JP7040163B2 - 情報処理装置、情報処理システム、情報処理方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、情報処理装置、情報処理システム、情報処理方法及びプログラムに関する。

従来から、温室を利用して野菜や果物等の作物の栽培が行なわれている。温室には、温度や湿度を制御するために暖房装置や窓開閉装置が備えられることがある。この場合、作物の生産者は、栽培する作物の種類に応じて、時間毎に温室内の気温の設定を予め行い、設定値になるように暖房装置や窓開閉装置等の温調設備を制御するのが一般的である。なお、以降の説明では、温室の内部の気温を「内気温」と呼称する。

図１は、１日の期間における内気温の設定値のプロファイルの一例を示している。横軸は時間、縦軸は温度を示しており、日の出、正午、及び日の入りの各時刻が破線で示されている。図１の例によれば、内気温は、昼間に極大となる１日の気温の変化に合わせ、昼間に設定値が極大になるように設定されている。

特開２００２－５４８８号公報 特開２０１４－５７５７０号公報 特開２０１７－１２０５６号公報 特開２００９－５０１７４号公報

上述の制御方法によれば、設定値に基づいて内気温が制御されるため、エネルギーが非効率に使われることがある。これは、図１に示す内気温の設定値のプロファイルが、実際の温室の外部の気温の変化と同一になるとは限らないことに起因する。なお、以降の説明では、温室の外部の気温を「外気温」と呼称する。

図２は、外気温の変化の例を示す図である。図中の実線は、実際の外気温のプロファイル、破線は内気温の設定値のプロファイルをそれぞれ示している。図２（ａ）は、１日の期間において、内気温の設定値のプロファイルよりも外気温の方が高くなった例を示している。図２（ｂ）は、１日の期間において、内気温の設定値のプロファイルよりも外気温の方が低くなった例を示している。図２（ｃ）は、１日の期間において、午前中は内気温の設定値のプロファイルよりも外気温の方が低くなり、午後は内気温の設定値のプロファイルよりも外気温の方が高くなった例を示している。

例えば、ある日の午前中が曇っている場合、図２（ｃ）に示すように、内気温が設定値よりも低くなることがある。上述の制御方法を用いる場合、温室内は暖房装置を用いて加温され、設定値に近づくように制御される。しかし、午後になって天気が回復し、図２（ｃ）に示すように、内気温が設定値よりも高くなった場合は、窓開閉装置を用いて窓を開け、内気温が設定値に戻るように制御することとなる。

ところが作物には、生育に適した温度範囲や、温度の単位期間あたりの積算値の下限などの、生育に必要な条件があり、これらの条件は作物の種別により異なる。そして設定値は、これらの条件に基づいて、所定の期間において、作物の生育に適した温度の積算値になるように設定される。このため、例えば午後の気温上昇の程度によっては、午前中に加温を行わなくても、１日の温度の積算値が生育に必要な下限値を超えることがある。この場合、午前中に行う加温は必ずしも必要とならない。

このように、天気や１日の気温の変化は日によって異なるため、天気や気温の変化によらず、温度制御のために使用するエネルギー量が必要最小限の量になるように最適化できることが望ましい。

本発明の１つの側面では、天気や気温の変化によらず、温度制御のために使用するエネルギー量を最適化できる情報処理装置、情報処理システム、情報処理方法及びプログラムを提供することを目的とする。

発明の一観点によれば、所定の期間における、作物を栽培する部屋の内気温の予測値の時系列情報を取得する取得部と、前記予測値の時系列情報から前記予測値の統計情報を算出する算出部と、前記予測値の統計情報と前記作物の種別に応じて設定された設定値との比較に基づいて、前記所定の期間において前記部屋に設置された暖房装置を作動させない第１期間と、前記所定の期間において前記暖房装置を作動させる第２期間とを決定することによって、前記内気温の制御計画を生成する生成部と、前記制御計画を実行させるための制御指示を、前記内気温を制御する制御装置に送信する制御指示部と、を有する情報処理装置が提供される。

一実施態様によれば、天気や気温の変化によらず、温度制御のために使用するエネルギー量を最適化できる情報処理装置、情報処理システム、情報処理方法及びプログラムを提供することができる。

図１は、１日の期間における温室内の温度の設定値のプロファイルの一例を示す図である。 図２は、外気温の変化の例を示す図である。 図３は、第１の実施形態における、情報処理システムの一例を示す図である。 図４は、第１の実施形態における、情報処理装置の機能構成の一例を示す図である。 図５は、第１の実施形態における、情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 図６は、第１の実施形態における、情報処理装置による情報処理方法の一例を示すフローチャート（その１）である。 図７は、第１の実施形態における、生育条件テーブルの一例を示す図である。 図８は、第１の実施形態における、情報処理装置による情報処理方法の一例を示すフローチャート（その２）である。 図９は、第２の実施形態における、情報処理装置による情報処理方法の一例を示すフローチャート（その１）である。 図１０は、第２の実施形態における、情報処理装置による情報処理方法の一例を示すフローチャート（その２）である。 図１１は、第２の実施形態における、情報処理装置による情報処理方法の一例を示すフローチャート（その３）である。 図１２は、第３の実施形態における、情報処理装置による情報処理方法の一例を示すフローチャート（その１）である。 図１３は、第２の実施形態における、生育条件テーブルの一例を示す図である。 図１４は、第３の実施形態における、情報処理装置による情報処理方法の一例を示すフローチャート（その２）である。 図１５は、第３の実施形態における、情報処理装置による情報処理方法の一例を示すフローチャート（その３）である。 図１６は、情報処理システムの変形例を示す図である。 図１５は、Ｓ１０８又はＳ３０８の処理の変形例を示すフローチャートである。 図１６は、優先順位テーブルの一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図３から図１５を参照して具体的に説明する。

（第１の実施形態）
図３は、第１の実施形態における、情報処理システムの一例を示す図である。図３に示すように、情報処理システム１は、情報処理装置１０と、気象データ提供装置２０と、温度測定装置３０と、制御装置４０と、暖房装置５０と、窓開閉装置６０とを有している。情報処理装置１０と、気象データ提供装置２０と、温度測定装置３０と、制御装置４０とは、インターネット等のネットワークを通じて相互に通信可能に接続されている。

