WO2014128746A1

WO2014128746A1 - 栽培制御システム、栽培制御用プログラム、および栽培制御方法

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Publication number: WO2014128746A1
Application number: PCT/JP2013/000906
Authority: WO
Inventors: 礼彦杉本
Original assignee: 株式会社ブリリアントサービス
Priority date: 2013-02-19
Filing date: 2013-02-19
Publication date: 2014-08-28
Also published as: JPWO2014128746A1; US20160000021A1

Abstract

複数の仕切られた栽培空間において、生育条件を互いに独立して設定可能であり、かつ個々の栽培空間内における生育環境を変化させることにより制御可能な栽培制御システム、栽培制御プログラム、栽培制御方法を提供することである。【解決手段】　栽培装置３００において、複数の遮蔽空間の内部環境はそれぞれ、隣接する遮蔽空間の内部環境と栽培装置３００の外部環境とから遮蔽されている。　携帯通信通信端末２００は、環境制御装置３５０ａ，～，３５０ｆを、複数の遮蔽空間の内部環境の少なくともいずれかが独立して制御されるように遠隔制御する。

Description

栽培制御システム、栽培制御用プログラム、および栽培制御方法

　本発明は、野菜、果物、草花等の植物を生育するための栽培装置における栽培制御システム、栽培制御用プログラムおよび栽培制御方法に関する。

　従来から、栽培装置について多種多様の実験および研究が行われている。日本国特開２０１２－３９９９６号公報（特許文献１）には、栽培環境を人工的に制御し、生育と観測とを両立する光源を備えた植物栽培システムについて開示されている。

　特許文献１記載の植物栽培システムは、屋内で植物を栽培する植物栽培システムであって、植物を栽培するための仕切られた空間である栽培セルと、植物の栽培を管理する管理手段とを備え、栽培セルは、植物を栽培するための移動可能なラックである栽培ラックと、仕切られた空間への太陽光の入射を遮断する遮光手段を備え、栽培ラックは、植物を栽培する栽培棚と、植物に照射する光を制御する光制御手段とを備え、栽培棚は、光制御手段の制御の下で、複数の発光ダイオードを有する発光体モジュールの照射量を調整することにより植物に光を照射する光源と、発光体モジュールの照射の下で植物を観測して観測データを取得し、取得した観測データを管理部に送信する観測手段とを備え、発光体モジュールは、第１のスペクトルの光を発する１つの第１発光ダイオードと、第１発光ダイオードを中心とする第１円の円周上に配置され、第２のスペクトルの光を発するｍ（ｍは２以上の整数）個の第２発光ダイオードと第１発光ダイオードを中心とする第２円の円周上に配置され、第３のスペクトルの光を発するｎ（ｎは２以上の整数）個の第３発光ダイオードとを有し、第１のスペクトルと第２のスペクトルと第３のスペクトルとは互いに異なり、第２発光ダイオードは、第１発光ダイオードを始点として各第３発光ダイオードを通る半直線で分割された第１円のｎ個の弧のそれぞれに数が等しくなるように配置され、管理手段は、観測データを観測手段から取得する受信手段と、受信手段が取得した観測データを記録するライブラリと、受信手段が取得した観測データとライブラリが記録している植物と同種の植物の過去の観測データとを比較して、植物の収穫日を予測する計算手段を備えるものである。

日本国特開２０１２－３９９９６号公報

　特許文献１には、栽培システムにおいて、栽培セルを複数備えることによって、栽培セル毎に異なる栽培環境を設定してよいことも記載されている。しかしながら、特許文献１の栽培システムにおいて栽培セル毎に異なる栽培環境を設定することは、具体的には、完全遮光された栽培セル毎に所定の光を照射することであり、具体的には、一の栽培セル中では赤色光のみ、他の一の栽培セル中では赤色光と青色光、他の一の栽培セル中では赤色光と青色光と白色光（緑色光でも良い）を照射することが決められているに過ぎない。つまり、それぞれの栽培セルの中での光照射環境は固定され、変化させられるものではない。そして、植物が供される生育条件を生育ステージによって異ならしめるためには、このように固定された異なる照射環境に設定された異なる栽培セルの間で、生育ステージの異なる植物を移動させなければならない。つまり、同一の栽培セル中で植物の制御を行うことはできない。

　本発明は、このような従来技術の問題点に鑑み開発されたものである。従って、本発明の目的は、複数の仕切られた栽培空間において、生育条件を互いに独立して設定可能であり、かつ個々の栽培空間内における生育環境を変化させることにより制御可能な栽培制御システム、栽培制御プログラム、栽培制御方法を提供することにある。

（１）
　一局面に従う栽培制御システムは、栽培装置と通信端末とを含む。栽培装置は、植物を生育させるための複数の遮蔽空間と、遮蔽空間の内部環境における生育条件を制御するための環境制御装置とを含む。
　栽培装置において、複数の遮蔽空間の内部環境はそれぞれ、隣接する遮蔽空間の内部環境と栽培装置の外部環境とから遮蔽されている。
　通信端末は、環境制御装置を、複数の遮蔽空間の内部環境の少なくともいずれかが独立して制御されるように遠隔制御する。

　この場合、通信端末により、離れた場所の栽培装置内に設けられた複数の区画空間のうち特定の区画空間内において、植物を生育することができる。制御対象となる区画空間内は、外環境要因から遮蔽されているため、区画空間内で生育させる植物は、制御された条件に効率よく供される。

　なお、空間が遮蔽されているとは、当該空間の内部環境に存在する制御対象要素が、当該空間以外の他の空間（すなわち、隣接する遮蔽空間および栽培装置の外部空間）に存在する当該制御対象要素と異なる条件で存在可能であるように、当該空間が当該他の空間から隔離されていることをいう。

　また、遠隔とはケーブル等で接続されていないことを意味する。特に、インターネットまたはクラウドを介して接続されたことを意味する。
（２）
　第２の発明にかかる栽培制御システムは、一局面に従う栽培制御システムにおいて、制御されるべき生育条件が二酸化炭素濃度であってもよい。
　この場合、光合成速度と呼吸速度との調整を行うことができる。

