JP2017038547A - Control system of environment inside agricultural greenhouse - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、農業用ハウス内での農作物の栽培環境を最適な状態にするための環境制御システムに関する。 The present invention relates to an environment control system for optimizing the cultivation environment of agricultural products in an agricultural house.
農業用ハウス内では、農作物を最適な環境条件で栽培するべく、従来から温度や湿度等を測定し、それらが最適な状態となるように天窓や側窓、保温カーテン、遮光カーテン等の開閉作業、暖房機や送風機等の操作といった所謂「環境制御」を行っている。しかし、一般的なハウス内の環境制御は、現時点における環境情報(例えば、ハウス内温度)の測定値と設定値とを比較し、測定値が設定値を超えた場合、或いは測定値が設定値を下回った場合に環境制御(例えば、天窓の開閉作業)を行う。従って、環境制御のタイミングに遅れが生じ、農作物に悪影響を及ぼす場合があった。 In an agricultural house, in order to cultivate crops under optimal environmental conditions, temperature and humidity have been measured conventionally, and opening and closing work such as skylights, side windows, heat insulation curtains, light-shielding curtains, etc. so that they are in an optimal state. In addition, so-called “environmental control” such as operation of a heater or a blower is performed. However, in general environmental control in a house, the measured value of the environmental information (for example, the temperature in the house) at the present time is compared with the set value, and the measured value exceeds the set value or the measured value is the set value. Environmental control (for example, opening and closing work of the skylight) is performed when the value falls below. Therefore, the timing of environmental control is delayed, which may adversely affect the crops.
そこで、ハウス内の環境を随時予測しながら環境制御を行う制御システムが開示されている(例えば特許文献1参照。)。特許文献1に開示された農業用ハウスの開閉装置用制御システムは、農業用ハウスの屋根の一部を開閉して該ハウス室内の換気及び温度調整を行わせる開閉装置を自動制御する制御システムであり、ハウス室内に配置されハウス室内の温度を測定する温度センサと、タイマ部と、タイマ部が計時する所定時間間隔ごとに温度センサで測定される現在温度と一定時間遡った過去温度とに基づいて将来的に予測される予測温度を設定する予測温度設定部と、タイマ部が計時する所定時間間隔ごとに予測温度設定部で設定した予測温度と予め設定した目標温度とを判定要素として開閉装置を所定幅だけ開閉制御する予測開閉制御部と、を備えたことを特徴とする。
Therefore, a control system that performs environmental control while predicting the environment in the house as needed is disclosed (for example, see Patent Document 1). The control system for an agricultural house opening / closing device disclosed in
上記の構成を備える特許文献1に係る農業用ハウスの開閉装置用制御システムによって、ハウス室内の温度を随時予測しながら開閉装置を開閉制御して、高精度な温度制御が図られている。また、開閉装置の無駄な開閉制御を低減でき、開閉制御によるハウス室内の短時間での頻繁な上下変動の防止が図られている。
With the agricultural house opening / closing device control system according to
特許文献1に開示された農業用ハウスの開閉装置用制御システムによると、ハウス室内の温度を随時予測しながら開閉装置を開閉制御するため、従来のような環境制御のタイミングの遅れによる農作物への悪影響を低減することが期待できる。
According to the control system for an agricultural house opening and closing device disclosed in
しかしながら、ハウス内の栽培環境に影響を及ぼす要因は多岐に亘るため、あらゆる環境情報からハウス内の栽培環境をより高精度に制御可能な制御システムが求められている。 However, since there are various factors that affect the cultivation environment in the house, a control system that can control the cultivation environment in the house with higher accuracy from any environmental information is required.
そこで本願発明者らは、上記の問題点に鑑み、ハウス外内のあらゆる環境情報から、ハウス内の栽培環境を最適且つ高精度に制御可能な農業用ハウス内環境制御システム及び農業用ハウス内環境制御方法を提供するべく鋭意検討を重ねた結果、本発明に至ったのである。 Therefore, in view of the above-mentioned problems, the inventors of the present invention have an agricultural house environment control system and an agricultural house environment that can control the cultivation environment inside the house optimally and with high accuracy from any environmental information outside the house. As a result of intensive studies to provide a control method, the present invention has been achieved.
即ち、本発明の農業用ハウス内環境制御システムは、農業用ハウス外内の環境情報に基づいて農業用ハウス内の栽培環境を最適に自動制御する制御システムであって、ハウス外の環境情報を測定する1又は複数のハウス外センサと、ハウス内の環境情報を測定する1又は複数のハウス内センサと、ハウス内の栽培環境を調節する環境調節装置と、前記環境制御装置を制御する環境制御装置とを含んで構成され、前記環境制御装置が、少なくとも、前記ハウス外センサで測定されたハウス外環境情報測定値と、前記ハウス内センサで測定されたハウス内環境情報測定値と、前記環境調節装置の状態が入力される入力部と、所定時間毎の前記ハウス外環境情報測定値、前記ハウス内環境情報測定値及び前記環境調節装置の状態が時系列で蓄積される記憶部と、予め設定されたハウス内の栽培環境設定値と前記入力部からの前記ハウス内環境情報測定値とを比較して、前記ハウス内環境情報測定値が前記栽培環境設定値の範囲内であるか否かを判定し、前記ハウス内環境情報測定値が前記栽培環境設定値の範囲内のとき、最新の前記ハウス外環境情報測定値及び前記ハウス内環境情報測定値と、直前の前記ハウス外環境情報測定値及び前記ハウス内環境情報測定値とに変化があるか否かを判定する環境情報判定部と、最新の前記ハウス外環境情報測定値及び前記ハウス内環境情報測定値と、直前の前記ハウス外環境情報測定値及び前記ハウス内環境情報測定値とに変化があるとき、最新の前記ハウス外環境情報測定値及び前記ハウス内環境情報測定値と同一又は近似する過去の前記ハウス外環境情報測定値、前記ハウス内環境情報測定値及び前記環境調節装置の状態を前記記憶部から検索する検索部と、前記検索部において検索された過去の前記環境調節装置の状態と最新の前記環境調節装置の状態とを比較し、最新の前記環境調節装置の状態が過去の前記環境調節装置の状態と異なるときに前記環境調節装置の環境制御情報を設定する環境制御情報設定部と、前記環境情報設定部で設定された前記環境制御情報を前記環境調節装置へ送出する出力部とを備えることを特徴とする。 That is, the environment control system in the agricultural house according to the present invention is a control system that automatically and optimally controls the cultivation environment in the farm house based on the environment information in the farm house. One or more outside sensors to be measured, one or more in-house sensors for measuring environmental information in the house, an environment adjusting device for adjusting the cultivation environment in the house, and environmental control for controlling the environment control device And the environmental control device includes at least an external environmental information measurement value measured by the external sensor, an internal environmental information measurement value measured by the internal sensor, and the environment. An input unit for inputting the state of the control device, and the environmental information measurement value outside the house, the environmental information measurement value inside the house, and the state of the environmental control device are stored in time series for each predetermined time. Comparing a storage unit with a preset cultivation environment setting value in the house and the in-house environment information measurement value from the input unit, the in-house environment information measurement value is within the range of the cultivation environment setting value Whether the environmental information measurement value in the house is within the range of the cultivation environment setting value, the latest environmental information