JP2009218746A - データ収集装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通信状態に応じて、通信距離の最適化を行う
【解決手段】無線通信制御部４５は、無線通信部４６による無線通信を制御するとともに、この無線通信における通信状態を評価する評価パラメータ（電波強度）を検出する。データ制御部４０は、収集した環境情報を無線通信制御部４５に出力する。ここで、データ制御部４０は、無線通信制御部４５によって検出された電波強度に基づいて、無線通信における通信距離を無線通信制御部４５を介して変更する。
【選択図】図４

Description

本発明は、データ収集装置に係り、特に、屋外の環境情報を収集するデータ収集装置に関する。

近年のＩＴ化に伴い、インターネットといった電気通信回線を用いた情報通信技術が様々な分野で活用されている。例えば、周囲環境の情報を収集するデータ収集装置を遠隔地に設置して、このデータ収集装置からの情報を電気通信回線を介して集計して一元的に管理したり、データ収集装置によって収集された情報を自宅にて閲覧したりするといったことが可能となる。このようなデータ収集装置は、一例として、農地（農場）に設置されており、気温、湿度、日射量等の環境情報、農作物の生育情報、農薬散布等の作業情報といった種々の情報を収集する（例えば、特許文献１参照）。この類のデータ収集装置は、屋外に設定されることが一般であるから、アクセスポイントとの間で電波による無線通信を行い、これにより、電気通信回線との間の接続を確立している。
特開２００６−４２７２１号公報

しかしながら、データ収集装置は屋外に設置されるため、通信状態が悪いシーンが想定され、このケースでは、通信の誤り率が高くなり、通信距離が短くなるという不都合がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、通信状態に応じて、通信距離の最適化を行うことである。

かかる課題を解決するために、本発明は、屋外に設置されて、この設置場所における環境情報を収集するデータ収集装置を提供する。このデータ収集装置は、アクセスポイントとの間で電波にて無線通信を行う通信部と、通信部による無線通信を制御するとともに、この無線通信における通信状態を評価する評価パラメータを検出する第１の制御部と、収集した環境情報を前記第１の制御部に出力する第２の制御部とを有し、第２の制御部は、第１の制御部によって検出された評価パラメータに基づいて、無線通信における通信距離を第１の制御部を介して変更する。

ここで、本発明において、第２の制御部は、評価パラメータに基づいて通信状態が悪いと判断した場合、第１の制御部を介して無線通信における通信距離を伸ばすことが好ましい。

また、本発明において、第２の制御部は、評価パラメータに基づいて、第１の制御部による通信速度を変更することが望ましい。この場合、第２の制御部は、評価パラメータに基づいて通信状態が悪いと判断した場合、第１の制御部による通信速度を小さくすることが好ましい。

また、本発明において、第２の制御部は、評価パラメータに基づいて、第１の制御部によるパケット通信の単位パケットの長さを変更することが望ましい。この場合、第２の制御部は、評価パラメータに基づいて通信状態が悪いと判断した場合、第１の制御部によるパケット通信の単位パケットの長さを短くすることが好ましい。

また、本発明において、第２の制御部は、評価パラメータに基づいて通信状態が悪いと判断した場合、第１の制御部によるパケット通信において同一パケットを連続的に複数回送信させるが好ましい。

本発明によれば、通信状態が悪いシーンにおいて、通信距離を伸ばすといったことが可能になる。こにより、通信状態に応じて、通信距離の最適化を行うことができる。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の実施形態にかかるデータ収集装置３が適用される農作物育成支援システム１の全体構成を示すブロック図である。本実施形態にかかる農作物育成支援システム１は、農家の作業者側に設けられる農家側コンピュータ（以下「農家側ＰＣ」という）２と、農地に設けられるデータ収集装置３と、集計・解析者側に設けられるサーバ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およびサーバ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。この農家側ＰＣ２は、電気通信回線５を介してデータ収集装置３またはサーバ４が保有する各種情報を閲覧また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ことができる。

