WO2021085533A1 - 植物生体センサ - Google Patents

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WO2021085533A1
WO2021085533A1 PCT/JP2020/040639 JP2020040639W WO2021085533A1 WO 2021085533 A1 WO2021085533 A1 WO 2021085533A1 JP 2020040639 W JP2020040639 W JP 2020040639W WO 2021085533 A1 WO2021085533 A1 WO 2021085533A1
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WO
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casing
plant
sensor
structural portion
structural
Prior art date
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PCT/JP2020/040639
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English (en)
French (fr)
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佐々木　昌
良治 清水
宗治 宮腰
孝明 宮地
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オムロン株式会社
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Publication date
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Priority to US17/773,634 priority patent/US20220377991A1/en
Priority to CN202080076177.3A priority patent/CN114631024A/zh
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0098—Plants or trees
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00—Botany in general
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
    • G01F1/6847—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow where sensing or heating elements are not disturbing the fluid flow, e.g. elements mounted outside the flow duct
    • 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
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/25—Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor

Definitions

  • the present disclosure relates to a plant biosensor capable of measuring environmental information and biometric information of a plant.
  • Patent Document 1 discloses a greenhouse environmental control method.
  • An object of the present disclosure is to provide a plant biosensor capable of measuring environmental information and biometric information of a plant.
  • the plant biosensor of an example of the present disclosure is A plant biosensor that measures environmental information and biometric information of plants.
  • a solar radiation sensor that measures the amount of solar radiation applied to the plant
  • a sap flow sensor that measures the flow rate of sap flowing through the body of the plant
  • It is provided with an absorption nutrient sensor for measuring the nutritional status of the plant.
  • environmental information is information on the environment of the plant to be measured, and includes the amount of solar radiation, the amount of carbon dioxide, the humidity, the temperature, the amount of volatile organic compounds, and the like.
  • biological information is information on the biological information of the plant to be measured, and includes the flow rate of sap, the nutritional status, and the like.
  • the “nutrition state” is indicated by, for example, the amount of a component of a predetermined substance in the body of a plant. Certain substances include nitrate nitrogen, carbohydrates, proteins, mineral components, antioxidants and water.
  • a solar radiation sensor for measuring the amount of solar radiation applied to the plant a sap flow sensor for measuring the flow rate of sap flowing in the body of the plant, and an absorption nutrient sensor for measuring the nutritional state of the plant are used.
  • a plant biosensor capable of measuring biological information of individual plants in a greenhouse can be realized.
  • the perspective view which shows the sap flow sensor of the plant biological sensor of FIG. The perspective view which shows the state which opened the 2nd casing of the sap flow sensor of FIG.
  • the first cross-sectional view of the sap flow sensor of FIG. The second cross-sectional view of the sap flow sensor of FIG.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a state in which the third casing of the absorption nutrient sensor of FIG. 6 is opened.
  • the first cross-sectional view of the absorption nutrient sensor of FIG. The second cross-sectional view of the absorption nutrient sensor of FIG.
  • the first figure for demonstrating the use example of the information measured by the plant biosensor of FIG. The second figure for demonstrating the use example of the information measured by the plant biosensor of FIG.
  • the plant biological sensor 1 of the embodiment of the present disclosure includes a solar radiation sensor 10, a sap flow sensor 20, and an absorption nutrient sensor 30, and can provide environmental information and biological information of the plant to be measured. Measure.
  • the plant biosensor 1 further includes a casing 2 (hereinafter, referred to as a first casing 2), and the solar radiation sensor 10 is housed therein.
  • a substrate (not shown) is provided inside the first casing 2, and the substrate includes a solar radiation sensor 10, a communication device 11, a first connection portion 12, a second connection portion 13, and carbon dioxide.
  • a sensor 14, a temperature / humidity sensor 15, a VOC sensor 16, and an arithmetic unit 17 (an example of a calculation unit) are mounted.
  • the solar radiation sensor 10 and the communication device 11 are arranged at one end of the first casing 2 (for example, the upper end of FIG. 1), and the first connection portion 12 and the second connection portion 13 face one end of the first casing 2 and the like. It is located at the edge (eg, the lower end of FIG. 1).
  • the solar radiation sensor 10 measures the amount of solar radiation applied to the plant to be measured. Specifically, the solar radiation sensor 10 measures the amount of solar radiation radiated around the plant to be measured, and measures this amount of solar radiation as the amount of solar radiation irradiating the plant.
  • the communication device 11 receives information on the measurement results measured by each sensor including the solar radiation sensor 10, the sap flow sensor 20, and the absorbed nutrient sensor 30, and the information on the received measurement results is connected to an external device wirelessly or by wire. Send to the device.
  • any communication standard such as Wi-Fi (Wi-Fi: brand name) and Bluetooth (registered trademark) can be used.
  • the first connection unit 12 is connected to the sap flow sensor 20 and receives information on the measurement result measured by the sap flow sensor 20.
  • the first connection portion 12 and the sap flow sensor 20 are connected by, for example, an electric wire 41.
  • the second connection unit 13 is connected to the absorption nutrient sensor 30 and receives information on the measurement result measured by the absorption nutrient sensor 30.
  • the second connection portion 13 and the absorption nutrient sensor 30 are connected by, for example, an optical fiber 42.
  • the connection between the first connection unit 12 and the sap flow sensor 20 may be made by wireless communication of any communication standard.
  • the carbon dioxide sensor 14 measures the amount of carbon dioxide in the air around the plant to be measured.
  • the temperature / humidity sensor 15 measures the temperature and humidity around the plant to be measured.
  • the VOC sensor 16 measures the amount of volatile organic compounds in the air around the plant to be measured.
  • the arithmetic unit 17 is composed of a CPU for performing calculations, a ROM and a RAM for storing information, and the like, and the amount of photosynthesis of plants measured by the flow rate measuring unit 27 described later and the plants measured by the growth degree measuring unit 38 described later.
  • the reproductive growth of the plant is calculated based on the nutritional growth of the plant.
  • the amount of photosynthesis of the plant measured by the flow rate measuring unit 27 is acquired from the sap flow sensor 20 via the first connecting unit 12. Further, the vegetative growth degree of the plant measured by the growth degree measuring unit 38 is acquired from the absorbed nutrient sensor 30 via the second connecting unit 13.
  • “Nutrition growth” is the degree of growth of trunks, branches, stems, leaves, etc.
  • the “reproductive growth degree” is a degree indicating the growth state of flowers, buds, fruits and the like.
  • the various sensors, the communication device 11, and the arithmetic unit 17 constituting the plant biosensor 1 are electrically connected to a battery (not shown) housed inside the first casing 2, and power is supplied from the battery. Will be done.
  • the sap flow sensor 20 includes a casing 21 having an accommodating portion 25 inside (hereinafter referred to as a second casing 21) and a heater portion arranged inside the accommodating portion 25. It has 22 and a temperature sensor unit 23.
  • the heater unit 22 and the temperature sensor unit 23 have the second casing 21 as the main stem 101 (an example of the first structural unit through which sap flows).
  • the main stem 101 is arranged so as to face each other with the main stem 101 in the radial direction (for example, the Y direction shown in FIGS. 4 and 5).
  • the second casing 21 has a substantially rectangular parallelepiped box shape, and is configured to be mountable around the direction in which the main stem 101 extends (for example, the X direction) with respect to the main stem 101 of the plant to be measured.
  • the second casing 21 is composed of two members 211 rotatably connected via a hinge 213.
  • Each member 211 has an opening surface 212, and the opening surfaces 212 are connected to each other in a state of facing each other.
  • the hinge 213 extends in the longitudinal direction of the second casing 21 and is arranged on one side edge in the lateral direction of the opening surface 212 of each member 211.
  • a connection mechanism 29 for snap-fitting each member 211 is provided on the other side surface of the opening surface 212 of the second casing 21 in the lateral direction.
  • a heat insulating layer 26 is provided on the surface of the accommodating portion 25 (in other words, the inner surface of the second casing 21).
  • the heat insulating layer 26 is made of a closed space (air or vacuum) or a material having high heat insulating properties (for example, sponge).
  • heat can be efficiently applied to the main stem 101 without letting heat escape to the outside of the accommodating portion 25, and heat between the heater portion 22 and the temperature sensor portion 23 can be provided. Insulation can be ensured.
  • the heat insulating layer 26 is provided on the entire surface of the accommodating portion 25 except for the heater portion 22, the temperature sensor portion 23, and the pair of through holes 214 and 215 described later.
  • the second casing 21 is a pair provided at both ends in the first direction (for example, the X direction) in which the main stem 101 extends in a state where the second casing 21 is attached to the main stem 101. It has through holes 214 and 215 (an example of a pair of first through holes) and a pair of elastic members 216 and 217 (an example of a pair of first elastic members) provided in each of the through holes 214 and 215, respectively. ing.
  • Each through hole 214 and 215 has a substantially circular shape in which the main stem 101 can be arranged, and penetrates the second casing 21 in the X direction.
  • Each elastic member 216, 217 is composed of, for example, a sponge, and is arranged on each member 211 constituting the second casing 21.
  • each elastic member 216, 217 has the main stem 101 attached to the main stem 101 in a state where the second casing 21 is attached to the main stem 101 from the radial direction of the main stem 101 (in other words, the second direction intersecting the first direction). It is arranged so that it can be pinched.
  • the elastic members 216 and 217 prevent the sap flow sensor 20 from falling off from the plant to be measured.
  • Band attachment portions 28 for attaching the binding band 110 are provided at both ends of the second casing 21 in the X direction. By connecting the second casing 21 and the main stem 101 using the binding band 110, it is possible to more reliably prevent the sap flow sensor 20 from falling off from the plant to be measured.
  • the heater portion 22 is arranged so that the main stem 101 can be heated inside the accommodating portion 25.
  • the heater portion 22 has a substantially V-shape composed of a first surface and a second surface arranged so as to intersect the first surface.
  • a heat transfer sheet 221 is provided on each of the first surface and the second surface.
  • the heater portion 22 is configured such that each of the first surface and the second surface comes into contact with the main stem 101 via the heat transfer sheet 221.
  • the temperature sensor unit 23 refers to the heater unit 22 in the direction in which the main stem 101 extends (for example, the X direction) when the second casing 21 is attached to the main stem 101 inside the accommodating unit 25. On both sides, the temperature of the sap flowing through the main stem 101 is measurable.
  • the temperature sensor unit 23 has a rectangular plate-shaped main body portion 231 whose longitudinal direction is the X direction, and a pair of temperature sensors 232 provided on the surface of the main body portion 231 facing the heater portion 22. There is.
  • Each temperature sensor 232 has a substantially cylindrical shape protruding from the main body portion 231 toward the heater portion 22, and is arranged at intervals in the X direction. The tip of each temperature sensor 232 comes into contact with the main stem 101, and the temperature of the sap flowing through the main stem 101 is measured.
  • the sap flow sensor 20 has a position adjusting mechanism 24 as shown in FIG. As shown in FIGS. 4 and 5, the position adjusting mechanism 24 includes a screw hole 218 provided in the second casing 21 and a position adjusting member 241.
  • the screw holes 218 have a shape into which the position adjusting member 241 can be inserted, and are arranged on a straight line L passing through the heater portion 22 and the temperature sensor portion 23 in the second casing 21, and the straight line L extends in the second casing 21 (for example). , Y direction).
  • a screw groove (not shown) is provided on the inner circumference of the screw hole 218.
