JP7433747B2 - 農業支援システム - Google Patents
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Description
本発明は、このような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、施設内に設けた区画毎又は施設毎に、作物の生長をコントロールすることができる農業支援システムの提供を目的とする。
の繁茂状態又はしおれ状態を演算する管理 装置と、を備え、前記環境制御装置は、前記区画毎に環境を制御できる区画制御装置を含み、前記管理装置は、前記区画毎に得られた繁茂状態又はしおれ状態に基づいて、前記環境 制御装置に指令を出せるものであって、前記作物の生育に関して重視する重視項目であって作物の収量又は糖度を含む重視項目を入力する入力部を備え、前記管理装置は、前記入力部に入力された前記重視項目に基づいて、前記環境制御装置 に対して前記環境の変更を指令する構成とされており、前記管理装置は、前記生体情報において環境を変化させる必要があるか否かを判断し、 前記繁茂状態が閾値以下またはしおれ状態が閾値よりも大きい場合は生体情報における環境の変更を実行し、繁茂状態が閾値よりも大きいまたはしおれ状態が閾値以下の場合は前記重視項目に応じた環境を設定する。
前記環境制御装置は、前記作物への潅水を制御する潅水装置及び前記作物への肥料を制御する施肥装置のいずれかを含んでいる。
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態における農業支援システムを示している。農業支援システムは、施設園芸、植物工場等の施設における農業を支援するシステムである。
まず、施設園芸の施設(施設園芸施設)を例にとり、施設について説明する。
環境制御装置20は、天窓装置20aと、側窓装置20bとを含んでいる。天窓装置20aは、フレーム12の上部に開閉自在に設けられた窓部(本体)31と、窓部を開閉する開閉機構とを含んでいる。
天窓装置20aの開閉機構は、窓部31に連結されたワイヤ、シャフト等の稼働部材を含んでいる。天窓装置20aの稼働部材を操作したり、電気信号によって電動モータ等の第1駆動装置41を駆動することにより、窓部31の開度を変更することができる。例えば、天窓装置20aの制御盤に設けられたスイッチ等の操作部材を操作すれば、第1駆動装置41が駆動し、当該第1駆動装置41の駆動により窓部31を開閉することができる。
例えば、換気扇20cの制御盤に設けられたスイッチ等の操作部材を操作することによって、第3駆動装置43を駆動させることができ、操作部材の操作量等によってファンの回転数を変更することができる。その結果、換気扇20cによって、ハウス10内の強制換気を行うことができ、ハウス10内の温度、湿度、二酸化炭素の濃度等の環境を制御することができる。
例えば、循環扇20dの制御盤に設けられたスイッチ等の操作部材を操作することによって、第4駆動装置44を駆動させることができ、操作部材の操作量等によってファンの回転数を変更することができる。その結果、循環扇20dによって、ハウス10内に強制的に気流を発生することができ、ハウス10内の風向及び風速(空気流動)の環境を制御することができる。
環境制御装置20は、熱交換装置20fを含んでいる。熱交換装置20fはハウス10の温度を変更可能な装置であり、例えば、ヒートポンプ構成されている。ヒートポンプ(熱交換装置)20fは、ハウス10内に設置されていて、ハウス10内に熱源(温風)を供給する装置である。ヒートポンプ20fは、少なくとも2つのファンを有する温風発生装置と、温風発生装置を駆動する電動モータ等の第6駆動装置46を含んでいる。温風発生装置は、外気を取り入れて熱交換をすることによって温風を発生させる。
環境制御装置20は、噴霧装置20gを含んでいる。噴霧装置20gは、ハウス10内に設置されていて、当該ハウス10内にミスト等を噴霧する装置である。噴霧装置20gは、ミスト等を噴霧するノズル34と、ノズル34に接続された管材と、管材に水等を供給する第7駆動装置47とを含んでいる。第7駆動装置47は、管材に水を供給するポンプ、又は/及び、管材の中途部に設けられた開閉弁である。第7駆動装置47がポンプである場合は、当該ポンプの吐出量を変更することでノズル34から噴射されるミスト等の噴射量を設定することができる。或いは、第7駆動装置47が開閉弁である場合は、当該開閉弁の開度を変更することでノズル34から噴射されるミスト等の噴射量を設定することができる。