measurement value outside the house and the environmental information measurement value in the house, and the immediately preceding An environmental information determination unit that determines whether there is a change in the environmental information measurement value outside the house and the environmental information measurement value in the house, the latest environmental information measurement value outside the house and the environmental information measurement value in the house, The previous house that is the same as or approximates to the latest outside-environment environment information measurement value and the in-house environment information measurement value when there is a change in the immediately preceding outside-environment environment information measurement value and the in-house environment information measurement value A search unit that searches the storage unit for an environmental information measurement value, an in-house environmental information measurement value, and a state of the environmental control device, a past state of the environmental control device searched in the search unit, and the latest environment An environmental control information setting unit configured to set environmental control information of the environmental control device when the state of the latest environmental control device is different from a past state of the environmental control device, comparing with the state of the environmental control device; And an output unit for sending the environmental control information set by the information setting unit to the environmental control device.
また、本発明の農業用ハウス内環境制御システムにおいて、前記ハウス外センサが、温度センサ、湿度センサ、日射量センサ、風向センサ、風速センサ、雨量センサ、CO2センサ、気圧センサから選択されることを特徴とする。 In the agricultural house environment control system of the present invention, the outside sensor is selected from a temperature sensor, a humidity sensor, a solar radiation sensor, a wind direction sensor, a wind speed sensor, a rain sensor, a CO 2 sensor, and an atmospheric pressure sensor. It is characterized by.
また、本発明の農業用ハウス内環境制御システムにおいて、前記ハウス内センサが、温度センサ、湿度センサ、日射量センサ、培地温度センサ、植物体温度センサ、灌水温度センサ、土壌水分センサ、CO2センサ、灌水流量センサから選択されることを特徴とする。 In the agricultural house environment control system according to the present invention, the house sensor includes a temperature sensor, a humidity sensor, a solar radiation amount sensor, a medium temperature sensor, a plant body temperature sensor, an irrigation temperature sensor, a soil moisture sensor, and a CO 2 sensor. The irrigation flow rate sensor is selected.
更に、本発明の農業用ハウス内環境制御システムにおいて、前記環境調節装置が、換気窓、保温カーテン、遮光カーテン、暖房機、CO2発生器、灌水装置、ヒートポンプ、循環扇、換気扇、細霧装置、除湿装置、電照から選択されることを特徴とする。 Furthermore, in the environmental control system for an agricultural house according to the present invention, the environmental control device includes a ventilation window, a heat insulation curtain, a light-shielding curtain, a heater, a CO 2 generator, a watering device, a heat pump, a circulation fan, a ventilation fan, and a fine fog device. It is selected from a dehumidifying device and electric illumination.
また、本発明の農業用ハウス内環境制御方法は、農業用ハウス外内の環境情報に基づいて農業用ハウス内の栽培環境を最適に自動制御する制御方法であって、ハウス内の栽培環境設定値を入力する栽培環境設定値入力ステップと、ハウス外内環境情報測定値及び環境調節装置の状態を取得する情報取得ステップと、前記ハウス内環境情報測定値が前記栽培環境設定値の範囲内であるか否かを判定するハウス内環境判定ステップと、前記ハウス内環境情報測定値が前記栽培環境設定値の範囲内のとき、最新の前記ハウス外内環境情報測定値と、直前の前記ハウス外内環境情報測定値とに変化があるか否かを判定するハウス外内環境情報判定ステップと、前記ハウス外内環境情報判定ステップにおいて変化ありと判定された場合、最新の前記ハウス外内環境情報測定値に基づいて検索データリストを作成する検索データリスト作成ステップと、前記検索データリストと同一又は近似する環境情報蓄積データを検索する検索ステップと、前記検索ステップで検索された過去の前記環境調節装置の状態と最新の前記環境調節装置の状態とが異なるか否かを判定する環境調節装置判定ステップと、前記環境調節装置判定ステップにおいて異なると判定された場合、過去の前記環境調節装置の状態に基づいて環境調節装置の環境制御情報を設定する環境制御情報設定ステップと、前記環境制御情報を前記環境調節装置へ送出する出力ステップとを含むことを特徴とする。 The agricultural house environment control method of the present invention is a control method for optimally automatically controlling the cultivation environment in the agricultural house based on the environmental information inside the agricultural house, and the cultivation environment setting in the house A cultivation environment setting value input step for inputting a value, an information acquisition step for acquiring the environmental information measurement value outside the house and the state of the environmental control device, and the environmental information measurement value in the house within the range of the cultivation environment setting value An in-house environment determination step for determining whether or not there is, and when the in-house environment information measurement value is within the range of the cultivation environment setting value, the latest in-house environment information measurement value and the immediately preceding outside of the house When it is determined that there is a change in the outside environmental information determination step for determining whether there is a change in the measured value of the internal environment information and in the outside environmental information determination step, the latest how-to A search data list creation step for creating a search data list based on measured values of outside environment information, a search step for searching for environmental information storage data that is the same as or similar to the search data list, and past data searched in the search step If it is determined in the environmental control device determination step that determines whether or not the state of the environmental control device is different from the latest state of the environmental control device, and the environmental control device determination step, the past environment It includes an environment control information setting step for setting environment control information of the environment adjustment device based on a state of the adjustment device, and an output step for sending the environment control information to the environment adjustment device.
