JP6552683B2

JP6552683B2 - Abnormality judgment system for measuring equipment and environmental control system for agricultural facilities using the same

Info

Publication number: JP6552683B2
Application number: JP2018116147A
Authority: JP
Inventors: 小川　浩司; 浩司小川; 淳逸藤原
Original assignee: 株式会社プラスパブレインズ
Priority date: 2013-09-24
Filing date: 2018-06-19
Publication date: 2019-07-31
Anticipated expiration: 2034-03-11
Also published as: JP2018156693A; JP2015087100A

Description

本発明は、計測機器の異常判定システムおよびこれを用いた農業設備の環境制御システムに関する。 The present invention relates to an abnormality determination system for measuring equipment and an environmental control system for agricultural facilities using the same.

主に農業で用いられるビニールハウスや温室などの農業設備は、内部に外部と隔離した環境を構築している。例えば、農業設備には、温度、湿度、日照および炭酸ガス濃度など、内部における環境に関するデータを取得する各種の計測機器が設けられている。一方、農業設備には、空調装置、送風装置、湿度制御装置、炭酸ガス発生装置および日除け装置など、内部における環境を調整する調整機器が設けられている。制御装置は、これら計測機器で取得した各種のデータに基づいて調整機器を制御し、農業設備の内部の環境を予め設定した設定環境に維持している。 Agricultural equipment such as plastic greenhouses and greenhouses mainly used in agriculture has built an environment isolated from the outside inside. For example, agricultural equipment is provided with various measuring devices for acquiring data on the internal environment, such as temperature, humidity, sunshine and carbon dioxide concentration. On the other hand, agricultural equipment is provided with adjustment devices for adjusting the internal environment, such as an air conditioner, a blower, a humidity controller, a carbon dioxide gas generator, and a sunshade. The control device controls the adjustment device based on various data acquired by the measurement devices, and maintains the internal environment of the agricultural facility in a preset environment.

従来、これら計測機器と制御装置との間は、例えば有線のＬＡＮ（Local Area Network）などによって接続されている。しかし、有線を用いる場合、配線を必要とし、計測機器と制御装置との自由な組み合わせの変更が煩雑である。また、農業設備の内部は、外部の環境に比較して多湿傾向にあり、配線機器の劣化を招きやすいという問題がある。そこで、農業設備においても無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）など電磁波を用いた無線の通信が用いられている（特許文献１参照）。 Conventionally, the measurement device and the control device are connected by, for example, a wired LAN (Local Area Network) or the like. However, in the case of using a wired connection, wiring is required, and changing the free combination of the measuring device and the control device is complicated. In addition, the inside of the agricultural equipment tends to be humid compared to the external environment, and there is a problem that the wiring equipment tends to be deteriorated. Therefore, wireless communication using electromagnetic waves such as wireless LAN and Bluetooth (registered trademark) is also used in agricultural facilities (see Patent Document 1).

しかしながら、上述のように農業設備の内部は、外部に比較して湿度が高い環境にある。電磁波を用いた無線通信の場合、出力された電磁波は、性質上、水分によって熱エネルギーに変換されやすい。そのため、農業設備の内部のような特殊な環境下では、電磁波による通信は距離の低下を招きやすい。また、電磁波を用いる場合、送信側と受信側との間に電磁波を遮蔽する物体が存在すると、通信距離の低下を招きやすい。そのため、農業設備の内部の環境を取得する計測機器は、栽培される作物を避けるように作物から離れた位置に設けなければならない。その結果、より必要性の高い作物の近傍における環境に関するデータは取得が難しいという問題がある。さらに、農業設備の場合、内部で栽培される作物は日々成長する。そのため、作物の成長にともなって、計測機器の位置を変更する必要が生じる。このように、電磁波を用いた無線通信は、農業設備の内部という特殊な環境のために障害が多いという問題がある。 However, as described above, the inside of the agricultural facility is in an environment where the humidity is higher than the outside. In the case of wireless communication using an electromagnetic wave, the output electromagnetic wave is likely to be converted into heat energy by moisture by nature. Therefore, under special circumstances such as the inside of agricultural equipment, communication by electromagnetic waves is likely to reduce the distance. In the case of using an electromagnetic wave, if an object that shields the electromagnetic wave is present between the transmitting side and the receiving side, the communication distance is likely to be reduced. Therefore, measuring equipment for acquiring the internal environment of agricultural equipment must be provided at a position distant from the crop so as to avoid the cultivated crop. As a result, there is a problem that it is difficult to obtain data on the environment in the vicinity of crops that are more necessary. Furthermore, in the case of agricultural facilities, the crops cultivated inside grow daily. Therefore, it is necessary to change the position of the measuring device as the crop grows. As described above, wireless communication using electromagnetic waves has a problem that there are many obstacles due to the special environment inside agricultural equipment.

特開２００９−８９０４３号公報JP 2009-89043 A

そこで、本発明の目的は、特殊な環境下であっても、精度の高い無線による通信を確立し、異常を判定する計測機器の異常判定システム及び農業設備の環境制御システムを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an abnormality determination system for a measuring instrument and an environmental control system for an agricultural facility that establishes wireless communication with high accuracy and determines abnormality even under a special environment. .

本実施形態では、計測機器と制御装置との間は、音波を媒体とするデータ転送手段を用いて通信が行われる。農業設備の内部は、湿度が高い傾向にあるため、陸上よりも水中における環境に近い。そのため、音波は、湿度の高い農業設備の内部を電磁波に比較して効率的に伝搬する。また、農業設備は、外部と遮蔽されているため、外部からの音が進入しにくく静寂が保たれやすい。そのため、音波による通信は、阻害されにくい。一方、音速で伝搬する音波は、光速の電磁波に比較して遅い。しかし、農業設備の内部の通信に限定すると、遠距離の通信は生じることが無い。また、植物の成長のために農業設備に要求される環境の変化は、極めて緩やかである。そのため、通信速度が高速であることは要求されない。この点から、農業設備での利用を考慮した場合、音波を媒体とする通信は利点が大きい。さらに、農業設備内で作業者同士の会話が成立することを考慮すると、送信側と受信側との間に遮蔽となる植物が存在していても、通信の媒体となる音波は送信側から受信側まで到達することがわかる。これにより、計測機器は、植物の近傍に配置することができ、植物の成長に合わせて位置を変更する必要も無い。したがって、農業設備の内部のような特殊な環境下であっても、精度の高い無線による通信を確立することができ、内部の環境を調整することができる。 In the present embodiment, communication is performed between the measuring device and the control device using data transfer means that uses sound waves as a medium. The inside of agricultural equipment tends to be highly humid, so it is closer to the environment in water than on land. Therefore, sound waves propagate more efficiently in the agricultural facilities with high humidity than electromagnetic waves. In addition, since agricultural equipment is shielded from the outside, it is difficult for noise from the outside to enter, and silence is likely to be maintained. Therefore, communication by sound waves is less likely to be inhibited. On the other hand, sound waves that propagate at the speed of sound are slower than electromagnetic waves at the speed of light. However, if the communication is limited to the communication inside the agricultural facility, long-distance communication does not occur. Moreover, the environmental changes required for agricultural facilities for plant growth are extremely gradual. Therefore, a high communication speed is not required. From this point, when using in an agricultural facility is considered, communication using sound waves as a medium has a great advantage. Furthermore, in consideration of the establishment of conversation between workers in agricultural equipment, even if there is a plant to be shielded between the transmitting side and the receiving side, the sound wave as the medium of communication is received from the transmitting side It can be seen that it reaches the side. Thus, the measuring device can be disposed in the vicinity of the plant, and there is no need to change the position according to the growth of the plant. Therefore, even under a special environment such as the inside of agricultural equipment, highly accurate wireless communication can be established, and the internal environment can be adjusted.

また、音波を媒体とする本発明は、通信用の周波数を適当に設定することにより、害虫や鳥獣の忌避に用いることができる。さらに、本発明は、音波を媒体とするため、例えば心臓のペースメーカなどの医療機器への影響がほとんど生じない。そのため、高齢化が進む農業従事者の安全性を高めることができる。 Further, the present invention using sound waves as a medium can be used for repelling pests and birds and animals by appropriately setting the communication frequency. Furthermore, since the present invention uses sound waves as a medium, there is almost no influence on medical devices such as, for example, pacemakers of the heart. Therefore, it is possible to improve the safety of agricultural workers who are aging.