環境制御装置20は、二酸化炭素供給装置20hを含んでいる。二酸化炭素供給装置20hは、ハウス10内に設置されていて、当該ハウス10内に強制的に二酸化炭素を供給する装置である。二酸化炭素供給装置20hは、燃料を燃焼させることで二酸化炭素を発生させる燃焼部と、燃焼部で発生した二酸化炭素を送り出すファンと、燃焼部及び/又はファンを駆動する第8駆動装置48とを含んでいる。第8駆動装置48は、燃焼部における二酸化炭素の燃焼(燃焼部に供給する燃料の供給量等)を制御したり、ファンの回転数等を制御する。
環境制御装置20は、施肥装置20jを含んでいる。施肥装置20jは、ハウス10内に設置されていて、ハウス10内に設けられた区画80に肥料等を供給する装置である。施肥装置20jは、肥料を貯留するケースとケース内の肥料を区画80に供給する供給装置とを含んでいる。供給装置を作動させることで、区画80に肥料を供給することができる。供給装置は、肥料を繰り出す繰り出し部と、繰り出し部を作動させる電動モータとを含んでいて、電動モータの回転数等を変えることで施肥量を調整することができる。
なお、上述した実施形態では、環境制御装置20は、天窓装置20a、側窓装置20b、換気扇20c、循環扇20d、カーテン20e、ヒートポンプ20f、噴霧装置20g、二酸化炭素供給装置20h、潅水装置20i、施肥装置20jを含んでいたが、全てを含む必要は無く、少なくとも1つを含んでいればよい。また、天窓装置20a、側窓装置20b、換気扇20c、循環扇20d、カーテン20e、ヒートポンプ20f、噴霧装置20g、二酸化炭素供給装置20h、潅水装置20i、施肥装置20jのそれぞれには制御盤が設けられていたが、複数の装置に共通する制御盤(総合制御盤)を設けてもよい。
図2Aに示すように、生育演算部51bは、撮像装置51aが撮像した撮像画像に基づいて、ハウス10内で生育している作物の繁茂状態を演算する。生育演算部51bは、撮像装置51aが撮像した撮像画像の中から作物に対応する画像(作物画像)を抽出し、撮像画像に対する作物画像の割合を数値化し、数値化した値を、繁茂状態を示す値(繁茂指数)とする。例えば、繁茂指数が大きい場合は、繁茂状態が良好に進み、繁茂指数が小さい場合は、生育が未熟であることを示している。なお、繁茂状態の求め方は、上述した実施形態に限定されない。
通信装置53は、施設園芸施設1(ハウス10)の機器と外部とを接続する装置であって、有線又は無線等によって管理装置52Aに接続可能である。即ち、通信装置53と管理装置52Aとは、様々なデータ(情報)を互いに送受信可能である。
図3に示すように、駆動情報とは、環境制御装置20が環境を制御したときの当該環境制御装置20の駆動に関する情報である。駆動情報とは、例えば、天窓装置20aの窓部31の開度、側窓装置20bの窓部32の開度、換気扇20cの風量、風向、循環扇20dの風量、風向、カーテン20eの遮光部33の位置、開閉の有無、ヒートポンプ20fの温風の温度、風量、噴霧装置20gの噴射量、二酸化炭素供給装置20hの二酸化炭素の供給量、濃度、潅水装置20iの水量(潅水量)、施肥装置20jの施肥量等である。環境情報とは、環境検出装置50によって検出された温度、湿度、日射量、二酸化炭素、風速等である。したがって、通信装置53は、環境制御装置20が環境を制御したとき(当該環境制御装置20が駆動したとき)の駆動情報、環境検出装置50によって検出した環境情報(温度、湿度、日射量、二酸化炭素、風速等)を取得することができる。
図4A~図4Cは、表示装置55Aに表示した環境情報と生体情報とを表示した生育環境画面M1の一例を示している。図4A~図4Cに示すように、生育環境画面M1は、生体情報を表示する状態表示部56aと、環境情報を表示する環境表示部56bとを含んでいる。状態表示部56a、環境表示部56bは縦又は横に並べられていて、時間軸のスケールはそれぞれ互いに対応しており、同一の時間を見ると、生体情報、環境情報との関係が把握できるようになっている。
図4Bに示すように、表示装置55Aは、状態表示部56aに層別LAIを時系列で表示する。また、表示装置55Aは、環境表示部56bに、層別LAIの時刻又は日付等に関連(対応)させて、温度、湿度、CO2濃度等の環境情報を、数値、グラフ等で表示する。