情報処理装置１０は、作物を栽培する部屋として利用される温室の内気温を制御するための装置である。情報処理装置１０は、気象データに基づいて温室の内気温の制御計画を生成し、生成した制御計画に基づいて温室の内気温の制御を実行させる装置である。情報処理装置１０は、例えばサーバである。情報処理装置１０が実行する処理の方法については後述する。

気象データ提供装置２０は、例えば気象庁や気象協会など、天気や気温の予測をする団体、会社などに設置される装置である。気象データ提供装置２０は、所定のエリアを複数の正方形で規則正しく区切り、その正方形の各々において予測される気象データを通知するためのメッシュ予報（天気分布予報とも呼ばれる）を、情報処理装置１０に対して送信する。正方形のサイズは、例えば１ｋｍ×１ｋｍである。このメッシュ予報には、温室が存在するエリアにおける気温（外気温）の予測値の時系列情報が含まれている。気象データ提供装置２０は、例えばサーバである。

温度測定装置３０は、温室の内気温を測定するための装置である。温度測定装置３０は、内気温を測定した結果を情報処理装置１０へ送信することができる。温度測定装置３０は、例えば温度センサである。

制御装置４０は、温室内に設置されている装置である。制御装置４０は、情報処理装置１０から制御方法を指示するための制御指示を受信し、受信した制御指示に基づいて暖房装置５０及び窓開閉装置６０の動作を制御することができる。

暖房装置５０は、温室内で加温するための装置である。暖房装置５０は、例えばヒータ等の暖房機器である。暖房装置５０は、制御装置４０からの制御指示に基づいて動作することができる。

窓開閉装置６０は、温室の天窓等の窓を開閉させるための制御機器である。窓開閉装置６０は、制御装置４０からの制御指示に基づいて動作することができる。

以下、情報処理装置１０を構成する各部の機能について説明する。

図４は、第１の実施形態における、情報処理装置１０の機能構成の一例を示す図である。図４に示すように、情報処理装置１０は、第１記憶部１１と、第２記憶部１２と、実測温度取得部１３と、予測温度取得部１４と、算出部１５と、判定部１６と、計画生成部１７と、制御指示部１８とを備えている。

第１記憶部１１は、例えば後述する図５のＲＯＭ８２、ストレージ装置８４、可搬型記憶媒体用ドライブ８７あるいは可搬型記憶媒体８８に対応し、電力の制御計画を立案するための情報処理プログラムを記憶することができる。

第２記憶部１２は、例えば後述する図５のＲＯＭ８２、ＲＡＭ８３、ストレージ装置８４、可搬型記憶媒体用ドライブ８７あるいは可搬型記憶媒体８８に対応し、情報処理装置１０が実行する処理に用いられる情報を格納する。第２記憶部１２は、例えば、生育パラメータ格納部１２１と、温度情報格納部１２２と、設定値格納部１２３とを格納している。生育パラメータ格納部１２１、温度情報格納部１２２及び設定値格納部１２３の詳細については後述する。

実測温度取得部１３は、温室内に設置されている温度測定装置３０から、内気温の実測値の時系列情報を取得する。そして、実測温度取得部１３は、取得した内気温の実測値の情報を、第２記憶部１２の温度情報格納部１２２に格納する。

予測温度取得部１４は、気象データ提供装置２０からエリア毎の外気温の予測値の時系列情報を含むメッシュ予報を取得する。また、予測温度取得部１４は、メッシュ予報を参照することによって、温室が存在するエリアにおける外気温の予測値の時系列情報を取得する。そして、予測温度取得部１４は、取得した外気温の予測値の情報を、第２記憶部１２の温度情報格納部１２２に格納する。また、予測温度取得部１４は、外気温の予測値の時系列情報に基づいて、内気温の予測値の時系列情報を取得する。予測温度取得部１４は、取得部の一例である。実測温度取得部１３及び予測温度取得部１４は、例えば図５のＣＰＵ８１あるいはＭＰＵ（Micro Processing Unit）等のプロセッサ、及びネットワークインタフェース８５によって実現される。

算出部１５は、情報処理装置１０が実行する処理の中で行なわれる、各種の算出処理を実行する。算出部１５は、例えば内気温の予測値の統計情報を算出する処理等を実行する。統計情報は、例えば平均値又は積算値である。算出部１５による処理の詳細は後述する。

判定部１６は、情報処理装置１０が実行する処理の中で行なわれる、各種の判定処理を実行する。判定部１６は、例えば図５のＣＰＵ８１あるいはＭＰＵ等のプロセッサによって実現される。算出部１５及び判定部１６は、例えば図５のＣＰＵ８１あるいはＭＰＵ等のプロセッサによって実現される。

計画生成部１７は、制御装置４０に送信するための、温室の内気温の制御計画を生成する。計画生成部１７は、生成部の一例である。

制御指示部１８は、温室の温度の制御計画に従った温度制御を指示するための制御指示を、温室内に設置されている制御装置４０に送信する。制御指示部１８は、例えば図５のＣＰＵ８１あるいはＭＰＵ等のプロセッサ、及びネットワークインタフェース８５によって実現される。

次に、情報処理装置１０のハードウェア構成について説明する。

図５は、第１の実施形態における、情報処理装置１０のハードウェア構成の一例を示す図である。図５に示すように、情報処理装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）８１、ＲＯＭ（Read Only Memory）８２、ＲＡＭ（Random Access Memory）８３、ストレージ装置８４、ネットワークインタフェース８５、ディスプレイ８６、可搬型記憶媒体用ドライブ８７等を備えている。

ＣＰＵ８１は、情報処理装置１０の処理を管理又は実行するハードウェアであり、プロセッサの一例である。プロセッサとして、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）などの他の処理回路が使用されてもよい。ＣＰＵ８１は、図４に示す実測温度取得部１３、予測温度取得部１４、算出部１５、判定部１６、計画生成部１７、及び制御指示部１８の一例である。

ＲＯＭ８２、ＲＡＭ８３及びストレージ装置８４は、ＣＰＵ８１が実行する処理に用いられるデータ及びプログラムを格納するハードウェアである。ストレージ装置８４は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）である。ＲＯＭ８２及びストレージ装置８４は、図４に示す第１記憶部１１の一例である。ＲＡＭ８３及びストレージ装置８４は、図４に示す第２記憶部１２の一例である。

