JP2015062390A - 植物育成装置、及び、植物育成システム - Google Patents
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Abstract
Description
図1に例示すように、植物育成システム1は、環境設定装置2と、環境制御装置3と、空気調和設備5(空調設備5)とを含む。環境設定装置2、環境制御装置3、及び、空調設備5は、インターネット、LAN(Lacal Area Network)、専用回線等の通信網を通じて、互いに接続される。
環境設定装置2は、パーソナルコンピュータ(PC)である場合を具体例として説明するが、これに限定するものではなく、PDA、携帯電話、スマートフォン(多機能携帯電話)、又は、タブレット端末であってもよい。環境設定装置2は、既定の植物に関する情報(育成情報)を複数保存する。
ここで、育成情報とは、既定の植物に関する好適な温度、湿度、照度、二酸化炭素濃度、風量、及び、養液に関する情報である。養液に関する情報には、水素イオン濃度指数(pH)、電気伝導率(DO)、溶存イオンの種類、及び、溶存イオン量が含まれる。
環境制御装置3は、移動可能となるように地面と接する脚に車輪を取り付けられる。また、環境制御装置3は、栽培する植物を育成するための機器を備える。
また、植物育成システム1は、環境制御装置3により収集された育成情報8と、画像データ9とをデータベースに記録する。植物育成システム1は、データベースに記録される育成情報を更新することで、記録される育成情報を良化することができる。
図2に例示するように、環境制御装置3は、可搬台10、栽培ベッド12、養液管理部14、濾過部16、配管11、検知部18、光源部20、撮影部22、二酸化炭素貯蔵部24、制御部26、及び、通信部28を含む。
可搬台10は、本発明に係る植物育成装置本体の一例である。
可搬台10は、例えば、合成樹脂部材、又は、金属部材で構成される。
可搬台10は、外部との換気を可能にする開口が設けられるよう構成される。可搬台10は、例えば、枠を組まれて構成される。可搬台10は、枠組みにカーテンや壁面部材を適宜に設置することにより、風量や照度を適宜に調節することができる。
また、可搬台10は、取手10a、及び、車輪10bを含む。
取手10aは、例えば、金属部材で構成される。取手10aは、大きさや形状を適宜に変更することができる。
車輪10bは、可搬台10の底面に設置され、3か所、又は、4か所に設置される。車輪10bは、例えば、弾性部材で構成され、具体的には、合成ゴムで構成される。車輪10bは、可搬装置10の重量や大きさに合わせて、車輪幅や車輪径を適宜に変更することができる。
可搬台10は、移動することのできる形状であるならば、移動手段を取手10aや車輪10bに限定するものではなく、例えば、可搬台10を台車に載置することで設置場所を移動できるようにしてもよい。
可搬台10は、少なくとも、後述する栽培ベッド12、養液制御部14、濾過部16、検知部18、光源部20、撮影部22、二酸化炭素(CO2)制御部24、及び、電源部26を具備する。
栽培ベッド12は、本発明に係る栽培ベッドの一例である。
栽培ベッド12は、植物の育苗を行う、いわゆる苗床である。栽培ベッド12は、植物の根を張ることのできる領域である培地を有する。培地は、例えば、土壌改良材、合成樹脂、又は、海綿動物である。具体的には、培地は、バーク堆肥、ピートモス、ヤシガラ、炭泥、木炭、もみ殻、腐葉土、パーライト、バーミキュライト、粘土鉱物、ベントナイト、発泡プラスチック、ロックウール、天然スポンジ、又は、合成スポンジにより構成される。
ここで、養液栽培は、水耕栽培と、固形培地耕栽培と、噴霧耕栽培とに分けられる。
水耕栽培は、固形培地を必要としない方法であり、水耕、又は、水栽培とも呼ばれる。水耕栽培には、湛液型水耕(DFT)と、薄膜水耕(NFT)とが含まれる。
また、固形培地耕栽培は、土を使用せずに肥料成分を溶かした水溶液(養液)を用いて栽培する方法であり、根を支持するために、固形培地を用いる。また、固形培地耕栽培は、無機質培地を用いるものと、有機質培地を用いるものとに分けられる。
また、噴霧耕栽培は、根に養液を霧状に噴霧する栽培する方法である。
本例では、固形培地耕栽培を具体例として説明するが、これに限定するものではなく、これらの栽培方法を適宜に選択することができる。
養液管理部14は、少なくとも、養液貯留槽、養液水位計測部、養液ヒーター、灌水部、及び、エアレーション、又は、空気混入機を備える。
養液貯留槽は、栽培ベッド12に供給される養液を貯留する容器である。
養液水位計測部は、養液貯留槽に貯留される養液の水位を計測する。
養液ヒーターは、養液貯留槽に貯留される養液を既定の温度に温める。
エアレーションは、灌水部に制御される水に気体である空気を供給する装置である。エアレーションは、水に空気を供給することで、存酸素濃度を増加させることができる。エアレーションは、水に供給される酸素の気泡径を適宜に変更することができる。エアレーションは、供給される酸素の気泡径を小さくすることで、油膜等を取り除くことができる。
