JP2009074806A - データ収集装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナ部の性能を劣化させることなく、筐体強度を高め、且つ、安価に構成可能なデータ収集装置を提供する。
【解決手段】本体ハウジング３０ａの上面には反射板３０ｅが配置され、反射板３０ｅの上面からは無線通信部（アンテナ）３７ａ，３７ｂが上方に延出している。このような構成によれば、本体ハウジング３０ａは金属材料により形成されているので、樹脂材料により本体ハウジング３０ａを形成した場合と比較して、強度を高め、且つ、安価に構成することができる。また本体ハウジング３０ａの上面に反射板３０ｅが配設され、無線通信部３７ａ，３７ｂは反射板３０ｅの上面から上方に延出しているので、反射板３０ｅが金属製の本体ハウジング３０ａが電波の指向性に影響を与えることを防止し、且つ、接地準位を形成することにより、金属製の本体ハウジング３０ａの影響によって無線通信部３７ａ，３７ｂの性能が劣化することを防止できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、農場や牧場等の屋外環境に設置されるデータ収集装置に関する。

従来より、気温，湿度，日照量等の屋外の環境情報を収集する環境情報収集部と環境情報収集部により収集された環境情報を無線送信するアンテナ部とを内部に収容する樹脂製の筐体を備えるデータ収集装置が知られている（特許文献１参照）。
特開２００７−１９９３６８号公報

従来のデータ収集装置では、筐体が樹脂材料により形成されているために、筐体の強度が弱く、また安価に構成することが難しい。このような問題を解決するために、筐体を金属材料により形成することが考えられるが、筐体を金属材料により形成した場合、アンテナ部が筐体内部に収容されているために、金属材料の影響によって、アンテナ部の感度が落ち、またアンテナ部が指向性を有するようになる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、アンテナ部の性能を劣化させることなく、筐体強度を高め、且つ、安価に構成可能なデータ収集装置を提供することにある。

本発明に係るデータ収集装置は、屋外の環境情報を収集する環境情報収集部を内部に収容する金属製の筐体と、筐体の上面に配設された反射板と、反射板の上面から上方に延出し、環境情報収集部により収集された環境情報を含む情報を送受信するアンテナ部とを備えることを特徴とする。

本発明に係るデータ収集装置によれば、筐体は金属材料により形成されているので、樹脂材料により筐体を形成した場合と比較して、筐体の強度を高め、且つ、安価に構成することができる。また本発明に係るデータ収集装置によれば、筐体の上面に反射板が配設され、アンテナ部は反射板の上面から上方に延出しているので、金属製の筐体の影響によってアンテナ部の性能が劣化することがない。

以下、図面を参照して、本発明に係るデータ収集装置を適用した本発明の一実施形態となる農作物育成支援システムの構成について説明する。

〔農作物育成支援システムの全体構成〕
本発明の一実施形態となる農作物育成支援システム１は、図１に示すように、農家の作業者側に設けられた農家側コンピュータ（以下「農家側ＰＣ」という）２と、農地に設けられたデータ収集装置（フィールドサーバ）３と、集計・解析者側に設けられたサーバ４とを主体に構成されている。この農作物育成支援システム１において、農家側ＰＣ２，データ収集装置３，及びサーバ４はインターネット等の電気通信回線５を介して相互に情報通信可能に構成されている。

農家側ＰＣ２は、パーソナルコンピュータ，携帯電話機，ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の汎用の情報処理装置により構成されている。農家側ＰＣ２は、電気通信回線５を介してデータ収集装置３又はサーバ４が保有する各種情報（具体的には収集データ）を閲覧又はダウンロードしたり、電気通信回線５を介してデータ収集装置３を遠隔操作したりする。

データ収集装置３は、農作物を育成する農地に設置され、農作及び農地における農作物に関する情報（データ）を収集する。データ収集装置３は、図示しないアクセスポイントとの間で無線通信を行うことにより、電気通信回線５を介して農家側ＰＣ２又はサーバ４との間で情報通信を行う。データ収集装置３の詳細については後述する。

サーバ４は、ワークステーション等の汎用の情報処理装置により構成されている。サーバ４は、データ収集装置３が検出した情報を受信したり、受信した情報を農家毎に所定の形式で集計したり、集計した情報を統計処理等の解析手法を利用して解析することにより農地及び農作物にとって最適な育成条件に関する情報を抽出したり、抽出された情報を農家側ＰＣ２に送信する機能を実現したりする。

〔データ収集装置の構成〕
データ収集装置３は、図２に示すように、本体ユニット３０を主体に構成されている。本体ユニット３０は、全体的に長方形形状を有する本体ハウジング（筐体）３０ａと、本体ハウジング３０ａの底部に連結される脚部３０ｂとを有し、脚部３０ｂは、その一部分が地中に埋設されている。また支柱３０ｃは、本体ユニット３０から独立して、その一部分が地中に埋設されており、その上部には、カメラユニット５０と温湿度センサ６１が取り付けられている。