ネットワークインタフェース８５は、他の装置とネットワークを介して通信するためのハードウェアである。実測温度取得部１３、予測温度取得部１４、及び制御指示部１８の各々の通信機能は、ネットワークインタフェース８５によって実現される。

ディスプレイ８６は、画像を表示するためのハードウェアである。

情報処理装置１０の構成各部は、バス８９を介して相互にデータ通信可能なようにバス８９に接続されている。情報処理装置１０では、ＲＯＭ８２あるいはストレージ装置８４に格納されているプログラム、或いは可搬型記憶媒体用ドライブ８７が可搬型記憶媒体８８から読み取ったプログラムをＣＰＵ８１等のプロセッサが実行することにより、情報処理装置１０の機能が実現される。なお、当該プログラムは、ＲＡＭ８３にロードされ、ＣＰＵ８１等のプロセッサによって実行されてもよい。

次に、本発明の実施形態における、情報処理装置１０による情報処理方法について説明する。

図６は、第１の実施形態における、情報処理装置１０による情報処理方法の一例を示すフローチャート（その１）である。

まず、温室内に設置されている温度測定装置３０は、温室の内気温を測定し、測定により得られた実測値を情報処理装置１０へ送信する。そして、情報処理装置１０の実測温度取得部１３は、温度測定装置３０から送信された内気温の実測値を取得する（Ｓ１０１）。温度測定装置３０は、情報処理装置１０からの指示をトリガとして内気温の実測値を測定し、送信する。あるいは温度測定装置３０は、予め設定された時間間隔に従って、定期的に内気温の実測値を実測温度取得部１３へ送信してもよい。

続いて、判定部１６は、内気温の実測値が所定の範囲に含まれるか否かを判定する（Ｓ１０２）。Ｓ１０２では、生育パラメータ格納部１２１に格納されている生育条件テーブルの情報を参照しながら判定処理を実行する。

図７は、第１の実施形態における、生育条件テーブルの一例を示す図である。生育条件テーブル１２１ａは、作物、品種、生育ステージ、生育限界値（高温）、及び生育限界値（低温）の項目を有している。品種は、作物の種別を示している。生育ステージは、生育を開始してから収穫までの期間を複数のステージ（段階）に区分けした場合に、どの段階であるかを示すパラメータである。生育限界値（高温）は、生育にとって最適な温度の上限値を示している。生育限界値（低温）は、生育にとって最適な温度の下限値を示している。

Ｓ１０２では、内気温の実測値と、所定の範囲の一例である、温室内で栽培されている作物の生育限界値の範囲（生育限界範囲）とを比較する。例えば、温室内で栽培されている作物が「トマト」で、品種が「ミニ」、生育ステージが「初期」である場合、「生育限界値（高温）」は、３３℃であり、「生育限界値（低温）」は、１５℃であるため、生育限界範囲は「１５～３３℃」である。Ｓ１０１で取得した内気温の実測値が１８℃である場合、内気温の実測値が生育限界範囲に含まれるため、判定部１６はＹｅｓと判定する。一方、内気温の実測値が１２℃である場合、内気温の実測値が生育限界範囲に含まれないため、判定部１６はＮｏと判定する。

Ｓ１０２において、判定部１６によって内気温の実測値が所定の範囲内に含まれないと判定された場合（Ｓ１０２：Ｎｏ）、作物の生育に影響があるため、制御指示部１８は、暖房装置５０及び窓開閉装置６０を用いた内気温の制御指示を制御装置４０に送信する（Ｓ１０３）。Ｓ１０３が実行されると、一連の処理が終了する。一方、制御装置４０は、制御指示を受信すると、内気温が「生育限界値（高温）」を超えた場合には、内気温が下がるように暖房装置５０及び窓開閉装置６０を制御する。具体的には、例えば、暖房装置５０を作動させず、窓開閉装置６０は窓の開閉を制御する。また、制御装置４０は、内気温が「生育限界値（低温）」を下回った場合には、内気温が上がるように暖房装置５０及び窓開閉装置６０を制御する。具体的には、例えば、暖房装置５０を作動させ、窓開閉装置６０は窓が閉まった状態を維持する。

Ｓ１０２において、判定部１６によって内気温の実測値が所定の範囲に含まれると判定された場合（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、予測温度取得部１４は、気象データ提供装置２０からメッシュ予報を取得し、第２記憶部１２の温度情報格納部１２２に格納する。そして、予測温度取得部１４は、メッシュ予報を参照することによって、温室が存在するエリアにおける外気温の１時間毎の予測値を取得する（Ｓ１０４）。Ｓ１０４では、例えば１日の期間における、外気温の１時間毎の予測値を取得する。

続いて、予測温度取得部１４は、Ｓ１０４で取得した１時間毎の外気温の予測値に基づいて、内気温の１時間毎の予測値を取得する（Ｓ１０５）。内気温の１時間毎の予測値は、例えば外気温と内気温の実測値に基づいて、両者の対応関係を示す対応マトリクスを予め生成しておき、この対応マトリクスを参照することによって取得することができる。あるいは、温室の資材及び寸法に基づいて算出式を予め作成しておき、この算出式を用いて算出することによって取得することもできる。

続いて、算出部１５は、Ｓ１０５で取得した内気温の１時間毎の予測値に基づいて、内気温の予測値の平均値を算出する（Ｓ１０６）。

続いて、判定部１６は、内気温の予測値の平均値が、設定値よりも大きいか否かを判定する（Ｓ１０７）。Ｓ１０７で用いられる設定値は、温室内で栽培される作物の種別に応じて設定された値であり、一例として、１日の期間における１時間毎の設定温度の平均値を用いることができる。この１時間毎の設定温度の平均値は、作物の生育に適した温度の積算値を１時間毎に分割した値を示している。設定値は、生育条件テーブル１２１ａのエントリ毎に予め算出されており、設定値格納部１２３に格納されている。

内気温の予測値の平均値が、設定値よりも大きいと判定された場合（Ｓ１０７：Ｙｅｓ）、作物の生育に適した温度の積算値を超えることが予想される。このため、制御指示部１８は、暖房装置５０を作動させず、窓開閉装置６０を用いた内気温の制御指示を制御装置４０へ送信する（Ｓ１０８）。Ｓ１０８が実行されると、一連の処理が終了する。

