JP4600884B2 - 果実糖度制御システムおよび果実糖度制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、果実糖度制御システムおよび果実糖度制御方法に関する。

特許文献１は、ペットボトルに入れた水あるいは栄養水を地面などへ供給し、その地面などに植えられた植物へ給水する装置を提案する。

特開２０００−２８７５６４号公報（要約書、明細書、図面など）

特許文献１に開示される方法により植物へ給水した場合、以下の課題がある。たとえば、ペットボトルからの給水量を調整することができない。ペットボトルからの単位時間あたりの給水量が安定するものであるとしても、その給水量を、所望の量に調整することは難しい。

本発明は、植物が吸収する水分を制御することができる果実糖度制御システムおよび果実糖度制御方法を得ることを目的とする。

本発明に係る果実糖度制御システムは、果実がなる植物が植えられている土壌の水分の測定値を出力する水分測定手段と、土壌へ水あるいは栄養水を供給する供給ノズルと、土壌へ供給する水あるいは栄養水の供給路上に設けられ、供給ノズルからの水あるいは栄養水の供給量を制御する開閉弁と、果実の光学的な検出結果に基づいてその果実の糖度を判断する糖度検出手段と、糖度検出手段より検出された糖度に基づく判断に応じて変更された土壌の水分の制御下限値データおよび制御上限値データを記憶する記憶手段と、記憶手段に制御下限値データおよび制御上限値データが記憶されている場合であって、水分測定手段による水分の測定値が、記憶手段に記憶される制御下限値データ以下である場合、開閉弁を開いて供給ノズルから土壌へ水あるいは栄養水を供給し、水分測定手段による水分の測定値が、記憶手段に記憶される制御上限値データ以上である場合、開閉弁を閉じる制御実行手段と、制御実行手段が開閉弁を開く場合に、制御実行手段の制御に基づいて通電状態となるメイン制御トランジスタと、メイン制御トランジスタが通電状態となることで流れる電流により開閉弁を開く駆動リレーと、メイン制御トランジスタと並列に接続されるサブ制御トランジスタと、記憶手段に制御下限値データおよび制御上限値データが記憶されてなく、制御実行手段による制御が行われていない場合に、水分測定手段の測定値と、植物を枯れない状態に維持するための所定の第二の制御下限値とを比較し、水分測定手段の測定値が所定の第二の制御下限値以下になると、サブ制御トランジスタをオン状態に制御するコンパレータとを有するものである。

この構成を採用すれば、糖度検出手段により検出される果実の糖度に基づく判断に応じて、植物が吸収する水分量を制御することができる。また、その植物になる果実の水分量を、水分量と糖量との割合によって決まる果実の糖度が所望の糖度となるように制御することができる。また、制御下限値データの値および／または制御上限値データを記憶していない場合でも、第二の制御下限値に基づく判断により、植物へ給水することができる。その結果、植物を枯らさないで済む。

本発明に係る他の果実糖度制御システムは、果実がなる植物が植えられている土壌の水分の測定値を出力する水分測定手段と、土壌へ水あるいは栄養水を供給する供給ノズルと、土壌へ供給する水あるいは栄養水の供給路上に設けられ、供給ノズルからの水あるいは栄養水の供給量を制御する開閉弁と、果実を撮像する撮像手段と、土壌の水分の制御下限値データおよび制御上限値データを記憶する記憶手段と、記憶手段に制御下限値データおよび制御上限値データが記憶されている場合であって、水分測定手段による水分の測定値が、記憶手段に記憶される制御下限値データ以下である場合、開閉弁を開いて供給ノズルから土壌へ水あるいは栄養水を供給し、水分測定手段による水分の測定値が、記憶手段に記憶される制御上限値データ以上である場合、開閉弁を閉じる制御実行手段と、制御実行手段が開閉弁を開く場合に、制御実行手段の制御に基づいて通電状態となるメイン制御トランジスタと、メイン制御トランジスタが通電状態となることで流れる電流により開閉弁を開く駆動リレーと、メイン制御トランジスタと並列に接続されるサブ制御トランジスタと、記憶手段に制御下限値データおよび制御上限値データが記憶されてなく、制御実行手段による制御が行われていない場合に、水分測定手段の測定値と、植物を枯れない状態に維持するための所定の第二の制御下限値とを比較し、水分測定手段の測定値が所定の第二の制御下限値以下になると、サブ制御トランジスタをオン状態に制御するコンパレータと、を有し、記憶手段に記憶される制御下限値データおよび制御上限値データは、撮像手段により撮像された画像の表示を参照してユーザが入力した土壌の水分の制御下限値データおよび制御上限値データ、または、予め制御値データベースに記憶されていた制御下限値データおよび制御上限値データであって、画像に基づく判断により、果実の状態に適した値に変更されたものである。

この構成を採用すれば、撮像手段により撮像される果実の画像に基づく判断に応じて、植物が吸収する水分量を制御することができる。また、その植物になる果実の水分量を、水分量と糖量との割合によって決まる果実の糖度が所望の糖度となるように制御することができる。また、制御下限値データの値および／または制御上限値データを記憶していない場合でも、第二の制御下限値に基づく判断により、植物へ給水することができる。その結果、植物を枯らさないで済む。

本発明に係る果実糖度制御システムは、上述した発明の各構成に加えて、記憶手段に記憶される土壌の水分の制御下限値データおよび制御上限値データは、土壌に植えられている植物になる果実に応じた値であるものである。

この構成を採用すれば、植物になる果実の水分量を、所定の制御下限値と所定の制御上限値とに応じたものにすることができる。

本発明に係る果実糖度制御システムは、上述した発明の各構成に加えて、糖度検出手段もしくは撮像手段からのデータに基づいて果実ができ頃になったと判断する判断手段を有し、記憶手段に記憶される土壌の水分の制御下限値データおよび制御上限値データが、判断手段により当該果実ができ頃になったと判断されると、制御下限値データの値および制御上限値データの値の中の少なくとも制御上限値データが、それに基づいて判断される土壌の水分が少なくなるように変更されるものである。

この構成を採用すれば、でき頃になった果実の糖度を上げるように制御することができる。

本発明に係る果実糖度制御システムは、上述した発明の各構成に加えて、記憶手段に記憶される土壌の水分の制御下限値データおよび制御上限値データを受信する受信手段と、果実がなる植物が植えられている土壌から離れた場所に設けられ、受信手段に対して、土壌の水分の制御下限値データおよび制御上限値データを送信する送信手段を有する遠隔制御装置と、を有するものである。

この構成を採用すれば、遠隔制御装置により、遠隔地から、植物が吸収する水分、ひいてはその植物になる果実の水分量を制御することができる。

本発明に係る果実糖度制御システムは、上述した発明の各構成に加えて、遠隔制御装置が、コンピュータあるいは携帯端末であるものである。

この構成を採用すれば、遠隔地にあるコンピュータあるいは携帯端末から、果実の糖度を制御することができる。

本発明に係る果実糖度制御システムは、上述した発明の各構成に加えて、植物が植えられている土壌が、植木鉢、その他の植木を植える容器に入れられ、他の土壌から隔離されているものである。

この構成を採用すれば、植木鉢などの容器によって隔離されている土壌に植えられている植物は、その隔離された土壌のみから、水分を吸収する。したがって、所定の制御下限値と所定の制御上限値とによる制御によりその土壌へ供給する水分量と、その土壌から植物が吸収する水分量との間に、一定の対応関係を持たせることができる。その結果、制御実行手段が土壌へ供給する水分量を制御することで、植物が吸収する水分量を制御することができる。

本発明に係る果実糖度制御システムは、上述した発明の各構成に加えて、供給ノズルが、容器内の土壌の上方に配置され、その長さ方向に沿って並べて複数の孔が開設されたゴムチューブ部を有し、当該複数の孔から土壌に水あるいは栄養水を供給するものである。

この構成を採用すれば、容器内の土壌に対して１箇所から給水する場合に比べて、土壌に均等に水分を供給することができる。その結果、水分測定手段の測定値は、それによる土壌中の測定部位によらず、土壌の水分の代表値として適切なものになる。また、土壌へ供給する水分量の誤差を減らすことができる。

