JP2016208931A - 栽培作物の成分計測装置および成分計測システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この成分計測しシステム(1)は、栽培作物に含まれる所定の成分量を計測する成分センサと、圃場の栽培作物を個々に或いは一群ごとに識別する識別情報を取得する識別情報取得部と、成分センサにより計測された成分量と、識別情報取得部により取得された識別情報とを対応づけて送信する制御部と、を有する成分計測装置(10A,10B)を備えている。さらに、成分計測装置(10A,10B)から送信された情報を記憶するサーバ装置(30)と、圃場の栽培作物の成分量の情報を、個々の栽培作物ごと、或いは、一群の栽培作物ごとに表示する表示装置(40A,40B)とを備えている。
【選択図】図1
Description
また、特許文献3には、果物の糖度を計測する計測器とビデオカメラとを圃場内で移動可能に設け、顧客がインターネットを通じて計測器とビデオカメラとを操作できるシステムが開示されている。これにより、顧客は、インターネットを通じて、圃場の果物の映像と糖度の計測結果とを見ながら、果物を注文できる。
しかしながら、従来の計測装置は、栽培作物の所定の成分量を個々に計測するだけだった。よって、従来の計測装置で得られた計測データを、圃場に作成された複数の栽培作物のデータ管理またはデータ分析に利用することは難しかった。
本発明の目的は、栽培作物の所定の成分量の計測データを、圃場のデータ管理またはデータ分析に利用しやすい形態で収集することのできる栽培作物の成分計測装置および成分計測システムを提供することである。
栽培作物に含まれる所定の成分量を計測する成分センサと、
圃場の栽培作物を個々に或いは一群ごとに識別する識別情報を取得する識別情報取得部と、
通信を行う通信部と、
圃場の栽培作物の前記成分量の情報を、個々の栽培作物ごと、或いは、一群の栽培作物ごとに表示可能な情報を、通信ネットワークのサーバ装置へ記憶させるために、前記成分センサにより計測された成分量と、前記識別情報取得部により取得された識別情報とを対応づけて、前記通信部から送信する制御部と、
を備えている構成とする。
この構成によれば、成分センサにより計測された成分量を、圃場の栽培作物を個々に或いは一群ごとに識別する識別情報と対応づけて送信し、サーバ装置へ記憶させることができる。よって、サーバ装置がこの情報を蓄積することで、蓄積された情報を、圃場の栽培作物のデータ管理またはデータ分析に利用することができる。
この構成によれば、圃場の栽培作物を個々に或いは一群ごとに識別できる識別情報を、低コストの手段によって取得することができる。よって、成分計測装置のコストを低く抑えて、圃場の栽培作物のデータ管理またはデータ分析に利用できる情報を得ることができる。
また好ましくは、前記識別情報取得部は、栽培作物の近傍に設けられたタグから情報を読み出すタグリーダーを有し、前記タグに書き込まれた前記識別情報を取得するとよい。
この構成によれば、圃場の栽培作物を個々に或いは一群ごとに識別できる識別情報を、煩雑な操作を要さずに取得することができる。よって、圃場の栽培作物のデータ管理またはデータ分析に利用できる情報を容易に得ることができる。
この構成によれば、圃場の栽培作物を個々に或いは一群ごとに識別できる識別情報として、栽培作物の位置情報を取得することができる。よって、圃場の栽培作物の所定の成分量のデータを、栽培作物の位置の情報と対応づけて、データ管理またはデータ分析に使用することができる。
上記の成分計測装置と、
前記通信部から送信された情報を記憶する記憶部を有するサーバ装置と、
前記記憶部に記憶された情報に基づき、圃場の栽培作物の前記成分量の情報を、個々の栽培作物ごと、或いは、一群の栽培作物ごとに表示する表示装置と、
を備えている構成とする。
この構成によれば、成分計測装置により、圃場の栽培作物の成分量を個々の栽培作物ごとに或いは一群の栽培作物ごとにデータ収集することができる。さらに、表示装置により、圃場の栽培作物の成分量を個々の栽培作物ごと或いは一群の栽培作物ごとに表示して、圃場の栽培作物のデータ管理またはデータ分析を行うことができる。
