JP2012239407A - 栽培環境要素測定装置及び栽培情報提供装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】制御機構部が配されている空間の有効利用を図る。さらに、制御機構部の駆動熱が各種センサに影響することを、より確実に低減する。
【解決手段】 栽培環境要素測定装置１は、複数の室１１，１２が設けられたケーシング１０と、前記複数の室１１，１２のそれぞれに配置される環境要素測定手段と、前記複数の室１１，１２のいずれかに配置され、前記各環境要素測定手段の制御及びデータ収集を行う前記制御機構部３０とを有する。さらに、前記制御機構部３０が配置された室１１に、結露を回避する必要のあるいずれかの前記環境要素測定手段を配置し、他の環境要素測定手段２０が配置される室１２を、前記制御機構部３０が配置された室１１から隔離して設けたことを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】 栽培環境要素測定装置１は、複数の室１１，１２が設けられたケーシング１０と、前記複数の室１１，１２のそれぞれに配置される環境要素測定手段と、前記複数の室１１，１２のいずれかに配置され、前記各環境要素測定手段の制御及びデータ収集を行う前記制御機構部３０とを有する。さらに、前記制御機構部３０が配置された室１１に、結露を回避する必要のあるいずれかの前記環境要素測定手段を配置し、他の環境要素測定手段２０が配置される室１２を、前記制御機構部３０が配置された室１１から隔離して設けたことを特徴とする。
【選択図】 図１
Description
本発明は、温室内の栽培環境要素を測定する栽培環境要素測定装置及び測定されたデータに基づき所望の栽培情報を提供する栽培情報提供装置に関する。
特許文献１には、農作物の育成に用いられ、温度、湿度、風速、日照等のデータを収集するデータ収集装置が開示されている。すなわち、吸気側から排気側に至る空気通路に、温度センサ、湿度センサ等のセンサボックスを配置すると共に、ファンを配置し、空気通路内を通過する空気を各センサに接触させてデータを収集する。この際、センサやファンの制御やデータ収集を行うＣＰＵ、その他各種電気回路が実装された基板、電源部などの制御機構部では、駆動熱が生じる。その駆動熱が温度センサや湿度センサ等に対して悪影響を及ぼすことを抑制するために、前記制御機構部は、上記した各種センサ等が配置される空気通路から隔離して設けている。
特許文献１の技術では、各種センサを制御機構部からケーシング内で隔離しているだけであり、制御機構部が配されている空間の有効利用がなされていない。また、隔壁を介してはいるが、各種センサと制御機構部が同じケーシング内に配置されているため、制御機構部の熱が隔壁を介して各種センサに影響する可能性もある。
本発明は上記に鑑みなされたものであり、制御機構部が配されている空間の有効利用を図ることができる栽培環境要素測定装置を提供することを課題とする。また、制御機構部の駆動熱が各種センサに影響することを、より確実に低減することができる栽培環境要素測定装置を提供することを課題とする。さらに、この栽培環境要素測定装置により測定したデータを利用した栽培情報提供装置を提供することを課題とする。
上記課題を解決するため、本発明の栽培環境要素測定装置は、複数の室が設けられたケーシングと、前記複数の室のそれぞれに配置される環境要素測定手段と、前記複数の室のいずれかに配置され、前記各環境要素測定手段の制御及びデータ収集を行う制御機構部とを有し、前記制御機構部が配置された室に、結露を回避する必要のあるいずれかの前記環境要素測定手段を配置し、他の環境要素測定手段が配置される室を、前記制御機構部が配置された室から隔離して設けたことを特徴とする。
