JP2015181410A - 環境監視装置、環境監視方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】植物工場の状態変化を自動的に検知することにより、的確なリカバリ処理を施すことができる植物工場の環境監視装置を提供する。【解決手段】センサデータ２１０を取得するデータ取得部１１０と、センサ履歴情報１４１を蓄積するセンサ履歴情報記憶部１４０と、センサデータ２１０とセンサ履歴情報１４１とに基づいて、センサデータ２１０の指標値を算出する指標算出部１２０と、指標値に基づいて、センサデータ２１０の異常レベルを決定するレベル決定部１３０と、異常レベルをセンサデータ２１０に付加した情報をセンサ状態情報１５１として記憶するセンサ状態情報記憶部１５０とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、環境監視装置、環境監視方法、及びプログラムに関する。特に、植物を栽培する植物工場の栽培環境を監視する環境監視装置、環境監視方法、及びプログラムに関する。

近年、施設内で、植物の生育に必要な環境を温度、ＣＯ２、光等により人工的に制御し、季節を問わず連続的に安全な農産物を生産できるシステム、いわゆる植物工場が開発されている。植物工場は、安全な食料の供給、食材の周年供給などを目的とした、環境保全型の生産システムである。

また、このような植物工場では、内部の栽培環境の管理として、温度、ＣＯ２、光（照明）、湿度、風量等を適切に制御しているので、生産される農産物は高品質で安心・安全であり、かつ、短期間で出荷することができることも特徴である。

このような植物工場において、安定したバラツキのない育成を実現するためには植物工場の状態を迅速かつ定量的に捉えることが必要となる。
現在、植物工場の状態監視は、数値を検索しグラフ等を形成して定期的に目視で行なっている（例えば、特許文献１〜３参照）。

特開昭５９−１５４９２５号公報 特許第２８０８０４１号公報 特許第３７０５１０６号公報

植物工場の状態監視は、数値を検索しグラフ等に形成して定期的に目視で行なわれているため、測定ミス等の一時的な外れ値による状態変化に柔軟に対応できないという課題がある。また、異常状態を目視で確認してから人手によりリカバリ処置をするため、栽培環境に対する対応が遅延し、植物の育成に悪影響をもたらすという課題がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされてものであり、植物工場の状態変化を自動的に検知することにより、的確なリカバリ処理を施すことができる植物工場の環境監視装置を提供することを目的とする。

本発明に係る環境監視装置は、
植物の栽培環境の状態を示すセンサデータを取得センサデータとして取得するデータ取得部と、
前記取得センサデータが前記データ取得部により取得された時点より前に取得されたセンサデータを過去センサデータとして蓄積する過去データ蓄積部と、
前記データ取得部により取得された前記取得センサデータと、前記過去データ蓄積部に蓄積された前記過去センサデータとに基づいて、前記取得センサデータの前記過去センサデータに対する変化量を算出する変化量算出部と、
前記変化量算出部により算出された前記変化量に基づいて、前記取得センサデータの異常レベルを決定するレベル決定部と、
前記レベル決定部により決定された前記異常レベルを前記取得センサデータに付加した情報をセンサ状態情報として記憶するセンサ状態情報記憶部とを備えることを特徴とする。

本発明に係る環境監視装置によれば、データ取得部により取得された取得センサデータと、過去データ蓄積部に蓄積された過去センサデータとに基づいて、取得センサデータの過去センサデータに対する変化量を算出する変化量算出部と、変化量に基づいて取得センサデータの異常レベルを決定するレベル決定部と、異常レベルを取得センサデータに付加した情報をセンサ状態情報として記憶するセンサ状態情報記憶部とを備えるので、栽培環境の状態変化の異常を、即時に自動的に検知することができるという効果を奏する。

実施の形態１に係る環境監視装置のブロック構成の一例を示す図である。 実施の形態１に係る環境監視装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 実施の形態１に係る環境監視装置における状態情報生成処理（工程）の動作の一例を示すフローチャートである。 実施の形態１に係るセンサデータとセンサ履歴情報との構成の一例を示す図である。 実施の形態１に係る環境監視装置においてセンサ種別毎の指標値の算出処理を説明する図である。 実施の形態１に係る環境監視装置においてセンサ種別毎の異常レベルの算出処理を説明する図である。 実施の形態１に係るセンサ種別「温度」の異常レベル判定テーブルの一例を示した図である。 実施の形態１に係る環境監視装置においてセンサ状態情報記憶部が環境監視装置とは別のデータベースサーバにある場合を示す図である。 実施の形態２に係る環境監視装置の応急シナリオ出力処理（工程）の動作の一例を示す図である。 実施の形態２に係る環境監視装置の応急シナリオ出力処理（工程）の動作を説明するための図である。 （ａ）は実施の形態２に係る環境監視装置のシナリオ送信処理（工程）の動作を説明するための図、（ｂ）は図１０とは異なる補正ルールの構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、以下の実施の形態の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「表」、「裏」といった方向は、説明の便宜上、そのように記しているだけであって、装置、器具、部品等の配置や向き等を限定するものではない。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係る環境監視装置１００のブロック構成の一例を示す図である。
図１を用いて、本実施の形態に係る環境監視装置１００のブロック構成の一例について説明する。

