JP7454554B2 - Cultivation control system, cultivation control device, cultivation control method, and cultivation control program - Google Patents

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Description

本開示は、植物の栽培制御技術に関する。 The present disclosure relates to plant cultivation control technology.

近年、気象条件の影響を受けずに植物栽培を行うために、室内環境において空気調和機と人工照明とを人為的に制御することで成長促進させる人工光型植物工場が注目されている。この人工光型植物工場では、作物の品質を安定させるために、栽培環境の室温、湿度、光量などの測定データを基に、空気調和機、人工照明などの環境制御機器、および水、肥料を供給する育成制御機器の動作を予め設定した育成プログラムにより自動制御することが多い。 In recent years, in order to cultivate plants without being affected by weather conditions, artificial light type plant factories have been attracting attention, which promote growth by artificially controlling air conditioners and artificial lighting in an indoor environment. In this artificial light plant factory, in order to stabilize the quality of crops, environmental control equipment such as air conditioners and artificial lighting, as well as water and fertilizers are adjusted based on measurement data such as room temperature, humidity, and light intensity in the cultivation environment. The operation of the supplied growth control equipment is often automatically controlled by a preset growth program.

ビニルハウスを用いた施設栽培においても、植物にとって最適な環境を可能な限り実現するために、ビニルハウス内外の温度、湿度、光量などの測定データをもとに、側窓、カーテンなどの環境制御機器、および水、肥料を供給する育成制御機器の動作を制御することがある。施設栽培でも作物の品質を安定させるために、予め設定された育成プログラムを用いて機器の動作を自動制御することが効率的である。しかしながら、施設栽培では気象条件に左右されやすく、同じ育成プログラムでも想定通りの栽培環境を実現できるとは限らない。そのため、育成プログラムは状況に応じて更新できることが望ましい。例えば特許文献1には、センサで育成具合を管理把握し、成長度合いに合わせた育成プログラム設定で環境をリモート制御することが記載されている。 Even in greenhouse cultivation, in order to create the optimal environment for plants as much as possible, environmental controls such as side windows and curtains are controlled based on measurement data such as temperature, humidity, and light intensity inside and outside the greenhouse. May control the operation of equipment and growth control equipment that supplies water and fertilizer. In order to stabilize the quality of crops even in facility cultivation, it is efficient to automatically control the operation of equipment using preset growth programs. However, facility cultivation is easily influenced by weather conditions, and even with the same cultivation program it is not always possible to achieve the expected cultivation environment. Therefore, it is desirable that the training program can be updated according to the situation. For example, Patent Document 1 describes that the state of growth is managed and grasped using sensors, and the environment is remotely controlled by setting a training program that matches the degree of growth.

しかし、上記特許文献1では、栽培環境に供給される光量に伴う供給熱が栽培環境の顕熱上昇に使われることについては検討されておらず、生長に適した栽培制御を実現する上で、更なる改善が必要とされていた。 However, in Patent Document 1, it is not considered that the heat supplied in accordance with the amount of light supplied to the cultivation environment is used to increase the sensible heat of the cultivation environment, and in realizing cultivation control suitable for growth, Further improvements were needed.

特開2017-143794号公報Japanese Patent Application Publication No. 2017-143794

上記課題を解決するために、本開示の一態様にかかる栽培制御システムは、
植物を育成する栽培環境に供給される光量を制御する光制御機器と、
前記植物の生長状態を検出する第1センサと、
前記光制御機器の動作仕様が定められた第1プログラムが格納された記憶部と、
前記第1プログラムに従い前記光制御機器の動作を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記第1センサにより検出された前記植物の生長状態に基づいて、前記光制御機器によって前記栽培環境に供給される光量に伴う供給熱が前記栽培環境の顕熱上昇に使われる度合を表す顕熱寄与度が低下したか否かを判定する判定処理部と、
前記顕熱寄与度が低下したと判定されると、前記光制御機器によって前記栽培環境に供給される光量が前記第1プログラムに比べて増加するように前記光制御機器の動作仕様が定められた第2プログラムを、栽培管理サーバから通信ネットワークを通じて取得して前記記憶部に保存する取得処理部と、
前記第2プログラムが取得されると、前記第1プログラムに代えて前記第2プログラムに従い前記光制御機器の動作を制御する機器制御部と、
を含むものである。
In order to solve the above problems, a cultivation control system according to one aspect of the present disclosure,
a light control device that controls the amount of light supplied to a cultivation environment in which plants are grown;
a first sensor that detects the growth state of the plant;
a storage unit storing a first program in which operational specifications of the light control device are defined;
a control device that controls the operation of the light control device according to the first program;
Equipped with
The control device includes:
Sensible heat representing the degree to which the supplied heat accompanying the amount of light supplied to the cultivation environment by the light control device is used to increase the sensible heat of the cultivation environment based on the growth state of the plant detected by the first sensor. a determination processing unit that determines whether the degree of contribution has decreased;
Operation specifications of the light control device are determined such that when it is determined that the sensible heat contribution has decreased, the amount of light supplied to the cultivation environment by the light control device is increased compared to the first program. an acquisition processing unit that acquires a second program from the cultivation management server through a communication network and stores it in the storage unit;
a device control unit that controls the operation of the light control device according to the second program instead of the first program when the second program is acquired;
This includes:

上記態様によれば、植物の生長に適した栽培制御を実現でき、作物の品質を安定させるシステムを提供できる。 According to the above aspect, it is possible to realize cultivation control suitable for plant growth and provide a system that stabilizes the quality of crops.

栽培管理サーバ及び第1実施形態における栽培制御システムの制御構成を模式的に示すブロック図である。2 is a block diagram illustrating a schematic control configuration of a cultivation management server and a cultivation control system in the first embodiment. FIG. 第1実施形態の栽培制御システムの動作手順例を概略的に示すフローチャートである。It is a flow chart which shows roughly an example of an operation procedure of a cultivation control system of a 1st embodiment. 栽培管理サーバ及び第2実施形態における栽培制御システムの制御構成を模式的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the control structure of the cultivation management server and the cultivation control system in 2nd Embodiment. 第2実施形態における培地重量計と植物体とを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the culture medium weighing scale and the plant body in 2nd Embodiment. 第2実施形態の栽培制御システムの動作手順例を概略的に示すフローチャートである。It is a flow chart which shows roughly an example of an operation procedure of a cultivation control system of a 2nd embodiment. 栽培管理サーバ及び第3実施形態における栽培制御システムの制御構成を模式的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the control structure of the cultivation management server and the cultivation control system in 3rd Embodiment. 第3実施形態の栽培制御システムの動作手順例を概略的に示すフローチャートである。It is a flow chart which shows roughly an example of an operation procedure of a cultivation control system of a 3rd embodiment. 栽培管理サーバ及び第4実施形態における栽培制御システムの制御構成を模式的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the control structure of the cultivation management server and the cultivation control system in 4th Embodiment. 第4実施形態の栽培制御システムの動作手順例を概略的に示すフローチャートである。It is a flow chart which shows roughly an example of an operation procedure of a cultivation control system of a 4th embodiment. 第4実施形態の栽培制御システムの動作手順例を概略的に示すフローチャートである。It is a flow chart which shows roughly an example of an operation procedure of a cultivation control system of a 4th embodiment. 栽培管理サーバ及び第5実施形態における栽培制御システムの制御構成を模式的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the control structure of the cultivation management server and the cultivation control system in 5th Embodiment. 第5実施形態の栽培制御システムの動作手順例を概略的に示すフローチャートである。It is a flow chart which shows roughly an example of an operation procedure of a cultivation control system of a 5th embodiment.

(本開示に係る一態様を発明するに至った経緯)
まず、本開示に係る一態様の着眼点が説明される。上記特許文献1では、育成槽内の環境状態が通信ネットワークを通じて育成管理サーバに送信されると、育成管理サーバ内で動作制御部の動作に関する育成プログラムが作成される。作成された育成プログラムはスマートフォンなどのコンピュータに送信されて記憶され、コンピュータは育成プログラムを切り替えて栽培機器を制御する。このように、上記従来の特許文献1では、栽培環境情報を基にして育成プログラムが作成され、栽培環境状態に応じて機器動作方法が更新されて栽培機器が制御されている。
(Circumstances leading to the invention of one aspect of the present disclosure)
First, the focus of one aspect of the present disclosure will be explained. In Patent Document 1, when the environmental condition in the growth tank is transmitted to the growth management server through the communication network, a growth program related to the operation of the operation control section is created within the growth management server. The created cultivation program is sent to and stored in a computer such as a smartphone, and the computer switches the cultivation program and controls the cultivation equipment. In this way, in the above-mentioned conventional Patent Document 1, a cultivation program is created based on cultivation environment information, and the cultivation equipment is controlled by updating the equipment operation method according to the cultivation environment state.

しかしながら、植物は、栽培時間の経過に従って生長するものであり、植物の生長状態が異なれば、同じ栽培環境状態であっても、同じ育成プログラムが適切であるとは限らない。例えば、植物の育成に必要な光を多く取り入れる際には、熱も多く取り入れられ栽培環境内の温度が上昇しやすいため、熱負荷を考慮した光制御を行うべきである。しかしながら、植物の生長状態が異なる場合、光供給量の増加に伴う栽培環境内の温度上昇は一律ではなく、同じ育成プログラムであっても適正な温度に保持できないこともあった。特に夏季、または熱帯、亜熱帯地域での施設栽培では、光供給量の増加に伴って、植物に障害が生じるほどの高温に達することもあった。このため、植物の生長状態に合わせて栽培環境を精緻に制御する必要があった。そこで、上記特許文献1では、上述のように、センサで育成具合を管理把握し、成長度合いに合わせた育成プログラム設定で栽培環境がリモート制御されている。 However, plants grow over time, and if the growth conditions of plants are different, the same growth program is not necessarily appropriate even under the same cultivation environment. For example, when taking in a lot of light necessary for growing plants, a lot of heat is also taken in and the temperature in the cultivation environment tends to rise, so light control should be performed in consideration of the heat load. However, when plants are in different growth states, the temperature in the cultivation environment does not rise uniformly due to an increase in the amount of light supplied, and even with the same growth program, it may not be possible to maintain the temperature at an appropriate level. Particularly in the summer, or in greenhouse cultivation in tropical and subtropical regions, the increased light supply can sometimes reach temperatures high enough to damage the plants. For this reason, it was necessary to precisely control the cultivation environment according to the growth state of the plants. Therefore, in Patent Document 1, as described above, the growth condition is managed and grasped using a sensor, and the cultivation environment is remotely controlled by setting a cultivation program that matches the growth degree.

しかしながら、上記特許文献1では、栽培環境に供給される光量に伴う供給熱が、栽培環境の顕熱上昇に使われるか否かについては、検討されていない。そのため、上記特許文献1では、植物の生長に適した栽培制御を実現することができず、作物の品質を安定化することができないという課題がある。そこで、本開示の発明者らは、栽培環境に供給される光量に伴う供給熱が栽培環境の顕熱上昇に使われる度合を表す顕熱寄与度について検討した。 However, in Patent Document 1, it is not considered whether or not the supplied heat accompanying the amount of light supplied to the cultivation environment is used to increase the sensible heat of the cultivation environment. Therefore, in Patent Document 1, there is a problem that cultivation control suitable for plant growth cannot be realized and the quality of crops cannot be stabilized. Therefore, the inventors of the present disclosure studied the sensible heat contribution degree, which represents the degree to which the supplied heat accompanying the amount of light supplied to the cultivation environment is used to increase the sensible heat of the cultivation environment.

栽培期間が経過して植物が生長すると、葉の数が増加し、栽培環境に占める葉の面積が増加する。葉の面積が増加すると、葉から蒸散する蒸散水量も増加する。その結果、栽培環境に供給される光量に伴う供給熱は、蒸散水の気化に、より多く使用される。言い換えると、栽培環境に供給される光量に伴う供給熱は、栽培環境の顕熱上昇以外に、より多く使われる。したがって、栽培環境に供給される光量に伴う供給熱が栽培環境の顕熱上昇に使われる度合を表す顕熱寄与度は、低下する。顕熱寄与度が低下すると、栽培環境に供給される光量を増加させても、栽培環境の温度上昇が抑制される。 As the cultivation period passes and the plant grows, the number of leaves increases and the area occupied by the leaves in the cultivation environment increases. As the leaf area increases, the amount of water transpiring from the leaf also increases. As a result, more of the supplied heat associated with the amount of light supplied to the cultivation environment is used for vaporizing the evaporated water. In other words, the supplied heat associated with the amount of light supplied to the cultivation environment is used more in addition to increasing the sensible heat of the cultivation environment. Therefore, the sensible heat contribution degree, which represents the degree to which the supplied heat associated with the amount of light supplied to the cultivation environment is used to increase the sensible heat of the cultivation environment, decreases. When the sensible heat contribution decreases, even if the amount of light supplied to the cultivation environment is increased, the temperature rise in the cultivation environment is suppressed.

一方、植物が生長すると、植物体の草勢を維持するために光合成を多く行い、同化産物を多く生成しなければならないため、より多くの光量が必要となる。したがって、顕熱寄与度が低下したときに、栽培環境に供給される光量を増加させると、栽培環境の温度上昇を抑制しつつ、植物の生長を更に促進することができる。その結果、植物の生長に適した栽培制御を実現でき、作物の品質を安定させるシステムを提供できる。以上の考察により、本開示の発明者らは、以下の本開示の各態様を想到するに至った。 On the other hand, as plants grow, they must carry out more photosynthesis and produce more assimilated products in order to maintain the plant's vigor, and therefore require more light. Therefore, if the amount of light supplied to the cultivation environment is increased when the contribution of sensible heat is reduced, the growth of plants can be further promoted while suppressing the temperature rise in the cultivation environment. As a result, it is possible to realize cultivation control suitable for plant growth and provide a system that stabilizes the quality of crops. Based on the above considerations, the inventors of the present disclosure have come up with the following aspects of the present disclosure.

本開示の第1態様にかかる栽培制御システムは、
植物を育成する栽培環境に供給される光量を制御する光制御機器と、
前記植物の生長状態を検出する第1センサと、
前記光制御機器の動作仕様が定められた第1プログラムが格納された記憶部と、
前記第1プログラムに従い前記光制御機器の動作を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記第1センサにより検出された前記植物の生長状態に基づいて、前記光制御機器によって前記栽培環境に供給される光量に伴う供給熱が前記栽培環境の顕熱上昇に使われる度合を表す顕熱寄与度が低下したか否かを判定する判定処理部と、
前記顕熱寄与度が低下したと判定されると、前記光制御機器によって前記栽培環境に供給される光量が前記第1プログラムに比べて増加するように前記光制御機器の動作仕様が定められた第2プログラムを、栽培管理サーバから通信ネットワークを通じて取得して前記記憶部に保存する取得処理部と、
前記第2プログラムが取得されると、前記第1プログラムに代えて前記第2プログラムに従い前記光制御機器の動作を制御する機器制御部と、
を含むものである。
The cultivation control system according to the first aspect of the present disclosure includes:
a light control device that controls the amount of light supplied to a cultivation environment in which plants are grown;
a first sensor that detects the growth state of the plant;
a storage unit storing a first program in which operational specifications of the light control device are defined;
a control device that controls the operation of the light control device according to the first program;
Equipped with
The control device includes:
Sensible heat representing the degree to which the supplied heat accompanying the amount of light supplied to the cultivation environment by the light control device is used to increase the sensible heat of the cultivation environment based on the growth state of the plant detected by the first sensor. a determination processing unit that determines whether the degree of contribution has decreased;
Operation specifications of the light control device are determined such that when it is determined that the sensible heat contribution has decreased, the amount of light supplied to the cultivation environment by the light control device is increased compared to the first program. an acquisition processing unit that acquires a second program from the cultivation management server through a communication network and stores it in the storage unit;
a device control unit that controls the operation of the light control device according to the second program instead of the first program when the second program is acquired;
This includes:

本開示の第2態様にかかる栽培制御方法は、
植物を育成する栽培環境に供給される光量を制御する光制御機器を備える栽培制御システムにおける栽培制御方法であって、
前記光制御機器の動作仕様が定められた第1プログラムに従い前記光制御機器の動作を制御し、
前記植物の生長状態を検出し、
検出された前記植物の生長状態に基づいて、前記光制御機器によって前記栽培環境に供給される光量に伴う供給熱が前記栽培環境の顕熱上昇に使われる度合を表す顕熱寄与度が低下したか否かを判定し、
前記顕熱寄与度が低下したと判定されると、前記光制御機器によって前記栽培環境に供給される光量が前記第1プログラムに比べて増加するように前記光制御機器の動作仕様が定められた第2プログラムを、栽培管理サーバから通信ネットワークを通じて取得して記憶部に保存し、
前記第2プログラムが取得されると、前記第1プログラムに代えて前記第2プログラムに従い前記光制御機器の動作を制御するものである。
The cultivation control method according to the second aspect of the present disclosure includes:
A cultivation control method in a cultivation control system comprising a light control device that controls the amount of light supplied to a cultivation environment for growing plants, the method comprising:
controlling the operation of the light control device according to a first program in which operation specifications for the light control device are defined;
detecting the growth state of the plant;
Based on the detected growth state of the plant, a sensible heat contribution indicating the degree to which the supplied heat associated with the amount of light supplied to the cultivation environment by the light control device is used to increase the sensible heat of the cultivation environment has decreased. Determine whether or not
Operation specifications of the light control device are determined such that when it is determined that the sensible heat contribution has decreased, the amount of light supplied to the cultivation environment by the light control device is increased compared to the first program. acquiring the second program from the cultivation management server through the communication network and storing it in the storage unit;
When the second program is acquired, the operation of the light control device is controlled in accordance with the second program instead of the first program.

この第1態様又は第2態様によれば、検出された植物の生長状態に基づいて、顕熱寄与度が低下したか否かが判定され、顕熱寄与度が低下したと判定された場合、第1プログラムに代えて第2プログラムに従い光制御機器が制御される。ここで、第2プログラムは、第1プログラムより光量が増加するように光制御機器の動作仕様が定められている。したがって、植物の生長に適した栽培制御を実現でき、作物の品質を安定させるシステムを提供できる。 According to the first aspect or the second aspect, it is determined whether the sensible heat contribution degree has decreased based on the detected growth state of the plant, and when it is determined that the sensible heat contribution degree has decreased, The light control device is controlled according to the second program instead of the first program. Here, the operation specifications of the light control device are determined in the second program so that the amount of light is increased compared to the first program. Therefore, it is possible to realize cultivation control suitable for plant growth and provide a system that stabilizes the quality of crops.