本発明に係る果実糖度制御システムは、上述した発明の各構成に加えて、供給ノズルが、複数本であるものである。

この構成を採用すれば、複数本の供給ノズルから、複数の土壌に対して別々に水あるいは栄養水を供給することができる。そして、たとえば水分測定手段により１つの土壌の水分量を代表的に測定して開閉弁を制御するだけで、別々に水あるいは栄養水が供給される複数の土壌の水分量を、その測定される土壌の水分量と同様に制御することができる。

本発明に係る果実糖度制御方法は、水分測定手段と、供給ノズルと、開閉弁と、糖度検出手段と、記憶手段と、制御実行手段と、メイン制御トランジスタと、駆動リレーと、サブ制御トランジスタと、コンパレータを有する果実糖度制御システムの果実糖度制御方法であって、記憶手段は、糖度検出手段より検出された糖度に基づく判断に応じて変更された土壌の水分の制御下限値データおよび制御上限値データを記憶可能であり、水分測定手段が、果実がなる植物が植えられている土壌の水分の測定値を出力するステップと、供給ノズルが、土壌へ水あるいは栄養水を供給するステップと、土壌へ供給する水あるいは栄養水の供給路上に設けられる開閉弁が、供給ノズルからの水あるいは栄養水の供給量を制御するステップと、糖度検出手段が、果実の光学的な検出結果に基づいてその果実の糖度を判断するステップと、制御実行手段が、記憶手段に制御下限値データおよび制御上限値データが記憶されている場合であって、水分測定手段による水分の測定値が制御下限値データ以下であるとき、開閉弁を開いて供給ノズルから土壌へ水あるいは栄養水を供給し、水分の測定値が制御上限値データ以上であるとき、開閉弁を閉じるステップと、メイン制御トランジスタが、制御実行手段が開閉弁を開く場合に、制御実行手段の制御に基づいて通電状態にするステップと、駆動リレーが、メイン制御トランジスタが通電状態となることで流れる電流により開閉弁を開くステップと、コンパレータが、記憶手段に制御下限値データおよび制御上限値データが記憶されてなく、制御実行手段による制御が行われていない場合に、水分測定手段の測定値と、植物を枯れない状態に維持するための所定の第二の制御下限値とを比較し、水分測定手段の測定値が所定の第二の制御下限値以下になると、メイン制御トランジスタと並列に接続されるサブ制御トランジスタをオン状態に制御するステップと、を有するものである。

この方法を採用すれば、検出される果実の糖度に基づく判断に応じて、植物が吸収する水分量を制御することができる。また、その植物になる果実の水分量を、水分量と糖量との割合によって決まる果実の糖度が所望の糖度となるように制御することができる。さらに、第二の制御下限値に基づく判断により、植物へ給水される水分量を制御することができる。その結果、植物を枯らさないで済む。

本発明に係る他の果実糖度制御方法は、水分測定手段と、供給ノズルと、開閉弁と、撮像手段と、記憶手段と、制御実行手段と、メイン制御トランジスタと、駆動リレーと、サブ制御トランジスタと、コンパレータを有する果実糖度制御システムの果実糖度制御方法であって、記憶手段は、撮像手段により撮像された画像の表示を参照してユーザが入力した土壌の水分の制御下限値データおよび制御上限値データ、または、予め制御値データベースに記憶されていた制御下限値データおよび制御上限値データであって、画像に基づく判断により、果実の状態に適した値に変更されたものを記憶可能であり、水分測定手段が、果実がなる植物が植えられている土壌の水分の測定値を出力するステップと、供給ノズルが、土壌へ水あるいは栄養水を供給するステップと、土壌へ供給する水あるいは栄養水の供給路上に設けられる開閉弁が、供給ノズルからの水あるいは栄養水の供給量を制御するステップと、撮像手段が、果実を撮像するステップと、制御実行手段が、記憶手段に制御下限値データおよび制御上限値データが記憶されている場合であって、水分測定手段による水分の測定値が制御下限値データ以下であるとき、開閉弁を開いて供給ノズルから土壌へ水あるいは栄養水を供給し、水分の測定値が制御上限値データ以上であるとき、開閉弁を閉じるステップと、メイン制御トランジスタが、制御実行手段が開閉弁を開く場合に、制御実行手段の制御に基づいて通電状態にするステップと、駆動リレーが、メイン制御トランジスタが通電状態となることで流れる電流により開閉弁を開くステップと、コンパレータが、記憶手段に制御下限値データおよび制御上限値データが記憶されてなく、制御実行手段による制御が行われていない場合に、水分測定手段の測定値と、植物を枯れない状態に維持するための所定の第二の制御下限値とを比較し、水分測定手段の測定値が所定の第二の制御下限値以下になると、メイン制御トランジスタと並列に接続されるサブ制御トランジスタをオン状態に制御するステップと、を有するものである。

この方法を採用すれば、撮像される果実の画像に基づく判断に応じて、植物が吸収する水分量を制御することができる。また、その植物になる果実の水分量を、水分量と糖量との割合によって決まる果実の糖度が所望の糖度となるように制御することができる。さらに、第二の制御下限値に基づく判断により、植物へ給水される水分量を制御することができる。その結果、植物を枯らさないで済む。

本発明では、植物が吸収する水分を制御することができる。

以下、本発明に係る果実糖度制御システムおよび果実糖度制御方法を、図面に基づいて説明する。果実糖度制御方法は、果実糖度制御システムの動作として説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る果実糖度制御システムを示すブロック図である。この果実糖度制御システムは、果実がなる植物が植えられている植木鉢１への水分の補給量を制御し、これによりその植物になる果実の糖度を制御するものである。

果実糖度制御システムは、植木鉢１の土壌へ水を供給する供給ノズル３，４を有する。植木鉢１の土壌に配設される土壌水分測定センサ１１は、植木鉢１の土壌の水分の測定値を出力する。開閉弁としての電磁弁装置５は、植木鉢１の土壌へ供給する水の供給路上に設けられ、供給ノズル３，４からの水の供給量を制御する。

また、果実糖度制御システムは、糖度検出手段としての糖度センサ１６を有する。糖度センサ１６は、果実の光学的な検出結果に基づいてその果実の糖度を判断する。撮像手段としてのネットワークカメラ６２は、果実を撮像する。遠隔地にある遠隔制御コンピュータ６６の遠隔制御部７３は、検出された果実の糖度や撮像された果実の画像に基づいて判断された土壌の水分の制御下限値データ５７および制御上限値データ５６を、コンピュータ１５の受信手段としての通信部５４へ送信する。

また、果実糖度制御システムは、記憶手段としてのフラッシュメモリ４３を有する。フラッシュメモリ４３は、通信部５４が受信した制御下限値データ５７および制御上限値データ５６を記憶する。制御実行手段としての制御実行部５２は、土壌水分測定センサ１１による水分の測定値が、フラッシュメモリ４３に記憶される制御下限値データ５７以下である場合、開閉弁装置５を開いて供給ノズル３，４から植木鉢１の土壌へ水を供給する。また、制御実行手段としての制御実行部５２は、土壌水分測定センサ１１による水分の測定値が、フラッシュメモリ４３に記憶される制御上限値データ５６以上である場合、開閉弁装置５を閉じる。

以下、果実糖度制御システムの各部の構成について詳しく説明する。

図２は、果実糖度制御システムの灌水設備を示す図である。灌水設備は、たとえば、温室、ビニールハウスなどに設置され、マンゴ、イチゴなどの果実をつける植物が１本ずつ鉢植えにされた複数の植木鉢１に対して、給水するものである。なお、１つの植木鉢１に植える本数は、２本以上であってもよい。複数の植木鉢１は、コンクリート製の床面あるいはビニールシートの上に載置される。各植木鉢１の土壌は、たとえば鹿沼土などの植木用の土であり、その他の土壌から隔離されている。

この灌水設備は、図示外の給水タンク９２に接続される水道管２と、水道管２に接続される、供給ノズルの一部としての複数本の灌水ノズル３と、複数本の灌水ノズル３の先端に配設される、ゴムチューブ部および供給ノズルの一部としての複数本のゴムチューブ４と、複数の灌水ノズル３と図示外の給水タンク９２との間の水道管２に配設される電磁弁装置５と、を有する。