データ収集装置３は、農作物を育成する農地に設置されており、農地およびこの農地における農作物に関する情報を収集する。このデータ収集装置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またはサーバ４との間で情報通信を行うことができる。アクセスポイントは、無線ＬＡＮで端末間を接続する電波中継機であり、例えば、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｂといった規格に準拠している。なお、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。このサーバは、データ収集装置３が収集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およ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、集計した情報または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ことができる。

図２は、データ収集装置３の外観を模式的に示す斜視図である。データ収集装置３は、本体ユニット３０と、情報収集手段とを主体に構成されている。

本体ユニット３０は、ハウジング部３１と、脚部３２とを有している。脚部３２は、その一部分が地中に埋設されており、ハウジング部３１を支持することにより、本体ユニット３０を農地に設置する。

ハウジング部３１は、情報収集に必要な複数の電子部品を内部に収容する略四角柱形状の筐体であり、本体部３３と、底板部３５と、アンテナカバー３６とで構成されている。本体部３３および底板部３５は、データ収集装置３の強度を確保する観点から金属製になっており、アンテナカバー３６は、後述するアンテナの電波特性を妨げない観点から樹脂製となっている。

本体部３３は、断面形状が略矩形となる筒状の部材であり、４つの側壁部で構成されている。これらの側壁部において、断面形状が略Ｕ字状となる３つの側壁部は、互いに一体形成されており、残りの側壁部は、それら側壁部に対して着脱可能に構成されている。一体形成された３つの側壁部のうち、互い対向する一対の側壁部には、その内壁面の対応する位置に、本体部３３の軸方向（長手方向）に延在する溝状のレール部がそれぞれ形成されている。一対のレール部は、ハウジング部３１（本体部３３）の内部に収容される固定板（図示せず）の両サイドの縁部を挟持することにより、この固定板を保持するとともに、本体部３３に対して挿抜が可能な固定板のスライドをガイドする。

本体部３３内に収容される固定板には、情報収集に必要な種々の電子部品が固定されており、個々の電子部品同士は必要な配線が行われている。データ収集装置３における電子部品としては、ＣＰＵやメモリのほか無線カードなどで構成されるＣＰＵボード、センサやカメラからの信号を取得してデータ収集を行うデータ収集ボード、各種の電子部品に電力を供給するＡＣ／ＤＣ電源およびＤＣ／ＤＣ電源が挙げられる。また、これ以外にも、センサやカメラといった情報収集手段に繋がるケーブルが物理的に接続されるセンサインターフェース、外部電源に繋がるケーブルが物理的に接続される電源インターフェースなどが挙げられる。

図３に示すように、本体部３３の上部には、アンテナユニット３７が配置されている。アンテナユニット３７は、一対のアンテナ３７ａと、板状のアンテナ反射板３７ｂとで構成されている。アンテナ反射板３７ｂは、本体部３３の上部開口を覆うように取り付けられており、その上面にはアンテナ３７ａが起立した状態で設けられている。アンテナ反射板３７ｂは、電波の反射特性に優れる部材で構成されており、これにより、アンテナ３７ａからの電波が金属製の本体部３３によって阻害されないように工夫されている。アンテナユニット３７は、固定板に固定されるＣＰＵボード等の電子部品と電気的に接続されている。

また、本体部３３において、ある側壁部の上部には、本体部３３の内外を貫通する開口が形成されており、この開口には、樹脂等で成形された透明な表示窓が取り付けられている。本体部３３の内部には、表示窓と位置的に対応して表示ユニット３４が取り付けられており、この表示窓を介して、表示ユニット３４が表示する情報を確認することができる。表示ユニット３４は、例えば、ＬＥＤ等のパイロットランプや、液晶等のディスプレイで構成されており、種々の情報を表示することができる。表示ユニット３４は、固定板に固定されるＣＰＵボード等の電子部品と電気的に接続されている。

再び、図２を参照するに、底板部３５は、本体部３３の底部に配置されており、本体部３３の底部開口を封止する機能と、本体部３３内に収容される固定板を保持する機能を担っている。また、この底板部３５は、上述した脚部３２とハウジング部３１との連結機能も担っている。