本発明の農業用ハウス内環境制御システムによると、ハウス外内の現在の環境情報に基づいて、過去の蓄積された環境情報から最適な環境制御情報を得て環境調節装置を制御できるため、ハウス内の栽培環境を最適且つ高精度に制御することができる。 According to the environmental control system for an agricultural house of the present invention, since the optimum environmental control information can be obtained from the past accumulated environmental information based on the current environmental information outside the house, the environmental control device can be controlled. The inside cultivation environment can be controlled optimally and with high accuracy.
また、本発明の農業用ハウス内環境制御システムに係るハウス外センサが、温度センサ、湿度センサ、日射量センサ、風向センサ、風速センサ、雨量センサ、CO2センサ、気圧センサから選択されることによって、ハウス外のあらゆる環境情報から最適な環境制御情報を得ることができ、最適且つ高精度な環境調節装置の制御が可能となる。 Further, the outside sensor according to the environmental control system for agricultural house of the present invention is selected from a temperature sensor, a humidity sensor, a solar radiation sensor, a wind direction sensor, a wind speed sensor, a rain sensor, a CO 2 sensor, and an atmospheric pressure sensor. The optimum environmental control information can be obtained from any environmental information outside the house, and the optimum and highly accurate environmental control device can be controlled.
更に、本発明の農業用ハウス内環境制御システムに係るハウス内センサが、温度センサ、湿度センサ、日射量センサ、培地温度センサ、植物体温度センサ、灌水温度センサ、土壌水分センサ、CO2センサ、灌水流量センサから選択されることによって、ハウス内のあらゆる環境情報から最適な環境制御情報を得ることができ、最適且つ高精度な環境調節装置の制御が可能となる。 Furthermore, the in-house sensor according to the environmental control system for agricultural house of the present invention includes a temperature sensor, a humidity sensor, a solar radiation amount sensor, a medium temperature sensor, a plant body temperature sensor, an irrigation temperature sensor, a soil moisture sensor, a CO 2 sensor, By selecting from the irrigation flow rate sensor, it is possible to obtain the optimum environment control information from all the environment information in the house, and it is possible to control the environment adjusting device with optimum and high accuracy.
また、本発明の農業用ハウス内環境制御システムに係る環境調節装置が、換気窓、保温カーテン、遮光カーテン、暖房機、CO2発生器、灌水装置、ヒートポンプ、循環扇、換気扇、細霧装置、除湿装置、電照から複数選択されることによって、ハウス内のより最適な栽培環境を提供することができ、高精度な環境制御を実現することができる。 The environmental regulation device according to an agricultural house environment control system of the present invention, the ventilation windows, insulation curtains, curtains, heaters, CO 2 generators, irrigation devices, heat pumps, circulating fan, ventilation fan, fogging device, By selecting a plurality of dehumidifying devices and lightings, it is possible to provide a more optimal cultivation environment in the house and to realize highly accurate environmental control.
また、本発明の農業用ハウス内環境制御方法によると、ハウス外内の現在の環境情報に基づいて、過去の蓄積された環境情報から最適な環境制御情報を得て環境調節装置を制御できるため、ハウス内の栽培環境を最適且つ高精度に制御することができる。 Further, according to the environmental control method for an agricultural house of the present invention, based on the current environmental information inside the house, it is possible to obtain the optimal environmental control information from the past accumulated environmental information and control the environmental control device. The cultivation environment in the house can be controlled optimally and with high accuracy.
以下、本発明の農業用ハウス内環境制御システムの実施形態について、図面に基づいて詳述する。図1は本発明の一実施形態に係る農業用ハウス内環境制御システム10の全体構成を示すブロック図である。同図に示すように、本実施形態の農業用ハウス内環境制御システム10は、農業用ハウス外内の環境情報に基づいて農業用ハウス内の栽培環境を最適に自動制御する制御システムであって、主にハウス1外の環境情報を測定するハウス外センサ20と、ハウス1内の環境情報を測定するハウス内センサ30と、ハウス1内の栽培環境を調節する環境調節装置40と、環境調節装置40を制御する環境制御装置50と、を含んで構成されている。
Hereinafter, an embodiment of an environment control system for an agricultural house according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an agricultural house environment control system 10 according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the agricultural house environment control system 10 of the present embodiment is a control system that optimally automatically controls the cultivation environment in the agricultural house based on the environmental information inside and outside the agricultural house. The
ハウス1外内の環境情報としては非常に多岐に亘る。まずハウス1外の環境情報としては、例えばハウス外温度、ハウス外湿度、ハウス外日射量、風向、風速、雨量、CO2濃度、気圧等が挙げられる。
The environmental information outside the