（３）
　第３の発明にかかる栽培制御システムは、第２の発明にかかる栽培制御システムにおいて、環境制御装置は、外部環境中の二酸化炭素排出源から排出された二酸化炭素が貯留された二酸化炭素貯留槽からの圧力または流量のいずれかを制御してもよい。

　この場合、外部環境中で発生し、貯留された二酸化炭素を、二酸化炭素貯留槽から、容易に光合成原料として有効利用することができる。その結果、コスト低減とリサイクル効果を高めることができる。
　なお、二酸化炭素排出源は、バイオマスであってもよいし、非バイオマス（具体的には、産業廃棄物）であってもよい。

（４）
　第４の発明にかかる栽培制御システムは、一局面から第３の発明にかかる栽培システムにおいて、制御されるべき生育条件は、液体肥料の量および組成の少なくともいずれかであってもよい。

　この場合、液体肥料の量および／または組成を調整することができる。
　なお、液体肥料は、有機液体肥料（具体的には、バイオマス由来の、窒素、リンおよびカリウムと有効有機成分との混合物）でもよく、無機液体肥料（具体的には、窒素、リンおよびカリウムを含む無機成分の混合物）でもよい。

（５）
　第５の発明にかかる栽培制御システムは、第４の発明にかかる栽培制御システムにおいて、環境制御装置は、外部環境中のバイオマスに由来するバイオガス液肥が貯留された液肥貯留槽からの少なくとも圧力および流量のいずれかを制御してもよい。

　この場合、外部環境中のバイオマスから発生する生成物をリサイクルにより液肥として有効利用することができる。

（６）
　第６の発明にかかる栽培制御システムは、一局面から第５の発明にかかる栽培制御システムにおいて、制御されるべき生育条件は、湿度および温度の少なくともいずれかでもよく、環境制御装置は空調機でもよい。

　この場合、空調機により湿度および温度、湿度のみ、温度のみのいずれかを調整することができる。

（７）
　第７の発明にかかる栽培制御システムは、一局面から第６の発明にかかる栽培制御システムにおいて、環境制御装置が、照明装置でもよい。制御されるべき生育条件は、照明装置の光の主波長および明るさの少なくともいずれかでもよい。

　この場合、照明装置の光の主波長および明るさ、明るさのみ、主波長のみを制御することができるので、より効率よく植物を生育することができる。

（８）
　第８の発明にかかる栽培制御システムは、第７の発明にかかる栽培制御システムにおいて、照明装置は、発光ダイオード素子および有機エレクトロルミネッセンス素子の少なくともいずれかの光源を含んでもよい。

　この場合、発光ダイオード素子および有機エレクトロルミネッセンス素子を用いることで、消費電力の低減を実現することができるとともに、長期間の使用が可能である。その結果、省エネルギー化および長寿命化を図ることができる。

（９）
　第９の発明にかかる栽培制御システムは、第７または第８の発明にかかる栽培制御システムにおいて、照明装置は、互いに異なる主波長の光を発する複数種の光源と、複数種の光源が取り付けられた複数の基板と、を含み、基板は、他の基板との結合により拡張可能でもよい。

　この場合、主波長および／または明るさが異なる複数の光の照射が可能となる。その結果、植物の種類、および生育時期などに応じて、照射する光の主波長および照射する光の明るさを調整することができる。

（１０）
　第１０の発明にかかる栽培制御システムは、一局面から第９の発明にかかる栽培制御システムにおいて、制御されるべき生育条件は、窒素濃度、酸素濃度、液体圧、気体圧、液体流、および気体流の少なくともいずれかでもよい。

　この場合、窒素濃度、酸素濃度、液体圧、気体圧、液体流、および気体流の少なくともいずれかにより影響を受ける植物の生育反応速度を調整することができる。なお、酸素濃度とは、空気中における酸素濃度、および液体中に含まれる酸素濃度の少なくともいずれかを含む。

（１１）
　第１１の発明にかかる栽培制御システムは、一局面から第１０の発明にかかる栽培制御システムにおいて、内部環境中もしくは内部環境に接触または連通可能な部分における放射性物質の線量を測定する線量計をさらに含んでもよい。

　この場合、栽培すべき植物に対する放射性物質の影響をモニタすることができる。

（１２）
　第１２の発明にかかる栽培制御システムは、第１１の発明にかかる栽培制御システムにおいて、放射性物質の線量が閾値を越える場合に報知を行う報知装置、および線量を記録する記録装置の少なくともいずれかをさらに含んでよい。

　この場合、栽培すべき植物が放射性物質による汚染を受けているか否かを容易に知ることができる。
　なお、報知先は、栽培者であるユーザの通信端末であってもよいし、栽培者以外の、外部システム管理者の通信端末であってもよい。

（１３）
　第１３の発明にかかる栽培制御システムは、一局面から第１２の発明にかかる栽培制御システムにおいて、外部環境中のバイオマスを利用したバイオマス発電装置からの電力を受領する電力受領装置をさらに含んでよい。

　この場合、外部環境中のバイオマスをリサイクルにより電力源として有効利用することができる。

（１４）
　第１４の発明にかかる栽培制御システムは、一局面から第１３の発明にかかる栽培制御システムにおいて、遠隔制御は、クラウドを介して行ってもよい。

　この場合、クラウドを経由することにより、多数の制御命令を容易に処理することができる。

（１５）
　第１５の発明にかかる栽培制御システムは、一局面から第１４の発明にかかる栽培制御システムにおいて、生育条件が基準範囲を逸脱した場合に報知を行う報知装置をさらに含んでよい。

　この場合、制御すべき生育条件を所定の範囲内に調整および保持することが容易になる。また、生育条件が逸脱した場合に報知されるので、容易に認識が可能となる。

（１６）
　第１６の発明にかかる栽培制御システムは、一局面から第１５の発明にかかる栽培制御システムにおいて、生育条件を記録するための記録装置をさらに含んでよい。

　この場合、生育条件の履歴を保存することができる。その結果、再度生育条件を確認したい場合には、容易に確認することができる。
　なお、記録装置はクラウド内にあってもよく、別途インターネットに接続可能な記録装置からなってもよい。