したがって、表示装置55Aは、環境情報と生体情報とを関連させて表示するため、環境制御装置20によるハウス10内の環境を制御した結果と、作物の生体情報とを直接見比べることができ、生体情報に応じて環境制御装置20によるハウス10内の環境を自動又は手動で調整を行うことができる。
次に、環境制御装置20による環境の制御と、管理装置52Aとの関係について説明する。
さて、環境制御装置20は、生育検出装置51で検出した生体情報に基づいて、ハウス10内の環境を制御可能である。
例えば、生育検出装置51が検出したしおれ指数が予め定められた閾値よりも大きい場合、管理装置52Aは、潅水装置20iにて設定されている現在の潅水量を大きくする設定信号を第9駆動装置49に出力して潅水量を増加させる。
或いは、管理装置52Aは、第1駆動装置41、第2駆動装置42に設定信号を出力して、窓部31、32の開度を現在の値よりも増減させることで温度、湿度(飽差)、空気流動を変更する。或いは、管理装置52Aは、第3駆動装置43、第4駆動装置44に設定信号を出力して、換気扇20c、循環扇20dの風量を現在の値よりも増減することで、ハウス10内の空気流動の状態を変更する。或いは、管理装置52Aは、第7駆動装置47に設定信号を出力し、噴霧装置20gの噴射量を現在の値よりも増減することで、ハウス10内の湿度(飽差)を適正値に変更する。或いは、管理装置52Aは、ヒートポンプ20fの第6駆動装置46に設定信号を出力して、温風の供給量等を現在の値よりも増減することで、ハウス10内の温度を変更する。上述した実施形態では、光合成を促進するために、温度、湿度(飽差)、日射量、二酸化炭素、空気流動等について説明したが、具体的な方法は、一例であり限定されない。
なお、生体情報によるハウス10内の環境の変更を行うか否か(有効又は無効)の設定(生育環境制御の設定)は、例えば、端末57Aによる設定、環境制御装置20による設定、通信装置53による設定で行われるようにし、有効に設定されている場合のみ、環境制御装置20が管理装置52Aの設定信号に応じて設定値を変更することが好ましい。
なお、上述した管理装置52A、環境制御装置20による環境の制御は、同一の条件で検出した生体情報でなくてもよく様々な状況下で得られた生体情報に基づいて環境を制御している。これに代えて、管理装置52Aは、環境制御装置20は、同一の条件で検出した生体情報に基づいて、環境を制御してもよい。例えば、管理装置52Aは、同一の時刻又は時間帯における生体情報を参照し、同一の時刻又は時間帯における生体情報に基づいて環境を制御する。具体的な環境の制御は上述した実施形態と同様であるため説明を省略する。
また、生育検出装置51は、予め定められた条件に基づいて生体情報を検出し、環境制御装置20は、同一の条件で検出した生体情報に基づいて、環境を制御する。このため、同一の条件での生体情報の変化を把握することができ、同一の条件で環境を制御することで作物の生育を安定化させることができる。
生育検出装置51で検出された生体情報から得られた作物の生長を演算する生育演算部51bを備え、表示装置55Aは、生育演算部51bで得られた作物の生長を表示する。生育演算部51bによって簡単に作物の生長を求めることができ、表示装置55Aによって、求めた結果(作物の生長)を即座に確認することが可能である。
まず、ハウス10内の環境(温度、湿度、日射量、二酸化炭素、風速等)について、作業者等が表示装置55Aを用いて設定する。例えば、表示装置55Aは、温度、湿度、日射量、二酸化炭素、風速等の環境(環境設定値)を入力する入力部を表示し、入力部に入力された値を環境設定値に設定する。表示装置55A等で設定された環境設定値は、管理装置52Aに送信される。なお、上述した実施形態では、作業者が表示装置55Aを用いて環境設定値を設定しているが、管理装置52Aや端末57Aが自動的にハウス10に対応して環境設定値を設定してもよい。また、時刻毎に環境設定値を設定できるようにしてもよい。