前記制御機構部が配置された室と、前記制御機構部が配置された室から隔離して設けた他の室との間に、前記制御機構部で生じる駆動熱の他の室への影響を抑制する伝熱抑制部が設けられていることが好ましい。前記伝熱抑制部は、前記制御機構部が配置された室と前記他の室との間に形成される空室部からなり、該空室部が形成された位置における前記ケーシングの対向する各壁部には開口部が形成され、前記空室部内へ前記開口部を通じて外部空気が流通可能であることが好ましい。
前記制御機構部が配置された室に配置される前記環境要素測定手段が、二酸化炭素濃度測定手段であることが好ましく、さらに、前記二酸化炭素濃度測定手段が、前記制御機構部の中の発熱部近傍に配置されていることが好ましい。前記制御機構部が配置された室から隔離して設けた室に配置される前記他の環境要素測定手段が、温度測定手段及び湿度測定手段のいずれか少なくとも一方であることが好ましい。
前記温度測定手段及び湿度測定手段のいずれか少なくとも一方が配置される室は、一方の壁部に設けられた空気導入口と他方の壁部に設けられた空気排出口を備えると共に、前記空気導入口と空気排出口とを連通するダクト部及び該ダクト部内を前記空気導入口から空気排出口へと空気を流通させるファンを備え、前記空気導入口から空気排出口までの間に、前記温度測定手段及び湿度測定手段のいずれか少なくとも一方が配置されている構成とすることが好ましい。
前記制御機構部は、収集した前記各環境要素測定手段のデータを、温室内に設けられる換気装置、給液装置、冷暖房機などの温室内環境調整手段の駆動制御部に送信し、前記各環境要素測定手段により測定したデータに基づき、前記温室内環境調整手段を駆動制御する構成であることが好ましい。さらに、前記制御機構部により収集した前記各環境要素測定手段のデータを受信し、受信したデータを記憶し、記憶したデータを分析若しくは所望の出力形態に加工するデータ分析・加工手段を有するコンピュータを備えることが好ましい。
また、本発明は、ユーザが保有する前記栽培環境要素測定装置のコンピュータと通信回線を介して接続され、前記コンピュータから送信されるデータを受信し、当該データから必要とされる栽培情報を判断し、当該栽培情報を前記ユーザのコンピュータに送信することを特徴とする栽培情報提供装置を提供する。
本発明によれば、制御機構部が配置された室と他の室とを隔離するだけでなく、制御機構部が配置された室に、結露を回避する必要のある環境要素測定手段を配置した構成である。例えば、二酸化炭素濃度測定手段であるＣＯ２センサは結露が付着すると正確な測定ができないが、制御機構部と同じ室に配置することで、その駆動熱を有効利用して結露を防止し、二酸化炭素濃度等の正確な測定を可能にする。
また、制御機構部が配置された室と他の室との間に、伝熱抑制部を設けることにより、制御機構部で生じる駆動熱の他の室への影響を抑制できる。特に、伝熱抑制部を、制御機構部が配置された室と他の室との間に形成される空室部として構成し、ケーシングにおける対向する各壁部に開口部を形成した構成とすると、開口部を通じて空室部内に外部空気が流通可能となるため、伝熱抑制効果がより高くなり、他の室に配置された温度測定手段や湿度測定手段等への駆動熱の影響をより低減することができる。
また、本発明の栽培環境要素測定装置よれば、温室内における各種の栽培環境に関連するデータを正確に収集できるため、それらのデータをユーザから管理者側に設置される栽培情報提供装置（ホストコンピュータ）で集めれば、栽培情報提供装置に蓄積されている各種栽培情報に照合して、ユーザのデータから必要と判断される栽培情報を提供することができる。
以下、図面に示した実施形態に基づき本発明をさらに詳細に説明する。図１〜図４は、本発明の一の実施形態に係る栽培環境要素測定装置１を説明するための図である。栽培環境要素測定装置１は、植物を栽培する温室内に設置され、温室内の温度、湿度、二酸化炭素濃度、照度等の栽培環境要素を測定及び記録する装置である。