一方、内気温の予測値の平均値が、設定値以下であると判定された場合（Ｓ１０７：Ｎｏ）、Ｓ１０９へ移行する。Ｓ１０９以降では、１日の期間の中の時間帯毎に制御方法を設定する処理を実行する。

図８は、第１の実施形態における、情報処理装置１０による情報処理方法の一例を示すフローチャート（その２）である。

Ｓ１０７でＮｏと判定された場合、算出部１５は、変数ｎに１を設定する（Ｓ１０９）。

続いて、算出部１５は、時間帯Ｐ_ｎにおける内気温の設定値の平均値を算出する（Ｓ１１０）。Ｓ１１０では、１日の期間をｎ個の時間帯に分割し、分割された各々の時間帯をＰ_１、Ｐ_２、Ｐ_３、・・Ｐ_ｎとしている。本実施形態では、分割数を８としている。すなわち、時間帯Ｐ_ｎの幅は、２４÷８＝３時間である。Ｓ１１０において、算出部１５は、変数ｎに設定された値に対応する時間帯における、内気温の設定値の平均値を算出する。例えば、変数ｎに１が設定されている場合、算出部１５は、Ｐ１における内気温の設定値の平均値を算出する。

続いて、算出部１５は、Ｓ１０５で算出された内気温の１時間毎の予測値に基づいて、時間帯Ｐ_ｎに対応する内気温の予測値の平均値を算出する（Ｓ１１１）。時間帯Ｐ_ｎが３時間を示す場合、算出部１５は、１時間毎の内気温の予測値の中から、時間帯Ｐ_ｎに対応する３個の予測値を抽出し、抽出した予測値の平均値を算出する。

続いて、判定部１６は、内気温の予測値の平均値が、設定値の平均値よりも大きいか否かを判定する（Ｓ１１２）。内気温の予測値の平均値が、設定値の平均値よりも大きいと判定された場合（Ｓ１１２：Ｙｅｓ）、計画生成部１７は、制御計画の中で、時間帯Ｐ_ｎに対し、暖房装置５０を作動させず、窓開閉装置６０は窓が閉まった状態を維持する制御方法を設定する（Ｓ１１３）。Ｓ１１３で設定対象となった時間帯Ｐ_ｎは、第１期間の一例である。Ｓ１１３が実行されると、一連の処理が終了する。

一方、内気温の予測値の平均値が、設定値の平均値以下であると判定された場合（Ｓ１１２：Ｎｏ）、加温を行わないと、１日の中で作物の生育に適した温度の積算値に達しないと判定される。このため、計画生成部１７は、制御計画の中で、時間帯Ｐ_ｎに対し、窓開閉装置６０は窓が閉まった状態を維持し、暖房装置５０を作動させて内気温を制御する制御方法を設定する（Ｓ１１４）。Ｓ１１４で設定対象となった時間帯Ｐ_ｎは、第２期間の一例である。

続いて、算出部１５は、変数ｎにｎ＋１を設定する（Ｓ１１５）。

続いて、判定部１６は、変数ｎが分割数よりも大きいか否かを判定する（Ｓ１１６）。変数ｎが分割数以下であると判定された場合（Ｓ１１６：Ｎｏ）、全ての時間帯に対して制御方法が設定されていないと判定され、Ｓ１１０へ戻り、Ｓ１１０以降の処理を再び実行する。一方、変数ｎが分割数よりも大きいと判定された場合（Ｓ１１６：Ｙｅｓ）、全ての時間帯に対して制御方法が設定され、制御計画の生成が完了したと判定される。そして、制御指示部１８は、制御計画、すなわち時間帯毎の制御方法を指示するための制御指示を、制御装置４０へ送信する（Ｓ１１７）。そして、一連の処理が終了する。

以上のようにして、情報処理装置１０による情報処理を行うことができる。

このように、本発明の第１の実施形態によれば、１日の期間における、作物を栽培する部屋の内気温の予測値の時系列情報を取得し、該予測値の時系列情報から該予測値の平均値を算出し、該平均値と作物の種別に応じて設定された設定値との比較に基づいて、１日の期間において該部屋に設置された暖房装置を作動させない第１期間と、１日の期間において該暖房装置を作動させる第２期間とを決定することによって、該内気温の制御計画を生成する。この方法によれば、例えば午前中に加温を行わなくても１日の温度の積算値が生育に必要な値に達すると予想された場合には、午前中の加温を省略することができる。このように、前述の関連技術よりも加温を行わない時間帯を増やすことができるため、温度制御のために使用するエネルギー量が必要最小限の量になるように最適化することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、１日の期間内で変化する内気温の予測値に基づいて、内気温の制御方法を時間帯毎に設定している。これに対して第２の実施形態では、１週間の期間における内気温の日毎の予測値に基づいて、内気温の制御方法を日毎に設定することを特徴としている。

以下、第２の実施形態について、図９乃至図１１を参照して具体的に説明する。第２の実施形態における情報処理システム及び情報処理装置の構成は、第１の実施形態で説明した構成と略同一であるため、説明を省略する。

図９は、第２の実施形態における、情報処理装置１０による情報処理方法の一例を示すフローチャート（その１）である。

Ｓ２０１からＳ２０３までの処理は、第１の実施形態におけるＳ１０１からＳ１０３までの処理と同一であるため、説明を省略する。

Ｓ２０２において、判定部１６によって内気温の実測値が所定の範囲内であると判定された場合（Ｓ２０２：Ｙｅｓ）、予測温度取得部１４は、気象データ提供装置２０からメッシュ予報を取得し、第２記憶部１２の温度情報格納部１２２に格納する。そして、予測温度取得部１４は、メッシュ予報を参照することによって、温室が存在するエリアにおける外気温の１時間毎の予測値を日毎に取得する（Ｓ２０４）。本実施形態では、期間を１週間として、１週間先までの予測値を取得する。

続いて、予測温度取得部１４は、Ｓ２０４で日毎に取得した外気温の１時間毎の予測値に基づいて、内気温の１時間毎の予測値を日毎に取得する（Ｓ２０５）。内気温の日毎の予測値も、前述の対応マトリクス又は温室の資材及び寸法に基づいて作成した算出式を用いて取得することができる。