  • the straight line L extends along the radial direction of the main stem 101 in a state where the second casing 21 is attached to the main stem 101.
  • a boss portion 219 is provided on the outer peripheral surface of the second casing 21 in the direction in which the straight line L extends. The screw hole 218 penetrates the boss portion 219 in the direction in which the straight line L extends.
  • the position adjusting member 241 has an elongated substantially cylindrical shape, extends from the outside of the accommodating portion 25 to the inside of the accommodating portion 25 via a screw hole 218, and is connected to the main body portion 231 of the temperature sensor portion 23.
  • a screw thread (not shown) that fits into the thread groove of the screw hole 218 is provided on the outer periphery of the position adjusting member 241.
  • the position adjusting member 241 is configured to be movable in a direction in which the straight line L extends by rotating the position adjusting member 241 around the straight line L. In other words, by rotating the position adjusting member 241 around the straight line L, the temperature sensor unit 23 can be moved in the direction in which the straight line L extends (see FIGS.
  • a substantially cylindrical operating portion 242 having a diameter larger than that of the screw hole 218 is provided at the outer end of the accommodating portion 25 of the position adjusting member 241.
  • the operation unit 242 facilitates the rotation operation of the position adjusting member 241.
  • the sap flow sensor 20 further includes a flow rate measuring unit 27.
  • the flow rate measuring unit 27 is composed of a CPU that performs calculations, a ROM and RAM that stores information, a communication device that transmits information to the first connection unit 12, and the like, and the inside of the main stem 101 measured by the temperature sensor unit 23.
  • the flow rate of the sap flowing in the body of the main stem 101 is measured based on the temperature of the flowing sap.
  • the flow rate measuring unit 27 measures the amount of photosynthesis performed in the plant from the measured flow rate of the sap. That is, the flow rate measuring unit 27 is an example of the first measuring unit.
  • Information about the measurement and the result of the measurement by the sap flow sensor 20 is transmitted to the first connection portion 12 via the electric wire 41.
  • each of the heater unit 22, the temperature sensor unit 23, and the flow rate measuring unit 27 is electrically connected to a battery (not shown) housed inside the second casing 21, and power is supplied from the battery. ..
  • the absorption nutrient sensor 30 includes a casing 31 (hereinafter referred to as a third casing 31), a holding portion 32 provided inside the third casing 31, and a nutritional status sensor portion 33. have.
  • the third casing 31 is configured to be mountable around the direction in which the petiole 102 extends (for example, the Y direction) with respect to the petiole 102 of the plant (an example of the second structural portion through which the sap flows).
  • the petiole 102 extends in a direction intersecting the direction in which the main stem 101 extends (for example, the X direction).
  • the third casing 31 has a substantially T-shape as a whole, and as shown in FIGS. 8 and 9, the first casing 32 is housed therein. It is composed of a member 311 and a second member 312 in which a nutritional state sensor unit 33 is housed.
  • the first member 311 has a substantially rectangular plate shape, and the second member 312 is connected to one end in the longitudinal direction. At the other end of the first member 311 in the longitudinal direction, a connection portion 34 to which the optical fiber 42 is connected and a cable attachment portion 35 having a substantially arc shape to which a cable 120 (see FIG. 1) for suspending the absorption nutrient sensor 30 are attached. Is provided.
  • the second member 312 has a substantially rectangular parallelepiped box shape, and is arranged so that the lateral direction of the first member 311 is the longitudinal direction.
  • the second member 312 is composed of two members 314 rotatably connected via a hinge 313. Each member 314 has an opening surface 315, and the opening surfaces 315 are connected to each other in a state of facing each other.
  • the hinge 313 extends in the longitudinal direction of the third casing 31 and is arranged on one side edge in the lateral direction of the opening surface 315 of each member 314. As shown in FIG. 6, a connection mechanism 36 for snap-fitting each member 314 is provided on the other side surface of the opening surface 315 of the third casing 31 in the lateral direction.
  • the second member 312 is provided at both ends in the direction in which the petiole 102 extends (for example, the Y direction) when the third casing 31 is attached to the petiole 102. It has through holes 316 and 317 (an example of a pair of second through holes) and a pair of elastic members 318 and 319 (an example of a pair of second elastic members) provided in each of the through holes 316 and 317, respectively. There is.
  • Each through hole 316, 317 has a substantially circular shape in which the petiole 102 can be arranged, and penetrates the third casing 31 in the Y direction.
  • Each elastic member 318 and 319 is composed of, for example, a sponge, and is arranged on each member 314 constituting the second member 312. In other words, each elastic member 318, 319 is arranged so that the petiole 102 can be sandwiched from the radial direction of the petiole 102 in a state where the third casing 31 is attached to the petiole 102.
  • the elastic members 318 and 319 prevent the absorbed nutrient sensor 30 from falling off from the plant to be measured.
  • a band attachment portion 37 for attaching the binding band 110 is provided on the surface of the second member 312 to which the first member 311 is connected.
  • the sandwiching portion 32 includes a first sandwiching member 321 and a second sandwiching member 322 arranged so as to face the first sandwiching member 321 and a first sandwiching member 321. It has an urging member 323 that urges the holding member 322.
  • the first holding member 321 has a fourth direction (for example,) intersecting the radial direction of the petiole 102 when the third casing 31 is attached to the petiole 102 (in other words, the petiole 102 extending in the third direction when the petiole 102 is attached to the petiole 102). , X direction)).
  • the second sandwiching member 322 is arranged so as to face the first sandwiching member 321 in the X direction, and is fixed to the third casing 31.
  • the urging member 323 is composed of, for example, a coil spring, and is arranged between the first holding member 321 in the X direction and the bottom surface of the third casing 31 on the second member 312 side.
  • Each of the first holding member 321 and the second holding member 322 has a recess 324 in which the petiole 102 is arranged by being recessed in a direction away from each other.
  • Each recess 324 is curved along the outer shape of the petiole 102.
  • the nutritional status sensor unit 33 has a light projecting unit 331 that irradiates light toward the plant measurement site and a light receiving unit 332 that receives light from the plant measurement site.
  • the nutritional state sensor unit 33 measures the nutritional state of the petiole 102 (an example of the measurement site) from the light received by the light receiving unit 332.
  • the light projecting unit 331 includes, for example, a light emitting diode having a short warm-up time and high time response (an example of a light emitting element that generates light), and a light projecting fiber that guides the light generated by the light emitting diode to the leaf stalk 102. ing.
  • the light projecting unit 331 can also be composed of a plurality of light emitting diodes having different wavelengths.
  • the light receiving unit 332 guides, for example, a spectroscope or a photodiode (an example of a light receiving element) that receives the reflected light emitted from the light emitting diode to the leaf stalk 102 and the reflected light from the leaf stalk 102 to the spectroscope or the photodiode. It has a light receiving fiber.
  • the light emitting unit 331 and the light receiving unit 332 are attached to the petiole 102 in a plan view including the third direction and the fourth direction (see FIGS. 8 and 9) with the third casing 31 attached. Are arranged on the same side (upper side of the petiole 102 in FIGS. 8 and 9). Further, the light projecting fiber and the light receiving fiber are arranged so as to have a V shape.
  • the absorbed nutrient sensor 30 further has a growth degree measuring unit 38, which is an example of the second measuring unit.
  • the growth degree measuring unit 38 is composed of a CPU for performing calculations, a ROM and RAM for storing information, a communication device for transmitting information to the second connection unit 13, and the like, and the nutrition of the leaf stalk 102 measured by the nutrition status sensor unit 33. Based on the condition, the nutritional growth of the plant to be measured is measured. Information about the measurement and the result of the measurement by the absorption nutrient sensor 30 is transmitted to the second connection portion 13 via the optical fiber 42.
  • Each of the nutritional status sensor unit 33 and the growth degree measuring unit 38 is electrically connected to a battery (not shown) housed inside the third casing 31, and power is supplied from the battery.
  • the image 200 shown in FIG. 10 includes a first display area 210 and a second display area 220.
  • the CG of the greenhouse is displayed in the upper area of the first display area 210, and the environmental information and biological information of the plant measured by the plant biosensor 1 are displayed in real time in the lower area of the first display area 210. Is displayed in.
  • recommendations regarding plant cultivation management are displayed in chronological order from the environmental information and biological information of the plant measured and accumulated by the plant biological sensor 1.
  • the image 300 shown in FIG. 11 is an example of the recommendation.
  • the content of the recommendation is displayed in the upper area 310 of the image 300, and the environmental information and biological information of the plant on which the displayed recommendation is based are displayed in the lower area 320 of the image 300. ..
  • a solar radiation sensor 10 for measuring the amount of solar radiation applied to a plant
  • a sap flow sensor 20 for measuring the flow rate of sap flowing in the body of the plant
  • an absorption nutrient sensor 30 for measuring the nutritional state of the plant.
  • the solar radiation sensor 10 and the communication device 11 are arranged at one end of the first casing 2, and the first connecting portion 12 and the second connecting portion 13 are arranged at the other end of the first casing 2 facing one end of the first casing 2.
  • the solar radiation sensor 10 and the communication device 11 can be arranged at the upper end of the first casing 2 in the vertical direction. In this case, it is possible to more accurately measure the amount of solar radiation applied to the plant to be measured and more reliably transmit the measured environmental information and biological information of the plant to an external device.
  • the sap flow sensor 20 has a second casing 21, a heater unit 22, a temperature sensor unit 23, and a flow rate measuring unit 27.
  • the second casing 21 has an accommodating portion 25 provided with a heat insulating layer 26 on the surface thereof, and is configured to be attachable to the main stem 101 in a direction in which the main stem 101 extends.
  • the heater portion 22 is arranged inside the accommodating portion 25 and is configured to be able to heat the main stem 101.
  • the temperature sensor unit 23 is arranged inside the accommodating unit 25, and the sap flowing through the main stem 101 is provided on both sides of the heater unit 22 in the direction in which the main stem 101 extends in a state where the second casing 21 is attached to the main stem 101. It is configured so that the temperature can be measured.
  • the flow rate measuring unit 27 measures the flow rate of the sap flowing in the main stem 101 based on the temperature of the sap flowing in the main stem 101 measured by the temperature sensor unit 23. With such a configuration, the flow rate of the sap flowing in the body of the plant can be measured more accurately.
  • the heater unit 22 and the temperature sensor unit 23 are arranged so as to face each other with the main stem 101 in the radial direction of the main stem 101 in a state where the second casing 21 is attached to the main stem 101. With such a configuration, the heat of the heater unit 22 is not directly transferred to the temperature sensor unit 23, so that the SN ratio of the sap flow sensor 20 can be increased. In addition, the space efficiency in the accommodating portion 25 can be improved.
  • the sap flow sensor 20 has a position adjusting member 241.
  • the position adjusting member 241 extends from the outside of the accommodating portion 25 to the inside of the accommodating portion 25 via the screw hole 218 and is connected to the temperature sensor unit 23, and is provided with a screw thread that fits into the thread groove on the outer periphery. By rotating around the straight line L, the straight line L can be moved in the extending direction. With such a configuration, even if the plant to be measured grows and the main stem 101 becomes large, the sap flow sensor 20 can be attached to the main stem 101 without damaging the main stem 101.
  • the heater portion 22 has a first surface that can come into contact with the main stem 101 and a second surface that is arranged so as to intersect the first surface and can come into contact with the main stem 101.
