahlungsrichtung von durch den Sensorkommunikationsabschnitt 511 über die Antennen 511a bis 511c abgestrahlten Funkwellen auf eine bestimmte Richtung in einem vorbestimmten Bereich ein.
In Schritt S236 bestimmt der Aufzeichnungsabschnitt 534 für empfangene Signalstärke, ob die empfangenen Signalstärken von Funkwellen in allen Abstrahlungsrichtungen im vorbestimmten Bereich aufgezeichnet worden sind oder nicht.
Wenn bestimmt wird, dass die empfangenen Signalstärken noch in allen Abstrahlungsrichtungen aufgezeichnet werden müssen, kehrt die Steuerung zu Schritt S232 zurück. In Schritt S232 stellt der Abstrahlungsrichtungseinstellungsabschnitt 541 die Abstrahlungsrichtung auf eine andere Richtung im vorbestimmten Bereich ein. Die Schritte S233 bis S235 werden dann wiederholt.
Wenn andererseits in Schritt S236 bestimmt wird, dass die empfangenen Signalstärken in allen Abstrahlungsrichtungen aufgezeichnet worden sind, geht die Steuerung zu Schritt S237 über.
Wenn in Schritt S237 bestimmt wird, dass die empfangenen Signalstärken bei allen Frequenzen aufgezeichnet worden sind, geht die Steuerung zu Schritt S238 über.
In Schritt S238 berechnet der Abstandsberechnungsabschnitt 513 die Dämpfung von Funkwellen in jeder Abstrahlungsrichtung bei jeder Frequenz anhand der aufgezeichneten empfangenen Signalstärken. Der Abstandsberechnungsabschnitt 513 berechnet den Abstand zum Sensor 520 und die Richtung, in die der Sensor 520 ausgebracht wird, basierend auf der Dämpfung von Funkwellen bei jeder Frequenz und in jeder Abstrahlungsrichtung.
Bei dem oben beschriebenen Prozess wird das Senden zu und Empfangen von dem Sensor bei den Frequenzen nacheinander und in den Abstrahlungsrichtungen nacheinander durchgeführt. Der Abstand zum Sensor und die Richtung, in die der Sensor ausgebracht wird, werden basierend auf der Funkwellendämpfung bei jeder Frequenz und in jeder Abstrahlungsrichtung berechnet. Dies gestattet, mit einer höheren Genauigkeit als vorher den Abstand zu jedem Sensor zu messen und die Richtung der Sensorposition zu detektieren.
(Noch eine weitere typische funktionale Konfiguration des drahtlosen Kommunikationssystems)
Unten wird unter Bezugnahme auf 45 noch eine weitere typische funktionale Konfiguration des drahtlosen Kommunikationssystems erläutert. Es sei darauf hingewiesen, dass Strukturen, die ähnliche Funktionen wie die oben besprochenen aufweisen, ähnliche Bezeichnungen verliehen werden und dass sie mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, und diese Strukturen werden nicht weiter besprochen.
Bei dem drahtlosen Kommunikationssystem 501 von 45 enthält der Kommunikationssteuerungsabschnitt 512 einen Sendeleistungseinstellungsabschnitt 551, der den in 43 gezeigten Abstrahlungsrichtungseinstellungsabschnitt 541 ersetzt.
Der Sendeleistungseinstellungsabschnitt 551 stellt die von dem Sensorkommunikationsabschnitt 511 beim Abstrahlen von Funkwellen über die Antenne 511a verbrauchte Sendeleistung ein.
(Abstandsberechnungsprozess)
Unten wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 46 ein durch das drahtlose Kommunikationssystem 501 in 45 durchgeführter Abstandsberechnungsprozess erläutert.
In dem Flussdiagramm von 46 ähneln die Prozesse der Schritte S251, S253 bis S255 und S257 jenen der Schritte S231, S233 bis S235 und S237 in dem Flussdiagramm von 44 und werden somit nicht weiter besprochen.
Das heißt, in Schritt S252 stellt der Sendeleistungseinstellungsabschnitt 551 die von dem Sensorkommunikationsabschnitt 511 beim Abstrahlen von Funkwellen über die Antenne 511a verbrauchte Sendeleistung auf eine bestimmte Leistungsstufe in einem vorbestimmten Bereich ein.
In Schritt S256 bestimmt der Aufzeichnungsabschnitt 534 der empfangenen Signalstärke, ob die empfangenen Signalstärken der Funkwellen auf allen Sendeleistungsstufen im vorbestimmten Bereich aufgezeichnet worden sind.
Wenn bestimmt wird, dass die empfangenen Signalstärken der Funkwellen noch auf allen Sendeleistungsstufen aufgezeichnet werden müssen, kehrt die Steuerung zu Schritt S252 zurück. In Schritt S252 stellt der Sendeleistungseinstellungsabschnitt 551 die Sendeleistung auf eine andere Leistungsstufe im vorbestimmten Bereich ein. Die Schritte S253 bis S255 werden dann wiederholt.
Wenn in Schritt S256 andererseits bestimmt wird, dass die empfangenen Signalstärken auf allen Sendeleistungsstufen aufgezeichnet worden sind, geht die Steuerung zu Schritt S257 über.
Wenn in Schritt S257 bestimmt wird, dass die empfangenen Signalstärken bei allen Frequenzen aufgezeichnet worden sind, geht die Steuerung zu Schritt S258 über.
In Schritt S258 berechnet der Abstandsberechnungsabschnitt 513 die Funkwellendämpfung bei jeder Frequenz und auf jeder Sendeleistungsstufe anhand der aufgezeichneten empfangenen Signalstärken. Der Abstandsberechnungsabschnitt 513 berechnet dann den Abstand zu dem Sensor 520 basierend auf der Funkwellendämpfung bei jeder Frequenz und auf jeder Sendeleistungsstufe.