空気混入機は、ポンプを用いて養液を循環させることにより、養液の流れる圧力を利用して液中に空気を取り込むことができる。よって、空気混入機は、養液中の溶存酸素濃度を増加させる。
養液管理部14は、エアレーション、及び、空気混入機の少なくとも一方を適宜に選択し設置することができる。
養液管理部14は、少なくとも、養液貯留槽、養液水位計測部、養液ヒーター、灌水部、及び、エアレーション、又は、空気混入機を備えることにより、栽培ベッドに供給される養液の成分の混合比、又は、濃度を調節する。
また、養液管理部14は、養液中に、既定の電流、既定の電圧、又は、既定の音波を伝達することにより、植物の成長促進、又は、健康状態管理を行うような機能を構成されてもよい。
濾過部16は、紙や高分子膜等の多孔質の物質を利用して、懸濁液中の粒子を大きさに応じて分別する。具体的には、濾過部16は、栽培ベッド12から排出される養液、又は、水を、フィルター又はろ過膜に通すことにより、養液、又は、水に含まれる不純物を取り除くことができる。また、濾過部16は、限外ろ過膜を用いたクロスフォー方式を採用してもよい。また、濾過部16は、ろ紙の上面と、下面とにかかる圧力差を利用して濾過を行ってもよい。
配管11は、例えば、合成樹脂部材で構成される。
配管11は、栽培ベッド12、養液管理部14、及び、濾過部16を接続する。
配管11aは、養液及び水を供給するように、養液管理部14と、栽培ベッド12とを接続し、栽培ベッド12と、濾過部16とを接続する。また、配管11bは、栽培ベッド12より排出された養液及び水を循環させるために、濾過部16と、養液管理部14とを接続する。
検知部18は、本発明に係る検知部の一例である。
検知部18は、温度、湿度、照度、二酸化炭素濃度、風量、及び、養液に関して検知する。検知部18は、温度、湿度、照度、二酸化炭素濃度、風量、及び、養液に関する計測の対象である物理量を検知し、検知された情報を処理のしやすい信号に変換する。
具体的には、検知部18は、温度を検知する温度センサ、湿度を検知する湿度センサ、照度を検知する照度センサ、二酸化炭素濃度を検知する二酸化炭素センサ、及び、風量を検知する風量センサを含む。また、検知部18は、養液に関する、水素イオン濃度指数(potential Hydrogen, power of Hydrogen:pH)測定計、電気伝導率(Electrical Conductivity:EC)測定計、溶存酸素量(Dissolved Oxygen:DO)測定計、及びイオン(例えば、カリウム(K+)イオン、硝酸(NO3 −)イオン、塩化物(Cl−)イオン、カルシウム(Ca2+)イオン、ナトリウム(Na+)イオン、銅(Cu−)イオン等)測定計を含む。
検知部18は、計測する対象に好適な既定の設置場所にそれぞれ設けられる。本例の検知部18は、検知部18aと、検知部18bとに設置する具体例を説明するがこれに限定するものではない。
例えば、検知部18aは、温度、湿度、照度、二酸化炭素濃度、及び、風量をそれぞれ検知するセンサを格納される。また、検知部18bは、pH測定計、EC測定計、DO測定計、及び、イオン測定計を格納される。
光源部20は、本発明に係る光源部の一例である。
光源部20は、照明器具を用いられる。具体的には、光源部20は、電球、蛍光灯、又は、発光ダイオード(Light Emitting Diode:LED)を用いられる。本例の光源部20は、LEDを用いたものを具体例として説明する。光源部20は、例えば、白色(W)、青色(B)、黄(Y)、赤(R)、及び、緑(G)等の発光素子を適宜に組み合せて使用してもよい。本例の光源部20は、RGBWの4色の発光素子を組み合わせたものを具体例として説明する。光源部20は、この4色の発光素子の発光出力を適宜に調節することができる。
撮影部22は、本発明に係る撮影部の一例である。
撮影部22は、栽培ベッド12に植えられる植物の映像を撮影する。撮影部22は、例えば、Webカメラが使用される。撮影部22は、撮影された画像データをWorld Wide Web(WWW)、インスタントメッセージ、又は、PCビデオ等を介してリアルタイムで閲覧することができる。撮影部22は、例えば、植物の生育状態や害虫の付着の有無などを確認するために用いられる。撮影部22は、既製品のカメラを使用してもよい。
二酸化炭素貯蔵部24は、気体や液体を貯蔵し運搬するために用いられる完全密閉可能な容器である。二酸化炭素貯蔵部24は、継ぎ目のない(シームレス)容器で構成される。二酸化炭素貯蔵部24は、例えば、金属部材で構成され、具体的には、マンガン鋼、クロムモリブデン鋼、又は、アルミニウム合金等により構成される。二酸化炭素貯蔵部24は、容器内に二酸化炭素を貯蔵し、容器内の二酸化炭素がなくなる場合に容器毎交換することができる。
制御部26は、環境制御装置3に含まれる、少なくとも、養液管理部14、光源部20、撮影部22、及び、二酸化炭素貯蔵部24を制御する。また、制御部26は、空調設備5を制御する。
制御部26は、養液制御部26a、照度制御部26b、撮影部制御部26c、二酸化炭素制御部26d、及び、空調制御部26eを含む。
[養液制御部26a]
養液制御部26aは、本発明に係る養液制御部の一例である。