上記第1態様において、例えば、
前記第1センサは、前記植物への給水量を測定する給水量測定部と、前記植物からの排水量を測定する排水量測定部と、の少なくとも一方を備え、
前記判定処理部は、前記給水量と前記排水量との少なくとも一方に基づき、前記植物が吸収した吸収水量を算出し、前記吸収水量が予め設定された水量閾値を超えたときに、前記顕熱寄与度が低下したと判定してもよい。
In the first aspect, for example,
The first sensor includes at least one of a water supply amount measurement unit that measures the amount of water supplied to the plant, and a drainage amount measurement unit that measures the amount of drainage from the plant,
The determination processing unit calculates the amount of absorbed water absorbed by the plant based on at least one of the water supply amount and the drainage amount, and when the absorbed water amount exceeds a preset water amount threshold, the sensible heat contribution is calculated. It may be determined that the degree has decreased.

植物が吸収した吸収水量は、植物の生長に伴って増加する。このため、吸収水量が水量閾値を超えると、植物の生長により葉が増加し、葉からの蒸散水量が増加したと判定できる。蒸散水量が増加すると、栽培環境に供給される光量に伴う供給熱が、顕熱上昇以外の蒸散水の気化に、より多く使われて、顕熱寄与度が低下したと判定できる。したがって、この態様によれば、顕熱寄与度の低下を、より適正に判定できる。 The amount of water absorbed by plants increases as the plants grow. Therefore, when the amount of absorbed water exceeds the water amount threshold, it can be determined that the number of leaves increases due to plant growth, and the amount of water transpired from the leaves increases. When the amount of transpiration water increases, it can be determined that more of the heat supplied due to the amount of light supplied to the cultivation environment is used for vaporization of transpiration water other than increasing sensible heat, and the contribution of sensible heat decreases. Therefore, according to this aspect, a decrease in sensible heat contribution can be determined more appropriately.

上記第1態様において、例えば、
前記第1センサは、前記植物および前記植物を定植した培地の重量を測定する培地重量計を備え、
前記判定処理部は、前記培地重量計により測定される測定重量が予め設定された重量閾値を超えたときに、前記顕熱寄与度が低下したと判定してもよい。
In the first aspect, for example,
The first sensor includes a medium weight scale that measures the weight of the plant and the medium in which the plant is planted,
The determination processing unit may determine that the sensible heat contribution has decreased when the measured weight measured by the culture medium weighing scale exceeds a preset weight threshold.

培地重量計で測定される測定重量は、植物重量も含むため、植物の生長に伴って増加する。このため、測定重量が重量閾値を超えると、植物の生長により葉が増加し、葉からの蒸散水量が増加したと判定できる。蒸散水量が増加すると、栽培環境に供給される光量に伴う供給熱が、顕熱上昇以外の蒸散水の気化に、より多く使われて、顕熱寄与度が低下したと判定できる。したがって、この態様によれば、顕熱寄与度の低下を、より適正に判定できる。 The measured weight measured with a culture medium weighing scale includes the plant weight, and therefore increases as the plant grows. Therefore, when the measured weight exceeds the weight threshold, it can be determined that the number of leaves has increased due to plant growth and the amount of water transpired from the leaves has increased. When the amount of transpiration water increases, it can be determined that more of the heat supplied due to the amount of light supplied to the cultivation environment is used for vaporization of transpiration water other than increasing sensible heat, and the contribution of sensible heat decreases. Therefore, according to this aspect, a decrease in sensible heat contribution can be determined more appropriately.

上記第1態様において、例えば、
前記第1センサは、前記植物を含む画像を撮像する撮像機器を備え、
前記判定処理部は、前記撮像機器で撮像される撮像画像内に占める前記植物の少なくとも葉の面積比を算出し、前記面積比が予め設定された比率閾値を超えたときに、前記顕熱寄与度が低下したと判定してもよい。
In the first aspect, for example,
The first sensor includes an imaging device that captures an image including the plant,
The determination processing unit calculates an area ratio of at least leaves of the plant in a captured image captured by the imaging device, and determines the sensible heat contribution when the area ratio exceeds a preset ratio threshold. It may be determined that the degree has decreased.

植物の葉の面積は、植物の生長に伴って増加する。このため、葉の面積比が比率閾値を超えると、植物の生長により葉が増加し、葉からの蒸散水量が増加したと判定できる。蒸散水量が増加すると、栽培環境に供給される光量に伴う供給熱が、顕熱上昇以外の蒸散水の気化に、より多く使われて、顕熱寄与度が低下したと判定できる。したがって、この態様によれば、顕熱寄与度の低下を、より適正に判定できる。 The area of a plant's leaves increases as the plant grows. Therefore, when the leaf area ratio exceeds the ratio threshold value, it can be determined that the number of leaves has increased due to plant growth and the amount of water transpired from the leaves has increased. When the amount of transpiration water increases, it can be determined that more of the heat supplied due to the amount of light supplied to the cultivation environment is used for vaporization of transpiration water other than increasing sensible heat, and the contribution of sensible heat decreases. Therefore, according to this aspect, a decrease in sensible heat contribution can be determined more appropriately.

上記第1態様において、例えば、
前記取得処理部は、前記第2プログラムを前記記憶部に保存した後に、前記第1プログラムを前記記憶部から消去してもよい。
In the first aspect, for example,
The acquisition processing unit may delete the first program from the storage unit after storing the second program in the storage unit.

この態様によれば、記憶部の容量が不足するような事態を避けることができる。 According to this aspect, it is possible to avoid a situation where the capacity of the storage unit becomes insufficient.

上記第1態様において、例えば、
前記栽培環境の温度を検出する第2センサを更に備え、
前記判定処理部は、前記第1プログラムから前記第2プログラムに切り替えられた後で、前記第2センサにより検出される前記栽培環境の温度が予め設定された温度閾値を超えたときに、前記顕熱寄与度が上昇したと判定し、
前記取得処理部は、前記顕熱寄与度が上昇したと前記判定処理部により判定されたときに、前記栽培環境に供給される光量が前記第2プログラムに比べて減少するように前記光制御機器の動作仕様が定められた第3プログラムを、前記栽培管理サーバから前記通信ネットワークを通じて取得して前記記憶部に保存し、
前記機器制御部は、前記第3プログラムが取得されると、前記第2プログラムに代えて前記第3プログラムに従い前記光制御機器の動作を制御してもよい。
In the first aspect, for example,
Further comprising a second sensor that detects the temperature of the cultivation environment,
The determination processing unit is configured to control the detection processing unit when the temperature of the cultivation environment detected by the second sensor exceeds a preset temperature threshold after switching from the first program to the second program. It is determined that the degree of heat contribution has increased,
The acquisition processing unit controls the light control device so that when the determination processing unit determines that the sensible heat contribution has increased, the amount of light supplied to the cultivation environment is reduced compared to the second program. acquiring a third program in which operational specifications are defined from the cultivation management server through the communication network and storing it in the storage unit;
When the third program is acquired, the device control unit may control the operation of the light control device according to the third program instead of the second program.

この態様において、第1プログラムから第2プログラムに切り替えられた後で、栽培環境の温度が温度閾値を超えて顕熱寄与度が上昇したと判定されたということは、植物が生長したと判定された後で、例えば植物が枯れたこと等によって、植物が減少したと考えられる。このため、第2プログラムのままでは、栽培環境の温度が更に上昇すると考えられる。これに対して、この態様によれば、第2プログラムに代えて第3プログラムに従い光制御機器の動作が制御される。ここで、第3プログラムは、第2プログラムより光量が減少するように光制御機器の動作仕様が定められている。したがって、栽培環境の温度が更に上昇するのを避けることができる。 In this aspect, the fact that it is determined that the temperature of the cultivation environment has exceeded the temperature threshold and the sensible heat contribution has increased after switching from the first program to the second program means that it is determined that the plants have grown. It is thought that the number of plants has decreased, for example, due to the plants dying. For this reason, it is thought that if the second program is left as is, the temperature of the cultivation environment will further rise. In contrast, according to this aspect, the operation of the light control device is controlled according to the third program instead of the second program. Here, in the third program, the operation specifications of the light control device are determined so that the amount of light is decreased compared to the second program. Therefore, further increase in the temperature of the cultivation environment can be avoided.

上記第1態様において、例えば、
前記取得処理部は、前記第3プログラムを前記記憶部に保存した後に、前記第2プログラムを前記記憶部から消去してもよい。
In the first aspect, for example,
The acquisition processing unit may delete the second program from the storage unit after storing the third program in the storage unit.

この態様によれば、記憶部の容量が不足するような事態を避けることができる。 According to this aspect, it is possible to avoid a situation where the capacity of the storage unit becomes insufficient.

本開示の第3態様にかかる栽培制御装置は、
植物を育成する栽培環境に供給される光量を制御する光制御機器の動作を、前記光制御機器の動作仕様が定められた第1プログラムに従い制御する機器制御部と、
前記植物の生長状態に基づいて、前記光制御機器によって前記栽培環境に供給される光量に伴う供給熱が前記栽培環境の顕熱上昇に使われる度合を表す顕熱寄与度が低下したか否かを判定する判定処理部と、
前記顕熱寄与度が低下したと判定されると、前記栽培環境に供給される光量が前記第1プログラムより増加するように前記光制御機器の動作仕様が定められた第2プログラムを栽培管理サーバから通信ネットワークを通じて取得して記憶部に保存する取得処理部と、を備え、
前記機器制御部は、前記第2プログラムが取得されると、前記第1プログラムに代えて前記第2プログラムに従い前記光制御機器の動作を制御するものである。
The cultivation control device according to the third aspect of the present disclosure includes:
an equipment control unit that controls the operation of a light control device that controls the amount of light supplied to a cultivation environment in which plants are grown, according to a first program in which operation specifications for the light control device are determined;
Based on the growth state of the plant, whether or not the degree of contribution of sensible heat, which indicates the degree to which the supplied heat accompanying the amount of light supplied to the cultivation environment by the light control device is used to increase the sensible heat of the cultivation environment, has decreased. a determination processing unit that determines;
When it is determined that the sensible heat contribution has decreased, the cultivation management server executes a second program in which operational specifications of the light control device are determined so that the amount of light supplied to the cultivation environment is increased compared to the first program. an acquisition processing unit that acquires data from the computer via a communication network and stores it in a storage unit;
When the second program is acquired, the device control section controls the operation of the light control device according to the second program instead of the first program.

本開示の第4態様にかかる栽培制御方法は、
植物の育成を制御する栽培制御装置における栽培制御方法であって、
前記植物を育成する栽培環境に供給される光量を制御する光制御機器の動作を、前記光制御機器の動作仕様が定められた第1プログラムに従い制御し、
前記植物の生長状態に基づいて、前記光制御機器によって前記栽培環境に供給される光量に伴う供給熱が前記栽培環境の顕熱上昇に使われる度合を表す顕熱寄与度が低下したか否かを判定し、
前記顕熱寄与度が低下したと判定されると、前記栽培環境に供給される光量が前記第1プログラムより増加するように前記光制御機器の動作仕様が定められた第2プログラムを栽培管理サーバから通信ネットワークを通じて取得して記憶部に保存し、
前記第2プログラムが取得されると、前記第1プログラムに代えて前記第2プログラムに従い前記光制御機器の動作を制御するものである。
The cultivation control method according to the fourth aspect of the present disclosure includes:
A cultivation control method in a cultivation control device that controls the growth of plants, the method comprising:
controlling the operation of a light control device that controls the amount of light supplied to a cultivation environment in which the plants are grown, according to a first program in which operation specifications for the light control device are defined;
Based on the growth state of the plant, whether or not the degree of contribution of sensible heat, which indicates the degree to which the supplied heat accompanying the amount of light supplied to the cultivation environment by the light control device is used to increase the sensible heat of the cultivation environment, has decreased. Determine,
When it is determined that the sensible heat contribution has decreased, the cultivation management server executes a second program in which operational specifications of the light control device are determined so that the amount of light supplied to the cultivation environment is increased compared to the first program. through the communication network and store it in the storage unit,
When the second program is acquired, the operation of the light control device is controlled in accordance with the second program instead of the first program.

本開示の第5態様にかかる栽培制御プログラムは、
植物の育成を制御する栽培制御装置のコンピュータに、
前記植物を育成する栽培環境に供給される光量を制御する光制御機器の動作を、前記光制御機器の動作仕様が定められた第1プログラムに従い制御する処理と、
前記植物の生長状態に基づいて、前記光制御機器によって前記栽培環境に供給される光量に伴う供給熱が前記栽培環境の顕熱上昇に使われる度合を表す顕熱寄与度が低下したか否かを判定する処理と、
前記顕熱寄与度が低下したと判定されると、前記栽培環境に供給される光量が前記第1プログラムより増加するように前記光制御機器の動作仕様が定められた第2プログラムを栽培管理サーバから通信ネットワークを通じて取得させて記憶部に保存する処理と、
前記第2プログラムが取得されると、前記第1プログラムに代えて前記第2プログラムに従い前記光制御機器の動作を制御する処理と、
を実行させるものである。
The cultivation control program according to the fifth aspect of the present disclosure includes:
In the computer of the cultivation control device that controls the growth of plants,
A process of controlling the operation of a light control device that controls the amount of light supplied to a cultivation environment in which the plants are grown, according to a first program in which operation specifications of the light control device are determined;
Based on the growth state of the plant, whether or not the degree of contribution of sensible heat, which indicates the degree to which the supplied heat accompanying the amount of light supplied to the cultivation environment by the light control device is used to increase the sensible heat of the cultivation environment, has decreased. a process for determining
When it is determined that the sensible heat contribution has decreased, the cultivation management server executes a second program in which operational specifications of the light control device are determined so that the amount of light supplied to the cultivation environment is increased compared to the first program. a process of acquiring the information from the computer via a communication network and storing it in a storage unit;
when the second program is acquired, controlling the operation of the light control device according to the second program instead of the first program;
This is what allows you to execute the following.

この第3態様又は第4態様又は第5態様によれば、第1態様と同様に、植物の生長に適した栽培制御を実現でき、作物の品質を安定させることができる。 According to the third aspect, fourth aspect, or fifth aspect, similarly to the first aspect, cultivation control suitable for plant growth can be realized and the quality of crops can be stabilized.

(実施形態)
以下、本開示の実施の形態が、図面を参照しながら説明される。なお、各図面において、同じ構成要素には同じ符号が用いられ、適宜、詳細な説明は省略される。
(Embodiment)
Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. Note that in each drawing, the same reference numerals are used for the same components, and detailed explanations are omitted as appropriate.

(第1実施形態)
図1は、栽培管理サーバ及び第1実施形態における栽培制御システムの制御構成を模式的に示すブロック図である。第1実施形態の栽培制御システム100は、室温センサ110、日射センサ120、側窓130、天井カーテン140、給水装置150、排水装置160、制御装置300を備える。また、栽培制御システム100は、栽培管理サーバ10と、通信ネットワーク90を介して通信可能に接続されている。この第1実施形態では、栽培制御システム100は、栽培対象植物(第1実施形態ではトマト)を栽培するための施設栽培設備の一例であるビニルハウスに設置されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram schematically showing the control configuration of the cultivation management server and the cultivation control system in the first embodiment. The cultivation control system 100 of the first embodiment includes a room temperature sensor 110, a solar radiation sensor 120, a side window 130, a ceiling curtain 140, a water supply device 150, a drainage device 160, and a control device 300. Further, the cultivation control system 100 is communicably connected to the cultivation management server 10 via a communication network 90. In the first embodiment, the cultivation control system 100 is installed in a vinyl greenhouse, which is an example of facility cultivation equipment for cultivating plants to be cultivated (tomatoes in the first embodiment).

制御装置300は、メモリ310、中央演算処理装置(CPU)320、及び周辺回路(図示省略)を含む。メモリ310(記憶部の一例に相当)は、例えば半導体メモリ等により構成される。メモリ310は、例えばリードオンリーメモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、電気的に消去書き換え可能なROM(EEPROM)などを含む。CPU320は、メモリ310の例えばROMに記憶された第1実施形態の制御プログラムにしたがって動作することによって、判定処理部321、取得処理部322、機器制御部323として機能する。判定処理部321、取得処理部322、機器制御部323の機能は、後述される。 Control device 300 includes a memory 310, a central processing unit (CPU) 320, and peripheral circuits (not shown). The memory 310 (corresponding to an example of a storage section) is configured of, for example, a semiconductor memory or the like. The memory 310 includes, for example, read-only memory (ROM), random access memory (RAM), electrically erasable and rewritable ROM (EEPROM), and the like. The CPU 320 functions as a determination processing section 321, an acquisition processing section 322, and a device control section 323 by operating according to the control program of the first embodiment stored in the memory 310, for example, a ROM. The functions of the determination processing section 321, acquisition processing section 322, and device control section 323 will be described later.

栽培管理サーバ10は、初期プログラム20(第1プログラムの一例に相当)と、増加用更新プログラム30(第2プログラムの一例に相当)とを予め記憶するハードディスク又は半導体不揮発性メモリ等を備える。初期プログラム20、増加用更新プログラム30では、それぞれ、天井カーテン140の動作仕様が定められている。初期プログラム20は、栽培管理サーバ10から制御装置300に予めダウンロードされて、メモリ310の例えばRAM又はEEPROMに保存されている。CPU320の機器制御部323は、初期プログラム20に従い天井カーテン140の動作を制御する。 The cultivation management server 10 includes a hard disk, a semiconductor nonvolatile memory, or the like that stores in advance an initial program 20 (corresponding to an example of a first program) and an update program for increase 30 (corresponding to an example of a second program). The initial program 20 and the incremental update program 30 each define operational specifications for the ceiling curtain 140. The initial program 20 is downloaded in advance from the cultivation management server 10 to the control device 300 and stored in the memory 310, for example, RAM or EEPROM. The device control unit 323 of the CPU 320 controls the operation of the ceiling curtain 140 according to the initial program 20.

室温センサ110は、ビニルハウス内の乾球温度を検出する。室温センサ110は、ビニルハウス内の任意の場所に設置することができる。日射センサ120は、この第1実施形態では、天井カーテン140の上方に設置され、ビニルハウス内に入射する日射量[W/m]を検出する日射計を含む。 Room temperature sensor 110 detects the dry bulb temperature inside the vinyl house. Room temperature sensor 110 can be installed at any location within the vinyl house. In the first embodiment, the solar radiation sensor 120 includes a pyranometer that is installed above the ceiling curtain 140 and detects the amount of solar radiation [W/m 2 ] entering the vinyl house.