  • An elastic heat transfer sheet 221 is provided on each of the first surface and the second surface, respectively, and each of the first surface and the second surface and the main stem 101 come into contact with each other via the heat transfer sheet 221.
  • the second casing 21 is provided in each of the pair of first through holes 214 and 215, and has a pair of first elastic members 216 and 217 capable of sandwiching the main stem 101 in the radial direction of the main stem 101. With such a configuration, the sap flow sensor 20 can be attached to the main stem 101 without damaging the main stem 101.
  • the first elastic members 216 and 217 may be provided in only one of the pair of first through holes 214 and 215.
  • the absorption nutrient sensor 30 has a third casing 31, a sandwiching portion 32, and a nutritional status sensor portion 33.
  • the third casing 31 is configured to be attachable to the petiole 102 of the plant in the direction in which the petiole 102 extends.
  • the sandwiching portion 32 is provided inside the third casing 31 so that the petiole 102 can be sandwiched in the radial direction of the petiole 102.
  • the nutritional status sensor unit 33 is provided inside the third casing 31 and is configured to be capable of measuring the nutritional status of the petiole 102. With such a configuration, the nutritional status of the plant can be measured more accurately.
  • the sandwiching portion 32 has a first sandwiching member 321 and a second sandwiching member 322 and an urging member 323.
  • the first holding member 321 is arranged so as to be movable along the radial direction of the petiole 102 in a state where the third casing 31 is attached to the petiole 102.
  • the second sandwiching member 322 is arranged so as to face the first sandwiching member 321 in the radial direction of the petiole 102 in a state where the third casing 31 is attached to the petiole 102, and is fixed to the third casing 31.
  • the urging member 323 is configured so that the first holding member 321 can be urged in a direction approaching the second holding member 322. With such a configuration, even if an external force is applied to the petiole 102, the petiole 102 can be held at a predetermined measurement position, so that the nutritional state of the plant can be measured more reliably.
  • Each of the first holding member 321 and the second holding member 322 has a recess 324 in which the petiole 102 is arranged by being recessed in a direction away from each other.
  • the third casing 31 is provided in each of the pair of second through holes 316 and 317, and has a pair of second elastic members 318 and 319 capable of sandwiching the petiole 102 in the radial direction of the petiole 102. With such a configuration, the absorption nutrient sensor 30 can be attached to the petiole 102 without damaging the petiole 102.
  • the second elastic members 318 and 319 may be provided in only one of the pair of second through holes 316 and 317.
  • the plant biological sensor 1 further includes a first measuring unit (for example, a flow rate measuring unit 27), a second measuring unit (for example, a growth degree measuring unit 38), and a calculating unit (for example, an arithmetic unit 17).
  • the flow rate measuring unit 27 measures the amount of photosynthesis performed in the plant from the flow rate of the sap measured by the sap flow sensor 20.
  • the growth degree measuring unit 38 measures the vegetative growth degree of the plant from the vegetative state of the plant measured by the absorption nutrient sensor 30.
  • the calculation device 17 calculates the reproductive growth degree of the plant based on the photosynthetic amount of the plant measured by the flow rate measuring unit 27 and the nutritional growth degree of the plant measured by the growth degree measuring unit 38. With such a configuration, the growth state of the plant can be grasped in real time.
  • the plant biosensor 1 can also be configured as follows.
  • the plant biosensor 1 may include a solar radiation sensor 10, a sap flow sensor 20, and an absorbed nutrient sensor 30, and includes a first casing 2, a communication device 11, a carbon dioxide sensor 14, a temperature / humidity sensor 15, and a VOC sensor. 16 can be omitted for a part or all of them.
  • the sap flow sensor 20 is not limited to the case where it is composed of the second casing 21, the heater unit 22, the temperature sensor unit 23, and the flow rate measuring unit 27, and has another configuration capable of measuring the flow rate of the sap flowing in the body of the plant. It can also be adopted.
  • the heater unit 22 and the temperature sensor unit 23 may be arranged so as to be located on the same side with respect to the main stem 101 in a plan view including the first direction and the second direction (see FIGS. 4 and 5). .. With this configuration, the structure of the sap flow sensor 20 can be simplified. Further, the temperature sensor unit 23 may be configured to also serve as the flow rate measuring unit 27.
  • the heater portion 22 is not limited to a substantially V-shape, and may have another shape (for example, a substantially C-shape composed of three or more surfaces) that can come into contact with the main stem 101.
  • the heat transfer sheet 221 may be omitted.
  • the pair of first elastic members 216 and 217 may be omitted.
  • the position adjusting mechanism 24 may be configured by an elastic member such as a coil spring. In this case, the elastic member may be arranged so as to urge the main body portion 231 of the temperature sensor portion 23 toward the main stem 101.
  • the absorption nutrient sensor 30 is not limited to the case where it is composed of the third casing 31, the sandwiching portion 32, and the nutritional status sensor portion 33, and other configurations capable of measuring the nutritional status of the plant can also be adopted.
  • the light emitting unit 331 and the light receiving unit 332 may be arranged so as to face the petiole 102.
  • the sandwiching portion 32 may be configured to be capable of sandwiching the petiole 102, and instead of the urging member 323, adopts a configuration capable of holding the petiole 102 sandwiched by the first sandwiching member 321 and the second sandwiching member 322. You may.
  • the recess 324 may be omitted.
  • the pair of second elastic members 318 and 319 may be omitted.
  • the second casing 21 and the third casing 31 may be casings having the same shape. Further, the sap flow sensor 20 and the absorption nutrient sensor 30 may be integrally provided so that the second casing 21 also serves as the third casing 31 (or the third casing 31 also serves as the second casing 21). Good.
  • a display unit or a power switch for displaying the remaining battery level, communication status, etc. may be provided at a place other than one end (for example, the upper end of FIG. 1) of the first casing 2.
  • a first measuring unit may be provided separately from the flow rate measuring unit 27. Further, the arithmetic unit 17 may also serve as the first measurement unit and the second measurement unit, or the first measurement unit, the second measurement unit, and the calculation unit may be provided in an external device (for example, a server).
  • the plant biosensor 1 of the first aspect of the present disclosure is A plant biosensor 1 that measures environmental information and biometric information of a plant.
  • the plant biosensor 1 of the second aspect of the present disclosure is A communication device 11 that transmits information on the amount of solar radiation measured by the solar radiation sensor 10, the flow rate of the sap measured by the sap flow sensor 20, and the nutritional status of the plant measured by the absorbed nutrient sensor 30.
  • the solar radiation sensor 10 and the first casing 2 for accommodating the communication device 11 are further provided.
  • the first casing 2 The first connection portion 12 to which the sap flow sensor 20 is connected and It has a second connecting portion 13 to which the absorbed nutrient sensor 30 is connected.
  • the solar radiation sensor 10 and the communication device 11 are arranged at one end of the first casing 2.
  • the first connecting portion 12 and the second connecting portion 13 are arranged at the other end of the first casing 2 facing the one end.
  • the plant biosensor 1 of the third aspect of the present disclosure is A carbon dioxide sensor 14 for measuring the amount of carbon dioxide in the air around the plant is further provided.
  • the carbon dioxide sensor 14 It is housed in the first casing 2 and is arranged between the one end and the other end of the first casing 2.
  • the plant biosensor 1 of the fourth aspect of the present disclosure is A temperature / humidity sensor 15 for measuring the temperature and humidity around the plant is further provided.
  • the temperature / humidity sensor 15 It is housed in the first casing 2 and is arranged between the one end and the other end of the first casing 2.
  • the plant biosensor 1 of the fifth aspect of the present disclosure is A VOC sensor 16 for measuring the amount of volatile organic compounds in the air around the plant is further provided.
  • the VOC sensor 16 It is housed in the first casing 2 and is arranged between the one end and the other end of the first casing 2.
  • the plant biosensor 1 of the sixth aspect of the present disclosure is The plant has a first structural part 101 through which sap flows.
  • the sap flow sensor 20 A second casing 21 having an accommodating portion 25 provided with a heat insulating layer 26 on the surface thereof, and which can be attached to the first structural portion 101 in a direction in which the first structural portion 101 extends.
  • a heater unit 22 arranged inside the accommodating unit 25 and heating the first structural unit 101, The first structure is arranged inside the accommodating portion 25, and the first structural portion 101 extends on both sides of the heater portion 22 in the first direction in a state where the second casing 21 is attached to the first structural portion 101.
  • the temperature sensor unit 23 for measuring the temperature of the sap flowing through the structural unit 101 and the temperature of the sap flowing in the body of the first structural unit 101 measured by the temperature sensor unit 23 are used in the first structural unit 101. It has a flow rate measuring unit 27 for measuring the flow rate of sap flowing in the body.
  • the plant biosensor 1 of the seventh aspect of the present disclosure is The heater unit 22 and the temperature sensor unit 23 sandwich the first structural unit 101 in the radial direction of the first structural unit 101 in a state where the second casing 21 is attached to the first structural unit 101. They are arranged to face each other.
  • the plant biosensor 1 of the eighth aspect of the present disclosure is The heater unit 22 and the temperature sensor unit 23 are located on the same side with respect to the first structural unit 101 in a plan view including the first direction and the second direction intersecting the first direction. Have been placed.
  • the plant biosensor 1 of the ninth aspect of the present disclosure is The second casing 21 A screw hole 218 arranged on a straight line L passing through the heater portion 22 and the temperature sensor portion 23, penetrating the second casing 21 in the direction in which the straight line L extends, and having a screw groove on the inner circumference thereof.
  • Have and The sap flow sensor 20 A screw thread that extends from the outside of the accommodating portion 25 to the inside of the accommodating portion 25 via the screw hole 218 and is connected to the temperature sensor unit 23 and is provided with a screw thread that fits into the thread groove is provided on the outer periphery. It has a position adjusting member 241 that can be moved in a direction in which the straight line L extends by rotating around the straight line L.
  • the plant biosensor 1 is The heater unit 22 The first side and It has a second surface arranged so as to intersect the first surface, and has a second surface.
  • a heat transfer sheet 221 having elasticity is provided on each of the first surface and the second surface, respectively, and each of the first surface and the second surface and the first structural portion 101 form the heat transfer sheet 221. Contact through.
  • the plant biosensor 1 of the eleventh aspect of the present disclosure is The second casing 21 A pair of first through holes 214 and 215 provided at both ends in the first direction and capable of penetrating the second casing 21 in the first direction and arranging the first structural portion 101. A pair of first elastic members 216 and 217 provided in at least one of the pair of first through holes 214 and 215 and capable of sandwiching the first structural portion 101 in a second direction intersecting the first direction. Have.
  • the plant biosensor 1 of the twelfth aspect of the present disclosure is The plant has a second structural part 102 through which the sap flows.
  • the absorbed nutrient sensor 30 A third casing 31 that can be attached around the direction in which the second structural portion 102 extends with respect to the second structural portion 102 of the plant.
  • a sandwiching portion 32 provided inside the third casing 31 and capable of sandwiching the second structural portion 102 in a direction intersecting the direction in which the second structural portion 102 extends. It is provided inside the third casing 31 and includes a nutritional state sensor unit 33 capable of measuring the nutritional state of the second structural part 102.
  • the plant biosensor 1 of the thirteenth aspect of the present disclosure is The sandwiching portion 32 A first holding member 321 movably arranged along a fourth direction intersecting a third direction in which the second structural portion 102 extends in a state where the third casing 31 is attached to the second structural portion 102.