管理装置52Aは、現在の環境(環境現在値)を環境検出装置50から取得して、環境現在値と環境設定値とを比較する。管理装置52Aは、環境現在値と環境設定値との偏差が所定以上である場合(乖離している場合)、第1駆動装置41、第2駆動装置42に設定信号を出力して、窓部31、32の開度を現在の値よりも変更することで温度、湿度(飽差)の偏差を小さくする。或いは、管理装置52Aは、環境現在値と環境設定値との偏差が所定以上である場合、第3駆動装置43、第4駆動装置44に設定信号を出力して、換気扇20c、循環扇20dの風量を現在の値よりも増減することで、風速の偏差を小さくする。或いは、管理装置52Aは、環境現在値と環境設定値との偏差が所定以上である場合、第7駆動装置47に設定信号を出力し、噴霧装置20gの噴射量を現在の値よりも増減することで、ハウス10内の湿度(飽差)の偏差を小さくする。或いは、管理装置52Aは、環境現在値と環境設定値との偏差が所定以上である場合、ヒートポンプ20fの第6駆動装置46に設定信号を出力して、温風の供給量等を現在の値よりも増減することで、ハウス10内の温度の偏差を小さくする。上述した実施形態では、環境現在値が環境設定値に一致するように、温度、湿度(飽差)、日射量、二酸化炭素、空気流動等を変更する方法について説明したが、具体的な方法は、一例であり限定されない。
[第2実施形態]
図6は、第2実施形態における農業支援システムを示している。第2実施形態において、第1実施形態と同じ構成は説明を省略する。
端末57Bが管理装置52Aにログインをした後、端末57Bから作業内容の入力要求があった場合、管理装置52Aは、図7に示すように、端末57Bの表示装置55Bに入力画面M5を表示させる。入力画面M5は、時間入力部61と、作業入力部62とを含んでいる。時間入力部61には、作業を行った日付、時刻等を入力することが可能である。作業入力部62に作業内容を入力することが可能である。作業入力部62には、予め管理装置52Aに登録されている作業内容の一覧が表示され、一覧の中から所定の作業内容を選択することで当該作業入力部62に作業内容を入力することができる。
図8A~図8Cは、表示装置55Bに表示した環境情報と生体情報とを表示した生育環境画面M6の一例を示している。図8A~図8Cに示すように、生育環境画面M6は、状態表示部56aと、環境表示部56bと、作業表示部56dを含んでいる。作業表示部56dは、作業内容を表示する部分であって、管理装置52Aの記憶部54に記憶されている作業内容を時刻又は日付等に対応させて表示する。例えば、作業表示部56dは、収穫、適葉、摘果、整枝等の開始時刻又は開始日から、終了時刻又は終了日までの区間を矩形等のバーで表示する。
図8Aに示すように、表示装置55Bは、状態表示部56aに繁茂指数、環境表示部56bに温度、日射量、CO2濃度等の環境情報、作業表示部56dに作業内容を表示する。ここで、表示装置55Bは、作業内容に手入れ作業が含まれる場合、手入れ作業前の環境情報と、手入れ作業後の環境情報とを区別して表示する。例えば、表示装置55Bは、環境表示部56bにおいて、手入れ作業の開始時刻又は開始日よりも、前の時刻又は日である部分に手入れ作業前の環境情報である旨を示す表示を行い、手入れ作業の終了時刻又は終了日よりも、後の時刻又は日である部分に手入れ作業後の環境情報である旨を示す表
示を行う。或いは、表示装置55Bは、手入れ作業の開始時刻又は開始日と、終了時刻又は終了日との区間(手入れ区間)を、環境表示部56bに表示することで、手入れ作業の前又は後を区別する。
図8Cに示すように、表示装置55Bは、状態表示部56aにしおれ指数を表示し、環境表示部56bに温度、湿度、潅水量、施肥量等の環境情報を表示し、作業表示部56dに作業内容を表示する。
光合成を促進するための環境を変化させる場合、管理装置52Aは環境制御装置20に対して設定信号を出力する。なお、光合成を促進するための環境の変化の方法は、上述した実施形態と同様であるため説明を省略する。
例えば、管理装置52Aは、第1駆動装置41、第2駆動装置42に設定信号を出力して、窓部31、32の開度を現在の値よりも増減させることで、ハウス10内の温度を、果実に転流の進む領域に設定する。
以上、農業支援システムによれば、環境制御装置20と、作業取得部60とを備えている。これによれば、環境制御装置20は、手入れ作業に基づいて環境の制御が可能となる。つまり、環境制御装置20によって、収穫、適葉、摘果、整枝等の手入れ作業中、手入れ作業後等の温度、湿度、光、CO2濃度、風向及び風速(空気流動)、潅水量、施肥量等を変更することができる。例えば、手入れ作業前、手入れ作業中、手入れ作業後の様々な作業に応じて、環境制御装置20による環境を制御した場合は、精密に作物の生長を促進することができる。例えば、収穫、適葉、摘果、整枝等を行った後での環境の調整することで、栄養成長、生殖成長のどちらかに重点を置きながら作物を生長させることができる