なお、日射センサ120は、日射量[W/m]を検出する日射計に限られず、照度[ルクス]を検出する照度計、又は、光量子束密度[μmol/ms]を検出する光量子センサを含んでもよい。或いは、日射センサ120は、太陽光に含まれる特定波長のエネルギーを検出するセンサを含んでもよい。この場合、既知である太陽光に含まれる特定波長のエネルギーと日射量との関係を制御プログラムとしてメモリ310に保存しておけばよい。CPU320の判定処理部321は、メモリ310の上記関係と、太陽光に含まれる特定波長のエネルギーとから、日射量を求めることができる。また、日射センサ120の配置については、上記に限られず、例えば天井カーテン140の下方に設置されてもよく、或いはまた、ビニルハウスの外に設置されて外部環境の日射量を検出してもよい。 Note that the solar radiation sensor 120 is not limited to a pyranometer that detects solar radiation [W/m 2 ], but also a luminometer that detects illuminance [lux] or a photon sensor that detects photon flux density [μmol/m 2 s]. It may also include a sensor. Alternatively, the solar radiation sensor 120 may include a sensor that detects energy of a specific wavelength contained in sunlight. In this case, the known relationship between the energy of a specific wavelength contained in sunlight and the amount of solar radiation may be stored in the memory 310 as a control program. The determination processing unit 321 of the CPU 320 can determine the amount of solar radiation from the above relationship in the memory 310 and the energy of a specific wavelength contained in sunlight. Further, the arrangement of the solar radiation sensor 120 is not limited to the above, and may be installed below the ceiling curtain 140, or may be installed outside the vinyl house to detect the amount of solar radiation in the external environment. .

側窓130は、ビニルハウスの側面を覆う被覆フィルムを巻き取るための直管(図示省略)、この直管を回転させる開閉駆動部131を含み、ビニルハウスの側面が開閉可能に構成されている。開閉駆動部131は、例えばモータを含む。被覆フィルムによりビニルハウスの側面が覆われて側窓130が閉鎖しているときは、ビニルハウス内部は太陽光の入射により室温が上昇し、室温はビニルハウス外部の気温よりも高温になる。その後、開閉駆動部131により被覆フィルムが直管に巻き取られて側窓130が開放されると、外部の空気をビニルハウス内部に取り入れることができるため、ビニルハウス内部の室温を低下させることができる。 The side window 130 includes a straight tube (not shown) for winding up a coating film that covers the side surface of the vinyl house, and an opening/closing drive unit 131 that rotates this straight tube, so that the side surface of the vinyl house can be opened and closed. . The opening/closing drive section 131 includes, for example, a motor. When the sides of the vinyl house are covered with the covering film and the side windows 130 are closed, the room temperature inside the vinyl house increases due to the incidence of sunlight, and the room temperature becomes higher than the temperature outside the vinyl house. After that, when the covering film is wound up into a straight pipe by the opening/closing drive unit 131 and the side window 130 is opened, outside air can be taken into the vinyl house, so that the room temperature inside the vinyl house can be lowered. can.

天井カーテン140(光制御機器の一例に相当)は、上空から供給される太陽光エネルギーがビニルハウスへ入射する量を制御する。天井カーテン140は、ビニルハウス内部の天井付近に設けられ、ビニルハウス上面からの太陽光入射を一定の割合で遮ることが可能に構成されている。天井カーテン140は、カーテンを巻き取るための直管(図示省略)、この直管を回転させる開閉駆動部141を含む。開閉駆動部141は、例えばモータを含む。 The ceiling curtain 140 (corresponding to an example of a light control device) controls the amount of sunlight energy supplied from above that enters the vinyl house. The ceiling curtain 140 is provided near the ceiling inside the vinyl house, and is configured to be able to block sunlight incident from the top surface of the vinyl house at a constant rate. The ceiling curtain 140 includes a straight pipe (not shown) for winding up the curtain, and an opening/closing drive unit 141 that rotates the straight pipe. The opening/closing drive unit 141 includes, for example, a motor.

開閉駆動部141によりカーテンが直管に巻き取られて天井カーテン140が開放されると、ビニルハウス内の栽培対象植物が必要とする光エネルギーを多く取り入れることができるが、植物自身および植物周辺の温度が上昇しやすくなり、植物の生長を阻害することもあり得る。一方、開閉駆動部141によりカーテンが直管から繰り出されて天井カーテン140が閉鎖されると、天井カーテン140の下方にある植物周辺環境への太陽光入射が遮られ、植物自身および植物周辺の温度上昇を抑制する効果があるが、光合成に必要な光エネルギーも減少する。よって、植物に影響する温度と光量とのバランスを踏まえて、天井カーテン140の開閉を制御する必要がある。なお、天井カーテン140の開閉方法は、直管を用いて巻き取るものに限られず、ワイヤーをカーテンに取り付けて開閉駆動部141で引っ張ることで折り畳む構造としてもよい。 When the ceiling curtain 140 is opened by winding the curtain into a straight pipe by the opening/closing drive unit 141, much of the light energy required by the plants to be cultivated in the vinyl greenhouse can be taken in, but it is possible to take in a large amount of light energy required by the plants themselves and their surroundings. Temperatures tend to rise, which can inhibit plant growth. On the other hand, when the ceiling curtain 140 is closed by letting out the curtain from the straight pipe by the opening/closing drive unit 141, the sunlight entering the environment around the plant below the ceiling curtain 140 is blocked, and the temperature of the plant itself and the area around the plant increases. Although this has the effect of suppressing the increase in heat, it also reduces the light energy required for photosynthesis. Therefore, it is necessary to control the opening and closing of the ceiling curtain 140 in consideration of the balance between temperature and light intensity that affect the plants. Note that the method for opening and closing the ceiling curtain 140 is not limited to winding it up using a straight pipe, but may also be a structure in which a wire is attached to the curtain and pulled by the opening/closing drive unit 141 to fold it.

給水装置150は、ポンプ151、給水量測定部152を含み、所定時刻にポンプ151を作動させて栽培対象植物に給水する。給水量測定部152は、例えば。ポンプ151から流れ出る水の流量を測定して栽培対象植物への給水量を測定する流量計である。給水量測定部152は、ポンプ151の単位時間当たりの流量が既知であれば、ポンプ151の作動時間に基づいて、給水量を測定してもよい。 The water supply device 150 includes a pump 151 and a water supply amount measuring section 152, and operates the pump 151 at a predetermined time to supply water to the plants to be cultivated. The water supply amount measurement unit 152 is, for example. This is a flow meter that measures the flow rate of water flowing out from the pump 151 to measure the amount of water supplied to the plants to be cultivated. The water supply amount measurement unit 152 may measure the water supply amount based on the operating time of the pump 151 if the flow rate per unit time of the pump 151 is known.

給水装置150は、簡素なものとしては、水道管または浅井戸ポンプからの配管に蛇口、バルブ、電磁弁を設け、必要なときにそれらを開放することで植物に水を与える構成でもよい。また、給水装置150は、液体肥料を供給する装置としても使用してもよい。例えば、給水装置150は、所定濃度の液体肥料を貯留するタンクを含み、ポンプ151を使用して所定時刻に液体肥料をタンクから栽培対象植物に供給してもよい。また、給水装置150は、液体肥料を、水道水または地下水により希釈した後に供給する構成としてもよい。 The water supply device 150 may have a simple configuration in which a faucet, a valve, or a solenoid valve is provided on a water pipe or a pipe from a shallow well pump, and water is supplied to plants by opening these when necessary. Moreover, the water supply device 150 may also be used as a device for supplying liquid fertilizer. For example, the water supply device 150 may include a tank that stores liquid fertilizer at a predetermined concentration, and the pump 151 may be used to supply the liquid fertilizer from the tank to the plants to be cultivated at a predetermined time. Moreover, the water supply device 150 may be configured to supply liquid fertilizer after diluting it with tap water or ground water.

また、給水装置150は、液体肥料の電気伝導度、pH値を測定する測定部を含み、所定の電気伝導度、pH値となるように自動調整する構成としてもよい。また、給水装置150から植物に給水するタイミングは所定時刻だけでなく、日射センサ120で検出される日射量の計測結果を基に給水する構成としてもよい。例えば、給水装置150は、植物に対して9時に給水した後、通常は12時まで給水しないが、積算日射量が所定閾値を超えると、追加で所定量を給水してもよい。 Moreover, the water supply device 150 may include a measurement unit that measures the electrical conductivity and pH value of the liquid fertilizer, and may be configured to automatically adjust the electrical conductivity and pH value to predetermined values. Further, the timing at which water is supplied to plants from the water supply device 150 is not limited to a predetermined time, but may also be configured to supply water based on the measurement result of the amount of solar radiation detected by the solar radiation sensor 120. For example, after watering the plants at 9 o'clock, the water supply device 150 normally does not supply water until 12 o'clock, but if the cumulative amount of solar radiation exceeds a predetermined threshold, it may additionally supply a predetermined amount of water.

排水装置160は、ポンプ161、排水量測定部162を含み、栽培対象植物(この第1実施形態ではトマト)に吸収されなかった水を排水する。排水量測定部162は、給水装置150からトマトに供給された水量のうち、トマトにより吸収されなかった水量を測定する。この第1実施形態では、トマトを培地とともに筐体(例えばプランター)内に入れ、トマトにより吸収されなかった水が筐体を通じてビニルハウス内に1ヶ所設けられた排水タンク(図示省略)に集約される構成とされている。排水タンク内に溜まる水量が一定水位に達した後、排水タンク内に設置されたポンプ161が溜まった排水を汲み出してビニルハウス外へ排出する。排水量測定部162は、例えば、ポンプ161により排水タンクからビニルハウス外へ排出される排水量を測定する流量計である。 The drainage device 160 includes a pump 161 and a drainage amount measuring section 162, and drains water that has not been absorbed by the plants to be cultivated (tomatoes in this first embodiment). The drainage amount measurement unit 162 measures the amount of water that is not absorbed by the tomatoes, out of the amount of water supplied to the tomatoes from the water supply device 150. In this first embodiment, tomatoes are placed in a housing (for example, a planter) together with a culture medium, and water that is not absorbed by the tomatoes is collected through the housing into a drainage tank (not shown) provided in one place inside the vinyl greenhouse. It is said that the configuration is as follows. After the amount of water accumulated in the drainage tank reaches a certain level, a pump 161 installed in the drainage tank pumps out the accumulated drainage and discharges it outside the vinyl house. The drainage amount measurement unit 162 is, for example, a flow meter that measures the amount of drainage discharged from the drainage tank to the outside of the vinyl house by the pump 161.

CPU320の各機能が、以下に説明される。夏季の昼間は、ビニルハウス内部に入射する太陽光エネルギーが多い。このため、側窓130が閉鎖され、天井カーテン140が開放された状態では、ビニルハウスに入射する太陽光エネルギー中の熱エネルギーが顕熱上昇に寄与することでビニルハウスの室温が上昇しやすくなり、トマトの生長を阻害する可能性が高くなる。一方、天井カーテン140を閉鎖すると、室温の上昇を抑制できる。このため、初期プログラム20では、日射センサ120により検出される日射量が、500[W/m]を超えたときに、天井カーテン140が閉鎖され、500[W/m]以下になったときに、天井カーテン140が開放されるように、天井カーテン140の動作仕様が定められている。 Each function of CPU 320 will be explained below. During the daytime in summer, a lot of solar energy enters the inside of a vinyl house. Therefore, when the side window 130 is closed and the ceiling curtain 140 is open, the temperature of the vinyl house tends to rise as the thermal energy in the solar energy incident on the vinyl house contributes to an increase in sensible heat. , there is a high possibility that the growth of tomatoes will be inhibited. On the other hand, if the ceiling curtain 140 is closed, the rise in room temperature can be suppressed. Therefore, in the initial program 20, when the amount of solar radiation detected by the solar radiation sensor 120 exceeds 500 [W/m 2 ], the ceiling curtain 140 is closed and the amount of solar radiation becomes 500 [W/m 2 ] or less. The operating specifications of the ceiling curtain 140 are determined so that the ceiling curtain 140 is sometimes opened.

なお、初期プログラム20では、日射量の閾値は、地域、時期に合わせて設定してもよい。また、天井カーテン140の開放及び閉鎖の動作に冗長性をもたせるために、天井カーテン140の開放の閾値と閉鎖の閾値との間に、ディファレンシャルが設けられてもよい。 In addition, in the initial program 20, the threshold value of the amount of solar radiation may be set according to the region and time. Further, in order to provide redundancy to the opening and closing operations of the ceiling curtain 140, a differential may be provided between the opening threshold and the closing threshold of the ceiling curtain 140.

栽培期間が経過してトマトが生長すると、葉の数が増加し、ビニルハウス内部に占める葉の面積が増加する。葉の面積が増加すると、葉から蒸散する蒸散水量も増加する。その結果、ビニルハウスに入射する太陽光エネルギー中の熱エネルギーは、蒸散水の気化に、より多く使用される。言い換えると、ビニルハウスに供給される太陽光エネルギー中の熱エネルギーは、ビニルハウス内の顕熱上昇以外に、より多く使用される。したがって、ビニルハウスに供給される光量に伴う供給熱がビニルハウス内の顕熱上昇に使われる度合を表す顕熱寄与度は、低下する。顕熱寄与度が低下すると、栽培環境に供給される光量を増加させても、ビニルハウス内の室温上昇が抑制される。 As the cultivation period passes and the tomatoes grow, the number of leaves increases and the area occupied by the leaves inside the vinyl greenhouse increases. As the leaf area increases, the amount of water transpiring from the leaf also increases. As a result, more of the thermal energy in the solar energy incident on the vinyl house is used to vaporize the transpired water. In other words, the thermal energy in the solar energy supplied to the vinyl house is used more than for increasing the sensible heat inside the vinyl house. Therefore, the sensible heat contribution rate, which indicates the degree to which the heat supplied with the amount of light supplied to the vinyl house is used to increase the sensible heat inside the vinyl house, decreases. When the sensible heat contribution decreases, even if the amount of light supplied to the cultivation environment is increased, the rise in room temperature inside the vinyl greenhouse is suppressed.

トマトが生長すると、植物体の草勢を維持するために光合成を多く行い、同化産物を多く生成しなければならないため、より多くの太陽光エネルギーが必要となる。天井カーテン140を開閉するための日射量の閾値をより高い値に変更して、太陽光エネルギーをより多く入射させても、室温上昇が抑制できるか否か、つまり顕熱寄与度が低下したか否かを判定するためには、トマトの生長状態を把握する手段が必要となる。給水量から排水量を減算した差は、トマトが吸収した吸収水量であり、この吸収水量は、トマトが生長するに連れて増加する。 As tomatoes grow, they must perform more photosynthesis and produce more assimilated products to maintain their vigor, so they require more sunlight energy. Even if the solar radiation threshold for opening and closing the ceiling curtain 140 is changed to a higher value to allow more solar energy to enter, whether the rise in room temperature can be suppressed, that is, whether the contribution of sensible heat has decreased. In order to determine whether or not this is the case, a means of understanding the growth state of tomatoes is required. The difference obtained by subtracting the amount of water discharged from the amount of water supplied is the amount of absorbed water absorbed by the tomatoes, and this amount of absorbed water increases as the tomatoes grow.

判定処理部321は、給水量測定部152により測定された給水量と、排水量測定部162により測定された排水量とからトマトの生長状態を把握する。すなわち、トマト1株あたりの吸収水量が所定の水量閾値を超えたときに、トマトが生長して顕熱寄与度が低下したと判定処理部321により判定されて、初期プログラム20が更新される。第1実施形態において、給水装置150の給水量測定部152と排水装置160の排水量測定部162とは、第1センサの一例に相当する。 The determination processing unit 321 grasps the growth state of the tomato from the water supply amount measured by the water supply amount measurement unit 152 and the drainage amount measured by the drainage amount measurement unit 162. That is, when the amount of absorbed water per tomato plant exceeds a predetermined water amount threshold, the determination processing unit 321 determines that the tomato has grown and the sensible heat contribution has decreased, and the initial program 20 is updated. In the first embodiment, the water supply amount measurement section 152 of the water supply device 150 and the drainage amount measurement section 162 of the drainage device 160 correspond to an example of a first sensor.

第1実施形態では、天井カーテン140を開閉するための日射量の閾値を700[W/m]とした増加用更新プログラム30が、栽培管理サーバ10に格納されている。すなわち、増加用更新プログラム30では、日射センサ120により検出される日射量が、700[W/m]を超えたときに、天井カーテン140が閉鎖され、700[W/m]以下になったときに、天井カーテン140が開放されるように、天井カーテン140の動作仕様が定められている。 In the first embodiment, the increase update program 30 that sets the solar radiation amount threshold for opening and closing the ceiling curtain 140 to 700 [W/m 2 ] is stored in the cultivation management server 10. That is, in the increase update program 30, when the amount of solar radiation detected by the solar radiation sensor 120 exceeds 700 [W/m 2 ], the ceiling curtain 140 is closed and the amount of solar radiation falls below 700 [W/m 2 ]. The operating specifications of the ceiling curtain 140 are determined so that the ceiling curtain 140 is opened when the ceiling curtain 140 is opened.

判定処理部321は、トマト1株あたりの吸収水量が水量閾値(この第1実施形態では、例えば1[リットル/日])を超えると、顕熱寄与度が低下したと判定する。CPU320の取得処理部322は、顕熱寄与度が低下したと判定処理部321により判定されると、通信ネットワーク90を通じて、栽培管理サーバ10から増加用更新プログラム30を取得する。取得処理部322は、取得した増加用更新プログラム30を、メモリ310の例えばRAM又はEEPROMに保存する。その後、機器制御部323は、増加用更新プログラム30に従い天井カーテン140等の動作を制御する。 The determination processing unit 321 determines that the sensible heat contribution has decreased when the amount of absorbed water per tomato plant exceeds the water amount threshold (in the first embodiment, for example, 1 [liter/day]). When the determination processing unit 321 determines that the sensible heat contribution has decreased, the acquisition processing unit 322 of the CPU 320 acquires the increase update program 30 from the cultivation management server 10 via the communication network 90. The acquisition processing unit 322 stores the acquired update program 30 in the memory 310, for example, RAM or EEPROM. Thereafter, the device control unit 323 controls the operation of the ceiling curtain 140 and the like according to the update program 30 for increase.