（１７）
　他の局面に従う栽培制御プログラムは、複数の遮蔽空間の内部環境における植物の生育条件を制御する環境制御処理と、複数の遮蔽空間の内部環境の少なくともいずれかの環境制御処理を独立して制御する遠隔制御処理と、を含むものである。

　本発明にかかる栽培制御プログラムは、環境制御処理により複数の遮蔽空間の内部環境における植物の生育条件が制御され、遠隔制御処理により、複数の遮蔽空間の内部環境の少なくともいずれかの環境制御処理が独立して制御される

　この場合、離れた場所の栽培装置内に設けられた複数の区画空間のうち特定の区画空間内において、植物を生育することができる。制御対象となる区画空間内は、外環境要因から遮蔽されているため、区画空間内で生育させる植物は、制御された条件に効率よく供される。

（１８）
　第１８の発明にかかる栽培制御プログラムは、他の局面に従う栽培制御プログラムにおいて、環境制御処理は、外部環境中の二酸化炭素排出源から排出された二酸化炭素が貯留された二酸化炭素貯留槽からの圧力および流量のいずれかを制御する二酸化炭素制御処置をさらに含んでもよい。

（１９）
　第１９の発明にかかる栽培制御プログラムは、他の局面または第１８の発明にかかる栽培制御プログラムにおいて、環境制御処理は、外部環境中のバイオマスに由来するバイオガス液肥が貯留された液肥貯留槽からの圧力および流量のいずれかを制御する液肥制御処理をさらに含んでもよい。

（２０）
　第２０の発明にかかる栽培制御プログラムは、他の局面および第１８、１９の発明にかかる栽培制御プログラムにおいて、環境制御処理は、湿度および温度の少なくともいずれかを制御する空調処理をさらに含んでもよい。

（２１）
　第２１の発明にかかる栽培制御プログラムは、他の局面および第１８乃至２０の発明にかかる栽培制御プログラムにおいて、環境制御処理が、照明装置の制御を行う照明制御処理をさらに含んでもよい。

　この場合、照明装置の光の主波長および明るさ、明るさのみ、主波長のみを制御することができるので、より効率よく植物を生育することができる。さらに、照明装置が複数種からなる場合には、個々の種で制御を行うことができる。

（２２）
　第２２の発明にかかる栽培制御プログラムは、他の局面および第１８乃至２１の発明にかかる栽培制御プログラムにおいて、環境制御処理が、窒素濃度、酸素濃度、液体圧、気体圧、液体流、および気体流の少なくともいずれかを制御してもよい。

（２３）
　第２３の発明にかかる栽培制御プログラムは、他の局面乃至第２２の発明にかかる栽培制御プログラムにおいて、制御された生育条件を記録するための記録処理をさらに含んでもよい。

　この場合、生育条件の履歴を保存することができる。その結果、再度生育条件を確認したい場合には、容易に確認することができる。
　なお、記録処理はクラウド対応であってもよく、インターネットに接続可能な記録処理からなってもよい。

（２４）
　さらに他の発明にかかる栽培制御方法は、複数の遮蔽空間の内部環境における植物の生育条件を制御する環境制御工程と、複数の遮蔽空間の内部環境の少なくともいずれかの環境制御工程を独立して制御する遠隔制御工程と、を含むものである。

　本発明にかかる栽培制御方法は、環境制御工程により複数の遮蔽空間の内部環境における植物の生育条件が制御され、遠隔制御工程により、複数の遮蔽空間の内部環境の少なくともいずれかの環境制御工程が独立して制御される。

（２５）
　第２５の発明にかかる栽培制御方法は、さらに他の局面に従う栽培制御方法において、環境制御工程が、外部環境中の二酸化炭素排出源から排出された二酸化炭素が貯留された二酸化炭素貯留槽からの圧力および流量のいずれかを制御する二酸化炭素制御工程を含んでもよい。

（２６）
　第２６の発明にかかる栽培制御方法は、さらに他の局面または第２５の発明にかかる栽培制御方法において、環境制御工程は、外部環境中のバイオマスに由来するバイオガス液肥が貯留された液肥貯留槽からの圧力および流量のいずれかを制御する液肥制御工程をさらに含んでもよい。

（２７）
　第２７の発明にかかる栽培制御方法は、さらに他の局面乃至第２６の発明にかかる栽培制御方法において、環境制御工程は、湿度および温度の少なくともいずれかを制御する空調工程をさらに含んでもよい。

（２８）
　第２８の発明にかかる栽培制御方法は、さらに他の局面乃至第２７の発明にかかる栽培制御方法において、環境制御工程が、照明装置の制御を行う照明制御工程をさらに含んでもよい。

（２９）
　第２９の発明にかかる栽培制御方法は、さらに他の局面乃至第２８の発明にかかる栽培制御方法において、環境制御処理が、窒素濃度、酸素濃度、液体圧、気体圧、液体流、および気体流の少なくともいずれかを制御してもよい。

　この場合、窒素濃度、酸素濃度、液体圧、気体圧、液体流、および気体流の少なくともいずれかにより影響を受ける植物の生育反応速度を調整することができる。なお、酸素濃度とは、空気中における酸素濃度、および液体中に含まれる酸素濃度の少なくともいずれかを含む。
（３０）
　第３０の発明にかかる栽培制御方法は、さらに他の局面乃至第２９の発明にかかる栽培制御方法において、制御された生育条件を記録するための記録処理をさらに含んでもよい。

　本発明によれば、複数の仕切られた栽培空間において、生育条件を互いに独立して設定可能であり、かつ個々の栽培空間内における生育環境を変化させることにより制御可能な栽培制御システム、栽培制御プログラム、栽培制御方法を提供することができる。

一実施の形態にかかる栽培システムの基本概略の構成を説明するための模式図である。図１の栽培システムの全体概略を説明するための模式図である。携帯通信端末の表示画面の一例を示す模式図である。栽培装置の一例を示す模式図である栽培装置の照明装置の一例を示す一部拡大図である。栽培システムにおける制御の一例を示すフローチャートである。携帯通信端末の表示画面の一例を示す模式図である携帯通信端末の表示画面の他の例を示す模式図である携帯通信端末の表示画面の他の例を示す模式図である。バイオマス発電装置の動作の一例を示すフローチャートである。環境制御装置の動作の一例を示すフローチャートである。放射能検知装置の動作の一例を示すフローチャートである。

