JPH10178941A

JPH10178941A - 水田の水管理装置

Info

Publication number: JPH10178941A
Application number: JP35049396A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Ishikawa; 佳市石川; Yoshio Koseki; 義夫小関; Kotaro Suzuki; 小太郎鈴木; Kiyoshi Sakurai; 清桜井; Kiyotaka Takahashi; 清隆高橋; Hideki Oguchi; 英樹小口; Yasuji Etori; 泰次餌取; Kunimori Tanigawa; 邦衛谷川; Norio Yamashita; 憲男山下
Original assignee: MYAGI PREFECTURE; Japan Radio Co Ltd; Miyagi Prefectural Government.; FUJIWARA Manufacturing CO Ltd
Current assignee: MYAGI PREFECTURE; Japan Radio Co Ltd; Miyagi Prefectural Government.; FUJIWARA Manufacturing CO Ltd
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1996-12-27
Publication date: 1998-07-07

Abstract

(57)【要約】【課題】広大で多数の水田の水位を一元管理する際に伝
送系の設備を大幅に簡略化することができるとともに、
制御内容の変更も遠隔から容易に行うことができるよう
にした水田の水管理装置を提供する。【解決手段】一耕作期間における水田１の単位期間毎の
水位を記憶させた中央制御部２と、中継基地部３と、こ
の中継基地部３と前記中央制御部２を結ぶ無線及び有線
の内少なくとも一方の手段を含む通信部４と、水田１の
近傍に設置された給排水部５と、この給排水部５と前記
中継基地部３とを電波で中継する補助中継部６とを備
え、前記中央制御部２から送出する水位データに応じて
前記給排水部５を制御して水田の水位を所定の値に設定
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水田の水位を無人で
管理する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように水稲を栽培するに際して、
水田の水管理は作柄を左右する極めて重要な技術であ
る。従来は農家の経験に負っていた水管理であるが、後
継者難と相俟って、近年の大規模農業においてはこの分
野の大幅な省人化が求められている。

【０００３】そこで、天候データや時期毎の理想水位を
ホストコンピュータに記憶させておき、水田管理の自動
化に資するようにしたシステムが提案されている。この
種のシステムは結局のところ、現場である水田に機器を
設置し、水位を制御するという構成を採らざるを得な
い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、水田は広大で
あるとともに、一種の湿地帯でもあるため、各種機器間
のデータ伝送や機器の電源の確保が困難である。しか
も、多数の水田を一元管理する必要があることからデー
タ伝送路が極めて複雑となる。このような理由から実用
的なシステムとすることは極めて困難であった。

【０００５】しかも、ホストコンピュータを水田の近傍
に設置しなければならなかったため、データの変更が面
倒であり、天候の急変等に対応できない場合があった。
本発明は前記事項に鑑みてなされたもので、広大で多数
の水田の水位を一元管理する際に伝送系の設備を大幅に
簡略化することができるとともに、制御内容の変更も遠
隔から容易に行うことができるようにした水田の水管理
装置を提供することを技術的課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記技術的課題
を解決するために以下のような構成とした。即ち、請求
項１の構成においては、一耕作期間における水田１の単
位期間毎の水位を記憶させた中央制御部２と、中継基地
部３と、この中継基地部３と前記中央制御部２を結ぶ無
線及び有線の内少なくとも一方の手段を含む通信部４
と、水田１の近傍に設置された給排水部５と、この給排
水部５と前記中継基地部３とを電波で中継する補助中継
部６とを備え、前記中央制御部２から送出する水位デー
タに応じて前記給排水部５を制御して水田の水位を所定
の値に設定するよう構成した。〔水田１〕水田１には制御対象である水が導入されてい
る。また、水田１へ給水するための水路と排水のための
水路が水田１の近傍に設置されている。〔中央制御部２〕中央制御部２はＣＰＵ（中央制御装
置）及びＲＡＭ（読み出し書き込みメモリー）ＲＯＭ
（読み出し専用メモリー）とを備え、水田の最適水位に
関する諸データが記憶されている。〔中継基地部３〕中継基地部３は水田の近傍に設けられ
ており、補助中継部６とのデータ交信を行う。なお、こ
の中央制御部２に、電話回線等を通じて局地天気予報デ
ータをリンクさせることによって、よりきめ細かな水位
制御が可能となる。〔通信部４〕通信部４は中央制御部２と中継基地部３と
に夫々設けられ、相互のデータ通信をするためのもので
ある。電話回線が好適であるが、専用の無線回線でもよ
い。〔給排水部５〕給排水部５は前記したように、給水と排
水のための夫々の水路と水田１との間に設けられ、必要
に応じて水田１に水を導入し、あるいは排水する。〔補助中継部６〕補助中継部６は電波で中継基地部３と
給排水部５とを中継するもので、基本的にどのような無
線装置でも使用可能であるが、免許が不要な特定小電力
無線装置が好適である。