初期プログラム20を増加用更新プログラム30に切り替えることにより、太陽光エネルギーをより多くビニルハウス内部に取り入れて、トマトの光合成を増加させることができる。なお、トマト1株あたりの吸収水量を算出するためには、ビニルハウスにおけるトマトの株数が必要になる。そこで、メモリ310に予め保存されている第1実施形態の制御プログラムは、ビニルハウスにおけるトマトの株数を含む。この株数を用いると、給水量測定部152が計測する給水量及び排水量測定部162が計測する排水量から、トマト1株あたりの吸収水量を算出することができる。 By switching the initial program 20 to the update program 30 for increase, more sunlight energy can be taken into the vinyl house and photosynthesis of tomatoes can be increased. Note that in order to calculate the amount of water absorbed per tomato plant, the number of tomato plants in the vinyl greenhouse is required. Therefore, the control program of the first embodiment stored in the memory 310 in advance includes the number of tomato plants in the greenhouse. Using this number of plants, the amount of water absorbed per tomato plant can be calculated from the water supply amount measured by the water supply amount measurement section 152 and the drainage amount measured by the drainage amount measurement section 162.

図2は、第1実施形態の栽培制御システム100の動作手順例を概略的に示すフローチャートである。図2の動作は、例えば1日に1回実行される。 FIG. 2 is a flowchart schematically showing an example of the operation procedure of the cultivation control system 100 of the first embodiment. The operation in FIG. 2 is performed, for example, once a day.

図2の動作が開始されると、ステップS1000において、判定処理部321は、給水量測定部152により計測された給水量を取得する。 When the operation in FIG. 2 is started, in step S1000, the determination processing unit 321 acquires the water supply amount measured by the water supply amount measurement unit 152.

次に、ステップS1005において、判定処理部321は、排水量測定部162により計測された排水量を取得する。 Next, in step S1005, the determination processing unit 321 obtains the amount of drainage measured by the amount of drainage measurement unit 162.

次に、ステップS1010において、判定処理部321は、給水量から排水量を減算した差を、トマトの株数で除算して、トマト1株あたりの吸収水量を算出する。 Next, in step S1010, the determination processing unit 321 calculates the amount of water absorbed per tomato plant by dividing the difference obtained by subtracting the water discharge amount from the water supply amount by the number of tomato plants.

次に、ステップS1015において、判定処理部321は、トマト1株あたりの吸収水量が、水量閾値(第1実施形態では、1[リットル/日])を超えたか否かを判定する。 Next, in step S1015, the determination processing unit 321 determines whether the amount of water absorbed per tomato plant exceeds a water amount threshold (1 [liter/day] in the first embodiment).

トマト1株あたりの吸収水量が水量閾値を超えていれば(ステップS1015でYES)、判定処理部321は、顕熱寄与度が低下したと判定し、処理はステップS1020に進む。一方、トマト1株あたりの吸収水量が水量閾値以下であれば(ステップS1015でNO)、図2の動作は終了する。
トマト1株あたりの吸収水量が水量閾値を超えたと判定された場合、ステップS1020において、取得処理部322は、栽培管理サーバ10から増加用更新プログラム30を取得し、取得した増加用更新プログラム30を、メモリ310の例えばRAM又はEEPROMに保存する。その後、図2の動作は終了する。
If the amount of water absorbed per tomato plant exceeds the water amount threshold (YES in step S1015), the determination processing unit 321 determines that the sensible heat contribution has decreased, and the process proceeds to step S1020. On the other hand, if the amount of water absorbed per tomato plant is equal to or less than the water amount threshold (NO in step S1015), the operation in FIG. 2 ends.
If it is determined that the amount of water absorbed per tomato plant exceeds the water amount threshold, in step S1020, the acquisition processing unit 322 acquires the update program for increase 30 from the cultivation management server 10, and updates the acquired update program for increase 30. , and stored in the memory 310, for example, RAM or EEPROM. Thereafter, the operation of FIG. 2 ends.

以上説明されたように、この第1実施形態によれば、トマトの生長に対応した吸収水量が水量閾値を超えたか否かを判定することでトマトの生長状態を把握できる。吸収水量が水量閾値を超えたと判定されると、顕熱寄与度が低下したと判定され、初期プログラム20に代えて増加用更新プログラム30に従い天井カーテン140の開閉が制御される。増加用更新プログラム30では、初期プログラム20に比べて、天井カーテン140を開閉するための日射量の閾値が高く設定されているので、ビニルハウスに入射する太陽光エネルギーが増加することから、トマトの生長が更に促進される。このため、トマトの生長に応じた最適な制御でトマトを栽培することが可能となる。その結果、作物の品質を安定させるシステムを提供できる。 As explained above, according to the first embodiment, the growth state of the tomato can be grasped by determining whether the amount of absorbed water corresponding to the growth of the tomato exceeds the water amount threshold. When it is determined that the amount of absorbed water exceeds the water amount threshold, it is determined that the sensible heat contribution has decreased, and the opening and closing of the ceiling curtain 140 is controlled in accordance with the increasing update program 30 instead of the initial program 20. In the update program 30 for increase, the solar radiation threshold for opening and closing the ceiling curtain 140 is set higher than that in the initial program 20, so the solar energy entering the vinyl house increases, so it is difficult to grow tomatoes. Growth is further promoted. For this reason, it becomes possible to cultivate tomatoes with optimal control according to the growth of tomatoes. As a result, it is possible to provide a system that stabilizes the quality of crops.

また、最初は、初期プログラム20に従い天井カーテン140の開閉が制御されているため、特に夏季、または熱帯、亜熱帯地域での施設栽培で、植物が高温に曝されることを抑制し、植物の生長状態に合わせて精緻に制御することができる。 In addition, since the opening and closing of the ceiling curtain 140 is initially controlled according to the initial program 20, it is possible to suppress the exposure of plants to high temperatures and promote plant growth, especially in summer or in facility cultivation in tropical and subtropical regions. It can be precisely controlled according to the situation.

上記第1実施形態において、初期プログラム20から増加用更新プログラム30に切り替えるための吸収水量の水量閾値は、地域、時期、栽培面積等の条件に応じて異なる値に設定することができる。例えば、地域が南方であったり、時期が夏であったり、栽培面積が狭かったりすると、ビニルハウス内の室温が上昇しやすい。そこで、これらの場合には、吸収水量の水量閾値を高くしておいてもよい。そうすると、太陽光を多く与えるタイミングが遅れるので、室温が過度に上昇するような事態を避けることができる。 In the first embodiment, the water amount threshold for the amount of absorbed water for switching from the initial program 20 to the update program for increase 30 can be set to different values depending on conditions such as region, season, and cultivation area. For example, if the region is in the south, the season is summer, or the cultivation area is small, the room temperature inside the vinyl greenhouse tends to rise. Therefore, in these cases, the water amount threshold value for the absorbed water amount may be set high. By doing so, the timing of applying more sunlight will be delayed, and a situation where the room temperature will rise excessively can be avoided.

また、トマトの吸収水量は、室温、日射量などの栽培環境によっても異なる。そのため、上記水量閾値は、室温センサ110及び日射センサ120のいずれか一方又は両方で検出される値も考慮して決定されてもよい。例えば、日射量が少ないときは蒸発しにくく、多いときは蒸発しやすい。したがって、曇りの日と晴れの日とでトマトの吸収水量が同じであっても、生長度合いが同じとは言えない可能性がある。また、例えば、室温が高いときに吸収水量が増加したので、植物が生長したと判断したが、実際には生長していないことも考えられる。このため、判定処理部321は、日々の栽培環境に応じて水量閾値を変更してもよい。 The amount of water absorbed by tomatoes also varies depending on the cultivation environment, such as room temperature and amount of sunlight. Therefore, the water amount threshold value may be determined by also considering the value detected by either or both of the room temperature sensor 110 and the solar radiation sensor 120. For example, when the amount of solar radiation is low, it is difficult to evaporate, and when it is high, it is easy to evaporate. Therefore, even if the amount of water absorbed by tomatoes is the same on cloudy days and sunny days, the degree of growth may not be the same. Also, for example, when the room temperature is high, the amount of absorbed water increases, so it is determined that the plant has grown, but it is possible that the plant is not actually growing. For this reason, the determination processing unit 321 may change the water amount threshold according to the daily cultivation environment.

判定処理部321は、室温に応じて水量閾値を変更してもよい。例えば、判定処理部321は、室温の平均が25[℃]である場合の水量閾値を1[リットル/日]に決定してもよい。なお、室温の平均が30[℃]であり、算出された吸収水量が1[リットル/日]であった場合、判定処理部321は、室温の平均が25[℃]であったときの吸収水量は0.8[リットル/日]に相当すると判断して、吸収水量の算出結果を補正してもよい。或いは、判定処理部321は、室温の平均に応じて吸収水量の算出結果を補正するのに代えて、室温の平均に応じて水量閾値を補正してもよい。判定処理部321は、室温の平均が30[℃]であった場合、水量閾値を1.2[リットル/日]に変更してもよい。 The determination processing unit 321 may change the water amount threshold depending on the room temperature. For example, the determination processing unit 321 may determine the water amount threshold to be 1 [liter/day] when the average room temperature is 25 [° C.]. Note that when the average room temperature is 30 [°C] and the calculated amount of absorbed water is 1 [liter/day], the determination processing unit 321 determines the amount of water absorbed when the average room temperature is 25 [°C]. The calculation result of the amount of absorbed water may be corrected by determining that the amount of water is equivalent to 0.8 [liters/day]. Alternatively, the determination processing unit 321 may correct the water amount threshold according to the average room temperature instead of correcting the calculation result of the absorbed water amount according to the average room temperature. The determination processing unit 321 may change the water amount threshold to 1.2 [liters/day] when the average room temperature is 30 [° C.].

日射量についても同様に考えられる。判定処理部321は、室温及び日射量に応じて水量閾値を変更してもよい。例えば判定処理部321は、室温の平均が25[℃]であり、日射量が500[W/m]である場合の水量閾値を1[リットル/日]に決定してもよい。そして、今日の吸収水量が1[リットル/日]を超えたが、室温の平均が30[℃]であり、日射量が700[W/m]であった場合には、判定処理部321は、生長していない(1株あたりの吸収水量が水量閾値を超えていない)と判定してもよい。このような算出結果の補正、又は水量閾値の変更は、例えば、図2の動作の実行前に毎日行われてもよい。 The same can be said about the amount of solar radiation. The determination processing unit 321 may change the water amount threshold depending on the room temperature and the amount of solar radiation. For example, the determination processing unit 321 may determine the water amount threshold to be 1 [liter/day] when the average room temperature is 25 [° C.] and the amount of solar radiation is 500 [W/m 2 ]. If the amount of water absorbed today exceeds 1 [liter/day], but the average room temperature is 30 [°C] and the amount of solar radiation is 700 [W/m 2 ], the determination processing unit 321 may be determined to be not growing (the amount of water absorbed per plant does not exceed the water amount threshold). Such correction of the calculation result or change of the water amount threshold value may be performed every day, for example, before the operation of FIG. 2 is executed.

また、上記第1実施形態において、給水量が一定値であれば、栽培制御システム100は給水量測定部152を備えずに、メモリ310が給水量を保存してもよく、判定処理部321は、この一定値の給水量と排水量測定部162により測定された排水量とから、吸収水量を算出してもよい。 Further, in the first embodiment, if the water supply amount is a constant value, the cultivation control system 100 may store the water supply amount in the memory 310 without including the water supply amount measuring section 152, and the determination processing section 321 may store the water supply amount. The amount of absorbed water may be calculated from this fixed amount of water supply and the amount of drainage measured by the amount of drainage measuring section 162.

(第2実施形態)
図3は、栽培管理サーバ及び第2実施形態における栽培制御システムの制御構成を模式的に示すブロック図である。図4は、第2実施形態における培地重量計と植物体とを模式的に示す図である。第2実施形態の栽培制御システム100Aが第1実施形態の栽培制御システム100と異なる主な点は、培地重量計170を備える点である。
(Second embodiment)
FIG. 3 is a block diagram schematically showing the control configuration of the cultivation management server and the cultivation control system in the second embodiment. FIG. 4 is a diagram schematically showing a culture medium weighing scale and a plant body in the second embodiment. The main difference between the cultivation control system 100A of the second embodiment and the cultivation control system 100 of the first embodiment is that it includes a culture medium weighing scale 170.

第2実施形態の栽培制御システム100Aは、室温センサ110、日射センサ120、側窓130、天井カーテン140、給水装置150、培地重量計170、制御装置300Aを備える。また、栽培制御システム100Aは、栽培管理サーバ10と、通信ネットワーク90を介して通信可能に接続されている。この第2実施形態では、栽培制御システム100Aは、第1実施形態と同様に、ビニルハウスに設置されている。なお、第2実施形態の給水装置150は、給水量測定部152を備えなくてもよい。 The cultivation control system 100A of the second embodiment includes a room temperature sensor 110, a solar radiation sensor 120, a side window 130, a ceiling curtain 140, a water supply device 150, a culture medium weighing scale 170, and a control device 300A. Further, the cultivation control system 100A is communicably connected to the cultivation management server 10 via a communication network 90. In this second embodiment, the cultivation control system 100A is installed in a vinyl greenhouse, as in the first embodiment. Note that the water supply device 150 of the second embodiment does not need to include the water supply amount measuring section 152.

培地重量計170には、図4に示されるように、植物体171(第2実施形態ではトマト)が定植された培地172が載せられる。培地重量計170は、植物体171と培地172との合計重量を測定する。培地重量計170は、測定重量を制御装置300Aに出力する。培地重量計170は、第2実施形態において、第1センサの一例に相当する。 As shown in FIG. 4, a medium 172 in which plants 171 (tomatoes in the second embodiment) are planted is placed on the medium weighing scale 170. The medium weight scale 170 measures the total weight of the plant body 171 and the medium 172. Culture medium weighing scale 170 outputs the measured weight to control device 300A. The culture medium weighing scale 170 corresponds to an example of the first sensor in the second embodiment.

培地172としてロックウールキューブが用いられて、当該ロックウールキューブが培地重量計170に載せられる構成が簡便であるが、本開示はこれに限られない。例えば、土、ヤシガラなどを入れた栽培ポットに栽培対象植物が定植され、その栽培ポットが培地重量計170に載せられる構成でもよい。また、必要に応じて、培地172と排水設備とが併せて培地重量計170に載せられる構成でもよい。また、培地重量計170上には、複数のトマト株が定植された培地が載せられる構成としてもよい。 Although a configuration in which a rock wool cube is used as the culture medium 172 and the rock wool cube is placed on the culture medium weighing scale 170 is simple, the present disclosure is not limited to this. For example, a configuration may be adopted in which a plant to be cultivated is planted in a cultivation pot filled with soil, coconut shell, etc., and the cultivation pot is placed on the culture medium weighing scale 170. Further, if necessary, the culture medium 172 and drainage equipment may be placed together on the culture medium weighing scale 170. Further, the medium weighing scale 170 may have a structure in which a medium in which a plurality of tomato plants are planted is placed.

制御装置300Aは、メモリ310A、CPU320A、及び周辺回路(図示省略)を含む。メモリ310A(記憶部の一例に相当)は、例えば半導体メモリ等により構成される。メモリ310Aは、例えばROM、RAM、EEPROMなどを含む。CPU320Aは、メモリ310Aの例えばROMに記憶された第2実施形態の制御プログラムにしたがって動作することによって、判定処理部321A、取得処理部322、機器制御部323として機能する。 The control device 300A includes a memory 310A, a CPU 320A, and peripheral circuits (not shown). The memory 310A (corresponding to an example of a storage section) is composed of, for example, a semiconductor memory or the like. The memory 310A includes, for example, ROM, RAM, EEPROM, and the like. The CPU 320A functions as the determination processing section 321A, the acquisition processing section 322, and the device control section 323 by operating according to the control program of the second embodiment stored in the ROM of the memory 310A, for example.

栽培対象植物をトマトとした場合のCPU320Aの各機能が、以下に説明される。培地172としてロックウールキューブが用いられる。トマトがロックウールキューブに播種され、別室で育苗された後、ロックウールキューブと共にビニルハウスに移設され、培地重量計170の上に載せられる。給水装置150からロックウールキューブ(培地172)に直接給水できるように、給水配管が接続される。 Each function of the CPU 320A will be explained below when the plant to be cultivated is a tomato. A rock wool cube is used as the medium 172. Tomatoes are sown in rock wool cubes and the seedlings are raised in a separate room, then transferred to a vinyl house together with the rock wool cubes and placed on a culture medium weighing scale 170. A water supply pipe is connected so that water can be directly supplied from the water supply device 150 to the rock wool cube (culture medium 172).

栽培日数が経過してトマトが生長すると、培地重量計170で測定される測定重量が増加する。トマトが生長して重量が増加するということは、葉の数または葉の面積が増加することを意味する。このため、蒸散水量も増加する。その結果、第1実施形態と同様に、ビニルハウス内に入射する太陽光エネルギー中の熱エネルギーは、蒸散水の気化に、より多く使用される。言い換えると、ビニルハウスに供給される太陽光エネルギー中の熱エネルギーは、ビニルハウスの顕熱上昇以外に、より多く使用される。したがって、ビニルハウスに供給される光量に伴う供給熱がビニルハウスの顕熱上昇に使われる度合を表す顕熱寄与度は、低下する。顕熱寄与度が低下すると、栽培環境に供給される光量を増加させても、ビニルハウス内の室温上昇を抑制することができる。 As the number of cultivation days passes and the tomatoes grow, the measured weight measured by the culture medium weight meter 170 increases. As tomatoes grow and gain weight, it means that the number of leaves or leaf area increases. Therefore, the amount of transpiration water also increases. As a result, as in the first embodiment, more of the thermal energy in the sunlight energy that enters the vinyl house is used for vaporizing the transpired water. In other words, the thermal energy in the solar energy supplied to the vinyl house is used more than in addition to increasing the sensible heat of the vinyl house. Therefore, the sensible heat contribution degree, which indicates the degree to which the heat supplied with the amount of light supplied to the vinyl house is used to increase the sensible heat of the vinyl house, decreases. When the sensible heat contribution decreases, even if the amount of light supplied to the cultivation environment is increased, it is possible to suppress the rise in room temperature in the vinyl greenhouse.