本実施形態では、データ転送手段は、計測機器側の送信部、および制御装置側の受信部を有している。そして、送信部からの音波の送信方向は、水平または地表面に向かう下向きに設定されている。農業設備の内部は、例えば日照や放射冷却などを原因として、地表面側と天井側との間で温度分布が形成される。一方、データ転送手段が媒体として用いる音波は、温度によって速度が変化し、温度が高い方から低い方へ屈折するという性質がある。そのため、農業設備の内部において温度分布が形成されると、条件によっては送信部と受信部との間で通信が阻害されるおそれがある。一般的な農業設備の場合、昼間は日照によって地表が温められるため、地表に近い側の温度が高くなる傾向にある。そして、昼間は、農業設備の内部の温度が設定温度よりも高くなりやすい。そのため、農業設備は、天井が開放され換気される。その結果、昼間の農業設備は、天井側よりも地表側の温度が高くなりやすい傾向にある。このように天井側の温度が低く地表側の温度が高いとき、音波は天井側へ屈折しやすい傾向にある。そこで、送信部からの音波の送信方向を水平または地表面に向かう下向きに設定することにより、音波が天井側へ屈折しても、送信部から発信された音波は確実に受信部へ到達する。一方、夜間は放射冷却によって地表が冷やされるため、冷やされた空気が地表側に溜まりやすい。このように天井側の温度が高く地表側の温度が低いとき、音波は地表側へ屈折しやすい傾向にある。この場合でも、送信部からの音波の送信方向を水平または地表面に向かう下向きに設定することにより、送信部から発信された音波は確実に受信部へ到達する。したがって、温度分布が生じやすい農業設備の内部のような特殊な環境下であっても、精度の高い無線による通信を確立することができる。 In the present embodiment, the data transfer means has a transmission unit on the measurement device side and a reception unit on the control device side. Then, the transmission direction of the sound wave from the transmission unit is set to be horizontal or downward toward the ground surface. Inside the agricultural facility, a temperature distribution is formed between the ground surface side and the ceiling side due to, for example, sunshine or radiation cooling. On the other hand, the sound wave used as a medium by the data transfer means has a property that the velocity changes depending on the temperature and the light is refracted from a higher temperature to a lower temperature. Therefore, if the temperature distribution is formed inside the agricultural equipment, communication may be interrupted between the transmitting unit and the receiving unit depending on the conditions. In the case of general agricultural equipment, the surface near the ground tends to be higher because the surface is warmed by sunshine during the daytime. And in the daytime, the temperature inside the agricultural facility tends to be higher than the set temperature. Therefore, in the agricultural facilities, the ceiling is opened and ventilated. As a result, agricultural equipment during the daytime tends to have a higher temperature on the ground side than on the ceiling side. Thus, when the temperature on the ceiling side is low and the temperature on the ground surface side is high, sound waves tend to be refracted toward the ceiling side. Therefore, by setting the transmission direction of the sound wave from the transmission unit horizontally or downward to the ground surface, the sound wave transmitted from the transmission unit surely reaches the reception unit even if the sound wave is refracted toward the ceiling. On the other hand, since the surface is cooled by radiation cooling at night, cooled air tends to be accumulated on the surface side. As described above, when the temperature on the ceiling side is high and the temperature on the ground side is low, the sound wave tends to be easily refracted to the ground side. Even in this case, by setting the transmission direction of the sound wave from the transmission unit to be horizontal or downward toward the ground surface, the sound wave transmitted from the transmission unit reliably reaches the reception unit. Therefore, it is possible to establish highly accurate wireless communication even under a special environment such as the inside of an agricultural facility where temperature distribution tends to occur.

本実施形態では、計測機器は、温度センサおよび湿度センサを有している。音の速さ、すなわち音速は、温度の関数として表される。同様に、音速は、湿度の関数としても表される。そのため、データ転送手段で転送される音波の伝達時間は、温度センサで検出された温度、および湿度センサで検出された湿度に依存する。仮にこれら温度センサや湿度センサに異常が生じると、計測機器から制御装置へ伝達される音波の伝達時間と、温度センサで検出された温度、および湿度センサで検出された湿度との関係に齟齬が生じる。その結果、これらデータ転送手段における音波の伝達時間と、温度および湿度との相関を把握することにより、計測機器を構成する温度センサまたは湿度センサの異常が検出される。したがって、精度の高い通信を確立できるだけでなく、計測機器の異常についても容易に検出することができる。 In the present embodiment, the measuring device has a temperature sensor and a humidity sensor. The speed of sound, i.e. the speed of sound, is expressed as a function of temperature. Similarly, the speed of sound is also expressed as a function of humidity. Therefore, the transmission time of the sound wave transferred by the data transfer means depends on the temperature detected by the temperature sensor and the humidity detected by the humidity sensor. If an abnormality occurs in these temperature sensors or humidity sensors, the relationship between the transmission time of the sound wave transmitted from the measuring device to the control device, the temperature detected by the temperature sensors, and the humidity detected by the humidity sensors It occurs. As a result, by grasping the correlation between the transmission time of the sound wave in these data transfer means, and the temperature and humidity, an abnormality in the temperature sensor or the humidity sensor constituting the measuring device is detected. Therefore, not only high-accuracy communication can be established, but also abnormality of the measuring device can be easily detected.

本実施形態では、温度と音波の伝達時間とは、正常な作動時に相関関係が取得される。そこで、温度推定手段は、温度センサに異常が生じている判定されたとき、予め取得した正常な作動時における相関関係を用いて、音波の伝達時間から農業設備の内部における温度を推定する。すなわち、データの通信媒体として音波を用いることにより、温度センサに異常が生じても、音波の伝達時間から農業設備の内部の温度を推定可能である。これにより、温度センサで温度の検出が困難な場合でも、農業設備の内部の温度が推定される。制御装置は、推定された温度を用いて調整機器を制御する。したがって、計測機器に異常が生じても、農業設備の内部の環境を維持することができる。 In the present embodiment, the correlation between the temperature and the sound wave transmission time is acquired during normal operation. Therefore, when it is determined that an abnormality has occurred in the temperature sensor, the temperature estimation means estimates the temperature inside the agricultural facility from the transmission time of the sound wave using the correlation obtained during normal operation acquired in advance. That is, by using the sound wave as a data communication medium, even if an abnormality occurs in the temperature sensor, it is possible to estimate the temperature inside the agricultural facility from the sound wave transmission time. Thereby, even when it is difficult to detect the temperature with the temperature sensor, the temperature inside the agricultural facility is estimated. The control device controls the adjustment device using the estimated temperature. Therefore, the environment inside the agricultural facility can be maintained even if an abnormality occurs in the measuring device.

第１実施形態による農業設備の環境制御システムの概略的な構成を示すブロック図Block diagram showing a schematic configuration of an environmental control system of agricultural equipment according to the first embodiment 第１実施形態による環境制御システムを適用した農業設備を示す模式図Schematic diagram showing agricultural equipment to which the environmental control system according to the first embodiment is applied 第２実施形態による環境制御システムを適用した農業設備を示す模式図The schematic diagram which shows the agricultural equipment which applied the environmental control system by 2nd Embodiment 第２実施形態の変形例による環境制御システムを適用した農業設備を示す模式図The schematic diagram which shows the agricultural equipment to which the environmental control system by the modification of 2nd Embodiment is applied 第３実施形態による農業設備の環境制御システムの概略的な構成を示すブロック図Block diagram showing a schematic configuration of an environmental control system of agricultural equipment according to the third embodiment 第３実施形態による農業設備の環境制御システムにおける処理の流れを示す概略図Schematic which shows the flow of the process in the environmental control system of the agricultural installation by 3rd Embodiment

以下、複数の実施形態による農業設備の環境制御システムについて図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において共通する部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
図２に示すように第１実施形態による環境制御システム１０は、農業設備１１の内部における環境を制御する。農業設備１１は、例えばビニールハウスや温室などである。ビニールハウスは、金属や樹脂で構成された骨格にビニールのシートを取り付けることにより構成されている。また、温室は、ビニールに代えて、ガラス製の板が取り付けられている。このように、本実施形態における農業設備１１とは、作物などを栽培するために外部から隔離された空間を形成する設備を意味する。農業設備１１の内部では、栽培の対象に応じて気温、湿度、日照、送風および炭酸ガスをはじめとする各種の環境的な条件を調整する必要がある。環境制御システム１０は、農業設備１１の内部におけるこれらの条件を調整する。 Hereinafter, an environmental control system for agricultural facilities according to a plurality of embodiments will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part which is common in each embodiment, and description is abbreviate | omitted.
As shown in FIG. 2, the environment control system 10 according to the first embodiment controls the environment inside the agricultural facility 11. The agricultural facility 11 is, for example, a vinyl house or a greenhouse. A greenhouse is constructed by attaching a vinyl sheet to a skeleton made of metal or resin. In addition, a glass plate is attached to the greenhouse instead of vinyl. Thus, the agricultural equipment 11 in this embodiment means the equipment which forms the space isolated from the exterior in order to grow a crop etc. Inside the agricultural facility 11, it is necessary to adjust various environmental conditions including temperature, humidity, sunshine, air flow and carbon dioxide gas according to the object of cultivation. The environment control system 10 adjusts these conditions inside the agricultural facility 11.