前記表示装置は、前記成分量の時系列の情報を、個々の栽培作物ごと、或いは、一群の栽培作物ごとに表示するとよい。
この構成によれば、表示装置の表示を、圃場の栽培作物の所定の成分量について時間的な分析に役立てることができる。
また好ましくは、前記表示装置は、個々の栽培作物ごと或いは一群の栽培作物ごとの前記成分量の情報を地図画像に重畳して表示するとよい。
この構成によれば、表示装置の表示を、圃場の栽培作物の所定の成分量について場所的な分析に役立てることができる。
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1実施の形態に係る糖度計測システムの概要を示す図である。図2は、第1実施の形態に係る糖度計測装置とネッワークコントロールユニットとを示すブロック図である。図3は、第1実施の形態に係るクラウドサーバ装置と端末装置とを示すブロック図である。
本発明の第1実施の形態に係る糖度計測システム1は、圃場の栽培作物Fの糖度を計測し、糖度のデータを栽培作物Fと対応づけて蓄積できるシステムである。糖度計測システム1は、糖度計測装置10A,10Bと、ネットワークコントロールユニット20と、クラウドサーバ装置30と、端末装置40A,40Bとを備えている。本実施の形態において、糖度は本発明に係る所定の成分量の一例に相当する。糖度計測装置10A,10Bは本発明に係る成分計測装置の一例に相当する。クラウドサーバ装置30は本発明に係るサーバ装置の一例に相当する。端末装置40A,40Bは本発明に係る表示装置の一例に相当する。
計測ブロック11は、栽培作物Fに近接して栽培作物Fの糖度を計測する。計測ブロック11は、典型的には栽培作物Fを非破壊で計測する手段が採用される。具体的には、計測ブロック11は、発光ダイオードなどの発光部11aと、フォトダイオードなどの受光部11bと、温度計11cとを有している。計測ブロック11は、栽培作物Fに発光部11aの光を照射し、透過または内部拡散した光を受光部11bにより受光し、栽培作物Fによる光の特定成分の吸収から栽培作物Fの糖度を計測する。さらに、計測ブロック11は、栽培作物Fの温度にもとづく補正を行って栽培作物Fの糖度の計測精度を向上してもよい。
ID取得部12は、圃場の複数の箇所に作成された栽培作物Fを、個々の栽培作物Fごとに或いは一群の栽培作物Fごとに識別できるID(識別情報)51を取得する。一群の栽培作物Fとは、例えば、圃場の同一区域に作成された栽培作物F、或いは、同一の苗木から作成された栽培作物Fなど、任意に設定してよい。IDを取得する構成の具体例は、第2〜第4実施の形態で説明する。
通信部13は、例えば、無線通信によりネットワークコントロールユニット20にデータを送信する。通信方式としては、障害物を迂回しやすい周波数帯の無線を使用し、省電力で遠距離の通信を行うことができる方式が採用されるとよい。固定計測型の糖度計測装置10Bの場合には有線形式の通信部13が採用されてもよい。
制御部15は、計測ブロック11の計測結果と、ID取得部12により取得されたIDとを対応付けて、通信部13から送信する制御を行う。
ネットワークコントロールユニット20は、主に、糖度計測装置10A,10Bとクラウドサーバ装置30とを中継する通信を行う。図2に示すように、ネットワークコントロールユニット20は、糖度計測装置10A,10Bと通信を行う通信部21と、日時を計数する時計部22と、インターネットINに接続するインターネット通信部23と、送信データを生成する制御部24とを有している。制御部24は、糖度計測装置10A,10Bの送信データと、時計部22の日時情報とを対応づけて、送信データを生成する。なお、ネットワークコントロールユニット20は、小型化すれば、糖度計測装置10A,10Bに組み込んでもよい。また、日時情報の付加は、糖度計測装置10A,10Bまたはクラウドサーバ装置30により行ってもよい。