続いて、算出部１５は、Ｓ２０５で日毎に取得した内気温の１時間毎の予測値に基づいて、内気温の予測値の平均値を日毎に算出する（Ｓ２０６）。Ｓ２０６の処理の後、Ｓ２０７に移る。

図１０は、第２の実施形態における、情報処理装置１０による情報処理方法の一例を示すフローチャート（その２）である。第２の実施形態では、日毎に内気温の制御方法を決定する。

Ｓ１０６の処理の後、まず算出部１５は、変数ｎに１を設定する（Ｓ２０７）。

続いて、算出部１５は、変数ｎに対応する日Ｄ_ｎにおける内気温の予測値の平均値を算出する（Ｓ２０８）。Ｓ２０８では、１週間の期間に含まれる日をＤ_１、Ｄ_２、Ｄ_３、・・Ｄ_７としている。そして、例えば変数ｎに１が設定されている場合、算出部１５は、Ｄ_１における内気温の予測値の平均値を算出する。

続いて、算出部１５は、Ｓ２０８で算出された内気温の予測値の平均値と、設定値との差分を算出する（Ｓ２０９）。Ｓ２０９で用いられる設定値は、Ｓ１０７で用いられる設定値と同一である。

続いて、判定部１６は、Ｓ２０９で算出された差分が正であるか否かを判定する（Ｓ２１０）。差分が正であると判定された場合（Ｓ２１０：Ｙｅｓ）、内気温の１日の平均値が設定値の１日の平均値を上回ることが予想される。そこで計画生成部１７は、制御計画の中で、変数ｎに対応する日Ｄ_ｎに対し、暖房装置５０を作動させず、窓開閉装置６０を用いて内気温を制御する制御方法を設定する（Ｓ２１１）。この制御方法は、第１の実施形態におけるＳ１０８と同様である。Ｓ２１１の処理が実行されると、一連の処理が終了する。一方、差分が正でないと判定された場合（Ｓ２１０：Ｎｏ）、算出部１５は、変数ｎにｎ＋１を設定する（Ｓ２１２）。

続いて、判定部１６は、変数ｎが期間内の日数よりも大きいか否かを判定する（Ｓ２１３）。期間を１週間とすると、期間内の日数は７である。すなわち、Ｓ２１３では、変数ｎが７よりも大きいか否かを判定する。

変数ｎが期間内の日数よりも大きくないと判定された場合（Ｓ２１３：Ｎｏ）、期間内の全ての日に対して制御方法が設定されていないと判定され、Ｓ２０８へ戻り、Ｓ２０８以降の処理を再び実行する。一方、変数ｎが期間内の日数よりも大きいと判定された場合（Ｓ２１３：Ｙｅｓ）、期間内の全ての日に対して、Ｓ２１０の差分についての判定が終了したと判定される。そして、Ｓ２１４へ移る。

図１１は、第２の実施形態における、情報処理装置１０による情報処理方法の一例を示すフローチャート（その３）である。

Ｓ２１３の処理の後、計画生成部１７は、差分が正でない日の中から、差分の絶対値が最大となる日を抽出する（Ｓ２１４）。Ｓ２１４において、差分の絶対値が最大となる日が複数存在する場合は、当該複数の日を抽出する。Ｓ２１４で抽出された日は、１週間の中で最も内気温の予測値と設定値との差が大きく、暖房装置５０を用いた加温による内気温の制御が必要であると判断された日である。このため、計画生成部１７は、制御計画の中で、変数ｎに対応する日Ｄ_ｎに対し、窓開閉装置６０は窓が閉まった状態を維持し、暖房装置５０を作動させて内気温を制御する制御方法を設定する（Ｓ２１５）。

続いて、計画生成部１７は、Ｓ２１４で抽出されなかった残りの日の各々に対し、暖房装置５０を作動させず、窓開閉装置６０は窓が閉まった状態を維持する制御方法を設定する（Ｓ２１６）。これにより、期間内の全ての日に対して制御方法が設定され、制御計画の生成が完了したこととなる。

続いて、制御指示部１８は、制御計画、すなわち期間内の日毎の制御方法を指示するための制御指示を制御装置４０へ送信する（Ｓ２１７）。そして、一連の処理が終了する。

このように、第２の実施形態によれば、１週間の期間における、作物を栽培する部屋の内気温の予測値の時系列情報を取得し、該予測値の時系列情報から該予測値の平均値を算出し、該平均値と作物の種別に応じて設定された設定値との比較に基づいて、１週間の期間において該部屋に設置された暖房装置を作動させない第１期間と、１日の期間において該暖房装置を作動させる第２期間とを決定することによって、該内気温の制御計画を生成する。この方法によれば、例えば加温を行わなくても、１週間の温度の積算値が生育に必要な下限値を超える場合には、その日に行う加温を省略することができる。このように、作物の生育に適した温度の１週間あたりの積算値の範囲内で加温を行わない時間帯を増やすことができるため、温度制御のために使用するエネルギー量が必要最小限の量になるように最適化することができる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。第１の実施形態では、１日の期間内で変化する内気温の予測値の平均値を用いて、内気温の制御方法を時間帯毎に設定している。これに対して第３の実施形態では、１日の期間内で変化する内気温の予測値の積算値を用いて、内気温の制御方法を時間帯毎に設定することを特徴としている。

以下、第３の実施形態について、図１２乃至図１５を参照して具体的に説明する。第３の実施形態における情報処理システム及び情報処理装置の構成は、第１の実施形態で説明した構成と略同一であるため、説明を省略する。

図１２は、第３の実施形態における、情報処理装置１０による情報処理方法の一例を示すフローチャート（その１）である。

Ｓ３０１からＳ３０５までの処理は、第１の実施形態におけるＳ１０１からＳ１０５までの処理と同一であるため、説明を省略する。

Ｓ３０５の処理の後、算出部１５は、Ｓ３０５で取得した内気温の１時間毎の予測値に基づいて、内気温の予測値の積算値を算出する（Ｓ３０６）。

続いて、判定部１６は、内気温の予測値の積算値が、設定値よりも大きいか否かを判定する（Ｓ３０７）。Ｓ３０７では、設定値として、１日の期間における１時間毎の設定温度の積算値を用いる。この積算値は、作物の生育に適した温度の積算値を示している。設定値は、生育条件テーブル１２１ｂのエントリ毎に予め算出されており、設定値格納部１２３に格納されている。