環境制御システム１０は、図１に示すように計測機器１２、調整機器１３、制御装置１４およびデータ転送装置１５とを備えている。計測機器１２は、農業設備１１の内部における環境に関するデータを取得する。具体的には、計測機器１２は、農業設備１１の内部および外部に設けられており、農業設備１１の内部の環境に影響を与える種々のデータを取得する。農業設備１１の内部に設けられている計測機器１２は、例えば温度センサ、湿度センサ、照度センサおよび炭酸ガス濃度センサなどである。温度センサは、農業設備１１の内部において気温を検出する。同様に湿度センサは湿度を検出し、照度センサは農業設備１１の内部の明るさを検出し、炭酸ガス濃度センサは農業設備１１の内部における空気中の二酸化炭素の濃度を検出する。 As shown in FIG. 1, the environment control system 10 includes a measurement device 12, an adjustment device 13, a control device 14, and a data transfer device 15. The measuring device 12 acquires data related to the environment inside the agricultural facility 11. Specifically, the measuring device 12 is provided inside and outside of the agricultural equipment 11, and acquires various data that affect the environment inside the agricultural equipment 11. The measuring device 12 provided inside the agricultural equipment 11 is, for example, a temperature sensor, a humidity sensor, an illuminance sensor, a carbon dioxide gas concentration sensor, and the like. The temperature sensor detects the temperature inside the agricultural facility 11. Similarly, the humidity sensor detects humidity, the illuminance sensor detects the brightness inside the agricultural facility 11, and the carbon dioxide concentration sensor detects the concentration of carbon dioxide in the air inside the agricultural facility 11.

また、農業設備１１の外部に設けられている計測機器１２は、温度センサ、湿度センサ、照度センサ、風向センサ、風速センサおよび気象センサなどである。温度センサは、農業設備１１の近傍における外部において気温を検出する。同様に湿度センサは湿度を検出する。照度センサは、農業設備１１に入射する太陽光の日射量を検出する。風向センサおよび風速センサは、それぞれ農業設備１１の近傍に生じる風の風向または風速を検出する。気象センサは、晴、雨、曇、雪などの気象環境を検出する。 Moreover, the measuring equipment 12 provided in the exterior of the agricultural installation 11 is a temperature sensor, a humidity sensor, an illumination intensity sensor, a wind direction sensor, a wind speed sensor, a weather sensor, etc. The temperature sensor detects the temperature outside in the vicinity of the agricultural facility 11. Similarly, the humidity sensor detects humidity. The illuminance sensor detects the amount of solar radiation incident on the agricultural facility 11. The wind direction sensor and the wind speed sensor respectively detect the wind direction or wind speed of the wind generated in the vicinity of the agricultural facility 11. The weather sensor detects a weather environment such as sunny, rainy, cloudy, and snowy.

調整機器１３は、農業設備１１に設けられており、農業設備１１の内部における環境を調整する。調整機器１３は、例えば図２に示すように冷房装置２１、暖房装置２２、湿度調整装置２３、送風装置２４、遮光装置２５、換気装置２６および炭酸ガス発生装置２７などを有している。冷房装置２１および暖房装置２２は、例えばヒートポンプ式の空調装置として構成されている。暖房装置２２は、例えば灯油を燃焼させるヒータなどで構成してもよい。湿度調整装置２３は、加湿または除湿など、農業設備１１の内部における湿度を調整する。送風装置２４は、ファンなどを有しており、農業設備１１の内部が均一な環境となるように農業設備１１の内部の空気に流れを形成する。遮光装置２５は、農業設備１１の天井に設けられており、太陽光を遮るカーテンを有している。遮光装置２５は、カーテンを開閉することにより、農業設備１１の内部に入射する太陽光の入射量を調整する。換気装置２６は、農業設備１１の一部を開閉し、農業設備１１の外部の空気を導入または農業設備の内部の空気を排出する。炭酸ガス発生装置２７は、農業設備１１の内部に炭酸ガスを供給する。調整機器１３は、上記の他にも、図示しない散水装置や施肥装置などを含んでいてもよい。 The adjusting device 13 is provided in the agricultural facility 11 and adjusts the environment inside the agricultural facility 11. For example, as shown in FIG. 2, the adjusting device 13 includes a cooling device 21, a heating device 22, a humidity adjusting device 23, a blower device 24, a light shielding device 25, a ventilation device 26, and a carbon dioxide generator 27. The cooling device 21 and the heating device 22 are configured as, for example, a heat pump type air conditioner. The heating device 22 may be constituted by a heater that burns kerosene, for example. The humidity adjusting device 23 adjusts the humidity inside the agricultural facility 11 such as humidification or dehumidification. The blower 24 has a fan or the like, and forms a flow in the air inside the agricultural equipment 11 so that the inside of the agricultural equipment 11 has a uniform environment. The shading device 25 is provided on the ceiling of the agricultural facility 11 and has a curtain that blocks sunlight. The light shielding device 25 adjusts the amount of incident sunlight incident on the inside of the agricultural facility 11 by opening and closing the curtain. The ventilation device 26 opens and closes a part of the agricultural equipment 11 to introduce air outside the agricultural equipment 11 or discharge air inside the agricultural equipment. The carbon dioxide generator 27 supplies carbon dioxide into the agricultural facility 11. In addition to the above, the adjustment device 13 may include a watering device, a fertilizer, etc. (not shown).

制御装置１４は、例えば汎用のパーソナルコンピュータや専用のコンピュータで構成されており、計測機器１２で取得した農業設備１１の内部における環境に関するデータに基づいて、調整機器１３を制御する。これにより、制御装置１４は、農業設備１１の内部の環境を調整する。具体的には、制御装置１４は、コンピュータで構成されている制御ユニット３１、入力部３２および出力部３３を有している。入力部３２は、例えばキーボードなどの外部入力機器を有している。ユーザは、外部入力機器を利用して農業設備１１に関する各種情報を入力する。入力部３２を経由して入力される情報としては、例えば農業設備１１に関する情報、および調整機器１３に関する情報などである。農業設備１１に関する情報とは、農業設備１１が設置されている条件つまり南北方向および東西方向の全長、農業設備１１の容積、農業設備１１の材質、栽培対象とする作物、作物の位置や密度などの作付け状態、および農業設備１１の出入口の位置や大きさなどである。また、調整機器１３に関する情報とは、各調整機器１３の有無およびその能力などである。ユーザは、入力部３２から各種情報を入力するとともに、農業設備１１の内部をどのように制御するかを入力部から入力する。すなわち、ユーザは、栽培対象となる作物などにあわせて例えば設定温度、設定湿度、設定光量などを時刻ごとの所望の値として入力する。制御装置１４は、計測機器１２で取得したデータに基づいて、農業設備１１の内部を予め設定された環境となるように調整機器１３を制御する。 The control device 14 is configured by, for example, a general-purpose personal computer or a dedicated computer, and controls the adjustment device 13 based on data regarding the environment inside the agricultural facility 11 acquired by the measurement device 12. Thus, the control device 14 adjusts the internal environment of the agricultural equipment 11. Specifically, the control device 14 includes a control unit 31 configured by a computer, an input unit 32, and an output unit 33. The input unit 32 includes an external input device such as a keyboard. The user inputs various information related to the agricultural equipment 11 using the external input device. The information input via the input unit 32 includes, for example, information on the agricultural equipment 11 and information on the adjustment device 13. Information about the agricultural equipment 11 includes the conditions under which the agricultural equipment 11 is installed, that is, the total length in the north-south direction and the east-west direction, the volume of the agricultural equipment 11, the material of the agricultural equipment 11, the crops to be grown, the location and density of crops, etc. And the position and size of the entrance of the agricultural facility 11. Further, the information regarding the adjusting device 13 includes the presence / absence of each adjusting device 13 and its capability. The user inputs various types of information from the input unit 32, and also inputs how to control the inside of the agricultural facility 11 from the input unit. That is, the user inputs, for example, the set temperature, the set humidity, the set light amount, and the like as desired values for each time according to the crop to be grown. The control device 14 controls the adjustment device 13 based on the data acquired by the measuring device 12 such that the inside of the agricultural facility 11 has a preset environment.