Bei dem oben beschriebenen Prozess werden das Senden zu und Empfangen von dem Sensor bei den Frequenzen nacheinander und auf den Sendeleistungsstufen nacheinander durchgeführt. Der Abstand zum Sensor wird basierend auf der Funkwellendämpfung bei jeder Frequenz und auf jeder Sendeleistungsstufe berechnet. Dies gestattet die Messung des Abstands zu jedem Sensor mit einer höheren Genauigkeit, als wenn der Abstand zu jedem Sensor anhand der Funkwellendämpfung bei jeder Frequenz berechnet wird.
Es sei darauf hingewiesen, dass durch Kombinieren des oben beschriebenen Abstandsberechnungsprozesses mit gebräuchlichen Triangulationstechniken ermöglicht wird, den Abstand mit einer noch höheren Genauigkeit als vorher zu berechnen.
Oben wurde eine Konfiguration erläutert, die das Senden zu und Empfangen von dem Sensor bei den Frequenzen nacheinander durchgeführt, um den Abstand zu dem Sensor anhand der Funkwellendämpfung bei jeder Frequenz zu berechnen. Als Alternative dazu kann der Status jedes Sensors anhand der Funkwellendämpfung bei jeder Frequenz geschätzt werden.
(Typische funktionale Konfiguration des drahtlosen Kommunikationssystems, das den Sensorstatus schätzt)
Unten wird unter Bezugnahme auf 47 eine typische funktionale Konfiguration eines drahtlosen Kommunikationssystems erläutert, das den Sensorstatus schätzt. Es sei darauf hingewiesen, dass Strukturen, die ähnliche Funktionen wie die oben besprochenen aufweisen, ähnliche Bezeichnungen verliehen werden und dass sie mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, und diese Strukturen werden nicht weiter besprochen
Bei dem drahtlosen Kommunikationssystem 501 von 47 enthält der Kommunikationssteuerungsabschnitt 512 einen Statusschätzungsabschnitt 561, der den Abstandsberechnungsabschnitt 513 in 40 ersetzt.
Der Statusschätzungsabschnitt 561 schätzt den Status jedes Sensors 520 basierend auf der empfangenen Signalstärke der Funkwellen von dem Sensor 520.
(Statusschätzungsprozess)
Unten wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 48 ein von dem drahtlosen Kommunikationssystem 501 in 47 durchgeführter Statusschätzungsprozess erläutert.
In dem Flussdiagramm von 48 ähneln die Prozesse der Schritte S271 bis S275 jenen der Schritte S211 bis S215 im Flussdiagramm von 41 und werden somit nicht weiter besprochen.
Das heißt, wenn in Schritt S275 bestimmt wird, dass die empfangenen Signalstärken bei allen Frequenzen aufgezeichnet worden sind, geht die Steuerung zu Schritt S276 über.
In Schritt S276 berechnet der Abstandsberechnungsabschnitt 513 die Funkwellendämpfung bei jeder Frequenz anhand der aufgezeichneten empfangenen Signalstärken. Der Abstandsberechnungsabschnitt 513 schätzt dann den Status des Sensors 520 basierend auf der Funkwellendämpfung bei jeder Frequenz.
49 zeigt die Beziehungen zwischen Funkwellenfrequenzen und Dämpfungskonstanten von sich durch verschiedene Medien ausbreitenden Funkwellen.
In 49 steht die Dämpfungskonstante für die Dämpfung von Funkwellen pro Meter.
Wie in 49 gezeigt, reicht die Dämpfungskonstante bei ca. 100 GHz im Erdreich ca. von 1000 bis 10.000 dB/m. Die Dämpfungskonstante fällt proportional zur Abnahme der Frequenz ab. Bei ca. 1 MHz reicht die Dämpfungskonstante ca. von 1 bis 10 µdB/Meter.
In reinem Wasser reicht die Dämpfungskonstante bei ca. 100 GHz ca. von 10.000 bis 100.000 dB/m. Wie im Erdreich fällt die Dämpfungskonstante proportional zur Abnahme der Frequenz ab. Bei ca. 1 MHz reicht die Dämpfungskonstante ca. von 10 bis 100 µdB/m.
In Meereswasser reicht die Dämpfungskonstante wie in reinem Wasser bei ca. 100 GHz ca. von 10.000 bis 100.000 dB/m. Wie in reinem Wasser fällt die Dämpfungskonstante in Meereswasser proportional zur Abnahme der Frequenz auf ca. 10 GHz ab. Nach etwa 5 GHz fällt die Dämpfungskonstante weniger steil ab, wobei sie bei ca. 1 MHz ca. von 10 bis 100 dB/m reicht.
Der Statusschätzungsabschnitt 561 schätzt den Status des Sensors 520 gemäß dessen, welche der in 49 gezeigten Kurven sich der Funkwellendämpfung bei jeder Frequenz annähert. Dadurch kann zum Beispiel bestimmt werden, ob die Umgebung, in der sich der Sensor 520 befindet, im Erdreich, im Wasser oder in Meereswasser ist.
Bei dem oben beschriebenen Prozess wird das Senden zu und Empfangen von jedem Sensor bei den Frequenzen nacheinander durchgeführt. Der Status des Sensors wird anhand der Funkwellendämpfung bei jeder Frequenz geschätzt. Dies gestattet das Detektieren der Umgebung, in der sich jeder Sensor befindet.