  • the third casing 31 is arranged so as to face the first holding member 321 in the radial direction of the second structural portion 102 in a state where the third casing 31 is attached to the second structural portion 102, and is fixed to the third casing 31.
  • the second casing member 322 and It has an urging member 323 that urges the first holding member 321 in the fourth direction and in a direction approaching the second holding member 322.
  • the plant biosensor 1 of the 14th aspect of the present disclosure is Each of the first holding member 321 and the second holding member 322 has a recess 324 that is recessed in a direction away from each other and in which the second structural portion 102 is arranged.
  • the plant biosensor 1 is The absorbed nutrient sensor 30 A light projecting unit 331 that irradiates light toward the second structural unit 102 with the third casing 31 attached. It has a light receiving unit 332 that receives light from the second structural unit 102.
  • the plant biosensor 1 of the 16th aspect of the present disclosure is The light projecting unit 331 A light emitting element that generates light and It has a light projecting fiber that guides the light generated by the light emitting element to the second structural portion 102.
  • the light receiving unit 332 A light receiving element that receives light and It has a light receiving fiber that guides light from the second structural portion 102 to the light receiving element 332.
  • the plant biosensor 1 of the 17th aspect of the present disclosure is The light emitting portion 331 and the light receiving portion 332 intersect the third direction in which the second structural portion 102 extends in a state where the third casing 31 is attached to the second structural portion 102 in the third direction.
  • the third casing 31 is arranged on the same side with respect to the second structural portion 102 in a state of being attached to the second structural portion 102.
  • the light projecting fiber and the light receiving fiber are arranged so as to have a V shape.
  • the plant biosensor 1 of the 18th aspect of the present disclosure is The light projecting unit 331 and the light receiving unit 332 are arranged so as to face the second structural unit 102 with the third casing 31 attached to the second structural unit 102.
  • the plant biosensor 1 of the 19th aspect of the present disclosure is The third casing 31
  • the second structural portion 102 is provided at both ends in the third direction in which the second structural portion 102 extends in a state where the third casing 31 is attached to the second structural portion 102, and penetrates the third casing 31 to penetrate the second structural portion 102.
  • the plant biosensor 1 of the 20th aspect of the present disclosure is The first measuring unit 27, which measures the amount of photosynthesis performed in the plant from the flow rate of the sap measured by the sap flow sensor 20, A second measuring unit 38 that measures the vegetative growth of the plant from the vegetative state of the plant measured by the absorbed nutrient sensor 30. A calculation unit 17 that calculates the reproductive growth degree of the plant based on the photosynthetic amount of the plant measured by the first measurement unit 27 and the nutritional growth degree of the plant measured by the second measurement unit 38. And.
  • the plant biosensor of the present disclosure can be applied to, for example, plants cultivated in a greenhouse.

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Abstract

植物生体センサが、植物に照射される日射量を測定する日射センサと、植物の体内を流れる樹液の流量を測定する樹液流センサと、植物の栄養状態を測定する吸収養分センサとを備える。

Description

植物生体センサ
　本開示は、植物の環境情報および生体情報を測定可能な植物生体センサに関する。
　特許文献１には、温室の環境制御方法が開示されている。
特開平０８－１０３１７３号公報
　前記環境制御方法では、温室内の環境情報である光強度、温度および湿度に基づいて、温室内の環境を調整するための各種装置が制御される。このため、温室内の個々の植物に対して最適な環境を提供することができない場合がある。
　本開示は、植物の環境情報および生体情報を測定可能な植物生体センサを提供することを目的とする。
　本開示の一例の植物生体センサは、
　植物の環境情報および生体情報を測定する植物生体センサであって、
　前記植物に照射される日射量を測定する日射センサと、
　前記植物の体内を流れる樹液の流量を測定する樹液流センサと、
　前記植物の栄養状態を測定する吸収養分センサと
を備える。
　ここで、「環境情報」は、測定対象となる植物の環境に関する情報であり、日射量、二酸化炭素量、湿度、温度および揮発性有機化合物量等を含む。「生体情報」は、測定対象となる植物の生体情報に関する情報であり、樹液の流量および栄養状態等を含む。また、「栄養状態」は、例えば、植物の体内における所定の物質の成分量で示される。所定の物質には、硝酸態窒素、炭水化物、タンパク質、ミネラル成分、抗酸化物質および水分が含まれる。
　前記植物生体センサによれば、植物に照射される日射量を測定する日射センサと、植物の体内を流れる樹液の流量を測定する樹液流センサと、植物の栄養状態を測定する吸収養分センサとを備えている。このような構成により、例えば、温室内の個々の植物の生体情報を測定可能な植物生体センサを実現できる。
本開示の一実施形態の植物生体センサの構成を示すブロック図。 図１の植物生体センサの樹液流センサを示す斜視図。 図２の樹液流センサの第２ケーシングを開放した状態を示す斜視図。 図２の樹液流センサの第１の断面図。 図２の樹液流センサの第２の断面図。 図１の植物生体センサの吸収養分センサを示す斜視図。 図６の吸収養分センサの第３ケーシングを開放した状態を示す斜視図。 図６の吸収養分センサの第１の断面図。 図６の吸収養分センサの第２の断面図。 図１の植物生体センサで測定された情報の使用例を説明するための第１の図。 図１の植物生体センサで測定された情報の使用例を説明するための第２の図。
　以下、本開示の一例を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向あるいは位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」を含む用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した本開示の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本開示の技術的範囲が限定されるものではない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本開示、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。さらに、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは必ずしも合致していない。
　本開示の一実施形態の植物生体センサ１は、図１に示すように、日射センサ１０と、樹液流センサ２０と、吸収養分センサ３０とを備え、測定対象の植物の環境情報および生体情報を測定する。
　植物生体センサ１は、一例として、ケーシング２（以下、第１ケーシング２という。）をさらに備え、その内部に日射センサ１０が収容されている。具体的には、第１ケーシング２の内部には、基板（図示せず）が設けられ、この基板に、日射センサ１０、通信装置１１、第１接続部１２、第２接続部１３、二酸化炭素センサ１４、温湿度センサ１５、ＶＯＣセンサ１６および演算装置１７（算出部の一例）が実装されている。日射センサ１０および通信装置１１は、第１ケーシング２の一端（例えば、図１の上端）に配置され、第１接続部１２および第２接続部１３は、第１ケーシング２の一端に対向する他端（例えば、図１の下端）に配置されている。