養液制御部26aは、栽培ベッドに供給される養液の成分の混合比又は濃度を制御する。養液制御部26aは、検知部18による検知結果に基づいて、養液貯留槽、養液水位計測部、養液ヒーター、灌水部、及び、エアレーション、又は、空気混入機に養液の成分の混合比又は濃度を制御する旨を通知する。
[光源制御部26b]
光源制御部26bは、本発明に係る光源制御部の一例である。
光源制御部26bは、光源部20により照射される光を制御する。
光源制御部26bは、検知部18による検知結果に基づいて、光量又はカラーバランスを制御する。
[撮影部制御部26c]
撮影部制御部26cは、撮影部22を制御する。撮影部制御部26cは、撮影部22に撮影される撮影方法や画像データを制御する。撮影部制御部26cは、撮影された画像データをWorld Wide Web(WWW)、インスタントメッセージ、又は、PCビデオ等を介してリアルタイムで閲覧することができるよう制御する。撮影部制御部26cは、撮影角度、撮影位置、画角、及び、倍率を可変するよう制御する。
[二酸化炭素制御部26d]
二酸化炭素制御部26dは、検知部18の検知結果に基づいて、室内の二酸化炭素濃度を制御する。
[空調制御部26e]
空調制御部26eは、本発明に係る空調制御部の一例である。
空調制御部26eは、外部に設置された空気調和設備5を制御する。空調制御部26eは、検知部18による検知結果に基づいて、室内温度を調節するエアコンディショナー、エアサーキュレーター、加湿器、及び、除湿機の少なくとも一つを制御する。
また、空調制御部26eは、エコーネットコンソーシアムで策定された通信プロトコルに従って、前記空気調和設備を制御する。
また、制御部26は、空調設備5に含まれる、エアコン、エアサーキュレーター、加湿器、及び、除湿機を制御する。
通信部28は、本発明に係る通信部の一例である。
通信部28は、検知部18により検知された検知データ、及び、前記撮影部により撮影された画像データを、外部の管理装置である環境設定装置2に転送する。通信部28は、環境設定装置2と、空調設備5との情報のやり取りを可能とする機能を有する。
次に、図3は、環境設定プログラム200の機能構成を説明する図である。
環境設定装置2は、環境設定プログラム200をインストールされる。
環境設定プログラム200は、例えば、CD−ROMなどの記録媒体を介して、環境設定装置2にインストールされたコンピュータプログラムである。また、環境設定プログラム200は、インターネット回線を介して、ダウンロードされるアプリケーションソフトフェアを環境設定装置2にインストールされてもよい。
図3に例示するように、環境設定プログラム200は、育成情報DB205、入力受付部210、基準育成情報決定部212、通信部214、及び、育成情報記録部216を含む。
図7は、育成情報データベース205に記録される育成情報を例示する図である。
図7に例示するように、育成情報データベース205(育成情報DB205)は、既定の植物に関する情報(育成情報)を複数記録する。
ここで、育成情報とは、既定の植物に対する育成するための条件である。例えば、育成情報は、既定の植物に関する温度、湿度、照度、二酸化炭素濃度、風量、養液のpH、養液のEC、養液のDO、養液のイオン含有量を含む情報である。また、育成情報は、既定の植物の播種時期、及び、育成期間を含んでもよい。育成情報は、播種時期、及び、育成期間を含むことにより、収穫量や収穫時期のシミュレーションを行うための情報とすることができる。育成情報DB205は、この育成情報を既定の植物毎に複数記録する。
また、育成情報DB205は、環境制御装置3より得られた育成情報8を記録する。育成情報DB205は、環境制御装置3より得られた育成情報を記録することにより、基準となる育成情報を更新することにより、良化させることができる。
また、育成情報DB205は、環境制御装置3より得られた画像データ9を記録する。育成情報DB205は、例えば、記録される育成情報8をユーザに表示する場合に、画像データ9を関連付けて提供することができる。
入力受付部210は、ユーザからの入力を受け付ける。例えば、入力受付部210は、栽培する植物に関する種類、温度、湿度、照度、二酸化炭素濃度、風量、養液のpH、養液のEC、養液のDO、及び、養液のイオン含有量等の情報の入力を受け付ける。
また、入力受付部210は、空調設備5、養液管理部14、光源部20、及び、撮影部22に関する電源の入切の設定、又は、タイマー設定を受け付ける。入力受付部210は、養液管理部14に関して、養液ヒーター、灌水部、及び、エアレーション、又は、空気混入機の設定を行うことができる。また、入力受付部210は、光源部20に関して、発光素子毎の出力量を入力することで調節を行うことができる。
基準育成情報決定部212は、入力受付部210により入力される情報に基づいて、育成情報DB205に記録される複数の育成情報の中から、基準となる育成情報(基準育成情報7)を決定する。例えば、基準育成情報決定部212は、入力受付部210により入力される植物に関する既定の種類に基づいて、育成情報DB205から入力された植物に関する基準育成情報7を決定する。