そして、これらハウス1外の環境情報をハウス外センサ20によって測定する。ハウス外センサ20は特に限定されないが、例えば温度センサ、湿度センサ、日射量センサ、風向センサ、風速センサ、雨量センサ、CO2センサ、気圧センサ等が挙げられ、これらの各種ハウス外センサから1又は複数を選択してハウス外センサ20が構成される。
The environmental information outside the
一方、ハウス1内の環境情報としては、例えばハウス内温度、ハウス内湿度、ハウス内日射量、培地温度、植物体温度、灌水温度、土壌水分、CO2濃度、灌水量等が挙げられ、これらの環境情報をハウス内センサ30によって測定する。
On the other hand, the environmental information in the
ハウス内センサ30も特に限定されず、例えば温度センサ、湿度センサ、日射量センサ、培地温度センサ、植物体温度センサ、灌水温度センサ、土壌水分センサ、CO2センサ、灌水流量センサ等が挙げられ、これらの各種ハウス内センサから1又は複数を選択してハウス内センサ30が構成される。
The in-
環境調節装置40は、ハウス1内を最適な栽培環境とするべく、環境制御を行うための環境調節装置であって、例えば換気窓、保温カーテン、遮光カーテン、暖房機、CO2発生器、灌水装置、ヒートポンプ、循環扇、換気扇、細霧装置、除湿装置、電照等が挙げられる。これらから選択される環境調節装置40を自動制御することによって、ハウス1内の栽培環境が最適となるように環境制御を行う。具体的な制御方法については後述する。
The
環境制御装置50は、環境調節装置40を自動制御するための制御装置であって、少なくとも、ハウス外センサ20で測定されたハウス外環境情報測定値と、ハウス内センサ30で測定されたハウス内環境情報測定値と、環境調節装置40の状態が入力される入力部51と、所要時間毎のハウス外環境情報測定値、ハウス内環境情報測定値及び環境調節装置40の状態が時系列で蓄積される記憶部52と、予め設定されたハウス1内の栽培環境設定値と入力部51からのハウス内環境情報測定値とを比較して、ハウス内環境情報測定値が栽培環境設定値の範囲内であるか否かを判定し、ハウス内環境情報測定値が栽培環境設定値の範囲内のとき、最新のハウス外環境情報測定値と直前のハウス外環境情報測定値及び/又は最新のハウス内環境情報測定値と直前のハウス内環境情報測定値に変化があるか否かを判定する環境情報判定部53と、最新のハウス外環境情報測定値と直前のハウス外環境情報測定値及び/又は最新のハウス内環境情報測定値と直前のハウス内環境情報測定値に変化があるとき、最新のハウス外環境情報測定値及びハウス内環境情報測定値と同一又は近似する過去のハウス外環境情報測定値、ハウス内環境情報測定値及び環境調節装置の状態を記憶部52から検索する検索部54と、検索部54において検索された過去の環境調節装置の状態と最新の環境調節装置の状態とを比較し、最新の環境調節装置の状態が過去の環境調節装置の状態と異なるときに環境調節装置の環境制御情報を設定する環境制御情報設定部55と、環境制御情報設定部55で設定された環境制御情報を環境調節装置40へ送出する出力部56と、を備えている。
The
環境制御装置50に係る入力部51には、ハウス外センサ20及びハウス内センサ30で測定されたハウス外環境情報測定値MO及びハウス内環境情報測定値MIと、環境調節装置40の状態が入力される。例えば、ハウス外センサ20を温度センサ及び日射量センサで構成することによって、ハウス外センサ20からはハウス外温度及びハウス外日射量の測定値がハウス1外の環境情報として入力部51に入力される。
The
また、例えばハウス内センサ30を温度センサ、湿度センサ、CO2センサで構成することによって、ハウス内センサ30からハウス内温度、ハウス内湿度、ハウス内CO2濃度の測定値がハウス1内の環境情報として入力部51に入力される。
Further, for example, by configuring the in-
これらハウス1外のハウス外環境情報測定値MO及びハウス1内のハウス内環境情報測定値MIと共に、環境調節装置40の状態Sが入力部51に入力される。例えば、環境調節装置40が換気窓の場合、先の各測定値MO、MIと共に各環境情報測定時の換気窓の開度が入力部51に入力される。なお、環境調節装置40としては、上記の通り、換気窓や暖房機等が挙げられ、環境調節装置40の状態Sは、開度センサやON・OFFセンサ等によって取得することができる
The state S of the
そして、記憶部52には、入力部51に入力された所定時間毎のハウス外環境情報測定値MO、ハウス内環境情報測定値MI及び環境調節装置40の状態Sが、環境情報蓄積データMDとして時系列で蓄積される。
Then, the
一方、環境情報判定部53では、まず1次判定として、予め設定されたハウス1内の栽培環境設定値MSと入力部51からのハウス内環境情報測定値MIとが比較され、ハウス内環境情報測定値MIが栽培環境設定値MSの範囲内であるか否かの判定がなされる。ハウス1内の栽培環境として、例えばハウス1内の温度を25℃に設定したい場合、目標環境情報入力部57からハウス内環境制御情報判定部53に対して目標とする設定温度(栽培環境設定値MS=25℃)が入力される。そして、入力部51から得られたハウス内環境情報測定値MI(ここではハウス内温度)と栽培環境設定値MSとを比較し、ハウス内環境情報測定値MIが栽培環境設定値MSの範囲内(例えば、栽培環境設定値MS=25℃±0.5℃)であるか否かの判定がなされる。
On the other hand, the environmental
そして、ハウス内環境情報測定値MIが栽培環境設定値MSの範囲内のとき、2次判定として、最新のハウス外環境情報測定値MOnと直前のハウス外環境情報測定値MOn−1及び/又は最新のハウス内環境情報測定値MInと直前のハウス内環境情報測定値MIn−1に変化があるか否かを判定する。例えば、ハウス外環境情報としてハウス外温度や日射量を測定し、ハウス内環境情報としてハウス内温度や湿度を測定する場合、上記の1次判定において栽培環境設定値MSとハウス内環境情報測定値MIである最新のハウス内温度とが比較判定され、続く2次判定において、最新のハウス外温度と直前のハウス外温度、最新の日射量と直前の日射量、最新のハウス内湿度と直前のハウス内湿度とがそれぞれ比較され、何れかの測定値に変化があるか否かが判定される。 And when the in-house environment information measured value MI is within the range of the cultivation environment set value MS, as the secondary determination, the latest outside-environment environment information measured value MO n and the immediately preceding outside-environment environment information measured value MO n-1 and It is determined whether or not there is a change in the latest house environment information measurement value MI n and the immediately previous house environment information measurement value MI n−1 . For example, when measuring the temperature outside the house and the amount of solar radiation as the environment information outside the house, and measuring the temperature and humidity inside the house as the house environment information, the cultivation environment setting value MS and the house environment information measurement value in the above primary determination The latest house temperature, which is MI, is compared and judged, and in the subsequent secondary judgment, the latest house outside temperature and the last house outside temperature, the latest solar radiation amount and the last solar radiation amount, the latest house humidity and the last house humidity The humidity in the house is compared with each other, and it is determined whether any of the measured values has changed.