Es sei darauf hingewiesen, dass der oben erläuterte Abstandsberechnungsprozess, wenn sich der Sensor in einem Medium, wie zum Beispiel im Erdreich oder in Wasser, befindet, in dem die Funkwellendämpfung stark ist, möglicherweise keine korrekte Messung des Abstands gewährleistet. In solch einem Fall kann der Abstandsberechnungsprozess auf eine Art und Weise durchgeführt werden, die den durch den Statusschätzungsprozess geschätzten Sensorstatus (die Umgebung des Sensors) reflektiert. Dies trägt dazu bei, die Zuverlässigkeit der Abstandsmessung zu verbessern.
Das drahtlose Kommunikationssystem 501 in 47 kann insbesondere auf das oben unter Bezugnahme auf 1 erläuterte System 1 zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds angewandt werden. In diesem Fall funktioniert der Statusschätzungsabschnitt 561 als der Statusschätzungsabschnitt 351 (20) des Servers 80 oder als der Statusschätzungsabschnitt 351 (32) der Landmaschine 41. Diese Konfiguration gestattet das Detektieren, ob der Sensor 20 im Boden oder auf der Bodenoberfläche ausgebracht ist. Zu diesem Zeitpunkt kann der oben beschriebene Abstandsberechnungsprozess durch das System 1 zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds durchgeführt werden.
Ferner kann der Sensor 520 des drahtlosen Kommunikationssystems 501 in 47 an einem tragbaren Gerät befestigt sein. Diese Anordnung ermöglicht es zu detektieren, ob ein das tragbare Gerät tragender Benutzer zum Beispiel ins Meer gefallen oder in eine Erdrutschkatastrophe geraten ist.
<Bergung der Sensoren>
Bei dem System 1 zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds ist es aus Umwelt- und Kostengründen nicht wünschenswert, die Sensoren 20 nach Einbringen der Ernte ungeborgen auf dem landwirtschaftlichen Feld zu lassen.
Unten werden Konfigurationen und Prozesse zum Bergen der auf dem landwirtschaftlichen Feld ausgebrachten Sensoren erläutert.
(Typische funktionale Konfiguration des landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystems)
50 zeigt eine typische funktionale Konfiguration des landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystems 40 zum Bergen der auf dem landwirtschaftlichen Feld ausgebrachten Sensoren. Es sei darauf hingewiesen, dass Strukturen, die ähnliche Funktionen wie die oben besprochenen aufweisen, ähnliche Bezeichnungen verliehen werden und dass sie mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, und diese Strukturen werden nicht weiter besprochen.
Bei der Landmaschine 41 von 50 enthält der Steuerungsabschnitt 161 der Steuerkonsole 111 einen Streckeninformationenerzeugungsabschnitt 611 und einen Abschnitt 612 zum Identifizieren von ungeborgenen Sensoren.
Der Streckeninformationenerzeugungsabschnitt 611 erzeugt Streckeninformationen, die die Strecke anzeigen, entlang der das landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 die auf dem landwirtschaftlichen Feld 10 ausgebrachten Sensoren 20 birgt. Der Abschnitt 612 zum Identifizieren von ungeborgenen Sensoren identifiziert die nicht von dem landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystem 40 geborgenen Sensoren 20.
Das Gerät 42 enthält einen Erntemechanismus 621 und einen Bergungsmechanismus 622 als den Gerätemechanismus.
Die Funktion des Erntemechanismus 621 besteht in dem Ernten von Feldfrüchten von dem landwirtschaftlichen Feld 10.
Die Funktion des Sensorbergungsmechanismus 622 besteht in dem Bergen der auf dem landwirtschaftlichen Feld 20 ausgebrachten Sensoren 20. Die von dem Sensorbergungsmechanismus 622 geborgenen Sensoren 20 werden als geborgene Sensoren 623 in dem Gerät 42 gelagert.
Ferner enthält der Steuerungsabschnitt 181 des Geräts 42 einen Sensorbergungssteuerungsabschnitt 631, der den Sensorausbringungssteuerungsabschnitt 191 (9) ersetzt.
Der Sensorbergungssteuerungsabschnitt 631 steuert den Sensorbergungsmechanismus 622. Insbesondere bewirkt der Sensorbergungssteuerungsabschnitt 631, dass der Sensorbergungsmechanismus 622 die Sensoren 20 gemäß dem durch den Protokollerzeugungsabschnitt 174 ( 9) erzeugten Sensorausbringungsprotokoll birgt. Das Sensorausbringungsprotokoll kann die während der Arbeiten auf dem landwirtschaftlichen Feld aktualisierten „Sensorausbringungspositionen“ sein. Insbesondere kann das Sensorausbringungsprotokoll die während des Sensordatenerlangungsprozesses (21) aktualisierten „Sensorausbringungspositionen“ sein.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Sensorkommunikationsabschnitt 123 in 50 nicht nur mit den auf dem landwirtschaftlichen Feld 10 ausgebrachten Sensoren 20, sondern auch mit den im Sensorbergungsmechanismus 622 gelagerten Sensoren 20 kommunizieren kann. Zu diesem Zeitpunkt unterscheiden sich das Kommunikationsverfahren und das Frequenzband der Kommunikation mit den auf dem landwirtschaftlichen Feld 10 ausgebrachten Sensoren 20 von jenen der Kommunikation mit den im Sensorbergungsmechanismus 622 gelagerten Sensoren 20. Insbesondere kommunizieren der Sensorkommunikationsabschnitt 123 und jeder auf dem landwirtschaftlichen Feld 10 ausgebrachte Sensor 20 aufgrund von bestimmten zwischen ihnen erforderlichen Abständen unter Verwendung des M2M-Kommunikationsfrequenzbands miteinander. Andererseits kommunizieren der Sensorkommunikationsabschnitt 123 und jeder im Sensorbergungsmechanismus 622 gelagerte Sensor 20 unter Verwendung von NFC miteinander. Wenn solche verschiedenen Kommunikationsmethoden verwendet werden, wird Verkehrsstau bei der Kommunikation mit zahlreichen Sensoren 20, die auf engem Raum, wie zum Beispiel in dem Sensorbergungsmechanismus 622 gelagert sind, reduziert.