　１００　栽培システム
　２００　通信端末装置
　３００　栽培装置
　３２０ａ，～，３２０ｆ　照明装置
　３４０ａ，～，３４０ｆ　栽培セル
　３５０ａ，～，３５０ｆ　環境制御装置
　３５１　二酸化炭素タンク
　３６１　液肥貯留槽
　３７０　放射能検知装置
　３８０　バイオマス発電装置
　３９０　報知装置
　４００　記録装置
　５００　クラウド

［第１実施形態］
　以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付している。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

　図１は、一実施の形態にかかる栽培システム１００の基本概略の構成を説明するための模式図であり、図２は、図１の栽培システム１００の全体概略を説明するための模式図である。

　図１に示すように、栽培システム１００は、携帯通信端末２００、栽培装置３００および記録装置４００を含む。
　図１に示すように、携帯通信端末２００は、クラウド５００を介して栽培装置３００に制御指示を与える。栽培装置３００は、携帯通信端末２００からの指示に従い、栽培装置３００に設けられた各種機器の制御を行なう。各種機器の詳細については、後述する。
　栽培装置３００は、携帯通信端末２００へ稼動状況を与えるとともに、記録装置４００に制御指示による稼動等の履歴情報（以下、生育履歴情報と略記する）を随時記録する。

　なお、図１においては、携帯通信端末２００を例示しているが、これに限定されず、クラウド５００を介して通信可能なタブレット端末等、その他任意の機器を用いてもよい。

　また、図１においては、理解を助けるために、１個の栽培装置３００で生育する場合について明示したが、実際には、本発明は、図２に示すように、ユーザの携帯通信端末２００と当該ユーザの所有する１または複数の栽培装置３００との組み合わせが多数接続された栽培システム１００からなる。
　また、携帯通信端末２００には、アプリケーションソフトウェア（アプリケーションプログラムとも言う、以下、単にアプリと略記する）７００がインストールされており、ユーザがダイレクトに栽培装置３００を制御できるように構成される。
　以上のように、本発明においては、クラウド５００を使用することにより、多数のユーザの共有情報を収集し、閲覧することができる。

（携帯通信端末）
　図３は、携帯通信端末２００の表示画面の一例を示す模式図である。
　図３に示すように、携帯通信端末２００は、スマートフォンからなる。また、携帯通信端末２００は、内部にアプリ７００を有する。当該アプリ７００は、上述したように、当該栽培装置３００をダイレクトに制御することが可能な制御ソフトウェアからなる。
　ユーザは、携帯通信端末２００に当該アプリ７００をインストールし、利用する。図３に示すように、アプリ７００は、表示画面２１０にアイコンとして表示される。なお、栽培装置３００の各機器を制御する具体的な例については、後述する。

（栽培装置）
　図４は、栽培装置３００の一例を示す模式図であり、図５は、栽培装置３００の照明装置３２０ａ，～，３２０ｆの一例を示す一部拡大図である。
　図４に示すように、栽培装置３００は、枠体３１０、照明装置３２０ａ，～，３２０ｆ、撮像装置３３０ａ，～，３３０ｆ、栽培セル３４０ａ，～，３４０ｆ、環境制御装置３５０ａ，～，３５０ｆ、肥料供給制御装置３６０ａ，～，３６０ｆ、放射能検知装置３７０、バイオマス発電装置３８０および報知装置３９０を含む。

　図４に示すように、栽培装置３００は、枠体３１０により上下に３個ずつ、計６個の栽培セル３４０ａ，～，３４０ｆに分けられており、栽培セル３４０ａ，～，３４０ｆのそれぞれの内部空間は、隣接する栽培セルの内部空間から遮蔽されている。すなわち、栽培セル３４０ａ，～，３４０ｆのそれぞれの内部には、遮蔽空間が形成されている。本実施例においては、栽培装置３００の枠体３１０は、当該６個の栽培セル３４０ａ，～，３４０ｆそれぞれの内部空間を密閉する構造を有する。

（照明装置）
　図４に示すように、６個の栽培セル３４０ａ，～，３４０ｆの内部空間それぞれの上部に、照明装置３２０ａ，～，３２０ｆが設けられている。図５に、照明装置３２０ａ，～，３２０ｆの一例を示す（以下において、照明装置３２０ａ，～，３２０ｆを照明装置３２０と総称する）。図５に示すように、照明装置３２０は、六角形からなる照明ユニット３２１が複数集合した構造を有する。本実施の形態においては、ユニット３２１がそれぞれデイジーチェーン接続により電気供給される。

　また、六角形からなる照明ユニット３２１のそれぞれには、赤色発光ダイオード（以下、ＬＥＤと略記する）３２５、青色ＬＥＤ３２６、赤外ＬＥＤ３２７、白色ＬＥＤ３２８が配置される。
　具体的には、図５に示すように、白色ＬＥＤ３２８が六角形の中央に配置され、六頂点のそれぞれ近傍に、赤色ＬＥＤ３２５、青色ＬＥＤ３２６、および赤外ＬＥＤ３２７が順に配置される。

　なお、本実施の形態においては、六角形からなる照明ユニット３２１を例示したが、照明ユニット３２１の形状はこれに限定されず、三角形、矩形、五角形、八角形、その他の多角形、その他の任意の形状であってよい。また、本実施の形態においては、照明装置３２０は六角形の照明ユニット３２１のみから構成されているが、照明装置３２０を構成する照明ユニット３２１は１種類である必要はなく、２種類以上の形状を有する照明ユニット３２１が組み合わせられていてもよい。

　また、本実施の形態においては、照明装置３２０は、一の照明ユニット３２１における六角形の全ての辺が、隣接する他の照明ユニット３２１の辺と突き合わされることで、照明ユニット３２１の表面が二次元的に拡張された態様で組み合わせられている。これによって、照明装置３２０は、全体として板状の形状を有する。しかしながら、照明装置３２０の形状はこの態様に限定されることなく、照明ユニット３２１の形状の組み合わせにより生じ得る任意の形状となりうる。
　また、異なる２種類以上の形状を有する照明ユニット３２１が組み合わせられることなどにより、照明ユニット３２１の表面が三次元的に拡張された態様で組み合わせられてもよい。これによって、照明装置３２０は全体として多面体状の形状を有することができる。
　さらに、本実施の形態においては、栽培セル３４０ａ，～，３４０ｆそれぞれにおいて、同じ形状の照明装置３２０が１個ずつ配設されているが、これに限定されず、栽培セル３４０ａ，～，３４０ｆそれぞれに応じて、異なる形状および／または異なる個数の照明装置３２０が配設されてよい。