【０００７】請求項２の構成では、前記給排水部５は水
位センサ７を備えているとともに、前記補助中継部６及
び中継基地部３を介して中央制御部２に水位データを送
出する送信部８を備えている。〔水位センサ７〕水位センサ７はフロート式、光電式、
超音波式等のセンサにより水田１の水位を検出するもの
である。〔送信部８〕前記水位センサ７のデータを中継基地部３
に送出するためのものである。

【０００８】請求項３の構成では、前記給排水部５は気
温センサ９及び水温センサ１０を備えているとともに、
前記中継基地部３を介して中央制御部２に温度データを
送出する送信部８を備えている。〔気温センサ９〕水田１周囲の温度を計測するためのも
のである。〔水温センサ１０〕水田１の水温及び給水の温度を計測
するためのものである。

【０００９】請求項４の構成では、前記給排水部５は夫
々独立した給水部１１と排水部１２とから構成されてい
る。〔給水部１１〕給水路と水田１との間に設けられ、必要
に応じて水田１に水を導入する。なお、必要に応じて積
算流量計を設けることができる。この場合、流入した水
量が明かになる。〔排水部１２〕排水路と水田１との間に設けられ、必要
に応じて水田１から水を排出する。請求項５の構成で
は、前記補助中継部６はタイムスロットにより複数の給
排水部５と通信するようになっている。タイムスロット
とは時分割により複数の給排水部５と交信する方式であ
る。

【００１０】請求項６の構成では、前記中継基地部３は
所定時間毎に設定された通信時間以外の時間は自己の電
源を切るタイマー１３を備えている。〔タイマー１３〕タイマー１３は電子式であり、その設
定時間を中央制御部２から任意に変更できるようになっ
ている。

【００１１】請求項７の構成では、前記補助中継部、中
継基地部及び前記給排水部の電源として太陽光発電器１
４を備えている。〔太陽光発電器１４〕太陽光発電器１４はデータ通信の
ための電源になるとともに、給排水部５の電源ともな
る。

【００１２】前記した構成において、データは無線で伝
送され、通信のための配線等が不要となる。また、太陽
光発電器１４により電源の問題が解消する。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１ないし
図５に基づいて説明する。本装置は大別して、水田１の
縁に設けられる給排水部５、水田１の近傍に設けられる
中継基地部３及び補助中継部６、任意の場所に設置され
る中央制御部２から構成されている。

【００１４】前記中央制御部２は通信機能を備えたパー
ソナルコンピュータが用いられており、一耕作期間にお
ける水田１の単位期間毎の水位を記憶させてある。な
お、このデータは任意に書き換え可能であり、例えば、
気温の推移、降雨量の推移等に応じて適宜変更すること
ができる。また、宮城県稲作指導指針の「慣行型水管理
方式」及び「前歴水管理方式」が予め記憶させてあり、
これらを標準水管理パターンとしてある。そしてこれを
基礎に水田毎の特性を入力して水位の最適化（目標水位
テーブル）を図るようにしている。