Als Alternative dazu kann jeder Sensor 20 mit einem ähnlichen Kommunikationsabschnitt wie der Sensorkommunikationsabschnitt 123 ausgestattet sein, und es können für die Kommunikation mit den Sensoren 20 verschiedene Kommunikationsmethoden wie die oben besprochenen verwendet werden.
(Sensorbergungsprozess)
Unten wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 51 ein Sensorbergungsprozess erläutert. Dieser Prozess wird zum Beispiel von dem die Steuerkonsole 111 bedienenden Benutzer gestartet.
In Schritt S311 lädt die Steuerkonsole 111 das Sensorausbringungsprotokoll aus dem Speicherabschnitt 165. Zu diesem Zeitpunkt kann zusammen mit dem Sensorausbringungsprotokoll auch das Säprotokoll geladen werden. Es sei darauf hingewiesen, dass das Sensorausbringungsprotokoll die Informationen sein kann, die erzeugt werden, wenn der Sensorausbringungsmechanismus 184 die Sensoren 20 in den Sensorausbringungsprozess ausbringt. Das Sensor ausbringungsprotokoll kann auch die Informationen sein, die erzeugt werden, wenn der Sensorkommunikationsabschnitt 336 (Sensorkommunikationsabschnitt 361) während des Sensordatenerlangungsprozesses die Sensordaten von den Sensoren 20 erlangt.
In Schritt S312 erzeugt der Streckeninformationenerzeugungsabschnitt 611 Streckeninformationen zum Bergen der auf dem landwirtschaftlichen Feld ausgebrachten Sensoren 20 gemäß dem geladenen Sensorausbringungsprotokoll. Zu diesem Zeitpunkt verwendet der Streckeninformationenerzeugungsabschnitt 611 Breiteninformationen, die eine Breite (einen Bereich) anzeigen, in dem der Sensorbergungsmechanismus 622 des Geräts 42 beim Fahren über einen gegebenen Punkt entlang der Strecke einen Sensor 20 bergen kann. Das heißt, der Streckeninformationenerzeugungsabschnitt 611 erzeugt die Streckeninformationen zum Bergen der auf dem landwirtschaftlichen Feld ausgebrachten Sensoren 20 unter Verwendung des geladenen Sensorausbringungsprotokolls und der Breiteninformationen. Die Breiteninformationen können entweder von der durch den Benutzer getätigten Eingabe in das Endgerät 60 oder die Steuerkonsole 111 oder durch Empfang von dem Gerät 42 über den Kommunikationsabschnitt 164 erlangt werden.
Wenn die Fahrt des landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystems 40 zu diesem Zeitpunkt zum Beispiel von dem die Steuerkonsole 111 bedienenden Benutzer bestimmt wird, fährt das landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 in Schritt S313 gemäß den Streckeninformationen.
Wenn die durch den Positionsinformationenerlangungsabschnitt 114 des landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystems 40 erlangte Ist-Position die durch eine gegebene Sensorausbringungsposition im Sensorausbringungsprotokoll angezeigte Position erreicht, steuert der Sensorbergungssteuerungsabschnitt 631 in Schritt S314 den Sensorbergungsmechanismus 622 zum Bergen des Sensors 20 von dieser Position.
52 ist ein Schemadiagramm, das einen Streckenverlauf zum Zeitpunkt des Bergens von Sensoren erläutert.
Das Beispiel von 52 zeigt die Pfeile R3, die die von dem landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystem 40 gemäß den Streckeninformationen zurückgelegte Strecke anzeigen. Beim Fahren entlang dem Streckenverlauf R3 über das landwirtschaftliche Feld gelangt das landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 zu der Position, in der jeder Sensor 20 ausgebracht ist, und birgt danach den Sensor 20.
In Schritt S315 bestimmt die Steuerkonsole 111, ob alle Sensoren 20 gemäß dem geladenen Sensorausbringungsprotokoll geborgen worden sind oder nicht.
Wenn bestimmt wird, dass noch nicht alle Sensoren 20 geborgen worden sind, kehrt die Steuerung zu Schritt S313 zurück. Dann werden die nachfolgenden Schritte wiederholt.
Wenn hingegen bestimmt wird, dass alle Sensoren 20 geborgen worden sind, wird der Prozess beendet. Zu diesem Zeitpunkt kommuniziert der Sensorkommunikationsabschnitt 123 durch NFC mit den geborgenen Sensoren 623, um ihre Sensor-IDs zu erlangen, und führt die erlangten Sensor-IDs beispielsweise über den Kommunikationsabschnitt 185 dem Speicherabschnitt 165 der Landmaschine 41 zu.
In dem Flussdiagramm von 51 können die Nutzpflanzen 140 durch den Erntemechanismus 621 parallel zu dem Bergen der Sensoren 20 geerntet werden.
Bei dem oben beschriebenen Prozess werden die auf dem landwirtschaftlichen Feld ausgebrachten Sensoren nach dem Ernten der Nutzpflanzen oder während dessen geborgen. Wenn keine Sensoren ungeborgen auf dem landwirtschaftlichen Feld zurückgelassen werden, wird die Auswirkung auf die Umwelt auf ein Minimum reduziert. Da die geborgenen Sensoren wiederverwendbar sind, wird eine Kostenreduzierung erzielt.
Wenn einige Sensoren nach dem oben besprochenen Sensorbergungsprozess ungeborgen gelassen werden, wird ein Prozess zum Bergen von ungeborgenen Sensoren durchgeführt, um die ausgelassenen Sensoren zu bergen.