判定処理部321Aは、測定重量がトマトの種類に応じて決定された重量閾値を超えたときに、トマトが生長したことにより顕熱寄与度が低下したと判定する。重量閾値は、トマト以外の植物の場合には、植物の種類に応じて、適切な値に決めればよい。取得処理部322は、測定重量が重量閾値を超えたと判定処理部321Aにより判定されると、栽培管理サーバ10から増加用更新プログラム30を取得し、メモリ310Aの例えばRAM又はEEPROMに保存する。その後、機器制御部323は、増加用更新プログラム30に従い天井カーテン140の開閉を制御する。 The determination processing unit 321A determines that the sensible heat contribution has decreased due to the growth of the tomato when the measured weight exceeds the weight threshold determined according to the type of tomato. In the case of plants other than tomatoes, the weight threshold value may be determined to an appropriate value depending on the type of plant. When the determination processing unit 321A determines that the measured weight exceeds the weight threshold, the acquisition processing unit 322 acquires the increase update program 30 from the cultivation management server 10, and stores it in, for example, RAM or EEPROM of the memory 310A. Thereafter, the device control unit 323 controls opening and closing of the ceiling curtain 140 according to the update program for increase 30.

図5は、第2実施形態の栽培制御システム100Aの動作手順例を概略的に示すフローチャートである。図5の動作は、例えば1日に1回実行される。 Figure 5 is a flowchart that shows an example of the operation procedure of the cultivation control system 100A of the second embodiment. The operation of Figure 5 is executed, for example, once a day.

図5の動作が開始されると、ステップS1100において、判定処理部321Aは、培地重量計170により測定された測定重量を取得する。 When the operation in FIG. 5 is started, in step S1100, the determination processing unit 321A acquires the measured weight measured by the culture medium weighing scale 170.

次に、ステップS1105において、判定処理部321Aは、測定重量が重量閾値を超えたか否かを判定する。 Next, in step S1105, the determination processing unit 321A determines whether the measured weight exceeds the weight threshold.

測定重量が重量閾値を超えていれば(ステップS1105でYES)、判定処理部321Aは、顕熱寄与度が低下したと判定し、処理はステップS1020に進む。一方、測定重量が重量閾値以下であれば(ステップS1105でNO)、図5の動作は終了する。図5のステップS1020の処理は、図2のステップS1020の処理と同じである。 If the measured weight exceeds the weight threshold (YES in step S1105), the determination processing unit 321A determines that the sensible heat contribution has decreased, and the process proceeds to step S1020. On the other hand, if the measured weight is equal to or less than the weight threshold (NO in step S1105), the operation in FIG. 5 ends. The process in step S1020 in FIG. 5 is the same as the process in step S1020 in FIG.

以上説明されたように、この第2実施形態によれば、植物体(トマト)171を含む培地172の重量を培地重量計170により測定し、測定によって得られた測定重量が重量閾値を超えたか否かを判定することで、第1実施形態と同様に、トマトの生長状態を把握できる。測定重量が重量閾値を超えたと判定されると、顕熱寄与度が低下したと判定され、初期プログラム20に代えて増加用更新プログラム30に従い天井カーテン140の開閉が制御される。増加用更新プログラム30では、初期プログラム20に比べて、天井カーテン140を開閉するための日射量の閾値が高く設定されているので、ビニルハウスに入射する太陽光エネルギーが増加することから、トマトの生長が更に促進される。これによって、第1実施形態と同様に、トマトの生長に応じた最適な制御でトマトを栽培することが可能となる。その結果、作物の品質を安定させるシステムを提供できる。 As explained above, according to the second embodiment, the weight of the medium 172 containing the plant body (tomato) 171 is measured by the medium weighing scale 170, and whether the measured weight obtained by the measurement exceeds the weight threshold value or not. By determining whether this is the case, the growth state of the tomato can be grasped similarly to the first embodiment. When it is determined that the measured weight exceeds the weight threshold value, it is determined that the sensible heat contribution has decreased, and the opening and closing of the ceiling curtain 140 is controlled in accordance with the increasing update program 30 instead of the initial program 20. In the update program 30 for increase, the solar radiation threshold for opening and closing the ceiling curtain 140 is set higher than that in the initial program 20, so the solar energy entering the vinyl house increases, so it is difficult to grow tomatoes. Growth is further promoted. Thereby, similarly to the first embodiment, it becomes possible to cultivate tomatoes with optimal control according to the growth of tomatoes. As a result, it is possible to provide a system that stabilizes the quality of crops.

(第3実施形態)
図6は、栽培管理サーバ及び第3実施形態における栽培制御システムの制御構成を模式的に示すブロック図である。第3実施形態の栽培制御システム100Bが第1実施形態と異なる主な点は、植物体を撮像するカメラ180を備える点である。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a block diagram schematically showing the control configuration of the cultivation management server and the cultivation control system in the third embodiment. The main difference between the cultivation control system 100B of the third embodiment and the first embodiment is that it includes a camera 180 that captures images of plants.

第3実施形態の栽培制御システム100Bは、室温センサ110、日射センサ120、側窓130、天井カーテン140、給水装置150、カメラ180、制御装置300Bを備える。また、栽培制御システム100Bは、栽培管理サーバ10と、通信ネットワーク90を介して通信可能に接続されている。この第3実施形態では、栽培制御システム100Bは、第1実施形態と同様に、ビニルハウスに設置されている。なお、第3実施形態の給水装置150は、給水量測定部152を備えなくてもよい。 The cultivation control system 100B of the third embodiment includes a room temperature sensor 110, a solar radiation sensor 120, a side window 130, a ceiling curtain 140, a water supply device 150, a camera 180, and a control device 300B. Further, the cultivation control system 100B is communicably connected to the cultivation management server 10 via a communication network 90. In this third embodiment, the cultivation control system 100B is installed in a vinyl greenhouse, as in the first embodiment. Note that the water supply device 150 of the third embodiment does not need to include the water supply amount measuring section 152.

カメラ180は、植物(第3実施形態ではトマト)を含んだ任意の箇所を撮像する。カメラ180は、撮像によって得られた撮像画像を制御装置300Bに出力する。カメラ180は、この第3実施形態において、第1センサの一例に相当する。 The camera 180 images any location including a plant (tomato in the third embodiment). Camera 180 outputs a captured image obtained by imaging to control device 300B. The camera 180 corresponds to an example of the first sensor in this third embodiment.

制御装置300Bは、メモリ310B、CPU320B、及び周辺回路(図示省略)を含む。メモリ310B(記憶部の一例に相当)は、例えば半導体メモリ等により構成される。メモリ310Bは、例えばROM、RAM、EEPROMなどを含む。CPU320Bは、メモリ310Bの例えばROMに記憶された第3実施形態の制御プログラムにしたがって動作することによって、判定処理部321B、取得処理部322、機器制御部323として機能する。 The control device 300B includes a memory 310B, a CPU 320B, and peripheral circuits (not shown). The memory 310B (corresponding to an example of a storage section) is composed of, for example, a semiconductor memory or the like. The memory 310B includes, for example, ROM, RAM, EEPROM, and the like. The CPU 320B functions as the determination processing section 321B, the acquisition processing section 322, and the device control section 323 by operating according to the control program of the third embodiment stored in, for example, the ROM of the memory 310B.

判定処理部321Bは、カメラ180により撮像された撮像画像の色を判定し、撮像画像内の緑色(つまり葉)が占める面積比を判定することにより、植物(第3実施形態ではトマト)の生長状態を把握する。なお、トマトの葉の種々の形状をメモリ310Bに予め格納しておき、判定処理部321Bは、テンプレートマッチングにより、葉が占める面積比を判定してもよい。 The determination processing unit 321B determines the growth of a plant (tomato in the third embodiment) by determining the color of the captured image captured by the camera 180 and determining the area ratio occupied by green (that is, leaves) in the captured image. Understand the situation. Note that various shapes of tomato leaves may be stored in the memory 310B in advance, and the determination processing unit 321B may determine the area ratio occupied by the leaves by template matching.

栽培日数が経過してトマトが生長すると、カメラ180で撮像された撮像画像内で緑色(つまり葉)の占める面積比が増加していく。トマトが生長して撮像画像内で葉の占める面積比が増加するということは、葉の数または葉の面積が増加することを意味する。このため、蒸散水量も増加する。その結果、第1実施形態と同様に、ビニルハウス内に入射する太陽光エネルギー中の熱エネルギーは、蒸散水の気化(つまりビニルハウスの顕熱上昇以外)に、より多く使用される。したがって、ビニルハウスに供給される光量に伴う供給熱がビニルハウスの顕熱上昇に使われる度合を表す顕熱寄与度は、低下する。顕熱寄与度が低下すると、栽培環境に供給される光量を増加させても、ビニルハウス内の室温上昇を抑制することができる。 As the number of cultivation days passes and the tomatoes grow, the area ratio occupied by green (that is, leaves) in the captured image captured by the camera 180 increases. When a tomato grows and the area ratio occupied by leaves in a captured image increases, it means that the number of leaves or the area of leaves increases. Therefore, the amount of transpiration water also increases. As a result, as in the first embodiment, more of the thermal energy in the sunlight energy that enters the vinyl house is used for vaporizing evaporated water (that is, other than increasing the sensible heat of the vinyl house). Therefore, the sensible heat contribution degree, which indicates the degree to which the heat supplied with the amount of light supplied to the vinyl house is used to increase the sensible heat of the vinyl house, decreases. When the sensible heat contribution decreases, even if the amount of light supplied to the cultivation environment is increased, it is possible to suppress the rise in room temperature in the vinyl greenhouse.

判定処理部321Bは、緑色(つまり葉)の面積比が、トマトの種類に応じて決定された比率閾値を超えたときに、トマトが生長したことにより顕熱寄与度が低下したと判定する。比率閾値は、トマト以外の植物の場合には、植物の種類に応じて、適切な値に決めればよい。取得処理部322は、面積比が比率閾値を超えたと判定処理部321Bにより判定されると、栽培管理サーバ10から増加用更新プログラム30を取得し、メモリ310Bの例えばRAM又はEEPROMに保存する。その後、機器制御部323は、増加用更新プログラム30に従い天井カーテン140の開閉を制御する。 The determination processing unit 321B determines that the sensible heat contribution has decreased due to the growth of the tomato when the area ratio of green (that is, leaf) exceeds the ratio threshold determined according to the type of tomato. In the case of plants other than tomatoes, the ratio threshold value may be determined to an appropriate value depending on the type of plant. When the determination processing unit 321B determines that the area ratio exceeds the ratio threshold, the acquisition processing unit 322 acquires the increase update program 30 from the cultivation management server 10 and stores it in, for example, RAM or EEPROM of the memory 310B. Thereafter, the device control unit 323 controls opening and closing of the ceiling curtain 140 according to the update program for increase 30.

図7は、第3実施形態の栽培制御システム100Bの動作手順例を概略的に示すフローチャートである。図7の動作は、例えば1日に1回実行される。 FIG. 7 is a flowchart schematically showing an example of the operation procedure of the cultivation control system 100B of the third embodiment. The operation in FIG. 7 is executed, for example, once a day.

図7の動作が開始されると、ステップS1200において、判定処理部321Bは、カメラ180によって撮像された撮像画像を取得する。 When the operation in FIG. 7 is started, in step S1200, the determination processing unit 321B acquires a captured image captured by the camera 180.

次に、ステップS1205において、判定処理部321Bは、撮像画像に占める緑色の面積比を算出する。 Next, in step S1205, the determination processing unit 321B calculates the area ratio of green color in the captured image.

次に、ステップS1210において、判定処理部321Bは、緑色の面積比が比率閾値を超えたか否かを判定する。 Next, in step S1210, the determination processing unit 321B determines whether the green area ratio exceeds the ratio threshold.

緑色の面積比が比率閾値を超えていれば(ステップS1210でYES)、判定処理部321Bは、顕熱寄与度が低下したと判定し、処理はステップS1020に進む。一方、緑色の面積比が比率閾値以下であれば(ステップS1210でNO)、図7の動作は終了する。図7のステップS1020の処理は、図2のステップS1020の処理と同じである。 If the green area ratio exceeds the ratio threshold (YES in step S1210), the determination processing unit 321B determines that the sensible heat contribution has decreased, and the process proceeds to step S1020. On the other hand, if the green area ratio is equal to or less than the ratio threshold (NO in step S1210), the operation in FIG. 7 ends. The process in step S1020 in FIG. 7 is the same as the process in step S1020 in FIG.

以上説明されたように、この第3実施形態によれば、トマトを含んだ箇所をカメラ180により撮像し、撮像画像に占める緑色の面積比が比率閾値を超えたか否かを判定することで、第1実施形態と同様に、トマトの生長状態を把握できる。撮像画像に占める緑色の面積比が比率閾値を超えたと判定されると、顕熱寄与度が低下したと判定され、初期プログラム20に代えて増加用更新プログラム30に従い天井カーテン140の開閉が制御される。増加用更新プログラム30では、初期プログラム20に比べて、天井カーテン140を開閉するための日射量の閾値が高く設定されているので、ビニルハウスに入射する太陽光エネルギーが増加することから、トマトの生長が更に促進される。これによって、第1実施形態と同様に、トマトの生長に応じた最適な制御でトマトを栽培することが可能となる。その結果、作物の品質を安定させるシステムを提供できる。 As explained above, according to the third embodiment, by capturing an image of a location containing tomatoes using the camera 180 and determining whether or not the area ratio of green color in the captured image exceeds the ratio threshold, As in the first embodiment, the growth state of tomatoes can be grasped. When it is determined that the green area ratio in the captured image exceeds the ratio threshold, it is determined that the sensible heat contribution has decreased, and the opening and closing of the ceiling curtain 140 is controlled according to the increasing update program 30 instead of the initial program 20. Ru. In the update program 30 for increase, the solar radiation threshold for opening and closing the ceiling curtain 140 is set higher than that in the initial program 20, so the solar energy entering the vinyl house increases, so it is difficult to grow tomatoes. Growth is further promoted. Thereby, similarly to the first embodiment, it becomes possible to cultivate tomatoes with optimal control according to the growth of tomatoes. As a result, it is possible to provide a system that stabilizes the quality of crops.

(第4実施形態)
図8は、栽培管理サーバ及び第4実施形態における栽培制御システムの制御構成を模式的に示すブロック図である。この第4実施形態では、栽培制御システム100Cは、第1~第3実施形態と異なり、人工照明で植物を栽培するための栽培設備である人工光型植物工場に設置されている。第4実施形態では、栽培設備内に設置されたレタス栽培槽で栽培対象植物としてのレタスを水耕栽培する例が説明される。
(Fourth embodiment)
FIG. 8 is a block diagram schematically showing the control configuration of the cultivation management server and the cultivation control system in the fourth embodiment. In the fourth embodiment, unlike the first to third embodiments, the cultivation control system 100C is installed in an artificial light type plant factory, which is cultivation equipment for cultivating plants with artificial lighting. In the fourth embodiment, an example will be described in which lettuce as a plant to be cultivated is hydroponically cultivated in a lettuce cultivation tank installed in a cultivation facility.

第4実施形態の栽培制御システム100Cは、室温センサ110、水温センサ190、光量子センサ200、給水装置150C、排水装置160C、照明機器210、空気調和機220、制御装置300Cを備える。また、栽培制御システム100Cは、通信ネットワーク90を介して、栽培管理サーバ10Cと通信可能に接続されている。 The cultivation control system 100C of the fourth embodiment includes a room temperature sensor 110, a water temperature sensor 190, a photon sensor 200, a water supply device 150C, a drainage device 160C, a lighting device 210, an air conditioner 220, and a control device 300C. Further, the cultivation control system 100C is communicably connected to the cultivation management server 10C via the communication network 90.

制御装置300Cは、メモリ310C、CPU320C、及び周辺回路(図示省略)を含む。メモリ310C(記憶部の一例に相当)は、例えば半導体メモリ等により構成される。メモリ310Cは、例えばROM、RAM、EEPROMなどを含む。CPU320Cは、メモリ310Cの例えばROMに記憶された第4実施形態の制御プログラムにしたがって動作することによって、判定処理部321C、取得処理部322、機器制御部323Cとして機能する。判定処理部321C、取得処理部322、機器制御部323Cの機能は、後述される。 The control device 300C includes a memory 310C, a CPU 320C, and peripheral circuits (not shown). The memory 310C (corresponding to an example of a storage section) is composed of, for example, a semiconductor memory or the like. The memory 310C includes, for example, ROM, RAM, EEPROM, and the like. The CPU 320C functions as a determination processing section 321C, an acquisition processing section 322, and a device control section 323C by operating according to the control program of the fourth embodiment stored in, for example, a ROM of the memory 310C. The functions of the determination processing section 321C, the acquisition processing section 322, and the device control section 323C will be described later.

栽培管理サーバ10Cは、初期プログラム20C(第1プログラムの一例に相当)と、増加用更新プログラム30C(第2プログラムの一例に相当)とを予め記憶するハードディスク又は半導体不揮発性メモリ等を備える。初期プログラム20C、増加用更新プログラム30Cでは、それぞれ、照明機器210の動作仕様が定められている。初期プログラム20Cは、栽培管理サーバ10Cから制御装置300Cに予めダウンロードされて、メモリ310Cの例えばRAM又はEEPROMに保存されている。CPU320Cの機器制御部323Cは、初期プログラム20Cに従い照明機器210の動作を制御する。 The cultivation management server 10C includes a hard disk, a semiconductor nonvolatile memory, or the like that stores in advance an initial program 20C (corresponding to an example of a first program) and an update program for increase 30C (corresponding to an example of a second program). The initial program 20C and the incremental update program 30C each define operational specifications for the lighting equipment 210. The initial program 20C is downloaded in advance from the cultivation management server 10C to the control device 300C, and is stored in the memory 310C, for example, RAM or EEPROM. The device control unit 323C of the CPU 320C controls the operation of the lighting device 210 according to the initial program 20C.