アンテナカバー３６は、本体部３３の上部に配置されており、本体部３３の上部開口を封止する機能を担っている。また、このアンテナカバー３６は、アンテナユニット３７の外観形状と対応した形状を有しており、アンテナユニット３７を内部に収容してそれをカバーする機能も担っている（図３参照）。

図４は、データ収集装置３の構成を機能的に示すブロック図である。データ収集装置３において、本体ユニット３０は、これを機能的に捉えた場合、データ制御部４０と、データ収集部４１と、データ演算部４２と、データ記憶部４３と、データ表示部４４と、無線通信制御部４５と、無線通信部４６と、センサインターフェース（センサＩ／Ｆ）部４８と、電源部４９と、内部環境制御部５０と、内部環境検出部５１と、内部環境調整部５２とを有している。これらの要素は、本体ユニット３０内に収容される種々の電子部品によってその機能が実現されている。例えば、データ制御部４０、データ演算部４２、データ記憶部４３および無線通信制御部４５はＣＰＵボードによって、無線通信部４６はアンテナユニット３７によって、データ表示部４４は表示ユニット３４によってその機能が実現されているといった如くである。

データ制御部４０は、数値計算や情報処理、機器制御などを行い、データ収集装置３の動作を総合的に制御する。データ制御部４０は、データ演算部４２によって生成される情報をデータ記憶部４３に記憶させたり、データ表示部４４にリアルタイムで表示することができたりする。また、データ制御部４０は、無線通信制御部４５において検出される電波強度に基づいて、無線通信における通信距離を無線通信制御部４５を介して変更させる。具体的には、データ制御部４０は、電波強度に基づいて通信状態が悪いと判断した場合、無線通信における通信距離を延ばす。本実施形態では、データ制御部４０は、電波強度に基づいて、無線通信制御部４５による通信速度を変更させており、電波強度に基づいて通信状態が悪いと判断した場合には、無線通信制御部４５による通信速度を、現在の通信速度よりも小さくする。

さらに、データ制御部４０は、所定周期で、或いは、サーバ４からの収集データの送信要求を取得すると、データ記憶部４３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）を読み込み、この収集データを無線通信制御部４５に出力する。また、データ制御部４０は、農家側ＰＣ２からの収集データの閲覧要求またはダウンロード要求を取得すると、この要求において指定される所定期間分の収集データを、データ記憶部４３から読み込む。そして、データ制御部４０は、読み込んだ収集データを、閲覧可能な形式またはダウンロード可能な形式に変換した上で、当該収集データを無線通信制御部４５に出力する。

データ収集部４１は、センサＩ／Ｆ部４８を介して、情報収集手段である各種センサ６０〜６７からのセンサ信号およびカメラユニット７０からの画像信号を、予め設定された周期で自動的に収集する。データ収集部４１によって収集されたデータはデータ演算部４２に対して出力される。

データ演算部４２は、データ収集部４１から出力される各種の信号のそれぞれを対象として、センサ信号（電圧値など）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、収集データを生成する。データ演算部４２において生成された収集データは、データ制御部４０に対して出力される。

データ記憶部４３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４２からデータ制御部４０に対して出力された収集データは、データ制御部４０によってデータ記憶部４３に格納される。データ記憶部４３には、収集データ毎に、そのデータとともに、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４４は、データ制御部４０によって制御されて、データ演算部４２から出力される収集データを表示したり、現在の動作状況といった各種の情報を表示したりする。このデータ表示部４４により、農地において、収集データをリアルタイムで閲覧したり、その動作状況を確認したりすることができる。

無線通信制御部４５は、無線通信部４６からのパケットの復号化を行い、復号した信号をデータ制御部４０に出力したり、データ制御部４０からのデータをパケットに変換し、変換したパケットを無線通信部４６に出力したりする。例えば、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｂの規格によれば、２．４ＧＨｚ帯の電波を使いることで、最大１１Ｍｂｐｓの通信速度で通信を行なうことができる。この無線通信制御部４５は、パケットを送信する際の通信速度として、複数の通信速度、例えば、１Ｍｂｐｓ，２Ｍｂｐｓ，５．５Ｍｂｐｓ，１１Ｍｂｐｓの中から任意の速度を選択することができる。無線通信制御部４５は、通常、予め設定される基準通信速度、例えば、最大の通信速度（１１Ｍｂｐｓ）を選択している。