　日射センサ１０は、測定対象の植物に照射される日射量を測定する。詳しくは、日射センサ１０は、測定対象の植物まわりに照射される日射量を測定し、この日射量を植物に照射されている日射として測定する。
　通信装置１１は、日射センサ１０、樹液流センサ２０および吸収養分センサ３０を含む各センサで測定された測定結果に関する情報を受信すると共に、受信した測定結果に関する情報を無線または有線で接続された外部装置に送信する。なお、受信した測定結果に関する情報を無線で送信する場合、Ｗｉ-Ｆｉ（ワイファイ：ブランド名）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の任意の通信規格を用いることができる。
　第１接続部１２は、樹液流センサ２０が接続され、樹液流センサ２０で測定された測定結果に関する情報を受信する。第１接続部１２と樹液流センサ２０とは、例えば、電線４１で接続されている。第２接続部１３は、吸収養分センサ３０が接続され、吸収養分センサ３０で測定された測定結果に関する情報を受信する。第２接続部１３と吸収養分センサ３０とは、例えば、光ファイバ４２で接続されている。なお、第１接続部１２と樹液流センサ２０との間の接続は、任意の通信規格の無線通信で接続されていてもよい。
　二酸化炭素センサ１４は、測定対象の植物まわりの空気における二酸化炭素の量を測定する。温湿度センサ１５は、測定対象の植物まわりの温度および湿度を測定する。ＶＯＣセンサ１６は、測定対象の植物まわりの空気における揮発性有機化合物の量を測定する。
　演算装置１７は、演算を行うＣＰＵ、情報を記憶するＲＯＭおよびＲＡＭ等で構成され、後述する流量測定部２７で測定された植物の光合成量と、後述する成長度測定部３８で測定された植物の栄養成長度とに基づいて、植物の生殖成長度を算出する。流量測定部２７で測定された植物の光合成量については、第１接続部１２を介して樹液流センサ２０から取得される。また、成長度測定部３８で測定された植物の栄養成長度については、第２接続部１３を介して吸収養分センサ３０から取得される。
　なお、「栄養成長度」とは、幹、枝、茎、葉等の成長状態を示す度合いである。また、「生殖成長度」とは、花、つぼみ、実等の成長状態を示す度合いである。
　植物生体センサ１を構成する各種センサ、通信装置１１および演算装置１７は、一例として、第１ケーシング２の内部に収容されたバッテリー（図示せず）に電気的に接続され、バッテリーから電力が供給される。
　樹液流センサ２０は、図２～図５に示すように、内部に収容部２５が設けられたケーシング２１（以下、第２ケーシング２１という。）と、収容部２５の内部に配置されたヒータ部２２および温度センサ部２３とを有している。この樹液流センサ２０では、一例として、図４および図５に示すように、ヒータ部２２と温度センサ部２３とが、第２ケーシング２１を主茎１０１（樹液が流れる第１構造部の一例）に取り付けた状態で、主茎１０１の径方向（例えば、図４および図５に示すＹ方向）において主茎１０１を挟んで向かい合うように配置されている。
　第２ケーシング２１は、図２に示すように、略直方体の箱状で、測定対象の植物の主茎１０１に対して、主茎１０１が延びる方向（例えば、Ｘ方向）まわりに取り付け可能に構成されている。具体的には、第２ケーシング２１は、図３に示すように、ヒンジ２１３を介して回転可能に接続された２つの部材２１１で構成されている。各部材２１１は、それぞれ開口面２１２を有し、開口面２１２同士が対向した状態で接続されている。ヒンジ２１３は、第２ケーシング２１の長手方向に延びて、各部材２１１の開口面２１２における短手方向の一方の側縁に配置されている。なお、図１に示すように、第２ケーシング２１の開口面２１２における短手方向の他方の側面には、各部材２１１をスナップフィット接続する接続機構２９が設けられている。
　図３に示すように、収容部２５の表面（言い換えると、第２ケーシング２１の内面）には、熱絶縁層２６が設けられている。熱絶縁層２６は、閉空間（空気もしくは真空）または熱絶縁性の高い材料（例えば、スポンジ）で構成されている。熱絶縁層２６を設けることにより、収容部２５の外部に熱を逃さずに主茎１０１に対して熱を効率的に与えることができると共に、ヒータ部２２と温度センサ部２３との間の熱絶縁を確保することができる。一例として、熱絶縁層２６は、ヒータ部２２、温度センサ部２３および後述する一対の貫通孔２１４、２１５を除く収容部２５の表面全体に設けられている。
　また、第２ケーシング２１は、図３に示すように、第２ケーシング２１を主茎１０１に取り付けた状態における主茎１０１が延びる第１方向（例えば、Ｘ方向）の両端にそれぞれ設けられた一対の貫通孔２１４、２１５（一対の第１貫通孔の一例）と、各貫通孔２１４、２１５にそれぞれ設けられた一対の弾性部材２１６、２１７（一対の第１弾性部材の一例）とを有している。
　各貫通孔２１４、２１５は、主茎１０１を配置可能な略円形状を有し、Ｘ方向に第２ケーシング２１を貫通している。各弾性部材２１６、２１７は、例えば、スポンジで構成され、第２ケーシング２１を構成する各部材２１１にそれぞれ配置されている。言い換えると、各弾性部材２１６、２１７は、第２ケーシング２１を主茎１０１に取り付けた状態において、主茎１０１を主茎１０１の径方向（言い換えると、第１方向に交差する第２方向）から挟持可能に配置されている。各弾性部材２１６、２１７により、樹液流センサ２０が測定対象の植物から脱落するのを防止している。
　第２ケーシング２１のＸ方向の両端には、結束バンド１１０を取り付けるためのバンド取付部２８がそれぞれ設けられている。結束バンド１１０を用いて第２ケーシング２１と主茎１０１とを接続することで、樹液流センサ２０が測定対象の植物から脱落するのをより確実に防止できる。
　ヒータ部２２は、図３に示すように、収容部２５の内部で、主茎１０１を加熱可能に配置されている。詳しくは、ヒータ部２２は、第１面と、第１面に交差するように配置された第２面とで構成された略Ｖ字形状を有している。第１面および第２面の各々には、図３に示すように、伝熱シート２２１がそれぞれ設けられている。言い換えると、ヒータ部２２は、第１面および第２面の各々が主茎１０１に対して伝熱シート２２１を介して接触するように構成されている。
　温度センサ部２３は、図３に示すように、収容部２５の内部で、第２ケーシング２１を主茎１０１に取り付けた状態における主茎１０１が延びる方向（例えば、Ｘ方向）のヒータ部２２に対する両側で、主茎１０１を流れる樹液の温度を測定可能に配置されている。詳しくは、温度センサ部２３は、Ｘ方向が長手方向となる矩形板状の本体部２３１と、本体部２３１のヒータ部２２に対向する面に設けられた一対の温度センサ２３２とを有している。各温度センサ２３２は、本体部２３１からヒータ部２２に向かって突出する略円柱形状で、Ｘ方向に間隔を空けて配置されている。各温度センサ２３２の先端が主茎１０１に接触して、主茎１０１を流れる樹液の温度が測定される。
　また、樹液流センサ２０は、図３に示すように、位置調整機構２４を有している。位置調整機構２４は、図４および図５に示すように、第２ケーシング２１に設けられたねじ孔２１８と、位置調整部材２４１とで構成されている。
　ねじ孔２１８は、位置調整部材２４１を挿入可能な形状で、第２ケーシング２１におけるヒータ部２２および温度センサ部２３を通る直線Ｌ上に配置され、第２ケーシング２１を直線Ｌが延びる方向（例えば、Ｙ方向）に貫通する。ねじ孔２１８の内周には、ねじ溝（図示せず）が設けられている。直線Ｌは、第２ケーシング２１を主茎１０１に取り付けた状態において、主茎１０１の径方向に沿って延びている。なお、直線Ｌが延びる方向における第２ケーシング２１の外周面には、ボス部２１９が設けられている。ねじ孔２１８は、このボス部２１９を直線Ｌが延びる方向に貫通している。
　位置調整部材２４１は、一例として、細長い略円柱形状で、ねじ孔２１８を介して収容部２５の外部から収容部２５の内部まで延びて温度センサ部２３の本体部２３１に接続されている。位置調整部材２４１の外周には、ねじ孔２１８のねじ溝に嵌合するねじ山（図示せず）が設けられている。位置調整部材２４１は、直線Ｌまわりに回転させることで直線Ｌが延びる方向に移動可能に構成されている。言い換えると、位置調整部材２４１を直線Ｌまわりに回転させることで、温度センサ部２３を直線Ｌが延びる方向に移動させて（図４および図５参照）、位置調整を行うことができる。なお、位置調整部材２４１における収容部２５の外部側の端部には、ねじ孔２１８よりも大きい径を有する略円柱形状の操作部２４２が設けられている。この操作部２４２により位置調整部材２４１の回転操作を容易にしている。
　図１に示すように、樹液流センサ２０は、流量測定部２７をさらに有している。流量測定部２７は、演算を行うＣＰＵ、情報を記憶するＲＯＭおよびＲＡＭ、情報を第１接続部１２に送信する通信装置等で構成され、温度センサ部２３で測定された主茎１０１の体内を流れる樹液の温度に基づいて、主茎１０１の体内を流れる樹液の流量を測定する。また、流量測定部２７は、測定された樹液の流量から植物で行われる光合成量を測定する。すなわち、流量測定部２７は、第１測定部の一例である。樹液流センサ２０で測定および測定された結果に関する情報は、電線４１を介して第１接続部１２に送信される。
　ヒータ部２２、温度センサ部２３および流量測定部２７の各々は、一例として、第２ケーシング２１の内部に収容されたバッテリー（図示せず）に電気的に接続され、バッテリーから電力が供給される。
　吸収養分センサ３０は、図６～図９に示すように、ケーシング３１（以下、第３ケーシング３１という。）と、第３ケーシング３１の内部に設けられた挟持部３２および栄養状態センサ部３３とを有している。
　第３ケーシング３１は、図６に示すように、植物の葉柄１０２（樹液が流れる第２構造部の一例）に対して葉柄１０２が延びる方向（例えば、Ｙ方向）まわりに取り付け可能に構成されている。葉柄１０２は、一例として、主茎１０１が延びる方向（例えば、Ｘ方向）に対して交差する方向に延びている。
　具体的には、第３ケーシング３１は、図６および図７に示すように、全体として略Ｔ字状で、図８および図９に示すように、内部に挟持部３２が収容された第１部材３１１と、内部に栄養状態センサ部３３が収容された第２部材３１２とで構成されている。
　第１部材３１１は、略矩形の板状で、長手方向の一端に第２部材３１２が接続されている。第１部材３１１の長手方向の他端には、光ファイバ４２が接続される接続部３４と、吸収養分センサ３０を吊るすケーブル１２０（図１参照）が取り付けられる略円弧形状のケーブル取付部３５とが設けられている。第２部材３１２は、略直方体の箱状で、第１部材３１１の短手方向が長手方向となるように配置されている。第２部材３１２は、ヒンジ３１３を介して回転可能に接続された２つの部材３１４で構成されている。各部材３１４は、それぞれ開口面３１５を有し、開口面３１５同士が対向した状態で接続されている。ヒンジ３１３は、第３ケーシング３１の長手方向に延びて、各部材３１４の開口面３１５における短手方向の一方の側縁に配置されている。なお、図６に示すように、第３ケーシング３１の開口面３１５における短手方向の他方の側面には、各部材３１４をスナップフィット接続する接続機構３６が設けられている。
　また、第２部材３１２は、図６および図７に示すように、第３ケーシング３１を葉柄１０２に取り付けた状態における葉柄１０２が延びる方向（例えば、Ｙ方向）の両端にそれぞれ設けられた一対の貫通孔３１６、３１７（一対の第２貫通孔の一例）と、各貫通孔３１６、３１７にそれぞれ設けられた一対の弾性部材３１８、３１９（一対の第２弾性部材の一例）とを有している。
　各貫通孔３１６、３１７は、葉柄１０２を配置可能な略円形状を有し、Ｙ方向に第３ケーシング３１を貫通している。各弾性部材３１８、３１９は、例えば、スポンジで構成され、第２部材３１２を構成する各部材３１４にそれぞれ配置されている。言い換えると、各弾性部材３１８、３１９は、第３ケーシング３１を葉柄１０２に取り付けた状態において、葉柄１０２を葉柄１０２の径方向から挟持可能に配置されている。各弾性部材３１８、３１９により、吸収養分センサ３０が測定対象の植物から脱落するのを防止している。
　図６および図７に示すように、第２部材３１２における第１部材３１１が接続されている面には、結束バンド１１０を取り付けるためのバンド取付部３７が設けられている。結束バンド１１０を用いて第２部材３１２と主茎１０１とを接続することで、吸収養分センサ３０が測定対象の植物から脱落するのをより確実に防止できる。