図３は、植木鉢１に対するゴムチューブ４の配設状態を示す図である。図中の点線で示す部分は、植物である。図３に示すように、ゴムチューブ４は、植木鉢１内の土壌の上に載置される。ゴムチューブ４は、土壌表面の全体に這わせて載置される。ゴムチューブ４には、その長さ方向に沿って複数の孔６が形成される。これにより、ゴムチューブ４に形成された複数の孔６から吐出される水は、植木鉢１内の土壌の全体へ略均等に散布される。ゴムチューブ４は、図２に示すように、植木鉢１毎に別々に設置される。なお、１つの植木鉢１に、２本以上のゴムチューブ４を配置するようにしてもよい。

以上のような灌水設備の電磁弁装置５の開閉を制御するために、果実糖度制御システムは、図１に示す制御部を有する。制御部は、土壌水分測定センサ１１と、センサ入力部１２と、電源装置１３と、駆動リレー１４と、コンピュータ１５と、糖度センサ１６と、を有する。

土壌水分測定センサ１１は、そのセンサ１１が設置された植木鉢１の土壌の水分量に応じたアナログ信号を出力する。土壌水分測定センサ１１は、図２に示すように、複数の植木鉢１の中の１つの植木鉢１に設置される。土壌水分測定センサ１１は、図２および図３に示すように、その１つの植木鉢１の、一箇所の土壌の水分量を測定する。なお、残りの植木鉢１に、個別に土壌水分測定センサ１１を設けるとともに、植木鉢１毎に給水制御可能なように電磁弁装置５を各灌水ノズル３に配設するようにしてもよい。

土壌水分を測定するセンサには、水銀式のテンションメータや、真空計式のテンションメータなどがある。真空計式のテンションメータは、土壌に垂直に挿入し、そのセンサの先端部の土壌の水分量を水分吸引圧（ｐＦ値）として測定する。土壌の水分が多いほど、ｐＦ値は小さくなる。ｐＦ値は、プレッシャファクタ値といい、農業などにおいて利用される圧力の単位である。ｐＦ値は、水銀圧（ｍｍＨｇ）の値へ換算することができる。この土壌水分測定センサ１１は、その出力端子から、それが埋設されている植木鉢１の土壌の水分量に対応するレベル差の一対の差動アナログ信号を出力する。

センサ入力部１２は、入力アンプ２１、アナログアンプ２２、コンパレータとしてのヒステリシス付きコンパレータ２３、分圧抵抗対２４と、センサトランジスタ２５と、サブ制御トランジスタ２６と、を有する。

入力アンプ２１の入力端子には、土壌水分測定センサ１１の出力端子が接続される。入力アンプ２１は、土壌水分測定センサ１１の一対の差動アナログ信号のレベル差に応じたレベル信号を出力する。入力アンプ２１の出力レベルは、土壌の水分が多いほど、高くなる。入力アンプ２１の出力端子には、アナログアンプ２２の入力端子と、ヒステリシス付きコンパレータ２３の一方の入力端子とに接続される。

ヒステリシス付きコンパレータ２３は、その一対の入力端子に入力される信号のレベル差に応じた２値のレベルの信号を出力する。ヒステリシス付きコンパレータ２３の他方の入力端子には、分圧抵抗対２４が接続される。分圧抵抗対２４は、たとえば一対の抵抗素子で構成される。ヒステリシス付きコンパレータ２３の他方の入力端子は、その一対の抵抗素子の抵抗値の比に応じた一定のレベルになる。ヒステリシス付きコンパレータ２３の出力レベルは、入力アンプ２１の出力レベルが分圧抵抗対２４のレベルより低くなると、ハイレベルとなり、入力アンプ２１の出力レベルが分圧抵抗対２４のレベルより所定のレベル（０より大きいレベル）だけ高くなると、ローレベルとなる。

なお、ヒステリシス付きコンパレータ２３の他方の入力端子には、分圧抵抗対２４の替わりに、ボリューム抵抗器を接続してもよい。これにより、ヒステリシス付きコンパレータ２３の出力レベルがハイレベルとローレベルとの間で切り替わるときの入力アンプ２１の出力レベルを、シフトすることができる。

ヒステリシス付きコンパレータ２３の出力端子には、センサトランジスタ２５のベース端子と、サブ制御トランジスタ２６のベース端子とが接続される。センサトランジスタ２５のエミッタ端子は、接地される。サブ制御トランジスタ２６のエミッタ端子は、接地される。したがって、センサトランジスタ２５およびサブ制御トランジスタ２６は、ヒステリシス付きコンパレータ２３の出力レベルがハイレベルになると、オン状態となり、ローレベルになると、オフ状態となる。

電源装置１３は、図示外の商用交流電源に基づいて所定の直流電圧を生成する。

駆動リレー１４は、コイル３１と、スイッチ３２とを有する。駆動リレー１４のスイッチ３２は、コイル３１に電流が流れていると、閉じ、電流が流れていないと、開く。

電磁弁装置５は、水が流れる管部材３６と、この管部材３６内で移動可能な可動弁３７と、コイル３８と、を有する。可動弁３７は、コイル３８の通電状態に応じて、管部材３６内で移動する。コイル３８が通電していない状態では、可動弁３７は、管部材３６を塞ぐ。このとき、水は、管部材３６内を流れない。コイル３８が通電している状態では、可動弁３７は、管部材３６を開く。このとき、水は、管部材３６内を流れる。

そして、電源装置１３は、サブ制御トランジスタ２６のコレクタ端子に接続され、サブ制御トランジスタ２６のエミッタ端子は、駆動リレー１４のコイル３１の一端に接続され、駆動リレー１４のコイル３１の他端は、電源装置１３に接続される。これにより、サブ制御トランジスタ２６がオン状態である場合、電源装置１３、サブ制御トランジスタ２６および駆動リレー１４のコイル３１による制御ループに、電流が流れる。

また、電源装置１３は、駆動リレー１４のスイッチ３２の一端に接続される。駆動リレー１４のスイッチ３２の他端は、電磁弁装置５のコイル３８の一端に接続される。電磁弁装置５のコイル３８の他端は、電源装置１３に接続される。これにより、駆動リレー１４のスイッチ３２がオン状態である場合、電源装置１３、駆動リレー１４のスイッチ３２および電磁弁装置５のコイル３８による駆動ループに、電流が流れる。

図４は、コンピュータ１５のハードウェア構成およびその周辺部を示すブロック図である。コンピュータ１５は、中央処理装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４２、フラッシュメモリ４３、通信Ｉ／Ｆ（ＩｎｔｅｒＦａｃｅ）４４、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）４５、入出力ポート４６およびこれらを接続するシステムバス４７を有する。

ＡＤコンバータ４５は、入力される信号のレベルをサンプリングし、そのサンプリングしたレベルに対応する値のデジタルデータをシステムバス４７へ出力する。ＡＤコンバータ４５には、アナログアンプ２２の出力端子が接続される。したがって、ＡＤコンバータ４５は、土壌水分測定センサ１１から出力される一対の差動アナログ信号のレベル差に応じたレベル信号をサンプリングし、そのレベル信号の値のデジタルデータをシステムバス４７へ出力する。

入出力ポート４６には、センサトランジスタ２５のコレクタ端子と、メイン制御トランジスタ１７のベース端子と、糖度センサ１６と、が接続される。

センサトランジスタ２５は、上述したように、ヒステリシス付きコンパレータ２３の出力がハイレベルになるとオン状態となり、ヒステリシス付きコンパレータ２３の出力がローレベルになるとオフ状態となる。入出力ポート４６は、このセンサトランジスタ２５のオン状態およびオフ状態に応じた値のデジタルデータをシステムバス４７へ出力する。

糖度センサ１６は、果実の糖度の検出データを出力する。果実の糖度を測定する装置としては、たとえば、果実の外観を光学的に検出し、その検出値と、果実に応じて予め設定された所定の検量線との比較に基づいて糖度の値を判定するものなどがある。このように光学的に非接触にて果実の糖度を検出することで、果実そのものに傷をつけることなく、その糖度を測定することができる。果実の糖度を測定可能な装置としては、この他にも、果実から抽出した液体の屈折率がその糖度（濃度）に応じて異なる性質を利用したものがある。入出力ポート４６は、この糖度センサ１６が出力した糖度値データをシステムバス４７へ出力する。