〔本体ハウジングの構成〕
本体ハウジング３０ａは、金属材料により構成され、データ収集及び情報の送受信に必要な種々の電子部品が内部に収容されている。本体ハウジング３０ａの上面には、図３に示すように反射板３０ｅが配置され、反射板３０ｅの上面からは無線通信部（アンテナ）３７ａ，３７ｂが上方に延出している。無線通信部３７ａ，３７ｂは、図２に示すように本体ハウジング３０ａと一体的に形成された樹脂製のカバー部材３０ｄにより覆われている。このような構成によれば、本体ハウジング３０ａは金属材料により形成されているので、樹脂材料により本体ハウジング３０ａを形成した場合と比較して、強度を高め、且つ、安価に構成することができる。

また本体ハウジング３０ａの上面に反射板３０ｅが配設され、無線通信部３７ａ，３７ｂは反射板３０ｅの上面から上方に延出しているので、反射板３０ｅが金属製の本体ハウジング３０ａが電波の指向性に影響を与えることを防止し、且つ、接地準位を形成することにより、金属製の本体ハウジング３０ａの影響によって無線通信部３７ａ，３７ｂの性能が劣化することを防止できる。また無線通信部３７ａ，３７ｂは樹脂製のカバー部材３０ｄにより覆われているので、性能に影響を与えることなく外部衝撃から無線通信部３７ａ，３７ｂを保護できる。

〔本体ユニットの内部構成〕
本体ユニット３０は、図４に示すように、データ制御部３１，データ収集部３２，データ演算部３３，データ記憶部３４，データ表示部３５，無線通信制御部３６，無線通信部３７（３７ａ，３７ｂ），センサインターフェース（センサＩ／Ｆ）部３８，電源部３９，内部環境制御部４０，及び内部環境計測部４１を主体に構成されている。

データ制御部３１は、データ収集装置３の動作を総合的に制御する機能を担っている。データ制御部３１は、データ演算部３３によって生成される情報をデータ記憶部３４に記憶させたり、データ表示部３５に表示させたりする。またデータ制御部３１は、データ記憶部３４に記憶されている情報を読み込み、これを無線通信制御部３６に対して出力したりする。

データ収集部３２は、センサＩ／Ｆ部３８を介して、カメラユニット５０からの画像データ、及び各種センサ６０〜６７からのセンサデータを、予め設定された周期で自動的に収集する機能を担っている。データ収集部３２によって収集されたデータは、データ演算部３３に対して出力される。

データ演算部３３は、データ収集部３２から出力される各種センサのデータを対象として、センサ信号（電圧値等）を利用者が理解することができる所定の形式(例えば温度)に変換することにより、データ（以下「収集データ」という）を生成する機能を担っている。データ演算部３３において生成された収集データは、データ制御部３１に対して出力される。

データ記憶部３４は、収集データを記憶する機能を担っている。データ演算部３３からデータ制御部３１に対して出力された収集データは、データ制御部３１によってデータ記憶部３４に格納される。データ記憶部３４には、データ毎に、収集データと共に例えばデータを取得した時間や日付が対応付けて記憶される。

データ表示部３５は、データ制御部３１によって制御されて、データ演算部３３から出力される収集データを表示する機能を担っている。データ表示部３５としては、例えば、液晶ディスプレイを用いることができ、本体ユニット３０の本体ハウジング３０ａに取り付けられている。このデータ表示部３５により、農地において、収集データをリアルタイムで閲覧することができるようになっている。

無線通信制御部３６は、所定時間毎に、データ制御部３１に対してデータ記憶部３４に記憶されている所定の量の収集データ（例えば、サーバ４に対して未送信分の収集データ）を要求する。無線通信制御部３６は、データ制御部３１から収集データを取得すると、この収集データを無線通信部３７を介して指定されたアクセスポイントへと送信することにより、サーバ４に対して収集データを送信する。

また無線通信制御部３６は、無線通信部３７を介して農家側ＰＣ２から収集データの送信要求を受信した場合には、送信要求において指定される所定期間分の収集データを、データ制御部３１に対して要求する。無線通信制御部３６は、データ制御部３１から収集データを取得すると、この収集データを無線通信部３７を介して指定されたアクセスポイントへと送信することにより、送信要求を送信した農家側ＰＣ２に対して収集データを送信する。

無線通信部３７は、無線通信を行う機能を担っており、２本のアンテナ部材（３７ａ，３７ｂ）によるダイバーシティ構成になっている。無線通信部３７をダイバーシティ構成にすることにより、電波の位相が打ち消し合うヌルポイントを低減し、確実に情報通信を行うことができる。センサＩ／Ｆ部３８は、カメラユニット５０や各種センサ６０〜６７といった、農地及び農地における農作物に関する情報を検出するセンサ等が接続される。電源部３９は、ソーラーパネル，１００Ｖ電源，１２Ｖバッテリ等の電源から電力の供給を受けることにより、本体ユニット３０を駆動する機能を担っている。