図１３は、第２の実施形態における、生育条件テーブルの一例を示す図である。生育条件テーブル１２１ｂは、作物、品種、生育ステージ、必要積算温度（日）、及び必要積算温度（週）の項目を有している。「必要積算温度（日）」は、作物の生育に最適な１日あたりの積算温度を示しており、１日の中の１時間毎の内気温の平均値、即ち、２４個の内気温の平均値データを合算した値を示している。また、「必要積算温度（週）」は、作物の生育に最適な１週間あたりの積算温度を示しており、７日間の「必要積算温度（日）」を合算した値を示している。

図１２に戻り、内気温の予測値の積算値が、設定値よりも大きいと判定された場合（Ｓ３０７：Ｙｅｓ）、作物の生育に適した温度の積算値を超えると判定される。このため、制御指示部１８は、暖房装置５０を作動させず、窓開閉装置６０を用いた内気温の制御指示を制御装置４０へ送信する（Ｓ３０８）。Ｓ３０８が実行されると、一連の処理が終了する。

一方、内気温の予測値の積算値が、設定値以下であると判定された場合（Ｓ３０７：Ｎｏ）、Ｓ３０９へ移行する。Ｓ３０９以降では、１日の期間の中の時間帯毎に、制御方法を設定する処理を実行する。

図１４は、第３の実施形態における、情報処理装置１０による情報処理方法の一例を示すフローチャート（その２）である。

Ｓ３０７でＮｏと判定された場合、算出部１５は、変数ｎに１を設定する（Ｓ３０９）。

続いて、算出部１５は、時間帯Ｐ_ｎにおける内気温の設定値の積算値を算出する（Ｓ３１０）。Ｓ３１０では、第１の実施形態と同様に、１日の期間をｎ個の時間帯に分割し、分割された各々の時間帯をＰ_１、Ｐ_２、Ｐ_３、・・Ｐ_ｎとしている。本実施形態でも分割数を８としている。すなわち、時間帯Ｐ_ｎの幅は、２４÷８＝３時間である。Ｓ３１０において、算出部１５は、変数ｎに設定された値に対応する時間帯における、内気温の設定値の積算値を算出する。例えば、変数ｎに１が設定されている場合、算出部１５は、Ｐ_１における内気温の設定値の積算値を算出する。

続いて、算出部１５は、Ｓ３０５で算出された内気温の１時間毎の予測値に基づいて、時間帯Ｐ_ｎに対応する内気温の予測値の積算値を算出する（Ｓ３１１）。時間帯Ｐ_ｎが３時間を示す場合、算出部１５は、１時間毎の内気温の予測値の中から、時間帯Ｐ_ｎに対応する３個の予測値を抽出し、抽出した予測値の積算値を算出する。

続いて、算出部１５は、時間帯Ｐ_ｎにおける、内気温の予測値の積算値と設定値との差分を算出する（Ｓ３１２）。

続いて、判定部１６は、Ｓ３１２で算出された差分が正であるか否かを判定する（Ｓ３１３）。差分が正であると判定された場合（Ｓ３１３：Ｙｅｓ）、内気温の１日の積算値が設定値の１日の積算値を上回ることが予想される。そこで計画生成部１７は、制御計画の中で、時間帯Ｐ_ｎに対し、暖房装置を作動させず、窓開閉装置６０を用いて内気温を制御する制御方法を設定する（Ｓ３１４）。この制御方法は、第１の実施形態におけるＳ１１３と同様である。Ｓ３１４の処理が実行されると、一連の処理が終了する。一方、差分が正でないと判定された場合（Ｓ３１３：Ｎｏ）、算出部１５は、変数ｎにｎ＋１を設定する（Ｓ３１５）。

続いて、判定部１６は、変数ｎが分割数よりも大きいか否かを判定する（Ｓ３１６）。分割数を８とした場合、Ｓ３１６では、変数ｎが８よりも大きいか否かを判定する。変数ｎが分割数よりも大きくないと判定された場合（Ｓ３１６：Ｎｏ）、全ての時間帯に対して制御方法が設定されていないと判定され、Ｓ３ｘ１０へ戻り、Ｓ３１０以降の処理を再び実行する。一方、変数ｎが分割数よりも大きいと判定された場合（３１６：Ｙｅｓ）、全ての時間帯に対して、Ｓ３１３の差分についての判定が終了したと判定される。そして、Ｓ３１７へ移る。

図１５は、第３の実施形態における、情報処理装置１０による情報処理方法の一例を示すフローチャート（その３）である。

Ｓ３１６の処理の後、計画生成部１７は、差分が正でない時間帯の中から、差分の絶対値が最大の時間帯を抽出する（Ｓ３１７）。Ｓ３１７において、差分の絶対値が最大となる時間帯が複数存在する場合は、当該複数の時間帯を抽出する。Ｓ３１７で抽出された時間帯は、１日の中で最も内気温の予測値と設定値との差が大きく、暖房装置５０を用いた加温による内気温の制御が必要であると判断された時間帯である。このため、計画生成部１７は、制御計画の中で、変数ｎに対応する時間帯Ｐ_ｎに対し、窓開閉装置６０は窓が閉まった状態を維持し、暖房装置５０を用いて内気温を制御する制御方法を設定する（Ｓ３１８）。

続いて、計画生成部１７は、Ｓ３１７で抽出されなかった残りの時間帯の各々に対し、暖房装置５０を作動させず、窓開閉装置６０は窓が閉まった状態を維持する制御方法を設定する（Ｓ３１９）。これにより、１日の中の全ての時間帯に対して制御方法が設定され、制御計画の生成が完了したこととなる。