図１〜図４に示すように、栽培環境要素測定装置１は、ケーシング１０、環境要素測定手段である温度センサ２１（温度測定手段）、湿度センサ２２（湿度測定手段）及びＣＯ２センサ２３（二酸化炭素濃度測定手段）、並びに、制御機構部を有して構成される。
ケーシング１０には複数の室が形成される。本実施形態では、ケーシング１０の内部が、第一の隔壁１１ａと第二の隔壁１２ａによって図３において左側と右側の室に仕切られており、第一の室１１と第二の室１２が形成されている。また、第一の隔壁１１ａと第二の隔壁１２ａの間には空室部１３が形成される。
より詳細には、第一の室１１は一方の側壁部１４ａ側（図３において右側）に形成され、該一方の側壁部１４ａ、前側壁部１４ｃ、背側壁部１４ｄ、底壁部１４ｅ、天井部１４ｆ及び第一の隔壁１１ａにより区画形成される。
第二の室１２は他方の側壁部１４ｂ側（図３において左側）に形成され、該他方の側壁部１４ｂ、前側壁部１４ｃ、背側壁部１４ｄ、底壁部１４ｅ、天井部１４ｆ及び第二の隔壁１２ａにより区画形成される。第二の室１２の内部には、第二の隔壁１２ａに一端が接合し、他端が底壁部１４ｅに接合する逆Ｌ字状隔壁板１５ａが設けられており、第二の隔壁１２ａ及び逆Ｌ字状隔壁板１５ａにより、前側壁部１４ｃと背側壁部１４ｄとの間にダクト部１５が形成されている。
第二の室１２の前側壁部１４ｃには、空気導入口１６が形成されている。本実施形態では、図２及び図４に示すように横長に開口されると共に、外方に庇部が突出するように形成され、ダクト部１５に対応する範囲を含む位置に形成されている。
第二の室１２の背側壁部１４ｄにおけるダクト部１５に対応する範囲に、空気排出口１７が形成されている。本実施形態では、図１〜図３に示したように、円形の孔からなり、該空気排出口１７の内側にはファン１８（図３を参照）が設けられている。符号１８ａは、空気排出口１７の外側に設けられるファンガードである。
したがって、ファン１８を駆動すると、外部（温室内）の空気が上記の空気導入口１６からダクト部１５へ取り入れられる。ダクト部１５の内部に取り込まれる空気は、ダクト部１５を通過してファン１８によって空気排出口１７から外部（温室内）へ排出される。換気効率が高くなるように、ファン１８の駆動により強制換気される空間を、第二の室１２全体ではなく、逆Ｌ字状隔壁板１５ａにより取り囲んだダクト部１５のみとした。
空室部１３は、第一の隔壁１１ａと第二の隔壁１２ａとの間に形成され、空室部１３が位置するケーシング１０の対向する壁部（前側壁部１４ｃ及び背側壁部１４ｄ）には、それぞれ、外部の空気を流通させるための開口部１３ａが形成されている。
上記の第一の室１１および第二の室１２には、環境要素測定手段２０である温度センサ２１（温度測定手段）、湿度センサ２２（湿度測定手段）、ＣＯ２センサ２３（二酸化炭素濃度測定手段）等のいずれかが配置される。
上記の第一の室１１には、前記の各環境要素測定手段の制御及びデータ収集を行う制御機構部３０が配置されている。図２および図３に示すように、例えばＣＰＵ基板３１や電源基板３２が制御機構部３０として配置されている。制御機構部３０は、このようにＣＰＵ基板３１、電源基板３２あるいは各種インターフェース等を実装しているために駆動熱が生じる。そこで、その駆動熱を結露の回避に利用し、結露を回避する必要のある環境要素測定手段を第一の室１１へ配置する。