　なお、本実施の形態においては、六角形からなる照明ユニット３２１の接続様式はデイジーチェーン接続としているが、それに限定されず、たとえばスター接続であってもよいし、それらが組み合わせられた接続様式であってもよいし、その他任意の接続様式であってもよい。

（撮像装置）
　また、図４に示すように、本実施の形態においては、枠体３１０により形成された６個の遮蔽空間それぞれに撮像装置３３０ａ，～，３３０ｆが配設される。撮像装置３３０ａ，～，３３０ｆは、ビデオカメラ、デジタルカメラ等を含む。

　撮像装置３３０ａ，～，３３０ｆは、内蔵されたＣＣＤイメージセンサにより植物の生育状況を連続的に、または所定の間隔で断続的に撮像する。
　撮像装置３３０ａ，～，３３０ｆにより撮像された画像データは、図１に示すクラウド５００を介して記録装置４００に記録される。

（環境制御装置）
　図４に示すように、本実施の形態においては、枠体３１０により区画された６個の栽培セル３４０ａ，～，３４０ｆそれぞれの内部に、環境制御装置３５０ａ，～，３５０ｆが配設される。
　環境制御装置３５０ａ，～，３５０ｆは、温度計、湿度計、液体圧計、気体圧計、水温計、水温ヒータ、加熱ヒータ、加湿装置および除湿装置等を含む。

　さらに、６個の環境制御装置３５０ａ，～，３５０ｆは、配管により二酸化炭素タンク３５１、窒素タンク３５２、酸素タンク３５３に接続される。配管は、栽培セル３４０ａ，～，３４０ｆの内部空間へそれぞれ異なる量の気体を供給することができるように構成される。

　配管には、弁３５１ｖ，３５２ｖ，３５３ｖ，３５５ｖａ，３５５ｖｂ（図示せず），３５５ｖｃ（図示せず），３５５ｖｄ，３５５ｖｅ（図示せず），３５５ｖｆ（図示せず）が配設される。弁３５１ｖ，３５２ｖ，３５３ｖはそれぞれ、二酸化炭素タンク３５１、窒素タンク３５２、酸素タンク３５３内からの気体の供給を制御するように配設される。弁３５５ｖａ，３５５ｖｂ（図示せず），３５５ｖｃ（図示せず），３５５ｖｄ，３５５ｖｅ（図示せず），３５５ｖｆ（図示せず）はそれぞれ、栽培セル３４０ａ，～，３４０ｆへの気体の供給を制御するように配設される。

　また、図４に示すように、通信端末装置２００は、弁３５１ｖ，３５２ｖ，３５３ｖそれぞれの開閉度、および弁３５５ｖａ，３５５ｖｂ（図示せず），３５５ｖｃ（図示せず），３５５ｖｄ，３５５ｖｅ（図示せず），３５５ｖｆ（図示せず）の開閉度を指示することができる。この場合、通信端末装置２００は、これらの弁３５１ｖ，３５２ｖ，３５３ｖ，３５５ｖａ，～，３５５ｖｆのうち、特定の弁（たとえば、栽培セル３４０ａ内部の二酸化炭素濃度を制御したい場合、弁３５１ｖと弁３５５ｖａ）のみを作動させることができる。このようにして、特定の栽培セル（たとえば、栽培セル３４０ａ）の内部環境（たとえば二酸化炭素濃度）を独立して制御することができる。
　したがって、通信端末２００は、栽培セル３４０ａ，～，３４０ｆの内部空間の少なくともいずれかの環境を個別に制御する。

（肥料供給制御装置）
　図４に示すように、肥料供給制御装置３６０ａ，～，３６０ｆは、液体肥料の量および／または組成を制御する。例えば、養分測定器からのデータに基づいて、バイオガス液肥を制御する。液肥貯留槽３６１には、バイオガス液肥が貯留されている。

　６個の肥料供給制御装置３６０ａ，～，３６０ｆは、配管により液肥貯留槽３６１に接続される。配管は、栽培セル３４０ａ，～，３４０ｆの内部空間へそれぞれ異なる量および／または組成の液体肥料を供給することができるように構成される。

　配管には、弁３６５ｖａ（図示せず），３６５ｖｂ（図示せず），３６５ｖｃ，３６５ｖｄ（図示せず），３６５ｖｅ（図示せず），３６５ｖｆが配設される。弁３６５ｖａ，～，３６５ｖｆはそれぞれ、それぞれ、栽培セル３４０ａ，～，３４０ｆへの液体肥料の供給を制御するように配設される。

　例えば、図４に示すように、通信端末装置２００は、弁３６５ｖａ（図示せず），３６５ｖｂ（図示せず），３６５ｖｃ，３６５ｖｄ（図示せず），３６５ｖｅ（図示せず），３６５ｖｆの開閉度を指示することができる。この場合、通信端末装置は。これらの弁３６５ｖａ，～，３６５ｖｆのうち、特定の弁（例えば、栽培セル３４０ｃ内部の液体肥料濃度を制御する場合、弁３６５ｖｃ）のみを作動させることができる。このようにして、特定の栽培セル（たとえば、栽培セル３４０ｃ）の内部環境（具体的には液体肥料の濃度）を独立して制御することができる。
　したがって、通信端末２００は、栽培セル３４０ａ，～，３４０ｆの内部空間の少なくともいずれかの環境を個別に制御する。

（放射能検知装置）
　図４に示される放射能検知装置３７０は、栽培装置３００の周囲環境の放射能の測定検出を行なう。また、放射能検知装置３７０の配設態様はこれに限定されず、６個の栽培セル３４０ａ，～，３４０ｆの内部それぞれの放射能の測定検出が可能なように、６個の栽培セル３４０ａ，～，３４０ｆの内部それぞれに個別に放射能検知装置３７０が設けられてもよい。

