JP7511719B2 - Field water management system and water hydrant control device - Google Patents
Field water management system and water hydrant control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP7511719B2 JP7511719B2 JP2023104796A JP2023104796A JP7511719B2 JP 7511719 B2 JP7511719 B2 JP 7511719B2 JP 2023104796 A JP2023104796 A JP 2023104796A JP 2023104796 A JP2023104796 A JP 2023104796A JP 7511719 B2 JP7511719 B2 JP 7511719B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- field
- wake
- management server
- water supply
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 387
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 76
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 34
- 239000003621 irrigation water Substances 0.000 claims description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 239000003657 drainage water Substances 0.000 description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 7
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 4
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 4
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 4
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 3
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000005070 ripening Effects 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 230000017260 vegetative to reproductive phase transition of meristem Effects 0.000 description 2
- 230000002618 waking effect Effects 0.000 description 2
- 238000012896 Statistical algorithm Methods 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000009118 appropriate response Effects 0.000 description 1
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010845 search algorithm Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
- Y02P60/12—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries using renewable energies, e.g. solar water pumping
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
- Domestic Plumbing Installations (AREA)
Description
本発明は、圃場水管理システム及び給水栓制御装置に関する。 The present invention relates to a field water management system and a water faucet control device.
特許文献1には、圃場への給水または圃場からの排水を制御するための変位機構を作動させる圃場用電動アクチュエータを備えた給水栓や排水栓が開示されている。これらの給水栓や排水栓を用いることにより、圃場水管理サーバを介して圃場への給水や圃場からの排水を遠隔制御することが可能になる。
当該圃場用電動アクチュエータは、給水栓や排水栓を制御する制御装置であり、給水栓または排水栓を作動させる電動モータを備えたアクチュエータと、アクチュエータを制御するとともに圃場水管理サーバと交信する電子制御回路を備えた制御部を備えている。 The electric actuator for farm fields is a control device that controls water supply taps and drain valves, and is equipped with an actuator equipped with an electric motor that operates the water supply tap or drain valve, and a control unit equipped with an electronic control circuit that controls the actuator and communicates with a field water management server.
そして、商用電源設備から離隔した圃場では商用電源を利用するのが困難なため、制御部及びアクチュエータに給電する蓄電池と、蓄電池の充電状態の低下を回避するため充電用のソーラーセルを備えている。 And because it is difficult to use commercial power in fields far from commercial power facilities, the system is equipped with a storage battery that supplies power to the control unit and actuators, and a solar cell for charging to prevent the storage battery's charge state from decreasing.
さらに、蓄電池の電力を無駄に消費することがないように、制御部は蓄電池の消費電力を制限する省電力状態と、省電力状態から周期的にウェイクアップして圃場水管理サーバとの交信を含む制御動作を実行可能な動作状態との間で動作モードを切り替えるように構成され、制御部は動作状態に切り替わった時に圃場水管理サーバとの交信、給水栓に対するアクチュエータの制御、水位の計測などを行なうように構成されている。 Furthermore, in order to avoid unnecessary consumption of the battery's power, the control unit is configured to switch the operating mode between a power saving state in which the power consumption of the battery is limited, and an operating state in which the control unit periodically wakes up from the power saving state and can execute control operations including communication with the field water management server, and when the control unit switches to the operating state, the control unit is configured to communicate with the field water management server, control the actuator for the water tap, measure the water level, etc.
しかし、蓄電池の消耗を回避するために省電力状態と動作状態とを切り替える周期を長くすると、圃場水管理サーバから制御装置に対して緊急を要する指令を送信する際に少なくとも1周期分の遅延が生じることになる。 However, if the cycle for switching between power saving and operating states is lengthened to avoid draining the storage battery, a delay of at least one cycle will occur when sending an emergency command from the field water management server to the control device.
また、省電力状態と動作状態とを切り替える周期を短くすると、圃場水管理サーバからの指令を受信する遅延時間が短くなるが、蓄電池の消耗が早まるという問題があった。 In addition, shortening the cycle for switching between power saving and operating states reduces the delay time for receiving commands from the field water management server, but this causes the battery to wear out faster.
本発明の目的は、上述した問題に鑑み、蓄電池の消耗を回避しつつ、通信の遅延を緩和することができる圃場水管理システム及び給水栓制御装置を提供する点にある。 In view of the above-mentioned problems, the object of the present invention is to provide a field water management system and a water faucet control device that can reduce communication delays while avoiding battery drain.
上述の目的を達成するため、本発明による圃場水管理システムの第一の特徴構成は、給水栓と、前記給水栓を作動させるアクチュエータと、前記アクチュエータを制御する給水制御部と圃場水管理サーバと交信する通信部とを有する電子制御回路と、前記電子制御回路及び前記アクチュエータに給電する蓄電池とを備え、前記給水栓から灌漑用水を圃場に給水する給水栓制御装置と、前記給水栓制御装置に対する遠隔操作情報が圃場管理者により設定入力される遠隔操作端末と、前記遠隔操作端末と通信可能に接続され、前記遠隔操作端末から送信された前記遠隔操作情報を受信して、対応する給水栓制御装置を遠隔制御する圃場水管理サーバと、を備えている圃場水管理システムであって、前記電子制御回路は、前記蓄電池の電力消費を制限する省電力状態と、前記省電力状態から周期的にウェイクアップして前記圃場水管理サーバとの交信を含む制御動作を実行可能な動作状態との間で動作モードを切り替える給水栓電力管理部を備え、前記給水栓電力管理部は、前記圃場水管理サーバから送信されたウェイクアップ周期に従って、前記電子制御回路のウェイクアップ周期を可変に設定するように構成され、前記圃場水管理サーバは、前記電子制御回路のウェイクアップ周期を管理し、前記電子制御回路が前記省電力状態でなく前記動作状態であるときに、前記給水栓制御装置に発信するように構成されている点にある。 In order to achieve the above-mentioned object, a first characteristic configuration of a field water management system according to the present invention is a field water management system comprising: a water supply faucet, an actuator for operating the water supply faucet, an electronic control circuit having a water supply control unit for controlling the actuator and a communication unit for communicating with a field water management server, a storage battery for supplying power to the electronic control circuit and the actuator, a water supply faucet control device which supplies irrigation water to a field from the water supply faucet, a remote operation terminal in which remote operation information for the water supply faucet control device is set and input by a field manager , and a field water management server which is communicatively connected to the remote operation terminal, receives the remote operation information transmitted from the remote operation terminal , and remotely controls a corresponding water supply faucet control device. a field water management system, wherein the electronic control circuit is provided with a water tap power management unit that switches operating modes between a power saving state that limits power consumption of the storage battery and an operating state that periodically wakes up from the power saving state and can perform control operations including communication with the field water management server, the water tap power management unit is configured to variably set the wake-up period of the electronic control circuit in accordance with the wake-up period transmitted from the field water management server , and the field water management server is configured to manage the wake-up period of the electronic control circuit and transmit it to the water tap control device when the electronic control circuit is not in the power saving state but in the operating state .