また、本実施形態において、無線通信制御部４５は、送られてきたパケットから、例えば、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator：受信信号強度表示）などの電波強度を検出する機能も有している。

さらに、無線通信制御部４５は、サーバ４からの収集データの送信要求に応じて、データ制御部４０から収集データを取得する。そして、無線通信制御部４５は、この収集データを無線通信部４６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４５は、農家側ＰＣ２から収集データの閲覧要求またはダウンロード要求に応じて、データ制御部４０から収集データを取得する。そして、無線通信制御部４５は、この収集データを無線通信部４６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４６は、アクセスポイントとの間で電波による無線通信を行う機能を担っている。具体的には、無線通信部４６は、アクセスポイントから電波にて無線送信されるパケットを受信し、受信したパケットを無線通信制御部４５に出力する。また、無線通信部４６は、無線通信制御部４５から取得したパケットを送信し、アクセスポイントへ電波にて無線送信する。

センサＩ／Ｆ部４８は、各種センサ６０〜６７およびカメラユニット７０といった、農地および農地における農作物に関する情報を検出する情報検出手段からの検出信号や画像信号を、データ収集部４１へと伝送する。

電源部４９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のシステム各部に電力を供給するとともに、電源状態を制御する機能を担っている。

内部環境制御部５０は、外気温変化や雨氷によって本体ユニット３０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５０は、温湿度センサといった内部環境を検出する内部環境検出部５１からの検出結果に基づいて、内部環境調整部５２（例えば、ファン、暖房装置および冷房装置のいずれか）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。

情報収集手段は、農地およびこの農地における農作物に関する情報を収集するセンサ等で構成されている。情報収集手段は、図４に示すように、センサＩ／Ｆ部４８を介して、本体ユニット３０に接続されており、本体ユニット３０によって各種のセンサ信号および画像信号が読み込まれる。情報収集手段は、例えば、その一部が支柱３９に取り付けられている（図２参照）。この支柱３９は、本体ユニット３０とは独立して構成されており、その一部分が地中に埋設されて、農地に起立している。支柱３９には、例えば、情報収集手段の一つである温湿度センサ６１およびカメラユニット７０が取り付けられている。

温湿度センサ６０〜６２は、温度および湿度を検出するセンサであり、白金測温抵抗体型（温度）および静電容量式高分子ポリマー型（湿度）などを用いることができる。温湿度センサ６０は、図４に示すように、本体ユニット３０のハウジング部３１内に取り込まれた空気から、農地における温度および湿度を検出する。温湿度センサ６１は、本体ユニット３０の外部、例えば、図２に示すように、支柱３９に取り付けられており、農地における温度および湿度を検出する。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、農地における温度および湿度を検出する。

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。ＣＯ２センサ６７は、ＣＯ２濃度を検出するセンサであり、個体高分子型などを用いることができる。

カメラユニット７０は、カメラ（図示せず）と、このカメラを駆動する電源部（図示せず）とを主体に構成されており、これらの要素がハウジング部の内部に収容されている。カメラユニット７０は、図２に示すように、支柱３９に取り付けられている。カメラは、イメージセンサ（例えば、ＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサ等）が内蔵されており、農地および農地における農作物を含む景色を撮像し、これを画像信号として出力する。電源部は、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７０のシステム各部に電力を供給するとともに、電源状態を制御する機能を担っている。

このような構成のデータ収集装置３は、アクセスポイントを介して、農家側ＰＣ２またはサーバ４との間で通信を行う。本実施形態の特徴の一つとして、データ収集装置３は、通信状態に基づいて、通信時の通信速度を変更することができる。

図５は、本発明の第１の実施形態にかかる通信速度の設定処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、所定の周期で呼び出され、データ制御部４０によって実行される。