ここで、基準育成情報7は、ユーザにより、入力受付部210を介して、基準育成情報7を任意に詳細設定することができる。
通信部214は、送信部214aと、受信部214bとを有する。
送信部214aは、基準育成情報決定部212により決定される基準育成情報7を、環境制御プログラム300に含まれる通信部310に送信する。
受信部214bは、環境制御プログラム300に含まれる育成情報収集部316により収集される育成情報8を受信する。
育成情報記録部216は、通信部214により受信される育成情報8と、画像データ9とを育成情報DB205に記録する。
図4は、環境制御プログラム300の機能構成を説明する図である。
環境制御装置3は、環境制御プログラム300をインストールされる。
環境制御プログラム300は、例えば、CD−ROMなどの記録媒体を介して、環境制御装置3にインストールされたコンピュータプログラムである。また、環境制御プログラム300は、インターネット回線を介して、ダウンロードされるアプリケーションソフトフェアを環境制御装置3にインストールされてもよい。
図4に例示するように、環境制御プログラム300は、通信部310、制御部312、検知部314、育成情報取集部316、判断部318、及び、警告部320を含む。
通信部310は、環境設定プログラム200に含まれる通信部214と育成情報の伝達を行う。
通信部310は、受信部310aと、送信部310bとを有する。
受信部310aは、環境設定プログラム200に含まれる基準育成情報決定部212により決定される基準育成情報7を受信する。
送信部310bは、育成情報収集部316により収集される育成情報7と、画像データとを環境設定プログラム200に送信する。
制御部312は、養液制御部312a、照度制御部312b、撮影部制御部312c、二酸化炭素制御部312d、及び、空調制御部312eを含む。
制御部312は、基準育成情報7、又は、基準育成情報7と検知部314に検知される育成情報8とを比較された結果に基づいて、養液制御部312a、照度制御部312b、撮影制御部312c、二酸化炭素制御部312d、及び、空調制御部312eを制御する。
養液制御部312aは、環境制御装置3に含まれる養液管理部14を制御する。具体的には、養液制御部312aは、養液貯留槽に貯留される養液の貯留量、養液貯留槽に貯留される養液の温度、養液と共に栽培ベッド12に供給される水の供給量、及び、この水に含まれる溶存酸素濃度を制御する。
養液制御部312aは、養液の貯留量が既定の範囲外となる場合に、養液貯留槽から栽培ベッド12に供給される養液の供給量の増減、又は、養液の循環速度の遅速を制御する。
また、養液制御部312aは、養液の温度が既定の範囲外となる場合に、養液ヒーターを用いた養液の温度上昇、又は、水を用いた養液の温度降下を行う。
また、養液制御部312aは、水の供給量が既定の範囲外となる場合に、栽培ベッド12内、又は、栽培ベッド12に供給される養液に混合する水の供給量を増減させる。
また、養液制御部312aは、溶存酸素濃度が既定の範囲外となる場合に、エアレーション、又は、空気混入機を用いて、養液中の酸素濃度を増減させる。
照度制御部312bは、環境制御装置3に含まれる光源部20を制御する。例えば、照度制御部312bは、発光素子の発光出力を調節する。具体的には、照度制御部312bは、RGBWの4色の発光素子の出力度合、又は、出力周期を適宜に調節することができる。照度制御部312bは、室内の照明、又は、太陽光を加味して出力を調節することもできる。
また、照度制御部312bは、植物の種類、及び、植物の成長速度に基づいて、発光素子の発光色を適宜に選択させる。
撮影制御部312cは、環境制御装置3に含まれる撮影部22を制御する。撮影制御部312cは、撮影角度、撮影位置、画角、及び、倍率を可変するよう制御する。
二酸化炭素制御部312dは、室内の二酸化炭素濃度を調節する。二酸化炭素制御部312dは、二酸化炭素濃度が既定の範囲外となる場合に、二酸化炭素貯蔵部24より二酸化炭素を室内に供給させる。
空調制御部312eは、室内の温度、湿度、及び、風量を空調設備5に調節させる。空調制御部312eは、温度が既定の範囲外となる場合に、空調設備5に温度の上昇、又は、温度の降下を行う。
また、空調制御部312eは、湿度が既定の範囲外となる場合に、空調設備5に湿度の上昇、又は、湿度の降下を行う
また、空調制御部312eは、風量が既定の範囲外となる場合に、空調設備5に風量の増加、又は、風量の減少を行う
検知部314は、温度、湿度、照度、二酸化炭素濃度、風量、及び、養液に関する情報を検知する。検知部314は、検知部18に含まれるセンサにより、温度、湿度、照度、二酸化炭素濃度、風量、及び、養液に関する情報を検知させる。
育成情報取集部316は、検知部314により検知された温度、湿度、照度、二酸化炭素濃度、風量、及び、養液に関する情報を育成情報8として収集する。育成情報取集部316は、既定の収集期間(例えば、時間帯、日時、又は、回数)に応じて、育成情報を収集する。育成情報取集部316は、例えば、3時間毎、6時間毎、又は、1日毎と収集期間を適宜に設定できる。また、育成情報取集部316は、これら収集された育成情報8を、事項毎の表示、また、時系列表示にも対応させるよう情報を収集する。また、育成情報取集部316は、グラフ(例えば、棒グラフ、折れ線グラフ、円グラフ、散布図、面グラフ、レーダーチャート、バブルチャート、又は、高低グラフ)を用いて、適宜に表示することにも対応するよう情報を収集する。