端末装置40A,40Bは、ユーザの操作により、クラウドサーバ装置30に蓄積されたデータを読み出して保存または閲覧する装置である。端末装置40A,40Bは、ユーザが操作する操作部41と、操作部41の操作を受けて各部の制御を行う制御部42と、インターネットINに接続して通信を行う通信部43と、データを記憶する記憶部44とを備えている。操作部41は、キーボード、マウス、または、タッチパネルなどである。
さらに、端末装置40A,40Bは、データ加工部45と、表示部46とを備えている。データ加工部45は、圃場の栽培作物Fの糖度について、個々の栽培作物Fごと或いは一群の栽培作物Fごとのグラフまたは分布図などを示す表示データの加工を行う。表示部46は、液晶表示器など画像表示が可能であり、データ加工部45の表示データに基づき画像表示を行う。
ユーザが糖度計測装置10Aを用いて栽培作物Fの糖度を計測する際、糖度計測システム1は図4に示すように動作する。
まず、糖度が計測される直前に、糖度計測装置10Aは、計測対象の栽培作物FのIDを取得する(ステップS1)。IDの具体的な取得方法は後述する。なお、IDの取得は、計測中または計測後にしてもよい。
次いで、糖度計測装置10Aは、栽培作物Fの糖度を計測する(ステップS2)。計測が終了すると、糖度計測装置10Aは、栽培作物FのIDと糖度のデータを対応づけて、ネットワークコントロールユニット20へリアルタイムに送信する(ステップS3)。
ネットワークコントロールユニット20は、糖度計測装置10Aからデータを受信すると、このデータをインターネットの通信規約に従った転送データへ変換する(ステップS4)。次いで、ネットワークコントロールユニット20は、現時点の日時情報を付加して転送データをクラウドサーバ装置30へ送信する(ステップS5)。
糖度計測システム1は、栽培作物Fの糖度が計測されるたびに、図4の動作を繰り返す。複数の栽培作物Fについて複数回の糖度の計測が行われると、図5に示すようなデータがクラウドサーバ装置30に蓄積される。図5のデータには、IDが「100」「200」「300」と異なる複数個の栽培作物Fについて、日時情報と糖度のデータとが登録されている。日時情報と糖度のデータには、計測日時の異なる複数組のデータが含まれている。なお、クラウドサーバ装置30は、IDごとの分類を行わずに、日時の情報と、IDと、糖度のデータとを1組の登録データとして、計測回数分のデータを記憶してもよい。
なお、複数の固定計測型の糖度計測装置10Bを用いて複数の栽培作物Fの糖度を継続的に計測する場合にも、同様の動作により、クラウドサーバ装置に同様のデータが蓄積される。
本実施の形態の糖度計測システム1においては、ユーザは、端末装置40A,40Bを用いてデータ保存とデータ閲覧を行うことができる。
まず、データ保存の動作を説明する。図6(a)に示すように、データ保存する場合には、ユーザは端末装置40Aを操作して、クラウドサーバ装置30にデータ保存要求を送信する(ステップS7)。
クラウドサーバ装置30は、データ保存要求を受信すると、IDごとに分類された日時情報と糖度データとを、保存用データとして端末装置40Aに送信する(ステップS8)。ここで送信される日時情報と糖度データとは、クラウドサーバ装置30に蓄積されている全部のデータとしてもよいし、端末装置40Aが指定した期間に該当するデータのみとしてもよい。クラウドサーバ装置30が、複数の圃場のデータを蓄積している場合には、ユーザの圃場のデータのみを抽出して送信してもよいし、グループ化された複数の圃場のデータを抽出して送信してもよい。
次に、データ閲覧の動作を説明する。図6(b)に示すように、データ閲覧する場合には、ユーザは、先ず、端末装置40Bを操作して、クラウドサーバ装置30にデータ閲覧要求を送信する(ステップS10)。
クラウドサーバ装置30がデータ閲覧要求を受信すると、IDごとに分類された日時情報と糖度データとを、閲覧用データとして端末装置40Bに送信する(ステップS11)。ここで送信される日時情報と糖度データとは、クラウドサーバ装置30に蓄積されている全部のデータとしてもよいし、端末装置40Bが指定した期間に該当するデータのみとしてもよい。クラウドサーバ装置30が、複数の圃場のデータを蓄積している場合には、ユーザの圃場のデータのみを抽出して送信してもよいし、グループ化された複数の圃場のデータを抽出して送信してもよい。