続いて、制御指示部１８は、制御計画、すなわち時間帯毎の制御方法を指示するための制御指示を、制御装置４０へ送信する（Ｓ３２０）。そして、一連の処理が終了する。

このように、第３の実施形態によれば、１日の期間における、作物を栽培する部屋の内気温の予測値の時系列情報を取得し、該予測値の時系列情報から該予測値の積算値を算出し、該積算値と作物の種別に応じて設定された設定値との比較に基づいて、１日の期間において該部屋に設置された暖房装置を作動させない第１期間と、１日の期間において該暖房装置を作動させる第２期間とを決定することによって、該内気温の制御計画を生成する。この方法によっても、第１の実施形態と同様に、作物の生育に適した温度の１日あたりの積算値の範囲内で加温を行わない時間帯を増やすことができるため、温度制御のために使用するエネルギー量が必要最小限の量になるように最適化することができる。

（変形例）
第１の実施形態におけるＳ１０８、第２の実施形態におけるＳ２１１、及び第３の実施形態におけるＳ３０８では、窓開閉装置６０を用いた内気温の制御指示を制御装置４０へ送信している。しかし、この制御指示は、窓開閉装置６０を含む複数の装置を用いた内気温の制御指示であってもよい。この場合、制御装置４０は、複数の装置の各々に設定した優先順位に基づいて装置を選択し、選択された装置を用いて内気温の制御を実行する。以下、この実施形態について説明する。

図１６は、情報処理システムの変形例を示す図である。図１６に示すように、情報処理システム２は、情報処理装置１０と、気象データ提供装置２０と、温度測定装置３０と、制御装置４０と、暖房装置５０と、天窓開閉装置６１と、側窓開閉装置６２と、保温カーテン６３と、ミスト撒水装置６４とを有している。図３に示す情報処理システム１の構成ブロックと同一の構成ブロックには図３と同一の符号を付しているため、説明を省略する。

天窓開閉装置６１は、窓開閉装置６０の一例であり、温室の天窓を開閉させるための制御機器である。側窓開閉装置６２も、窓開閉装置６０の一例であり、温室の側窓を開閉させるための制御機器である。保温カーテン６３は、温室の窓に設置され、温室内の保温を行うためのカーテンである。ミスト撒水装置６４は、温室内の作物に霧状のミストを撒水するための装置である。以上の天窓開閉装置６１、側窓開閉装置６２、保温カーテン６３、及びミスト撒水装置６４は、いずれも制御装置４０からの制御指示に基づいて動作することができる。

図１７は、Ｓ１０８、Ｓ２１１、又はＳ３０８の処理の変形例を示すフローチャートである。Ｓ１０８及びＳ３０８の処理は、以下に説明する処理に置き換えることができる。

まず、制御装置４０は、変数ｍに１を設定する（Ｓ４０１）。

続いて、制御装置４０は、優先順位テーブルを参照し、優先順位ｍに対応する温室内装置を稼働させる（Ｓ４０２）。ここで、優先順位テーブルについて説明する。

図１８は、優先順位テーブルの一例を示す図である。優先順位テーブル５１は、温室内装置、制御内容、制御要素、高温時動作優先順位及び低温時動作優先順位の各項目を有している。温室内装置は、温室内に設置され、制御装置４０による制御によって動作する装置である。制御内容は、温室内装置が制御する内容を示している。制御要素は、温室内装置によって制御されるパラメータを示している。高温時動作優先順位は、内気温が目標とする温度よりも高い場合に動作させる温室内装置の優先順位を示している。低温時動作優先順位は、内気温が目標とする温度よりも低い場合に動作させる温室内装置の優先順位を示している。

優先順位テーブル５１によると、内気温が目標とする温度よりも高い場合、低い場合いずれにおいても、優先順位ｍ＝１に対応する温室内装置は天窓開閉装置６１である。そこで、図１７に戻り、制御装置４０は、Ｓ４０２において天窓開閉装置６１を稼働させ、温度制御を実行する。

続いて、制御装置４０は、温度制御の効果があるか否かを判定する（Ｓ４０３）。Ｓ４０３において、制御装置４０は、Ｓ４０２の処理を開始してから所定の時間後に内気温が目標とする温度に達したか否かを判定することによって、温度制御の効果があるか否かを判定する。温度制御の効果があると判定された場合（Ｓ４０３：Ｙｅｓ）、一連の処理を終了する。一方、温度制御の効果がないと判定された場合（Ｓ４０３：Ｎｏ）、制御装置４０は、変数ｍにｍ＋１を設定する（Ｓ４０４）。

続いて、判定部１６は、変数ｍが温室内装置の数よりも大きいか否かを判定する（Ｓ４０５）。変数ｍが温室内装置の数よりも大きくないと判定された場合（Ｓ４０５：Ｎｏ）、全ての温室内装置が温度制御に用いられていないと判定され、Ｓ４０２へ戻り、Ｓ４０２以降の処理を再び実行する。この実行の際には、優先順位ｍ＝１に対応する天窓開閉装置６１に加え、新たに優先順位ｍ＝２に対応する側窓開閉装置６２も稼働を開始する。

一方、変数ｍが温室内装置の数よりも大きくないと判定された場合（Ｓ４０５：Ｙｅｓ）、制御装置４０は、全ての温室内装置を稼働させても内気温の制御ができないと判定し、アラームを出力する（Ｓ４０６）。このアラームは、例えば制御装置４０に備えられているディスプレイ（非表示）に、音声や文字情報等を表示することによって出力される。その後、一連の処理を終了する。

以上のようにして、制御装置４０による処理が実行される。

本変形例によれば、温室の中に設置され、内気温を制御する複数の温室内装置の各々に優先順位を設定し、前記優先順位に基づいて、複数の装置の中から稼働させる装置を選択し、選択した装置の稼働によって内気温の温度制御の効果がないと判定された場合に、優先順位に基づいて、複数の装置の中から新たに稼働させる装置を選択する。この方法によれば、温度制御の効果の有無に応じて稼働させる温室内装置を選択できるため、温度制御のために使用するエネルギー量を最適化することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は特定の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、第１の実施形態では、１日の期間における１時間毎の設定温度の平均値を設定値としているが、１日の期間における最高気温と最低気温との平均値を設定値として用いることもできる。また、第１乃至第３の実施形態では、温室内の温度制御に暖房装置５０と窓開閉装置６０とを用いる例について説明したが、これらに加えてファン等の換気扇を用いることもできる。また、第１乃至第３の実施形態では、温室内の温度制御の例について説明したが、第１乃至第３の実施形態で開示した方法は、温室内の湿度の制御にも適応することができる。