また、育成情報取集部316は、撮影制御部312cにより制御される撮影部22に撮影される画像を、画像データとして収集する。
判断部318は、通信部310により受信される基準育成情報7と、検知部314により検知される育成情報8とを比較する。判断部318は、基準育成情報7と、育成情報8とに含まれる、例えば、温度、湿度、照度、二酸化炭素濃度、風量、及び、養液に関する情報(養液のpH、養液のEC、養液のDO、及び、養液のイオン含有量等)を比較する。
判断部318は、基準育成情報7と、育成情報8と比較し、その差分値が既定の範囲を外れる場合に、異常があると判断し、警告部320にその旨を通知する。
判断部318は、基準育成情報7と、育成情報8と比較し、その差分値が既定の範囲内である場合に、正常であると判断し、制御部312にその旨を通知する。
また、判断部318は、基準育成情報7と、育成情報8と比較し、その差分値が既定の範囲内である場合、並びに、既定の範囲を外れる場合に、検知される育成情報8を基準育成情報7に近似するよう制御部312に通知する。
警告部320は、検知部314に検知された結果、既定の範囲外である場合に警告の旨を通知する。具体的には、警告部320は、判断部318により基準育成情報7と、育成情報8とを比較し、その差分値が既定の範囲を外れる場合に、その旨に基づいて警告させる。警告部320は、例えば、養液管理部14に含まれる養液不足による養液量、pH、電気伝導率、溶存酸素量、又は、光源部20の照度の検知される値が既定の範囲外である場合に警告の旨を通知する。
警告部320は、警告する手段を、例えば、音声通知、効果音通知、文書通知、又は、発光通知と適宜に選択することができる。
図5は、環境設定処理(S20)を説明するフローチャートである。
図5に例示するように、ステップ200(S200)において、ユーザは、栽培する植物に関する情報を入力する。
入力受付部210は、ユーザより、栽培する植物に関する情報の入力を受け付ける。入力受付部210は、栽培する植物に関する種類、温度、湿度、照度、二酸化炭素濃度、風量、養液のpH、養液のEC、養液のDO、及び、養液のイオン含有量等の情報を入力される。また、入力受付部210は、養液管理部14、光源部20、及び、撮影部22に関する電源の入切の設定、又は、タイマー設定を入力される。
図6は、環境制御処理(S30)を説明するフローチャートである。
図6に例示するように、ステップ300(S300)において、通信部310に含まれる受信部aは、環境設定処理S20に含まれる基準育成情報決定部212に決定された基準育成情報7を受信する。
判断部318は、育成情報8と、基準育成情報7とを比較した結果、差分値が既定の範囲内である場合に、正常であると判断する。(Yes:S312)
また、判断部318は、育成情報8と、基準育成情報7とを比較した結果、差分値が既定の範囲外である場合に、異常があると判断し、警告部320にその旨を通知する。(No:S310)
また、判断部318は、制御部312に、育成情報8を基準育成情報7に近似するよう、制御部312にその旨を通知する。(S302)
判断部318は、基準育成情報7に育成情報8が近似すると判断した場合に、制御部312に出力を軽減するなどの旨を通知する。(Yes:S314)
判断部318は、基準育成情報7に育成情報8が近似しないと判断した場合に、制御部312に出力を強める又は維持する等の旨を通知する。(No:S302)
また、植物制御システム1は、環境制御装置3を最小限の設備で構成することにより、可搬性を備え、設置場所を適宜に変更することができる。
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、これらに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、追加等が可能である。
次に、上記実施形態に係る変形例1を説明する。
上記実施形態の撮影部22は、設置台数が1台の場合を具体例として説明しているが、これに限定するものではなく、撮影部22(カメラ)を複数台設けてもよい。
例えば、撮影モードが異なる2台の撮影部22を設けてもよい。撮影部22は、光源部20により照射される栽培ベッド12を撮影するため、撮影時に明度調整処理、コントラスト調整処理及びカラーバランス処理を行い、様々な色又は明度の光が照射される場合であっても、概ね同じような明るさ、コントラスト及び色調の画像データを得られる撮影カメラ(すなわち、自動調整モードのカメラ)と、撮影時にカラーバランス処理等を行ず、実際の光が照射された状態を、そのまま画像データとして得られる撮影カメラ(すなわち、自動調整モードではないカメラ)とを設けてもよい。撮影部22は、この2種の撮影カメラより得られる画像データを比較することもできる。