データ転送装置１５は、送信部３５および受信部３６を有している。送信部３５は、計測機器１２にそれぞれ設けられている。また、受信部３６は、制御装置１４に設けられている。計測機器１２は、取得した農業設備１１の環境に関するデータを、送信部３５から送信する。制御装置１４は、計測機器１２から送信されたデータを、受信部３６で受信する。これにより、各計測機器１２で取得された農業設備１１の環境に関するデータは、データ転送装置１５を経由して制御装置１４へ送られる。送信部３５と受信部３６との間は、音波を媒体としてデータを転送する。すなわち、送信部３５は、計測機器１２で取得したデータを、音波に変換して出力する。受信部３６は、送信部３５から送信されたデータを受け取り、再び電気信号に変換する。本実施形態の場合、データ転送装置１５が媒体とする音波は、可聴域の音波または超音波である。 The data transfer device 15 includes a transmission unit 35 and a reception unit 36. The transmitters 35 are provided in the measuring device 12 respectively. The receiving unit 36 is provided in the control device 14. The measuring device 12 transmits data regarding the acquired environment of the agricultural facility 11 from the transmission unit 35. The control device 14 receives the data transmitted from the measuring device 12 by the receiving unit 36. Thereby, the data regarding the environment of the agricultural equipment 11 acquired by each measuring device 12 is sent to the control device 14 via the data transfer device 15. Between the transmitting unit 35 and the receiving unit 36, data is transferred using a sound wave as a medium. That is, the transmission unit 35 converts the data acquired by the measuring device 12 into a sound wave and outputs the sound wave. The receiving unit 36 receives the data transmitted from the transmitting unit 35 and converts it again into an electrical signal. In the present embodiment, the sound wave used as a medium by the data transfer device 15 is an audible sound wave or an ultrasonic wave.

音波は、一般的な機器間の通信に用いられる電磁波と比較して通信速度が遅い。すなわち、音波は、大気中を音速で伝搬するため、光速で伝搬する電磁波と比較して速度が遅いという性質がある。一方、農業設備１１の内部は、栽培の対象となる植物の生育に適するように比較的高い湿度に保たれている。このように湿度の高い環境では、電磁波を用いる通信機器は、腐食などを招きやすく、機器の保守が煩雑になる。また、電磁波を用いる通信機器の場合、湿度の高い環境では、通信に用いる電磁波が熱に変換され、通信距離の低下を招きやすい。そのため、電磁波を用いる通信機器の場合、通信機器と制御装置１４との間に複数の中継器を必要とし、機器の点数増加および複雑化を招く。 Sound waves have a lower communication speed than electromagnetic waves used for communication between general devices. That is, since sound waves propagate through the atmosphere at the speed of sound, they have a property that they are slower than electromagnetic waves propagating at the speed of light. On the other hand, the inside of the agricultural equipment 11 is kept at a relatively high humidity so as to be suitable for the growth of a plant to be cultivated. As described above, in a high humidity environment, communication devices using electromagnetic waves are susceptible to corrosion and the like, and maintenance of the devices becomes complicated. Further, in the case of a communication device using electromagnetic waves, in a high humidity environment, the electromagnetic waves used for communication are converted into heat, which tends to cause a decrease in communication distance. Therefore, in the case of a communication device using an electromagnetic wave, a plurality of relays are required between the communication device and the control device 14, resulting in an increase in the number of devices and a complication.

これに対し、湿度の高い環境は、空気中よりも水中の環境に近似する。そのため、音波は、湿度の高い環境において電磁波と比較して減衰しにくく、効率的に伝搬するという特性がある。また、農業設備１１は、外部との間に閉じられた空間を形成していることから、各種の外界の音が進入しにくく、静寂が保ちやすいという特性がある。さらに、農業設備１１の場合、計測機器１２で計測した各種の数値に対して、調整機器１３の制御に高い応答性は要求されない。これは、農業設備１１の場合、環境の変化に晒されるのが栽培対象となる植物であり、急速な環境の変化が求められないからである。また、農業設備１１の内部における環境も、急速に変化することはほとんどない。そのため、農業設備１１では、電磁波のような高速での通信は不要であり、速度の遅い音波による通信でも十分な制御が可能である。さらにまた、農業設備１１の場合、閉じられた空間であるため、遠距離の通信も不要である。そのため、農業設備１１内で作業者同士の会話が成立する環境であれば、中継器を用いることなく音波は送信部３５から受信部３６へ到達する。 On the other hand, an environment with high humidity is more similar to an underwater environment than in the air. Therefore, sound waves are less likely to be attenuated compared to electromagnetic waves in a high humidity environment, and have the property of efficiently propagating. In addition, since the agricultural facility 11 forms a closed space with the outside, it has a characteristic that various external sounds are difficult to enter and it is easy to keep quiet. Furthermore, in the case of the agricultural equipment 11, high responsiveness is not required for control of the adjustment device 13 with respect to various values measured by the measurement device 12. This is because, in the case of the agricultural equipment 11, the plant to be cultivated is exposed to environmental changes, and rapid environmental changes are not required. Also, the environment inside the agricultural equipment 11 hardly changes rapidly. Therefore, in the agricultural facility 11, communication at high speed such as electromagnetic waves is unnecessary, and sufficient control can be performed even by communication using slow sound waves. Furthermore, since the agricultural facility 11 is a closed space, long-distance communication is not necessary. Therefore, in an environment where conversation between workers is established in the agricultural facility 11, the sound wave reaches the receiving unit 36 from the transmitting unit 35 without using a relay.

ところで、栽培の対象となる植物は、日々成長する。そのため、電磁波を用いる通信機器の場合、植物の成長によって送信部３５と受信部３６との間が遮蔽されると、通信距離が短縮されたり、通信自体が不能となる。一方、より高い栽培効率を得るためには、計測機器１２は栽培対象となる植物の近傍の環境について計測することが求められる。しかし、上述のように栽培対象は日々成長するため、栽培初期に植物の近傍に計測機器１２を設けると、電磁波を用いる機器では植物の成長にともない植物近傍の環境に関するデータの取得が困難になる。これに対し、音波は、成長した植物によって遮蔽されても、この植物を迂回して伝搬する。そのため、本実施形態のように音波を用いると、送信部３５と受信部３６との間に栽培対象となる植物が介在しても、音波は送信部３５から受信部３６へ植物の影響を受けることなく到達する。このように、計測機器１２は、植物の近傍に配置することができるとともに、植物の成長にあわせて位置を変更する必要も無い。 By the way, plants to be grown grow daily. Therefore, in the case of a communication device using electromagnetic waves, if the space between the transmission unit 35 and the reception unit 36 is shielded by the growth of plants, the communication distance is shortened or communication itself becomes impossible. On the other hand, in order to obtain higher cultivation efficiency, the measuring device 12 is required to measure the environment in the vicinity of the plant to be cultivated. However, since the cultivation target grows daily as described above, if the measuring instrument 12 is provided in the vicinity of the plant in the early stage of cultivation, it will be difficult to obtain data on the environment near the plant as the plant grows. . On the other hand, sound waves propagate around the plants even if they are shielded by the grown plants. Therefore, when sound waves are used as in this embodiment, even if a plant to be cultivated is interposed between the transmission unit 35 and the reception unit 36, the sound waves are affected by the plant from the transmission unit 35 to the reception unit 36. To reach without. As described above, the measuring device 12 can be disposed in the vicinity of the plant, and there is no need to change the position in accordance with the growth of the plant.

以上のような理由により、第１実施形態の環境制御システム１０では、農業設備１１の内部のような特殊な環境下であっても、精度の高い無線による通信を確立することができ、内部の環境を調整することができる。
また、音波を媒体とする第１実施形態は、通信用の周波数を適当に設定することにより、害虫や鳥獣の忌避に用いることができる。さらに、第１実施形態は、音波を媒体とするため、例えば心臓のペースメーカなどの医療機器への影響がほとんど生じない。そのため、高齢化が進む農業従事者の安全性を高めることができる。 Due to the above reasons, in the environment control system 10 according to the first embodiment, even under a special environment such as the inside of the agricultural equipment 11, communication can be established with high accuracy wireless communication. Environment can be adjusted.
Moreover, 1st Embodiment which makes a medium a sound wave can be used for repellent of a pest and a beast by setting the frequency for communication appropriately. Furthermore, since the first embodiment uses sound waves as a medium, there is almost no influence on medical devices such as a pacemaker of the heart. Therefore, it is possible to improve the safety of farmers who are aging.