図１に示すように、環境監視装置１００は、植物工場２００とネットワークを介して接続される。環境監視装置１００は、植物工場２００からセンサデータ２１０を受信する。また、環境監視装置１００は、受信したセンサデータ２１０に基づいて、必要があれば応急処置シナリオ２９０を植物工場２００に返送する。

図１に示すように、環境監視装置１００は、データ取得部１１０、指標算出部１２０、レベル決定部１３０、異常レベル判定テーブル１３１、センサ履歴情報記憶部１４０、センサ状態情報記憶部１５０、ルール記憶部１６０、育成シナリオ記憶部１７０、シナリオ補正部１８０、シナリオ送信部１９０を備える。センサ履歴情報記憶部１４０には、センサ履歴情報１４１が記憶され、センサ状態情報記憶部１５０には、センサ状態情報１５１が記憶される。

本実施の形態では、主に、データ取得部１１０、指標算出部１２０、レベル決定部１３０、異常レベル判定テーブル１３１、センサ履歴情報記憶部１４０、センサ状態情報記憶部１５０について説明する。ルール記憶部１６０、育成シナリオ記憶部１７０、シナリオ補正部１８０、シナリオ送信部１９０については、実施の形態２において説明する。

データ取得部１１０は、植物工場２００における植物の栽培環境の状態を示すセンサデータ２１０を取得センサデータとして取得する。
センサ履歴情報記憶部１４０は、センサデータ２１０（取得センサデータ）がデータ取得部１１０により取得された時点より前に取得されたセンサデータをセンサ履歴情報１４１（過去センサデータ）として蓄積する。センサ履歴情報記憶部１４０は、過去データ蓄積部の一例である。

指標算出部１２０は、データ取得部１１０により取得されたセンサデータ２１０と、センサ履歴情報記憶部１４０に蓄積されたセンサ履歴情報１４１とに基づいて、センサデータ２１０における過去のセンサデータに対する変化量を指標値として算出する。指標算出部１２０は、変化量算出部の一例である。
レベル決定部１３０は、指標算出部１２０により算出された指標値に基づいて、センサデータ２１０の異常レベルを決定する。

センサ状態情報記憶部１５０は、レベル決定部１３０により決定された異常レベルをセンサデータ２１０に付加した情報をセンサ状態情報１５１として記憶する。

図２は、本実施の形態に係る環境監視装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。
図２を用いて、環境監視装置１００のハードウェア構成例について説明する。

環境監視装置１００はコンピュータであり環境監視装置１００の各要素をプログラムで実現することができる。
環境監視装置１００のハードウェア構成としては、バスに、演算装置９０１、外部記憶装置９０２、主記憶装置９０３、通信装置９０４、入出力装置９０５が接続されている。

演算装置９０１は、プログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ）である。
外部記憶装置９０２は、例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ・Ｏｎｌｙ・Ｍｅｍｏｒｙ）やフラッシュメモリ、ハードディスク装置である。
主記憶装置９０３は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ・Ａｃｃｅｓｓ・Ｍｅｍｏｒｙ）である。
通信装置９０４は、例えば通信ボード等であり、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ・Ａｒｅａ・Ｎｅｔｗｏｒｋ）等に接続されている。通信装置９０４は、ＬＡＮに限らず、ＩＰ−ＶＰＮ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ・Ｐｒｏｔｏｃｏｌ・Ｖｉｒｔｕａｌ・Ｐｒｉｖａｔｅ・Ｎｅｔｗｏｒｋ）、広域ＬＡＮ、ＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ・Ｔｒａｎｓｆｅｒ・Ｍｏｄｅ）ネットワークといったＷＡＮ（Ｗｉｄｅ・Ａｒｅａ・Ｎｅｔｗｏｒｋ）、あるいは、インターネットに接続されていても構わない。ＬＡＮ、ＷＡＮ、インターネットは、ネットワークの一例である。
入出力装置９０５は、例えばマウス、キーボード、ディスプレイ装置等である。マウスの代わりに、タッチパネル、タッチパッド、トラックボール、ペンタブレット、あるいは、その他のポインティングデバイスが用いられてもよい。ディスプレイ装置は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ・Ｃｒｙｓｔａｌ・Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ・Ｒａｙ・Ｔｕｂｅ）、あるいは、その他の表示装置でもよい。

プログラムは、通常は外部記憶装置９０２に記憶されており、主記憶装置９０３にロードされた状態で、順次演算装置９０１に読み込まれ、実行される。
プログラムは、以下のブロック構成図に示す「〜部」として説明している機能を実現するプログラムである。
プログラムプロダクト（コンピュータプログラムプロダクト）は、以下のブロック構成図に示す「〜部」の機能を実現するプログラムが記録された記憶媒体、記憶装置などから構成される。プログラムプロダクトは、外観に関わらず、コンピュータ読み取り可能なプログラムをロードしているものである。