給水装置150Cは、ポンプ151、水位センサ153を含み、レタスに液体肥料を供給する。水位センサ153は、レタス栽培槽に設置された3本の電極を含み、電極間の通電の有無に基づき、レタス栽培槽の水位を検出する。水位センサ153は、ボールタップ方式で構成されてもよく、レタス栽培槽の水位が検出可能に構成されていればよい。給水装置150は、所定濃度の液体肥料を貯留するタンクを含む。水位センサ153により検出されたレタス栽培槽の水位が一定基準(後述)より低下したときに機器制御部323Cがポンプ151を駆動させて、レタス栽培槽に液体肥料を供給する。また、給水装置150Cは、液体肥料を水道水あるいは地下水で希釈した後に供給する構成としてもよい。また、給水装置150Cは、液体肥料の電気伝導度、pH値を測定する測定部を含み、所定の電気伝導度、pH値となるように自動調整する構成としてもよい。 The water supply device 150C includes a pump 151 and a water level sensor 153, and supplies liquid fertilizer to the lettuce. The water level sensor 153 includes three electrodes installed in the lettuce cultivation tank, and detects the water level of the lettuce cultivation tank based on whether electricity is applied between the electrodes. The water level sensor 153 may be configured using a ball tap method, and may be configured to be able to detect the water level of the lettuce cultivation tank. Water supply device 150 includes a tank that stores liquid fertilizer at a predetermined concentration. When the water level of the lettuce cultivation tank detected by the water level sensor 153 falls below a certain standard (described later), the device control unit 323C drives the pump 151 to supply liquid fertilizer to the lettuce cultivation tank. Furthermore, the water supply device 150C may be configured to supply the liquid fertilizer after diluting it with tap water or ground water. Furthermore, the water supply device 150C may include a measurement unit that measures the electrical conductivity and pH value of the liquid fertilizer, and may be configured to automatically adjust the electrical conductivity and pH value to predetermined values.

排水装置160Cは、レタス栽培槽に溜まった水を排水する。排水装置160Cは、この第4実施形態では、栽培中は排水せずに栓を閉じておき、レタス栽培槽を洗浄する際に排水するように構成されている。なお、排水装置160Cは、常時排水するように構成されても構わない。また、排水装置160Cは、レタス栽培槽に設置された電磁弁を含み、所定のタイミングで機器制御部323Cが電磁弁を開放して、排水するように構成されても構わない。また、排水装置160Cは、流量計を含み、排水量を測定するように構成されても構わない。 The drainage device 160C drains water accumulated in the lettuce cultivation tank. In the fourth embodiment, the drainage device 160C is configured to keep the stopper closed without draining water during cultivation, and to drain water when cleaning the lettuce cultivation tank. Note that the drainage device 160C may be configured to drain water all the time. Further, the drainage device 160C may be configured to include a solenoid valve installed in the lettuce cultivation tank, and the device control unit 323C opens the solenoid valve at a predetermined timing to drain water. Further, the drainage device 160C may be configured to include a flow meter and measure the amount of drainage.

水温センサ190は、給水装置150Cの出口に設置され、レタスに供給される液体肥料の温度を測定する。光量子センサ200は、照明機器210の下方であって、レタスの葉で生じる影と重ならない場所に設置され、光量子束密度[μmol/ms]を検出する。なお、光量子センサ200に代えて、日射量[W/m]を検出する日射計、又は、照度[ルクス]を検出する照度計を備えてもよい。 The water temperature sensor 190 is installed at the outlet of the water supply device 150C and measures the temperature of the liquid fertilizer supplied to the lettuce. The photon sensor 200 is installed below the lighting device 210 at a location that does not overlap with the shadow caused by the lettuce leaves, and detects the photon flux density [μmol/m 2 s]. Note that in place of the photon sensor 200, a pyranometer that detects solar radiation [W/m 2 ] or an illuminance meter that detects illuminance [lux] may be provided.

照明機器210は、白色発光ダイオード(LED)の直管を含む。この白色LEDの直管は、複数本の単位で個別に点灯および消灯するように構成されている。照明機器210は、レタスの光合成に必要な光エネルギーの供給量を複数本の直管単位で制御することが可能に構成されている。照明機器210は、第4実施形態において、光制御機器の一例に相当する。 The lighting device 210 includes a straight tube of white light emitting diodes (LEDs). The white LED straight tubes are configured to turn on and off individually in units of multiple pieces. The lighting device 210 is configured to be able to control the supply amount of light energy necessary for photosynthesis of lettuce in units of a plurality of straight tubes. The lighting device 210 corresponds to an example of a light control device in the fourth embodiment.

初期プログラム20Cでは、機器制御部323Cは、照明機器210の一部の直管を点灯するように構成されている。増加用更新プログラム30Cでは、機器制御部323Cは、照明機器210の全ての直管を点灯するように構成されている。なお、機器制御部323Cは、光量子センサ200の検出結果に基づき、照明機器210の動作を制御してもよい。 In the initial program 20C, the device control unit 323C is configured to light some of the straight tubes of the lighting device 210. In the increase update program 30C, the device control unit 323C is configured to light all the straight pipes of the lighting device 210. Note that the device control unit 323C may control the operation of the lighting device 210 based on the detection result of the photon sensor 200.

空気調和機220は、栽培設備内の室温を上昇及び低下させる。機器制御部323Cは、室温センサ110及び水温センサ190の検出結果に基づき、メモリ310Cに保存されている第4実施形態の制御プログラムに従って、空気調和機220の動作を制御する。 The air conditioner 220 raises and lowers the room temperature within the cultivation equipment. The device control unit 323C controls the operation of the air conditioner 220 based on the detection results of the room temperature sensor 110 and the water temperature sensor 190, according to the control program of the fourth embodiment stored in the memory 310C.

栽培期間が経過してレタスが生長すると、葉の面積が増加し、蒸散水量が増加する。その結果、照明機器210から発生する熱エネルギーは、蒸散水の気化(つまり栽培施設の顕熱上昇以外)に、より多く使用される。このため、顕熱寄与度は低下する。顕熱寄与度が低下すると、栽培施設に供給される光量を増加させても、栽培設備内の室温の上昇が抑制される。 As the cultivation period passes and the lettuce grows, the leaf area increases and the amount of transpiration water increases. As a result, more of the thermal energy generated by the lighting equipment 210 is used for vaporizing evaporated water (ie, other than increasing the sensible heat of the cultivation facility). Therefore, the sensible heat contribution decreases. When the sensible heat contribution decreases, even if the amount of light supplied to the cultivation facility is increased, the rise in room temperature within the cultivation facility is suppressed.

レタスが生長して葉の数が多くなると、光合成を行う葉の面積も増加することから、照明機器210からの光供給量を増加させることで一層生長を促すことができる。よって、照明機器210からの熱エネルギーの顕熱寄与度が低下することにより、栽培設備内の室温上昇が抑制される時期を見計らって、光量をより多く供給する増加用更新プログラム30Cに更新することが重要である。 As the lettuce grows and the number of leaves increases, the area of the leaves for photosynthesis also increases, so by increasing the amount of light supplied from the lighting device 210, growth can be further promoted. Therefore, update to the increase update program 30C that supplies a larger amount of light in anticipation of the time when the temperature rise in the cultivation equipment will be suppressed due to a decrease in the sensible heat contribution of the thermal energy from the lighting equipment 210. is important.

初期プログラム20Cから増加用更新プログラム30Cに更新する時期を判定するためには、レタスの生長状態を把握する手段が必要となる。レタスも、第1~第3実施形態でのトマトと同様に、吸収水量が生長に連れて増加する。そこで、第4実施形態でも、レタス1株あたりの吸収水量が所定の水量閾値を超えたときに、レタスが生長したことにより顕熱寄与度が低下したと判定処理部321Cにより判定されて、初期プログラム20Cが増加用更新プログラム30Cに更新される。 In order to determine when to update from the initial program 20C to the incremental update program 30C, a means for grasping the growth state of the lettuce is required. Like the tomatoes in the first to third embodiments, the amount of water absorbed by lettuce also increases as it grows. Therefore, in the fourth embodiment as well, when the amount of absorbed water per lettuce plant exceeds a predetermined water amount threshold, the determination processing unit 321C determines that the contribution of sensible heat has decreased due to the growth of the lettuce, and the initial The program 20C is updated to the incremental update program 30C.

レタス栽培槽に設置されている水位センサ153は、3本の電極間の通電の有無に基づいて、第1水位と、第1水位より低い第2水位とを検出可能に構成されている。機器制御部323Cは、レタス栽培槽の水位が第2水位まで低下すると、給水装置150Cのポンプ151を駆動し、レタス栽培槽の水位を第1水位に上昇させる。第4実施形態において、給水装置150Cは、第1センサの一例に相当する。 The water level sensor 153 installed in the lettuce cultivation tank is configured to be able to detect a first water level and a second water level lower than the first water level based on the presence or absence of electricity between three electrodes. When the water level of the lettuce cultivation tank falls to the second water level, the device control unit 323C drives the pump 151 of the water supply device 150C to raise the water level of the lettuce cultivation tank to the first water level. In the fourth embodiment, the water supply device 150C corresponds to an example of the first sensor.

第4実施形態では、レタス栽培槽において低下した水位に相当する水量が、レタスの吸収水量に一致する。レタスの吸収水量が増加すると、レタス栽培槽における水位の低下速度が上昇する。その結果、単位時間当たりのポンプ151の駆動回数が増加する。このため、ポンプ151の駆動回数を判定基準として、レタスの生長状態を判定することができる。 In the fourth embodiment, the amount of water corresponding to the lowered water level in the lettuce cultivation tank corresponds to the amount of water absorbed by lettuce. When the amount of water absorbed by lettuce increases, the rate at which the water level in the lettuce cultivation tank decreases increases. As a result, the number of times the pump 151 is driven per unit time increases. Therefore, the growth state of the lettuce can be determined based on the number of times the pump 151 is driven.

給水装置150Cにおけるポンプ151の単位期間(例えば1[日])当りの駆動回数が所定の回数閾値を超えたときに、判定処理部321Cは、レタスが生長して顕熱寄与度が低下したと判定する。取得処理部322は、通信ネットワーク90を通じて栽培管理サーバ10Cから増加用更新プログラム30Cを取得して、メモリ310の例えばRAM又はEEPROMに保存する。その後、機器制御部323Cは、増加用更新プログラム30Cに従い照明機器210等を制御する。これにより、光エネルギーを、より多くレタスに供給し、レタスの光合成を増加させることができる。 When the number of times the pump 151 in the water supply device 150C is driven per unit period (for example, one day) exceeds a predetermined number of times threshold, the determination processing unit 321C determines that the lettuce has grown and the sensible heat contribution has decreased. judge. The acquisition processing unit 322 acquires the increase update program 30C from the cultivation management server 10C through the communication network 90, and stores it in the memory 310, for example, RAM or EEPROM. Thereafter, the device control unit 323C controls the lighting device 210 and the like according to the incremental update program 30C. This allows more light energy to be supplied to the lettuce and increases the photosynthesis of the lettuce.

なお、レタス1株あたりの吸収水量を算出するためには、栽培設備におけるレタスの株数が必要になる。そこで、メモリ310Cに予め保存されている第4実施形態の制御プログラムは、栽培設備におけるレタスの株数を含む。この株数を用いると、給水装置150Cにおけるポンプ151の駆動回数から、レタス1株あたりの吸収水量を算出することができる。 Note that in order to calculate the amount of water absorbed per lettuce plant, the number of lettuce plants in the cultivation equipment is required. Therefore, the control program of the fourth embodiment stored in advance in the memory 310C includes the number of lettuce plants in the cultivation equipment. Using this number of lettuce plants, the amount of water absorbed per lettuce plant can be calculated from the number of times the pump 151 in the water supply device 150C is driven.

図9、図10は、それぞれ、第4実施形態の栽培制御システム100Cの動作手順例を概略的に示すフローチャートである。図9の動作は、例えば10秒毎に実行され、図10の動作は、例えば1日に1回実行される。 9 and 10 are flowcharts each schematically showing an example of the operation procedure of the cultivation control system 100C of the fourth embodiment. The operation in FIG. 9 is executed, for example, every 10 seconds, and the operation in FIG. 10 is executed, for example, once a day.

図9のステップS1300において、判定処理部321Cは、ポンプ151が駆動開始されたか否かを判定する。例えば、機器制御部323Cは、ポンプ151の駆動を開始する度に、メモリ310Cの所定フラグをセットしてもよい。判定処理部321Cは、所定フラグの状態を確認することにより、ポンプ151が駆動開始されたか否かを判定することができる。 In step S1300 of FIG. 9, the determination processing unit 321C determines whether or not the pump 151 has started to be driven. For example, the device control unit 323C may set a predetermined flag in the memory 310C every time the pump 151 starts driving. The determination processing unit 321C can determine whether or not the pump 151 has started driving by checking the state of a predetermined flag.

ポンプ151が駆動開始されていれば(ステップS1300でYES)、処理はステップS1305に進む。一方、ポンプ151が駆動開始されていなければ(ステップS1300でNO)、図9の動作は終了する。 If the pump 151 has started driving (YES in step S1300), the process advances to step S1305. On the other hand, if the pump 151 has not started driving (NO in step S1300), the operation in FIG. 9 ends.

ポンプ151が駆動開始されたと判定された場合、ステップS1305において、判定処理部321Cは、メモリ310Cに保存されているポンプ駆動回数を積算する。その後、図9の動作は終了する。 If it is determined that the pump 151 has started driving, in step S1305, the determination processing unit 321C adds up the number of times the pump is driven that is stored in the memory 310C. After that, the operation of FIG. 9 ends.

図10の動作が開始されると、ステップS1400において、判定処理部321Cは、メモリ310Cに保存されているポンプ151の駆動回数を取得する。 When the operation of FIG. 10 is started, in step S1400, the determination processing unit 321C acquires the number of times the pump 151 is driven, which is stored in the memory 310C.

次に、ステップS1405において、判定処理部321Cは、ポンプ151の駆動回数が回数閾値を超えたか否かを判定する。ポンプ151の駆動回数が回数閾値を超えていれば(ステップS1405でYES)、判定処理部321Cは、顕熱寄与度が低下したと判定し、処理はステップS1020に進む。一方、ポンプ151の駆動回数が回数閾値以下であれば(ステップS1405でNO)、処理はステップS1410に進む。図10のステップS1020の処理は、図2のステップS1020の処理と同じである。 Next, in step S1405, the determination processing unit 321C determines whether the number of times the pump 151 is driven exceeds the number of times threshold. If the number of times the pump 151 is driven exceeds the number of times threshold (YES in step S1405), the determination processing unit 321C determines that the sensible heat contribution has decreased, and the process proceeds to step S1020. On the other hand, if the number of times the pump 151 is driven is equal to or less than the number of times threshold (NO in step S1405), the process advances to step S1410. The process in step S1020 in FIG. 10 is the same as the process in step S1020 in FIG.

次に、ステップS1410において、判定処理部321Cは、メモリ310Cに保存されているポンプ151の駆動回数の積算値をゼロにリセットする。その後、図10の動作は終了する。 Next, in step S1410, the determination processing unit 321C resets the integrated value of the number of times the pump 151 is driven, which is stored in the memory 310C, to zero. After that, the operation of FIG. 10 ends.

以上説明されたように、この第4実施形態によれば、レタスの生長に対応した吸収水量を表すポンプ駆動回数が回数閾値を超えたか否かを判定することでレタスの生長状態を把握できる。ポンプ駆動回数が回数閾値を超えたと判定されると、顕熱寄与度が低下したと判定され、初期プログラム20Cに代えて増加用更新プログラム30Cに従い照明機器210が制御される。増加用更新プログラム30Cでは、初期プログラム20Cに比べて、照明機器210の光量が大きくなるように動作仕様が定められているので、レタスに供給される光エネルギーが増加することから、レタスの生長が更に促進される。 As described above, according to the fourth embodiment, the growth state of the lettuce can be grasped by determining whether the number of times the pump is driven, which represents the amount of absorbed water corresponding to the growth of the lettuce, exceeds the number threshold. When it is determined that the number of times the pump is driven exceeds the number threshold, it is determined that the sensible heat contribution has decreased, and the lighting equipment 210 is controlled according to the increasing update program 30C instead of the initial program 20C. In the update program for increase 30C, the operation specifications are set so that the amount of light of the lighting device 210 is larger than that in the initial program 20C, so the light energy supplied to the lettuce increases, so the growth of the lettuce is improved. further promoted.

レタスが小さいときは、蒸散水量が少ないため、最初から増加用更新プログラム30Cを用いると、照明機器210から発生する熱が栽培設備の顕熱上昇に使われて、栽培設備内が高温になり、空気調和機220の冷却能力を超えるような事態も考えられる。これに対して、第4実施形態では、最初は初期プログラム20Cが用いられているので、このような事態を避けることができる。 When the lettuce is small, the amount of transpiration water is small, so if you use the increase update program 30C from the beginning, the heat generated from the lighting equipment 210 will be used to increase the sensible heat of the cultivation equipment, and the inside of the cultivation equipment will become high temperature. There may also be a situation in which the cooling capacity of the air conditioner 220 is exceeded. On the other hand, in the fourth embodiment, since the initial program 20C is used at first, such a situation can be avoided.

このように、第4実施形態では、栽培設備内の高温化も抑制し、空気調和機220の能力を超えた高温化の防止、または空気調和機220の負荷低減、照明機器210の負荷低減にもつながる。したがって、電気代を抑制しつつ、第1実施形態と同様に、レタスの生長に応じた最適な制御で栽培することが可能となる。 In this way, in the fourth embodiment, the temperature inside the cultivation equipment is also suppressed, and the temperature rise exceeding the capacity of the air conditioner 220 is prevented, or the load on the air conditioner 220 and the load on the lighting equipment 210 is reduced. Also connected. Therefore, like the first embodiment, it is possible to cultivate lettuce under optimal control according to its growth while suppressing electricity costs.

なお、上記第4実施形態において、レタスの吸収水量は、室温、水温などの栽培環境によっても異なる。そこで、判定処理部321Cは、室温センサ110、水温センサ190の検出結果に応じて、レタスの生長を判定する回数閾値を変更してもよい。例えば空気調和機220の動作によって、室温が20[℃]にされた場合と30[℃]にされた場合とでは、レタスの吸収水量が変化すると考えられる。そこで、判定処理部321Cは、室温が高いほど、回数閾値を増加させてもよい。これによって、環境要因に左右されずに、より正確にレタスの生長を判定できる。 Note that in the fourth embodiment, the amount of water absorbed by lettuce also varies depending on the cultivation environment such as room temperature and water temperature. Therefore, the determination processing unit 321C may change the threshold for the number of times the lettuce growth is determined according to the detection results of the room temperature sensor 110 and the water temperature sensor 190. For example, depending on the operation of the air conditioner 220, the amount of water absorbed by lettuce is considered to change depending on whether the room temperature is 20 [°C] or 30 [°C]. Therefore, the determination processing unit 321C may increase the number of times threshold value as the room temperature increases. This allows for more accurate determination of lettuce growth without being influenced by environmental factors.