なお、図6(a)において、データ保存の処理を一方の端末装置40Aで行い、図6(b)において、データ閲覧の処理を他方の端末装置40Bで行う例を説明した。しかし、端末装置40A,40Bの各々が、データ保存とデータ閲覧との両方の処理を行えるように構成してもよい。
以上のように、第1実施の形態の糖度計測システム1によれば、栽培作物の糖度を圃場において計測することができる。さらに、計測された糖度データは、個々の栽培作物ごと或いは一群の栽培作物ごとに識別できるように、栽培作物のIDと対応づけられて蓄積される。よって、このようなデータを利用して、圃場全域の栽培作物の育成状況を判断したり、栽培作物を糖度に応じて選別したりすることができる。さらに、圃場の栽培作物の糖度の分布を分析することで、糖度を均一化する方策または糖度を増減する方策の探究に役立てることができる。
(第2実施の形態)
図8は、本発明の第2実施の形態に係る糖度計測装置を示すブロック図である。図9は、第2実施の形態において測定対象を識別するラベルを設けた例を説明する図である。図10は、ID入力の操作を説明するもので、(a)はダイヤルスイッチを説明する図、(b)はID入力時の表示を示す図である。
第2実施の形態の糖度計測装置10A,10Bは、栽培作物のIDを取得する構成として、ユーザが手動によりIDを入力する操作部を適用した例である。IDを入力する操作部としては、回動操作と押し操作とを一本の指で行えるダイヤルスイッチ12Aを適用している。
ダイヤルスイッチ12Aは、図10(a)に示すように、回動部rと並進部tとを有する。回動部rを時計方向と反時計方向とに回動させることで、選択される数値を減算方向と加算方向とに変化させ、かつ、並進部tを押すことで、数値を確定することができる。図10(b)に示すように、選択途中の数値は、表示部14に表示される。ユーザは、表示部14の表示を見ながらダイヤルスイッチ12Aを操作して、計測対象である栽培作物FのIDを容易に入力することができる。
その他の構成および糖度計測システム1の動作内容は、第1実施の形態と同様であり、詳細な説明は省略する。
図11は、本発明の第3実施の形態の糖度計測装置を示すブロック図である。図12は、第3実施の形態において測定対象を識別するICタグを設けた例を説明する図である。
第3実施の形態の糖度計測装置10A,10Bは、栽培作物FのIDを取得するのに、ICタグ51Bを利用した例である。
第3実施の形態においては、図12に示すように、IDを記録したICタグ51Bが、測定対象の栽培作物Fの近傍に付けられる。
さらに、第3実施の形態の糖度計測装置10A,10Bは、栽培作物FのIDを取得する構成として、ICタグリーダー12Bを備えている。ICタグリーダー12BがICタグ51Bに近接すると、ICタグリーダー12BからICタグ51Bへ無線で電力が供給され、ICタグ51BとICタグリーダー12Bとの無線通信が行われる。この無線通信により、ICタグ51Bは、予め登録されているIDをICタグリーダー12Bへ送信する。これにより、糖度計測装置10A,10Bは、栽培作物Fの糖度を計測する際に、ICタグ51Bから栽培作物FのIDを取得することができる。
以上のように、第3実施の形態の糖度計測システム1によれば、栽培作物のIDを煩雑な操作を要さずに取得することができる。よって、圃場の栽培作物のデータ管理またはデータ分析に利用できる情報を容易に得ることができる。
なお、第3実施の形態では、栽培作物FのIDを取得する構成として、ICタグとICタグリーダーとを用いた例を示したが、これらの代わりに、バーコードによりIDを記したバーコードタグと、バーコードを光学的に読むバーコードタグリーダーとを適用してもよい。このような構成でも、栽培作物のIDを煩雑な操作を要さずに取得することができる。
図13は、本発明の第4実施の形態に係る糖度計測装置を示すブロック図である。