まず、ステップ１（Ｓ１）において、データ制御部４０は、無線通信制御部４５において検出される電波強度を読み込む。

ステップ２（Ｓ２）において、データ制御部４０は、読み込んだ電波強度に基づいて、通信状態が良好か否かを判定する。具体的には、データ制御部４０は、電波強度に関し、通信状態が良い状態であるのかそれとも悪い状態であるのかを切り分ける判定値を予め保持している。この判定値は、実験やシミュレーションを通じて予め設定されている。データ制御部４０は、読み込んだ電波強度を判定値と比較して、その値が判定値よりも大きい場合には、通信状態が良好であると判断し、その値が判定以下の場合には、通信状態が悪いと判断する。

このステップ２において否定判定された場合、すなわち、通信状態が悪いと判断した場合には、ステップ３（Ｓ３）に進む。一方、ステップ２において肯定判定された場合、すなわち、通信状態が良い場合には、ステップ５（Ｓ５）に進む。

ステップ３において、データ制御部４０は、無線通信制御部４５に対して通信速度の低下を指示し、これにより、無線通信制御部４５による通信速度を小さくさせる。具体的には、データ制御部４０は、通信速度を一段階小さくする旨の指示を行う。この指示が無線通信制御部４５によって受け付けられると、無線通信制御部４５は、現在選択している通信速度よりも、一段階小さい通信速度を選択する。なお、現在選択されている通信速度が最も小さい通信速度である場合には、無線通信制御部４５は、データ制御部４０の指示に拘わらず、その最小の通信速度を維持する。

ステップ４（Ｓ４）において、データ制御部４０は、通信速度フラグＦspを「１」にセットする。この通信速度フラグＦspは、初期的には「０」にセットされており、無線通信制御部４５による通信速度が基準通信速度以外に設定されている場合に「１」にセットされる。

ステップ５において、データ制御部５０は、通信速度フラグＦspが「１」にセットされているか否かを判断する。このステップ５において肯定判定された場合、すなわち、通信速度フラグＦspが「１」にセットされている場合には、ステップ６（Ｓ６）に進む。一方、ステップ５において否定判定された場合、すなわち、通信速度フラグＦspが「０」にセットされている場合には、本ルーチンを抜ける。

ステップ６において、データ制御部４０は、無線通信制御部４５に対して通信速度の復帰を指示し、これにより、無線通信制御部４５による通信速度を大きくする。具体的には、データ制御部４０は、通信速度を一段階大きくする旨の指示を行う。この指示が無線通信制御部４５によって受け付けられると、無線通信制御部４５は、現在選択している通信速度よりも、一段階大きい通信速度に変更する。そして、データ制御部４０は、無線通信制御部４５による通信速度が基準通信速度に復帰した場合には、通信速度フラグＦspを「１」から「０」に切り替える。なお、現在選択している通信速度が基準通信速度である場合には、無線通信制御部４５は、データ制御部４０の指示に拘わらず、基準通信速度を維持する。

このように本実施形態において、データ収集装置３は、通信強度に基づいて、通信速度が変更される。具体的には、通信強度に基づいて通信状態が悪いと判断された場合には、通信速度が小さくされる。

かかる構成によれば、通信状態が悪いシーンでは、通信速度を小さくするものの、これにより、通信の誤り率を下げることができ、通信距離を延ばすことができる。また、通信強度に基づいて、通信速度を変更しているので、通信状態がよいシーンでは、通信速度を小さくする必要はないので、通信効率の向上を図ることができる。

なお、本実施形態では、無線通信制御部４５において電波強度を検出する構成であるが、本発明は、無線通信における通信状態を評価する評価パラメータとしての性質を有するものであれば、これ以外の形態を採用することができる（後述する実施形態においても同様）。このような評価パラメータとしては、例えば、パケットエラーレートなどを用いることができる。