更に、外部記憶装置９０２にはオペレーティングシステム（ＯＳ）も記憶されており、ＯＳの少なくとも一部が主記憶装置９０３にロードされ、演算装置９０１はＯＳを実行しながら、ブロック構成図に示す「〜部」の機能を実現するプログラムを実行する。
また、アプリケーションプログラムも外部記憶装置９０２に記憶されており、主記憶装置９０３にロードされた状態で、順次演算装置９０１により実行される。
また、「〜テーブル」等の情報も外部記憶装置９０２に記憶されている。

また、「〜の判断」、「〜の判定」、「〜の抽出」、「〜の検知」、「〜の設定」、「〜の登録」、「〜の選択」、「〜の生成」、「〜の入力」、「〜の出力」等の処理の結果を示す情報やデータや信号値や変数値が主記憶装置９０３に記憶されている。
また、環境監視装置１００が受信したデータが主記憶装置９０３に記憶される。
また、暗号鍵あるいは復号鍵、乱数値、パラメータなどが、主記憶装置９０３に記憶されてもよい。

なお、図２の構成は、あくまでも環境監視装置１００のハードウェア構成の一例を示すものであり、環境監視装置１００のハードウェア構成は図２に記載の構成に限らず、他の構成であってもよい。

図３は、本実施の形態に係る環境監視装置１００におけるセンサ状態情報生成処理（工程）の動作の一例を示すフローチャートである。

＜データ取得処理（工程）：Ｓ１０１＞
Ｓ１０１において、データ取得部１１０は、植物工場２００から送信されるセンサデータ２１０を、インターネットなどのネットワークを介して受信する。センサデータ２１０は、植物工場２００内の管理端末などから送信される。センサデータ２１０は、定期的に環境監視装置１００に送信される。例えば、３０秒毎、１分毎、５分毎に、植物工場２００内の管理端末からセンサデータ２１０が送信される。

図４は、本実施の形態に係るセンサデータ２１０とセンサ履歴情報１４１との構成の一例を示す図である。
図４に示すように、センサデータ２１０は、センサ種別、計測時刻、値から構成される。センサデータ２１０は、植物工場２００における植物の栽培環境の状態を示す。センサデータ２１０には、栽培環境の状態として複数の環境項目の状態が設定される。この環境項目をセンサ種別とする。

センサ種別（環境項目）は、例えば、温度、ＣＯ２濃度、光などである。本実施の形態では、センサ種別として、この３つがセンサデータ２１０に含まれるものとする。センサ種別には、その他にも、湿度、風量、養液供給などがあってもよい。計測時刻は、各センサが温度、ＣＯ２濃度、光の照度を計測した時刻である。値は、各センサが出力する値であり、温度、ＣＯ２濃度、光の照度などを表す値である。

センサデータ２１０には、「温度」センサの計測時刻が「２０１３／０１／０１ ００：０２」であり、「温度」センサの値は「１０．２」であると設定されている。同様に、「ＣＯ２濃度」センサの計測時刻が「２０１３／０１／０１ ００：０２」、「ＣＯ２濃度」センサの値は「３．１」であり、「光」センサの計測時刻が「２０１３／０１／０１ ００：０２」、「光」センサの値は「０．５」である。

図４に示すように、センサ履歴情報１４１には、データ取得部が受信したセンサデータ２１０が蓄積される。図４では、計測時刻「２０１３／０１／０１ ００：００」のセンサデータ２１０と、計測時刻「２０１３／０１／０１ ００：０１」のセンサデータ２１０とが時系列に蓄積されている。
データ取得部１１０は、受信したセンサデータ２１０をセンサ履歴情報１４１に蓄積する。

＜指標算出処理（工程）：Ｓ１０２＞
次に、Ｓ１０２において、指標算出部１２０は、データ取得部１１０が受信したセンサデータ２１０と、センサ履歴情報記憶部１４０に記憶されているセンサ履歴情報１４１とに基づいて、センサ種別毎の指標値を処理装置により算出する。
指標値とは、センサ種別毎に前後の変化量を表す数値である。指標値は変化量の一例である。

図５は、本実施の形態に係る環境監視装置１００において、センサ種別毎の指標値の算出処理を説明する図である。
図５に示すセンサ履歴情報１４１とセンサデータ２１０とは、図４で説明したものと同様である。

図５（ａ）に示すように、例えば、指標算出部１２０は、今回受信したセンサデータ２１０の温度の値「１０．２」と、前回受信した温度の値「９．８」と、前々回受信した温度の値「９．９」とに基づいて、図５（ｂ）に示す指標値（１）「０．１」、指標値（２）「０．０２」、指標値（３）「０．０１」を算出する。
今回受信したセンサデータ２１０（取得センサデータ）は計測時刻「２０１３／０１／０１ ００：０２」のものであり、前回受信したセンサデータ（過去センサデータの一例）は計測時刻「２０１３／０１／０１ ００：０１」のものであり、前々回受信したセンサデータ（過去センサデータの一例）は計測時刻「２０１３／０１／０１ ００：００」のものである。