入出力ポート４６は、システムバス４７から供給されるデータに基づいて、メイン制御トランジスタ１７のベース端子をハイレベルとローレベルとに切り換える。メイン制御トランジスタ１７のコレクタ端子は、サブ制御トランジスタ２６のコレクタ端子に接続される。メイン制御トランジスタ１７のエミッタ端子は、サブ制御トランジスタ２６のエミッタ端子に接続される。サブ制御トランジスタ２６のエミッタ端子は、接地されている。

したがって、メイン制御トランジスタ１７は、ベース端子がハイレベルになるとオン状態になり、ベース端子がローレベルになるとオフ状態になる。また、入出力ポート４６によりメイン制御トランジスタ１７がオン状態に制御されると、電源装置１３、メイン制御トランジスタ１７および駆動リレー１４のコイル３１による制御ループに、電流が流れる。

フラッシュメモリ４３には、灌水制御用プログラム５１や後述する図示外の各種のデータが記憶される。中央処理装置４１がこの灌水制御用プログラム５１をＲＡＭ４２に読み込んで実行することで、コンピュータ１５には、図１に示すように、制御実行部５２と、記録部５３と、受信手段としての通信部５４と、が実現される。

制御実行部５２は、フラッシュメモリ４３に記憶される制御上限値としての制御上限値データ５６と、制御下限値としての制御下限値データ５７と、ＡＤコンバータ４５のサンプリングデータとに基づいて、メイン制御トランジスタ１７をオン状態とオフ状態との間で制御するためのデータを生成し、入出力ポート４６へ出力する。

記録部５３は、ＡＤコンバータ４５のサンプリングデータと、センサトランジスタ２５のオン状態およびオフ状態に応じた値のデータとを取得し、これらをフラッシュメモリ４３に保存する。これにより、フラッシュメモリ４３には、経時的に変化する土壌の水分量のデータと、給水状態を示すデータとを有する、ログデータ５８が蓄積される。

通信Ｉ／Ｆ４４には、図１に示すように、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）ケーブル６１が接続される。ＬＡＮケーブル６１には、たとえば、イーサネット（登録商標）ケーブル、ＩＳＤＮ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）ケーブル、電話線などがある。

通信部５４は、通信Ｉ／Ｆ４４へ送信データを供給する。通信Ｉ／Ｆ４４は、供給された送信データに応じた信号を生成し、ＬＡＮケーブル６１へ出力する。通信Ｉ／Ｆ４４は、ＬＡＮケーブル６１から信号を受信し、その信号から再生した受信データを通信部５４へ供給する。

ＬＡＮケーブル６１には、この他にも、ネットワークカメラ６２、ルータ機能付きモデム６３が接続される。

ネットワークカメラ６２は、植物全体あるいは果実を撮像する。ネットワークカメラ６２は、撮像した画像のデータをＬＡＮケーブル６１へ出力する。

ルータ機能付きモデム６３は、ＬＡＮケーブル６１に接続される機器によるＬＡＮケーブル６１の使用を管理する。ルータ機能付きモデム６３は、また、通信網６４に接続される。通信網６４には、たとえばインターネット、ＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ）交換網、無線通信網、携帯電話網、ＣＡＴＶ通信網、あるいはこれらを組み合わせた通信網などがある。ルータ機能付きモデム６３は、ＬＡＮケーブル６１から通信網６４への通信データを受信して通信網６４へ送信し、通信網６４からＬＡＮ上の機器へのへの通信データを受信してＬＡＮケーブル６１へ出力する。

通信網６４には、また、他のモデム６５が接続される。他のモデム６５には、遠隔制御装置およびコンピュータとしての遠隔制御コンピュータ６６が接続される。遠隔制御コンピュータ６６は、図４に示すコンピュータ１５と同様に、中央処理装置、ＲＡＭ、ハードディスクドライブなどの記憶デバイス、表示手段としてのモニタ７１、入力手段としての入力デバイス７２などを有する。記憶デバイスには、遠隔制御プログラムが記憶され、この遠隔制御プログラムを中央処理装置４１がＲＡＭ４２に読み込んで実行することで、遠隔制御コンピュータ６６には、図１に示すように、送信手段としての遠隔制御部７３が実現される。

遠隔制御部７３は、遠隔制御装置に蓄積されるログデータ５８や、ネットワークカメラ６２により撮像された画像データなどを取得し、モニタ７１に表示する。遠隔制御部７３は、制御上限値データ５６の値や、制御下限値データ５７の値などを設定する制御データの入力画面をモニタ７１に表示する。遠隔制御部７３は、その入力画面において入力された制御データを送信するための送信データを生成し、他のモデム６５へ供給する。

次に、以上の構成を有する果実糖度制御システムの動作を説明する。

複数の植木鉢１の植物への給水を開始した当初には、センサ入力部１２のヒステリシス付きコンパレータ２３の出力レベルはローレベルであり、メイン制御トランジスタ１７およびサブ制御トランジスタ２６は共にオフ状態であり、電磁弁装置５の可動弁３７は管部材３６を塞ぎ、フラッシュメモリ４３には制御上限値データ５６および制御下限値データ５７が記憶されていないものとする。

土壌水分測定センサ１１は、それが埋設されている植木鉢１の土壌の水分量に対応するレベル差の一対の差動アナログ信号を出力する。センサ入力部１２の入力アンプ２１は、この一対の差動アナログ信号のレベル差に応じたレベル信号を出力する。センサ入力部１２のヒステリシス付きコンパレータ２３は、分圧抵抗対２４のレベルと、入力アンプ２１の出力レベルとを比較する。入力アンプ２１の出力レベルは、土壌水分測定センサ１１が測定する土壌の水分量にしたがって変化する。

土壌の水分量が低下し、入力アンプ２１の出力レベルが低下すると、センサ入力部１２のヒステリシス付きコンパレータ２３の出力レベルは、ハイレベルへ変化する。これにより、センサトランジスタ２５およびサブ制御トランジスタ２６は、オフ状態からオン状態へ変化する。

サブ制御トランジスタ２６がオン状態になると、電源装置１３、サブ制御トランジスタ２６および駆動リレー１４のコイル３１による制御ループに電流が流れ、駆動リレー１４のスイッチ３２がオフ状態からオン状態へ変化する。駆動リレー１４のスイッチ３２がオン状態になると、電源装置１３、駆動リレー１４のスイッチ３２および電磁弁装置５のコイル３８による駆動ループに電流が流れ、可動弁３７は移動して管部材３６を開く。これにより、水は、管部材３６内を流れ、水道管２および灌水ノズル３を通り、灌水ノズル３の先端に配設されたゴムチューブ４の複数の孔６から、土壌へ供給される。水は、植木鉢１内の土壌の全体へ略均等に供給される。

土壌に水分が供給され、その結果として、入力アンプ２１の出力レベルが上昇すると、センサ入力部１２のヒステリシス付きコンパレータ２３の出力レベルは、ハイレベルからローレベルへ変化する。これにより、センサトランジスタ２５およびサブ制御トランジスタ２６は、オフ状態へ変化する。

サブ制御トランジスタ２６がオフ状態になると、電源装置１３、サブ制御トランジスタ２６および駆動リレー１４のコイル３１による制御ループに電流が流れなくなり、駆動リレー１４のスイッチ３２がオフ状態へ変化し、電源装置１３、駆動リレー１４のスイッチ３２および電磁弁装置５のコイル３８による駆動ループに電流が流れなくなる。可動弁３７は元の位置に戻って管部材３６を塞ぐ。これにより、灌水ノズル３の先端に配設されたゴムチューブ４の複数の孔６からの、土壌への給水は終了する。

このように、ヒステリシス付きコンパレータ２３は、それ自身の比較結果に基づいて、土壌への給水を独立して制御する。土壌の水分は、ヒステリシス付きコンパレータ２３の出力レベルがローレベルからハイレベルへ切り替わるときの水分量から、ヒステリシス付きコンパレータ２３の出力レベルがハイレベルからローレベルへ切り替わるときの水分量までの範囲に制御される。

このようなヒステリシス付きコンパレータ２３の比較制御に基づく水分補給が間欠的に実行される一方で、入力アンプ２１の出力は、アナログアンプ２２に入力される。アナログアンプ２２は、入力アンプ２１のレベル信号を増幅する。コンピュータ１５のＡＤコンバータ４５は、アナログアンプ２２により増幅されたレベル信号をサンプリングする。記録部５３は、ＡＤコンバータ４５のサンプリングデータと、センサトランジスタ２５のオン状態およびオフ状態に応じた値のデータとを、フラッシュメモリ４３にログデータ５８として蓄積する。