その典型例として、二酸化炭素濃度測定手段であるＣＯ２センサ２３が挙げられる。ＣＯ２センサ２３は結露が付着すると測定精度が低下するので、正確な測定をするためには結露を抑止する必要がある。そのＣＯ２センサ２３を第一の室１１へ配置すると、制御機構部３０から生じる駆動熱によってＣＯ２センサ２３への結露の付着を防ぐことができる。特に、ＣＯ２センサ２３は、制御機構部３０の中の発熱部の近傍に配置することが望ましい。本実施形態では、図２および図３に示すようにＣＰＵ基板３１の近くへ配置している。ＣＯ２センサ２３を制御機構部３０と同じ第一の室１１へ配置することで、駆動熱を有効利用して結露を防止し、二酸化炭素濃度等を正確に測定することができる。なお、第一の室１１内には、底壁部１４ｅに貫通した電源コード（図示せず）の取り出し口（図示せず）の隙間を通じて外部（温室内）の空気が取り込まれ、その二酸化炭素濃度が測定される。
上記の第二の室１２のダクト部１５には、図２および図３に示すように、他の環境要素測定手段として温度センサ２１と湿度センサ２２を合わせた温湿度センサ基板２４が配置されている。なお、温度センサ２１および湿度センサ２２は、それぞれ単独の基板を配置することももちろん可能であるし、いずれか一方を配置するようにしてもよい。これらの環境要素測定手段は、制御機構部３０の駆動熱の影響を受けると、例えば温室内環境の温度、湿度を正確に測定できなくなる。
そこで、第二の室１２は前記制御機構部３０を配置した第一の室１１から隔離している。本実施形態では、単に隔離するだけではなく、第一の室１１と第二の室１２との間に、前記制御機構部３０で生じる駆動熱が他の室へ影響することを抑制するための伝熱抑制部を設けている。
前述した空室部１３がその伝熱抑制部としての機能を有する。つまり、外部の空気が２つの開口部１３ａから空室部１３へ流れることによって第一の室１１と第二の室１２との間の伝熱抑制効果が高くなる。したがって、第二の室１２に配置された温度センサ２１、湿度センサ２２等に対する駆動熱の影響をよりいっそう低減することができる。
さらに、栽培環境要素測定装置１のケーシング１０に、照度センサ（図示せず）などの照度測定手段、日射測定手段、培地温度測定手段などを環境要素測定手段として配置することもできる。
次に、前述した本実施形態の栽培環境要素測定装置１における作用について説明する。栽培環境要素測定装置１は、温室内の植物が栽培されている適宜位置に取り付けられる。その際、植物の成長点付近の環境を制御する必要があるため、成長点近傍に設けることが好ましい。栽培環境要素測定装置１では、温度センサ２１と湿度センサ２２とＣＯ２センサ２３などの環境要素測定手段によって温室内の温度、湿度、二酸化炭素濃度を測定する。
温度センサ２１と湿度センサ２２は、制御機構部３０を配置した第一の室１１から離隔している第二の室１２に配置され、さらに第一の室１１と第二の室１２の間に伝熱抑制部である空室部１３を有するので、温度および湿度を正確に測定することが可能である。
ＣＯ２センサ２３は、制御機構部３０が配置される第一の室１１へ配置したので、制御機構部３０から生じる駆動熱によって結露を回避できる。その結果、二酸化炭素濃度を正確に測定することが可能である。
次に、前述した栽培環境要素測定装置１に対して付設する各種機構について図５を参照して説明する。
温室内には、温室内を換気するためのファンなどの換気装置４１、温室内へ入る光の量を調整するためのカーテン４２、植物に対する水や薬液を供給するための給液装置４３、温室内の温度調整をする冷暖房機４４などの各種の温室内環境調整手段４０が設けられている。また、温室内環境調整手段４０には各機構を駆動するためのモータなどの駆動装置が備えられており、各駆動装置は駆動制御部４５（なお、駆動制御部４５は、各温室内環境調整手段４０に個別に設けてもよいし、それらを統合的に制御する手段としてもよいが、図５では、便宜上、一つにまとめた態様のものを示している）よって制御される構成である。