指標算出部１２０は、ＣＯ２濃度、光についても同様に、受信したセンサデータ２１０の値と、前回受信した値と、前々回受信した値とに基づいて、図５（ｂ）に示す指標値（１）、指標値（２）、指標値（３）を算出する。指標算出部１２０は、複数のセンサ種別（環境項目）ごとに指標値を算出する。

ここでは、一例として、前回受信した値と前々回受信した値とに基づいて、３種類の指標値（１）（２）（３）を求めたが、指標値の数は３つでなくてもよい。１，２，４，５，６など、いくつの指標値を算出してもよい。
また、指標値を算出する元となる過去のセンサデータは、前回受信したセンサデータと前々回受信したセンサデータでなくともよい。前回のみでもよいし、前々回のみでもよい。あるいは、予め環境監視装置１００に登録されたＮ時点前のセンサデータを用いるとしてもよい。すなわち、環境監視装置１００に登録されているＮ時点前のセンサデータと、受信したセンサデータ２１０とにより、異常レベルを定量的に表すための指標値を計算する。

指標算出部１２０は、例えば、Ｎ時点前のセンサデータと受信したセンサデータ２１０とから、所定の統計値を算出して指標値とする。所定の統計値とは、例えば、平均、分散、あるいは、その他の統計値算出手法を用いて算出した値、あるいは、これらの統計値を組み合わせた値などである。指標値は、０に近づく程、現在の植物工場２００の状態の変化は小さいことを示す。また、指標値は、値が大きくなる程、現在の植物工場２００の状態の変化が大きいことを示す。

＜レベル決定処理（工程）：Ｓ１０３＞
次に、Ｓ１０３において、レベル決定部１３０は、指標算出部１２０により算出された指標値に基づいて、センサ種別毎の異常レベルを処理装置により算出する。
異常レベルとは、センサ種別毎の状態の変化が、正常であるか、異常であるか、異常であればどの程度の異常かを示すレベルである。

図６は、本実施の形態に係る環境監視装置１００において、センサ種別毎の異常レベルの算出処理を説明する図である。
レベル決定部１３０は、センサ種別毎に異常レベルを算出する。図６では、センサ種別「温度」の値は異常レベル「正常」、センサ種別「ＣＯ２濃度」の値は異常レベル「正常」、センサ種別「光」の値は異常レベル「レベル１」と設定されている。

レベル決定部１３０は、指標値（１）、指標値（２）、指標値（３）を用いて、異常レベルを決定するための異常レベル判定値を算出する。例えば、レベル決定部１３０は、指標値（１）、指標値（２）、指標値（３）の値を加算し、加算した値を異常レベル判定値とする。そして、レベル決定部１３０は、異常レベル判定値に基づいて、異常レベルを決定する。

図７は、本実施の形態に係るセンサ種別「温度」の異常レベル判定テーブル１３１の一例を示した図である。
レベル決定部１３０は、センサ種別毎の異常レベル判定テーブル１３１を備えるものとする。図７では、センサ種別「温度」に対応する異常レベル判定テーブル１３１を示している。

図７に示すように、異常レベル判定テーブル１３１には、例えば、異常レベル判定値範囲と、異常レベルとが対応付けられている。「０．０以上０．２未満」は「正常」、「０．２以上０．４未満」は「レベル１」、「０．４以上」は「レベル２」、「−０．２以上０．０未満」は「レベル（−１）」、「−０．２未満」は「レベル（−２）」と設定されている。異常レベル判定値は、正負の値をとる。異常レベル判定値が正の値の場合は、センサの値が増加する方向に変化していることを示し、異常レベル判定値が負の値の場合は、センサの値が減少する方向に変化していることを示している。

図６及び図７を用いて、レベル決定部１３０が、センサ種別「温度」についての異常レベルを決定する場合について説明する。
まず、レベル決定部１３０は、指標値（１）、指標値（２）、指標値（３）を加算し、異常レベル判定値を算出する。異常レベル判定値は、０．１＋０．０２＋０．０１＝０．１３となる。

次に、レベル決定部１３０は、異常レベル判定テーブル１３１に基づいて、算出した異常レベル判定値０．１３が含まれる異常レベル範囲を決定する。図７に示すように、異常レベル判定値０．１３は、「０．０以上０．２未満」であるため、センサ種別「温度」の異常レベルは「正常」となる。