蓄電池の残容量に基づいて電子制御回路のウェイクアップ周期が可変に設定されるため、蓄電池の消耗を回避しつつ、通信の遅延を緩和することができる。例えば、蓄電池の残容量が充分であればウェイクアップ周期を短い値に設定して遅延を短くし、蓄電池の残容量が低下すればウェイクアップ周期を長い値に設定して蓄電池の残容量の低下を抑制することができる。圃場水管理サーバが電子制御回路のウェイクアップ周期を管理できるため、電子制御回路が前記省電力状態であるときに給水栓制御装置に発信するような無駄な処理が回避される。 Since the wake-up cycle of the electronic control circuit is variably set based on the remaining capacity of the storage battery, it is possible to reduce communication delays while avoiding battery exhaustion. For example, if the remaining capacity of the storage battery is sufficient, the wake-up cycle can be set to a short value to shorten the delay, and if the remaining capacity of the storage battery decreases, the wake-up cycle can be set to a long value to suppress the decrease in the remaining capacity of the storage battery. Since the field water management server can manage the wake-up cycle of the electronic control circuit, wasteful processing such as transmitting to the water faucet control device when the electronic control circuit is in the power saving state is avoided.
同第二の特徴構成は、上述の第一の特徴構成に加えて、前記圃場水管理サーバは、前記給水栓制御装置から送信された前記蓄電池の残容量に基づいて前記給水栓電力管理部の前記ウェイクアップ周期の設定情報を更新するように構成されている点にある。 The second characteristic configuration is, in addition to the first characteristic configuration described above, that the field water management server is configured to update the setting information of the wake-up period of the water tap power management unit based on the remaining capacity of the storage battery transmitted from the water tap control device.
圃場水管理サーバが各給水栓制御装置から送信された蓄電池の残容量を管理し、各残容量に基づいてウェイクアップ周期の設定情報を更新することにより、各給水栓制御装置のウェイクアップ周期に基づいて効率的に制御部の管理ができるようになる。 The field water management server manages the remaining capacity of the storage battery transmitted from each water hydrant control device and updates the setting information for the wake-up cycle based on each remaining capacity, making it possible to efficiently manage the control unit based on the wake-up cycle of each water hydrant control device.
同第三の特徴構成は、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、前記給水栓制御装置は前記蓄電池を充電するソーラーセルをさらに備え、前記圃場水管理サーバは、前記蓄電池の残容量情報に加えて日照情報、時刻情報の何れかの情報に基づいて前記給水栓電力管理部に設定された前記ウェイクアップ周期の設定情報を更新するように構成されている点にある。 The third characteristic configuration is, in addition to the first or second characteristic configuration described above, that the water supply tap control device further includes a solar cell for charging the storage battery, and the field water management server is configured to update the setting information of the wake-up period set in the water supply tap power management unit based on either sunshine information or time information in addition to remaining capacity information of the storage battery.
蓄電池の残容量に加えて、日照情報からソーラーセルによる発電能力及び蓄電池へ充電能力を評価でき、時刻情報により例えばソーラーセルによる充電が可能な昼間であるのか、充電ができない夜間であるのかを判断できるため、より適切なウェイクアップ周期を設定できる。 In addition to the remaining capacity of the storage battery, the power generation capacity of the solar cells and the charging capacity of the storage battery can be evaluated from sunlight information, and time information can be used to determine, for example, whether it is daytime when charging is possible using the solar cells, or nighttime when charging is not possible, allowing a more appropriate wake-up period to be set.
同第四の特徴構成は、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記圃場水管理サーバは、前記遠隔操作端末から計画外の遠隔操作情報を受信した場合に、前記蓄電池の残容量にかかわらず前記給水栓電力管理部に設定された前記ウェイクアップ周期の設定情報をより短い値に更新するように構成されている点にある。 The fourth characteristic configuration is, in addition to any of the first to third characteristic configurations described above, that when the field water management server receives unplanned remote operation information from the remote operation terminal, the field water management server is configured to update the setting information of the wake-up period set in the water tap power management unit to a shorter value regardless of the remaining capacity of the storage battery.
圃場水管理サーバが遠隔操作端末から計画外の何らかの遠隔操作情報を受信した場合に、蓄電池の残容量にかかわらずウェイクアップ周期の設定情報をより短い値に更新することにより、ウェイクアップ周期に起因する応答遅延を回避することができる。 When the field water management server receives some unplanned remote operation information from a remote operation terminal, the wake-up period setting information can be updated to a shorter value regardless of the remaining capacity of the storage battery, thereby avoiding response delays caused by the wake-up period.
同第五の特徴構成は、上述の第四の特徴構成に加えて、前記計画外の遠隔操作情報に、給水栓開閉要求またはウェイクアップ周期更新要求が含まれる点にある。 The fifth characteristic configuration is that, in addition to the fourth characteristic configuration described above, the unplanned remote operation information includes a water faucet opening/closing request or a wake-up period update request.
圃場水管理サーバが遠隔操作端末から給水栓開閉要求またはウェイクアップ周期更新要求があった場合に、ウェイクアップ周期の設定情報を更新することで、その後、圃場水管理サーバから送信される指令に対して大きな遅延を招くことなく給水栓の開閉制御などの適切な応答が可能になる。 When the field water management server receives a request from a remote control terminal to open or close a water tap or to update the wake-up cycle, the server updates the setting information for the wake-up cycle, enabling appropriate responses to commands sent from the field water management server, such as controlling the opening and closing of water taps, without significant delay.
同第六の特徴構成は、上述の第四または第五の特徴構成に加えて、前記圃場水管理サーバは、前記ウェイクアップ周期の設定情報をより短い値に更新した後に、前記遠隔操作端末から計画外の遠隔操作情報を所定時間受信しない場合に、前記ウェイクアップ周期の設定情報を更新前に戻す点にある。The sixth characteristic configuration is, in addition to the fourth or fifth characteristic configuration described above, in that after updating the setting information of the wake-up cycle to a shorter value, if the field water management server does not receive unplanned remote operation information from the remote operation terminal for a predetermined period of time, the field water management server restores the setting information of the wake-up cycle to the state before the update.
不要な電力損失を回避することができる。Unnecessary power loss can be avoided.
同第七の特徴構成は、上述の第一から第六の何れかの特徴構成に加えて、前記圃場水管理サーバは前記給水栓制御装置に時刻情報を送信し、前記給水栓電力管理部は前記時刻情報に基づいて前記ウェイクアップ周期及び時刻を設定する点にある。 The seventh characteristic configuration is, in addition to any of the first to sixth characteristic configurations described above, that the field water management server transmits time information to the water tap control device, and the water tap power management unit sets the wake-up period and time based on the time information.
圃場水管理サーバから送信された時刻情報に基づいてウェイクアップ周期が設定されるので、圃場水管理サーバと電子制御回路との間で時間同期が図られ、圃場水管理サーバから各電子制御回路に適切に無駄なく通信することができるようになる。 The wake-up period is set based on the time information sent from the field water management server, which ensures time synchronization between the field water management server and the electronic control circuits, allowing the field water management server to communicate with each electronic control circuit appropriately and efficiently.
同第八の特徴構成は、上述の第一から第五の何れかの特徴構成に加えて、前記給水栓電力管理部は、前記圃場水管理サーバから送信された前記ウェイクアップ周期の設定情報にかかわらず、前記蓄電池の残容量に基づいて前記ウェイクアップ周期を自動設定する自動設定部を備えている点にある。 The eighth characteristic configuration is that, in addition to any of the first to fifth characteristic configurations described above, the water tap power management unit is equipped with an automatic setting unit that automatically sets the wake-up period based on the remaining capacity of the storage battery, regardless of the setting information for the wake-up period transmitted from the field water management server.