栽培環境要素測定装置１の制御機構部３０は、各環境要素測定手段である温度センサ２１、湿度センサ２２、ＣＯ２センサ２３などの各センサから送られる測定データを受信する。その測定データを、ハブ５１を介して温室内環境調整手段４０の駆動制御部４５へ送信したり、あるいは、コンピュータ５０へ送信したりする。なお、図５ではハブ５１を介して駆動制御部４５及びコンピュータ５０を接続しているが、ハブ５１を介さずに接続するようにしてもよい。
例えば、制御機構部３０は、各環境要素測定手段にて収集したデータを上記の温室内環境調整手段４０の駆動制御部４５へ送信し、収集したデータに基づき、前記温室内環境調整手段４０を駆動制御する。その結果、例えば、換気用の側窓や天窓などを温室内の温度や湿度に合わせて自動開閉することができる。さらに、温室内の二酸化炭素濃度や照度に応じて、カーテン４２を自動開閉したり、給液システムを自動制御したりすることができる。
また、上記のコンピュータ５０としては、前記制御機構部３０により収集した各環境要素測定手段のデータを受信し、その受信したデータを記憶し、その記憶したデータを分析もしくは所望の出力形態に加工するデータ分析・加工手段（図示せず）を備えた構成とすることが好ましい。その結果、コンピュータ５０ではデータを蓄積し、管理することができる。例えば、受信したデータを加工して、特定期間における平均気温、積算温度、有効積算温度、絶対湿度、飽差、露点などを算出することができる。また、測定したデータをグラフで表示し、環境の変化を目視で確認できるようにしてもよい。さらに、過去のデータと比較し、一つのグラフに集約することもできる。これにより、ユーザによる栽培管理の容易化を図ることができる。
さらに、上記の栽培環境要素測定装置１に接続されるコンピュータ５０を端末として、複数のユーザから送信される情報を管理する栽培情報提供装置６０を設定することができる。具体的には、管理者の栽培情報提供装置６０（ホストコンピュータ）に、ユーザが保有する栽培環境要素測定装置１のコンピュータ５０（端末装置）が通信回線６２を介して接続されるシステムを構築する。それにより、通信回線６２を介して前記コンピュータ５０から送信されるデータを受信できるようになる。
栽培情報提供装置６０は、ユーザからのデータを受信したならば、該栽培情報提供装置６０に蓄積されている栽培情報データとの関係を検索する。栽培情報提供装置６０が蓄積している栽培情報データとしては、例えば、病害虫発生予想等のデータベースのほか、受信したデータに基づくより適切な栽培環境に関するアドバイス情報、受信したデータから予測される収穫時期のシミュレーション情報などがある。
例えば、平均気温が高い場合において、ある植物に生じる症状やその対処方法などのように、ユーザのデータに対応する栽培情報を検索し、ユーザが必要とされる栽培情報を判断する。その栽培情報を前記ユーザのコンピュータ５０へ送信する。ユーザはその栽培情報を参考にして温室内の環境の問題点や解決策を抽出し、栽培改善を図ることができる。また、栽培情報提供装置６０において、所定の会員だけがアクセスできるサイトを設定し、その会員サイトであれば、他のユーザの栽培情報を参照し、自己の栽培改善に役立てる情報交換ツールとして活用することもできる。
１ 栽培環境要素測定装置
１０ ケーシング
１１ 第一の室
１２ 第二の室
１３ 空室部（伝熱抑制部）
１３ａ 開口部
１４ａ，１４ｂ 側壁部
１４ｃ 前側壁部
１４ｄ 背側壁部
１５ ダクト部
１６ 空気導入口
１７ 空気排出口
１８ ファン
２１ 温度センサ（温度測定手段）
２２ 湿度センサ（湿度測定手段）
２３ ＣＯ２センサ（二酸化炭素濃度測定手段）
２４ 温湿度センサ基板
３０ 制御機構部
３１ ＣＰＵ基板
３２ 電源基板
４０ 温室内環境調整手段
４５ 駆動制御部
５０ コンピュータ
６０ 栽培情報提供装置
１０ ケーシング
１１ 第一の室
１２ 第二の室
１３ 空室部（伝熱抑制部）
１３ａ 開口部