検索部54では、最新のハウス外環境情報測定値MOnと直前のハウス外環境情報測定値MOn−1及び/又は最新のハウス内環境情報測定値MInと直前のハウス内環境情報測定値MIn−1に変化があるとき、最新のハウス外環境情報測定値MOn及びハウス内環境情報測定値MInと同一又は近似する環境情報蓄積データ、即ち過去のハウス外環境情報測定値MOn−x、ハウス内環境情報測定値MIn−x及び環境調節装置40の状態Sn−xの組合せである環境情報蓄積データMDn−xを記憶部52から検索する。例えば、栽培環境設定値MSをハウス1内温度=25℃に設定した場合、ハウス内環境情報測定値MI=25℃±0.5℃であれば環境情報判定部53においてハウス内環境情報測定値MIが栽培環境設定値MSの範囲内であると判定され、更に、日射量に変化があった場合は、最新のハウス外環境情報測定値MOnと直前のハウス外環境情報測定値MOn−1とに変化があると判定され、最新のハウス外環境情報測定値MOn及びハウス内環境情報測定値MInのデータが検索部54に送られる。そして、検索部54において、最新のハウス外環境情報測定値MOn及びハウス内環境情報測定値MInの組合せと同一又は近似する過去のハウス外環境情報測定値MOn−x及びハウス内環境情報測定値MIn−x、更に環境調節装置40の状態Sn−xの組合せ、即ち環境情報蓄積データMDn−xが記憶部52から検索される。
In the
なお、環境情報判定部53においてハウス内環境情報測定値MIが栽培環境設定値MSの範囲外であると判定された場合には、従来の環境制御、即ち環境調節装置40の状態Sが手動又は自動制御によって直ちに調節されることとなる。また、ハウス内環境情報測定値MIが栽培環境設定値MSの範囲内であっても、最新のハウス外環境情報測定値MOnと直前のハウス外環境情報測定値MOn−1及び/又は最新のハウス内環境情報測定値MInと直前のハウス内環境情報測定値MIn−1に変化がないと判定された場合には、検索部54における過去のデータ検索は行われず、現状が維持されることとなる。
When the environmental
環境制御情報設定部55では、検索部54において検索された過去の環境調節装置40の状態Sn−xのデータを受け取り、この過去の環境調節装置40の状態Sn−xと最新の環境調節装置40の状態Snとを比較し、最新の環境調節装置40の状態Snが過去の環境調節装置40の状態Sn−xと異なるときに環境調節装置40の環境制御情報Pを設定する。なお、状態Snと状態Sn−xとが同じ状態であるときは、環境制御情報Pは設定されず、環境調節装置40の状態Snが維持されることとなる。
The environment control
そして、環境制御情報設定部55で設定された環境制御情報Pは出力部56に送られ、この出力部56から農業用ハウス1に係る環境調節装置40に環境制御情報Pが送られる。環境制御情報Pによって環境調節装置40が自動制御されることによって、ハウス1内の栽培環境が目標環境情報入力部57から入力された栽培環境に維持されることとなる。
Then, the environmental control information P set by the environmental control
以上のように、本実施形態に係る農業用ハウス内環境制御システム10によると、ハウス内環境情報測定値MIが栽培環境設定値MSの範囲内のとき、つまりハウス1内の栽培環境が安定している状態のときに、最新のハウス外環境情報測定値MO1及びハウス内環境情報測定値MI1に基づいて過去の環境情報蓄積データMDから最適な環境調節装置40の状態Snを得ることができ、ハウス1外内の環境情報測定値MO、MIの変化に対応した予測型の環境制御を行うことができる。
As described above, according to the agricultural house environment control system 10 according to the present embodiment, when the house environment information measurement value MI is within the range of the cultivation environment setting value MS, that is, the cultivation environment in the
次に、本発明の実施形態に係る農業用ハウス内環境制御システム10による環境制御方法について、図2に基づいて詳述する。ここで、本実施形態の農業用ハウス内環境制御システム10において、ハウス外センサ20を温度センサ及び日射量センサで構成し、ハウス内センサ30を温度センサで構成する。また、環境調節装置40を換気窓とする。
Next, the environmental control method by the agricultural house environmental control system 10 according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. Here, in the agricultural house environment control system 10 of this embodiment, the
まずステップS11において、環境制御装置50に対して目標環境情報入力部57から目標とするハウス1内の環境情報(栽培環境設定値MS)を入力する。本実施形態では、ハウス1内の温度を25℃に設定、つまり栽培環境設定値MS=25℃に設定する。
First, in step S <b> 11, target environmental information (cultivation environment setting value MS) in the
次に、ステップS12において、ハウス外環境情報測定値MO及びハウス内環境情報測定値MIをハウス外センサ20及びハウス内センサ30から取得する。本実施形態では、ハウス1外の環境情報測定値MOとしてハウス外温度及びハウス外日射量の測定値が、ハウス1内の環境情報測定値MIとしてハウス内温度の測定値が入力部51に入力される。なお、入力部51に入力された各環境情報測定値MO,MIは、測定時の環境調節装置40の状態S、即ち本実施形態では換気窓の開度と共に環境情報蓄積データMDとして時系列で記憶部52に記憶される。
Next, in step S <b> 12, the outside environment information measurement value MO and the inside environment information measurement value MI are acquired from the
そして、ステップS13において、予め設定されたハウス1内の栽培環境設定値MSと入力部51からのハウス内環境情報測定値MIとが比較され、ハウス内環境情報測定値MIが栽培環境設定値MSの範囲内であるか否かの判定がなされる。例えば、本実施形態において栽培環境設定値MSを25℃に設定し、±0.5℃の範囲を栽培環境設定値MSの範囲内とした場合、ハウス内環境情報測定値MI=24.5℃〜25.5℃であれば、ハウス内環境情報判定部53においてハウス内環境情報測定値MIが栽培環境設定値MSの範囲内であると判定される。
In step S13, the cultivation environment setting value MS in the
ステップS13において、ハウス内環境情報測定値MIが栽培環境設定値MSの範囲内であると判定されると、続くステップS14において、最新のハウス外環境情報測定値MOnと直前のハウス外環境情報測定値MOn−1に変化があるか否かが判定される。本実施形態では、ハウス1外の環境情報測定値MOとしてハウス外温度及びハウス外日射量を測定しているため、ハウス外温度又はハウス外日射量に変化がないと判定された場合には、ステップS15へ進み、変化があると判定された場合にはステップS16へ進む。
If it is determined in step S13 that the in-house environment information measurement value MI is within the range of the cultivation environment setting value MS, in the subsequent step S14, the latest outside-environment environment information measurement value MO n and the immediately previous outside-environment environment information. It is determined whether or not there is a change in the measured value MO n−1 . In this embodiment, since the temperature outside the house and the amount of solar radiation outside the house are measured as the environmental information measurement value MO outside the
なお、本実施形態では、ハウス1内の環境情報測定値MIとしてハウス内温度のみ測定しているため、ステップS15における最新のハウス内環境情報測定値MInと直前のハウス内環境情報測定値MIn−1に変化があるか否かの判定は行われない。但し、ハウス1内の環境情報測定値MIとしてハウス内温度以外に湿度や培地温度等も測定するとき、ステップS14においてハウス外環境情報測定値MOに変化がないと判定された場合には、ステップS15において、ハウス内環境情報測定値MIに変化があるか否かが判定されることとなる。
In this embodiment, since only the house temperature is measured as the environment information measurement value MI in the