例えば、無線通信制御部４５は、無線通信部４６から送られてきたパケットから、例えば、パケットエラーをチェックするためのＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）エラーなどの受信エラーを検出する。そして、無線通信制御部４５は、検出した受信エラーに基づいてパケットエラーレートを算出（検出）する。このパケットエラーレートは、受信した全てのパケット数のうち、エラーの生じたパケット数の割合を示す。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態にかかるデータ収集装置３について説明する。この第２の実施形態にかかるデータ収集装置３が第１の実施形態のそれと相違する点は、データ収集装置３による通信速度の設定処理の手順である。以下、第１の実施形態と共通する構成については符号を引用してその詳細な説明は省略することとし、相違点を中心に説明を行う。

本実施形態において、データ制御部４０は、電波強度に基づいて、無線通信制御部４５によるパケット通信の単位パケットの長さを変更することができ、電波強度に基づいて通信状態が悪いと判断した場合、無線通信制御部４５によるパケット通信の単位パケットの長さを、現在の単位パケットの長さよりも小さくする。

図６は、本発明の第２の実施形態にかかる通信パケットの長さ設定の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、所定の周期で呼び出され、データ制御部４０によって実行される。

まず、ステップ１０（Ｓ１０）において、データ制御部４０は、無線通信制御部４５において検出される電波強度を読み込む。

ステップ１１（Ｓ１１）において、データ制御部４０は、読み込んだ電波強度に基づいて、通信状態が良好か否かを判定する。具体的には、データ制御部４０は、第１の実施形態と同様に、電波強度に関し、通信状態が良い状態であるのかそれとも悪い状態であるのかを切り分ける判定値を予め保持している。データ制御部４０は、読み込んだ電波強度を判定値と比較して、その値が判定値よりも大きい場合には、通信状態が良好であると判断し、その値が判定以下の場合には、通信状態が悪いと判断する。

このステップ１１において否定判定された場合、すなわち、通信状態が悪いと判断した場合には、ステップ１２（Ｓ１２）に進む。一方、ステップ２において肯定判定された場合、すなわち、通信状態が良い場合には、ステップ１４（Ｓ１４）に進む。

ステップ１２において、データ制御部４０は、無線通信制御部４５に対して単位パケットの長さを短くする指示を行い、これにより、無線通信制御部４５によるパケット通信の単位パケットの長さを短くする。無線通信制御部４５は、通常、パケットにおけるデータ部のデータ量を所定量に設定し、この基準パケット長を単位パケットとして、パケット通信を行っている。データ制御部４０からの指示を受け付けると、無線通信制御部４５は、パケットにおけるデータ部のデータ量を細分化することにより、単位パケットあたりの長さを現在の長さより所定量だけ短くする。なお、単位パケットに関する最小の長さを設定しておき、現在の単位パケットの長さが最小のパケットの長さに到達した場合、無線通信制御部４５は、データ制御部４０からの指示に拘わらず、単位パケットの長さを最小の長さに維持する。

ステップ１３（Ｓ１３）において、データ制御部４０は、長さフラグＦlgを「１」にセットする。この長さフラグＦlgは、初期的には「０」にセットされており、無線通信制御部４５による単位パケットの長さが基準パケット長以外の場合に「１」にセットされる。

ステップ１４において、データ制御部５０は、長さフラグＦlgが「１」にセットされているか否かを判断する。このステップ１４において肯定判定された場合、すなわち、長さフラグＦlgが「１」にセットされている場合には、ステップ１５（Ｓ１５）に進む。一方、ステップ１４において否定判定された場合、すなわち、長さフラグＦlgが「０」にセットされている場合には、本ルーチンを抜ける。

ステップ１５において、データ制御部４０は、無線通信制御部４５に対して単位パケットの長さの復帰を指示し、これにより、無線通信制御部４５による無線通信制御部４５によるパケット通信の単位パケットの長さを復帰させる。データ制御部４０からの指示を受け付けると、無線通信制御部４５は、単位パケットあたりの長さを現在の長さより所定量だけ長くする。なお、現在の単位パケットの長さが基準パケット長に到達した場合、無線通信制御部４５は、データ制御部４０からの指示に拘わらず、単位パケットの長さを基準パケット長に維持する。