また、農業支援システムによれば、表示装置55Bは、手入れ作業前の環境情報と、手入れ作業後の環境情報とを区別して表示する。このため、手入れ作業前の環境情報と、手入れ作業後の環境情報とを見比べながら、環境を変化させることができる。
図24A、図24B等に示したように、表示装置55Bが、修正前の生体情報(L11,L12、K13、L21、L22、L23)と、修正後の生体情報(L14、L24)を表示してもよい。
[第3実施形態]
図9は、第3実施形態における農業支援システムを示している。第3実施形態において、第1実施形態又は第2実施形態と同じ構成は説明を省略する。また、第3実施形態は、第1実施形態及び第2実施形態のそれぞれに適用可能である。また、第3実施形態に、第1実施形態及び第2実施形態の両方を適用してもよい。
さて、管理装置52Aは、第1取得部71と、第2取得部72とを有している。第1取得部71及び第2取得部72は、管理装置52Aに設けられた電気・電子部品、プログラム等から構成されている。
例えば、端末57Cを管理装置52Aに接続し、当該端末57C等を用いて作物名、作物の品種、地域等を予め登録する。第1取得部71は、作物名、作物の品種、地域の登録後、当該管理装置52Aに登録された作物名に対応する作物、品種に一致する市場価格を、登録された地域別に取得する。第1取得部71が取得した市場価格は、作物名、品種、地域毎に記憶部54に記憶される。
また、図12Bに示すように、表示装置55Cは、市場価格の推移P1、積算収穫量の推移P2、目標収量の推移P3に加えて、利益の推移P4、実際の積算収穫量の推移P5、補正の積算収穫量P6を経営管理画面M9に表示してもよい。説明の便宜上、積算収穫量の推移P2のことを「予測推移P2」、実際の積算収穫量の推移P5のことを「実績推移P5」、補正の積算収穫量P6のことを「修正推移P6」という。
まず、管理装置52Aは、現在から先(将来)について、CO2濃度、気温の目標値等の予定環境を複数作成(複数用意)する。管理装置52Aの生長予測部65は、複数の予定環境を用いて、それぞれの予定環境に対応する修正推移P6を求める。複数の修正推移P6が求めた後、管理装置52Aは、将来の価格推移P1とそれぞれの修正推移P6とに基づいて、売上金額を求め、売上金額からコスト(経費)を差し引くことで利益を算出する。管理装置52Aは、最も利益が高い修正推移P6に示された予定環境を、環境制御装置20に送信する。環境制御装置20は、環境検出装置50によって検出された環境情報が、修正推移P6に示された予定環境に一致するように設定値を変更する。なお、上述した実施形態では、環境制御装置20は、環境検出装置50によって検出された環境情報が、修正推移P6に示された予定環境に一致するように設定値を変更していたが、これに代え、管理装置52Aが環境検出装置50によって検出された環境情報を、通信装置53を介して取得し、取得した環境情報が予定環境に一致するように所定の環境制御装置20に設定信号を送信することで、ハウス10内の環境を制御してもよい。
表示装置55Cは、市場情報として市場価格の推移を示す価格推移と、予測情報として生長の推移とを同一の画面で示す。これによれば、価格推移と生長の推移との比較が行い易い。
[第4実施形態]
図13は、第4実施形態における農業支援システムを示している。第4実施形態において、第1実施形態~第3実施形態と同じ構成は説明を省略する。また、第4実施形態は、第1実施形態、第2実施形態、第3実施形態のそれぞれに適用可能である。また、第4実施形態に、第1実施形態~第3実施形態を適用してもよい。
管理装置52Bは、複数の施設園芸施設1を管理する装置である。管理装置52Bは、複数の施設園芸施設1に接続可能である。即ち、管理装置52Bは、複数の施設園芸施設1の通信装置53に接続可能である。管理装置52Bは、施設園芸施設1毎に情報を記憶する記憶部90を有している。