レベル決定部１３０は、センサ種別「ＣＯ２濃度」「光」についても、同様に異常レベル判定テーブル１３１を有し、この異常レベル判定テーブル１３１を用いて異常レベルを決定する。
レベル決定部１３０による異常レベル判定値の算出方法は指標値（１）、指標値（２）、指標値（３）を加算するものであったが、これ以外の方法でもよい。例えば、指標値（１）、指標値（２）、指標値（３）のうちの最大値を異常レベル判定値としてもよい。あるいは、指標値の少なくともいずれかに重み付けをして、異常レベル判定値を算出してもよい。異常レベル判定値の算出方法は、センサ種別、システムの動作傾向、ユーザの希望などにより適宜決定されることが好ましい。

このように、環境監視装置１００は、異常レベルと指標値（異常レベル判定値）の範囲とを対応付けて記憶した異常レベル判定テーブル１３１を備える。レベル決定部１３０は、指標値（異常レベル判定値）と異常レベル判定テーブル１３１とに基づいて、センサデータ２１０の異常レベルを決定する。

図６に示すように、レベル決定部１３０は、データ取得部１１０が受信したセンサデータ２１０に対し、指標算出部１２０が算出した指標値を設定するとともに、異常レベルを設定し、センサ状態情報１５１を生成する。

レベル決定部１３０は、決定した異常レベルが正常でない場合には、警告情報を出力するとしてもよい。例えば、図６に示すように。レベル決定部１３０は、センサ種別「光」の異常レベルをレベル１と決定した場合、出力装置にアラーム情報を出力する。
アラーム情報は、音声、音、ランプなどの点灯、ディスプレイへの警告表示、プリンタからの警告表示等により出力される。

＜センサ状態情報記憶処理（工程）：Ｓ１０４＞
センサ状態情報記憶部１５０は、レベル決定部１３０により生成されたセンサ状態情報１５１を記憶する。
以上で、センサ状態情報生成処理（工程）についての説明を終わる。

なお、環境監視装置１００はセンサ状態情報記憶部１５０を備えていない構成でもよい。
図８は、本実施の形態に係る環境監視装置１００において、センサ状態情報記憶部１５０が環境監視装置１００とは別のデータベースサーバにある場合を示している。
図８に示すように、センサ状態情報記憶部１５０は、環境監視装置１００に接続されたデータベースサーバが備えていてもよい。この場合、レベル決定部１３０は生成したセンサ状態情報１５１を、データベースサーバにあるセンサ状態情報記憶部１５０にアップロードする構成となる。

以上のように、本実施の形態に係る環境監視装置１００は、定期的に送信される植物工場のセンサデータについて、異常の度合いを定量的に表す指標値を算出するとともに、この指標値を用いて異常状態を自動的に判定する。また、この指標値と異常レベルとを付加したセンサ状態情報をセンサ状態情報記憶部に記憶する。したがって、センサ状態情報記憶部には、常に最新のセンサ状態情報が記憶されているので、異常状態の際の人手による対応の遅れなどを防止することができる。また、センサ状態情報記憶部に記憶されている最新のセンサ状態情報には、異常レベルが付加されているので、人がグラフなどを判断する必要がなく、人手による判断ミスを防ぐことができる。

実施の形態２．
本実施の形態では、主に、実施の形態１に対する差異点、追加点について説明する。
本実施の形態に係る環境監視装置１００の構成は、実施の形態１で説明した図１の構成と同一である。
本実施の形態では、主に、ルール記憶部１６０、育成シナリオ記憶部１７０、シナリオ補正部１８０、シナリオ送信部１９０について説明する。
実施の形態１で説明した構成部と同一の構成部については、その説明を省略する場合がある。

育成シナリオ記憶部１７０は、栽培環境を制御する手順を定めた育成シナリオ１７１を記憶する。育成シナリオ１７１には、複数のセンサ種別（環境項目）のそれぞれを制御する手順を定める。
ルール記憶部１６０は、異常レベルと、育成シナリオ１７１の補正ルール（補正手順）とを対応付けた補正ルール１６１（補正手順情報）を記憶する。ルール記憶部１６０は、補正手順情報記憶部の一例である。補正ルール１６１では、複数のセンサ種別ごとの異常レベルと、複数のセンサ種別（環境項目）のそれぞれの補正手順とが対応付けられている。

シナリオ補正部１８０は、センサ状態情報記憶部１５０に記憶されたセンサ状態情報１５１に付加されている異常レベルと、補正ルール１６１とに基づいて、異常レベルに対応する補正ルールを取得する。シナリオ補正部１８０は、補正手順取得部の一例である。
また、シナリオ補正部１８０は、取得した補正ルール１６１にしたがって育成シナリオ１７１を補正する。

シナリオ送信部１９０は、シナリオ補正部１８０により補正された育成シナリオ１７１を応急処置シナリオ１７２として送信する。

図９は、本実施の形態に係る環境監視装置１００のシナリオ出力処理（工程）の動作の一例を示す図である。図１０は、本実施の形態に係る環境監視装置１００のシナリオ出力処理（工程）の動作を説明するための図である。図１１は、（ａ）は本実施の形態に係る環境監視装置１００のシナリオ送信処理（工程）の動作を説明するための図、（ｂ）は補正ルール１６１において図１０とは異なる構成を示す図である。