（バイオマス発電装置）
　バイオマス発電装置３８０は、外部環境におけるバイオマスを利用し電力を発生させる。バイオマス発電装置３８０による電力は、照明装置３２０ａ，～，３２０ｆ、撮像装置３３０ａ，～，３３０ｆ、環境制御装置３５０ａ，～，３５０ｆ、肥料供給制御装置３６０ａ，～，３６０ｆ、放射能検知装置３７０、報知装置３９０へ供給される。

（報知装置）
　報知装置３９０は、６個の栽培セル３４０ａ，～，３４０ｆそれぞれの環境のいずれかで異常状態が生じた場合、報知装置３９０から報知情報を出力する。
　ここで、報知装置３９０は、人間の感覚（視覚、聴覚および触覚に代表されるもの）に訴える報知シグナルを、たとえば、報知対象となる栽培セルを制御する携帯通信端末２００へ送信する装置として体現されてもよいし、栽培装置３００自体に配設されたスピーカ、振動装置、表示部等として体現されてもよい。

（記録装置）
　本実施の形態にかかる記録装置４００は、少なくとも、携帯通信端末２００からの各種指示情報、撮像装置３３０ａ，～，３３０ｆにより撮像された画像データ、環境制御装置３５０ａ，～，３５０ｆの各種制御情報および動作情報の全てを含む生育履歴情報を記録する。

　また、本実施の形態において、記録装置４００は、クラウド５００内に存在する。なお、本実施の形態においては、記録装置４００をクラウド５００内に設けることとしているが、これに限定されず、クラウド５００を介して通信可能な記録装置であってもよい。

（栽培システムの基本プログラム）
　続いて、栽培システムの動作概略について説明を行なう。
　まず、図６は、栽培システム１００における制御の一例を示すフローチャートである。
また、図７は、携帯通信端末２００の表示画面２１０の一例を示す模式図であり、図８は、携帯通信端末２００の表示画面２１０の他の例を示す模式図であり、図９は、携帯通信端末２００の表示画面２１０の他の例を示す模式図である。

　まず、図６に示すように、携帯通信端末２００の表示画面２１０のアプリが、ユーザにより操作された場合、表示画面にコントロール画面が表示される（ステップＳ１）。

　図６に示すように、携帯通信端末２００は、コントロール画面が操作された結果すなわち制御指示を、クラウド５００を介して栽培装置３００へ与える（ステップＳ２）。栽培装置３００は、携帯通信端末２００からの指示を受信する（ステップＳ３）。栽培装置３００は、制御指示に応じて、照明装置３２０、撮像装置３３０、環境制御装置３５０、および肥料供給制御装置３６０の各種機器を作動させる。この結果、当該各種機器が制御される（ステップＳ４）。

　ここで、ステップＳ１乃至ステップＳ４までの処理の具体例について説明する。例えば、図８に示すように、栽培装置３００の栽培セル３４０ａ内部の栽培制御を光制御によって行う場合、光制御は、照明装置３２０ａの照射条件を特定の調整値に設定することによって行う。この場合、赤色ＬＥＤ３２５の調整を調整部２２５で行ない、青色ＬＥＤ３２６の調整を調整部２２６で行ない、赤外ＬＥＤ３２７の調整を調整部２２７で行ない、白色ＬＥＤ３２８の調整を調整部２２８で行ない、一日の照射時間を調整部２２９で行なう。
　一方、栽培装置３００の栽培セル３４０ｂの内部の栽培制御を光制御によって行う場合、光制御は、照明装置３２０ｂの照射条件を、照明装置３２０ａとは異なる特定の調整値に設定することによって行う。
　このように、栽培セル３４０ａと栽培セル３４０ｂとについて、それぞれ独立して、光制御を行う。

　また、例えば、図７に示すように、栽培装置３００の栽培セル３４０ｃ内部の栽培制御を環境制御および肥料供給制御によって行う場合、それぞれの制御は、環境制御装置３５０ｃおよび肥料供給制御装置３６０ｃの条件を特定の調整値に設定することによって行う。この場合、気温の調整を調整部３２５で行ない、湿度の調整を調整部３２６で行ない、水温の調整を調整部３２７で行ない、窒素の調整を調整部３２８で行ない、二酸化炭素の調整を調整部３２９で行ない、酸素の調整を調整部３３０で行ない、気圧の調整を調整部３３１で行ない、液体肥料の調整を調整部３３２で行なう。
　一方、栽培装置３００の栽培セル３４０ｄ内部の栽培制御を環境制御および肥料供給制御によって行う場合、それぞれの制御は、環境制御装置３５０ｄおよび肥料供給制御装置３６０ｄの条件を、環境制御装置３５０ｃおよび肥料供給制御装置３６０ｃとは異なる特定の調整値に設定することによって行う。
　このように、栽培セル３４０ｃと栽培セル３４０ｄとについて、それぞれ独立して、環境制御および肥料供給制御を行う。

　なお、本実施の形態において、表示画面２１０の照明装置３２０の設定は、各ＬＥＤの設定条件を２５６段階（０，～，２５５）で変更することができる。
　また、本実施の形態において、表示画面２１０の環境制御装置３５０ｃおよび肥料供給制御装置３６０ｃの設定は、各ＬＥＤの設定条件を２５６段階（０，～，２５５）で変更することができる。
　さらに、照明装置３２０ａ，～，３２０ｆ、環境制御装置３５０ａ，～，３２０ｆおよび肥料供給制御装置３６０ａ，～，３６０ｆのそれぞれ表示画面２１０を切り替えて個々に制御することができる。

　次いで、図６に示すように、栽培装置３００は、６個の栽培セル３４０ａ，～，３４０ｆそれぞれに対する携帯通信端末２００からの制御指示、照明装置３２０の制御指示、撮像装置３３０により撮像された画像データ、環境制御装置３５０および肥料供給制御装置３６０の各種制御情報と動作情報の全てを含む生育履歴情報をクラウド５００に送信し（ステップＳ５）、記録装置４００に記録する（ステップＳ６）。

　また、栽培装置３００は、携帯通信端末２００からの制御指示に応じて制御した状況を携帯通信端末２００へ送信する（ステップＳ７）。
　携帯通信端末２００は、状況を表示画面２１０に表示する（ステップＳ８）。