圃場水管理サーバから送信されたウェイクアップ周期の設定情報が蓄電池の残容量にそぐわないような異常な場合に、自動設定部によりウェイクアップ周期を設定することにより蓄電池の残容量を効率的に使用できるようになる。 If there is an abnormality in which the wake-up cycle setting information sent from the field water management server does not match the remaining capacity of the storage battery, the automatic setting unit can set the wake-up cycle to make efficient use of the remaining capacity of the storage battery.
本発明による給水栓制御装置の第一の特徴構成は、上述の第一から第八の何れかの特徴構成を備えた圃場水管理システムに用いられ、前記給水栓を作動させるアクチュエータと、前記アクチュエータを制御する給水制御部と圃場水管理サーバと交信する通信部とを有する電子制御回路と、前記電子制御回路及び前記アクチュエータに給電する蓄電池とを備え、前記給水栓から灌漑用水を圃場に給水する給水栓制御装置であって、前記電子制御回路は、前記蓄電池の電力消費を制限する省電力状態と、前記省電力状態から周期的にウェイクアップして前記圃場水管理サーバとの交信を含む制御動作を実行可能な動作状態との間で動作モードを切り替える給水栓電力管理部を備え、前記給水栓電力管理部は、前記圃場水管理サーバから送信されたウェイクアップ周期に従って、前記電子制御回路のウェイクアップ周期を可変に設定するように構成され、前記給水栓電力管理部は、前記動作状態に移行した後の所定時間内に前記圃場水管理サーバからのアクセスが無い場合に、前記省電力状態に移行するように構成されている点にある。 A first characteristic configuration of a water tap control device according to the present invention is a water tap control device that is used in a field water management system having any of the first to eighth characteristic configurations described above, and comprises an actuator that operates the water tap, an electronic control circuit having a water supply control unit that controls the actuator and a communication unit that communicates with a field water management server, and a storage battery that supplies power to the electronic control circuit and the actuator, and supplies irrigation water to a field from the water tap, wherein the electronic control circuit comprises a water tap power management unit that switches operating modes between a power saving state that limits power consumption of the storage battery and an operating state that periodically wakes up from the power saving state and is capable of performing control operations including communication with the field water management server, the water tap power management unit is configured to variably set the wake-up period of the electronic control circuit in accordance with the wake-up period transmitted from the field water management server, and the water tap power management unit is configured to transition to the power saving state if there is no access from the field water management server within a predetermined time after transitioning to the operating state .
以上説明した通り、本発明によれば、蓄電池の消耗を回避しつつ、通信の遅延を緩和することができる圃場水管理システム及び給水栓制御装置を提供することができるようになった。 As described above, the present invention makes it possible to provide a field water management system and a water faucet control device that can reduce communication delays while avoiding battery drain.
以下に、本発明による圃場水管理システム及び給水栓制御装置を説明する。
[圃場水管理システムの構成]
図1に示すように、稲作が行なわれている各圃場1には、給水管10に流れる灌漑用水を、導水路11を介して圃場1に導く給水栓装置12と、放水路21を介して圃場1の水を排水路20に排水する排水栓装置22が設けられ、給水栓装置12には圃場1の水位を計測する静電容量式の水位センサ2が設けられている。
The field water management system and water faucet control device according to the present invention will be described below.
[Configuration of the field water management system]
As shown in Figure 1, each
各給水栓装置12及び排水栓装置22がインターネット30を介して圃場水管理サーバ34と接続可能に構成され、圃場1の管理者が所有するスマートフォンなどの携帯端末36が遠隔操作端末としてインターネット30を介して圃場水管理サーバ34と接続可能に構成されている。即ち、各給水栓装置12及び排水栓装置22、携帯端末36、圃場水管理サーバ34と、それらを通信可能に接続するインターネット30により圃場水管理システム100が構成されている。
Each water
稲作を例に説明すると、稲作の各工程、例えば、代掻き、田植え、活着期、分げつ期(前期、後期)、幼穂形成期~出穂開花期、登熟期など、各時期に応じて圃場の貯水水位を調整する必要がある。特に代掻き時期には複数の圃場が一斉に導水することになるため、湛水のために効率的に給水管理する必要がある。 Taking rice cultivation as an example, the water level in the field needs to be adjusted according to each stage of rice cultivation, such as plowing, transplanting, rooting period, tillering period (early and late), panicle formation period, heading and flowering period, and ripening period. In particular, during the plowing period, water is conducted to multiple fields at the same time, so efficient water supply management is required for flooding.
そのため、圃場水管理サーバ34は、各管理者により携帯端末36を介して要求された各圃場1に対する給水要求に基づいて各圃場1に対する給水スケジュールを生成するように構成されている。即ち、携帯端末36が遠隔操作端末として機能する。
Therefore, the field
携帯端末36から送信される給水要求には、給水対象となる圃場を特定する圃場ID、給水日時、給水水位が含まれる。圃場水管理サーバ34は、予め登録された圃場マップに従って、給水要求があった各圃場に対する給水スケジュールを生成して圃場水管理サーバ34に備えた記憶部に記憶するように構成されている。
The water supply request sent from the
圃場水管理サーバ34は、記憶部に記憶された給水スケジュールに定められた給水日時に、該当する圃場1の排水栓装置22に対して排水水位調整指令を出力するとともに、該当する圃場1の給水栓装置12に給水指令を出力する。排水水位とは目標とする圃場の貯水水位を意味する。
The field
排水水位調整指令を受信した排水栓装置22はアクチュエータを介して堰体である排水筒を上下移動させて排水水位を調整し、給水指令を受信した給水栓装置12はアクチュエータを介して給水弁を開放して圃場1に用水を導く。水位センサ2の信号線が接続された給水栓装置12は、水位センサ2により検出された圃場水位が所定の貯水水位に達したと判断すると、アクチュエータを介して給水弁を閉止して給水を停止する。
The
また、圃場水管理サーバ34が各圃場1の貯水水位を把握できるように、給水栓装置12は水位センサ2により検出された圃場水位を圃場水管理サーバ34に送信してもよい。この場合、圃場水管理サーバ34は受信した水位情報から貯水水位が目標水位に達したと判断すると、給水栓装置12に対して給水停止指令を送信し、給水停止指令を受信した給水栓装置12がアクチュエータを介して給水弁を閉止して給水を停止するように構成してもよい。
The water
図2に示すように、排水栓装置22は、排水栓22Aと、排水栓22Aに着脱自在に構成された排水栓制御装置22Bで構成されている。
排水栓制御装置22Bは、排水栓22Aを作動させるアクチュエータ240と、アクチュエータ240を制御する排水水位制御部236と、圃場水管理サーバ34と交信する通信部237と、排水栓電力管理部239と、を備えている。また、アクチュエータ240に備えたモータ、排水水位制御部236、通信部237などに給電する蓄電池233、蓄電池233を充電するソーラーセル232を備えている。
As shown in FIG. 2, the
The drain