環境監視装置１００では、受信したセンサデータ２１０に異常がない場合は、通常の育成シナリオ１７１を植物工場２００に送信する。通常の育成シナリオ１７１とは、所望の植物を育成することができるように、植物工場２００の環境を制御するためのシナリオである。

図１０に示すように、育成シナリオ１７１は、センサ種別と設定値とが対応付けられている。センサ種別「温度」に対して設定値「１０」、センサ種別「ＣＯ２濃度」に対して設定値「３」、センサ種別「光」に対して設定値「０．５」が設定されている。これは、該当するセンサの値が設定値となるように、植物工場２００を制御するための制御命令である。育成シナリオ記憶部１７０は、複数種類の植物を育成するための複数種類の育成シナリオ１７１を記憶していてもよい。
育成シナリオ１７１は、シナリオ送信部１９０により植物工場２００に定期的に送付されるものとする。

図９に示す環境監視装置１００のシナリオ出力処理（工程）は、育成シナリオ１７１を送付する度に実行される。

＜センサ状態判定処理（工程）：Ｓ２０１＞
Ｓ２０１において、シナリオ補正部１８０は、センサ状態情報記憶部１５０からセンサ状態情報１５１を取得する。シナリオ補正部１８０は、センサ状態情報１５１に異常状態のセンサ種別があるか否かを処理装置により判定する。例えば、図１０に示すセンサ状態情報１５１の場合、シナリオ補正部１８０は、「光」が異常レベル「レベル１」であると判定する。

異常状態のセンサ種別がある場合（Ｓ２０１でＹＥＳ）、Ｓ２０３に進む。
全てのセンサ種別が正常の場合（Ｓ２０１でＮＯ）、Ｓ２０２に進む。
Ｓ２０２において、シナリオ送信部１９０は、全てのセンサ種別が正常を示しているので、通常の育成シナリオ１７１を育成シナリオ記憶部１７０から取得して、植物工場２００に送信する。

＜ルール取得処理（工程）：Ｓ２０３＞

Ｓ２０３において、シナリオ補正部１８０は、異常状態と判定したセンサ種別とその異常状態の異常レベルとに基づいて、補正ルール１６１を検索する。

ここで、図１０を用いて、補正ルール１６１の構成の一例について説明する。
図１０に示すように、補正ルール１６１は、センサ種別毎の異常レベルに対応して、設定値の補正ルールを対応付けた情報である。
例えば、温度がレベル１の場合、「温度は５％ＤＯＷＮ、ＣＯ２濃度は１０％ＵＰ、光は１０％ＵＰ」という補正ルールが設定されている。その他にも、ＣＯ２濃度がレベル１の場合、「温度は１０％ＤＯＷＮ、ＣＯ２濃度は５％ＤＯＷＮ、光は５％ＵＰ」という補正ルールが設定され、光がレベル１の場合、「温度は５％ＤＯＷＮ、ＣＯ２濃度は１０％ＵＰ、光は５％ＤＯＷＮ」という補正ルールが設定される。

補正ルール１６１は、予め生成され環境監視装置１００の記憶装置に記憶される。
本実施の形態に係る補正ルール１６１では、例えば、光がレベル１であるからといって、単に、光の設定値を５％低くするだけではない。光の設定値を５％低くするとともに、温度も５％低くし、ＣＯ２濃度は１０％高くする。

このように、本実施の形態では、想定される異常状態を検知したセンサに対応する設定値のみを補正するのではなく、他のセンサに対応する設定値についても補正する。このように、異常状態と判定された１つの環境項目に対し、複数の環境項目で総合的に対処することができる。すなわち、本実施の形態では、補正ルールにしたがって、育成シナリオの複数の環境項目のうち、異常レベルが付加された環境項目を補正するとともに異常レベルが付加された環境項目以外の環境項目も補正する。

このように、複数の環境項目で総合的に対処するのは、以下のような理由からである。
センサデータ２１０から光が異常状態であると判定されても、光センサが故障している場合も想定される。あるいは、実際に光が高くなり過ぎていることも考えられる。よって、光が異常状態であるからといって光の設定値のみを補正すると、もし光センサが故障しており実際には光は正常である場合に光を必要以上に低くしてしまう。このような場合、本実施の形態では、温度を下げ、ＣＯ２濃度を上げるように、光以外の環境項目も補正しているので、光を必要以上に低くしてしまった場合のダメージを低減することができる。例えば、光を必要以上に低くしてしまった場合でも、ＣＯ２濃度を上げているので、光合成に対するダメージを低く抑えることができる。

図９のＳ２０３に戻り、説明を続ける。
具体的には、シナリオ補正部１８０は、図１０のセンサ状態情報１５１から「光」が異常レベル「レベル１」と判定し、「光がレベル１」との情報に基づいて補正ルール１６１を検索する。
シナリオ補正部１８０は、「光がレベル１」に対応する補正ルールとして、「温度は５％ＤＯＷＮ、ＣＯ２濃度は１０％ＵＰ、光は５％ＤＯＷＮ」を取得する。補正ルール１６１から取得したレコードを取得補正ルールとする。