１４ａ，１４ｂ 側壁部
１４ｃ 前側壁部
１４ｄ 背側壁部
１５ ダクト部
１６ 空気導入口
１７ 空気排出口
１８ ファン
２１ 温度センサ（温度測定手段）
２２ 湿度センサ（湿度測定手段）
２３ ＣＯ２センサ（二酸化炭素濃度測定手段）
２４ 温湿度センサ基板
３０ 制御機構部
３１ ＣＰＵ基板
３２ 電源基板
４０ 温室内環境調整手段
４５ 駆動制御部
５０ コンピュータ
６０ 栽培情報提供装置
Claims (10)
- 複数の室が設けられたケーシングと、
前記複数の室のそれぞれに配置される環境要素測定手段と、
前記複数の室のいずれかに配置され、前記各環境要素測定手段の制御及びデータ収集を行う制御機構部と
を有し、
前記制御機構部が配置された室に、結露を回避する必要のあるいずれかの前記環境要素測定手段を配置し、
他の環境要素測定手段が配置される室を、前記制御機構部が配置された室から隔離して設けたことを特徴とする栽培環境要素測定装置。 - 前記制御機構部が配置された室と、前記制御機構部が配置された室から隔離して設けた他の室との間に、前記制御機構部で生じる駆動熱の他の室への影響を抑制する伝熱抑制部が設けられている請求項１記載の栽培環境要素測定装置。
- 前記伝熱抑制部は、前記制御機構部が配置された室と前記他の室との間に形成される空室部からなり、該空室部が形成された位置における前記ケーシングの対向する各壁部には開口部が形成され、前記空室部内へ前記開口部を通じて外部空気が流通可能である請求項２記載の栽培環境要素測定装置。
- 前記制御機構部が配置された室に配置される前記環境要素測定手段が、二酸化炭素濃度測定手段である請求項１〜３のいずれか１に記載の栽培環境要素測定装置。
- 前記二酸化炭素濃度測定手段が、前記制御機構部の中の発熱部近傍に配置されている請求項４記載の栽培環境要素測定装置。
- 前記制御機構部が配置された室から隔離して設けた室に配置される前記他の環境要素測定手段が、温度測定手段及び湿度測定手段のいずれか少なくとも一方である請求項１〜５のいずれか１に記載の栽培環境要素測定装置。
- 前記温度測定手段及び湿度測定手段のいずれか少なくとも一方が配置される室は、一方の壁部に設けられた空気導入口と他方の壁部に設けられた空気排出口を備えると共に、前記空気導入口と空気排出口とを連通するダクト部及び該ダクト部内を前記空気導入口から空気排出口へと空気を流通させるファンを備え、前記空気導入口から空気排出口までの間に、前記温度測定手段及び湿度測定手段のいずれか少なくとも一方が配置されている請求項６記載の栽培環境要素測定装置。
- 前記制御機構部は、収集した前記各環境要素測定手段のデータを、温室内に設けられる換気装置、給液装置、冷暖房機などの温室内環境調整手段の駆動制御部に送信し、前記各環境要素測定手段により測定したデータに基づき、前記温室内環境調整手段を駆動制御する請求項１〜７のいずれか１に記載の栽培環境要素測定装置。
- さらに、前記制御機構部により収集した前記各環境要素測定手段のデータを受信し、受信したデータを記憶し、記憶したデータを分析若しくは所望の出力形態に加工するデータ分析・加工手段を有するコンピュータを備える請求項１〜８のいずれか１に記載の栽培環境要素測定装置。
- ユーザが保有する請求項９記載の栽培環境要素測定装置のコンピュータと通信回線を介して接続され、
前記コンピュータから送信されるデータを受信し、当該データから必要とされる栽培情報を判断し、当該栽培情報を前記ユーザのコンピュータに送信することを特徴とする栽培情報提供装置。
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|---|---|
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