　例えば、図９に示すように、携帯通信端末２００の表示画面２１０には、６つの栽培セル３４０ａ，～，３４０ｆのうち、栽培セル３４０ａの栽培情報が表示される。図９の表示画面２１０には、上段の植物の画像データ２４１、現在の環境制御装置３５０の計測数値２４２が表示される。これによって、栽培セル３４０ａ内の植物を観察することができる。また、ユーザが表示画面２１０内の部分２４３に触れることにより、他の栽培セル３４０ｂ，～，３４０ｆのいずれかにおける栽培情報に切り替えることができる。

　また、ユーザが画像データ２４１に触れることにより、過去１日、過去１週間、過去１月の画像データを連続表示させ、あたかも短時間で植物が生長する様を観察することができる。また、画像データ２４１が動画である場合には、早送り再生、一時停止再生等を選択することができる。

　最後に、図６に示すように、携帯通信端末２００のアプリ７００が終了したか否かを判定する（ステップＳ９）。アプリ７００が終了されていないと判定された場合には、ステップＳ１の処理から再度、処理を繰り返す。一方、アプリ７００が終了したと判定された場合には、処理を終了する。

　なお、本実施の形態においては、携帯通信端末２００に状況のみ送信することとしているが、その理由は、携帯通信端末２００に栽培装置３００の多量の生育履歴情報を与えると処理に時間がかかるためである。なお、携帯通信端末２００の処理能力が高く、かつ、容量が多い場合は、記録装置４００と同様の生育履歴情報全てを送受信させてもよい。

　また、記録装置４００は、栽培装置３００から記録されることとしているが、これに限定されず、記録装置４００に制御部を備え、栽培装置３００から送信された生育履歴情報を記録装置４００が能動的に取得し、記録してもよい。

　さらに、図９の栽培情報の表示は、栽培条件の計測数値２４２によって行っているが、この態様に限定されない。例えば、栽培情報の表示は、計測数値をグラフ化させることにより行ってもよい。その結果、ユーザは、環境の変化を容易に認識することができる。

　続いて、バイオマス発電装置３８０および報知装置３９０について説明を行う。図１０は、バイオマス発電装置３８０の動作の一例を示すフローチャートである。

　図１０に示すように、バイオマス発電装置３８０は、充電量を検出する（ステップＳ５１）。続いて、バイオマス発電装置３８０の充電量が、設定以上か否かを判定する（ステップＳ５２）。

　バイオマス発電装置３８０の充電量が、設定値未満の場合（ステップＳ５２のＮｏ）には、充電を開始する（ステップＳ５３）。

　一方、バイオマス発電装置３８０の充電量が、設定値以上の場合（ステップＳ５２のＹｅｓ）には、各装置に電力供給を行い（ステップＳ５４）、処理を終了する。

　次に、図１１は、環境制御装置３５０の動作の一例を示すフローチャートである。

　図１１に示すように、環境制御装置３５０は、環境条件を検出する（ステップＳ６１）。次に、環境制御装置３５０は、６個の遮蔽空間のそれぞれについて、環境条件が設定通りか否かを判定する（ステップＳ６２）。

　環境条件が設定通りと判定された場合（ステップＳ６２のＹｅｓ）、処理を終了する。一方、環境条件が設定通りでないと判定された場合（ステップＳ６２のＮｏ）、環境条件が調整される（ステップＳ６３）。

　再度、環境条件が設定通りか否かを判定し（ステップＳ６４）、環境条件が異常と判定された場合（ステップＳ６４のＹｅｓ）、報知装置により報知が行われる（ステップＳ６５）。
　一方、環境条件が正常と判定された場合（ステップＳ６４のＮｏ）、処理を終了する。

　続いて、図１２は、放射能検知装置３７０の動作の一例を示すフローチャートである。

　図１２に示すように、放射能検知装置３７０が放射能を検出する（ステップＳ７１）。次に、放射能検知装置３７０は、設定値以上か否かを判定する（ステップＳ７２）。

　放射能検知装置３７０が設定値未満の場合（ステップＳ７２のＮｏ）、処理を終了する。

　一方、放射能検知装置３７０が設定値以上の場合（ステップＳ７２のＹｅｓ）、報知装置３９０により報知が行われる（ステップＳ７３）。

　以上のように、本発明にかかる栽培システム１００、栽培プログラム、栽培方法においては、携帯通信端末２００により、離れた場所の栽培装置３００内に設けられた複数の遮蔽空間のうち特定の区画空間内において、植物を生育することができる。
　また、複数の遮蔽空間のそれぞれの二酸化炭素、液体肥料の量、湿度および温度、照明装置光の主波長および明るさを調整することで、植物の光合成速度と呼吸速度との調整を行なうことができる。

　さらに、放射能検知装置３７０により放射性物質の影響をモニタすることができ、栽培すべき植物が放射性物質による汚染を受けているか否かを容易に知ることができる。

　また、外部環境中のバイオマスをリサイクルにより電力源として有効利用することができる。さらに、クラウドを経由することにより、多数の制御命令を容易に処理することができる。さらに、報知装置３９０により生育条件が逸脱した場合に報知されるので、異常の状態を容易に認識することができる。

［実施形態および他の例における各部と請求項の各構成要件との対応関係］
　本発明においては、栽培セル３４０ａ，～，３４０ｆが複数の遮蔽空間に相当し、環境制御装置３５０ａ，～，３５０ｆが環境制御装置に相当し、栽培装置３００が栽培装置に相当し、通信端末装置２００が通信端末に相当し、栽培システム１００が栽培制御システムに相当し、二酸化炭素タンク３５１が二酸化炭素貯留槽に相当し、液肥貯留槽３６１が液肥貯留槽に相当し、照明装置３２０ａ，～，３２０ｆが照明装置に相当し、放射能検知装置３７０が線量計に相当し、報知装置３９０が報知装置に相当し、記録装置４００が記録装置に相当し、バイオマス発電装置３８０が電力受領装置に相当し、クラウド５００がクラウドに相当する。

　本発明の好ましい実施形態は上記の通りであるが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の趣旨から逸脱することのない他の様々な実施形態がなされてよい。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。