排水水位制御部236及び通信部237はCPU、メモリ、入出力回路や通信回路などの周辺回路を備えて構成され、メモリに格納された制御プログラムがCPUで実行されることにより所定の機能、ここでは排水栓22Aに備えた堰体に対する昇降制御機能が実現される。即ち、制御盤235が電子制御回路となる。
The drainage water level control unit 236 and the
給水栓装置12は、給水栓12Aと、給水栓12Aに着脱自在に構成された給水栓制御装置12Bで構成されている。
給水栓制御装置12Bは、給水栓12Aを作動させるアクチュエータ140と、アクチュエータ140を制御する給水制御部136と、圃場水管理サーバ34と交信する通信部137と、給水栓電力管理部139と、を備えている。また、アクチュエータ140に備えたモータ、給水制御部136、通信部137などに給電する蓄電池133、蓄電池133を充電するソーラーセル132を備えている。
The water
The water supply
[給水栓装置の構成]
図3に示すように、給水栓制御装置12Bは、圃場に設けられた給水桝101(図1参照。)に収容される給水栓12Aの上面に着脱自在に取り付けられる。
[Configuration of the water supply faucet device]
As shown in FIG. 3, the water supply
給水栓12Aは、円筒状の弁箱120と、弁箱120の上下方向中央部に内周側に突出形成された弁座121と、弁座121に対向配置され、下面にゴム製のシール部材123が取り付けられた円盤状の弁体124を備えている。弁箱120の下端が給水管10から分岐した導水路11に接続されている。
The
弁箱120の上端部には、内周面に雌ネジが形成された軸受126が取り付けられ、軸受126には外周面に雄ネジが形成された弁軸125が螺合されている。そして弁軸125の下端が弁体124に固定されている。
A
弁座121の中央部には通水孔122が形成され、弁箱120の側壁上部には、複数の出水窓127が周方向に並ぶように形成されている。弁軸125に回転力が付与されると、軸受126に沿って弁軸125が上下移動し、弁軸125の上下移動に伴って弁体124が上下する。即ち、弁座121と弁体124と弁座121と弁体124との間に設けられたシール部材123などで弁機構が構成されている。
A
給水栓制御装置12Bは、水密性のケーシング131と、ケーシング131の天面に太陽を臨むように傾斜姿勢で取り付けられたソーラーセル132と、ケーシング131に収容された駆動機構140と、蓄電池133と、アンテナ134と、制御盤135などを備えて構成されている。制御盤135には、弁機構を制御する給水制御部136と通信部137などが組み込まれている。
The water supply
給水制御部136及び通信部137はCPU、メモリ、入出力回路や通信回路などの周辺回路を備えて構成され、メモリに格納された制御プログラムがCPUで実行されることにより所定の機能、ここでは給水栓12Aに備えた弁機構に対する開閉制御機能が実現される。即ち、制御盤135が本発明の電子制御回路となる。
The water supply control unit 136 and the
給水制御部136は、通信部137を介して圃場水管理サーバ34から給水指示されると予め設定された弁開度まで開弁するべく駆動機構140を介して弁機構を制御し、圃場水管理サーバ34から圃場の貯水水位が目標水位となったことが送信されると弁機構を閉止する。
When the water supply control unit 136 receives a water supply command from the field
ソーラーセル132による発電電力が蓄電池133に充電され、蓄電池133の充電電力が給水制御部136及び通信部137の制御電力として消費される。
The power generated by the
駆動機構140は、エンコーダが内蔵されたDCモータ141と、DCモータ141の出力軸に設けられたギア142と噛合する中空のメインギア143と、メインギア143の中空部に挿通された駆動軸146などを備えて構成され、弁体124を昇降駆動するアクチュエータとして機能する。
The
メインギア143は、上下方向に延びる円筒状のボス部144と、ボス部144の上下方向中央部に延出形成された円盤状のギア部145とを備えた両ボス型のギアで、ボス部144の上下が軸受で回転可能に支持されている。ボス部144の内周面に形成されたキー溝に駆動軸146の外周面に突出形成されたキーが勘合して、メインギア143と駆動軸146とが一体回転するように構成されている。
The
駆動軸146の下端と弁軸125の上端がカップリング147を介して駆動連結され、DCモータ141が一方向に回転駆動すると弁体124が上昇して給水状態となり、DCモータ141が反対方向に回転駆動すると弁体124が降下して止水状態になる。
The lower end of the
[排水栓装置の構成]
図4に示すように、排水栓制御装置22Bは、圃場に設けられた排水桝201(図1参照。)に収容される排水栓22Aの上面に着脱自在に取り付けられる。
[Configuration of drain plug device]
As shown in FIG. 4, the drain
排水栓22Aは、排水桝201の底部に設置された受枠部材211と、受枠部材211によって上下移動可能に支持される円筒状の排水筒である堰体212と、堰体212を上下移動する昇降機構220を備えている。堰体212の上端開口が排水口212aとして機能し、圃場1に給水された余剰の用水が当該排水口212aから溢流して放水路21に流出する。
The
堰体212の上端開口に側面視コの字状の支持部213が固定され、当該支持部213に昇降機構220が取り付けられている。昇降機構220は、支持部213の上面に固定され、内周面に雌ネジが形成された円筒状の可動部221と、外周面に雄ネジが形成され、可動部221の雌ネジと螺合する回転軸222と、可動部221が回転軸222と連れ回りすることを防止する一対の棒状体223を備えている。
A
つまり、回転軸222が一方向に回転することにより、支持部213を介して可動部221に取付けられた堰体212が可動部221とともに上昇し、回転軸222が反対方向に回転することにより、支持部213を介して可動部221に取付けられた堰体212が可動部221とともに降下する。上述した堰体212と昇降機構220によって排水水位調節部210が構成されている。
排水栓制御装置22Bは、基本的構造が上述した給水栓制御装置12Bと同様である。
In other words, when the
The drain
[給水栓制御装置と圃場水管理サーバとの通信の同期]
給水栓制御装置12Bは、蓄電池133の電力消費を制限する省電力状態と、省電力状態から周期的にウェイクアップして圃場水管理サーバとの交信を含む制御動作を実行可能な動作状態との間で動作モードを切り替える給水栓電力管理部139を備えている。省電力状態ではCPUの動作の基準となる内部クロックの周期が通常の動作状態より低周期となり、一部のタイマ回路や割込み回路などを除いて動作が停止される。
[Synchronization of communication between water hydrant control device and field water management server]
The water
後に詳述するが、給水栓制御装置12Bは、蓄電池133の残容量に基づいて設定されるウェイクアップ周期で省電力状態から動作状態に切り替わり、動作状態で給水栓12Aに対する開閉制御を行ない、圃場水管理サーバとの通信を行なうように構成されている。
As will be described in more detail later, the water supply
圃場水管理サーバ34は、給水栓制御装置12Bが動作状態にある期間に当該給水栓制御装置12Bに対して発信を行ない、給水栓制御装置12Bが省電力状態にある期間に発信を回避するように制御する。給水栓制御装置12Bが省電力状態にある期間に発信しても給水栓制御装置12Bが応答できないためである。
The field
圃場水管理サーバ34は、各給水栓制御装置12Bが動作状態にある期間に適切に発信できるように、各給水栓制御装置12Bに対して基準時間情報として時刻情報を送信するとともに、各給水栓制御装置12Bから送信された蓄電池の残容量に基づいてウェイクアップ周期の設定情報を送信するように構成されている。ウェイクアップ周期を規定する蓄電池の残容量は少なくとも直近の過去複数回の平均値を用いることが好ましい。
The field
各給水栓制御装置12Bは、圃場水管理サーバ34から送信された時刻情報に同期するように基準となる内部タイマを設定し、圃場水管理サーバ34から送信されたウェイクアップ周期でウェイクアップするようにウェイクアップタイマを設定するように構成されている。
Each water supply
[給水栓制御装置の給電管理]
給水栓電力管理部139は、蓄電池133の電圧を検出する電圧検出回路と、ウェイクアップタイマ回路と、ウェイクアップ割込み回路で構成されている。給水栓電力管理部139は電圧検出回路で検出された蓄電池133の電圧に基づいて蓄電池133の残容量を把握し、残容量に基づいてウェイクアップタイマ回路のタイマ値を設定するように構成されている。
[Power supply management for water faucet control device]
The water tap power management unit 139 is composed of a voltage detection circuit that detects the voltage of the
給水栓電力管理部139がウェイクアップタイマ回路にタイマ値を設定してスリープコマンドを実行することによりCPUは省電力状態に移行する。省電力状態に移行した後にタイマ回路に設定されたタイマ値がカウントダウンされる。タイマ値が零になるとタイマ回路からウェイクアップ割込み回路に割込み信号が入力されてCPUはスリープ状態からウェイクアップして通常動作状態に移行する。当該タイマ値によりウェイクアップ周期が規定される。 The water tap power management unit 139 sets a timer value in the wake-up timer circuit and executes a sleep command, causing the CPU to transition to a power-saving state. After transitioning to the power-saving state, the timer value set in the timer circuit counts down. When the timer value reaches zero, an interrupt signal is input from the timer circuit to the wake-up interrupt circuit, causing the CPU to wake up from the sleep state and transition to a normal operating state. The wake-up period is determined by the timer value.