例えば、2つのハウス10A、10Bがあった場合、記憶部90は、ハウス10Aに対応する施設識別情報、ハウス10Aに設けられた生育検出装置51から得られた生体情報、ハウス10Aの環境情報を対応付けて記憶している。また、記憶部90は、ハウス10Bに対応する施設識別情報、ハウス10Bに設けられた生育検出装置51から得られた生体情報、ハウス10Bの環境情報を対応付けて記憶している。
図15に示すように、管理装置52Bは、ハウス10Aの通信装置53Aに、環境情報及び生体情報の送信の要求を行う(S1)。ハウス10Aの通信装置53Aは、管理装置52Bの要求に応じて、ハウス10内の環境検出装置50が検出した環境情報を、当該管理装置52Bに送信する(S2)。また、ハウス10Aの通信装置53Aは、ハウス10Aの生育検出装置51が検出した撮像画像、繁茂指数、葉面積指数、しおれ指数等の生体情報を当該管理装置52Bに送信する(S3)。管理装置52Bは、ハウス10Aの通信装置53Aから送信された環境情報及び生体情報を記憶する(S4)。なお、ハウス10Aの通信装置53Aは、当該通信装置53Aに割り当てられた施設識別情報を、環境情報及び生体情報と共に管理装置52Bに送信することが好ましい。
農業支援システムは、表示装置55Dを備えている。表示装置55Dは、環境情報と生体情報とを関連付けて表示することが可能な装置である。表示装置55Dは、管理装置52Bに接続可能な端末57Dのモニタである。端末57Dは、パーソナルコンピュータ等の固定端末、タブレット、スマートフォン、PDA等の携帯端末である。
管理装置52Bは、施設園芸施設1毎に環境制御装置20に対して環境の変更を指令可能である。即ち、管理装置52Bは、ハウス10Aの環境制御装置20と、ハウス10Bの環境制御装置20とに独立して別々に指令を行うことができる。
まず、ハウス10A、10B毎の環境(温度、湿度、日射量、二酸化炭素、風速等)について、作業者等が表示装置55Dを用いて設定する。例えば、表示装置55Dは、温度、湿度、日射量、二酸化炭素、風速等の環境(環境設定値)を入力する入力部をハウス10A、10B毎に表示し、ハウス10A、10B毎の入力部に入力された値をハウス10A、10B毎の環境設定値に設定する。表示装置55D等で設定された環境設定値は、管理装置52Bに送信される。なお、上述した実施形態では、作業者が表示装置55Dを用いて環境設定値を設定しているが、管理装置52Bや端末57Aが自動的にハウス10A、10B毎に対応して環境設定値を設定してもよい。また、時刻毎に環境設定値を設定できるようにしてもよい。
例えば、ハウス10A及びハウス10Bのうち、ハウス10Aの生育検出装置51が検出したしおれ指数が予め定められた閾値よりも大きい場合、管理装置52Bは、ハウス10Aの潅水装置20iにて設定されている現在の潅水量を大きくする設定信号を、ハウス10Aの第9駆動装置49に出力して潅水量を増加させる。
図17Bは、表示装置55Dに表示した条件設定画面M13を示している。条件設定画面M13は、重視項目を設定する画面である。図17Bに示すように、条件設定画面M13は、施設識別情報等の施設情報を入力する入力部(施設情報入力部)81と、重視項目を入力する入力部(重視項目入力部)82とを有している。入力部82には、予め登録された重視項目の一覧が表示され、表示された一覧から所定の重要項目を選択可能である。
条件設定画面M13にて設定された施設情報及び重視項目は、端末57Dを介して管理装置52Bに送信され、当該管理装置52Bは、端末57Dから送信された施設情報及び重視項目を記憶部90に記憶する。重視項目と環境制御装置20の設定値とは、当該重視項目に応じて予め設定されている。例えば、天窓装置20a、側窓装置20b、換気扇20c、循環扇20d、カーテン20e、ヒートポンプ20f、噴霧装置20g、二酸化炭素供給装置20h、潅水装置20i、施肥装置20jの設定値が、重視項目と対応してそれぞれ設定されている。設定値は、収穫重視である場合は収穫が上がる値に決められ、糖度重視である場合は糖度が上がる値に決められ、省エネ重視は消費するエネルギーが小さくなる値に決められている。なお、収穫重視、糖度重視、省エネ重視の設定値は、過去の実績から自動的に設定してもよいし、作業者等が予め端末57Dを用いて、収穫重視、糖度重視、省エネ重視の設定値を管理装置52Bに手動で登録してもよく方法は限定されない。