(第5実施形態)
図11は、栽培管理サーバ及び第5実施形態における栽培制御システムの制御構成を模式的に示すブロック図である。第5実施形態の栽培制御システム100Dでは、初期プログラム20から増加用更新プログラム30に切り替えられた後の動作が、第1実施形態の栽培制御システム100と異なる。
(Fifth embodiment)
FIG. 11 is a block diagram schematically showing the control configuration of the cultivation management server and the cultivation control system in the fifth embodiment. In the cultivation control system 100D of the fifth embodiment, the operation after switching from the initial program 20 to the update program for increase 30 is different from the cultivation control system 100 of the first embodiment.

第5実施形態の栽培制御システム100Dは、室温センサ110(第2センサの一例に相当)、日射センサ120、側窓130、天井カーテン140、給水装置150、排水装置160、制御装置300Dを備える。すなわち、第5実施形態の栽培制御システム100Dは、制御装置300に代えて制御装置300Dを備える点以外は、第1実施形態の栽培制御システム100と同様に構成されている。また、栽培制御システム100Dは、栽培管理サーバ10Dと、通信ネットワーク90を介して通信可能に接続されている。この第5実施形態では、栽培制御システム100Dは、第1実施形態と同様に、ビニルハウスに設置されている。 The cultivation control system 100D of the fifth embodiment includes a room temperature sensor 110 (corresponding to an example of a second sensor), a solar radiation sensor 120, a side window 130, a ceiling curtain 140, a water supply device 150, a drainage device 160, and a control device 300D. That is, the cultivation control system 100D of the fifth embodiment is configured in the same manner as the cultivation control system 100 of the first embodiment, except that it includes a control device 300D instead of the control device 300. Moreover, the cultivation control system 100D is communicably connected to the cultivation management server 10D via the communication network 90. In this fifth embodiment, the cultivation control system 100D is installed in a vinyl greenhouse, similar to the first embodiment.

制御装置300Dは、メモリ310D、CPU320D、及び周辺回路(図示省略)を含む。メモリ310D(記憶部の一例に相当)は、例えば半導体メモリ等により構成される。メモリ310Dは、例えばROM、RAM、EEPROMなどを含む。CPU320Dは、メモリ310Dの例えばROMに記憶された第5実施形態の制御プログラムにしたがって動作することによって、判定処理部321D、取得処理部322D、機器制御部323Dとして機能する。 Control device 300D includes a memory 310D, a CPU 320D, and peripheral circuits (not shown). The memory 310D (corresponding to an example of a storage section) is composed of, for example, a semiconductor memory or the like. Memory 310D includes, for example, ROM, RAM, EEPROM, and the like. The CPU 320D functions as a determination processing section 321D, an acquisition processing section 322D, and a device control section 323D by operating according to the control program of the fifth embodiment stored in, for example, a ROM of the memory 310D.

栽培管理サーバ10Dは、初期プログラム20と、増加用更新プログラム30と、減少用更新プログラム40とを予め記憶するハードディスク又は半導体不揮発性メモリ等を備える。減少用更新プログラム40では、初期プログラム20、増加用更新プログラム30と同様に、天井カーテン140の動作仕様が定められている。初期プログラム20は、栽培管理サーバ10Dから制御装置300Dに予めダウンロードされて、メモリ310Dの例えばRAM又はEEPROMに保存されている。 The cultivation management server 10D includes a hard disk, a semiconductor nonvolatile memory, or the like that stores an initial program 20, an update program for increase 30, and an update program for decrease 40 in advance. Similar to the initial program 20 and the increase update program 30, the update program for decrease 40 defines operational specifications for the ceiling curtain 140. The initial program 20 is downloaded in advance from the cultivation management server 10D to the control device 300D and is stored in, for example, RAM or EEPROM of the memory 310D.

CPU320Dの機器制御部323Dは、最初は、初期プログラム20Dに従い天井カーテン140の開閉を制御する。その後、上記第1実施形態で説明されたように、増加用更新プログラム30が、取得処理部322Dにより取得され、メモリ310Dの例えばRAM又はEEPROMに保存される。そして、機器制御部323Dは、増加用更新プログラム30に従い天井カーテン140の開閉を制御する。 The device control unit 323D of the CPU 320D initially controls opening and closing of the ceiling curtain 140 according to the initial program 20D. Thereafter, as described in the first embodiment, the increase update program 30 is acquired by the acquisition processing unit 322D and stored in, for example, the RAM or EEPROM of the memory 310D. Then, the device control unit 323D controls opening and closing of the ceiling curtain 140 according to the update program for increase 30.

ここで、増加用更新プログラム30に従う機器制御部323Dによって、天井カーテン140が開放されている間に、室温センサ110により検出された検出温度が予め設定された温度閾値を超えたときは、太陽光エネルギー中の熱エネルギーがビニルハウスの顕熱上昇に使われる度合を表す顕熱寄与度が、想定以上に上昇していると判定することができる。その場合、太陽光エネルギーからビニルハウス内への光供給量が減少するように天井カーテン140の動作仕様が定められた制御プログラムに切り替えることが望ましい。 Here, when the detected temperature detected by the room temperature sensor 110 exceeds a preset temperature threshold while the ceiling curtain 140 is opened by the device control unit 323D according to the update program for increase 30, sunlight It can be determined that the sensible heat contribution rate, which indicates the degree to which thermal energy in the energy is used to increase the sensible heat of the vinyl house, has increased more than expected. In that case, it is desirable to switch to a control program in which operating specifications for the ceiling curtain 140 are determined so that the amount of light supplied from sunlight energy into the vinyl house is reduced.

栽培管理サーバ10Dの減少用更新プログラム40では、例えば、日射センサ120により検出される日射量が400[W/m]を超えたときに、天井カーテン140が閉鎖され、400[W/m]以下になったときに、天井カーテン140が開放されるように、天井カーテン140の動作仕様が定められている。 In the reduction update program 40 of the cultivation management server 10D, for example, when the amount of solar radiation detected by the solar radiation sensor 120 exceeds 400 [W/m 2 ], the ceiling curtain 140 is closed and the amount of solar radiation detected by the solar radiation sensor 120 exceeds 400 [W/m 2 ] . ] The operation specifications of the ceiling curtain 140 are determined so that the ceiling curtain 140 is opened when the following conditions occur.

例えば、室温センサ110による検出温度が、所定の温度閾値(例えば40[℃])を超えたと判定処理部321Dにより判定されると、取得処理部322Dは、通信ネットワーク90を通じて、栽培管理サーバ10Dから減少用更新プログラム40を取得し、取得した減少用更新プログラム40をメモリ310Dの例えばRAM又はEEPROMに保存する。その後、機器制御部323Dは、減少用更新プログラム40に従い天井カーテン140の開閉を制御する。 For example, when the determination processing unit 321D determines that the temperature detected by the room temperature sensor 110 exceeds a predetermined temperature threshold (for example, 40 [°C]), the acquisition processing unit 322D receives the information from the cultivation management server 10D via the communication network 90. The update program 40 for reduction is acquired, and the obtained update program 40 for reduction is stored in the memory 310D, for example, RAM or EEPROM. Thereafter, the device control unit 323D controls opening and closing of the ceiling curtain 140 according to the update program for reduction 40.

図12は、第5実施形態の栽培制御システム100Dの動作手順例を概略的に示すフローチャートである。図12の動作は、例えば10秒毎に実行される。 FIG. 12 is a flowchart schematically showing an example of the operation procedure of the cultivation control system 100D of the fifth embodiment. The operation in FIG. 12 is executed, for example, every 10 seconds.

図12の動作が開始されると、ステップS1500において、判定処理部321Dは、増加用更新プログラム30で動作中か否かを判定する。例えば機器制御部323Dは、増加用更新プログラム30での動作を開始すると、メモリ310Dの所定フラグをセットしてもよい。判定処理部321Dは、所定フラグの状態を確認することにより、増加用更新プログラム30で動作中か否かを判定することができる。 When the operation in FIG. 12 is started, in step S1500, the determination processing unit 321D determines whether the increase update program 30 is in operation. For example, the device control unit 323D may set a predetermined flag in the memory 310D when the update program for increase 30 starts operating. The determination processing unit 321D can determine whether or not the incremental update program 30 is operating by checking the state of a predetermined flag.

増加用更新プログラム30で動作中であれば(ステップS1500でYES)、処理はステップS1505に進む。一方、初期プログラム20で動作中であれば(ステップS1500でNO)、図12の動作は終了する。 If the update program for increase 30 is running (YES in step S1500), the process advances to step S1505. On the other hand, if the initial program 20 is being operated (NO in step S1500), the operation in FIG. 12 ends.

増加用更新プログラム30で動作中と判定された場合、ステップS1505において、判定処理部321Dは、室温センサ110によって検出された室温を取得し、取得した室温が温度閾値を超えたか否かを判定する。室温が温度閾値を超えていれば(ステップS1505でYES)、処理はステップS1510に進む。一方、室温が温度閾値以下であれば(ステップS1505でNO)、図12の動作は終了する。 If it is determined that the increase update program 30 is operating, in step S1505, the determination processing unit 321D acquires the room temperature detected by the room temperature sensor 110, and determines whether the acquired room temperature exceeds the temperature threshold. . If the room temperature exceeds the temperature threshold (YES in step S1505), the process advances to step S1510. On the other hand, if the room temperature is below the temperature threshold (NO in step S1505), the operation in FIG. 12 ends.

室温が温度閾値を超えたと判定された場合、ステップS1510において、取得処理部322Dは、栽培管理サーバ10Dから減少用更新プログラム40を取得し、取得した減少用更新プログラム40を、メモリ310Dの例えばRAM又はEEPROMに保存する。その後、図12の動作は終了する。 If it is determined that the room temperature exceeds the temperature threshold, in step S1510, the acquisition processing unit 322D acquires the update program for reduction 40 from the cultivation management server 10D, and stores the acquired update program for decrease 40 in, for example, RAM of the memory 310D. Or save it in EEPROM. After that, the operation of FIG. 12 ends.

以上説明されたように、この第5実施形態によれば、何らかの理由で栽培対象植物の一部が枯れてしまい、栽培設備内の蒸散水量が少なくなって、ビニルハウス内の室温が温度閾値を超えて、顕熱寄与度が上昇したと判定されたときでも、ビニルハウス内部の温度上昇を抑制することができる。また、突然、季節外れの高温になる気象条件に曝されたときでも対応できる。 As explained above, according to the fifth embodiment, some of the plants to be cultivated die for some reason, the amount of transpiration water in the cultivation equipment decreases, and the room temperature in the vinyl greenhouse falls below the temperature threshold. Even when it is determined that the sensible heat contribution has increased by exceeding the above, it is possible to suppress the temperature rise inside the vinyl house. It can also be used even if you are suddenly exposed to unseasonably high weather conditions.

なお、上記第5実施形態では、上述のように、栽培管理サーバ10Dの減少用更新プログラム40は、第1実施形態の天井カーテン140に適用されているが、第2実施形態の天井カーテン140、又は第3実施形態の天井カーテン140に適用されてもよい。 In addition, in the said 5th Embodiment, although the update program 40 for reduction of cultivation management server 10D is applied to the ceiling curtain 140 of 1st Embodiment as mentioned above, the ceiling curtain 140 of 2nd Embodiment, Or it may be applied to the ceiling curtain 140 of the third embodiment.

或いはまた、上記第5実施形態における栽培管理サーバ10Dの減少用更新プログラム40は、第4実施形態の照明機器210に適用されてもよい。例えば、増加用更新プログラム30に従う機器制御部323Dによって、照明機器210が全点灯して照明機器210からの光供給量が多い時に、室温センサ110により検出された検出温度が予め設定された温度閾値を超えたときは、熱エネルギーが栽培施設の顕熱上昇に使われる度合を表す顕熱寄与度が想定以上に上昇していると判定することができる。その場合、照明機器210からの光供給量が減少するように照明機器210の動作仕様が定められた制御プログラムに切り替えることが望ましい。例えば、室温センサ110による検出温度が、所定の温度閾値(例えば40[℃])を超えると、通信ネットワーク90を通じて栽培管理サーバ10Dから、照明機器210の点灯本数を減少させる減少用更新プログラムが取得されるように構成されてもよい。 Alternatively, the update program 40 for reduction of the cultivation management server 10D in the fifth embodiment may be applied to the lighting equipment 210 in the fourth embodiment. For example, when the lighting device 210 is fully lit and the amount of light supplied from the lighting device 210 is large, the device control unit 323D according to the update program for increase 30 sets the detected temperature detected by the room temperature sensor 110 to a preset temperature threshold. When it exceeds , it can be determined that the sensible heat contribution, which indicates the degree to which thermal energy is used to increase the sensible heat of the cultivation facility, has increased more than expected. In that case, it is desirable to switch to a control program in which the operating specifications of the lighting device 210 are determined so that the amount of light supplied from the lighting device 210 is reduced. For example, when the temperature detected by the room temperature sensor 110 exceeds a predetermined temperature threshold (for example, 40 [°C]), a reduction update program for reducing the number of lighting devices 210 is acquired from the cultivation management server 10D via the communication network 90. It may be configured so that

以上のように、栽培管理サーバ10Dの減少用更新プログラム40が、第2実施形態の天井カーテン140、第3実施形態の天井カーテン140、又は第4実施形態の照明機器210に適用されても、上記第5実施形態と同様の効果を得ることができる。 As described above, even if the reduction update program 40 of the cultivation management server 10D is applied to the ceiling curtain 140 of the second embodiment, the ceiling curtain 140 of the third embodiment, or the lighting equipment 210 of the fourth embodiment, The same effects as in the fifth embodiment can be obtained.

(その他)
(1)上記第1~第3実施形態では、初期プログラム20と増加用更新プログラム30とについて、天井カーテン140を開閉する日射量の閾値が異なることのみが説明されている。また、上記第4実施形態では、初期プログラム20Cと増加用更新プログラム30Cとについて、照明機器210の光量が異なることのみが説明されている。しかしながら、実際には、日射量の閾値変更又は照明機器210の光量変更に応じて、他のパラメータも変更されており、単に日射量の閾値又は照明機器210の光量が異なるだけではない。このため、上記各実施形態では、増加用更新プログラム30,30Cが栽培管理サーバに予め格納されて、必要に応じて、初期プログラム20,20Cが、それぞれ、増加用更新プログラム30,30Cに更新されるように構成されている。
(others)
(1) In the first to third embodiments described above, it is only explained that the initial program 20 and the incremental update program 30 have different solar radiation thresholds for opening and closing the ceiling curtain 140. Furthermore, in the fourth embodiment, only the fact that the light amount of the lighting device 210 is different between the initial program 20C and the incremental update program 30C is explained. However, in reality, other parameters are also changed in accordance with the change in the solar radiation threshold or the light amount of the lighting device 210, and it is not just the difference in the solar radiation threshold or the light amount of the lighting device 210. Therefore, in each of the above embodiments, the increase update programs 30 and 30C are stored in the cultivation management server in advance, and the initial programs 20 and 20C are updated to the increase update programs 30 and 30C, respectively, as necessary. It is configured to

例えば、初期プログラム20,20Cに対して、増加用更新プログラム30,30Cでは、1回当りの給水量が増加されている。または、増加用更新プログラム30,30Cでは、1日あたりの給水回数が増加されてもよい。例えば、日の出及び日の入の時刻に応じて機器の制御時刻が変更されてもよい。例えば、初期プログラム20では、日の出から2時間は天井カーテン140が開放されないが、増加用更新プログラム30では、日の出から1時間で天井カーテン140が開放されるように構成されてもよい。 For example, in the update programs 30 and 30C for increase, the amount of water supplied per time is increased compared to the initial programs 20 and 20C. Alternatively, in the update program for increase 30, 30C, the number of times of water supply per day may be increased. For example, the control time of the device may be changed according to the times of sunrise and sunset. For example, in the initial program 20, the ceiling curtain 140 is not opened for two hours after sunrise, but in the incremental update program 30, the ceiling curtain 140 may be configured to be opened one hour after sunrise.

(2)上記第1~第4実施形態において、更に、室温センサ110により検出された温度が温度閾値(例えば25[℃])を超えると、側窓130が開放されるように構成されてもよい。これによって、室温を低下させることができる。この温度閾値は、初期プログラム20と増加用更新プログラム30とで同じでもよい。側窓130については、室温を低下させるために側窓130が開放されても、トレードオフとなるパラメータは存在しない。このため、温度閾値は変更する必要がない。これに対して、天井カーテン140については、室温を低下させるために天井カーテン140が閉塞されると、太陽光が遮られてしまう。このように、天井カーテン140の開閉にはトレードオフとなるパラメータが存在するため、初期プログラム20と増加用更新プログラム30とで、天井カーテン140を開閉する閾値が変更されている。 (2) In the first to fourth embodiments described above, the side window 130 may be further configured to be opened when the temperature detected by the room temperature sensor 110 exceeds a temperature threshold (for example, 25 [° C.]). good. This allows the room temperature to be lowered. This temperature threshold value may be the same for the initial program 20 and the incremental update program 30. Regarding the side window 130, there are no trade-off parameters even if the side window 130 is opened to lower the room temperature. Therefore, there is no need to change the temperature threshold. On the other hand, when the ceiling curtain 140 is closed to lower the room temperature, sunlight is blocked. In this way, since there are trade-off parameters when opening and closing the ceiling curtain 140, the threshold for opening and closing the ceiling curtain 140 is changed between the initial program 20 and the incremental update program 30.

(3)上記第1~第4実施形態において、初期プログラム20から増加用更新プログラム30への切替は、増加用更新プログラム30が取得された日の翌日以降でもよい。また、増加用更新プログラム30を取得するためのダウンロード操作および初期プログラム20から増加用更新プログラム30への切替操作は、栽培管理者が人為的に行ってもよい。 (3) In the first to fourth embodiments described above, the initial program 20 may be switched to the incremental update program 30 on or after the day after the incremental update program 30 is acquired. Further, the download operation for acquiring the update program for increase 30 and the operation for switching from the initial program 20 to the update program for increase 30 may be performed manually by the cultivation manager.

(4)上記第1~第4実施形態において、図2のステップS1015、図5のステップS1105、図7のステップS1210、図10のステップS1405において、それぞれ、複数回YESとなったときに、増加用更新プログラム30を取得するステップに進むようにしてもよい。 (4) In the first to fourth embodiments described above, when the result is YES multiple times in each of step S1015 in FIG. 2, step S1105 in FIG. 5, step S1210 in FIG. 7, and step S1405 in FIG. The process may proceed to the step of acquiring the update program 30 for use.