給水栓電力管理部139は、蓄電池133の残容量に基づいて電子制御回路のウェイクアップ周期を可変に設定するように構成され、蓄電池133の電圧が十分高い場合にウェイクアップタイマ回路のタイマ値は短い値に設定され、蓄電池133の電圧が低い場合にウェイクアップタイマ回路のタイマ値は長い値に設定され電力消費が抑制される。
The water tap power management unit 139 is configured to variably set the wake-up period of the electronic control circuit based on the remaining capacity of the
上述したように電圧検出回路で検出された蓄電池133の電圧は、通信部137を介して圃場水管理サーバ34に送信され、圃場水管理サーバ34によって各給水栓装置12に備えた蓄電池の残容量が管理され、各蓄電池の残容量に基づいて各給水栓制御装置12Bのウェイクアップタイマ回路のタイマ値が更新されるように管理されることが好ましい。
As described above, the voltage of the
さらに、圃場水管理サーバ34は、蓄電池133の残容量情報に加えて日照情報、時刻情報の何れかの情報に基づいて給水栓電力管理部に設定されたウェイクアップ周期の設定情報を更新するように構成されていることが好ましい。
Furthermore, it is preferable that the field
蓄電池133の残容量に加えて、日照情報からソーラーセル132による発電能力及び蓄電池へ充電能力を評価でき、時刻情報により例えばソーラーセル132による充電が可能な昼間であるのか、充電ができない夜間であるのかを判断できるため、より適切なウェイクアップ周期を設定できる。
In addition to the remaining capacity of the
例えば、蓄電池133の残容量が同じであっても、日照条件が悪い曇天や夜間であればソーラーセル132による充電が期待できないため、ウェイクアップ周期を長く設定し、日照条件が良い晴天や昼間であればソーラーセル132による充電が期待できるのでウェイクアップ周期を短く設定することが可能となる。
For example, even if the remaining capacity of the
日照情報として当日の天候及び時刻情報に季節情報を加味することも可能である。同じ天候及び時刻であっても例えば夏と冬ではソーラーセル132の発電能力が相違するため、残容量及び日照情報に基づいて一律にウェイクアップ周期を設定するよりも季節情報を加味した方がより適切なウェイクアップ周期に設定できる。
It is also possible to add seasonal information to the weather and time information for the day as sunshine information. Even with the same weather and time, for example, the power generation capacity of the
そのような複数の変動因子の影響を加味して適切なウェイクアップ周期を求めるために機械学習装置を用いることができる。例えば、蓄電池の残容量、時刻情報、その時点の日照情報、季節情報、給水栓装置や排水栓装置の稼働状態を其々正規化した値を入力値とし、入力値に対する最適なウェイクアップ周期を出力値とする機械学習装置を用いればよい。 A machine learning device can be used to determine an appropriate wake-up period taking into account the influence of multiple such variable factors. For example, a machine learning device can be used that takes normalized values of the remaining capacity of the storage battery, time information, sunlight information at that time, seasonal information, and the operating status of the water tap device and drain plug device as input values, and outputs the optimal wake-up period for the input values.
蓄電池の残容量を0~100%、時刻情報を0~100%(例えば正午を100%、午後6時から午前6時を0%、その間を滑らかな曲線で表す)、日照情報を0~100%(例えば、夜間0%、昼間快晴100%、晴天80%、曇天60%、雨天30%)、季節情報を40~100%(例えば、夏至100%、冬至40%、春分及び秋分70%、その間を滑らかな曲線で表す)、給水栓装置や排水栓装置の稼働状態を0~100%(例えば、代掻き、田植え、活着期、分げつ期(前期、後期)、幼穂形成期~出穂開花期、登熟期など稲作の各工程に対して水位管理の重要度の高い時期の順に100%から農閑期の0%の間で設定する)に正規化することができる。 The remaining battery capacity can be normalized as 0-100%, time information as 0-100% (for example, 100% at noon, 0% from 6pm to 6am, with smooth curves in between), sunshine information as 0-100% (for example, 0% at night, 100% clear during the day, 80% sunny, 60% cloudy, 30% rainy), seasonal information as 40-100% (for example, 100% at the summer solstice, 40% at the winter solstice, 70% at the vernal equinox and autumn equinox, with smooth curves in between), and the operating status of the water supply valve device and the drain valve device as 0-100% (for example, set between 100% and 0% for the off-season in order of the importance of water level management for each stage of rice cultivation, such as plowing, transplanting, rooting period, tillering period (early and late), panicle formation period, heading and flowering period, and ripening period).
機械学習装置に用いられるアルゴリズムとして、予め上述の入力値に対する最適な出力値の組み合せを教師信号に用いて学習したニューラルネットワークを好適に採用することができる。 As an algorithm used in a machine learning device, a neural network that has been trained in advance using a teacher signal that is the optimal combination of output values for the above-mentioned input values can be preferably used.
また、グラフ探索アルゴリズムを用いた動的計画法を採用することも可能であり、確率分布関数を用いた統計的アルゴリズムを用いることも可能である。 It is also possible to employ dynamic programming using graph search algorithms, and it is also possible to use statistical algorithms using probability distribution functions.