第4実施の形態は、栽培作物FのIDとして、栽培作物Fの位置情報を取得する例である。第4実施の形態において、第1実施の形態と同様の構成は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
第4実施の形態の糖度計測装置10A,10Bは、栽培作物FのIDを取得する手段としてGPS(全地球測位システム)受信ユニット12Cを備えている。GPS受信ユニット12Cは、本発明に係る測位部の一例に相当する。
図14は、第4実施の形態に係る糖度計測システムの計測処理中の動作を示すシーケンス図である。図15は、第4実施の形態に係るクラウドサーバ装置で蓄積されるデータの一例を示すデータチャートである。
第4実施の形態の糖度計測システム1は、図14に示すように動作する。
次いで、糖度計測装置10Aは、栽培作物Fの糖度を計測する(ステップS22)。計測が終了すると、糖度計測装置10Aは、栽培作物Fの位置情報と糖度のデータとを対応づけて、ネットワークコントロールユニット20へリアルタイムに送信する(ステップS23)。
ネットワークコントロールユニット20は、糖度計測装置10Aからデータを受信すると、このデータをインターネットの通信規約に従った転送データへ変換する(ステップS24)。次いで、ネットワークコントロールユニット20は、現時点の日時情報を付加して転送データをクラウドサーバ装置30へ送信する(ステップS25)。
糖度計測システム1は、栽培作物Fの糖度が計測されるたびに、図14の動作を繰り返す。複数箇所に作成された複数の栽培作物Fについて糖度の計測が行われると、図15に示すようなデータがクラウドサーバ装置30に蓄積される。図15のデータは、同一の日付時間帯「2015/4/1 19:00-21:00」の複数回の計測で得られた、位置情報と糖度のデータとが登録されている。なお、クラウドサーバ装置30は、日時情報ごとの分類を行わずに、日時情報と、位置情報と、糖度のデータとを1組の登録データとして、計測回数分のデータを記憶してもよい。
第4実施の形態の糖度計測システム1においても、ユーザは、端末装置40A,40Bを用いてデータ保存とデータ閲覧を行うことができる。
まず、データ保存の動作を説明する。図16(a)に示すように、データ保存する場合には、ユーザは端末装置40Aを操作して、クラウドサーバ装置30にデータ保存要求を送信する(ステップS27)。
クラウドサーバ装置30がデータ保存要求を受信すると、クラウドサーバ装置30は、同一日時時間帯ごとに分類された位置情報と糖度データとを、保存用データとして端末装置40Aに送信する(ステップS28)。ここで送信される位置情報と糖度データとは、クラウドサーバ装置30に蓄積されている全部のデータとしてもよいし、端末装置40Aが指定した期間に該当するデータのみとしてもよい。クラウドサーバ装置30が、複数の圃場のデータを蓄積している場合には、ユーザの圃場のデータのみを抽出して送信してもよいし、グループ化された複数の圃場のデータを抽出して送信してもよい。
次に、データ閲覧の動作を説明する。図16(b)に示すように、データ閲覧する場合には、ユーザは、先ず、端末装置40Bを操作して、クラウドサーバ装置30にデータ閲覧要求を送信する(ステップS30)。クラウドサーバ装置30がデータ閲覧要求を受信すると、同一日時時間帯ごとに分類された位置情報と糖度データとを、閲覧用データとして端末装置40Bに送信する(ステップS31)。ここで送信される位置情報と糖度データとは、クラウドサーバ装置30に蓄積されている全部のデータとしてもよいし、端末装置40Bが指定した期間に該当するデータのみとしてもよい。クラウドサーバ装置30が、複数の圃場のデータを蓄積している場合には、ユーザの圃場のデータのみを抽出して送信してもよいし、グループ化された複数の圃場のデータを抽出して送信してもよい。端末装置40Bは、クラウドサーバ装置30からデータを受信すると、このデータのうち特定の日付時間帯のデータに基づいて、地図画像に糖度の位置の分布を表す画像を重畳した表示データを加工する(ステップS32)。そして、端末装置40Bは、表示データに基づく画像を表示部46に表示する(ステップS33)。図17に示すように、ここで表示される画像D2には、圃場を示す地図画像と、各位置で作成された栽培作物の糖度を色別に表わした分布データと、を重畳した分布図が含まれる。