Claims

　植物を生育させるための複数の遮蔽空間と、前記遮蔽空間の内部環境における生育条件を制御するための環境制御装置とを有する栽培装置と、
　前記環境制御装置を、前記複数の遮蔽空間の内部環境の少なくともいずれかが独立して制御されるように遠隔制御する通信端末と、を含み、
　前記複数の遮蔽空間の内部環境はそれぞれ、隣接する遮蔽空間の内部環境と前記栽培装置の外部環境とから遮蔽されている、栽培制御システム。
　制御されるべき前記生育条件が二酸化炭素濃度である、請求項１に記載の栽培制御システム。
　前記環境制御装置は、前記外部環境中の二酸化炭素排出源から排出された二酸化炭素が貯留された二酸化炭素貯留槽からの少なくとも圧力および流量のいずれかを制御する、請求項２に記載の栽培制御システム。
　制御されるべき前記生育条件が液体肥料の量および組成の少なくともいずれかである、請求項１から３のいずれか１項に記載の栽培制御システム。
　前記環境制御装置が、外部環境中のバイオマスに由来するバイオガス液肥が貯留された液肥貯留槽からの少なくとも圧力および流量のいずれかを制御する、請求項４に記載の栽培制御システム。
　制御されるべき前記生育条件が湿度および温度の少なくともいずれかであり、前記環境制御装置が空調機である、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。
　前記環境制御装置は照明装置であり、制御されるべき前記生育条件が前記照明装置の光の主波長および明るさの少なくともいずれかである、請求項１から６のいずれか１項に記載の栽培制御システム。
　前記照明装置が、発光ダイオード素子および有機エレクトロルミネッセンス素子の少なくともいずれかの光源を含む、請求項７に記載の栽培制御システム。
　前記照明装置は、
　互いに異なる主波長の光を発する複数種の光源と、
　前記複数種の光源が取り付けられた複数の基板と、を含み、
　前記基板は、他の前記基板との結合により拡張可能である、請求項７または８に記載の栽培制御システム。
　制御されるべき前記生育条件が、窒素濃度、酸素濃度、液体圧、気体圧、液体流、および気体流の少なくともいずれかである、請求項１から９のいずれか１項に記載の栽培制御システム。
　前記内部環境中もしくは前記内部環境に接触または連通可能な部分における放射性物質の線量を測定する線量計をさらに含む、請求項１から１０のいずれか１項に記載の栽培制御システム。
　前記放射性物質の線量が閾値を越えた場合に報知を行う報知装置、および前記線量を記録する記録装置の少なくともいずれかをさらに含む、請求項１１に記載の栽培制御システム。
　前記外部環境中のバイオマスを利用したバイオマス発電装置からの電力を受領する電力受領装置をさらに含む、請求項１から１２のいずれか１項に記載の栽培制御システム。
　前記遠隔制御がクラウドを介して行われる、請求項１から１３のいずれか１項に記載の栽培制御システム。
　前記生育条件が基準範囲を逸脱した場合に報知を行う報知装置をさらに含む、請求項１から１４のいずれか１項に記載の栽培制御システム。
　前記生育条件を記録するための記録装置をさらに含む、請求項１から１５のいずれか１項に記載の栽培制御システム。
　複数の遮蔽空間の内部環境における植物の生育条件を制御する環境制御処理と、
　前記複数の遮蔽空間の内部環境の少なくともいずれかの前記環境制御処理を独立して制御する遠隔制御処理と、を含む、栽培制御プログラム。
　前記環境制御処理は、前記外部環境中の二酸化炭素排出源から排出された二酸化炭素が貯留された二酸化炭素貯留槽からの圧力および流量のいずれかを制御する二酸化炭素制御処置をさらに含む、請求項１７に記載の栽培制御プログラム。
　前記環境制御処理は、前記外部環境中のバイオマスに由来するバイオガス液肥が貯留された液肥貯留槽からの圧力および流量のいずれかを制御する液肥制御処理をさらに含む、請求項１７または１８に記載の栽培制御プログラム。
　前記環境制御処理が、湿度および温度の少なくともいずれかを制御する空調処理をさらに含む、請求項１７から１９のいずれか１項に記載の栽培制御プログラム。
　前記環境制御処理が、照明装置の制御を行う照明制御処理をさらに含む、請求項１７から２０のいずれか１項に記載の栽培制御プログラム。
　前記環境制御処理が、窒素濃度、酸素濃度、液体圧、気体圧、液体流、および気体流の少なくともいずれかを制御する、請求項１７から２１のいずれか１項に記載の栽培制御プログラム。
　制御された前記生育条件を記録するための記録処理をさらに含む、請求項１７から２２のいずれか１項に記載の栽培制御プログラム。
　複数の遮蔽空間の内部環境における植物の生育条件を制御する環境制御工程と、
　前記複数の遮蔽空間の内部環境の少なくともいずれかの前記環境制御工程を独立して制御する遠隔制御工程と、を含む、栽培制御方法。
　前記環境制御工程が、前記外部環境中の二酸化炭素排出源から排出された二酸化炭素が貯留された二酸化炭素貯留槽からの圧力および流量のいずれかを制御する二酸化炭素制御工程をさらに含む、請求項２４に記載の栽培制御方法。
　前記環境制御工程は、前記外部環境中のバイオマスに由来するバイオガス液肥が貯留された液肥貯留槽からの圧力および流量のいずれかを制御する液肥制御工程をさらに含む、請求項２４または２５に記載の栽培制御方法。
　前記環境制御工程が、湿度および温度の少なくともいずれかを制御する空調工程をさらに含む、請求項２４から２６のいずれか１項に記載の栽培制御方法。
　前記環境制御工程が、照明装置の制御を行う照明制御工程をさらに含む、請求項２４から２７のいずれか１項に記載の栽培制御方法。
　前記環境制御工程において、窒素濃度、酸素濃度、液体圧、気体圧、液体流、および気体流の少なくともいずれかを制御する、請求項２４から２８のいずれか１項に記載の栽培制御方法。
　制御された前記生育条件を記録するための記録工程をさらに含む、請求項２４から２９のいずれか１項に記載の栽培制御方法。