遠隔制御コンピュータ６６の遠隔制御部７３は、入力デバイス７２に対してログデータ５８の表示を要求する操作がなされると、コンピュータ１５を送信先に指定して、ログデータ５８の送信要求を生成し、他のモデム６５へ供給する。他のモデム６５は、そのログデータ５８の送信要求を通信網６４へ送信する。ルータ機能付きモデム６３は、コンピュータ１５が送信先に指定されているそのログデータ５８の送信要求を通信網６４から受信し、ＬＡＮケーブル６１へ送信する。コンピュータ１５の通信Ｉ／Ｆ４４は、自分が送信先に指定されているそのログデータ５８の送信要求をＬＡＮケーブル６１から受信し、通信部５４へ供給する。

コンピュータ１５の通信部５４は、ログデータ５８の送信要求が供給されると、フラッシュメモリ４３からログデータ５８を読み込み、ログデータ５８を送信するための送信データを生成する。通信部５４は、生成した送信データを通信Ｉ／Ｆ４４へ供給する。通信部５４は、遠隔制御コンピュータ６６を送信先に指定し、その送信データをＬＡＮケーブル６１へ送信する。ルータ機能付きモデム６３は、遠隔制御コンピュータ６６が送信先に指定されているそのログデータ５８の送信データをＬＡＮケーブル６１から受信し、通信網６４へ送信する。他のモデム６５は、遠隔制御コンピュータ６６が送信先に指定されているそのログデータ５８の送信データを通信網６４から受信し、遠隔制御部７３へ供給する。遠隔制御部７３は、ログデータ５８を受信すると、そのログデータ５８をモニタ７１に表示する。

遠隔制御部７３は、入力デバイス７２に対して果実あるいは植物の現在の画像の表示を要求する操作がなされると、ネットワークカメラ６２を送信先に指定して、画像データの送信要求を生成し、他のモデム６５へ供給する。他のモデム６５は、その画像データの送信要求を通信網６４へ送信する。通信網６４へ送信された画像データの送信要求は、通信網６４、ルータ機能付きモデム６３およびＬＡＮケーブル６１を介して、ネットワークカメラ６２に受信される。ネットワークカメラ６２は、撮像した画像の画像データを、その要求元である遠隔制御コンピュータ６６を送信先に指定して、ＬＡＮケーブル６１へ送信する。画像データは、ＬＡＮケーブル６１、ルータ機能付きモデム６３および通信網６４を介して、他のモデム６５に受信される。他のモデム６５は、受信した画像データを遠隔制御部７３へ供給する。遠隔制御部７３は、供給された画像データをモニタ７１に表示する。

遠隔制御部７３は、入力デバイス７２に対して制御データの入力画面の表示を要求する操作がなされると、制御データの入力画面をモニタ７１に表示する。ユーザは、ログデータ５８や果実の撮像画像に基づいて判断した制御上限値および制御下限値を入力する。ユーザは、たとえば、ログデータ５８や果実の撮像画像に基づいて、果実ができ頃であるか否かを判断し、その判断に応じた制御上限値および制御下限値を入力する。遠隔制御部７３は、この制御データの表示画面を表示している間の入力デバイス７２への操作に基づいて、制御上限値および制御下限値などを特定する。

その後、遠隔制御部７３は、コンピュータ１５を送信先に指定し、特定した値の制御上限値データ５６および制御下限値データ５７を送信する送信データを生成し、他のモデム６５へ供給する。他のモデム６５は、その送信データを通信網６４へ送信する。通信網６４へ送信された送信データは、通信網６４、ルータ機能付きモデム６３およびＬＡＮケーブル６１を介して、コンピュータ１５の通信Ｉ／Ｆ４４に受信される。通信Ｉ／Ｆ４４は、受信した送信データを通信部５４へ供給する。通信部５４は、供給された送信データから、制御上限値データ５６および制御下限値データ５７を抽出し、これらをフラッシュメモリ４３に記憶させる。

フラッシュメモリ４３に、制御上限値データ５６、制御下限値データ５７などの制御データが記憶されると、制御実行部５２は、この制御データに基づく制御を開始する。制御実行部５２は、まず、ＡＤコンバータ４５のサンプリングデータの周期的な取得を開始する。

そして、制御実行部５２は、サンプリングデータを取得する度に、取得したサンプリングデータの値と、フラッシュメモリ４３に記憶される制御下限値データ５７の値とを比較する。サンプリングデータの値が制御下限値データ５７の値より大きい場合、制御実行部５２は、そのサンプリングデータに関する処理を終了する。

サンプリングデータの値が制御下限値データ５７の値以下である場合、制御実行部５２は、メイン制御トランジスタ１７をオン状態にするためのデータを生成し、入出力ポート４６へ出力する。入出力ポート４６は、メイン制御トランジスタ１７をオフ状態からオン状態へ切り換える。

メイン制御トランジスタ１７がオン状態になると、電源装置１３、メイン制御トランジスタ１７および駆動リレー１４のコイル３１による制御ループに電流が流れ、駆動リレー１４のスイッチ３２がオフ状態からオン状態へ変化する。駆動リレー１４のスイッチ３２がオン状態になると、電源装置１３、駆動リレー１４のスイッチ３２および電磁弁装置５のコイル３８による駆動ループに電流が流れ、可動弁３７は移動して管部材３６を開く。これにより、水は、管部材３６内を流れ、水道管２および灌水ノズル３を通り、灌水ノズル３の先端に配設されたゴムチューブ４の複数の孔６から、土壌へ供給される。

土壌に水分が供給され、その結果として、入力アンプ２１の出力レベルは上昇する。ＡＤコンバータ４５は、アナログアンプ２２により増幅された入力アンプ２１の出力レベルをサンプリングする。制御実行部５２は、このサンプリングデータを周期的に取得し、その値とフラッシュメモリ４３に記憶される制御上限値データ５６の値とを比較する。サンプリングデータの値が制御上限値データ５６の値より小さい場合、制御実行部５２は、そのときの制御状態を継続する。

サンプリングデータの値が制御上限値データ５６の値以上である場合、制御実行部５２は、メイン制御トランジスタ１７をオフ状態にするためのデータを生成し、入出力ポート４６へ出力する。入出力ポート４６は、メイン制御トランジスタ１７をオン状態からオフ状態へ切り換える。

メイン制御トランジスタ１７がオフ状態になると、電源装置１３、メイン制御トランジスタ１７および駆動リレー１４のコイル３１による制御ループに電流が流れなくなり、駆動リレー１４のスイッチ３２がオフ状態へ変化し、電源装置１３、駆動リレー１４のスイッチ３２および電磁弁装置５のコイル３８による駆動ループに電流が流れなくなる。可動弁３７は元の位置に戻って管部材３６を塞ぐ。これにより、灌水ノズル３の先端に配設されたゴムチューブ４の複数の孔６からの、土壌への給水は終了する。

このような制御実行部５２の制御に基づく、植物が植えられている土壌への水分補給が間欠的に実行される一方で、記録部５３は、ＡＤコンバータ４５のサンプリングデータと、センサトランジスタ２５のオン状態およびオフ状態に応じた値のデータとを、フラッシュメモリ４３にログデータ５８として蓄積する。また、通信部５４は、遠隔制御コンピュータ６６からログデータ５８の送信要求があれば、そのログデータ５８を遠隔制御コンピュータ６６へ送信する。

図５は、植木鉢１への給水と、植木鉢１の土壌の水分量（ｐＦ値）の変化との関係を示すグラフの一例である。土壌水分測定センサ１１の先端は、植木鉢１の土壌の表面から深さ２０ｃｍに設定されている。図５において、横軸は時間であり、縦軸は、ｐＦ値である。ｐＦ値は、グラフの上へいくほど小さくなる。ｐＦ値は、土壌の水分が多いほど小さくなる。

図５のグラフでは、３／３の午前３：００に３００ｃｃを給水し、２．２付近まで下がっていたｐＦ値を１．５まで回復させている。また、３／８の午前１０：００に４００ｃｃを給水し、２．４付近まで下がっていたｐＦ値を１．５まで回復させている。