なお、管理装置52Bは、重要項目に応じて環境を変更する場合と生体情報に応じて環境を変更する場合との両方を用いて環境制御装置20を制御してもよい。例えば、管理装置52Bは、生体情報において環境を変化させる必要があるか否かを判断し、環境を変化させる必要がある場合(例えば、繁茂指数が閾値以下、しおれ指数が閾値より大きい等)は生体情報における環境の変更を実行し、環境を変化させる必要が無い場合(繁茂指数が閾値よりも大きい、しおれ指数が閾値以下等)は重要項目に応じた環境を設定する。
例えば、施設園芸施設1の設置状況(北向き、南向き、西向き、東向き)が異なる場合には、設置状況に応じて施設園芸施設1毎に環境を変えながら作物の生長をコントロールすることができる。
また、表示装置55Dは、施設園芸施設1毎に得られた生体情報及び環境情報を表示する。これによれば、施設園芸施設1の作物の状態と環境情報とを把握することができる。
図19に示すように、区画80とは、ハウス10内において、作物の生育する区切られた区域であって、ハウス10内には所定の間隔で複数の区画80が配置されている。複数の区画80には、潅水装置20iが接続されていて、区画毎に潅水を行うことが可能である。また、複数の区画80には、施肥装置20jが接続されていて、区画毎に施肥を行うことが可能である。図20に示すように、複数の区画80には、区画を識別する区画識別情報又は区画識別情報に対応する区画の名称等の区画情報が割り当てられ、割り当てられた区画情報は記憶部90に記憶されている。また、図20に示すように、施設情報と区画情報とは予め対応付けられていて、例えば、KA-00010には、SP01~SP10が対応付けられて記憶部90に記憶され、KA-00020には、SP21~SP30が対応付けられて記憶部90に記憶されている。したがって、記憶部90における施設識別情報と区画識別情報とを見ると、KA-00010に対応するハウス10Aには、SP01~SP10で示される10個の区画80が配置され、KA-00020に対応するハウス10Bには、SP21~SP30で示される10個の区画80が配置されていることを把握することができる。なお、施設情報と区画情報との関係は、端末57D等を用いて予め管理装置52Bに登録することができる。
生育演算部51bが繁茂指数、LAI、しおれ指数等の生体情報を求めた後は、管理装置52Bの記憶部90は、繁茂指数、LAI、しおれ指数等と区画識別情報等とを対応付けて記憶する。また、管理装置52Bは、通信装置53から送信された環境情報も記憶する。つまり、管理装置52Bは、区画80に対応した生体情報と環境情報との両方を取得して、記憶部90に記憶することができる。なお、記憶部90は、区画画像と区画識別情報等とを対応付けて記憶してもよい。
例えば、第1区画80aのしおれ指数が予め定められた閾値よりも大きい場合、管理装置52Bは、第1区画80aへの潅水量を現在よりも大きくする設定信号を、通信装置53を介して潅水装置20iに送信する。潅水装置20iは、管理装置52Bから送信された設定信号を受信すると、第1区画80aへの潅水量を上昇させる。
管理装置52Bは、区画80毎に得られた環境情報に基づいて環境を変更してもよい。この場合、区画80毎に環境情報を検出する環境検出装置50を設ける。区画80毎の環境(温度、湿度、日射量、二酸化炭素、風速等)は、表示装置55Dを用いて設定可能である。例えば、表示装置55Dは、温度、湿度、日射量、二酸化炭素、風速等の環境(環境設定値)を入力する入力部を第1区画80a、第2区画80b毎に表示し、第1区画80a、第2区画80b毎の入力部に入力された値を第1区画80a、第2区画80b毎の環境設定値に設定する。表示装置55D等で設定された環境設定値は、管理装置52Bに送信される。なお、上述した実施形態では、作業者が表示装置55Dを用いて環境設定値を設定しているが、管理装置52Bや端末57Aが自動的に第1区画80a、第2区画80b毎に対応して環境設定値を設定してもよい。また、時刻毎に環境設定値を設定できるようにしてもよい。
区画80毎に環境を制御する場合において、管理装置52Bは、区画80毎の環境現在値と生体情報との両方に基づいて、環境制御装置20を制御してもよい。例えば、所定の区画80において、生育検出装置51で検出した生体情報(繁茂状態が閾値から外れている場合、管理装置52Bは、所定の区画80の環境現在値を参照し、当該所定の区画80の環境現在値を変更できる状態であれば、生体情報が閾値を満たすように環境を変更する。一方、生育検出装置51で検出した生体情報が閾値から外れている場合であっても、所定の区画80の環境現在値が変更できる状態でなければ、環境を変更しない。つまり、管理装置52Bは、生体情報を基づく制御を行う場合に環境現在値を考慮した制御を実行する。