(Prozess zum Bergen von ungeborgenen Sensoren)
Der Prozess zum Bergen von ungeborgenen Sensoren wird unten unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 53 erläutert. Dieser Prozess wird zum Beispiel durch den die Steuerkonsole 111 bedienenden Benutzer gestartet.
In Schritt S331 lädt die Steuerkonsole 111 das Sensorausbringungsprotokoll und die Sensor-IDs der geborgenen Sensoren 623 aus dem Speicherabschnitt 165 der Landmaschine 41. Die Sensor-IDs der geborgenen Sensoren 623 können als Alternative dazu durch den mit den geborgenen Sensoren 623 kommunizierenden Sensorkommunikationsabschnitt 123 erlangt werden. Der Abschnitt 612 zum Identifizieren von ungeborgenen Sensoren identifiziert die ungeborgenen Sensoren 20 basierend auf den Differenzen einerseits zwischen den Sensor-IDs im Sensorausbringungsprotokoll und andererseits den Sensor-IDs der geborgenen Sensoren 623.
In Schritt S312 erzeugt der Streckeninformationenerzeugungsabschnitt 611 Streckeninformationen basierend auf den identifizierten Sensor-IDs der ungeborgenen Sensoren 20. Insbesondere erzeugt der Streckeninformationenerzeugungsabschnitt 611 die Streckeninformationen, die eine Strecke anzeigen, welche die den Sensor-IDs der ungeborgenen Sensoren 20 im Sensorausbringungsprotokoll zugeordneten Sensorausbringungspositionen verbinden. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt der Streckeninformationenerzeugungsabschnitt 611 die Streckeninformationen zum Bergen der ungeborgenen Sensoren 20 unter Verwendung des Sensorausbringungsprotokolls und der oben genannten Breiteninformationen. Zu diesem Zeitpunkt können die Breiteninformationen auch entweder von der durch den Benutzer getätigten Eingabe in das Endgerät 60 oder die Steuerkonsole 111 oder durch Empfang von dem Gerät 42 über den Kommunikationsabschnitt 164 erlangt werden.
Wenn die Fahrt des landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystems 40 zu diesem Zeitpunkt zum Beispiel von dem die Steuerkonsole 111 bedienenden Benutzer bestimmt wird, fährt das landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 in Schritt S333 gemäß den Streckeninformationen.
Wenn die durch den Positionsinformationenerlangungsabschnitt 114 des landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystems 40 erlangte Ist-Position die Position erreicht, die durch eine der Sensor-ID eines ungeborgenen Sensors 20 im Sensorausbringungsprotokoll zugeordnete gegebene Sensorausbringungsposition angezeigt wird, steuert der Sensorbergungssteuerungsabschnitt 631 in Schritt S334 den Sensorbergungsmechanismus 622 zum Bergen des Sensors 20 aus der Position.
54 ist ein Schemadiagramm, das einen Streckenverlauf zum Zeitpunkt des Bergens der ungeborgenen Sensoren erläutert.
Das Beispiel von 54 zeigt Pfeile R4, die die von dem landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystem 40 zum Bergen von vier ungeborgenen Sensoren 20 zurückgelegte Strecke anzeigen. Beim Fahren entlang des Streckenverlauf R4 über das landwirtschaftliche Feld gelangt das landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 zu der Position, in der sich jeder ungeborgene Sensor 20 befindet, und birgt danach den Sensor 20 aus der Position.
In Schritt S335 bestimmt die Steuerkonsole 111, ob alle ungeborgenen Sensoren 20 gemäß dem geladenen Sensorausbringungsprotokoll geborgen worden sind oder nicht.
Wenn bestimmt wird, dass noch nicht alle ungeborgenen Sensoren 20 geborgen worden sind, kehrt die Steuerung zu Schritt S333 zurück. Dann werden die nachfolgenden Schritte wiederholt.
Wenn hingegen bestimmt wird, dass alle ungeborgenen Sensoren 20 geborgen worden sind, wird der Prozess beendet.
Bei dem oben beschriebenen Prozess werden die noch nicht geborgenen Sensoren geborgen. Infolgedessen wird eine Kostenreduzierung zuverlässiger ohne Auswirkung auf die Umgebung erzielt.
Es ist oben erläutert worden, dass das landwirtschaftliche Betriebsmittelsystem 40 den Sensorbergungsprozess und den Prozess zum Bergen von ungeborgenen Sensoren durchführt. Als Alternative dazu kann das in 55 gezeigte System 1 zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds den Sensorbergungsprozess und den Prozess zum Bergen von ungeborgenen Sensoren ausführen.
Das wie dargestellt konfigurierte System 1 zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds ermöglicht dem landwirtschaftlichen Betriebsmittelsystem 40 (der Landmaschine 41 und dem Gerät 42) und dem Server 80 den Sensorbergungsprozess und den Prozess zum Bergen von ungeborgenen Sensoren durchzuführen.
Ausführungsformen der vorliegenden Technologie sind nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und können innerhalb des Wesens und Schutzumfangs der vorliegenden Technologie auf verschiedene Weise variiert und modifiziert werden.
Zum Beispiel kann die vorliegende Technologie als Cloud-Computing-Setup implementiert werden, in dem eine einzige Funktion durch mehrere vernetzte Vorrichtungen auf einer geteilten Basis zusammenwirkend abgearbeitet wird.
Des Weiteren kann jeder der unter Bezugnahme auf die oben beschriebenen Flussdiagramme besprochenen Schritte entweder durch eine einzige Vorrichtung oder durch mehrere Vorrichtungen auf einer geteilten Basis ausgeführt werden.