（第２実施形態）
第２実施形態による農業設備の環境制御システムを図３に示す。
図３に示すように第１実施形態による環境制御システム１０は、計測機器１２に設けられている送信部３５、および制御装置１４に設けられている受信部３６の取り付け方向が規定されている。具体的には、計測機器１２に設けられている送信部３５は、水平または地表面に向かう下向きに音波を発信する。これにより、送信部３５から送信された音波は、受信部３６へ向けて水平または地表面へ向けて下向きに進む。 Second Embodiment
An environmental control system for agricultural facilities according to the second embodiment is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, in the environmental control system 10 according to the first embodiment, the attachment directions of the transmitting unit 35 provided in the measuring device 12 and the receiving unit 36 provided in the control device 14 are defined. Specifically, the transmission unit 35 provided in the measuring device 12 transmits a sound wave horizontally or downward to the ground surface. Thereby, the sound wave transmitted from the transmission unit 35 proceeds toward the reception unit 36 horizontally or downward toward the ground surface.

農業設備１１の内部は、昼間の日照や夜間の放射冷却などによって、地表面側と天井側との間で温度分布が形成される。一方、データ転送装置１５が媒体として用いる音波は、温度によって速度が変化し、温度が高い方から低い方へ屈折するという性質がある。そのため、農業設備１１の内部に温度分布が形成されると、条件によっては送信部３５と受信部３６との間の通信がこの音波の性質によって阻害されるおそれがある。 In the interior of the agricultural facility 11, a temperature distribution is formed between the ground surface side and the ceiling side due to daytime sunshine and nighttime radiation cooling. On the other hand, the sound wave used by the data transfer device 15 as a medium has a property that its velocity changes depending on the temperature, and it is refracted from the higher temperature to the lower temperature. Therefore, when a temperature distribution is formed inside the agricultural facility 11, depending on the conditions, communication between the transmitting unit 35 and the receiving unit 36 may be interrupted by the nature of the sound wave.

一般的な農業設備１１の場合、昼間は、日照によって地表が温められ、地表に近い側の温度が高くなる傾向にある。また、昼間は、日照による温度上昇によって、農業設備１１の内部の温度が予め入力された設定温度よりも高くなりやすい。そのため、農業設備１１は、内部の温度を維持するために、天井を開放して換気することにより、内部の温度を維持している。これらの結果、昼間の農業設備１１は、天井側よりも地表側の温度が高くなりやすい傾向にある。このように天井側の温度が低く地表側の温度が高いとき、音波は天井側へ屈折しやすい傾向にある。第２実施形態では、送信部３５からの音波の送信方向は、水平または地表面に向かう下向きに設定している。そのため、音波が天井側へ屈折しやすい昼間の温度条件においても、送信部３５から水平または下向きに音波が送信される。その結果、送信部３５から発信された音波は、確実に受信部３６へ到達する。 In the case of general agricultural equipment 11, in the daytime, the surface of the earth is warmed by sunshine, and the temperature on the side close to the surface tends to be high. In the daytime, the temperature inside the agricultural facility 11 is likely to be higher than the preset temperature input in advance due to the temperature rise due to sunshine. Therefore, in order to maintain the internal temperature, the agricultural facility 11 maintains the internal temperature by opening the ceiling and ventilating. As a result of these, the agricultural equipment 11 in the daytime tends to have a higher temperature on the ground side than on the ceiling side. Thus, when the temperature on the ceiling side is low and the temperature on the ground surface side is high, sound waves tend to be refracted toward the ceiling side. In the second embodiment, the transmission direction of the sound wave from the transmission unit 35 is set to be horizontal or downward toward the ground surface. Therefore, the sound wave is transmitted from the transmission unit 35 horizontally or downward even in the daytime temperature condition in which the sound wave tends to be refracted toward the ceiling side. As a result, the sound wave transmitted from the transmission unit 35 surely reaches the reception unit 36.

一方、夜間は、放射冷却によって地表が冷やされる。そのため、地表で冷やされた空気は地表側に溜まり、地表側の温度は低くなりやすい。このように地表側に比較して天井側の温度が高いとき、音波は地表側へ屈折しやすい傾向にある。この場合でも、送信部３５からの音波の送信方向は、水平または下向きであるので、送信部３５から送信された音波は受信部３６へ向かって進行しやすい。その結果、送信部３５から水平または下向きに発信された音波は、確実に受信部３６へ到達する。 On the other hand, at night, the ground surface is cooled by radiation cooling. Therefore, the air cooled on the ground accumulates on the ground side, and the temperature on the ground side tends to be low. Thus, when the temperature on the ceiling side is higher than that on the ground side, the sound wave tends to be refracted to the ground side. Even in this case, since the transmission direction of the sound wave from the transmission unit 35 is horizontal or downward, the sound wave transmitted from the transmission unit 35 easily travels toward the reception unit 36. As a result, the sound waves transmitted horizontally or downwardly from the transmitter 35 surely reach the receiver 36.

第２実施形態では、送信部３５からの音波の送信方向を水平または下向きに設定している。これにより、温度分布が生じやすい農業設備１１の内部のような特殊な環境下であっても、送信部３５から受信部３６への音波到達の確実性が向上される。したがって、精度の高い無線による通信を確立することができる。 In the second embodiment, the transmission direction of the sound wave from the transmission unit 35 is set to be horizontal or downward. As a result, even under a special environment such as the inside of the agricultural facility 11 where temperature distribution tends to occur, the certainty of sound wave arrival from the transmitting unit 35 to the receiving unit 36 is improved. Therefore, highly accurate wireless communication can be established.

（第２実施形態の変形例）
第２実施形態の変形例を図４に示す。
第２実施形態では、計測機器１２の送信部３５と制御装置１４の受信部３６との間を音波を媒体として通信を行う例について説明した。しかし、図４に示すように変形例として、複数の農業設備１１の相互間における通信に音波を用いるデータ転送装置１５を適用してもよい。すなわち、農業設備１１に設けられている送信部３５と受信部３６との間においても、音波を媒体として通信を行ってもよい。この場合、第２実施形態と同様に、送信部３５は、水平または下向きに音波を発信する。
これにより、複数の農業設備１１の間でも、音波を媒体として精度の高い無線による通信を確立することができる。 (Modification of the second embodiment)
A modification of the second embodiment is shown in FIG.
In the second embodiment, an example in which communication is performed using the sound wave as a medium between the transmission unit 35 of the measurement device 12 and the reception unit 36 of the control device 14 has been described. However, as a modification as shown in FIG. 4, the data transfer device 15 using sound waves may be applied to communication among a plurality of agricultural facilities 11. That is, also between the transmitting unit 35 and the receiving unit 36 provided in the agricultural facility 11, communication may be performed using a sound wave as a medium. In this case, as in the second embodiment, the transmitter 35 transmits sound waves horizontally or downward.
Thereby, it is possible to establish highly accurate wireless communication using sound waves as a medium even between a plurality of agricultural facilities 11.

（第３実施形態）
第３実施形態による農業設備の環境制御システムを図５に示す。
第３実施形態では、計測機器１２は、温度センサ４１および湿度センサ４２を有している。温度センサ４１は、農業設備１１の内部における温度を検出する。温度センサ４１は、検出した温度を電気信号としてデータ転送装置１５を経由して制御装置１４へ出力する。湿度センサ４２は、農業設備１１の内部における湿度を検出する。湿度センサ４２は、検出した湿度を電気信号としてデータ転送装置１５を経由して制御装置１４へ出力する。 Third Embodiment
An environmental control system for agricultural facilities according to a third embodiment is shown in FIG.
In the third embodiment, the measuring device 12 includes a temperature sensor 41 and a humidity sensor 42. The temperature sensor 41 detects the temperature inside the agricultural facility 11. The temperature sensor 41 outputs the detected temperature as an electrical signal to the control device 14 via the data transfer device 15. The humidity sensor 42 detects the humidity inside the agricultural facility 11. The humidity sensor 42 outputs the detected humidity as an electrical signal to the control device 14 via the data transfer device 15.