圃場水管理サーバ34は、遠隔操作端末36から計画外の遠隔操作情報を受信した場合に、蓄電池133の残容量にかかわらず給水栓電力管理部139に設定されたウェイクアップ周期の設定情報を更新するように構成されている。
When the field
蓄電池の残容量が低く長いウェイクアップ周期に設定されている場合に、より短いウェイクアップ周期に設定することにより、ウェイクアップ周期に起因する給水栓制御装置12Bの応答遅延を回避することができる。
When the remaining capacity of the storage battery is low and a long wake-up period is set, a shorter wake-up period can be set to avoid response delays in the water supply
例えば、予定された給水スケジュールとは異なる計画外の遠隔操作情報として、給水栓開閉要求が遠隔操作端末36から圃場水管理サーバ34に送信されるような場合に、事前にウェイクアップ周期を短くすることにより給水栓開閉要求に対する応答遅れが回避できる。計画外の遠隔操作情報は、圃場に湛水するための給水栓開閉要求に限るものではなく、給水栓装置12の試運転などが含まれる。
For example, when a water faucet opening/closing request is sent from the
また、計画外の遠隔操作情報として蓄電池133を交換した場合や蓄電池133を急速充電した場合に、遠隔操作端末36から圃場水管理サーバ34にウェイクアップ周期再設定要求を送信し、圃場水管理サーバ34がその後に給水栓制御装置12Bから受信した残容量に基づいて直ちに対応するウェイクアップ周期に設定するようにしてもよい。直近に受信した過去の残容量の平均値に基づく場合には直ちにウェイクアップ周期が交信されない虞があるためである。
In addition, when the
なお、遠隔操作端末36から圃場水管理サーバ34に対して給水栓開閉要求が発生する予備要求が行なわれ、当該予備要求に応答して圃場水管理サーバ34から給水栓制御装置12Bにウェイクアップ周期の設定情報が送られることが好ましい。この様な予備要求としてウェイクアップ周期更新要求が含まれる。圃場水管理サーバ34が遠隔操作端末36からウェイクアップ周期更新要求を受信したときに給水栓制御装置12Bにウェイクアップ周期の設定情報が送られ、短いウェイクアップ周期に設定されると、その後に発生する給水栓開閉要求に迅速に応答できるようになる。
It is preferable that a preliminary request that generates a water faucet opening/closing request is made from the
圃場水管理サーバ34は、このようにして蓄電池133の残容量にかかわらず短いウェイクアップ周期に設定した場合に、遠隔操作端末36から計画外の遠隔操作情報が所定時間受信されない場合には蓄電池133の残容量に対応したウェイクアップ周期に再設定するように構成されている。
When the field
給水栓電力管理部139は、圃場水管理サーバ34から送信されたウェイクアップ周期の設定情報にかかわらず、蓄電池の残容量に基づいてウェイクアップ周期を自動設定する自動設定部を備えていることが好ましい。
It is preferable that the water tap power management unit 139 is equipped with an automatic setting unit that automatically sets the wake-up period based on the remaining capacity of the storage battery, regardless of the setting information for the wake-up period transmitted from the field
圃場水管理サーバ34から送信されたウェイクアップ周期の設定情報が蓄電池133の残容量に対応しない異常な状態が続く場合に、自動設定部によりウェイクアップ周期を適正値に設定することにより適切な動作が可能になる。この場合には、給水栓制御装置12Bから自発的に圃場水管理サーバ34にその旨の送信を行なうことで、以後の圃場水管理サーバ34からの発信タイミングを適正化できるようになる。
If the setting information for the wake-up period transmitted from the field
以上説明した給水栓電力管理部139の構成と同様、排水栓電力管理部239は、蓄電池233の電圧を検出する電圧検出回路と、ウェイクアップタイマ回路と、ウェイクアップ割込み回路で構成されている。排水栓電力管理部239は電圧検出回路で検出された蓄電池233の電圧に基づいて蓄電池233の残容量を把握し、残容量に基づいてウェイクアップタイマ回路のタイマ値を設定するように構成されている。
Similar to the configuration of the water supply valve power management unit 139 described above, the drain valve power management unit 239 is composed of a voltage detection circuit that detects the voltage of the
そして、詳しい説明は省略するが、ウェイクアップ周期の設定に関する圃場水管理サーバ34と給水栓制御装置12Bの遣り取りと同様のやり取りが、圃場水管理サーバ34と排水栓制御装置22Bの間でも行われる。
Although a detailed explanation is omitted, the same communication regarding the setting of the wake-up period as that between the field
少なくとも同じ圃場に設置された給水栓制御装置12Bと排水栓制御装置22Bに対しては、蓄電池の残容量が少ない方のウェイクアップ周期に統一することが好ましい。排水水位の双方がウェイクアップした後に圃場水管理サーバ34が交信できるような環境を整えることができる。
For at least the water supply
図5には給水栓制御装置12Bにより実行される圃場1の給水制御の手順が示されている。
給水栓制御装置12Bは、省電力状態から通常動作モードに切り替わると(SA1)、水位及び蓄電池133の電圧を計測した後に(SA2)、湛水制御状態であるか否かを判断し、湛水制御状態であれば(SA3,Y)、目標水位に到ったか否かを判断し、目標水位に達していれば(SA4,Y)、給水栓12Aを閉止する(SA5)。なお、ステップSA3で湛水制御状態でないと判断した場合にはステップSA6に進む。
FIG. 5 shows a procedure for controlling water supply to the
When the water supply
次に、圃場水管理サーバ34との接続処理を行ない(SA6)、ステップSA2で計測した水位情報や蓄電池の電圧、さらには給水栓12Aの開閉状態などの制御情報を圃場水管理サーバ34に送信する(SA7)。さらに、圃場水管理サーバ34から基準時刻情報、ウェイクアップ周期、制御指令(給水栓の開放または閉止)、設定水位(一定湛水制御用の水位)を受信すると、基準時刻情報に基づいて基準タイマの時刻を更新し、ウェイクアップタイマを設定するとともに制御指令を実行する(SA8)。
Next, a connection process with the field
圃場水管理サーバ34との送受信処理が完了すると(SA9,Y)、ウェイクアップタイマをスタートさせた後に(SA10)、スリープコマンドを実行して省電力状態に移行する(SA11)。送受信処理が完了していないのであれば(SA9,N)、制御情報の送信処理に戻る(SA7)。
When the transmission and reception process with the field
図6には圃場水管理サーバにより実行される圃場の給水制御の手順が示されている。
圃場水管理サーバ34は、各給水栓制御装置12Bから接続要求があれば(SB0,Y)、水位情報や蓄電池の電圧、さらには給水栓12Aの開閉状態などの制御情報を受信する(SB1)。次に、給水スケジュールを確認して、給水スケジュールがある場合には(SB2,Y)、圃場水位が目標水位に達しているか否かを判断し、目標水位に達していなければ(SB3,NG)、排水栓制御装置22Bに対して目標水位設定情報を送信し(SB4)、給水栓制御装置12Bに対して給水指令を送信する(SB5)。ステップSB3で目標水位に達していると判定すると(SB3,OK)、給水栓制御装置12Bに対して止水指令を送信する(SB6)。なお、ステップSB4は対応する排水栓制御装置22Bに対する指令であり、給水栓制御装置12Bに対する指令ではないので、参考ステップとして破線で示している。
FIG. 6 shows a procedure for controlling water supply to a field executed by the field water management server.
When there is a connection request from each water supply
さらに、該当する蓄電池の残容量を評価して現在のウェイクアップ周期が適正でなければ(SB7、NG)、適正なウェイクアップ周期への更新要求を送信する(SB8)。 Furthermore, if the remaining capacity of the corresponding storage battery is evaluated and the current wake-up cycle is not appropriate (SB7, NG), a request to update to an appropriate wake-up cycle is sent (SB8).