　挟持部３２は、図８および図９に示すように、第１挟持部材３２１と、第１挟持部材３２１に対向するように配置された第２挟持部材３２２と、第１挟持部材３２１を第２挟持部材３２２に向かって付勢する付勢部材３２３とを有している。第１挟持部材３２１は、第３ケーシング３１を葉柄１０２に取り付けた状態における葉柄１０２の径方向（言い換えると、葉柄１０２に取り付けた状態における葉柄１０２が延びる第３方向に交差する第４方向（例えば、Ｘ方向））に移動可能に配置されている。第２挟持部材３２２は、Ｘ方向において第１挟持部材３２１に対向するように配置され、第３ケーシング３１に固定されている。付勢部材３２３は、例えば、コイルばねで構成され、Ｘ方向における第１挟持部材３２１と第３ケーシング３１の第２部材３１２側の底面との間に配置されている。
　第１挟持部材３２１および第２挟持部材３２２の各々は、相互に離れる方向に窪んで葉柄１０２が配置される凹部３２４をそれぞれ有している。各凹部３２４は、葉柄１０２の外形形状に沿って湾曲している。
　栄養状態センサ部３３は、一例として、植物の測定部位に向かって光を照射する投光部３３１と、植物の測定部位からの光を受光する受光部３３２とを有している。この栄養状態センサ部３３は、受光部３３２で受光した光から、葉柄１０２（測定部位の一例）の栄養状態を測定する。投光部３３１は、例えば、ウォーミングアップ時間が少なく、時間応答性の高い発光ダイオード（光を発生させる発光素子の一例）と、発光ダイオードで発生した光を葉柄１０２に導く投光ファイバとを有している。波長の異なる複数の発光ダイオードで投光部３３１を構成することもできる。受光部３３２は、例えば、発光ダイオードから葉柄１０２に照射され反射された反射光を受光する分光器またはフォトダイオード（受光素子の一例）と、葉柄１０２からの反射光を分光器またはフォトダイオードに導く受光ファイバとを有している。投光部３３１と受光部３３２とは、一例として、第３方向および第４方向を含む平面視において（図８および図９参照）、第３ケーシング３１が取り付けられた状態で、葉柄１０２に対して同じ側（図８および図９では、葉柄１０２の上側）に配置されている。また、投光ファイバと受光ファイバとは、Ｖ字形状となるように配置されている。
　図１に示すように、吸収養分センサ３０は、第２測定部の一例の成長度測定部３８をさらに有している。成長度測定部３８は、演算を行うＣＰＵ、情報を記憶するＲＯＭおよびＲＡＭ、情報を第２接続部１３に送信する通信装置等で構成され、栄養状態センサ部３３で測定された葉柄１０２の栄養状態に基づいて、測定対象の植物の栄養成長度を測定する。吸収養分センサ３０で測定および測定された結果に関する情報は、光ファイバ４２を介して第２接続部１３に送信される。
　栄養状態センサ部３３および成長度測定部３８の各々は、第３ケーシング３１の内部に収容されたバッテリー（図示せず）に電気的に接続され、バッテリーから電力が供給される。
　ここで、図１０および図１１を参照して、植物生体センサ１で測定された植物の環境情報および生体情報の使用例を説明する。図１０に示す画像２００には、第１表示領域２１０と、第２表示領域２２０とが含まれている。第１表示領域２１０の上側の領域には、温室のＣＧが表示され、第１表示領域２１０の下側の領域には、植物生体センサ１で測定された植物の環境情報および生体情報とがリアルタイムに表示される。第２表示領域２２０には、植物生体センサ１で測定され蓄積された植物の環境情報および生体情報から、植物の栽培管理に関するレコメンデーションが時系列に沿って表示される。図１１に示す画像３００は、レコメンデーションの一例である。画像３００の上側の領域３１０には、レコメンデーションの内容が表示され、画像３００の下側の領域３２０には、表示されているレコメンデーションの根拠となる植物の環境情報および生体情報が表示される。
　植物生体センサ１によれば、次のような効果を発揮できる。
　植物に照射される日射量を測定する日射センサ１０と、植物の体内を流れる樹液の流量を測定する樹液流センサ２０と、植物の栄養状態を測定する吸収養分センサ３０とを備えている。このような構成により、例えば、温室内の個々の植物の生体情報を測定可能な植物生体センサ１を実現できる。
　日射センサ１０および通信装置１１が、第１ケーシング２の一端に配置され、第１接続部１２および第２接続部１３が、第１ケーシング２の一端に対向する第１ケーシング２の他端に配置されている。このような構成により、例えば、植物生体センサ１の使用時に、日射センサ１０および通信装置１１を第１ケーシング２の鉛直方向の上端に配置することができる。この場合、測定対象の植物に照射される日射量をより正確に測定しつつ、測定された植物の環境情報および生体情報をより確実に外部機器に送信することができる。
　二酸化炭素センサ１４、温湿度センサ１５およびＶＯＣセンサ１６を備えている。このような構成により、より多くの植物の環境情報を測定可能な植物生体センサ１を実現できる。
　樹液流センサ２０が、第２ケーシング２１と、ヒータ部２２と、温度センサ部２３と、流量測定部２７とを有している。第２ケーシング２１は、表面に熱絶縁層２６が設けられた収容部２５を内部に有すると共に、主茎１０１に対して主茎１０１が延びる方向まわりに取り付け可能に構成されている。ヒータ部２２は、収容部２５の内部に配置されて主茎１０１を加熱可能に構成されている。温度センサ部２３は、収容部２５の内部に配置されて、第２ケーシング２１を主茎１０１に取り付けた状態における主茎１０１が延びる方向のヒータ部２２に対する両側で、主茎１０１を流れる樹液の温度を測定可能に構成されている。流量測定部２７は、温度センサ部２３で測定された主茎１０１の体内を流れる樹液の温度に基づいて、主茎１０１の体内を流れる樹液の流量を測定する。このような構成により、植物の体内を流れる樹液の流量をより正確に測定できる。
　ヒータ部２２と温度センサ部２３とが、第２ケーシング２１を主茎１０１に取り付けた状態における主茎１０１の径方向において、主茎１０１を挟んで向かい合うように配置されている。このような構成により、ヒータ部２２の熱が、温度センサ部２３に直接伝わらないので、樹液流センサ２０のＳＮ比を大きくすることができる。また、収容部２５内のスペース効率を高めることができる。
　樹液流センサ２０が、位置調整部材２４１を有している。位置調整部材２４１は、ねじ孔２１８を介して収容部２５の外部から収容部２５の内部まで延びて温度センサ部２３に接続されている共に、外周にねじ溝に嵌合するねじ山が設けられ、直線Ｌまわりに回転させることで直線Ｌが延びる方向に移動可能に構成されている。このような構成により、測定対象の植物が成長して、主茎１０１が大きくなったとしても、主茎１０１を損傷させることなく樹液流センサ２０を主茎１０１に取り付けることができる。
　ヒータ部２２が、主茎１０１に接触可能な第１面と、第１面に交差するように配置され主茎１０１に接触可能な第２面とを有している。第１面および前記第２面の各々には弾性を有する伝熱シート２２１がそれぞれ設けられ、第１面および第２面の各々と主茎１０１とが伝熱シート２２１を介して接触する。このような構成により、ヒータ部２２を主茎１０１に安定して接触させることでできるので、植物の体内を流れる樹液の流量をより正確に測定できる。
　第２ケーシング２１が、一対の第１貫通孔２１４、２１５の各々に設けられ、主茎１０１を主茎１０１の径方向において挟持可能な一対の第１弾性部材２１６、２１７を有している。このような構成により、主茎１０１を損傷させることなく樹液流センサ２０を主茎１０１に取り付けることができる。なお、第１弾性部材２１６、２１７は、一対の第１貫通孔２１４、２１５のいずれか一方のみに設けてもよい。
　吸収養分センサ３０が、第３ケーシング３１と、挟持部３２と、栄養状態センサ部３３とを有している。第３ケーシング３１は、植物の葉柄１０２に対して葉柄１０２が延びる方向まわりに取り付け可能に構成されている。挟持部３２は、第３ケーシング３１の内部に設けられ、葉柄１０２を葉柄１０２の径方向において挟持可能に構成されている。栄養状態センサ部３３は、第３ケーシング３１の内部に設けられ、葉柄１０２の栄養状態を測定可能に構成されている。このような構成により、植物の栄養状態をより正確に測定することができる。
　挟持部３２が、第１挟持部材３２１と、第２挟持部材３２２と、付勢部材３２３とを有している。第１挟持部材３２１は、第３ケーシング３１を葉柄１０２に取り付けた状態における葉柄１０２の径方向に沿って移動可能に配置されている。第２挟持部材３２２は、第３ケーシング３１を葉柄１０２に取り付けた状態における葉柄１０２の径方向において、第１挟持部材３２１に対向するように配置され、第３ケーシング３１に固定されている。付勢部材３２３は、第１挟持部材３２１を第２挟持部材３２２に接近する方向に付勢可能に構成されている。このような構成により、葉柄１０２に外力が加えられたとしても、葉柄１０２を所定の測定位置で保持することができるので、植物の栄養状態をより確実に測定することができる。
　第１挟持部材３２１および第２挟持部材３２２の各々が、相互に離れる方向に窪んで葉柄１０２が配置される凹部３２４をそれぞれ有している。このような構成より、葉柄１０２の挟持部３２に対する位置をより正確に決めることができるので、植物の栄養状態をより確実に測定することができる。
　第３ケーシング３１が、一対の第２貫通孔３１６、３１７の各々に設けられ、葉柄１０２を葉柄１０２の径方向において挟持可能な一対の第２弾性部材３１８，３１９を有している。このような構成により、葉柄１０２を損傷させることなく吸収養分センサ３０を葉柄１０２に取り付けることができる。なお、第２弾性部材３１８、３１９は、一対の第２貫通孔３１６、３１７のいずれか一方のみに設けてもよい。
　植物生体センサ１が、第１測定部（例えば、流量測定部２７）と、第２測定部（例えば、成長度測定部３８）と、算出部（例えば、演算装置１７）とをさらに備える。流量測定部２７は、樹液流センサ２０で測定された樹液の流量から植物で行われる光合成量を測定する。成長度測定部３８は、吸収養分センサ３０で測定された植物の栄養状態から植物の栄養成長度を測定する。演算装置１７は、流量測定部２７で測定された植物の光合成量と、成長度測定部３８で測定された植物の栄養成長度とに基づいて、植物の生殖成長度を算出する。このような構成により、リアルタイムで、植物の成長状態を把握できる。
　植物生体センサ１は、次のように構成することもできる。
　植物生体センサ１は、日射センサ１０と、樹液流センサ２０と、吸収養分センサ３０とを備えていればよく、第１ケーシング２、通信装置１１、二酸化炭素センサ１４、温湿度センサ１５およびＶＯＣセンサ１６は、その一部または全部について省略することができる。
　樹液流センサ２０は、第２ケーシング２１、ヒータ部２２、温度センサ部２３および流量測定部２７で構成されている場合に限らず、植物の体内を流れる樹液の流量を測定可能な他の構成を採用することもできる。例えば、第１方向および第２方向を含む平面視（図４および図５参照）において、ヒータ部２２および温度センサ部２３を主茎１０１に対して同じ側に位置するように配置してもよい。このように構成することで、樹液流センサ２０の構造を簡略化することができる。また、温度センサ部２３が流量測定部２７を兼ねるように構成してもよい。ヒータ部２２は、略Ｖ字形状に限らず、主茎１０１に接触可能な他の形状（例えば、３つ以上の面で構成された略Ｃ字形状）であってもよい。伝熱シート２２１を省略してもよい。一対の第１弾性部材２１６、２１７を省略してもよい。位置調整部材２４１に代えて、コイルばね等の弾性部材で位置調整機構２４を構成してもよい。この場合、弾性部材は、温度センサ部２３の本体部２３１を主茎１０１に向かって付勢するように配置すればよい。
　吸収養分センサ３０は、第３ケーシング３１、挟持部３２および栄養状態センサ部３３で構成されている場合に限らず、植物の栄養状態を測定可能な他の構成を採用することもできる。例えば、投光部３３１と受光部３３２とを葉柄１０２に対して対向するように配置してもよい。挟持部３２は、葉柄１０２を挟持可能に構成されていればよく、付勢部材３２３に代えて、第１挟持部材３２１および第２挟持部材３２２による葉柄１０２の挟持状態を保持可能な構成を採用してもよい。凹部３２４を省略してもよい。一対の第２弾性部材３１８、３１９を省略してもよい。
　第２ケーシング２１と第３ケーシング３１とは、同じ形状のケーシングであってもよい。また、樹液流センサ２０と吸収養分センサ３０とを一体に設けて、第２ケーシング２１が第３ケーシング３１を兼ねる（または、第３ケーシング３１が第２ケーシング２１を兼ねる）ように構成してもよい。