このように、植木鉢１への水の給水量と、その給水前後の植木鉢１の土壌の水分量（ｐＦ値）との間には、一定の関係がある。そのため、この実施の形態１のように、植木鉢１の土壌の水分量が所定の下限値以下になったら、その水分量が所定の上限値以上になるまで給水するように制御することで、植木鉢１への水の給水量を制御し、植木鉢１の土壌の水分量を適切な範囲内に制御することができる。

以上のように、この実施の形態１では、遠隔制御コンピュータ６６の遠隔制御部７３は、ログデータ５８や果実の撮像画像に基づいてユーザが判断した値の制御下限値データ５７および制御上限値データ５６を送信し、制御実行部５２は、土壌水分測定センサ１１が検出する土壌の水分の測定値がその制御下限値データ５７以下である場合には、その測定値が制御上限値データ５６以上となるまで、植物が植えられた土壌へ給水する。したがって、遠隔地から、植物が吸収する水分量を適切な水分量に制御することができる。また、その植物になる果実の水分量を、水分量と糖量との割合によって決まる果実の糖度が所望の糖度となるように制御することができる。

また、植物が植えられている土壌は、他の土壌から隔離された植木鉢１に収容されており、その土壌に植えられている植物は、その隔離された土壌のみから、水分を吸収する。したがって、所定の制御下限値と所定の制御上限値とに基づく制御によりその土壌へ供給される水分量と、その土壌から植物が吸収する水分量との間に、一定の対応関係を持たせることができる。

さらに、土壌への水の供給は、灌水ノズル３の先端に取り付けられたゴムチューブ４に設けられた複数の孔６から行われる。土壌には、均等に水分が供給される。したがって、土壌水分測定センサ１１の検出に基づくＡＤコンバータ４５のサンプリングデータの値は、土壌水分測定センサ１１が測定する土壌中の測定部位に関係なく、土壌の水分の代表値として適切なものとなる。測定される値と、土壌の各部の値との誤差は少ない。

したがって、灌水設備から見て遠隔の地に遠隔制御コンピュータ６６を設置し、その遠隔地にある遠隔制御コンピュータ６６から、土壌の水分量が任意のレンジに収まるように正確に制御することができる。その結果、その土壌に植えられている植物が吸収する水分や、その植物になる果実の糖度を、任意に制御することができる。

また、この実施の形態１では、土壌水分測定センサ１１の検出に基づいて開閉が制御される電磁弁装置５の下流側の水道管２には、複数本の灌水ノズル３が接続されている。したがって、１つの植木鉢１の土壌の水分を測定し、その測定に基づいて電磁弁装置５の開閉を制御することで、複数の植木鉢１の水分量を、所望の水分量に制御することができる。

また、この実施の形態１では、メイン制御トランジスタ１７とサブ制御トランジスタ２６とを並列に接続し、いずれか一方がオン状態になったら、電磁弁装置５を開いている。しかも、サブ制御トランジスタ２６は、フラッシュメモリ４３に制御上限値データ５６および制御下限値データ５７が記憶されてない状態でも、ヒステリシス付きコンパレータ２３の出力に基づいてオン状態とオフ状態との間で制御される。したがって、制御実行部５２が、遠隔地から受信する制御下限値データ５７の値および／または制御上限値データ５６の値に基づいて制御することができない場合であっても、ヒステリシス付きコンパレータ２３の判断により、植物へ給水することができる。その結果、植物を枯らさないで済む。

実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２に係る果実糖度制御システムを示すブロック図である。この果実糖度制御システムは、果実がなる植物が植えられている植木鉢１への水分の補給量を制御し、これによりその植物になる果実の糖度を制御するものである。特に、この実施の形態２に係る果実糖度制御システムは、遠隔地にある遠隔制御コンピュータ６６の、判断手段および送信手段としての遠隔制御部８２は、糖度センサ１６により検出された果実の糖度やネットワークカメラ６２により撮像された果実の画像に基づいて、果実ができ頃であるか否かを判断し、その判断に応じた土壌の水分の制御下限値データ５７および制御上限値データ５６をコンピュータ１５へ送信する。

以下、実施の形態２に係る果実糖度制御システムの各部の構成について詳しく説明する。

遠隔制御コンピュータ６６の制御値データベース８１は、たとえば遠隔制御コンピュータ６６の図示外の記憶デバイスに記憶される。制御値データベース８１は、植物の種類や時期に応じた制御値を記憶する。制御値には、土壌の水分量の制御上限値や制御下限値が含まれる。

土壌の水分量の制御上限値や制御下限値には、たとえば植物やその果実の発育に適したｐＦ値を使用すればよい。たとえば、イチゴの場合、土壌のｐＦ値は、１．５〜２．０にすると良いことが知られている。制御値データベース８１は、イチゴ用の土壌の水分量の制御上限値として、ｐＦ値１．５に相当する値を記憶し、制御下限値としてｐＦ値２．０に相当する値を記憶する。

また、メロンの場合、前後定植活着期には土壌のｐＦ値を２．０に維持し、交配後には２．４付近に維持し、外皮にネットが発生してから完成するまでの期間には２．４〜２．７以上にし、成熟期には２．５〜２．７にすると良いことが知られている。制御値データベース８１は、メロン用の土壌の水分量の制御上限値および制御下限値としてこれら４組の値を記憶する。このように果実の生育に合わせて土壌の水分量を段階的に減らすことで、果実の水分を減らし、果実の糖度を高めることができる。

遠隔制御部８２は、予め定められた手順にて、遠隔制御装置に蓄積されるログデータ５８や、ネットワークカメラ６２により撮像された画像データなどを取得して果実のでき頃を判断する判断であるとともに、それに基づいて制御値データベース８１から制御上限値データ５６の値および制御下限値データ５７の値などの制御データを選択し、選択した制御データを他のモデム６５へ供給する送信手段である。

これ以外の構成要素は、実施の形態１の同名の構成要素と同じ機能を有するものであり、実施の形態１と同一の符号を付してその説明を省略する。

次に、以上の構成を有する果実糖度制御システムの動作を説明する。

図７は、遠隔制御部８２の動作を示すフローチャートである。

遠隔制御部８２は、まず、ログデータ５８を取得する（ステップＳＴ１）。具体的にはたとえば、ログデータ５８は、コンピュータ１５を送信先に指定して、ログデータ５８の送信要求を生成し、他のモデム６５へ供給する。他のモデム６５は、ログデータ５８の送信要求を通信網６４へ送信する。ログデータ５８の送信要求は、通信網６４、ルータ機能付きモデム６３およびＬＡＮケーブル６１を介して、コンピュータ１５の通信Ｉ／Ｆ４４に受信される。

コンピュータ１５の通信部５４は、通信Ｉ／Ｆ４４がログデータ５８の送信要求を受信すると、フラッシュメモリ４３からログデータ５８を読み込み、読み込んだログデータ５８を通信Ｉ／Ｆ４４に送信させる。ログデータ５８は、ＬＡＮケーブル６１、ルータ機能付きモデム６３および通信網６４を介して、他のモデム６５に受信される。他のモデム６５は、受信したログデータ５８を遠隔制御部８２へ供給する。

ログデータ５８には、糖度センサ１６が測定した果実の糖度を示す糖度値データが含まれる。ログデータ５８が供給された遠隔制御部８２は、そのログデータ５８から、最新の糖度値データを抽出する。遠隔制御部８２は、抽出した糖度値データに基づいて、果実ができ頃であるか否かを判断する（ステップＳＴ２）。

なお、遠隔制御部８２は、ログデータ５８の替わりに、ネットワークカメラ６２が撮像した果実の画像データを取得し、この画像データにおける果実の色成分の解析などに基づいて、果実ができ頃であるか否かを判断するようにしてもよい。

果実ができ頃でないと判断すると、遠隔制御部８２は、果実ができ頃でない時期のその果実の制御上限値および制御下限値を、制御値データベース８１から選択して読み込み（ステップＳＴ３）、読み込んだ制御上限値データ５６および制御下限値データ５７を他のモデム６５に供給する（ステップＳＴ４）。他のモデム６５は、制御上限値データ５６および制御下限値データ５７をコンピュータ１５へ送信し、コンピュータ１５の通信部５４は、受信した制御上限値データ５６および制御下限値データ５７をフラッシュメモリ４３に記憶させる。