また、ユーザは、撮影部22の備える明度調整処理及びカラーバランス処理を行う撮影カメラにより、ユーザには目視しにくい状態(光源部20により青色(B)、黄(Y)、赤(R)、緑(G)、又は、これらの組合せによる照射方法にて照射される状態)である栽培ベッド12の状態を容易に確認することができる。
次に、上記実施形態の変形例2を説明する。
本実施形態に係る変形例2では、育成情報の一例として、例えば、育成プロファイルが含まれる。また、変形例2では、育成プロファイルを購入する形態を説明する。
図8は、変形例2に係る植物育成システム1aの概要を例示する図である。
図8に例示するように、本変形例の植物育成システム1aは、環境設定装置2と、環境制御装置3と、販売サーバ4と、空気調和設備5(空調設備5)とを含む。環境設定装置2、環境制御装置3、販売サーバ4、及び、空調設備5は、インターネット、LAN(Lacal Area Network)、専用回線等の通信網を通じて、互いに接続される。
ここで、環境設定装置2、環境制御装置3、及び、空気調和設備5(空調設備5)は、上記実施例と同様の機能構成を有するため、種々の変更、又は、追加される機能構成のみ説明する。
環境設定装置2は、本発明に係る管理装置の一例である。
販売サーバ4は、複数の植物に関する育成情報をユーザに販売するためのサーバ装置である。
販売サーバ4は、少なくとも、育成プロファイルデータベース207と、育成プロファイル提供部400と、決済部402とを有する。
図9は、変形例2に係る育成プロファイルデータベース207を例示する図である。
図9に例示するように、育成プロファイルデータベース207(育成プロファイルDB207)は、育成プロファイルを複数記録する。
育成プロファイルとは、育成環境を制御する制御内容及び制御のタイミングを指定するデータファイルであり、例えば、空調制御の量及びタイミング、光源制御の内容及びタイミング、及び、養液制御の内容及びタイミングを指定する。
育成プロファイルDB207は、育成プロファイルを、少なくとも、品種IDと、プロファイルIDと、育成条件と、価格とに関連付けて記録する。
図9(a)は、品種データベースを例示する図である。
図9(a)に例示するように、育成プロファイルDB207は、品種IDに品種名を関連付けられる品種データベースを記録する。
品種IDは、品種名と、育成プロファイルとを関連付ける。品種IDは、品種名毎に設けられる。
品種名は、既定の植物を示す。例えば、野菜や果物等である。
図9(b)に例示するように、育成プロファイルDB207は、育成プロファイルを、品種IDと、育成目的と、価格とを関連付けて記録する。
品種IDは、品種名と、育成プロファイルと関連付ける。
育成プロファイルIDは、育成プロファイルデータを示す。
育成目的は、選択される育成プロファイル毎の育成目的を示す。育成目的は、例えば、早期収穫、成長促進、病害抑制、又は、害虫付着防止のような内容である。
価格は、育成プロファイルデータの購入金額である。
育成プロファイル提供部400は、育成プロファイルDB207に記録される育成プロファイルをユーザに提供する。
具体的には、育成プロファイル提供部400は、ユーザにより選択された既定の品種名に関連する品種IDに基づいて、選択された既定の品種の育成プロファイルを育成プロファイルDB207より選択し、選択された育成プロファイルを環境設定装置2に提供する。
決済部402は、育成プロファイルの決済処理をする。具体的には、決済部402は、育成プロファイル提供部400に提供される育成プロファイルの中から、ユーザにより選択される育成プロファイルの購入関する決済手続きを行う。
また、決済部402は、育成プロファイルの購入にあたり、ユーザに対して、例えば、支払方法、住所、ユーザ名、又は、ユーザID等を入力させ、入力された情報に基づいて、認証を行う。決済部402は、認証された場合に、育成プロファイルの決済を行う。
また、決済部402は、購入履歴より、一定期間の収支算出や、売り上げ毎の品種又は育成プロファイルデータの統計を行えるよう情報を記録することもできる。
環境設定プログラム200は、通信部214を介して、決済された育成プロファイルを育成情報DB205にダウンロードする。環境設定プログラム200は、基準育成情報決定部212により、既定の育成条件に適う育成プロファイルを選択された場合に、基準育成情報7として決定する。
図10は、変形例2に係る環境制御プログラム300の機能構成を説明する図である。
図10に例示するように、環境制御プログラム300は、通信部310、制御部312、検知部314、育成情報取集部316、判断部318、及び、警告部320を含む。
ここで、本変形例2での制御部312は、育成プロファイル制御部312fをさらに含む。
[育成プロファイル制御部312f]
育成プロファイル制御部312fは、基準育成情報決定部212により決定された育成プロファイルに基づいて、養液制御部312a、照度制御部312b、二酸化炭素制御部312d、及び、空調制御部312eを制御する。育成プロファイル制御部312fは、育成プロファイルに基づいて、例えば、養液制御部312a、照度制御部312b、二酸化炭素制御部312d、及び、空調制御部312eの制御の内容及び制御のタイミングを制御する。