そして、ハウス外環境情報測定値MO及び/又はハウス内環境情報測定値MIに変化があると判定された場合は、ステップS16において、最新のハウス外環境情報測定値MOn及びハウス内環境情報測定値MInで構成される検索データリストが作成され、検索部54に送られる。本実施形態では、検索データリストがハウス外温度、ハウス外日射量及びハウス内温度で構成され、これらの最新の測定値の組合せが検索データリストとして検索部54に送られる。
When it is determined that there is a change in the outside-environment environment information measurement value MO and / or the in-house environment information measurement value MI, in step S16, the latest outside-environment environment information measurement value MO n and the in-house environment information measurement are measured. A search data list composed of the values MI n is created and sent to the
続くステップS17において、最新のハウス外環境情報測定値MOn及びハウス内環境情報測定値MInで構成された検索データリストと同一又は近似する環境情報蓄積データMDn−xの検索が実行される。環境情報蓄積データMDn−xは過去のハウス外環境情報測定値MOn−x、ハウス内環境情報測定値MIn−x及び環境調節装置40の状態Sn−xの組合せで構成されている。検索部54では、検索データリストに含まれるハウス外環境情報測定値MOnと同一又は近似するハウス外環境情報測定値MOn−x、ハウス内環境情報測定値MInとハウス内環境情報測定値MIn−xを順次検索することによって、検索データリストと同一又は近似する環境情報蓄積データMDn−xを取得する。
In the following step S17, a search for the latest House extracellular environment information measured value MO n and house environment information measured value MI n environmental information constituting search data list are the same as or approximated by storing data MD n-x is performed . Environment information storage data MD n-x is a combination of past house extracellular environment information measured value MO n-x, the house in the environment information measured value MI n-x and
例えば、本実施形態では、まず検索データリストに含まれるハウス内温度測定値、即ち最新のハウス内温度測定値と同一又は近似するハウス内温度測定値を含む環境情報蓄積データMDn−xを抽出する。次いで、抽出された環境情報蓄積データMDn−xの中から、最新のハウス外温度測定値と同一又は近似するハウス外温度測定値を含む環境情報蓄積データMDn−xを更に抽出し、最後に最新のハウス外日射量測定値を含む環境情報蓄積データMDn−xを抽出することによって、検索データリストと同一又は近似する環境情報蓄積データMDn−xを得ることができる。そして、得られた環境情報蓄積データMDn−xに含まれる環境調節装置40の状態Sn−xを取得する。
For example, in the present embodiment, temperature in the house measurements initially included in the search data list, that is, the latest environmental information including temperature in the house measurements that same as or close to the inside temperature measurements house storage data MD n-x extract To do. Then, from the extracted environmental information accumulated data MD n-x, further extracts the latest environmental information including house outside temperature measurement that house the same as or close to the outside temperature measurements accumulated data MD n-x, the last latest by extracting the environmental information storage data MD n-x containing house outside solar radiation measurement, it is possible to obtain the environmental information storage data MD n-x which are the same as or close to the search data list. Then, to obtain the state S n-x of the
なお、環境情報蓄積データMDn−xが多数得られた場合は、ハウス内環境情報測定値MIが栽培環境設定値MSの範囲内であった時間が所定時間を超えていた環境情報蓄積データMDn−xに係る環境調節装置40の状態Sn−xを取得する。ここで、上記の所定時間は任意に設定することができる。例えば、ハウス内温度を25℃±0.5℃の範囲で維持できた時間が5分、10分、30分等、ハウス1の規模等に応じて任意に設定可能である。
Note that if the environment information storing data MD n-x is obtained number, environmental information Time House environment information measured value MI is within the range of cultivated configuration value MS exceeds the predetermined time accumulation data MD It acquires the status S n-x of the
ステップS17において環境調節装置40の状態Sn−xを取得すると、続くステップS18において、最新の環境調節装置40の状態Snと環境調節装置40の状態Sn−xとが比較される。本実施形態では環境調節装置40が換気窓であるため、環境調節装置40の状態Sn及び状態Sn−xはそれぞれ換気窓の開度となる。
Upon acquiring the status S n-x of the
そして、最新の環境調節装置40の状態Snが過去の環境調節装置40の状態Sn−xと異なるとき、つまり本実施形態では換気窓の開度が異なるとき、ステップS19において、過去の環境調節装置40の状態Sn−xに基づいて環境調節装置40の環境制御情報Pが設定される。本実施形態に係る環境制御情報Pは換気窓の開度であるが、ハウス内環境情報測定値MIが栽培環境設定値MSの範囲内に維持されるように、過去の環境情報蓄積データMDn−xから取得された最適な換気窓の開度(環境調節装置40の状態Sn−x)が環境制御情報Pとして環境制御情報設定部55において設定され、出力部56に送られる。
Then, when the state S n of the latest
ここで、ステップS19においては、単に過去の環境情報蓄積データMDn−xから取得された最適な環境調節装置40の状態Sn−xを環境制御情報Pとして設定するのみでない。当該設定は環境制御情報設定部55において行われるが、最適な環境調節装置40の状態Sn−xの設定のみならず、最新の環境調節装置40の状態Snから環境調節装置40の状態Sn−xへ移行するのに要する時間や、複数の環境調節装置40がある場合における各環境調節装置40の制御順等も環境制御情報Pとして設定される。つまり、本実施形態においては、単に換気窓の開度を最適な開度に移行させるという環境制御情報Pのみではなく、ハウス1の規模や換気窓数等に応じて、現在の換気窓の開度から最適な開度まで移行させるのにどれぐらいの時間を掛けて移行させるか、といった情報も環境制御情報Pとして設定される。
Here, in step S19, not only a past state S n-x of the environmental information storage data MD n-x is obtained from the optimum
なお、最新の環境調節装置40状態Snと過去の環境調節装置40の状態Sn−xとが同じ状態であるときは、環境制御情報Pは設定されず、環境調節装置40の状態Snが維持された状態でステップS12に戻る。
Incidentally, when the a state S n-x of the latest
最後に、ステップS20において、環境制御情報設定部55から出力部56に送られた環境調節装置40の環境制御情報Pは、この出力部56から農業用ハウス1に係る環境調節装置40に送出される。そして、環境制御情報Pによって環境調節装置40(本実施形態に係る換気窓)が自動制御されることによって、ハウス1内の栽培環境が目標環境情報入力部57から入力された栽培環境に維持されることとなる。
Finally, in step S20, the environmental control information P of the
以上のように、最新(=現在)のハウス外内環境情報測定値MOn,MInから、過去の環境情報蓄積データMDn−xに係る環境調節装置40の状態Sn−xに基づいて環境調節装置40を調節することによって、過去の環境情報蓄積データMDn−xを活用した最適且つ高精度なハウス内の環境制御を実現することができる。