このように本実施形態において、データ収集装置３は、通信強度に基づいて、パケット通信の単位パケットの長さが変更される。具体的には、通信強度に基づいて通信状態が悪いと判断された場合には、単位パケットの長さが短くされる。

かかる構成によれば、通信状態が悪いシーンでは、単位パケットの長さを短くするものの、これにより、通信の誤り率を下げることができ、通信距離を延ばすことができる。また、通信強度に基づいて、通信速度を変更しているので、通信状態がよいシーンでは、単位パケットの長さを短くする必要はないので、通信効率の向上を図ることができる。

（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態にかかるデータ収集装置３について説明する。この第３の実施形態にかかるデータ収集装置３が第１または第２の実施形態のそれと相違する点は、データ収集装置３による通信速度の設定処理の手順である。以下、第１または第２の実施形態と共通する構成については符号を引用してその詳細な説明は省略することとし、相違点を中心に説明を行う。

本実施形態において、データ制御部４０は、電波強度に基づいて通信状態が悪いと判断した場合、無線通信制御部４５によるパケット通信において同一パケットを連続的に複数回送信させる。

図７は、本発明の第３の実施形態にかかる連送処理の設定手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、所定の周期で呼び出され、データ制御部４０によって実行される。

まず、ステップ２０（Ｓ２０）において、データ制御部４０は、無線通信制御部４５において検出される電波強度を読み込む。

ステップ２１（Ｓ２１）において、データ制御部４０は、読み込んだ電波強度に基づいて、通信状態が良好か否かを判定する。具体的には、データ制御部４０は、第１の実施形態と同様に、電波強度に関し、通信状態が良い状態であるのかそれとも悪い状態であるのかを切り分ける判定値を予め保持している。データ制御部４０は、読み込んだ電波強度を判定値と比較して、その値が判定値よりも大きい場合には、通信状態が良好であると判断し、その値が判定以下の場合には、通信状態が悪いと判断する。

このステップ２１において否定判定された場合、すなわち、通信状態が悪いと判断した場合には、ステップ２２（Ｓ２２）に進む。一方、ステップ２１において肯定判定された場合、すなわち、通信状態が良い場合には、ステップ２４（Ｓ２４）に進む。

ステップ２２において、データ制御部４０は、無線通信制御部４５に対して連送処理を指示し、これにより、無線通信制御部４５によるパケット通信において同一パケットを連続的に複数回送信させる。この指示を受け付けると、無線通信制御部４５は、送信データを構成するパケットのそれぞれを対象として、同一パケットを連続して複数回送信する連送処理を行う。

ステップ２３（Ｓ２３）において、データ制御部４０は、連送フラグＦreを「１」にセットする。この連送フラグＦreは、初期的には「０」にセットされており、無線通信制御部４５により連送処理が行われている場合には「１」にセットされる。

これに対して、ステップ２４において、データ制御部５０は、連送フラグＦreが「１」にセットされているか否かを判断する。このステップ２４において肯定判定された場合、すなわち、連送フラグＦreが「１」にセットされている場合には、ステップ２５（Ｓ２５）に進む。一方、ステップ２４において否定判定された場合、すなわち、連送フラグＦreが「０」にセットされている場合には、本ルーチンを抜ける。

ステップ２５において、データ制御部４０は、無線通信制御部４５に対して連送処理の解除を指示し、これにより、無線通信制御部４５による連送処理を解除させる。この指示を受け付けると、無線通信制御部４５は、連送処理を中止して、通常の送信処理を行う。そして、データ制御部４０は、連送フラグＦreを「１」から「０」に切り替える。

このように本実施形態において、データ収集装置３は、通信強度に基づいて通信状態が悪いと判断された場合には、パケット通信において同一パケットを連続的に複数回送信させる。

かかる構成によれば、通信状態が悪いシーンでは、同一パケットが連続的に複数回送信されるので、通信の誤り率を下げることができる。すなわち、通信の相手方においてパケットの受け取りがなされやすくなり、通信距離を延ばすことができる、これにより、通信距離を延ばすことができる。また、通信強度に基づいて、通信速度を変更しているので、通信状態がよいシーンでは、行う必要はないので、通信効率の向上を図ることができる。