図12は、変形例2に係る環境設定装置2に表示される購入手続き画面を例示する図である。
図11に例示するように、ステップ100(S100)において、環境設定装置2は、ユーザにより、育成プロファイルの購入する旨を販売サーバ4に通知させる。
ステップ102(S102)において、図12(a)に例示するように、育成プロファイル提供部400は、環境設定装置2に購入手続きを行うための選択画面を表示させる。まず、育成プロファイル提供部400は、ユーザに品種を品種選択項目30にて選択させる。
品種選択項目30は、育成プロファイルDB207に記録される品種データベースの品種名を一覧表示される。
環境設定装置2は、ユーザに選択される品種を育成プロファイル提供部400に通知する。ここで、ユーザは、例えば、品種選択項目30にてトマトを選択する場合を説明する。
育成プロファイル提供部400は、例えば、育成プロファイル項目32に育成プロファイルIDを表示させ、育成目的に項目34に育成目的を表示させ、購入金額項目36に価格を表示させる。
環境設定装置2は、ユーザに選択される育成プロファイルIDを育成プロファイル提供部400に通知する。
ここで、ユーザは、例えば、育成プロファイル項目32に表示される育成プロファイルaを選択する場合を説明する。
環境設定装置2は、ユーザに入力された購入に関する情報を決済部402に通知する。
ステップ114(S114)において、決済部402は、ユーザに入力された購入に関する情報を受けつける。決済部402は、購入に関する情報のうち、ユーザ名、又は、ユーザIDの認証を行う。
決済部402は、ユーザ名、又は、ユーザIDの認証が一致する場合に、環境設定装置2に決済を行うための画面を表示させる(S116)。図12(b)に例示するように、決済部402は、品種項目30、育成プロファイル項目32、育成条件項目34、価格36、購入合計金額38、及び、支払方法38を環境設定装置2に表示させる。
決済部402は、ユーザ名、又は、ユーザIDの認証が不一致の場合に、環境設定装置2に一致しない旨を通知し、ユーザに再入力をさせる。(S112)
育成プロファイル制御部312fは、育成プロファイルaに基づいて、養液制御部312a、照度制御部312b、二酸化炭素制御部312d、及び、空調制御部312eを制御する。
このように、本変形例2の植物育成システム1aは、育成プロファイルを販売することで、ユーザの育成目的に合わせた育成プロファイルを提供することができる。
校正部404は、本発明に係る校正部の一例である。
校正部404は、養液制御部312a、照度制御部312b、及び、空調制御部312eの少なくとも1つは、校正部402により校正された育成プロファイルに基づいて制御を行う。校正部404は、環境制御装置3の設置される施設の環境や既存設備を考慮し、育成プロファイルを校正する。
校正部404は、例えば、温度、及び、湿度に関する校正を行う場合に、既存の設備によって、製造会社、又は、品番が異なるため、製品性能の誤差に応じて、育成プロファイルの制御内容、及びタイミングを校正する。校正部404は、例えば、エアコン、エアサーキュレーター、加湿器、及び、除湿機に関する製造会社、又は、品番毎に、設定温度の設定や作業時間の設定を校正する。
このように、校正部404は、育成プロファイルを校正することにより、環境制御装置3の設置される施設や環境に合わせた制御を行うことができる。
本変形例3では、検知部18に含まれる養液に関するセンサの経時劣化を軽減する方法を説明する。
ここで、検知部18に含まれる養液に関するセンサのうち、イオン測定を行うことのできるセンサに着目し、このセンサの集まりを検知部18cとして説明する。検知部18cは、例えば、カリウム(K+)イオン、硝酸(NO3 −)イオン、塩化物(Cl−)イオン、カルシウム(Ca2+)イオン、ナトリウム(Na+)イオン、銅(Cu−)イオン等のイオンに関して測定することのできるセンサの集まりである。これらセンサは、例えば、電極を用いたものである。
図13に例示するように、経時劣化を軽減する方法は、検知部18cの経時劣化を軽減するために測定工程に加えて、洗浄工程、及び、保存工程を含む。
そのため、養液管理部14は、さらに、検知部18cの洗浄を行う洗浄槽、及び、検知部18cの保存を行う保存槽をさらに備えてもよい。
洗浄槽、及び、保存槽は、検知部18cを同一槽にて洗浄及び保存できる形状に限定するものではなく、センサ毎に個別で洗浄及び保存を行うように、センサ毎に合わせた形状に変更してもよい。
[測定工程]
図13(a)に例示するように、検知部18cは、養液貯留槽に入れられる。
検知部18cは、養液貯留槽に入れられ、養液中に含まれるイオンを測定する。具体的には、検知部18cは、攪拌部30により攪拌される養液中に入れられた状態で、養液中に含まれるイオンを測定する。攪拌部30は、例えば、マグネッチクスターラー、メカニカルスターラー、エアレーション、又は、空気混入機を適宜に選択して使用される。
また、検知部18cによる測定時間は、集められたセンサのうち、一番測定時間の長いセンサに合わせて測定時間を設定され、具体的には、約5分間〜15分に設定される。
検知部18cは、測定後に養液中より取り出される。