(5)上記第1実施形態において、栽培管理サーバ10は、増加用更新プログラム30に加えて、第2の増加用更新プログラムを格納していてもよい。第2の増加用更新プログラムは、天井カーテン140を開閉するための日射量の閾値を、例えば800[W/m]としてもよい。また、上記水量閾値に加えて、上記水量閾値より大きい第2の水量閾値が設定されていてもよい。そして、初期プログラム20が増加用更新プログラム30に切り替えられた後で、さらに吸収水量が第2の水量閾値を超えたと判定処理部321により判定されると、取得処理部322は、第2の増加用更新プログラムを栽培管理サーバ10から取得してもよい。機器制御部323は、第2の増加用更新プログラムに従い天井カーテン140の開閉を制御してもよい。上記第2~第4実施形態でも同様である。また、栽培管理サーバ10は、第2の水量閾値及び第2の増加用更新プログラムに加えて、更に多くの、水量閾値及び増加用更新プログラムを備えてもよい。これによって、植物体の更なる生長に対応して、更に多くの太陽光を取り入れることができる。この実施形態において、増加用更新プログラム30は第1プログラムの一例に相当し、第2の増加用更新プログラムは第2プログラムの一例に相当する。 (5) In the first embodiment, the cultivation management server 10 may store a second update program for increase in addition to the update program for increase 30. The second update program for increase may set the threshold value of the amount of solar radiation for opening and closing the ceiling curtain 140 to, for example, 800 [W/m 2 ]. Further, in addition to the water amount threshold, a second water amount threshold that is larger than the water amount threshold may be set. Then, after the initial program 20 is switched to the increase update program 30, when the determination processing unit 321 determines that the absorbed water amount exceeds the second water amount threshold, the acquisition processing unit 322 You may acquire the update program from the cultivation management server 10. The device control unit 323 may control opening and closing of the ceiling curtain 140 according to the second update program for increase. The same applies to the second to fourth embodiments described above. In addition to the second water amount threshold and the second increase update program, the cultivation management server 10 may include more water amount thresholds and increase update programs. This allows more sunlight to be taken in to support further growth of the plant. In this embodiment, the incremental update program 30 corresponds to an example of a first program, and the second incremental update program corresponds to an example of a second program.

(6)上記第1~第4実施形態において、初期プログラム20から増加用更新プログラム30へ切り替えられた後は、取得処理部322は、それまで使用していた更新前の初期プログラム20をメモリ310,310A,310B,310Cから消去してもよい。同様に、上記第5実施形態において、増加用更新プログラム30から減少用更新プログラム40へ切り替えられた後は、取得処理部322Dは、それまで使用していた更新前の増加用更新プログラム30をメモリ310Dから消去してもよい。更新前のプログラムが消去されることで、メモリ310等の空き領域を確保することができる。このため、次回以降のプログラムのダウンロード時にメモリ310等の容量が超えてしまい、障害が起きる事態を防止することができる。 (6) In the first to fourth embodiments described above, after the initial program 20 is switched to the incremental update program 30, the acquisition processing unit 322 stores the previously used initial program 20 in the memory 310. , 310A, 310B, and 310C. Similarly, in the fifth embodiment, after the update program for increase 30 is switched to the update program for decrease 40, the acquisition processing unit 322D stores the previously used increase update program 30 in the memory. It may be deleted from 310D. By erasing the program before update, free space in the memory 310 and the like can be secured. Therefore, it is possible to prevent a situation in which the capacity of the memory 310 or the like is exceeded when downloading a program from next time onward, thereby preventing a failure from occurring.

なお、上記(5)のように、更に多くの増加用更新プログラムを備える場合には、取得処理部322は、増加用更新プログラム30に切り替えた後も更新前の初期プログラム20をメモリ310等に残し、3つのプログラムが記憶された後に、最初のプログラムを消去するなどの基準を設けて、逐次プログラムを消去するように構成されてもよい。これによって、制御プログラムの更新を頻繁に行っても、メモリ310等の空き領域を確保し、容量不足に伴い制御プログラムが更新できなくなる事態を防止できる。 Note that, as in (5) above, when providing more update programs for increase, the acquisition processing unit 322 stores the initial program 20 before update in the memory 310 etc. even after switching to the update program for increase 30. The configuration may be such that the programs are sequentially erased by setting a criterion such as erasing the first program after the remaining three programs are stored. As a result, even if the control program is frequently updated, free space in the memory 310 and the like can be secured, and a situation where the control program cannot be updated due to insufficient capacity can be prevented.

(7)上記第1~第4実施形態において、栽培管理サーバ10は、複数の制御プログラムをライブラリ状に保存していてもよい。取得処理部322は、栽培時期、栽培方法に応じて必要な制御プログラムを選択して取得してもよい。更に、栽培管理サーバ10に保存されている制御プログラムは、栽培管理者によって自由に改変可能に構成されていてもよい。また、栽培管理サーバ10は、栽培管理者によって新規に作成された制御プログラムを追加保存可能に構成されていてもよい。 (7) In the first to fourth embodiments described above, the cultivation management server 10 may store a plurality of control programs in the form of a library. The acquisition processing unit 322 may select and acquire a necessary control program according to the cultivation period and cultivation method. Furthermore, the control program stored in the cultivation management server 10 may be configured to be freely modifiable by the cultivation manager. Moreover, the cultivation management server 10 may be configured to be able to additionally store a control program newly created by a cultivation manager.

本開示に係る栽培制御技術は、植物を栽培するシステムに特に有用である。 The cultivation control technology according to the present disclosure is particularly useful for systems for cultivating plants.

Claims (11)

植物を育成する栽培環境に供給される光量を制御する光制御機器と、
前記植物の生長状態を検出する第1センサと、
前記光制御機器の動作仕様が定められた第1プログラムが格納された記憶部と、
前記第1プログラムに従い前記光制御機器の動作を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記第1センサにより検出された前記植物の生長状態に基づいて、前記光制御機器によって前記栽培環境に供給される光量に伴う供給熱が前記栽培環境の顕熱上昇に使われる度合を表す顕熱寄与度が低下したか否かを判定する判定処理部と、
前記顕熱寄与度が低下したと判定されると、前記光制御機器によって前記栽培環境に供給される光量が前記第1プログラムに比べて増加するように前記光制御機器の動作仕様が定められた第2プログラムを、栽培管理サーバから通信ネットワークを通じて取得して前記記憶部に保存する取得処理部と、
前記第2プログラムが取得されると、前記第1プログラムに代えて前記第2プログラムに従い前記光制御機器の動作を制御する機器制御部と、
を含む、
栽培制御システム。
a light control device that controls the amount of light supplied to a cultivation environment in which plants are grown;
a first sensor that detects the growth state of the plant;
a storage unit storing a first program in which operational specifications of the light control device are defined;
a control device that controls the operation of the light control device according to the first program;
Equipped with
The control device includes:
Sensible heat representing the degree to which the supplied heat accompanying the amount of light supplied to the cultivation environment by the light control device is used to increase the sensible heat of the cultivation environment based on the growth state of the plant detected by the first sensor. a determination processing unit that determines whether the degree of contribution has decreased;
Operation specifications of the light control device are determined such that when it is determined that the sensible heat contribution has decreased, the amount of light supplied to the cultivation environment by the light control device is increased compared to the first program. an acquisition processing unit that acquires a second program from the cultivation management server through a communication network and stores it in the storage unit;
a device control unit that controls the operation of the light control device according to the second program instead of the first program when the second program is acquired;
including,
Cultivation control system.
前記第1センサは、前記植物への給水量を測定する給水量測定部と、前記植物からの排水量を測定する排水量測定部との両方又は前記排水量測定部のみを備え、
前記判定処理部は、前記給水量と前記排水量との両方、又は前記排水量のみに基づき、前記植物が吸収した吸収水量を算出し、前記吸収水量が予め設定された水量閾値を超えたときに、前記顕熱寄与度が低下したと判定する、
請求項1に記載の栽培制御システム。
The first sensor includes both a water supply amount measurement unit that measures the amount of water supplied to the plant and a drainage amount measurement unit that measures the amount of drainage from the plant, or only the drainage amount measurement unit ,
The determination processing unit calculates the amount of absorbed water absorbed by the plant based on both the water supply amount and the drainage amount, or only the drainage amount , and when the absorption water amount exceeds a preset water amount threshold, determining that the sensible heat contribution has decreased;
The cultivation control system according to claim 1.
前記第1センサは、前記植物および前記植物を定植した培地の重量を測定する培地重量計を備え、
前記判定処理部は、前記培地重量計により測定される測定重量が予め設定された重量閾値を超えたときに、前記顕熱寄与度が低下したと判定する、
請求項1に記載の栽培制御システム。
The first sensor includes a medium weight scale that measures the weight of the plant and the medium in which the plant is planted,
The determination processing unit determines that the sensible heat contribution has decreased when the measured weight measured by the culture medium weight meter exceeds a preset weight threshold.
The cultivation control system according to claim 1.
前記第1センサは、前記植物を含む画像を撮像する撮像機器を備え、
前記判定処理部は、前記撮像機器で撮像される撮像画像内に占める前記植物の少なくとも葉の面積比を算出し、前記面積比が予め設定された比率閾値を超えたときに、前記顕熱寄与度が低下したと判定する、
請求項1に記載の栽培制御システム。
The first sensor includes an imaging device that captures an image including the plant,
The determination processing unit calculates an area ratio of at least leaves of the plant in a captured image captured by the imaging device, and determines the sensible heat contribution when the area ratio exceeds a preset ratio threshold. It is determined that the degree of
The cultivation control system according to claim 1.
前記取得処理部は、前記第2プログラムを前記記憶部に保存した後に、前記第1プログラムを前記記憶部から消去する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の栽培制御システム。
The acquisition processing unit deletes the first program from the storage unit after storing the second program in the storage unit.
The cultivation control system according to any one of claims 1 to 4.
前記栽培環境の温度を検出する第2センサを更に備え、
前記判定処理部は、前記第1プログラムから前記第2プログラムに切り替えられた後で、前記第2センサにより検出される前記栽培環境の温度が予め設定された温度閾値を超えたときに、前記顕熱寄与度が上昇したと判定し、
前記取得処理部は、前記顕熱寄与度が上昇したと前記判定処理部により判定されたときに、前記栽培環境に供給される光量が前記第2プログラムに比べて減少するように前記光制御機器の動作仕様が定められた第3プログラムを、前記栽培管理サーバから前記通信ネットワークを通じて取得して前記記憶部に保存し、
前記機器制御部は、前記第3プログラムが取得されると、前記第2プログラムに代えて前記第3プログラムに従い前記光制御機器の動作を制御する、
請求項1から5のいずれか1項に記載の栽培制御システム。
Further comprising a second sensor that detects the temperature of the cultivation environment,
The determination processing unit is configured to control the detection processing unit when the temperature of the cultivation environment detected by the second sensor exceeds a preset temperature threshold after switching from the first program to the second program. It is determined that the degree of heat contribution has increased,
The acquisition processing unit controls the light control device so that when the determination processing unit determines that the sensible heat contribution has increased, the amount of light supplied to the cultivation environment is reduced compared to the second program. acquiring a third program in which operational specifications are defined from the cultivation management server through the communication network and storing it in the storage unit;
When the third program is acquired, the device control unit controls the operation of the light control device according to the third program instead of the second program.
The cultivation control system according to any one of claims 1 to 5.
前記取得処理部は、前記第3プログラムを前記記憶部に保存した後に、前記第2プログラムを前記記憶部から消去する、
請求項6に記載の栽培制御システム。
The acquisition processing unit deletes the second program from the storage unit after storing the third program in the storage unit.
The cultivation control system according to claim 6.
植物を育成する栽培環境に供給される光量を制御する光制御機器を備える栽培制御システムにおける栽培制御方法であって、
前記光制御機器の動作仕様が定められた第1プログラムに従い前記光制御機器の動作を制御し、
前記植物の生長状態を検出し、
検出された前記植物の生長状態に基づいて、前記光制御機器によって前記栽培環境に供給される光量に伴う供給熱が前記栽培環境の顕熱上昇に使われる度合を表す顕熱寄与度が低下したか否かを判定し、
前記顕熱寄与度が低下したと判定されると、前記光制御機器によって前記栽培環境に供給される光量が前記第1プログラムに比べて増加するように前記光制御機器の動作仕様が定められた第2プログラムを、栽培管理サーバから通信ネットワークを通じて取得して記憶部に保存し、
前記第2プログラムが取得されると、前記第1プログラムに代えて前記第2プログラムに従い前記光制御機器の動作を制御する、
栽培制御方法。
A cultivation control method in a cultivation control system comprising a light control device that controls the amount of light supplied to a cultivation environment for growing plants, the method comprising:
controlling the operation of the light control device according to a first program in which operation specifications for the light control device are defined;
detecting the growth state of the plant;
Based on the detected growth state of the plant, a sensible heat contribution indicating the degree to which the supplied heat accompanying the amount of light supplied to the cultivation environment by the light control device is used to increase the sensible heat of the cultivation environment has decreased. Determine whether or not
Operation specifications of the light control device are determined such that when it is determined that the sensible heat contribution has decreased, the amount of light supplied to the cultivation environment by the light control device is increased compared to the first program. acquiring the second program from the cultivation management server through the communication network and storing it in the storage unit;
when the second program is obtained, controlling the operation of the light control device according to the second program instead of the first program;
Cultivation control method.
植物を育成する栽培環境に供給される光量を制御する光制御機器の動作を、前記光制御機器の動作仕様が定められた第1プログラムに従い制御する機器制御部と、
前記植物の生長状態に基づいて、前記光制御機器によって前記栽培環境に供給される光量に伴う供給熱が前記栽培環境の顕熱上昇に使われる度合を表す顕熱寄与度が低下したか否かを判定する判定処理部と、
前記顕熱寄与度が低下したと判定されると、前記栽培環境に供給される光量が前記第1プログラムより増加するように前記光制御機器の動作仕様が定められた第2プログラムを栽培管理サーバから通信ネットワークを通じて取得して記憶部に保存する取得処理部と、を備え、
前記機器制御部は、前記第2プログラムが取得されると、前記第1プログラムに代えて前記第2プログラムに従い前記光制御機器の動作を制御する、
栽培制御装置。
an equipment control unit that controls the operation of a light control device that controls the amount of light supplied to a cultivation environment in which plants are grown, according to a first program in which operation specifications for the light control device are determined;
Based on the growth state of the plant, whether or not the degree of contribution of sensible heat, which indicates the degree to which the supplied heat accompanying the amount of light supplied to the cultivation environment by the light control device is used to increase the sensible heat of the cultivation environment, has decreased. a determination processing unit that determines;
When it is determined that the sensible heat contribution has decreased, the cultivation management server executes a second program in which operational specifications of the light control device are determined so that the amount of light supplied to the cultivation environment is increased compared to the first program. an acquisition processing unit that acquires data from the computer via a communication network and stores the acquired information in a storage unit;
When the second program is acquired, the device control unit controls the operation of the light control device according to the second program instead of the first program.
Cultivation control device.
植物の育成を制御する栽培制御装置における栽培制御方法であって、
前記植物を育成する栽培環境に供給される光量を制御する光制御機器の動作を、前記光制御機器の動作仕様が定められた第1プログラムに従い制御し、
前記植物の生長状態に基づいて、前記光制御機器によって前記栽培環境に供給される光量に伴う供給熱が前記栽培環境の顕熱上昇に使われる度合を表す顕熱寄与度が低下したか否かを判定し、
前記顕熱寄与度が低下したと判定されると、前記栽培環境に供給される光量が前記第1プログラムより増加するように前記光制御機器の動作仕様が定められた第2プログラムを栽培管理サーバから通信ネットワークを通じて取得して記憶部に保存し、
前記第2プログラムが取得されると、前記第1プログラムに代えて前記第2プログラムに従い前記光制御機器の動作を制御する、
栽培制御方法。
A cultivation control method in a cultivation control device that controls the growth of plants, the method comprising:
controlling the operation of a light control device that controls the amount of light supplied to a cultivation environment in which the plants are grown, according to a first program in which operation specifications for the light control device are defined;
Based on the growth state of the plant, whether or not the degree of contribution of sensible heat, which indicates the degree to which the supplied heat accompanying the amount of light supplied to the cultivation environment by the light control device is used to increase the sensible heat of the cultivation environment, has decreased. Determine,
When it is determined that the sensible heat contribution has decreased, the cultivation management server executes a second program in which operational specifications of the light control device are determined so that the amount of light supplied to the cultivation environment is increased compared to the first program. through the communication network and store it in the storage unit,
when the second program is obtained, controlling the operation of the light control device according to the second program instead of the first program;
Cultivation control method.
植物の育成を制御する栽培制御装置のコンピュータに、
前記植物を育成する栽培環境に供給される光量を制御する光制御機器の動作を、前記光制御機器の動作仕様が定められた第1プログラムに従い制御する処理と、
前記植物の生長状態に基づいて、前記光制御機器によって前記栽培環境に供給される光量に伴う供給熱が前記栽培環境の顕熱上昇に使われる度合を表す顕熱寄与度が低下したか否かを判定する処理と、
前記顕熱寄与度が低下したと判定されると、前記栽培環境に供給される光量が前記第1プログラムより増加するように前記光制御機器の動作仕様が定められた第2プログラムを栽培管理サーバから通信ネットワークを通じて取得させて記憶部に保存する処理と、
前記第2プログラムが取得されると、前記第1プログラムに代えて前記第2プログラムに従い前記光制御機器の動作を制御する処理と、
を実行させる栽培制御プログラム。
In the computer of the cultivation control device that controls the growth of plants,
A process of controlling the operation of a light control device that controls the amount of light supplied to a cultivation environment in which the plants are grown, according to a first program in which operation specifications of the light control device are determined;
Based on the growth state of the plant, whether or not the degree of contribution of sensible heat, which indicates the degree to which the supplied heat accompanying the amount of light supplied to the cultivation environment by the light control device is used to increase the sensible heat of the cultivation environment, has decreased. a process for determining
When it is determined that the sensible heat contribution has decreased, the cultivation management server executes a second program in which operational specifications of the light control device are determined so that the amount of light supplied to the cultivation environment is increased compared to the first program. a process of acquiring the information from the computer via a communication network and storing it in a storage unit;
when the second program is acquired, controlling the operation of the light control device according to the second program instead of the first program;
Cultivation control program that executes.
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