【００１５】なお、中央制御部２には電話回線を通じて
得られる局地天候データ等の外部データ２ａが入力され
るとともに、緒データをプリントアウトするプリンタ２
ｂが接続されている。

【００１６】前記中央制御部２には通信部４としての電
話回線が接続されており、その接続はモデムを介してな
されている。一方、水田１の比較的近傍で電話回線が得
られる場所に中継基地部３が設置されている。この中継
基地部３と前記中央制御部２とはモデム３ａと電話回線
を介して接続されている。なお、中継基地部３と前記中
央制御部２との接続は無線であってもよいのは勿論であ
る。中継基地部３には送受信部６ａが設けられており、
前記中央制御部２からのデータを送受信することができ
るようになっている。また、前記中央制御部２からの制
御で作動するタイマー１３が設けられており、任意の間
隔で中継基地部３自体の電源をオンオフ制御できように
なっている。

【００１７】前記水田１の近傍には給排水部５が設置さ
れている。そして、この給排水部５と前記中継基地部３
との間には、給排水部５と前記中継基地部３とを電波で
中継する補助中継部６が設置されている。この補助中継
部６の設置場所としてはあぜ道等が好適である。この補
助中継部６には送受信部が内装されており、データが給
排水部５と中継基地部３との間で中継される。

【００１８】前記給排水部５には受信部６ｂ、送信部８
が設けられているとともに、給水部１１、排水部１２が
設けられている。前記給水部１１には給水バルブ１１ａ
が設けられており、この給水バルブ１１ａは駆動部１１
ｂからの電力で駆動されるようになっている。この給水
バルブ１１ａは地中に埋設されたパイプライン１１ｃに
接続されている。

【００１９】一方、前記排水部１２には排水ゲート１２
ａが設けられており、この排水ゲート１２ａは駆動部１
２ｂからの電力で駆動されるようになっている。そし
て、排水ゲート１２ａの先には排水路１２ｃが埋設され
ている。

【００２０】さらにこの給排水部５には、水田１の水位
を計測する水位センサ７、水田１周囲の温度を計測する
ための気温センサ９、及び水田１の水温及び給水の温度
を計測するための水温センサ１０が設けられている。

【００２１】なお、前記中継基地部３、給排水部５、及
び補助中継部６には夫々太陽光発電器１４が設けられて
おり、電源が供給されるようになっている。前記した構
成においてその動作を図３ないし図５により説明する。

【００２２】図３は水田１の水位を制御するフローを示
し、前記中央制御部２から送出される指示水位は一旦蓄
積され（１００）、水位データ収集比較ステップ（１０
１）に移行する。一方、水位センサ７からのデータも水
位データ収集比較ステップ（１０１）に移行して両者の
比較がなされる。そして水位が低い場合には給水指令が
送出され（１０２）、給排水部５で給水が実行される
（１０３）。一方、水位が高い場合には排水指令が送出
され（１０４）、給排水部５で給水が実行される（１０
５）。

【００２３】このときの給水状態と排水状態との夫々の
データの転送は図４に示すように、データ収集が１０分
毎に行われ、さらにメモリーへの蓄積中継が１０分毎に
行われる。そして、１時間後に蓄積されたデータが前記
中央制御部２へ送出される。

【００２４】図５は観測データの収集フローを示し、温
度データと水位データは、そのデータ収集が１０分毎に
行われ、さらにメモリーへの蓄積中継が１０分毎に行わ
れる。そして、１時間後に蓄積されたデータが前記中央
制御部２へ送出される。この時間設定は前記タイマー
１３によって制御され、トラフィック及び、送信時間を
節約することで、電力の節約を図り太陽光発電でも動作
させることができるようになっている。またこのように
作動時間を割り付ける（タイムスロット）ことによっ
て、多数の機器を制御することが可能となり設備の大規
模化に対応できる。