次に、図13(b)に例示するように、検知部18cは、養液貯留槽から洗浄槽に移される。
検知部18cは、洗浄槽にて、約20秒間〜40秒間洗浄される。検知部18cの洗浄方法は、特に限定せず適宜に選択することができる。
次に、図13(c)に例示するように、検知部18cは、洗浄槽から保存槽に移される。
検知部18cは、洗浄槽にて洗浄された後に、保存槽に入れられる。検知部18cは、次に測定を行うまでの間、保存槽に入れられて保存される。
このように、養液に関するセンサの経時劣化を軽減する方法は、検知部18cを測定工程、洗浄工程、及び、保管工程を行うことにより、経時劣化を軽減することができる。
また、測定工程、洗浄工程、及び、保管工程を一連の動作とし、測定を行う時刻、又は、時間間隔(例えば、10分〜1日)を設定することで、均質な測定を行うことができると共に、養液成分の安定を図ることができる。
また、環境設定プログラム200、及び、環境制御プログラム300のどちらか一方に、経時的に劣化する検知部18cの状態に合わせて、測定られる測定値を経時時間に合わせて補正を行うことで経時劣化を相殺することのできる補正部406をさらに設けてもよい。
以上のように、検知部18cは、洗浄を行わず養液中に入れたままの状態である場合に比べて、測定後に洗浄する工程と、保存槽にて保存する工程とを設ける場合の方が、センサの寿命を延命することができ、さらに、測定結果の精度を向上させることができる。
2 環境設定装置
5 空気調和設備(空調設備)
3 環境制御装置
7 基準育成情報
8 育成情報
9 画像データ
10 可搬台
12 栽培ベッド
14 養液管理部
16 濾過部
11 配管
18 検知部
20 光源部
22 撮影部
24 二酸化炭素貯蔵部
26 制御部
26a 養液制御部
26b 照度制御部
26c 撮影部制御部
26d 二酸化炭素制御部
26e 空調制御部
28 通信部
[環境設定プログラム200]
205 育成情報DB
210 入力受付部
212 基準育成情報決定部
214 通信部
214a 送信部
214b 受信部
216 育成情報記録部
[環境制御プログラム300]
310 通信部
310a 受信部
310b 送信部
312 制御部
312a 養液制御部
312b 照度制御部
312c 撮影部制御部
312d 二酸化炭素制御部
312e 空調制御部
314 検知部
316 育成情報取集部
318 判断部
320 警告部
Claims (6)
- 外部との換気を可能にする開口が設けられた植物育成装置本体と、
前記植物育成装置本体に設置された栽培ベッドと、
前記植物育成装置本体に設置された光源部と、
前記光源部により照射される光を制御する光源制御部と、
前記植物育成装置本体に設置され、前記栽培ベッドに供給される養液の成分の混合比又は濃度を制御する養液制御部と、
前記植物育成装置本体に設置され、外部に設置された空気調和設備を制御する空調制御部と
を有する植物育成装置。 - 少なくとも前記栽培ベッドにおける環境を検知する検知部と、
少なくとも前記栽培ベッドの近傍を撮影する撮影部と
をさらに有し、
前記光源制御部は、前記検知部による検知結果に基づいて、光量又はカラーバランスを制御し、
前記養液制御部は、前記検知部による検知結果に基づいて、養液成分の混合比又は濃度を制御し、
前記空調制御部は、前記検知部による検知結果に基づいて、室内温度を調節する空気調和設備、加湿器、及び除湿機の少なくとも一つを制御する
請求項1に記載の植物育成装置。 - 前記検知部により検知された検知データ、及び、前記撮影部により撮影された画像データを、外部の管理装置に転送する通信部
をさらに有する請求項2に記載の植物育成装置。 - 前記空調制御部は、エコーネットコンソーシアムで策定された通信プロトコルに従って、前記空気調和設備を制御する
請求項3に記載の植物育成装置。 - 室内に設置された空気調査設備と、
前記室内に設置された植物育成装置と、
前記室内以外の領域に設置された管理装置と
を備え、
前記植物育成装置は、
外部との換気を可能にする開口が設けられた植物育成装置本体と、
前記植物育成装置本体に設置された栽培ベッドと、
前記植物育成装置本体に設置された光源部と、
前記光源部により照射される光を制御する光源制御部と、
前記植物育成装置本体に設置され、前記栽培ベッドに供給される養液の成分の混合比又は濃度を制御する養液制御部と、
前記植物育成装置本体に設置され、前記空気調和設備を制御する空調制御部と、
前記検知部により検知された検知データを、前記管理装置に転送する通信部と
を有し、
前記空気調和設備は、前記空調制御部による制御に応じて、前記室内の温度又は湿度を調整する
植物育成システム。 - 制御の内容及びタイミングを指定する育成プロファイルを販売する販売装置
をさらに備え、
前記管理装置は、
前記販売装置から購入した育成プロファイルを前記植物育成装置に応じて校正する校正部
を有し、
前記光源制御部、前記養液制御部及び前記空調制御部の少なくとも1つは、前記校正部により校正された育成プロファイルに基づいて制御を行う
請求項5に記載の植物育成システム。
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