以上のように、第4実施の形態の糖度計測システム1によれば、栽培作物の糖度を圃場において計測することができる。さらに、計測された糖度データは、個々の栽培作物ごと或いは一群の栽培作物ごとに識別できるように、栽培作物の位置情報と対応づけられる。よって、このようなデータを利用して、圃場の栽培作物の育成状況を判断したり、圃場の栽培作物を糖度に応じて選別したりできる。さらに、圃場の栽培作物の糖度の分布を分析することで、このようなデータを、栽培作物の糖度を均一化する方策或いは糖度を増減する方策の探究に役立てることができる。
さらに、第4実施の形態の糖度計測システム1によれば、圃場を示す地図画像に、各位置に作成された栽培作物の糖度を色別で表わした分布データを重畳した糖度の位置分布図を閲覧することができる。よって、この表示により、栽培作物の糖度の場所的な分析を行うことができる。
11 計測ブロック
11a 発光部
11b 受光部
11c 温度計
12 ID取得部
12A ダイヤルスイッチ
12B ICタグリーダー
12C GPS受信ユニット
13 通信部
14 表示部
15 制御部
20 ネットワークコントロールユニット
21 通信部
22 時計部
23 インターネット通信部
24 制御部
30 クラウドサーバ装置
31 通信部
32 記憶部
33 制御部
40A,40B 端末装置
41 操作部
42 制御部
43 通信部
44 記憶部
45 データ加工部
46表示部
51 計測対象ID
51A ラベル
51B ICタグ
F 栽培作物
D1,D2 画像
Claims (7)
- 栽培作物に含まれる所定の成分量を計測する成分センサと、
圃場の栽培作物を個々に或いは一群ごとに識別する識別情報を取得する識別情報取得部と、
通信を行う通信部と、
圃場の栽培作物の前記成分量の情報を、個々の栽培作物ごと、或いは、一群の栽培作物ごとに表示可能な情報を、通信ネットワークのサーバ装置へ記憶させるために、前記成分センサにより計測された成分量と、前記識別情報取得部により取得された識別情報とを対応づけて、前記通信部から送信する制御部と、
を備えていることを特徴とする栽培作物の成分計測装置。 - 前記識別情報取得部は、手動により情報を入力可能な操作部を有し、前記操作部によって前記識別情報が入力される、
ことを特徴とする請求項1記載の栽培作物の成分計測装置。 - 前記識別情報取得部は、栽培作物の近傍に設けられたタグから情報を読み出すタグリーダーを有し、前記タグに書き込まれた前記識別情報を取得する、
ことを特徴とする請求項1記載の栽培作物の成分計測装置。 - 前記識別情報取得部として位置情報を取得する測位部を有し、前記測位部は栽培作物の位置情報を前記識別情報として取得する、
ことを特徴とする請求項1記載の栽培作物の成分計測装置。 - 請求項1〜請求項4の何れか一項に記載の成分計測装置と、
前記通信部から送信された情報を記憶する記憶部を有する前記サーバ装置と、
前記記憶部に記憶された情報に基づき、圃場の栽培作物の前記成分量の情報を、個々の栽培作物ごと、或いは、一群の栽培作物ごとに表示する表示装置と、
を備えていることを特徴とする栽培作物の成分計測システム。 - 前記サーバ装置は、前記成分量と前記識別情報との情報に、時刻情報を対応づけて記憶し、
前記表示装置は、前記成分量の時系列の情報を、個々の栽培作物ごと、或いは、一群の栽培作物ごとに表示する、
ことを特徴とする請求項5記載の栽培作物の成分計測システム。 - 前記表示装置は、個々の栽培作物ごと或いは一群の栽培作物ごとの前記成分量の情報を地図画像に重畳して表示する、
ことを特徴とする請求項5記載の栽培作物の成分計測システム。
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