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技術 栽培支援システム及び養液栽培システム

出願人 渡辺パイプ株式会社
発明者 野間明柿沼秀明
出願日 2001年3月30日 (20年6ヶ月経過) 出願番号 2001-102258
公開日 2002年10月11日 (19年0ヶ月経過) 公開番号 2002-297690
状態 特許登録済
技術分野 温室 特定用途計算機 水耕栽培
主要キーワード 措置内容 経験知識 時間区分毎 排液排出 操作資格 調合システム 散水回数 排液貯留槽
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (11)

課題

一般的な栽培者であっても容易に種々の植物を最適状態栽培することができ、また、経験・知識の豊かな栽培者にあってはそれを最大限に生かせ、さらに、過去の栽培経験を蓄積しその蓄積を活用した学習機能を有する栽培支援ステム及び養液栽培システムを提供すること。

解決手段

植物を栽培環境及び肥料濃度等をコンピュータにより自動制御しながら育成するシステムにおいて、栽培者から遠隔の地にある栽培支援センターネットワークを介して栽培者の栽培手法並びに育成結果監視し、栽培者に助言を与える栽培支援システムとするとともに、栽培しようとする植物の種類毎に、肥料濃度及び灌水量について規定された既定の栽培メニューを、品種栽培地域、栽培時期、栽培者の栽培知識、試みようとする栽培手法等により、栽培者自らが前記既定の栽培メニューを自らが栽培しようとする栽培手法に変更可能な養液栽培システムとした。

概要

背景

従来、特開平10−191787号公報には、栽培のための特別な知識を必要とせず、ごく一般的な栽培者であっても容易に種々の植物を最適状態で栽培することができるように、多数の植物栽培装置と1つの中央管理装置とを伝送路で結んで、中央管理装置が各植物栽培装置に対して最適栽培データを送信し、各植物栽培装置は受信した前記データに基づいて栽培する植物栽培システムが、開示されている。

他方、養液栽培システム施肥量管理技術として例えば、特開平10−313714号公報に示されるように、灌水開始前に予め灌水期間と該灌水期間中に培地に供給すべき液体肥料原液の量すなわち設定施肥量を該制御部の入力手段に入力して、該灌水期間および該設定施肥量を該制御部の記憶手段に記憶させ、灌水開始直後より該制御部の時間監視手段は灌水開始後の経過時間を監視し、該灌水期間が満了するまでの間において、該液体肥料測定手段が灌水開始後の液体肥料原液の供給量すなわち施肥量を測定して該制御部の演算手段が該施肥量と該設定施肥量とを比較し該施肥量が該設定施肥量未満である限り該液体肥料希釈液の供給を続け、該施肥量が該設定施肥量に達したときに、該制御部の命令手段が上記液体肥料原液送出手段に液体肥料原液の送出を停止する命令を伝達することにより、該液体肥料希釈液の供給を自動的に停止する機能を有する過剰施肥防止機能付液体肥料原液の希釈供給装置が知られている。この装置はまた、施肥量が設定施肥量に達しないうちに灌水期間が満了した場合、次回の灌水期間を直前の灌水期間と同一とし、次回の設定施肥量を直前の設定施肥量と直前の施肥量との差の量を直前の設定施肥量に追加した液体肥料原液量として、自動的に次の灌水を再開始する機能を有するもので、長期に亘って使用しても施肥不足が生じない、というものである。

概要

一般的な栽培者であっても容易に種々の植物を最適状態で栽培することができ、また、経験・知識の豊かな栽培者にあってはそれを最大限に生かせ、さらに、過去の栽培経験を蓄積しその蓄積を活用した学習機能を有する栽培支援ステム及び養液栽培システムを提供すること。

植物を栽培環境及び肥料濃度等をコンピュータにより自動制御しながら育成するシステムにおいて、栽培者から遠隔の地にある栽培支援センターネットワークを介して栽培者の栽培手法並びに育成結果を監視し、栽培者に助言を与える栽培支援システムとするとともに、栽培しようとする植物の種類毎に、肥料濃度及び灌水量について規定された既定の栽培メニューを、品種栽培地域、栽培時期、栽培者の栽培知識、試みようとする栽培手法等により、栽培者自らが前記既定の栽培メニューを自らが栽培しようとする栽培手法に変更可能な養液栽培システムとした。

目的

そこで本発明は、上記問題点を解決するために創出されたもので、一般的な栽培者であっても、栽培支援センターと栽培サポーターから栽培についての適切なアドバイスを受けて容易に種々の植物を最適状態で栽培することができ、栽培者が栽培支援センター側に蓄積された過去の栽培経験を活用した学習機能を利用可能として容易に栽培技術上の進歩を図ることができるよう栽培支援システムを提供することを目的としている。

また、栽培者自らの経験・知識に基づく栽培ができるよう、現場の栽培自動制御装置栽培条件設定変更が簡便に、かつ、きめ細やかになし得るように構成して、経験・知識が豊富な栽培者にあってはそれらを最大限に生かせるような養液栽培システムを提供することを目的としている。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
7件