Wenn ein einziger Schritt mehrere Prozesse enthält, können ferner diese Prozesse entweder durch eine einzige Vorrichtung oder durch mehrere Vorrichtungen auf einer geteilten Basis ausgeführt werden.
Ferner kann die vorliegende Technologie wie folgt konfiguriert sein:

(1) Ein System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds, das Folgendes enthält:
- einen Sensorpositionsberechnungsabschnitt, der dazu konfiguriert ist, eine Sensorposition, in die der Sensor auf ein landwirtschaftliches Feld ausgebracht wird, basierend auf Informationen über das landwirtschaftliche Feld zu berechnen; und
- einen Sensorausbringungssteuerungsabschnitt, der dazu konfiguriert ist, einen Sensorausbringungsmechanismus, der den Sensor auf das landwirtschaftliche Feld ausbringt, zum Ausbringen des Sensors gemäß der Sensorposition zu steuern.
(2) Das oben in Absatz (1) angeführte System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds, das ferner Folgendes enthält:
- einen Anweisungsinformationenerzeugungsabschnitt, der dazu konfiguriert ist, Anweisungsinformationen zum Bewirken, dass der Sensorausbringungsmechanismus den Sensor gemäß der durch den Sensorpositionsberechnungsabschnitt berechneten Sensorposition ausbringt, zu erzeugen,
- wobei der Sensorausbringungssteuerungsabschnitt bewirkt, dass der Sensorausbringungsmechanismus den Sensor gemäß den erzeugten Anweisungsinformationen ausbringt.
(3) Das oben in Absatz (1) oder (2) angeführte System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds, das ferner Folgendes enthält:
- einen Sensorkommunikationsabschnitt, der dazu konfiguriert ist, mit dem durch den Sensorausbringungsmechanismus ausgebrachten Sensor zu kommunizieren, um eine Sensor-ID des Sensors zu erlangen.
(4) Das oben in Absatz (3) angeführte System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds, das ferner Folgendes enthält:
- einen Protokollerzeugungsabschnitt, der dazu konfiguriert ist, ein Sensorausbringungsprotokoll zu erzeugen, das die Sensor-ID des damit kommunizierenden Sensors und eine Sensorausbringungsposition, in die der Sensor ausgebracht wird, enthält.
(5) Das oben in Absatz (4) angeführte System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds, wobei das Sensorausbringungsprotokoll einen Zeitstempel, der ein Datum und eine Zeit, an dem bzw. zu der der Sensor ausgebracht worden ist, anzeigt, und einen Sensortyp, der den ausgebrachten Sensor anzeigt, enthält.
(6) Das oben in Absatz (4) oder (5) angeführte System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds, das ferner Folgendes enthält:
- einen Speicherabschnitt, der dazu konfiguriert ist, das erzeugte Sensorausbringungsprotokoll zu speichern.
(7) Das oben in einem der Absätze (1) bis (6) angeführte System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds, das ferner Folgendes enthält:
- eine Landmaschine, die so konfiguriert ist, dass sie einen Landmaschinenbefestigungssensor zum Erlangen der Informationen über das landwirtschaftliche Feld auf dem landwirtschaftlichen Feld aufweist; und
- ein Gerät, das so konfiguriert ist, dass es mit der Landmaschine verbunden ist und den Sensorausbringungsmechanismus enthält,
- wobei der Sensorpositionsberechnungsabschnitt im Anschluss an das Erlangen der Informationen über das landwirtschaftliche Feld durch den Landmaschinenbefestigungssensor der Landmaschine die Sensorposition berechnet, und
- der Sensorausbringungssteuerungsabschnitt bewirkt, dass der Sensorausbringungsmechanismus des Geräts im Anschluss an die Berechnung der Sensorposition durch den Sensorpositionsberechnungsabschnitt den Sensor ausbringt.
(8) Das oben in Absatz (7) angeführte System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds, wobei der Landmaschinenbefestigungssensor Nutzpflanzen als Objekt darstellende Bilddaten als die Informationen über das landwirtschaftliche Feld erlangt, und der Sensorpositionsberechnungsabschnitt die Sensorposition basierend auf einer Positionsbeziehung zwischen einerseits den Nutzpflanzen und andererseits der Landmaschine und dem Gerät berechnet, wobei die Positionsbeziehung durch Analyse der Bilddaten berechnet wird.
(9) Das oben in Absatz (7) angeführte System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds, wobei der Landmaschinenbefestigungssensor Daten über Feuchtigkeit und Nährstoffe im Erdreich als die Informationen über das landwirtschaftliche Feld erlangt, und der Sensorpositionsberechnungsabschnitt die Sensorposition basierend auf den Daten über die Feuchtigkeit und die Nährstoffe berechnet.
(10) Das oben in einem der Absätze (1) bis (9) angeführte System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds, das ferner Folgendes enthält:
- einen Säpositionsberechnungsabschnitt, der dazu konfiguriert ist, eine Säposition für Nutzpflanzen auf dem landwirtschaftlichen Feld basierend auf den Informationen über das landwirtschaftliche Feld zu berechnen.
(11) Das oben in Absatz (10) angeführte System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds, das ferner Folgendes enthält:
- einen Sämechanismus, der dazu konfiguriert ist, die Nutzpflanzen gemäß der Säposition parallel zu dem Ausbringen des Sensors durch den Sensorausbringungsmechanismus zu säen.
(12) Das oben in Absatz (11) angeführte System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds, das ferner Folgendes enthält:
- einen Protokollerzeugungsabschnitt, der dazu konfiguriert ist, ein Säprotokoll, das eine Nutzpflanzen-ID der gesäten Nutzpflanzen und die Säposition, in der die Nutzpflanzen gesät worden sind, enthält, zu erzeugen.