制御装置１４の制御ユニット３１は、コンピュータプログラムを実行することにより、異常判定部５１および温度推定部５２をソフトウェア的に実現する。なお、これら異常判定部５１および温度推定部５２は、ソフトウェア的に実現するだけでなく、専用のハードウェアで実現してもよく、ソフトウェアとハードウェアとの協働で実現してもよい。
農業設備１１の内部の温度とデータ転送装置１５で伝達される音波の速度つまり音速との間には、式（１）に示すような関係がある。すなわち、音速ｃ（ｍ／ｓ）は、温度ｔ（℃）が高くなるほど速く、温度ｔが低くなるほど遅くなる。 The control unit 31 of the control device 14 implements the abnormality determination unit 51 and the temperature estimation unit 52 in software by executing a computer program. The abnormality determination unit 51 and the temperature estimation unit 52 may be realized not only by software but also by dedicated hardware, or may be realized by cooperation of software and hardware.
There is a relationship as shown in equation (1) between the temperature inside the agricultural equipment 11 and the velocity of the sound wave transmitted by the data transfer device 15, that is, the speed of sound. That is, the speed of sound c (m / s) increases as the temperature t (° C.) increases and decreases as the temperature t decreases.

ｃ＝３３１．４５＋０．６ｔ（１）
また、農業設備１１の内部の湿度と音速との間には、式（２）に示すような関係がある。すなわち、湿気を含む空気の音速ｃ’は、式（１）に基づく温度に相関する乾燥した空気の音速ｃとの間に、式（２）に示すような関係がある。つまり、音速ｃ’は、湿度が高くなるほど速くなる傾向にある。 c = 331.45 + 0.6 t (1)
Moreover, there exists a relationship as shown to Formula (2) between the humidity inside the agricultural equipment 11, and a sound speed. That is, the speed of sound c ′ of air containing moisture is related to the speed of sound c of dry air correlated with the temperature based on the formula (1) as shown in the formula (2). That is, the sound speed c ′ tends to increase as the humidity increases.

式（２）では、湿気を含む空気の音速ｃ’（ｍ／ｓ）は、乾燥した空気の音速ｃ（ｍ／ｓ）を気圧Ｈ（Ｐａ）、水蒸気圧ｐ（Ｐａ）、水蒸気の比熱比γｗ（−）、乾燥した空気の比熱比γによって求められることを示している。 In equation (2), the speed of sound c '(m / s) of air containing moisture is the speed of sound c (m / s) of dried air at atmospheric pressure H (Pa), water vapor pressure p (Pa), specific heat ratio of water vapor It shows that it is obtained by γw (−), the specific heat ratio γ of dry air.

異常判定部５１は、データ転送装置１５で転送される音波の伝達時間Ｔと、温度センサ４１で取得した温度および湿度センサ４２で取得した湿度との関係から、計測機器１２に異常が生じているか否かを判定する。伝達時間Ｔは、音波が送信部３５から受信部３６へ到達するまでの時間である。上述の式（１）および式（２）に示すように、音が伝搬する速度すなわち音速は、温度および湿度に相関する。そのため、農業設備１１における温度および湿度が正しく計測されていれば、データ転送装置１５を経由して転送される音波の伝達時間Ｔは、温度センサ４１で取得した温度および湿度センサ４２で取得した湿度との間の相関が保たれる。一方、計測機器１２に異常が生じていると、伝達時間Ｔと温度および湿度との間には、齟齬が生じる。このような齟齬が生じているとき、異常判定部５１は計測機器１２に異常が生じていると判定する。 Whether the abnormality determination unit 51 has an abnormality in the measuring device 12 based on the relationship between the transmission time T of the sound wave transferred by the data transfer device 15 and the temperature acquired by the temperature sensor 41 and the humidity acquired by the humidity sensor 42. It is determined whether or not. The transmission time T is a time until the sound wave reaches the receiving unit 36 from the transmitting unit 35. As shown in equations (1) and (2) above, the speed at which sound propagates, ie, the speed of sound, correlates to temperature and humidity. Therefore, if the temperature and humidity in the agricultural facility 11 are correctly measured, the transmission time T of the sound wave transferred via the data transfer device 15 is the temperature acquired by the temperature sensor 41 and the humidity acquired by the humidity sensor 42 The correlation between is maintained. On the other hand, if there is an abnormality in the measuring device 12, a wrinkle will occur between the transmission time T and the temperature and humidity. When such wrinkles occur, the abnormality determination unit 51 determines that an abnormality has occurred in the measuring device 12.

温度推定部５２は、異常判定部５１において温度センサ４１に異常が生じていると判定されたとき、データ転送装置１５により伝達される音波の伝達時間Ｔから、農業設備１１の内部における温度を推定する。これにより、温度センサ４１に異常が生じていても、温度推定部５２は音波の伝達時間Ｔから農業設備１１の内部における温度を推定可能である。そして、制御装置１４は、この温度推定部５２で推定された温度を用いて、調整機器１３を制御する。 The temperature estimation unit 52 estimates the temperature inside the agricultural equipment 11 from the transmission time T of the sound wave transmitted by the data transfer device 15 when the abnormality determination unit 51 determines that an abnormality has occurred in the temperature sensor 41. Do. Thus, even if the temperature sensor 41 has an abnormality, the temperature estimation unit 52 can estimate the temperature inside the agricultural facility 11 from the sound wave transmission time T. And the control apparatus 14 controls the adjustment apparatus 13 using the temperature estimated by this temperature estimation part 52. FIG.

ここで、異常判定部５１による異常判定の詳細な流れの一例について図６に基づいて説明する。
環境制御システム１０が起動されると、制御装置１４は、温度センサ４１から農業設備１１の内部における温度ｔｍを取得するとともに（Ｓ１０１）、湿度センサ４２から農業設備１１の内部における湿度ｈｍを取得する（Ｓ１０２）。また、制御装置１４は、データ転送装置１５における音波の伝達時間Ｔｍを取得する（Ｓ１０３）。制御装置１４は、送信部３５による音波の発信から受信部３６による音波の受信までの所要時間を音波の伝達時間Ｔｍとして取得する。これら、温度ｔｍの取得、湿度ｈｍの取得、および伝達時間Ｔｍは、同時または任意の順序で取得してもよい。 Here, an example of a detailed flow of abnormality determination by the abnormality determination unit 51 will be described with reference to FIG.
When the environmental control system 10 is activated, the control device 14 acquires the temperature tm inside the agricultural facility 11 from the temperature sensor 41 (S101), and acquires the humidity hm inside the agricultural facility 11 from the humidity sensor 42. (S102). Further, the control device 14 acquires a sound wave transmission time Tm in the data transfer device 15 (S103). The control device 14 acquires a required time from the transmission of the sound wave by the transmission unit 35 to the reception of the sound wave by the reception unit 36 as the transmission time Tm of the sound wave. The acquisition of the temperature tm, the acquisition of the humidity hm, and the transmission time Tm may be acquired simultaneously or in any order.

異常判定部５１は、Ｓ１０２で取得した湿度ｈｍ、およびＳ１０３で取得した伝達時間Ｔｍから農業設備１１の内部における温度を推定温度ｔｓとして算出する（Ｓ１０４）。具体的には、異常判定部５１は、例えば式（１）および式（２）を基にして予め湿度ｈｍおよび伝達時間Ｔｍを変数として作成された関係式を用いて、推定温度ｔｓを算出する。異常判定部５１は、予め作成した湿度ｈｍおよび伝達時間Ｔｍと推定温度ｔｓとの関係を示すテーブルから推定温度ｔｓを求めてもよい。 The abnormality determination unit 51 calculates the temperature inside the agricultural facility 11 as the estimated temperature ts from the humidity hm acquired in S102 and the transmission time Tm acquired in S103 (S104). Specifically, abnormality determination unit 51 calculates estimated temperature ts using, for example, a relational expression created in advance using humidity hm and transfer time Tm as variables based on formulas (1) and (2). . The abnormality determination unit 51 may obtain the estimated temperature ts from a table indicating the relationship between the humidity hm and the transmission time Tm, which are created in advance, and the estimated temperature ts.

異常判定部５１は、Ｓ１０４で算出した推定温度ｔｓとＳ１０１で温度センサ４１から取得した温度ｔｍとの差の絶対値が予め設定した警告温度差ｔａより大きいか否かを判断する（Ｓ１０５）。すなわち、異常判定部５１は、｜ｔｓ−ｔｍ｜＞ｔａであるか否かを判定する。Ｓ１０４で算出した推定温度ｔｓは、伝達時間Ｔｍおよび湿度ｈｍに基づいて算出された推定値である。温度センサ４１が正常であれば、この推定温度ｔｓと温度センサ４１で取得した温度ｔｍとはほぼ同一である。そこで、異常判定部５１は、推定温度ｔｓと温度センサ４１で取得した温度ｔｍとの差の絶対値が警告温度差ｔａより大きいか否かを判断する。この警告温度差ｔａは、農業設備１１で管理される生物などに応じてユーザが任意に設定できる値である。 The abnormality determination unit 51 determines whether the absolute value of the difference between the estimated temperature ts calculated in S104 and the temperature tm acquired from the temperature sensor 41 in S101 is larger than a preset warning temperature difference ta (S105). That is, the abnormality determination unit 51 determines whether or not | ts−tm |> ta. The estimated temperature ts calculated in S104 is an estimated value calculated based on the transmission time Tm and the humidity hm. If the temperature sensor 41 is normal, the estimated temperature ts and the temperature tm acquired by the temperature sensor 41 are substantially the same. Therefore, the abnormality determination unit 51 determines whether the absolute value of the difference between the estimated temperature ts and the temperature tm acquired by the temperature sensor 41 is larger than the warning temperature difference ta. The warning temperature difference ta is a value that can be arbitrarily set by the user according to a living thing or the like managed by the agricultural facility 11.