　第１ケーシング２の一端（例えば、図１の上端）以外の場所に、バッテリー残量、通信状態等を表示する表示部、または、電源スイッチを設けてもよい。
　流量測定部２７とは別に、第１測定部を設けてもよい。また、演算装置１７が、第１測定部および第２測定部を兼ねてもよいし、第１測定部、第２測定部および算出部を外部機器（例えば、サーバ）に設けてもよい。
　以上、図面を参照して本開示における種々の実施形態を詳細に説明したが、最後に、本開示の種々の態様について説明する。なお、以下の説明では、一例として、参照符号も添えて記載する。
　本開示の第１態様の植物生体センサ１は、
　植物の環境情報および生体情報を測定する植物生体センサ１であって、
　前記植物に照射される日射量を測定する日射センサ１０と、
　前記植物の体内を流れる樹液の流量を測定する樹液流センサ２０と、
　前記植物の栄養状態を測定する吸収養分センサ３０と
を備える。
　本開示の第２態様の植物生体センサ１は、
　前記日射センサ１０で測定された前記日射量、前記樹液流センサ２０で測定された前記樹液の流量、および、前記吸収養分センサ３０で測定された前記植物の栄養状態に関する情報を送信する通信装置１１と、
　前記日射センサ１０および前記通信装置１１を内部に収容する第１ケーシング２と
をさらに備え、
　前記第１ケーシング２が、
　前記樹液流センサ２０が接続される第１接続部１２と、
　前記吸収養分センサ３０が接続される第２接続部１３と
を有し、
　前記日射センサ１０および前記通信装置１１が、前記第１ケーシング２の一端に配置され、
　前記第１接続部１２および前記第２接続部１３が、前記一端に対向する前記第１ケーシング２の他端に配置されている。
　本開示の第３態様の植物生体センサ１は、
　前記植物まわりの空気における二酸化炭素の量を測定する二酸化炭素センサ１４をさらに備え、
　前記二酸化炭素センサ１４が、
　前記第１ケーシング２に収容され、前記第１ケーシング２の前記一端と前記他端との中間に配置されている。
　本開示の第４態様の植物生体センサ１は、
　前記植物まわりの温度および湿度を測定する温湿度センサ１５をさらに備え、
　前記温湿度センサ１５が、
　前記第１ケーシング２に収容され、前記第１ケーシング２の前記一端と前記他端との中間に配置されている。
　本開示の第５態様の植物生体センサ１は、
　前記植物まわりの空気における揮発性有機化合物の量を測定するＶＯＣセンサ１６をさらに備え、
　前記ＶＯＣセンサ１６が、
　前記第１ケーシング２に収容され、前記第１ケーシング２の前記一端と前記他端との中間に配置されている。
　本開示の第６態様の植物生体センサ１は、
　前記植物が、樹液が流れる第１構造部１０１を有し、
　前記樹液流センサ２０が、
　表面に熱絶縁層２６が設けられた収容部２５を内部に有すると共に、前記第１構造部１０１に対して前記第１構造部１０１が延びる方向まわりに取り付け可能な第２ケーシング２１と、
　前記収容部２５の内部に配置されて、前記第１構造部１０１を加熱するヒータ部２２と、
　前記収容部２５の内部に配置されて、前記第２ケーシング２１を前記第１構造部１０１に取り付けた状態における前記第１構造部１０１が延びる第１方向の前記ヒータ部２２に対する両側で、前記第１構造部１０１を流れる樹液の温度を測定する温度センサ部２３と
　前記温度センサ部２３で測定された前記第１構造部１０１の体内を流れる樹液の温度に基づいて、前記第１構造部１０１の体内を流れる樹液の流量を測定する流量測定部２７と
を有する。
　本開示の第７態様の植物生体センサ１は、
　前記ヒータ部２２と前記温度センサ部２３とが、前記第２ケーシング２１を前記第１構造部１０１に取り付けた状態における前記第１構造部１０１の径方向において、前記第１構造部１０１を挟んで向かい合うように配置されている。
　本開示の第８態様の植物生体センサ１は、
　前記ヒータ部２２と前記温度センサ部２３とが、前記第１方向および前記第１方向に交差する第２方向を含む平面視において、前記第１構造部１０１に対して同じ側に位置するように配置されている。
　本開示の第９態様の植物生体センサ１は、
　前記第２ケーシング２１が、
　前記ヒータ部２２および前記温度センサ部２３を通る直線Ｌ上に配置され、前記第２ケーシング２１を前記直線Ｌが延びる方向に貫通すると共に、その内周にねじ溝が設けられたねじ孔２１８を有し、
　前記樹液流センサ２０が、
　前記ねじ孔２１８を介して前記収容部２５の外部から前記収容部２５の内部まで延びて前記温度センサ部２３に接続されている共に、外周に前記ねじ溝に嵌合するねじ山が設けられ、前記直線Ｌまわりに回転させることで前記直線Ｌが延びる方向に移動可能な位置調整部材２４１を有する。
　本開示の第１０態様の植物生体センサ１は、
　前記ヒータ部２２が、
　第１面と、
　前記第１面に交差するように配置された第２面と
を有し、
　前記第１面および前記第２面の各々に弾性を有する伝熱シート２２１がそれぞれ設けられ、前記第１面および前記第２面の各々と前記第１構造部１０１とが前記伝熱シート２２１を介して接触する。
　本開示の第１１態様の植物生体センサ１は、
　前記第２ケーシング２１が、
　前記第１方向の両端にそれぞれ設けられ、前記第２ケーシング２１を前記第１方向に貫通して前記第１構造部１０１を配置可能な一対の第１貫通孔２１４、２１５と、
　前記一対の第１貫通孔２１４、２１５の少なくともいずれかに設けられ、前記第１構造部１０１を前記第１方向に交差する第２方向において挟持可能な一対の第１弾性部材２１６、２１７と
を有する。
　本開示の第１２態様の植物生体センサ１は、
　前記植物が、樹液が流れる第２構造部１０２を有し、
　前記吸収養分センサ３０が、
　植物の第２構造部１０２に対して前記第２構造部１０２が延びる方向まわりに取り付け可能な第３ケーシング３１と、
　前記第３ケーシング３１の内部に設けられ、前記第２構造部１０２を前記第２構造部１０２が延びる方向に交差する方向において挟持可能な挟持部３２と、
　前記第３ケーシング３１の内部に設けられ、前記第２構造部１０２の栄養状態を測定可能な栄養状態センサ部３３と
を備える。
　本開示の第１３態様の植物生体センサ１は、
　前記挟持部３２が、
　前記第３ケーシング３１を前記第２構造部１０２に取り付けた状態における前記第２構造部１０２が延びる第３方向に交差する第４方向に沿って移動可能に配置された第１挟持部材３２１と、
　前記第３ケーシング３１を前記第２構造部１０２に取り付けた状態における前記第２構造部１０２の径方向において、前記第１挟持部材３２１に対向するように配置され、前記第３ケーシング３１に固定された第２挟持部材３２２と、
　前記第１挟持部材３２１を前記第４方向でかつ前記第２挟持部材３２２に接近する方向に付勢する付勢部材３２３と
を有する。
　本開示の第１４態様の植物生体センサ１は、
　前記第１挟持部材３２１および前記第２挟持部材３２２の各々が、相互に離れる方向に窪んで前記第２構造部１０２が配置される凹部３２４をそれぞれ有する。
　本開示の第１５態様の植物生体センサ１は、
　前記吸収養分センサ３０が、
　前記第３ケーシング３１が取り付けられた状態の前記第２構造部１０２に向かって光を照射する投光部３３１と、
　前記第２構造部１０２からの光を受光する受光部３３２と
を有する。
　本開示の第１６態様の植物生体センサ１は、
　前記投光部３３１が、
　光を発生させる発光素子と、
　前記発光素子で発生した光を前記第２構造部１０２に導く投光ファイバと
を有し、
　前記受光部３３２が、
　光を受光する受光素子と、
　前記第２構造部１０２からの光を前記受光素子３３２に導く受光ファイバと
を有する。
　本開示の第１７態様の植物生体センサ１は、
　前記投光部３３１と前記受光部３３２とが、前記第３ケーシング３１を前記第２構造部１０２に取り付けた状態における前記第２構造部１０２が延びる第３方向と前記第３方向に交差する第４方向とを含む平面視において、第３ケーシング３１が第２構造部１０２に取り付けられた状態で、前記第２構造部１０２に対して同じ側に配置され、
　前記投光ファイバと前記受光ファイバとがＶ字形状となるように配置されている。
　本開示の第１８態様の植物生体センサ１は、
　前記投光部３３１と前記受光部３３２とが、前記第３ケーシング３１が前記第２構造部１０２に取り付けられた状態で、前記第２構造部１０２に対して対向するように配置されている。
　本開示の第１９態様の植物生体センサ１は、
　前記第３ケーシング３１が、
　前記第３ケーシング３１を前記第２構造部１０２に取り付けた状態における前記第２構造部１０２が延びる第３方向の両端にそれぞれ設けられ、前記第３ケーシング３１を貫通して前記第２構造部１０２を配置可能な一対の第２貫通孔３１６、３１７と、
　前記一対の第２貫通孔３１６、３１７の少なくともいずれかに設けられ、前記第２構造部１０２を前記第３方向に交差する第４方向において挟持可能な一対の第２弾性部材３１８、３１９と
を有する。
　本開示の第２０態様の植物生体センサ１は、
　前記樹液流センサ２０で測定された樹液の流量から前記植物で行われる光合成量を測定する第１測定部２７と、
　前記吸収養分センサ３０で測定された前記植物の栄養状態から前記植物の栄養成長度を測定する第２測定部３８と、
　前記第１測定部２７で測定された前記植物の光合成量と、前記第２測定部３８で測定された前記植物の栄養成長度とに基づいて、前記植物の生殖成長度を算出する算出部１７と
を備える。
　前記様々な実施形態または変形例のうちの任意の実施形態または変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせまたは実施例同士の組み合わせまたは実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態または実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。
　本開示は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本開示の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
　本開示の植物生体センサは、例えば、温室内で栽培されている植物に適用できる。
１　植物生体センサ
２　第１ケーシング
１０　日射センサ
１１　通信装置
１２　第１接続部
１３　第２接続部
１４　二酸化炭素センサ
１５　温湿度センサ
１６　ＶＯＣセンサ
１７　演算装置
２０　樹液流センサ
２１　第２ケーシング
２１１　部材
２１２　開口面
２１３　ヒンジ
２１４、２１５　貫通孔
２１６、２１７　弾性部材
２１８　ねじ孔
２１９　ボス部
２２　ヒータ部
２２１　伝熱シート
２３　温度センサ部
２３１　本体部
２３２　温度センサ
２４　位置調整機構
２４１　位置調整部材
２４２　操作部
２５　収容部
２６　熱絶縁層
２７　流量測定部
２９　接続機構
３０　吸収養分センサ
３１　第３ケーシング
３１１　第１部材
３１２　第２部材
３１３　ヒンジ
３１４　部材
３１５　開口面
３１６、３１７　貫通孔
３１８、３１９　弾性部材
３２　挟持部
３２１　第１挟持部材
３２２　第２挟持部材
３２３　付勢部材
３２４　凹部
３３　栄養状態センサ部
３３１　投光部
３３２　受光部
３４　接続部
３５　ケーブル取付部
３６　接続機構
３７　バンド取付部
３８　成長度測定部
４１　電線
４２　光ファイバ
１０１　主茎
１０２　葉柄
１１０　結束バンド
１２０　ケーブル
２００、３００　画像
２１０　第１表示領域
２２０　第２表示領域
３１０、３２０　領域
Ｌ　直線

Claims (33)

  1. 　植物の環境情報および生体情報を測定する植物生体センサであって、
    　前記植物に照射される日射量を測定する日射センサと、
    　前記植物の体内を流れる樹液の流量を測定する樹液流センサと、
    　前記植物の栄養状態を測定する吸収養分センサと
    を備える、植物生体センサ。
  2. 　前記日射センサで測定された前記日射量、前記樹液流センサで測定された前記樹液の流量、および、前記吸収養分センサで測定された前記植物の栄養状態に関する情報を送信する通信装置と、
    　前記日射センサおよび前記通信装置を内部に収容する第１ケーシングと
    をさらに備え、
    　前記第１ケーシングが、
    　前記樹液流センサが接続される第１接続部と、
    　前記吸収養分センサが接続される第２接続部と
    を有し、
    　前記日射センサおよび前記通信装置が、前記第１ケーシングの一端に配置され、
    　前記第１接続部および前記第２接続部が、前記一端に対向する前記第１ケーシングの他端に配置されている、請求項１の植物生体センサ。