(13) Das oben in einem der Absätze (1) bis (12) angeführte System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds, das ferner Folgendes enthält:
- einen Anzeigeabschnitt, der dazu konfiguriert ist, einen Bildschirm anzuzeigen, der den Ausbringungsstatus des Sensors auf dem landwirtschaftlichen Feld anzeigt.
(14) Das oben in Absatz (13) angeführte System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds, wobei der Anzeigeabschnitt die Anzeige auf dem Bildschirm jedes Mal, wenn der Sensor ausgebracht wird, aktualisiert.
(15) Das oben in Absatz (1) angeführte System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds, wobei der Sensor
- ein Sensorsubstrat, das dazu konfiguriert ist, mit dem Sensorkommunikationsabschnitt zu kommunizieren,
- eine Kapsel, die in sphärischer Form zum Verkapseln des Sensorsubstrats konfiguriert ist, und
- eine Beschwerung, die zur Anordnung innerhalb der Kapsel zum Konstanthalten der Lage des Sensorsubstrats angeordnet ist,
enthält.
(16) Ein Verfahren zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds, das die folgenden Schritte umfasst:
- Berechnen einer Sensorposition, in der ein Sensor auf ein landwirtschaftliches Feld ausgebracht wird, basierend auf Informationen über das landwirtschaftliche Feld; und
- Steuern eines Sensorausbringungsmechanismus, der den Sensor auf das landwirtschaftliche Feld ausbringt, dahingehend, den Sensor gemäß der Sensorposition auszubringen.
(17) Ein landwirtschaftliches Betriebsmittelsystem, wobei
- eine Informationsverarbeitungsvorrichtung einen Sensorpositionsberechnungsabschnitt enthält, der dazu konfiguriert ist, eine Sensorposition, in die der Sensor auf ein landwirtschaftliches Feld ausgebracht wird, basierend auf Informationen über das landwirtschaftliche Feld zu berechnen; und
- ein Gerät einen Sensorausbringungssteuerungsabschnitt enthält, der dazu konfiguriert ist, einen Sensorausbringungsmechanismus, der den Sensor auf das landwirtschaftliche Feld ausbringt, zum Ausbringen des Sensors gemäß der Sensorposition zu steuern.

Bezugszeichenliste

1: System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds
10: Landwirtschaftliches Feld
20: Sensor
21: Kapsel
22: Sensorsubstrat
23: Beschwerung
40: Landwirtschaftliches Betriebsmittelsystem
41: Landmaschine
42: Gerät
50: Mobiles Objekt
60: Endgerät
70: Repeater
80: Server
111: Steuerkonsole
114: Positionsinformationenerlangungsabschnitt
122: Gerätemechanismus
123: Sensorkommunikationsabschnitt
161: Steuerungsabschnitt
172: Sensorpositionsberechnungsabschnitt
173: Arbeitsanweisungsinformationenerzeugungsabschnitt
174: Protokollerzeugungsabschnitt
181: Steuerungsabschnitt
184: Sensorausbringungsmechanismus
191: Sensorausbringungssteuerungsabschnitt
192: Sensorkommunikationssteuerungsabschnitt
211: Steuerungsabschnitt
221: Steuerungsabschnitt
311: Arbeitsmechanismus
321: Arbeitssteuerungsabschnitt
331: Steuerungsabschnitt
335: Positionsinformationenerlangungsabschnitt
336: Sensorkommunikationsabschnitt
341: Streckeninformationenerzeugungsabschnitt
351: Statusschätzungsabschnitt
352: Arbeitsinformationenerzeugungsabschnitt
361: Sensorkommunikationsabschnitt
411: Leistungserzeugungsabschnitt
412: Leistungsspeicherungsvorrichtung
413: Statusübergangsabschnitt
414: Kommunikationsmodul
501: Drahtloses Kommunikationssystem
510: Kommunikationsvorrichtung
511: Sensorkommunikationsabschnitt
511a, 511b, 511c: Antenne
512: Kommunikationssteuerungsabschnitt
513: Abstandsberechnungsabschnitt
520: Sensor
532: Frequenzeinstellungsabschnitt
541: Abstrahlungsrichtungseinstellungsabschnitt
551: Sendeleistungseinstellungsabschnitt
561: Statuseinstellungsabschnitt
611: Streckeninformationenerzeugungsabschnitt
612: Abschnitt zum Identifizieren von ungeborgenen Sensoren
622: Sensorbergungsmechanismus
631: Sensorbergungssteuerungsabschnitt

Claims

System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds, das Folgendes umfasst: einen Sensorpositionsberechnungsabschnitt, der dazu konfiguriert ist, eine Sensorposition, in die der Sensor auf ein landwirtschaftliches Feld ausgebracht wird, basierend auf Informationen über das landwirtschaftliche Feld zu berechnen; und einen Sensorausbringungssteuerungsabschnitt, der dazu konfiguriert ist, einen Sensorausbringungsmechanismus, der den Sensor auf das landwirtschaftliche Feld ausbringt, zum Ausbringen des Sensors gemäß der Sensorposition zu steuern.
System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: einen Anweisungsinformationenerzeugungsabschnitt, der dazu konfiguriert ist, Anweisungsinformationen zum Bewirken, dass der Sensorausbringungsmechanismus den Sensor gemäß der durch den Sensorpositionsberechnungsabschnitt berechneten Sensorposition ausbringt, zu erzeugen, wobei der Sensorausbringungssteuerungsabschnitt bewirkt, dass der Sensorausbringungsmechanismus den Sensor gemäß den erzeugten Anweisungsinformationen ausbringt.