ステップSB2で給水スケジュールが無く、計画外の操作指令が発生していれば(SB9,Y)、現在のウェイクアップ周期よりも短い所定のウェイクアップ周期への更新要求を送信する(SB10)。なお、蓄電池の残容量が十分で最短のウェイクアップ周期に設定されている場合にはその状態が維持される。 If there is no water supply schedule in step SB2 and an unplanned operation command has occurred (SB9, Y), a request to update the wake-up period to a specified period shorter than the current period is sent (SB10). Note that if the remaining capacity of the storage battery is sufficient and the shortest wake-up period is set, that state is maintained.
各給水栓装置12及び排水栓装置22は、圃場水管理サーバ34との接続は、低消費電力で通信コストが安価な通信媒体であれば特に制限されるものではない。例えば、低消費電力で広域通信が可能なセルラーLPWA(LTE-M)などが好適に利用することができる。また、圃場の近傍に無線ルータなどの中継器を設置し、中継器を介してインターネットに接続することも可能である。複数の通信媒体を介在させる場合にはゲートウェイを介装すればよい。
The connection between each water
上述した実施形態では、圃場1に給水栓装置12及び排水栓装置22が設置された場合を説明したが、圃場1に給水栓制御装置12Bのみが設置され、排水栓22Aの堰体を手動で上下操作して排水水位(貯水水位)を調整するような態様の場合には、給水栓制御装置12Bのみがウェイクアップ周期の設定対象となる。
In the above-described embodiment, a case has been described in which a water
上述した実施形態では、圃場水管理サーバ34によってウェイクアップタイマ回路のタイマ値が更新される態様を説明したが、給水栓制御装置12Bが蓄電池の残容量に基づいて自らウェイクアップタイマ回路のタイマ値を設定するように構成してもよい。この場合には、ウェイクアップ後に自発的に圃場水管理サーバ34と交信するように構成すればよい。その際にウェイクアップ周期を圃場水管理サーバ34に送信すれば、その後、圃場水管理サーバ34からウェイクアップ後の給水栓制御装置12Bに交信を開始することができる。
In the above embodiment, the timer value of the wake-up timer circuit is updated by the field
上述した実施形態では蓄電池を充電するソーラーセルを備えた各給水栓装置12及び排水栓装置22Bを説明したが、ソーラーセルを備えることなく蓄電池のみを備えた場合にも本発明を適用することができることは言うまでもない。
In the above embodiment, each water
ウェイクアップ回路の具体的構成は特に限定されるものではなく、公知の技術を用いればよい。CPUに内蔵されていてもよいし、CPUの外部に設けられていてもよい。 The specific configuration of the wake-up circuit is not particularly limited, and any known technology may be used. It may be built into the CPU or provided externally to the CPU.
上述した実施形態のように、各給水栓制御装置12Bが圃場水管理サーバ34から送信された時刻情報に同期するように基準となる内部タイマを設定する場合には、予め給水開始時刻を含む給水指令を各給水栓制御装置12Bに送信しておけば、各給水栓制御装置12Bが該当時刻に自発的に給水を開始することができる。この場合は、動作確認のために、その後の圃場水管理サーバ34との交信時に給水を開始した旨の情報を送信することが好ましい。
As in the embodiment described above, when each water supply
以上説明した実施形態は本発明の一例に過ぎず、該記載により本発明の技術的範囲が限定されることを意図するものではなく、給水栓装置、排水栓装置、圃場水管理サーバなどの具体的構成は本発明による作用効果を奏する範囲において適宜変更設計可能であることはいうまでもない。 The embodiment described above is merely one example of the present invention, and is not intended to limit the technical scope of the present invention. It goes without saying that the specific configurations of the water supply valve device, drain plug device, field water management server, etc. can be appropriately modified and designed within the scope of the effects of the present invention.
100:圃場水管理システム
1:圃場
2:水位センサ
10:給水管
12:給水栓装置
12A:給水栓
12B:給水栓制御装置
20:排水路
22:排水栓装置
22A:排水栓
22B:排水栓制御装置
34:圃場水管理サーバ
132:ソーラーセル
133:蓄電池
135:電子制御回路(制御盤)
136:給水制御部
137:通信部
139:給水栓電力管理部
140:アクチュエータ
100: Field water management system 1: Field 2: Water level sensor 10: Water supply pipe 12: Water
136: Water supply control unit 137: Communication unit 139: Water tap power management unit 140: Actuator
Claims (9)
前記給水栓を作動させるアクチュエータと、前記アクチュエータを制御する給水制御部と圃場水管理サーバと交信する通信部とを有する電子制御回路と、前記電子制御回路及び前記アクチュエータに給電する蓄電池とを備え、前記給水栓から灌漑用水を圃場に給水する給水栓制御装置と、
前記給水栓制御装置に対する遠隔操作情報が圃場管理者により設定入力される遠隔操作端末と、
前記遠隔操作端末と通信可能に接続され、前記遠隔操作端末から送信された前記遠隔操作情報を受信して、対応する給水栓制御装置を遠隔制御する圃場水管理サーバと、
を備えている圃場水管理システムであって、
前記電子制御回路は、前記蓄電池の電力消費を制限する省電力状態と、前記省電力状態から周期的にウェイクアップして前記圃場水管理サーバとの交信を含む制御動作を実行可能な動作状態との間で動作モードを切り替える給水栓電力管理部を備え、
前記給水栓電力管理部は、前記圃場水管理サーバから送信されたウェイクアップ周期に従って、前記電子制御回路のウェイクアップ周期を可変に設定するように構成され、
前記圃場水管理サーバは、前記電子制御回路のウェイクアップ周期を管理し、前記電子制御回路が前記省電力状態でなく前記動作状態であるときに、前記給水栓制御装置に給水栓開閉要求またはウェイクアップ周期更新要求を含む制御信号を発信するように構成されている圃場水管理システム。 A water tap,
a water supply faucet control device that includes an actuator that operates the water supply faucet, an electronic control circuit having a water supply control unit that controls the actuator and a communication unit that communicates with a field water management server, and a storage battery that supplies power to the electronic control circuit and the actuator, and supplies irrigation water to the field from the water supply faucet;
A remote control terminal in which remote control information for the water supply faucet control device is set and input by a farm manager;
a field water management server that is communicatively connected to the remote control terminal, receives the remote control information transmitted from the remote control terminal, and remotely controls a corresponding water supply faucet control device;
A field water management system comprising:
the electronic control circuit includes a water tap power management unit that switches an operation mode between a power saving state in which power consumption of the storage battery is limited and an operation state in which the water tap power management unit periodically wakes up from the power saving state and is capable of executing control operations including communication with the field water management server;
the water faucet power management unit is configured to variably set a wake-up period of the electronic control circuit in accordance with a wake-up period transmitted from the field water management server;
The field water management system is configured such that the field water management server manages the wake-up cycle of the electronic control circuit, and when the electronic control circuit is in the operating state rather than the power saving state, transmits a control signal to the water faucet control device including a water faucet opening/closing request or a wake-up cycle update request.
前記圃場水管理サーバは、前記蓄電池の残容量情報に加えて日照情報、時刻情報の何れかの情報に基づいて前記給水栓電力管理部に設定された前記ウェイクアップ周期の設定情報を更新するように構成されている請求項1または2記載の圃場水管理システム。 The water supply faucet control device further includes a solar cell that charges the storage battery,
3. The field water management system according to claim 1 or 2, wherein the field water management server is configured to update the setting information of the wake-up period set in the water tap power management unit based on either sunshine information or time information in addition to remaining capacity information of the storage battery.