As described above, the latest house outside environment information measured value MO n of (= current), the MI n, on the basis of the state S n-x of the
また、環境情報蓄積データMDn−xの蓄積量は時間の経過と共に増大していくため、本発明に係る制御システムの継続使用によって、環境制御の精度を更に向上することが可能である。 Further, since the storage amount of the environmental information storage data MD nx increases with the passage of time, it is possible to further improve the accuracy of environmental control by continuously using the control system according to the present invention.
以上に例示した本発明の実施形態に係る農業用ハウス内環境制御システム10及びこれによる環境制御方法は、本発明の技術的思想を実質的に限定するものと解してはならない。 The agricultural house environment control system 10 according to the embodiment of the present invention exemplified above and the environment control method using the same should not be construed as substantially limiting the technical idea of the present invention.
上記実施形態の農業用ハウス内環境制御システム10による環境制御方法では、ハウス外センサ20を温度センサ及び日射量センサで構成し、ハウス内センサ30を温度センサで構成し、環境調節装置40を換気窓としたが、例えば、ハウス外センサ20を温度センサのみで構成してもよく、或いは温度センサや日射量センサの他、湿度センサ、風向センサ、風速センサ、雨量センサ、CO2センサ、気圧センサ等、複数のセンサで構成してもよい。また、ハウス内センサ30も、温度センサのみならず、湿度センサ、日射量センサ、培地温度センサ、植物体温度センサ、灌水温度センサ、土壌水分センサ、CO2センサ、灌水流量センサ等、複数のセンサで構成してもよい。ハウス外センサ20、ハウス内センサ30共に複数のセンサを併用することによって、あらゆる環境情報を入手することができ、より高精度な環境制御を実現することができる。
In the environment control method by the agricultural house environment control system 10 of the above embodiment, the
また、環境調節装置40も換気窓のみならず、保温カーテン、遮光カーテン、暖房機、CO2発生器、灌水装置、ヒートポンプ、循環扇、換気扇、細霧装置、除湿装置、電照等を複数組み合わせてハウス内の環境制御を行うことによって、ハウス内の栽培環境を最適且つ高精度に制御することが可能となる。本発明はその要旨を逸脱しない範囲で、当業者の創意と工夫により、適宜に改良、変更又は追加をしながら実施できる。
The
1:農業用ハウス
10:農業用ハウス内環境制御システム
20:ハウス外センサ
30:ハウス内センサ
40:環境調節装置
50:環境制御装置
51:入力部
52:記憶部
53:環境情報判定部
54:検索部
55:環境制御情報設定部
56:出力部
57:目標環境情報入力部
MO:ハウス外環境情報測定値
MI:ハウス内環境情報測定値
MD:環境情報蓄積データ
MS:栽培環境設定値
P:環境制御情報
S:環境調節装置の状態
1: Agricultural house 10: Agricultural house environmental control system 20: Outside sensor 30: In-house sensor 40: Environmental control device 50: Environmental control device 51: Input unit 52: Storage unit 53: Environmental information determination unit 54: Search part 55: Environmental control information setting part 56: Output part 57: Target environment information input part MO: Environmental information measurement value outside the house MI: Environmental information measurement value inside the house MD: Environmental information accumulation data MS: Cultivation environment setting value P: Environmental control information S: Status of environmental control device
Claims (5)
ハウス外の環境情報を測定する1又は複数のハウス外センサと、
ハウス内の環境情報を測定する1又は複数のハウス内センサと、
ハウス内の栽培環境を調節する環境調節装置と、
前記環境制御装置を制御する環境制御装置と
を含んで構成され、
前記環境制御装置が、少なくとも、前記ハウス外センサで測定されたハウス外環境情報測定値と、前記ハウス内センサで測定されたハウス内環境情報測定値と、前記環境調節装置の状態が入力される入力部と、
所定時間毎の前記ハウス外環境情報測定値、前記ハウス内環境情報測定値及び前記環境調節装置の状態が時系列で蓄積される記憶部と、
予め設定されたハウス内の栽培環境設定値と前記入力部からの前記ハウス内環境情報測定値とを比較して、前記ハウス内環境情報測定値が前記栽培環境設定値の範囲内であるか否かを判定し、前記ハウス内環境情報測定値が前記栽培環境設定値の範囲内のとき、最新の前記ハウス外環境情報測定値及び前記ハウス内環境情報測定値と、直前の前記ハウス外環境情報測定値及び前記ハウス内環境情報測定値とに変化があるか否かを判定する環境情報判定部と、
最新の前記ハウス外環境情報測定値及び前記ハウス内環境情報測定値と、直前の前記ハウス外環境情報測定値及び前記ハウス内環境情報測定値とに変化があるとき、最新の前記ハウス外環境情報測定値及び前記ハウス内環境情報測定値と同一又は近似する過去の前記ハウス外環境情報測定値、前記ハウス内環境情報測定値及び前記環境調節装置の状態を前記記憶部から検索する検索部と、
前記検索部において検索された過去の前記環境調節装置の状態と最新の前記環境調節装置の状態とを比較し、最新の前記環境調節装置の状態が過去の前記環境調節装置の状態と異なるときに前記環境調節装置の環境制御情報を設定する環境制御情報設定部と、
前記環境情報設定部で設定された前記環境制御情報を前記環境調節装置へ送出する出力部と
を備えることを特徴とする農業用ハウス内環境制御システム。 A control system that optimally automatically controls the cultivation environment inside the agricultural house based on environmental information inside the agricultural house,
One or more sensors outside the house for measuring environmental information outside the house;
One or more in-house sensors for measuring environmental information in the house;
An environmental control device for adjusting the cultivation environment in the house;
An environment control device for controlling the environment control device,
The environmental control device receives at least the outside environmental information measurement value measured by the outside sensor, the in-house environment information measurement value measured by the in-house sensor, and the state of the environmental adjustment device. An input section;
A storage unit for storing the environmental information measurement value outside the house for each predetermined time, the environmental information measurement value inside the house, and the state of the environmental control device in time series;