異常判定部５１は、Ｓ１０５において推定温度ｔｓと温度ｔｍとの差の絶対値が警告温度差ｔａよりも大きいと判断すると（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、温度センサ４１に異常が生じていると判断し、出力部３３を構成するディスプレイなどに警告を促す警告情報を表示する（Ｓ１０６）。この警告情報は、温度センサ４１に異常が生じていることから、修理または交換を促すための表示である。 If the abnormality determination unit 51 determines that the absolute value of the difference between the estimated temperature ts and the temperature tm is larger than the warning temperature difference ta in S105 (S105: Yes), the abnormality determination unit 51 determines that an abnormality occurs in the temperature sensor 41, Warning information for prompting warning is displayed on the display or the like constituting the output unit 33 (S106). The warning information is a display for prompting repair or replacement since the temperature sensor 41 has an abnormality.

一方、異常判定部５１は、Ｓ１０５において推定温度ｔｓと温度ｔｍとの差の絶対値が警告温度差ｔａ以下であると判断すると（Ｓ１０５：Ｎｏ）、推定温度ｔｓと温度ｔｍとの差の絶対値が注意温度差ｔｗより大きいか否かを判断する（Ｓ１０７）。すなわち、異常判定部は５１、｜ｔｓ−ｔｍ｜＞ｔｗであるか否かを判定する。この温度差｜ｔｓ−ｔｍ｜が警告温度差ｔａ未満であっても、温度センサ４１に軽微な異常が生じている可能性もある。そこで、異常判定部５１は、警告温度差ｔａよりも小さな値として設定されている注意温度差ｔｗを用いて、温度センサ４１に異常が生じているか否かを判断する。すなわち、注意温度差ｔｗおよび警告温度差ｔａは、ｔａ＞ｔｗに設定されている。例えば、警告温度差ｔａを５℃と設定したとき、注意温度差ｔｗは２℃に設定されている。この注意温度差ｔｗも、警告温度差ｔａと同様に農業設備１１で管理される生物などに応じてユーザが任意に設定できる値である。 On the other hand, when abnormality determination unit 51 determines that the absolute value of the difference between estimated temperature ts and temperature tm is equal to or less than warning temperature difference ta in S105 (S105: No), the absolute difference between estimated temperature ts and temperature tm It is determined whether the value is larger than the caution temperature difference tw (S107). That is, the abnormality determination unit determines whether 51, | ts−tm |> tw. Even if this temperature difference | ts−tm | is less than the warning temperature difference ta, there may be a slight abnormality in the temperature sensor 41. Therefore, the abnormality determination unit 51 determines whether the temperature sensor 41 has an abnormality, using the caution temperature difference tw set as a value smaller than the warning temperature difference ta. That is, the caution temperature difference tw and the warning temperature difference ta are set to ta> tw. For example, when the warning temperature difference ta is set to 5 ° C., the caution temperature difference tw is set to 2 ° C. Similar to the warning temperature difference ta, the caution temperature difference tw is also a value that can be arbitrarily set by the user according to a living thing or the like managed by the agricultural facility 11.

異常判定部５１は、Ｓ１０７において推定温度ｔｓと温度ｔｍとの差の絶対値が注意温度差ｔｗよりも大きいと判断すると（Ｓ１０７：Ｙｅｓ）、温度センサ４１に警告ほどではない軽微な異常が生じていると判断し、出力部３３を構成するディスプレイなどに注意を促す注意情報を表示する（Ｓ１０８）。この注意情報は、温度センサ４１に異常が生じているものの、継続した使用が可能な軽微な異常であることを示す表示である。 When abnormality determination unit 51 determines that the absolute value of the difference between estimated temperature ts and temperature tm is larger than caution temperature difference tw in S107 (S107: Yes), a slight abnormality that is not as great as a warning occurs in temperature sensor 41. The warning information for calling attention is displayed on the display or the like constituting the output unit 33 (S108). The caution information is a display indicating that although the temperature sensor 41 has an abnormality, it is a minor abnormality that can be used continuously.

異常判定部５１は、Ｓ１０７において推定温度ｔｓと温度ｔｍとの差の絶対値が注意温度差ｔｗ以下であると判断すると（Ｓ１０７：Ｎｏ）、温度センサ４１に異常が生じていないと判断する（Ｓ１０９）。制御装置１４は、温度センサ４１に異常がないと判断されると、Ｓ１０１で取得した温度ｔｍ、Ｓ１０２で取得した湿度ｈｍ、およびＳ１０３で取得した伝達時間Ｔｍを、制御ユニット３１の図示しない記憶装置に記憶する。これにより、伝達時間Ｔｍと温度ｔｍおよび湿度ｈｍとの関係に齟齬がないとき、取得された温度ｔｍ、湿度ｈｍおよび伝達時間Ｔｍは、図示しない記憶装置に蓄積される。温度ｔｍ、湿度ｈｍおよび伝達時間Ｔｍを記憶すると、制御装置１４はＳ１０１以降の処理を繰り返す。 If the abnormality determination unit 51 determines in S107 that the absolute value of the difference between the estimated temperature ts and the temperature tm is equal to or less than the caution temperature difference tw (S107: No), the abnormality determination unit 51 determines that no abnormality has occurred in the temperature sensor 41 ( S109). When it is determined that the temperature sensor 41 has no abnormality, the control device 14 stores the temperature tm acquired in S101, the humidity hm acquired in S102, and the transmission time Tm acquired in S103 in the storage unit (not shown) of the control unit 31. Remember to Thus, when there is no relation between the transmission time Tm and the temperature tm and the humidity hm, the acquired temperature tm, the humidity hm and the transmission time Tm are accumulated in a storage device (not shown). When the temperature tm, the humidity hm, and the transmission time Tm are stored, the control device 14 repeats the processing after S101.

なお、上述の例では、温度センサ４１の異常を判定する例を説明した。しかし、上述の例と同様の手順により、湿度センサ４２の異常を判定することもできる。
ところで、農業設備１１の内部環境は、農業設備１１の内部で栽培する植物の成長などによって徐々に変化する。そのため、伝達時間Ｔｍと温度ｔｍおよび湿度ｈｍとの関係も、時間とともに変化することが考えられる。温度センサ４１や湿度センサ４２に異常がないと判断されると、取得された温度ｔｍ、湿度ｈｍおよび伝達時間Ｔｍは記憶装置に蓄積される。そこで、異常判定部５１は、この蓄積された温度ｔｍ、湿度ｈｍおよび伝達時間Ｔｍを用いて警告温度差ｔａおよび注意温度差ｔｗを補正してもよい。また、温度センサ４１や湿度センサ４２が農業設備１１に複数設けられている場合、異常判定部５１は各温度センサ４１および湿度センサ４２についてそれぞれ異常判定を行う。このとき、異常判定部５１は、複数の温度センサ４１に優先順位を付けて異常を判定したり、複数の温度センサ４１間で算出された値を比較する構成としてもよい。 In the above example, the example in which the abnormality of the temperature sensor 41 is determined has been described. However, the abnormality of the humidity sensor 42 can also be determined by the same procedure as in the above example.
By the way, the internal environment of agricultural equipment 11 changes gradually by the growth of the plant cultivated inside agricultural equipment 11, etc. Therefore, it is conceivable that the relationship between the transmission time Tm, the temperature tm, and the humidity hm changes with time. If it is determined that there is no abnormality in the temperature sensor 41 or the humidity sensor 42, the acquired temperature tm, humidity hm and transmission time Tm are accumulated in the storage device. Therefore, the abnormality determination unit 51 may correct the warning temperature difference ta and the caution temperature difference tw using the accumulated temperature tm, the humidity hm, and the transmission time Tm. When a plurality of temperature sensors 41 and humidity sensors 42 are provided in the agricultural facility 11, the abnormality determination unit 51 performs abnormality determination on each of the temperature sensors 41 and humidity sensors 42. At this time, the abnormality determination unit 51 may prioritize the plurality of temperature sensors 41 to determine an abnormality, or may compare values calculated among the plurality of temperature sensors 41.