なお、前述した情報処理装置及び情報処理方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム、及びそのプログラムを記録した、非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、本発明の範囲に含まれる。ここで、非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、例えばＳＤメモリカードなどのメモリカードである。なお、前記コンピュータプログラムは、前記記録媒体に記録されたものに限られず、電気通信回線、無線又は有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク等を経由して伝送されてもよい。

１０：情報処理装置
１１：第１記憶部
１２：第２記憶部
１３：実測温度取得部
１４：予測温度取得部
１５：算出部
１６：判定部
１７：計画生成部
１８：制御指示部
２０：気象データ提供装置
３０：温度測定装置
４０：制御装置
５０：暖房装置
５１：優先順位テーブル
６０：窓開閉装置
６１：天窓開閉装置
６２：側窓開閉装置
６３：保温カーテン
６４：ミスト撒水装置
８１：ＣＰＵ
８２：ＲＯＭ
８３：ＲＡＭ
８４：ストレージ装置
８５：ネットワークインタフェース
８６：ディスプレイ
８７：可搬型記憶媒体用ドライブ
８８：可搬型記憶媒体
８９：バス
１２１：生育パラメータ格納部
１２１ａ、１２１ｂ：生育条件テーブル
１２２：温度情報格納部
１２３：設定値格納部

Claims (9)

1. 所定の期間における、作物を栽培する部屋の内気温の予測値の時系列情報を取得する取得部と、
   前記予測値の時系列情報から前記予測値の統計情報を算出する算出部と、
   前記作物の種別に応じて設定された所定の期間における所定の時間単位毎の前記内気温の積算値と前記予測値の統計情報との比較に基づいて、前記所定の期間において前記部屋に設置された暖房装置を作動させない第１期間と、前記所定の期間において前記暖房装置を作動させる第２期間とを決定することによって、前記内気温の制御計画を生成する生成部と、
   前記制御計画を実行させるための制御指示を、前記内気温を制御する制御装置に送信する制御指示部と
   を有することを特徴とする情報処理装置。
2. 前記取得部は、
   気象データ提供装置からメッシュ予報を受信し、
   前記メッシュ予報を参照することによって、前記部屋が存在するエリアの所定の期間における外気温の時系列情報を取得し、
   予め設定された前記外気温と前記内気温との対応関係に基づいて、前記外気温の時系列情報に対応する前記内気温の前記予測値の時系列情報を取得する
   ことを特徴とする、請求項１に記載の情報処理装置。
3. 前記算出部は、
   前記予測値の時系列情報に基づいて、前記所定の期間における前記予測値の統計情報を算出し、
   前記生成部は、
   前記所定の期間における前記統計情報が前記設定値よりも大きいと判定された場合、前記所定の期間に対し、前記暖房装置を作動させずに内気温を制御する制御方法を設定し、
   前記所定の期間における前記予測値の統計情報が前記設定値以下であると判定された場合、前記複数の時間帯の各々について、暖房装置を作動させるか否かを決定する処理を実行する
   ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の情報処理装置。
4. 前記制御方法は、
   前記部屋の中に設置され、前記内気温を制御する複数の装置の各々に優先順位を設定し、
   前記優先順位に基づいて、複数の装置の中から稼働させる装置を選択し、
   前記選択した装置の稼働によって前記内気温の温度制御の効果がないと判定された場合に、前記優先順位に基づいて、複数の装置の中から新たに稼働させる装置を選択することを含む、請求項３に記載の情報処理装置。
5. 前記生成部は、
   前記所定の期間のうちで前記予測値の統計情報が前記設定値よりも大きいと判定された期間を、前記第１期間と決定し、
   前記所定の期間のうちで前記予測値の統計情報が前記設定値以下であると判定された期間を、前記第２期間と決定する
   ことを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載の情報処理装置。
6. 前記統計情報は、前記所定の期間における前記予測値の平均値または積算値であることを特徴とする、請求項１～５のいずれか１項に記載の情報処理装置。
7. 情報処理装置と、
   前記情報処理装置に接続され、作物を栽培する部屋の内気温を制御する制御装置と、
   を有し、
   前記情報処理装置は、
   所定の期間における、作物を栽培する部屋の内気温の予測値の時系列情報を取得する取得部と、
   前記予測値の時系列情報から前記予測値の統計情報を算出する算出部と、
   前記作物の種別に応じて設定された所定の期間における所定の時間単位毎の前記内気温の積算値と前記予測値の統計情報との比較に基づいて、前記所定の期間において前記部屋に設置された暖房装置を作動させない第１期間と、前記所定の期間において前記暖房装置を作動させる第２期間とを決定することによって、前記内気温の制御計画を生成する生成部と、
   前記制御計画を実行させるための制御指示を、前記内気温を制御する制御装置に送信する制御指示部と
   を含むことを特徴とする情報処理システム。
8. 情報処理装置によって実行される情報処理方法であって、
   所定の期間における、作物を栽培する部屋の内気温の予測値の時系列情報を取得し、
   前記予測値の時系列情報から前記予測値の統計情報を算出し、
   前記作物の種別に応じて設定された所定の期間における所定の時間単位毎の前記内気温の積算値と前記予測値の統計情報との比較に基づいて、前記所定の期間において前記部屋に設置された暖房装置を作動させない第１期間と、前記所定の期間において前記暖房装置を作動させる第２期間とを決定することによって、前記内気温の制御計画を生成し、
   前記制御計画を実行させるための制御指示を、前記内気温を制御する制御装置に送信する
   ことを特徴とする情報処理方法。
9. 情報処理装置に、
   所定の期間における、作物を栽培する部屋の内気温の予測値の時系列情報を取得する処理と、
   前記予測値の時系列情報から前記予測値の統計情報を算出する処理と、
   前記作物の種別に応じて設定された所定の期間における所定の時間単位毎の前記内気温の積算値と前記予測値の統計情報との比較に基づいて、前記所定の期間において前記部屋に設置された暖房装置を作動させない第１期間と、前記所定の期間において前記暖房装置を作動させる第２期間とを決定することによって、前記内気温の制御計画を生成する処理と、
   前記制御計画を実行させるための制御指示を、前記内気温を制御する制御装置に送信する処理と
   を実行させるためのプログラム。

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