＜シナリオ補正処理（工程）：Ｓ２０４＞
Ｓ２０４において、シナリオ補正部１８０は、補正ルール１６１から取得したレコードである取得補正ルールと、育成シナリオ記憶部１７０から取得した育成シナリオ１７１とに基づいて、応急処置シナリオ１７２を生成する。シナリオ補正部１８０は、育成シナリオ１７１に対して、取得補正ルールを適応させることにより応急処置シナリオ１７２を生成する。

図１０を用いて、シナリオ補正処理について具体例を用いて説明する。
シナリオ補正部１８０は、育成シナリオ１７１（温度：１０、ＣＯ２濃度：３、光：０．５）を取得する。シナリオ補正部１８０は、この育成シナリオ１７１に対し、取得補正ルールを適応する。取得補正ルールは「温度は５％ＤＯＷＮ、ＣＯ２濃度は１０％ＵＰ、光は５％ＤＯＷＮ」であるので、応急処置シナリオ１７２は、温度：９．５、ＣＯ２濃度：３．３、光：０．４７５となる。

＜シナリオ送信処理（工程）：Ｓ２０５＞
図１１（ａ）に示すように、Ｓ２０５において、シナリオ送信部１９０は、シナリオ補正部１８０により生成された応急処置シナリオ１７２を、植物工場２００に送信する。
以上で、環境監視装置１００のシナリオ出力処理（工程）の説明を終わる。

なお、図１０に示す補正ルール１６１では、１つのセンサ種別毎の異常レベルに対して、１つの補正ルールを対応付けた。しかし、図１１（ｂ）に示すように、２つ以上のセンサ種別毎の異常レベルに対して、１つの補正ルールを対応付けてもよい。例えば、「温度がレベル１かつ光がレベル２」に対し、１つの補正ルールを対応付けてもよい。また、３つ以上のセンサ種別毎の異常レベルに対して、１つの補正ルールを対応付けてもよい。

以上のように、本実施の形態に係る環境監視装置１００によれば、異常状態を検知した場合は、異常状態のレベルと事前に登録してある補正ルール１６１（応急処置ルール）を用いて、異常のある環境項目及び異常のない環境項目で総合的に応急処置ができる応急処置シナリオを作成し、植物工場２００に配信することができる。
したがって、異常状態を検知したセンサとその異常の度合いによって、測定ミス等の一時的な外れ値による状態変化にも柔軟に対応でき、人手によるリカバリ処置を減らすことができる。

以上の実施の形態では、環境監視装置１００を１つの装置として説明したが、複数の装置から構成されたシステムでもよい。
例えば、データ取得部、指標算出部、レベル決定部、センサ履歴情報記憶部を１つの装置（例えば、状態情報生成装置）とし、この状態情報生成装置に接続されたセンサ状態情報記憶部を１つのデータベースサーバとし、シナリオ補正部、シナリオ送信部、補正ルール、育成シナリオ記憶部を１つの装置（例えば、シナリオ生成装置）としてもよい。これらの状態情報生成装置、データベースサーバ、シナリオ生成装置は、ネットワークで接続され、実施の形態１，２で説明した環境監視装置１００の機能を有する環境監視システムを構成してもよい。

以上の実施の形態１、２において説明した環境監視装置１００のブロック構成は、データ取得部、指標算出部、レベル決定部、センサ履歴情報記憶部、シナリオ補正部、シナリオ送信部、ルール記憶部、育成シナリオ記憶部に限られない。
これらのブロック構成は任意である。
例えば、データ取得部、指標算出部、レベル決定部をひとつの機能ブロックで実現してもよいし、シナリオ補正部、シナリオ送信部をひとつの機能ブロックで実現しても良い。また、センサ履歴情報記憶部、ルール記憶部、育成シナリオ記憶部をひとつの機能ブロックで実現してもよい。あるいは、これらの機能ブロックを、他のどのような組み合わせで環境監視装置１００を構成しても構わない。

以上、本発明の実施の形態１，２について説明したが、これらの実施の形態のうち２つを組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、１つを部分的に実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、２つを部分的に組み合わせて実施しても構わない。なお、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

１００ 環境監視装置、１１０ データ取得部、１２０ 指標算出部、１３０ レベル決定部、１３１ 異常レベル判定テーブル、１４０ センサ履歴情報記憶部、１４１ センサ履歴情報、１５０ センサ状態情報記憶部、１５１ センサ状態情報、１６０ ルール記憶部、１６１ 補正ルール、１７０ 育成シナリオ記憶部、１７１ 育成シナリオ、１７２ 応急処置シナリオ、１８０ シナリオ補正部、１９０ シナリオ送信部、２００ 植物工場、２１０ センサデータ、９０１ 演算装置、９０２ 外部記憶装置、９０３ 主記憶装置、９０４ 通信装置、９０５ 入出力装置。