前記電子制御回路は、前記蓄電池の電力消費を制限する省電力状態と、前記省電力状態から周期的にウェイクアップして前記圃場水管理サーバとの交信を含む制御動作を実行可能な動作状態との間で動作モードを切り替える給水栓電力管理部を備え、
前記給水栓電力管理部は、前記圃場水管理サーバから送信されたウェイクアップ周期に従って、前記電子制御回路のウェイクアップ周期を可変に設定するように構成され、
前記給水栓電力管理部は、前記動作状態に移行した後の所定時間内に前記圃場水管理サーバからのアクセスが無い場合に、前記省電力状態に移行するように構成されている給水栓制御装置。
A water supply faucet control device for use in a field water management system according to any one of claims 1 to 8, comprising: an actuator for operating the water supply faucet; an electronic control circuit having a water supply control unit for controlling the actuator and a communication unit for communicating with a field water management server; and a storage battery for supplying power to the electronic control circuit and the actuator, the water supply faucet control device supplying irrigation water to a field from the water supply faucet,
the electronic control circuit includes a water tap power management unit that switches an operation mode between a power saving state in which power consumption of the storage battery is limited and an operation state in which the water tap power management unit periodically wakes up from the power saving state and is capable of executing control operations including communication with the field water management server;
the water supply faucet power management unit is configured to variably set a wake-up period of the electronic control circuit in accordance with a wake-up period transmitted from the field water management server;
The water faucet control device is configured so that, when there is no access from the field water management server within a predetermined time after the water faucet control device has been switched to the operating state, the water faucet power management unit is switched to the power saving state.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018243423 | 2018-12-26 | ||
JP2018243423 | 2018-12-26 | ||
JP2019232248A JP7304805B2 (en) | 2018-12-26 | 2019-12-24 | Field water management system and hydrant control device |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019232248A Division JP7304805B2 (en) | 2018-12-26 | 2019-12-24 | Field water management system and hydrant control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023115141A JP2023115141A (en) | 2023-08-18 |
JP7511719B2 true JP7511719B2 (en) | 2024-07-05 |
Family
ID=71449802
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019232248A Active JP7304805B2 (en) | 2018-12-26 | 2019-12-24 | Field water management system and hydrant control device |
JP2023104796A Active JP7511719B2 (en) | 2018-12-26 | 2023-06-27 | Field water management system and water hydrant control device |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019232248A Active JP7304805B2 (en) | 2018-12-26 | 2019-12-24 | Field water management system and hydrant control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JP7304805B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7481189B2 (en) | 2020-07-28 | 2024-05-10 | マクセルフロンティア株式会社 | Capture monitoring system, capture target monitoring method and sensor device |
JP7527952B2 (en) | 2020-12-23 | 2024-08-05 | 株式会社クボタ | Field water management device, field water management system |
JP7437349B2 (en) * | 2021-05-12 | 2024-02-22 | 株式会社クボタケミックス | Field water management system, terminal device and field water management device |
WO2024135818A1 (en) * | 2022-12-23 | 2024-06-27 | 株式会社クボタケミックス | Electric actuator and water-feed control device |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012080622A (en) | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Nec Embedded Products Ltd | Sensor node power predictive control device, sensor node power predictive control method, and program |
JP2013096636A (en) | 2011-10-31 | 2013-05-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Heliostat control method, heliostat control device, and heat collection facility |
JP2015005954A (en) | 2013-06-24 | 2015-01-08 | キヤノン株式会社 | Information processing device, method for controlling information processing device, and program |
JP2017193914A (en) | 2016-04-22 | 2017-10-26 | 株式会社クボタケミックス | Electric actuator for farm field |
JP2018074459A (en) | 2016-11-01 | 2018-05-10 | 矢崎エナジーシステム株式会社 | Radio communication apparatus and radio communication system |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10178940A (en) * | 1996-12-25 | 1998-07-07 | Hitachi Eng & Services Co Ltd | Paddy field water level controller |
JP5026108B2 (en) | 2007-02-27 | 2012-09-12 | Ckd株式会社 | Watering system |
JP6637373B2 (en) | 2016-04-22 | 2020-01-29 | 株式会社クボタケミックス | Electric actuator |
JP2018201151A (en) | 2017-05-29 | 2018-12-20 | 株式会社東芝 | Information acquisition device, information collection device and communication control method |
-
2019
- 2019-12-24 JP JP2019232248A patent/JP7304805B2/en active Active
-
2023
- 2023-06-27 JP JP2023104796A patent/JP7511719B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012080622A (en) | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Nec Embedded Products Ltd | Sensor node power predictive control device, sensor node power predictive control method, and program |
JP2013096636A (en) | 2011-10-31 | 2013-05-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Heliostat control method, heliostat control device, and heat collection facility |
JP2015005954A (en) | 2013-06-24 | 2015-01-08 | キヤノン株式会社 | Information processing device, method for controlling information processing device, and program |
JP2017193914A (en) | 2016-04-22 | 2017-10-26 | 株式会社クボタケミックス | Electric actuator for farm field |
JP2018074459A (en) | 2016-11-01 | 2018-05-10 | 矢崎エナジーシステム株式会社 | Radio communication apparatus and radio communication system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020103285A (en) | 2020-07-09 |
JP2023115141A (en) | 2023-08-18 |
JP7304805B2 (en) | 2023-07-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7511719B2 (en) | Field water management system and water hydrant control device | |
WO2012123877A1 (en) | An irrigation control device using an artificial neural network | |
CN104832976A (en) | Climate compensation apparatus for temperature control valve of heat exchange station | |
US10775052B2 (en) | Zoned radiant heating system and method | |
KR100358505B1 (en) | A fuzzy temperature control system and a control method of a return water for cooling and heating operation | |
US11047583B2 (en) | Zoned radiant heating system and method | |
CN112609773B (en) | Remote operation parameter regulating and controlling method for constant-pressure water supply system application | |
CN111023255B (en) | Anticipated control method for overshoot of intelligent heating temperature control valve | |
KR20230154007A (en) | Methods and systems for controlling energy usage | |
JP3143837U (en) | Automatic bathing equipment for home baths | |
JP7375121B2 (en) | Drain plugs, field water management systems, and field water management methods | |
CN111189221A (en) | Hot water heating system and control method thereof | |
JP7572941B2 (en) | Field Water Management System | |
CN110411270A (en) | A kind of heat-exchanger rig | |
KR102647628B1 (en) | Method and system for controlling energy usage | |
KR20050079465A (en) | Water level and temperature control device for bath | |
WO2020083453A1 (en) | The present invention relates to a district heating system and methods for flow control and retrofitting of a flow regulation system in a district heating system | |
CN110597141A (en) | Intelligent control system for preventing water tap from running out | |
KR102543724B1 (en) | Agricultural land drainage control system | |
EP3769396A1 (en) | Wirelessly powered window operator | |
JP7526369B2 (en) | Method and system for regulating energy usage - Patents.com | |
CN202254442U (en) | Water supplying device of solar water heater capable of adjusting water amount | |
CN211781962U (en) | Hot water heating system | |
JP2023159978A (en) | Hot water storage and supply system | |
JP2023089577A (en) | Farm field water management system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230627 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231227 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240130 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240329 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240514 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240527 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240611 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240625 |