次に、温度推定部５２による温度の推定について説明する。
上記で説明したように、温度ｔｍ、湿度ｈｍおよび伝達時間Ｔｍの関係は、制御装置１４の図示しない記憶装置に蓄積される。そのため、制御装置１４の記憶装置には、音波の伝達時間Ｔｍに対応する温度ｔｍが蓄積されている。ところで、温度センサ４１に異常が生じると、農業設備１１における温度は検出できない。このように農業設備１１において温度センサ４１の異常によって温度の制御が停止すると、農業設備１１で管理される生物に大きな影響を及ぼすおそれがある。 Next, estimation of the temperature by the temperature estimation unit 52 will be described.
As described above, the relationship between the temperature tm, the humidity hm, and the transmission time Tm is stored in a storage device (not shown) of the control device 14. Therefore, the temperature tm corresponding to the sound wave transmission time Tm is accumulated in the storage device of the control device 14. By the way, if an abnormality occurs in the temperature sensor 41, the temperature in the agricultural facility 11 cannot be detected. As described above, when the control of the temperature is stopped due to the abnormality of the temperature sensor 41 in the agricultural facility 11, there is a possibility that the organisms managed by the agricultural facility 11 may be greatly affected.

そこで、温度推定部５２は、蓄積されている音波の伝達時間Ｔｍと温度ｔｍとの関係から、温度センサ４１に代わって農業設備１１の内部における温度を推定する。具体的には、温度推定部５２は、データ転送装置１５における音波の伝達時間Ｔｍを取得する。すなわち、温度推定部５２は、送信部３５から発信された音波が受信部３６に到達するまでの伝達時間Ｔｍを取得する。そして、温度推定部５２は、この取得した伝達時間Ｔｍに対応する温度ｔｍを、図示しない記憶装置から抽出する。過去に取得して蓄積した伝達時間Ｔｍと温度ｔｍとの関係は、送信部３５と受信部３６との位置的な関係が一定であれば、大きく変化しない。そのため、温度推定部５２は、伝達時間Ｔｍから温度ｔｍを推定することができる。制御装置１４は、この温度推定部５２で推定された温度ｔｍを農業設備１１の内部における温度と推定して、調整機器１３を制御する。これにより、温度センサ４１に異常が生じても、制御装置１４は農業設備１１の内部における温度の管理を継続することができる。 Therefore, the temperature estimation unit 52 estimates the temperature inside the agricultural facility 11 instead of the temperature sensor 41 from the relationship between the transmission time Tm of the stored sound wave and the temperature tm. Specifically, the temperature estimation unit 52 acquires the transmission time Tm of the sound wave in the data transfer device 15. That is, the temperature estimation unit 52 acquires the transmission time Tm until the sound wave transmitted from the transmission unit 35 reaches the reception unit 36. Then, the temperature estimation unit 52 extracts the temperature tm corresponding to the acquired transmission time Tm from the storage device (not shown). The relationship between the transfer time Tm and the temperature tm acquired and accumulated in the past does not change significantly if the positional relationship between the transmitting unit 35 and the receiving unit 36 is constant. Therefore, the temperature estimation unit 52 can estimate the temperature tm from the transmission time Tm. The control device 14 controls the adjusting device 13 by estimating the temperature tm estimated by the temperature estimation unit 52 as the temperature inside the agricultural facility 11. Thereby, even if abnormality occurs in the temperature sensor 41, the control device 14 can continue the management of the temperature inside the agricultural facility 11.

第３実施形態では、温度センサ４１で検出された温度ｔｍ、湿度センサ４２で検出された湿度ｈｍおよび音波の伝達時間Ｔｍから温度センサ４１や湿度センサ４２における異常の有無を判定する。したがって、精度の高い通信を確立できるだけでなく、温度センサ４１や湿度センサ４２など計測機器１２の異常についても容易に検出することができる。 In the third embodiment, the presence or absence of abnormality in the temperature sensor 41 or the humidity sensor 42 is determined from the temperature tm detected by the temperature sensor 41, the humidity hm detected by the humidity sensor 42, and the transmission time Tm of the sound wave. Therefore, not only communication with high accuracy can be established, but also abnormality of the measuring device 12 such as the temperature sensor 41 and the humidity sensor 42 can be easily detected.

また、第３実施形態では、温度推定部５２は、温度センサ４１に異常が生じている判定されたとき、予め取得した正常な作動時における相関関係を用いて、音波の伝達時間Ｔｍから農業設備の内部における温度ｔｍを推定する。すなわち、データの通信媒体として音波を用いる第３実施形態では、温度センサ４１に異常が生じても、音波の伝達時間Ｔｍから農業設備１１の内部の温度ｔｍを推定可能である。これにより、温度センサ４１の異常などにより農業設備１１の温度の検出が困難な場合でも、その温度が推定される。制御装置１４は、推定された温度を用いて調整機器１３を制御する。したがって、計測機器１２に異常が生じても、農業設備１１の内部の環境を維持することができる。 Moreover, in 3rd Embodiment, when it determines with the temperature estimation part 52 having produced abnormality in the temperature sensor 41, it uses the correlation at the time of normal operation | movement acquired previously, and it is agricultural equipment from the transmission time Tm of a sound wave. The temperature tm inside is estimated. That is, in the third embodiment in which sound waves are used as the data communication medium, the temperature tm inside the agricultural facility 11 can be estimated from the sound wave transmission time Tm even if an abnormality occurs in the temperature sensor 41. Thereby, even if it is difficult to detect the temperature of the agricultural equipment 11 due to an abnormality of the temperature sensor 41 or the like, the temperature is estimated. The controller 14 controls the adjustment device 13 using the estimated temperature. Therefore, even if an abnormality occurs in the measuring device 12, the environment inside the agricultural facility 11 can be maintained.

以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。 The present invention described above is not limited to the above embodiment, and can be applied to various embodiments without departing from the scope of the invention.

図面中、１０は環境制御システム、１１は農業設備、１２は計測機器、１３は調整機器、１４は制御装置、１５はデータ転送装置（データ転送手段）、３５は送信部、３６は受信部、４１は温度センサ、４２は湿度センサ、５１は異常判定部（異常判定手段）、５２は温度推定部（温度推定手段）を示す。 In the drawing, 10 is an environmental control system, 11 is agricultural equipment, 12 is measuring equipment, 13 is adjustment equipment, 14 is a control device, 15 is a data transfer device (data transfer means), 35 is a transmission unit, 36 is a reception unit, Reference numeral 41 denotes a temperature sensor, 42 denotes a humidity sensor, 51 denotes an abnormality determination unit (abnormality determination means), and 52 denotes a temperature estimation unit (temperature estimation means).

Claims

A measuring device having a temperature sensor for acquiring temperature and a humidity sensor for acquiring humidity, and acquiring data on the temperature and the humidity;
Based on data acquired by the measuring device, a control device for controlling the device,
Data transfer means for transmitting data acquired by the measuring device between the measuring device and the control device to the control device using a sound wave as a medium;
The abnormality of the measuring device is determined from the relationship between the temperature acquired by the temperature sensor and the humidity acquired by the humidity sensor and the transmission time of the sound wave transmitted by the data transfer means from the measuring device to the control device. Means for determining abnormality
Abnormality determination system for measuring equipment equipped with

A temperature estimation unit for estimating a temperature from a transmission time of the sound wave transmitted by the data transfer unit from the measurement device to the control device when the abnormality determination unit determines that the temperature sensor is abnormal; The abnormality determination system for measurement equipment according to claim 1 comprising.

The data transfer unit includes a transmission unit that transmits data acquired by the measurement device, and a reception unit that is provided in the control device and receives data transmitted from the transmission unit.
3. The system according to claim 1, wherein the transmission direction of the sound wave from the transmission unit is horizontal or downward to the ground surface.

An environmental control system comprising the abnormality judgment system for measuring equipment according to any one of claims 1 to 3 and controlling an environment of agricultural equipment, comprising:
An adjustment device for adjusting the environment inside the agricultural facility;
The measuring device acquires data on the environment inside the agricultural facility,
The control device controls the adjustment device based on data concerning the environment inside the agricultural equipment acquired by the measuring device to adjust the environment inside the agricultural equipment.
The environmental control system of an agricultural facility, wherein the data transfer means transmits data acquired by the measuring device between the measuring device and the control device to the control device using a sound wave as a medium.