果実ができ頃であると判断すると、遠隔制御部８２は、その時期のその果実の制御上限値および制御下限値を、制御値データベース８１から選択して読み込む（ステップＳＴ５）。たとえば、メロンの場合、このときに読み込まれる制御上限値および制御下限値は、果実ができ頃である時期の前の時期の値より、土壌の水分量を減らすような値である。

遠隔制御部８２は、読み込んだ制御上限値データ５６および制御下限値データ５７を、他のモデム６５に供給する（ステップＳＴ４）。他のモデム６５は、制御上限値データ５６および制御下限値データ５７をコンピュータ１５へ送信し、コンピュータ１５の通信部５４は、受信した制御上限値データ５６および制御下限値データ５７をフラッシュメモリ４３に記憶させる。

コンピュータ１５の制御実行部５２は、フラッシュメモリ４３に記憶される制御上限値データ５６および制御下限値データ５７を用いて、土壌の水分量を制御する。これ以外の各構成要素の動作は、実施の形態１の場合と同様であり、説明を省略する。

以上のように、この実施の形態２では、遠隔制御コンピュータ６６の遠隔制御部８２は、ログデータ５８や果実の撮像画像に基づいて自ら判断した値の制御下限値データ５７および制御上限値データ５６を送信し、制御実行部５２は、土壌水分測定センサ１１が検出する土壌の水分の測定値がその制御下限値データ５７以下である場合には、その測定値が制御上限値データ５６以上となるまで、植物が植えられた土壌へ給水する。したがって、遠隔地から、植物が吸収する水分量を適切な水分量に制御することができる。

特に、果実ができ頃である場合には、上述したメロンの場合のように、制御上限値データ５６の値および制御下限値データ５７の値を、それ以前の時期での値より、土壌の水分を減らす値へ変更する。したがって、でき頃となっている果実の糖度を上げるように制御することができる。

その結果、でき頃のメロンなどの果実の糖度を、上げることができる。このような制御をすることで、たとえばでき頃のマンゴの糖度を、１５度から２０度へ上げることができる。

以上の各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の例であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲おいて種々の変形、変更が可能である。

たとえば、上記各実施の形態では、植木鉢１の土壌へ供給する水を、その土壌の水分量に応じて制御している。この他にもたとえば、植木鉢１の土壌へ液肥や液肥と水とを混ぜた栄養水などを供給し、その供給をその土壌の水分量に応じて制御するようにしてもよい。

図８は、液肥と水とを混合して栄養水をつくる装置を示す図である。この混合装置は、液肥を蓄える液肥タンク９１と、水を蓄える水タンク９２と、これらが接続される液肥混入機９３と、を有する。液肥混入機９３は、図２の電磁弁装置５に接続される。

水タンク９２と液肥混入機９３との間には、水中の塵を取り除くフィルタ９４と、水タンク９２の水を強制的に液肥混入機９３へ供給するポンプ９５と、が設けられている。液肥タンク９１と液肥混入機９３との間には、液肥の供給量を調整するバルブ９６が設けられている。バルブ９６の開度を調整することで、液肥混入機９３において任意の混合比で液肥と水を混合し、電磁弁装置５を介して土壌へ供給することができる。

上記各実施の形態では、遠隔制御コンピュータ６６に、遠隔制御部７３，８２を実現している。この他にもたとえば、通信網６４に接続可能な携帯電話端末などに、遠隔制御部７３，８２を実現するようにしてもよい。これにより、携帯電話端末などから、土壌の水分量を制御することができる。

上記各実施の形態では、マンゴ、イチゴなどの果実をつける植物が１本ずつ鉢植えにされ、その各鉢植えに対して給水している。この他にもたとえば、もも、梨、ぶどうなどの比較的大きく成長する果実がなる植物に対する給水の制御に使用し、これらの果実の糖度を制御するようにしてもよい。

上記実施の形態２では、遠隔制御部８２は、でき頃の果実の糖度を上げるため、果実ができ頃であるか否かを判断し、でき頃であると判断したら、土壌の水分量を減らしている。この他にもたとえば、トマトでは、その生育前期にはｐＦ値を２．０〜２．５とし、生育後期には１．８〜２．３にすると良いことが知られている。また、キュウリでは、その生育前期にはｐＦ値を２．０〜２．５とし、生育後期には１．７〜２．３にすると良いことが知られている。これらの植物の場合、遠隔制御部８２は、果実ができ頃となる生育後期の土壌の水分を、そのｐＦ値にしたがって増やすようにするとよい。これにより、果実のみずみずしさを高めることができる。なお、上記実施の形態１においても、ユーザが果実のみずみずしさを高めるように、果実ができ頃となる生育後期の土壌の水分を増やすようにしてもよい。

本発明は、果実の糖度などを制御するために利用することができる。

図１は、本発明の実施の形態１に係る果実糖度制御システムを示すブロック図である。 図２は、果実糖度制御システムの灌水設備を示す図である。 図３は、植木鉢に対するゴムチューブの配設状態を示す図である。 図４は、コンピュータのハードウェア構成およびその周辺部を示すブロック図である。 図５は、植木鉢への給水と、植木鉢の土壌の水分量（ｐＦ値）の変化との関係を示すグラフである。 図６は、本発明の実施の形態２に係る果実糖度制御システムを示すブロック図である。 図７は、遠隔制御部の動作を示すフローチャートである。 図８は、液肥と水とを混合する装置を示す図である。

符号の説明

１ 植木鉢（容器の一形態）
３ 灌水ノズル（供給ノズルの一部）
４ ゴムチューブ（ゴムチューブ部、供給ノズルの一部）
５ 電磁弁装置（開閉弁）
６ 孔
１１ 土壌水分測定センサ（水分測定手段）
１４ 駆動リレー
１６ 糖度センサ（糖度検出手段）
１７ メイン制御トランジスタ
２３ ヒステリシス付きコンパレータ（コンパレータ）
２６ サブ制御トランジスタ
４３ フラッシュメモリ（記憶手段）
５２ 制御実行部（制御実行手段）
５４ 通信部（受信手段）
５６ 制御上限値データ（制御上限値）
５７ 制御下限値データ（制御下限値）
６２ ネットワークカメラ（撮像手段）
６６ 遠隔制御コンピュータ（遠隔制御装置、コンピュータ）
７３ 遠隔制御部（送信手段）
８２ 遠隔制御部（判断手段、送信手段）

Claims (11)