【００２５】なお、送信間隔は一日に２回、例えば、昼
間と夜間の２回行わせるようにすることもできる。な
お、データは自動的に保持されるので、更新の必要がな
いときには送信しないようにすることも可能である。

【００２６】このように、データは無線で伝送され、通
信のための配線等が不要となるから水田のように広大な
湿地帯にも容易に設置することができる。また、現地ま
で行かなくとも水位の制御や各種変更、例えば、実際の
田植え日等の入力を遠隔操作することができる。また、
太陽光発電器１４により電源の問題が解消する。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、中継基地部と前記中央
制御部を結ぶ無線及び有線の内少なくとも一方の手段を
含む通信部と、水田の近傍に設置された給排水部と、こ
の給排水部と前記中継基地部とを結ぶ補助中継部とを備
えたので、データ通信のための配線等が不要となり、水
田のような悪条件下における機器の設置が容易となる。
また、制御内容の変更も遠隔から容易に行うことができ
る。

【００２８】さらに消費電力の低減をも図ることができ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施の形態を示す装置の配置図であ
る。

【図３】本発明の実施の形態を示すフロー図である。

【図４】本発明の実施の形態を示すフロー図である。

【図５】本発明の実施の形態を示すフロー図である。

【符号の説明】

１・・水田２・・中央制御部３・・中継基地部４・・通信部５・・給排水部６・・補助中継部７・・水位センサ８・・送信部９・・気温センサ１０・・水温センサ１１・・給水部１２・・排水部１３・・タイマー１４・・太陽光発電器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小関義夫宮城県亘理郡亘理町字裏城戸116−１ (72)発明者鈴木小太郎宮城県柴田郡大河原町大谷字一軒地136− 17 (72)発明者桜井清宮城県栗原郡築館町字下待井59−133 (72)発明者高橋清隆宮城県仙台市若林区藤塚屋敷11−３ (72)発明者小口英樹東京都三鷹市下連雀五丁目１番１号日本無線株式会社内 (72)発明者餌取泰次東京都三鷹市下連雀五丁目１番１号日本無線株式会社内 (72)発明者谷川邦衛千葉県柏市弥生町８−25 (72)発明者山下憲男千葉県市川市大和田３−20−６

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一耕作期間における水田の単位期間毎の水
位を記憶させた中央制御部と、中継基地部と、この中継
基地部と前記中央制御部を結ぶ無線及び有線の内少なく
とも一方の手段を含む通信部と、水田の近傍に設置され
た給排水部と、この給排水部と前記中継基地部とを電波
で中継する補助中継部とを備え、前記中央制御部から送
出する水位データに応じて前記給排水部を制御して水田
の水位を所定の値に設定することを特徴とする水田の水
管理装置。
【請求項２】前記給排水部は水位センサを備えていると
ともに、前記補助中継部及び中継基地部を介して中央制
御部に水位データを送出する送信部を備えていることを
特徴とする請求項１記載の水田の水管理装置。
【請求項３】前記給排水部は気温センサ及び水温センサ
を備えているとともに、前記補助中継部及び中継基地部
を介して中央制御部に温度データを送出する送信部を備
えていることを特徴とする請求項１記載の水田の水管理
装置。
【請求項４】前記給排水部は夫々独立した給水部と排水
部とから構成されていることを特徴とする請求項１記載
の水田の水管理装置。
【請求項５】前記補助中継部はタイムスロットにより複
数の給排水部と通信することを特徴とする請求項１記載
の水田の水管理装置。
【請求項６】前記中継基地部は所定時間毎に設定された
通信時間以外の時間は自己の電源を切るタイマーを備え
ていることを特徴とする請求項１記載の水田の水管理装
置。
【請求項７】前記補助中継部、中継基地部及び前記給排
水部の電源として太陽光発電器を備えていることを特徴
とする請求項１記載の水田の水管理装置。