さて、管理装置52Bは、区画80毎に重視項目を設定して環境を制御してもよい。
図22は、表示装置55Dに表示した条件設定画面M15を示している。図22に示すように、条件設定画面M15は、入力部(区画情報入力部)83を除き、上述した条件設定画面M13と同じである。条件設定画面M13と異なる構成について説明する。条件設定画面M15は、区画情報を入力する入力部83を備えている。例えば、入力部83にSP01が入力され、入力部82に収穫重視が入力されると、第1区画80Aは収穫重視に設定される。同様に、入力部83にSP02が入力され、入力部82に糖度重視が入力されると、区画80Bは糖度重視に設定される。
なお、管理装置52Bは、重要項目に応じて環境を変更する場合と生体情報に応じて環境を変更する場合との両方を用いて区画制御装置を制御してもよい。例えば、管理装置5
2Bは、生体情報において環境を変化させる必要があるか否かを判断し、環境を変化させる必要がある場合(例えば、繁茂指数が閾値以下、しおれ指数が閾値より大きい等)は生体情報における環境の変更を実行し、環境を変化させる必要が無い場合(繁茂指数が閾値よりも大きい、しおれ指数が閾値以下等)は重要項目に応じた環境を設定する。
また、上述した施設変換部85による変換方法は、一例であり限定されず、例えば、区画80に対応する指数(繁茂指数、層別LAI、しおれ指数)の下限値又は上限値、区画80に対応する潅水量、施肥量をハウス10の代表値にしてもよいし、その他の方法であってもよい。
以上によれば、管理装置52Bは、施設園芸施設1の区画80毎に、生育検出装置51で検出した生体情報と、環境検出装置50により検出された環境情報とを取得する。これによれば、作物の生体情報と、環境情報との関係を区画80毎に把握しながら、区画80毎に作物の生長をコントロールすることができる。
農業支援システムは、区画80毎を施設に変換する施設変換部85を備え、管理装置52Bは、施設変換部85によって施設に変換された生体情報に基づいて、環境制御装置20に対して環境の変更を指令する。区画80毎を、施設園芸施設1の単位に切り換えることができ、施設園芸施設1の単位で環境を変更しつつ作物を生育することができる。
以上、本発明について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
20 環境制御装置
20e カーテン(日射制御装置)
20h 二酸化炭素供給装置
20f ヒートポンプ(熱交換装置)
20j 施肥装置
50 環境検出装置
51 生育検出装置
52A 管理装置
52B 管理装置
55A 表示装置
55B 表示装置
55C 表示装置
55D 表示装置
82 入力部(重視項目入力部)
85 施設変換部
Claims (1)
- 作物を生育する区画が複数存在する施設に対して、
施設の環境を示す環境情報を、
前記施設に複数存在する区画毎に検出する環境検出装置と、
前記区画に設けられ且つ作物の生体情報を前記区画毎に検出する生育検出装置と、
前記施設に設けられ且つ前記環境を制御する環境制御装置と、
区画毎に抽出した生体情報を用いて、区画毎の繁茂状態又はしおれ状態を演算する管理
装置と、を備え、
前記環境制御装置は、前記区画毎に環境を制御できる区画制御装置を含み、
前記管理装置は、前記区画毎に得られた繁茂状態又はしおれ状態に基づいて、前記環境
制御装置に指令を出せるものであって、
前記作物の生育に関して重視する重視項目であって作物の収量又は糖度を含む重視項目を入力する入力部を備え、
前記管理装置は、前記入力部に入力された前記重視項目に基づいて、前記環境制御装置
に対して前記環境の変更を指令する構成とされており、
前記管理装置は、前記生体情報において環境を変化させる必要があるか否かを判断し、
前記繁茂状態が閾値以下またはしおれ状態が閾値よりも大きい場合は生体情報における環境の変更を実行し、繁茂状態が閾値よりも大きいまたはしおれ状態が閾値以下の場合は前記重視項目に応じた環境を設定する農業支援システム。
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