1. 果実がなる植物が植えられている土壌の水分の測定値を出力する水分測定手段と、
   上記土壌へ水あるいは栄養水を供給する供給ノズルと、
   上記土壌へ供給する水あるいは栄養水の供給路上に設けられ、上記供給ノズルからの水あるいは栄養水の供給量を制御する開閉弁と、
   上記果実の光学的な検出結果に基づいてその果実の糖度を判断する糖度検出手段と、
   上記糖度検出手段より検出された糖度に基づく判断に応じて変更された土壌の水分の制御下限値データおよび制御上限値データを記憶する記憶手段と、
   上記記憶手段に上記制御下限値データおよび上記制御上限値データが記憶されている場合であって、上記水分測定手段による水分の測定値が、上記記憶手段に記憶される上記制御下限値データ以下である場合、上記開閉弁を開いて上記供給ノズルから土壌へ水あるいは栄養水を供給し、上記水分測定手段による水分の測定値が、上記記憶手段に記憶される上記制御上限値データ以上である場合、上記開閉弁を閉じる制御実行手段と、
   上記制御実行手段が上記開閉弁を開く場合に、上記制御実行手段の制御に基づいて通電状態となるメイン制御トランジスタと、
   上記メイン制御トランジスタが通電状態となることで流れる電流により上記開閉弁を開く駆動リレーと、
   上記メイン制御トランジスタと並列に接続されるサブ制御トランジスタと、
   上記記憶手段に制御下限値データおよび制御上限値データが記憶されてなく、上記制御実行手段による制御が行われていない場合に、上記水分測定手段の測定値と、上記植物を枯れない状態に維持するための所定の第二の制御下限値とを比較し、上記水分測定手段の測定値が上記所定の第二の制御下限値以下になると、上記サブ制御トランジスタをオン状態に制御するコンパレータと、
   を有することを特徴とする果実糖度制御システム。
2. 果実がなる植物が植えられている土壌の水分の測定値を出力する水分測定手段と、
   上記土壌へ水あるいは栄養水を供給する供給ノズルと、
   上記土壌へ供給する水あるいは栄養水の供給路上に設けられ、上記供給ノズルからの水あるいは栄養水の供給量を制御する開閉弁と、
   上記果実を撮像する撮像手段と、
   上記土壌の水分の制御下限値データおよび制御上限値データを記憶する記憶手段と、
   上記記憶手段に上記制御下限値データおよび上記制御上限値データが記憶されている場合であって、上記水分測定手段による水分の測定値が、上記記憶手段に記憶される上記制御下限値データ以下である場合、上記開閉弁を開いて上記供給ノズルから土壌へ水あるいは栄養水を供給し、上記水分測定手段による水分の測定値が、上記記憶手段に記憶される上記制御上限値データ以上である場合、上記開閉弁を閉じる制御実行手段と、
   上記制御実行手段が上記開閉弁を開く場合に、上記制御実行手段の制御に基づいて通電状態となるメイン制御トランジスタと、
   上記メイン制御トランジスタが通電状態となることで流れる電流により上記開閉弁を開く駆動リレーと、
   上記メイン制御トランジスタと並列に接続されるサブ制御トランジスタと、
   上記記憶手段に制御下限値データおよび制御上限値データが記憶されてなく、上記制御実行手段による制御が行われていない場合に、上記水分測定手段の測定値と、上記植物を枯れない状態に維持するための所定の第二の制御下限値とを比較し、上記水分測定手段の測定値が上記所定の第二の制御下限値以下になると、上記サブ制御トランジスタをオン状態に制御するコンパレータと、
   を有し、
   上記記憶手段に記憶される上記制御下限値データおよび上記制御上限値データは、上記撮像手段により撮像された画像の表示を参照してユーザが入力した土壌の水分の制御下限値データおよび制御上限値データ、または、予め制御値データベースに記憶されていた制御下限値データおよび制御上限値データであって、上記画像に基づく判断により、上記果実の状態に適した値に変更されたものであることを特徴とする果実糖度制御システム。
3. 前記記憶手段に記憶される土壌の水分の制御下限値データおよび制御上限値データは、土壌に植えられている植物になる果実の種類に応じた値であることを特徴とする請求項１または２記載の果実糖度制御システム。
4. 前記糖度検出手段もしくは前記撮像手段からのデータに基づいて果実ができ頃になったと判断する判断手段を有し、
   前記記憶手段に記憶される土壌の水分の制御下限値データおよび制御上限値データは、上記判断手段により当該果実ができ頃になったと判断されると、制御下限値データの値および制御上限値データの値の中の少なくとも制御上限値データが、それに基づいて判断される土壌の水分が少なくなるように変更されることを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項記載の果実糖度制御システム。
5. 前記記憶手段に記憶される土壌の水分の制御下限値データおよび制御上限値データを受信する受信手段と、
   前記果実がなる植物が植えられている土壌から離れた場所に設けられ、上記受信手段に対して、土壌の水分の制御下限値データおよび制御上限値データを送信する送信手段を有する遠隔制御装置と、
   を有することを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１項記載の果実糖度制御システム。
6. 前記遠隔制御装置は、コンピュータあるいは携帯端末であることを特徴とする請求項５記載の果実糖度制御システム。
7. 前記植物が植えられている土壌は、植木鉢、その他の植木を植える容器に入れられ、他の土壌から隔離されていることを特徴とする請求項１から６の中のいずれか１項記載の果実糖度制御システム。
8. 前記供給ノズルは、前記容器内の土壌の上方に配置され、その長さ方向に沿って並べて複数の孔が開設されたゴムチューブ部を有し、当該複数の孔から土壌に水あるいは栄養水を供給するものであることを特徴とする請求項７記載の果実糖度制御システム。
9. 前記供給ノズルは、複数本であることを特徴とする請求項８記載の果実糖度制御システム。
10. 水分測定手段と、供給ノズルと、開閉弁と、糖度検出手段と、記憶手段と、制御実行手段と、メイン制御トランジスタと、駆動リレーと、サブ制御トランジスタと、コンパレータを有する果実糖度制御システムの果実糖度制御方法であって、
    上記記憶手段は、上記糖度検出手段より検出された糖度に基づく判断に応じて変更された土壌の水分の制御下限値データおよび制御上限値データを記憶可能であり、
    上記水分測定手段が、果実がなる植物が植えられている土壌の水分の測定値を出力するステップと、
    上記供給ノズルが、上記土壌へ水あるいは栄養水を供給するステップと、
    上記土壌へ供給する水あるいは栄養水の供給路上に設けられる開閉弁が、上記供給ノズルからの水あるいは栄養水の供給量を制御するステップと、
    上記糖度検出手段が、上記果実の光学的な検出結果に基づいてその果実の糖度を判断するステップと、
    上記制御実行手段が、上記記憶手段に上記制御下限値データおよび上記制御上限値データが記憶されている場合であって、上記水分測定手段による水分の測定値が上記制御下限値データ以下であるとき、上記開閉弁を開いて上記供給ノズルから土壌へ水あるいは栄養水を供給し、水分の測定値が上記制御上限値データ以上であるとき、上記開閉弁を閉じるステップと、
    上記メイン制御トランジスタが、上記制御実行手段が上記開閉弁を開く場合に、上記制御実行手段の制御に基づいて通電状態にするステップと、
    上記駆動リレーが、上記メイン制御トランジスタが通電状態となることで流れる電流により上記開閉弁を開くステップと、
    上記コンパレータが、上記記憶手段に制御下限値データおよび制御上限値データが記憶されてなく、上記制御実行手段による制御が行われていない場合に、上記水分測定手段の測定値と、上記植物を枯れない状態に維持するための所定の第二の制御下限値とを比較し、上記水分測定手段の測定値が上記所定の第二の制御下限値以下になると、上記メイン制御トランジスタと並列に接続されるサブ制御トランジスタをオン状態に制御するステップと、
    を有することを特徴とする果実糖度制御方法。
11. 水分測定手段と、供給ノズルと、開閉弁と、撮像手段と、記憶手段と、制御実行手段と、メイン制御トランジスタと、駆動リレーと、サブ制御トランジスタと、コンパレータを有する果実糖度制御システムの果実糖度制御方法であって、
    上記記憶手段は、上記撮像手段により撮像された画像の表示を参照してユーザが入力した土壌の水分の制御下限値データおよび制御上限値データ、または、予め制御値データベースに記憶されていた制御下限値データおよび制御上限値データであって、上記画像に基づく判断により、上記果実の状態に適した値に変更されたものを記憶可能であり、
    上記水分測定手段が、果実がなる植物が植えられている土壌の水分の測定値を出力するステップと、
    上記供給ノズルが、上記土壌へ水あるいは栄養水を供給するステップと、
    上記土壌へ供給する水あるいは栄養水の供給路上に設けられる開閉弁が、上記供給ノズルからの水あるいは栄養水の供給量を制御するステップと、
    上記撮像出手段が、上記果実を撮像するステップと、
    上記制御実行手段が、上記記憶手段に上記制御下限値データおよび上記制御上限値データが記憶されている場合であって、上記水分測定手段による水分の測定値が上記制御下限値データ以下であるとき、上記開閉弁を開いて上記供給ノズルから土壌へ水あるいは栄養水を供給し、水分の測定値が上記制御上限値データ以上であるとき、上記開閉弁を閉じるステップと、
    上記メイン制御トランジスタが、上記制御実行手段が上記開閉弁を開く場合に、上記制御実行手段の制御に基づいて通電状態にするステップと、
    上記駆動リレーが、上記メイン制御トランジスタが通電状態となることで流れる電流により上記開閉弁を開くステップと、
    上記コンパレータが、上記記憶手段に制御下限値データおよび制御上限値データが記憶されてなく、上記制御実行手段による制御が行われていない場合に、上記水分測定手段の測定値と、上記植物を枯れない状態に維持するための所定の第二の制御下限値とを比較し、上記水分測定手段の測定値が上記所定の第二の制御下限値以下になると、上記メイン制御トランジスタと並列に接続されるサブ制御トランジスタをオン状態に制御するステップと、
    を有することを特徴とする果実糖度制御方法。

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