Compare the preset cultivation environment setting value in the house with the environmental information measurement value in the house from the input unit, and whether the environmental information measurement value in the house is within the range of the cultivation environment setting value When the environmental information measurement value in the house is within the range of the cultivation environment setting value, the latest environmental information measurement value outside the house and the environmental information measurement value in the house, and the environmental information outside the house immediately before An environmental information determination unit for determining whether there is a change in the measurement value and the environmental information measurement value in the house;
When there is a change in the latest measured value of environmental information outside the house and the measured value of environmental information in the house, and the measured value of environmental information outside the house and the measured value of environmental information in the house immediately before, the latest information on the environmental information outside the house A search unit that searches the storage unit for the past environmental information measurement value outside the house that is the same as or approximates the measurement value and the environmental information measurement value in the house, the environmental information measurement value in the house, and the state of the environmental control device;
When the past state of the environmental control device searched in the search unit is compared with the latest state of the environmental control device, and the latest state of the environmental control device is different from the past state of the environmental control device An environmental control information setting unit for setting environmental control information of the environmental control device;
An environmental control system in an agricultural house, comprising: an output unit that sends the environmental control information set by the environmental information setting unit to the environmental control device.
ハウス内の栽培環境設定値を入力する栽培環境設定値入力ステップと、
ハウス外内環境情報測定値及び環境調節装置の状態を取得する情報取得ステップと、
前記ハウス内環境情報測定値が前記栽培環境設定値の範囲内であるか否かを判定するハウス内環境判定ステップと、
前記ハウス内環境情報測定値が前記栽培環境設定値の範囲内のとき、最新の前記ハウス外内環境情報測定値と、直前の前記ハウス外内環境情報測定値とに変化があるか否かを判定するハウス外内環境情報判定ステップと、
前記ハウス外内環境情報判定ステップにおいて変化ありと判定された場合、最新の前記ハウス外内環境情報測定値に基づいて検索データリストを作成する検索データリスト作成ステップと、
前記検索データリストと同一又は近似する環境情報蓄積データを検索する検索ステップと、
前記検索ステップで検索された過去の前記環境調節装置の状態と最新の前記環境調節装置の状態とが異なるか否かを判定する環境調節装置判定ステップと、
前記環境調節装置判定ステップにおいて異なると判定された場合、過去の前記環境調節装置の状態に基づいて環境調節装置の環境制御情報を設定する環境制御情報設定ステップと、
前記環境制御情報を前記環境調節装置へ送出する出力ステップと
を備えることを特徴とする農業用ハウス内環境制御方法。 A control method for optimally automatically controlling the cultivation environment inside the agricultural house based on the environmental information inside the agricultural house,
A cultivation environment setting value input step for inputting a cultivation environment setting value in the house;
An information acquisition step of acquiring the environmental information measurement value outside the house and the state of the environmental control device;
In-house environment determination step for determining whether or not the in-house environment information measurement value is within the range of the cultivation environment setting value;
When the house environment information measurement value is within the range of the cultivation environment setting value, whether or not there is a change in the latest house outside environment information measurement value and the previous house outside environment information measurement value A judgment step for judging environmental information outside the house;
When it is determined that there is a change in the outside-environment environment information determination step, a search data list creation step for creating a search data list based on the latest outside-environment environment information measurement value;
A search step for searching for environmental information storage data that is the same as or similar to the search data list;
An environmental control device determination step for determining whether or not the past state of the environmental control device searched in the search step is different from the latest state of the environmental control device;
An environmental control information setting step for setting environmental control information of the environmental control device based on a past state of the environmental control device, if determined to be different in the environmental control device determination step;
And an output step of sending the environmental control information to the environmental control device.
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