Claims (7)

1. 植物の栽培環境の状態を示すセンサデータを取得センサデータとして取得するデータ取得部と、
   前記取得センサデータが前記データ取得部により取得された時点より前に取得されたセンサデータを過去センサデータとして蓄積する過去データ蓄積部と、
   前記データ取得部により取得された前記取得センサデータと、前記過去データ蓄積部に蓄積された前記過去センサデータとに基づいて、前記取得センサデータの前記過去センサデータに対する変化量を算出する変化量算出部と、
   前記変化量算出部により算出された前記変化量に基づいて、前記取得センサデータの異常レベルを決定するレベル決定部と、
   前記レベル決定部により決定された前記異常レベルを前記取得センサデータに付加した情報をセンサ状態情報として記憶するセンサ状態情報記憶部と
   を備えることを特徴とする環境監視装置。
2. 前記異常レベルと前記変化量の範囲とを対応付けて記憶した異常レベル判定テーブルを備え、
   前記レベル決定部は、
   前記変化量と前記異常レベル判定テーブルとに基づいて、前記取得センサデータの前記異常レベルを決定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の環境監視装置。
3. 前記栽培環境を制御する手順を定めた育成シナリオを記憶する育成シナリオ記憶部と、
   前記異常レベルと、前記育成シナリオの補正手順とを対応付けた補正手順情報を記憶する補正手順情報記憶部と、
   前記センサ状態情報記憶部に記憶された前記センサ状態情報に付加されている前記異常レベルと、前記補正手順情報記憶部に記憶された前記補正手順情報とに基づいて、前記異常レベルに対応する前記補正手順を取得する補正手順取得部と、
   前記補正手順取得部により取得された前記補正手順にしたがって前記育成シナリオを補正するシナリオ補正部と、
   前記シナリオ補正部により補正された前記育成シナリオを応急処置シナリオとして送信するシナリオ送信部と
   を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の環境監視装置。
4. 前記データ取得部は、
   前記栽培環境の状態として複数の環境項目の状態を前記センサデータとして取得し、
   前記変化量算出部は、前記複数の環境項目ごとに前記変化量を算出し、
   前記レベル決定部は、前記複数の環境項目ごとに前記異常レベルを決定し、
   前記センサ状態情報記憶部は、前記複数の環境項目ごとに前記異常レベルを付加した情報を前記センサ状態情報として記憶することを特徴とする請求項３に記載の環境監視装置。
5. 前記育成シナリオ記憶部は、前記複数の環境項目のそれぞれを制御する手順を定めた前記育成シナリオを記憶し、
   前記補正手順情報記憶部は、前記複数の環境項目ごとの前記異常レベルと、前記複数の環境項目のそれぞれの補正手順とを対応付けた前記補正手順情報を記憶し、
   前記補正手順取得部は、
   前記複数の環境項目のうち前記異常レベルが付加された環境項目に対応する前記補正手順を取得し、
   前記シナリオ補正部は、
   前記補正手順にしたがって、前記育成シナリオの前記複数の環境項目のうち、前記異常レベルが付加された環境項目を補正するとともに前記異常レベルが付加された環境項目以外の環境項目を補正することを特徴とする請求項４に記載の環境監視装置。
6. データ取得部が、植物の栽培環境の状態を示すセンサデータを取得センサデータとして取得し、
   変化量算出部が、前記データ取得部により取得された前記取得センサデータと、前記取得センサデータが前記データ取得部により取得された時点より前に取得されたセンサデータを過去センサデータとして蓄積する過去データ蓄積部に蓄積された前記過去センサデータとに基づいて、前記取得センサデータの前記過去センサデータに対する変化量を算出し、
   レベル決定部が、前記変化量算出部により算出された前記変化量に基づいて、前記取得センサデータの異常レベルを決定し、
   センサ状態情報記憶部が、前記レベル決定部により決定された前記異常レベルを前記取得センサデータに付加した情報をセンサ状態情報として記憶することを特徴とする環境監視方法。
7. 植物の栽培環境の状態を示すセンサデータを取得センサデータとして取得するデータ取得処理と、
   前記データ取得処理により取得された前記取得センサデータと、前記取得センサデータが前記データ取得処理により取得された時点より前に取得されたセンサデータを過去センサデータとして蓄積する過去データ蓄積部に蓄積された前記過去センサデータとに基づいて、前記取得センサデータの前記過去センサデータに対する変化量を算出する変化量算出処理と、
   前記変化量算出処理により算出された前記変化量に基づいて、前記取得センサデータの異常レベルを決定するレベル決定処理と、
   前記レベル決定処理により決定された前記異常レベルを前記取得センサデータに付加した情報をセンサ状態情報として記憶するセンサ状態情報記憶処理と
   をコンピュータに実行させるプログラム。

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