System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: einen Sensorkommunikationsabschnitt, der dazu konfiguriert ist, mit dem durch den Sensorausbringungsmechanismus ausgebrachten Sensor zu kommunizieren, um eine Sensor-ID des Sensors zu erlangen.
System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds nach Anspruch 3, das ferner Folgendes umfasst: einen Protokollerzeugungsabschnitt, der dazu konfiguriert ist, ein Sensorausbringungsprotokoll zu erzeugen, das die Sensor-ID des damit kommunizierenden Sensors und eine Sensorausbringungsposition, in die der Sensor ausgebracht wird, enthält.
System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds nach Anspruch 4, wobei das Sensorausbringungsprotokoll einen Zeitstempel, der ein Datum und eine Zeit, an dem bzw. zu der der Sensor ausgebracht worden ist, anzeigt, und einen Sensortyp, der den ausgebrachten Sensor anzeigt, enthält.
System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds nach Anspruch 4, das ferner Folgendes umfasst: einen Speicherabschnitt, der dazu konfiguriert ist, das erzeugte Sensorausbringungsprotokoll zu speichern.
System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: eine Landmaschine, die so konfiguriert ist, dass sie einen Landmaschinenbefestigungssensor zum Erlangen der Informationen über das landwirtschaftliche Feld auf dem landwirtschaftlichen Feld aufweist; und ein Gerät, das so konfiguriert ist, dass es mit der Landmaschine verbunden ist und den Sensorausbringungsmechanismus enthält, wobei der Sensorpositionsberechnungsabschnitt im Anschluss an das Erlangen der Informationen über das landwirtschaftliche Feld durch den Landmaschinenbefestigungssensor der Landmaschine die Sensorposition berechnet, und der Sensorausbringungssteuerungsabschnitt bewirkt, dass der Sensorausbringungsmechanismus des Geräts im Anschluss an die Berechnung der Sensorposition durch den Sensorpositionsberechnungsabschnitt den Sensor ausbringt.
System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds nach Anspruch 7, wobei der Landmaschinenbefestigungssensor Nutzpflanzen als Objekt darstellende Bilddaten als die Informationen über das landwirtschaftliche Feld erlangt, und der Sensorpositionsberechnungsabschnitt die Sensorposition basierend auf einer Positionsbeziehung zwischen einerseits den Nutzpflanzen und andererseits der Landmaschine und dem Gerät berechnet, wobei die Positionsbeziehung durch Analyse der Bilddaten berechnet wird.
System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds nach Anspruch 7, wobei der Landmaschinenbefestigungssensor Daten über Feuchtigkeit und Nährstoffe im Erdreich als die Informationen über das landwirtschaftliche Feld erlangt, und der Sensorpositionsberechnungsabschnitt die Sensorposition basierend auf den Daten über die Feuchtigkeit und die Nährstoffe berechnet.
System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: einen Säpositionsberechnungsabschnitt, der dazu konfiguriert ist, eine Säposition für Nutzpflanzen auf dem landwirtschaftlichen Feld basierend auf den Informationen über das landwirtschaftliche Feld zu berechnen.
System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds nach Anspruch 10, das ferner Folgendes umfasst: einen Sämechanismus, der dazu konfiguriert ist, die Nutzpflanzen gemäß der Säposition parallel zu dem Ausbringen des Sensors durch den Sensorausbringungsmechanismus zu säen.
System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds nach Anspruch 11, das ferner Folgendes umfasst: einen Protokollerzeugungsabschnitt, der dazu konfiguriert ist, ein Säprotokoll, das eine Nutzpflanzen-ID der gesäten Nutzpflanzen und die Säposition, in der die Nutzpflanzen gesät worden sind, enthält, zu erzeugen.
System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: einen Anzeigeabschnitt, der dazu konfiguriert ist, einen Bildschirm anzuzeigen, der den Ausbringungsstatus des Sensors auf dem landwirtschaftlichen Feld anzeigt.
System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds nach Anspruch 13, wobei der Anzeigeabschnitt die Anzeige auf dem Bildschirm jedes Mal, wenn der Sensor ausgebracht wird, aktualisiert.
System zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds nach Anspruch 1, wobei der Sensor ein Sensorsubstrat, das dazu konfiguriert ist, mit dem Sensorkommunikationsabschnitt zu kommunizieren; eine Kapsel, die in sphärischer Form zum Verkapseln des Sensorsubstrats konfiguriert ist; und eine Beschwerung, die zur Anordnung innerhalb der Kapsel zum Konstanthalten der Lage des Sensorsubstrats angeordnet ist, enthält.
Verfahren zum Managen eines landwirtschaftlichen Felds, das die folgenden Schritte umfasst: Berechnen einer Sensorposition, in der ein Sensor auf ein landwirtschaftliches Feld ausgebracht wird, basierend auf Informationen über das landwirtschaftliche Feld; und Steuern eines Sensorausbringungsmechanismus, der den Sensor auf das landwirtschaftliche Feld ausbringt, dahingehend, den Sensor gemäß der Sensorposition auszubringen.
Landwirtschaftliches Betriebsmittelsystem, wobei eine Informationsverarbeitungsvorrichtung einen Sensorpositionsberechnungsabschnitt enthält, der dazu konfiguriert ist, eine Sensorposition, in die ein Sensor auf ein landwirtschaftliches Feld ausgebracht wird, basierend auf Informationen über das landwirtschaftliche Feld zu berechnen; und ein Gerät einen Sensorausbringungssteuerungsabschnitt enthält, der dazu konfiguriert ist, einen Sensorausbringungsmechanismus, der den Sensor auf das landwirtschaftliche Feld ausbringt, zum Ausbringen des Sensors gemäß der Sensorposition zu steuern.