なお、本実施形態の手法は、上述した第１の実施形態または第２の実施形態と併用して行うこともできる。

また、通常の送信処理において、連送処理を行っていることもあるので、その場合には、通信状態が悪いシーンにおいて、連送回数を通常の送信処理のそれよりも増やすこととする。さらに、本実施形態では、無線通信制御部４５に対して連送処理の指示を行っているが、同一のデータに関する送信指示を、データ制御部４０が複数回行うことで、パケット通信において同一パケットを連続的に複数回送信させてもよい。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に種々の改変を施すことができる。例えば、上述した各実施形態では、データ収集装置３は、農地およびこの農地における農作物に関する情報を収集するものであるが、本発明はこれに限定されず、広く一般的に屋外の環境情報を収集するデータ収集装置として適用することができる。また、本実施形態では、データ制御部４０によって通信設定を行っているが、無線通信制御部４５自体がこのような通信設定を行ってもよい。

データ収集装置３が適用される農作物育成支援システム１の全体構成を示すブロック図 データ収集装置３の外観を模式的に示す斜視図 データ収集装置３の外観を模式的に示す分解斜視図 データ収集装置３の構成を機能的に示すブロック図 第１の実施形態にかかる通信設定の処理手順を示すフローチャート 第２の実施形態にかかる通信設定の処理手順を示すフローチャート 第３の実施形態にかかる通信設定の処理手順を示すフローチャート

符号の説明

１ 農作物育成支援システム
２ 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
３１ ハウジング部
３２ 脚部
３３ 本体部
３４ 表示ユニット
３５ 底板部
３６ アンテナカバー
３７ アンテナユニット
３８ 表示ユニット
３８ａ パイロットランプ
３８ｂ ディスプレイ
３９ 支柱
４０ データ制御部
４１ データ収集部
４２ データ演算部
４３ データ記憶部
４４ データ表示部
４５ 無線通信制御部
４６ 無線通信部
４８ センサＩ／Ｆ部
４９ 電源部
５０ 内部環境制御部
５１ 内部環境検出部
５２ 内部環境調整部
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 ＣＯ２センサ
７０ カメラユニット

Claims (7)

1. 屋外に設置されて、当該設置場所における環境情報を収集するデータ収集装置において、
   アクセスポイントとの間で電波にて無線通信を行う通信部と、
   前記通信部による無線通信を制御するとともに、当該無線通信における通信状態を評価する評価パラメータを検出する第１の制御部と、
   収集した環境情報を通信用データとして前記第１の制御部に出力する第２の制御部とを有し、
   前記第２の制御部は、前記第１の制御部によって検出された評価パラメータに基づいて、前記無線通信における通信距離を前記第１の制御部を介して変更することを特徴とするデータ収集装置。
2. 前記第２の制御部は、前記評価パラメータに基づいて通信状態が悪いと判断した場合、前記無線通信における通信距離を伸ばすことを特徴とする請求項１に記載されたデータ収集装置。
3. 前記第２の制御部は、前記評価パラメータに基づいて、前記第１の制御部による通信速度を変更することを特徴とする請求項１に記載されたデータ収集装置。
4. 前記第２の制御部は、前記評価パラメータに基づいて通信状態が悪いと判断した場合、前記第１の制御部による通信速度を小さくすることを特徴とする請求項３に記載されたデータ収集装置。
5. 前記第２の制御部は、前記評価パラメータに基づいて、前記第１の制御部によるパケット通信の単位パケットの長さを変更することを特徴とする請求項１に記載されたデータ収集装置。
6. 前記第２の制御部は、前記評価パラメータに基づいて通信状態が悪いと判断した場合、前記第１の制御部によるパケット通信の単位パケットの長さを短くすることを特徴とする請求項５に記載されたデータ収集装置。
7. 前記第２の制御部は、前記評価パラメータに基づいて通信状態が悪いと判断した場合、前記第１の制御部によるパケット通信において同一パケットを連続的に複数回送信させることを特徴とする請求項１に記載されたデータ収集装置。

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