内部環境制御部４０は、外気温変化や雨氷によって本体ハウジング３０ａの内部環境が変化することにより、内部に収容された電子部品に動作の不具合が生じないように、内部環境を制御する機能を担っている。内部環境制御部４０は、温湿度センサといった内部環境を計測する内部環境計測部４１からの計測結果に基づいて、ファン等の循環装置（図示せず）、暖房装置（図示せず）及び冷房装置（図示せず）のいずれかを制御することにより、内部環境を所定の環境下に制御する機能を担っている。

データ収集装置３には、センサＩ／Ｆ部３８を介して、カメラユニット５０及び各種センサ６０〜６７が接続されている。カメラユニット５０は、カメラ５１と、カメラ５１を駆動する電源部５２とを主体に構成されており、これらの要素が筐体内部に収容されている。カメラユニット５０は、本体ユニット３０とは独立した支柱３０ｃに取り付けられている。カメラ５１は、イメージセンサ（例えばＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等）が内蔵されており、農地及び農地における農作物を含む景色を撮像し、これを画像データとして出力する機能を担っている。電源部５２は、ソーラーパネル，１００Ｖ電源，１２Ｖバッテリ等の電源から電力の供給を受けることにより、カメラユニット５０を駆動する機能を担っている。

カメラユニット５０は、本体ユニット３０と同様に、内部環境を制御する内部環境制御部５３を備えている。内部環境制御部５３は、温湿度センサといった内部環境を計測する内部環境計測部５４からの計測結果に基づいて、ファン（図示せず）、暖房装置（図示せず）および冷房装置（図示せず）のいずれかを制御することにより、内部環境を所定の環境下に制御する機能を担っている。

温湿度センサ６０〜６２は、温度及び湿度を検出するセンサであり、白金測温抵抗体型（温度）及び静電容量式高分子ポリマー型（湿度）等を用いることができる。温湿度センサ６０は、例えば、本体ユニット３０のハウジング内部にレイアウトされており、ファンによって取り入れられた空気の温度及び湿度を検出する。温湿度センサ６１は、本体ユニット３０の外部、例えば上述したカメラユニット５０が取り付けられる支柱３０ｃに取り付けられており、農地における温度及び湿度を検出する。また温湿度センサ６２は、農地において温湿度センサ６１とは異なる箇所に設置されており、農地における温度及び湿度を検出する。

土壌温度センサ６３は、農地における土壌温度を検出するセンサである。土壌水分センサ６４は、農地における土壌水分を検出するセンサであり、例えば電気抵抗型のセンサを用いることができる。土壌ＥＣセンサ６５は、電気伝導度を用いて、農地の土壌中に存在している肥料分の含有傾向を検出するセンサである。日射量センサ６６は、地表面上の全天日射量を検出するセンサであり、熱電対型などを用いることができる。ＣＯ_２センサ６７は、ＣＯ_２濃度を検出するセンサであり、固体高分子型等を用いることができる。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。

本発明の実施形態となる農作物育成支援システムの全体構成を示すブロック図である。 図１に示すデータ収集装置の外観を模式的に示す斜視図である。 図２に示す本体ハウジング上部のカバー部材を外した状態を模式的に示す斜視図である。 図１に示すデータ収集装置の全体構成を機能的に示すブロック図である。

符号の説明

１：農作物育成支援システム
２：農家側ＰＣ
３：データ収集装置
４：サーバ
５：電気通信回線
３０：本体ユニット
３０ａ：本体ハウジング
３０ｂ：脚部
３０ｃ：支柱
３０ｄ：カバー部材
３０ｅ：反射板
３１：データ制御部
３２：データ収集部
３３：データ演算部
３４：データ記憶部
３５：データ表示部
３６：無線通信制御部
３７，３７ａ，３７ｂ：無線通信部
３８：センサＩ／Ｆ部
３９：電源部
４０：内部環境制御部
４１：内部環境計測部
５０：カメラユニット
５１：カメラ
５２：電源部
５３：内部環境制御部
５４：内部環境計測部
６０：温湿度センサ
６１：温湿度センサ
６２：温湿度センサ
６３：土壌温度センサ
６４：土壌水分センサ
６５：土壌ＥＣセンサ
６６：日射量センサ
６７：ＣＯ_２センサ

Claims (4)

1. 屋外の環境情報を収集する環境情報収集部を内部に収容する金属製の筐体と、
   前記筐体の上面に配設された反射板と、
   前記反射板の上面から上方に延出し、前記環境情報収集部により収集された環境情報を含む情報を送受信するアンテナ部と
   を備えることを特徴とするデータ収集装置。
2. 請求項１に記載のデータ収集装置において、前記アンテナ部を覆うカバー部材を備えることを特徴とするデータ収集装置。
3. 請求項２に記載のデータ収集装置において、前記カバー部材が樹脂材料により形成されていることを特徴とするデータ収集装置。
4. 請求項１乃至請求項３のうち、いずれか１項に記載のデータ収集装置において、前記アンテナ部が複数本のアンテナ部材を有するダイバーシティ構成になっていることを特徴とするデータ収集装置。

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