  3. 　前記植物まわりの空気における二酸化炭素の量を測定する二酸化炭素センサをさらに備え、
    　前記二酸化炭素センサが、
    　前記第１ケーシングに収容され、前記第１ケーシングの前記一端と前記他端との中間に配置されている、請求項２の植物生体センサ。
  4. 　前記植物まわりの温度および湿度を測定する温湿度センサをさらに備え、
    　前記温湿度センサが、
    　前記第１ケーシングに収容され、前記第１ケーシングの前記一端と前記他端との中間に配置されている、請求項２または３の植物生体センサ。
  5. 　前記植物まわりの空気における揮発性有機化合物の量を測定するＶＯＣセンサをさらに備え、
    　前記ＶＯＣセンサが、
    　前記第１ケーシングに収容され、前記第１ケーシングの前記一端と前記他端との中間に配置されている、請求項２から４のいずれか１つの植物生体センサ。
  6. 　前記植物が、樹液が流れる第１構造部を有し、
    　前記樹液流センサが、
    　表面に熱絶縁層が設けられた収容部を内部に有すると共に、前記第１構造部に対して前記第１構造部が延びる方向まわりに取り付け可能な第２ケーシングと、
    　前記収容部の内部に配置されて、前記第１構造部を加熱するヒータ部と、
    　前記収容部の内部に配置されて、前記第２ケーシングを前記第１構造部に取り付けた状態における前記第１構造部が延びる第１方向の前記ヒータ部に対する両側で、前記第１構造部を流れる樹液の温度を測定する温度センサ部と
    　前記温度センサ部で測定された前記第１構造部を流れる樹液の温度に基づいて、前記第１構造部を流れる樹液の流量を測定する流量測定部と
    を有する、請求項１から５のいずれか１つの植物生体センサ。
  7. 　前記ヒータ部と前記温度センサ部とが、前記第２ケーシングを前記第１方向に交差する第２方向において、前記第１構造部を挟んで向かい合うように配置されている、請求項６の植物生体センサ。
  8. 　前記ヒータ部と前記温度センサ部とが、前記第１方向および前記第１方向に交差する第２方向を含む平面視において、前記第１構造部に対して同じ側に位置するように配置されている、請求項６の植物生体センサ。
  9. 　前記第２ケーシングが、
    　前記ヒータ部および前記温度センサ部を通る直線上に配置され、前記第２ケーシングを前記直線が延びる方向に貫通すると共に、その内周にねじ溝が設けられたねじ孔を有し、
    　前記樹液流センサが、
    　前記ねじ孔を介して前記収容部の外部から前記収容部の内部まで延びて前記温度センサ部に接続されている共に、外周に前記ねじ溝に嵌合するねじ山が設けられ、前記直線まわりに回転させることで前記直線が延びる方向に移動可能な位置調整部材を有する、請求項８の植物生体センサ。
  10. 　前記ヒータ部が、
    　第１面と、
    　前記第１面に交差するように配置された第２面と
    を有し、
    　前記第１面および前記第２面の各々に弾性を有する伝熱シートがそれぞれ設けられ、前記第１面および前記第２面の各々と前記第１構造部とが前記伝熱シートを介して接触する、請求項６から９のいずれか１つの植物生体センサ。
  11. 　前記第２ケーシングが、
    　前記第１方向の両端にそれぞれ設けられ、前記第２ケーシングを前記第１方向に貫通して前記第１構造部を配置可能な一対の第１貫通孔と、
    　前記一対の第１貫通孔の少なくともいずれかに設けられ、前記第１構造部を前記第１方向に交差する第２方向において挟持可能な一対の第１弾性部材と
    を有する、請求項６から１０のいずれか１つの植物生体センサ。
  12. 　前記植物が、樹液が流れる第２構造部を有し、
    　前記吸収養分センサが、
    　前記第２構造部に対して前記第２構造部が延びる方向まわりに取り付け可能な第３ケーシングと、
    　前記第３ケーシングの内部に設けられ、前記第２構造部を前記第２構造部が延びる方向に交差する方向において挟持可能な挟持部と、
    　前記第３ケーシングの内部に設けられ、前記第２構造部の栄養状態を測定可能な栄養状態センサ部と
    を備える、請求項１から１１のいずれか１つの植物生体センサ。
  13. 　前記挟持部が、
    　前記第３ケーシングを前記第２構造部に取り付けた状態における前記第２構造部が延びる第３方向に交差する第４方向に沿って移動可能に配置された第１挟持部材と、
    　前記第３ケーシングを前記第４方向において、前記第１挟持部材に対向するように配置され、前記第３ケーシングに固定された第２挟持部材と、
    　前記第１挟持部材を前記第４方向でかつ前記第２挟持部材に接近する方向に付勢する付勢部材と
    を有する、請求項１２の植物生体センサ。
  14. 　前記第１挟持部材および前記第２挟持部材の各々が、相互に離れる方向に窪んで前記第２構造部が配置される凹部をそれぞれ有する、請求項１３の植物生体センサ。
  15. 　前記吸収養分センサが、
    　前記第３ケーシングが取り付けられた状態の前記第２構造部に向かって光を照射する投光部と、
    　前記第２構造部からの光を受光する受光部と
    を有する、請求項１２から１４のいずれか１つの植物生体センサ。
  16. 　前記投光部が、
    　光を発生させる発光素子と、
    　前記発光素子で発生した光を前記第２構造部に導く投光ファイバと
    を有し、
    　前記受光部が、
    　光を受光する受光素子と、
    　前記第２構造部からの光を前記受光素子に導く受光ファイバと
    を有する、請求項１５の植物生体センサ。
  17. 　前記投光部と前記受光部とが、前記第３ケーシングを前記第２構造部に取り付けた状態における前記第２構造部が延びる第３方向と前記第３方向に交差する第４方向とを含む平面視において、前記第３ケーシングが前記第２構造部に取り付けられた状態で、前記第２構造部に対して同じ側に配置され、
    　前記投光ファイバと前記受光ファイバとがＶ字形状となるように配置されている、請求項１６の植物生体センサ。
  18. 　前記投光部と前記受光部とが、前記第３ケーシングが前記第２構造部に取り付けられた状態で、前記第２構造部に対して対向するように配置されている、請求項１６の植物生体センサ。
  19. 　前記第３ケーシングが、
    　前記第３ケーシングを前記第２構造部に取り付けた状態における前記第２構造部が延びる第３方向の両端にそれぞれ設けられ、前記第３ケーシングを貫通して前記第２構造部を配置可能な一対の第２貫通孔と、
    　前記一対の第２貫通孔の少なくともいずれかに設けられ、前記第２構造部を前記第３方向に交差する第４方向において挟持可能な一対の第２弾性部材と
    を有する、請求項１２から１８のいずれか１つの植物生体センサ。
  20. 　前記樹液流センサで測定された樹液の流量から前記植物で行われる光合成量を測定する第１測定部と、
    　前記吸収養分センサで測定された前記植物の栄養状態から前記植物の栄養成長度を測定する第２測定部と、
    　前記第１測定部で測定された前記植物の光合成量と、前記第２測定部で測定された前記植物の栄養成長度とに基づいて、前記植物の生殖成長度を算出する算出部と
    を備える、請求項１から１９のいずれか１つの植物生体センサ。
  21. 　樹液が流れる第１構造部を有する植物の体内を流れる樹液の流量を測定する樹液流センサであって、
    　表面に熱絶縁層が設けられた収容部を内部に有すると共に、前記第１構造部に対して前記第１構造部が延びる方向まわりに取り付け可能な第２ケーシングと、
    　前記収容部の内部に配置されて、前記第１構造部を加熱するヒータ部と、
    　前記収容部の内部に配置されて、前記第２ケーシングを前記第１構造部に取り付けた状態における前記第１構造部が延びる第１方向の前記ヒータ部に対する両側で、前記第１構造部を流れる樹液の温度を測定する温度センサ部と
    　前記温度センサ部で測定された前記第１構造部を流れる樹液の温度に基づいて、前記第１構造部を流れる樹液の流量を測定する流量測定部と
    を備える、樹液流センサ。
  22. 　前記ヒータ部と前記温度センサ部とが、前記第２ケーシングを前記第１方向に交差する第２方向において、前記第１構造部を挟んで向かい合うように配置されている、請求項２１の樹液流センサ。
  23. 　前記ヒータ部と前記温度センサ部とが、前記第１構造部に対して同じ側に位置するように配置されている、請求項２１の樹液流センサ。
  24. 　前記第２ケーシングが、
    　前記ヒータ部および前記温度センサ部を通る直線上に配置され、前記第２ケーシングを前記直線が延びる方向に貫通すると共に、その内周にねじ溝が設けられたねじ孔を有し、
    　前記ねじ孔を介して前記収容部の外部から前記収容部の内部まで延びて前記温度センサ部に接続されている共に、外周に前記ねじ溝に嵌合するねじ山が設けられ、前記直線まわりに回転させることで前記直線が延びる方向に移動可能な位置調整部材を有する、請求項２２の樹液流センサ。
  25. 　前記ヒータ部が、
    　第１面と、
    　前記第１面に交差するように配置された第２面と
    を有し、
    　前記第１面および前記第２面の各々に弾性を有する伝熱シートがそれぞれ設けられ、前記第１面および前記第２面の各々と前記第１構造部とが前記伝熱シートを介して接触する、請求項２１から２４のいずれか１つの樹液流センサ。
  26. 　前記第２ケーシングが、
    　前記第１方向の両端にそれぞれ設けられ、前記第２ケーシングを前記第１方向に貫通して前記第１構造部を配置可能な一対の第１貫通孔と、
    　前記一対の第１貫通孔の少なくともいずれかに設けられ、前記第１構造部を前記第１方向に交差する第２方向において挟持可能な一対の第１弾性部材と
    を有する、請求項２１から２５のいずれか１つの樹液流センサ。
  27. 　樹液が流れる第２構造部を有する植物の栄養状態を測定する吸収養分センサであって、
    　前記第２構造部に対して前記第２構造部が延びる方向まわりに取り付け可能な第３ケーシングと、
    　前記第３ケーシングの内部に設けられ、前記第２構造部を前記第２構造部が延びる方向に交差する方向において挟持可能な挟持部と、
    　前記第３ケーシングの内部に設けられ、前記第２構造部の栄養状態を測定可能な栄養状態センサ部と
    を備える、吸収養分センサ。
  28. 　前記挟持部が、
    　前記第３ケーシングを前記第２構造部に取り付けた状態における前記第２構造部が延びる第３方向に交差する第４方向に沿って移動可能に配置された第１挟持部材と、
    　前記第３ケーシングを前記第４方向において、前記第１挟持部材に対向するように配置され、前記第３ケーシングに固定された第２挟持部材と、
    　前記第１挟持部材を前記第４方向でかつ前記第２挟持部材に接近する方向に付勢する付勢部材と
    を有する、請求項２７の吸収養分センサ。
  29. 　前記第１挟持部材および前記第２挟持部材の各々が、相互に離れる方向に窪んで前記第２構造部が配置される凹部をそれぞれ有する、請求項２８の吸収養分センサ。
  30. 　前記吸収養分センサが、
    　前記第３ケーシングが取り付けられた状態の前記第２構造部に向かって光を照射する投光部と、
    　前記第２構造部からの光を受光する受光部と
    を有する、請求項２７から２９のいずれか１つの吸収養分センサ。
  31. 　前記投光部が、
    　光を発生させる発光素子と、
    　前記発光素子で発生した光を前記第２構造部に導く投光ファイバと
    を有し、
    　前記受光部が、
    　光を受光する受光素子と、
    　前記第２構造部からの光を前記受光素子に導く受光ファイバと
    を有する、請求項３０の吸収養分センサ。
  32. 　前記投光部と前記受光部とが、前記第３ケーシングを前記第２構造部に取り付けた状態における前記第２構造部が延びる第３方向と前記第３方向に交差する第４方向とを含む平面視において、前記第３ケーシングを前記第２構造部に取り付けた状態における前記第２構造部に対して同じ側に配置され、
    　前記投光ファイバと前記受光ファイバとがＶ字形状となるように配置されている、請求項３１の吸収養分センサ。
  33. 　前記投光部と前記受光部とが、前記第３ケーシングを前記第２構造部に取り付けた状態における前記第２構造部に対して対向するように配置されている、請求項３１の吸収養分センサ。
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