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請求項1

栽培支援センターに設置された農場管理サーバーデータベースサーバー及び閲覧用サーバーとを有する中央情報処理装置と、該栽培支援センターと栽培支援契約締結した契約ユーザー農場内外に設置された農場サーバー及び情報処理装置と、該契約ユーザーにより指定された栽培サポーターに設置された情報処理装置とが、通信ネットワークを介して有機的に結合された栽培支援システムであって、前記通信ネットワークは、前記栽培支援センターの農場管理サーバーと前記契約ユーザーの農場サーバーとの間に、前記栽培支援センターから契約ユーザーの農場サーバーにアクセスできるが、前記契約ユーザーから栽培支援センター側農場管理サーバーと他の契約ユーザー側農場サーバーにアクセスできないセキュリティネットワークを介して構築されたセントラルサポートネットワークと、前記閲覧用サーバーと前記契約ユーザーの情報処理装置と栽培サポーターの情報処理装置との間にインターネットを介して構築されたパーソナルサポートネットワークとから構成され、前記農場管理サーバーは、前記セントラルサポートネットワークを介して、順次各契約ユーザーの農場サーバーに対し、該農場サーバー内栽培データを送信するよう要求し、送信された栽培データを受信、蓄積、加工して、前記データベースサーバーに格納するとともに、前記加工データのうちの警報データについて、前記パーソナルサポートネットワークを介して、該当する契約ユーザーとその栽培サポーターの情報処理装置に送出し、前記閲覧用サーバーは、契約ユーザー毎の加工データを、当該契約ユーザーとその栽培サポーターに対し閲覧許容する栽培支援システム。

請求項2

前記中央情報処理装置はメールサーバー具備しており、該メールサーバーは、前記パーソナルサポートネットワークに結合され、栽培支援センター、契約ユーザー及び栽培サポーターから発信されたコミュニケーションデータに対し、相互にデータを書き込むことを許容し、当該書き込まれたコミュニケーションデータを前記データベースサーバーに蓄積保存することを特徴とする請求項1の栽培支援システム。

請求項3

前記農場管理サーバーは、順次前記農場サーバーに対し、農場に配設された各種センサーの出力データや契約ユーザーが入力した栽培条件データ等の栽培データを送信するよう要求し、受信した栽培データについてデータ解析し、天窓暖房機など駆動系作動不良及び気温地温排液のEC・pH値培地水頭圧値異常など栽培環境不良等の現時点における異常並びに演算して予測した将来における予測異常についての警報を、前記パーソナルサポートネットワークを介して送信することを特徴とする請求項1乃至請求項2いずれかの栽培支援システム。

請求項4

前記農場管理サーバーは、前記異常警報が資機材調達保守点検を内容とする場合、契約ユーザーが指定する業者に対し、別途の通信ネットワークを介して自動的に調達、保守点検を代行発注することを特徴とする請求項3の栽培支援システム。

請求項5

前記農場管理サーバーは、前記農場サーバーに対し、農場に配設された各種センサーの出力及び契約ユーザーが入力した栽培条件に関する栽培データを送信するよう要求し、受信した栽培データをデータベースとして前記データベースサーバーに蓄積保存し、契約ユーザーの情報処理装置よりの要求に応じて必要なデータを前記データベースサーバーより読み出して、該データを解析して作物生育状況診断し、診断結果を前記メールサーバーに送信して契約ユーザーに対し、前記パーソナルサポートネットワークを介して回答することを特徴とする請求項1乃至請求項4いずれかの栽培支援システム。

請求項6

前記中央情報処理装置は、別途の通信ネットワークを介して、地域天気情報センター及び地域青果市場センターからの地域天気情報及び地域市場価格情報を前記閲覧用サーバーに逐次格納し、閲覧用サーバーは、該逐次情報資格を有する契約ユーザーに対し、前記パーソナルサポートネットワークを介して閲覧を許容することを特徴とする請求項1乃至請求項5いずれかの栽培支援システム。(次項については、勝さん相談して決める。)

請求項7

前記契約ユーザー及び前記栽培サポーターに設置された情報処理装置が、パーソナルコンピュータ及び/又は携帯情報端末であることを特徴とする請求項1乃至請求項6いずれかの栽培支援システム。

請求項8

前記農場管理サーバーは、定期的に前記農場サーバーに対し、契約ユーザーが入力した気温・地温管理、給水・給肥管理等の栽培条件データ並び作付面積作付量、収量、売上金額栽培管理コスト、利益等の経営データを送信するよう要求し、受信したデータを前記データベースサーバーに蓄積するとともに、編集・加工してデータベース化して過去の栽培経験を知識化する機能を有するものであることを特徴とする請求項1乃至請求項7いずれかの栽培支援システム。

請求項9

植物を栽培する培地と、養液濃度、pH値等の養液条件を満たす養液を調製する養液調製装置と、前記培地に調製された養液を設定された潅水条件に従って供給する養液供給装置と、前記培地から排出された排液を排出する排液排出装置と、前記養液供給装置及び前記養液調製装置の作動を制御する農場サーバーと、を有する養液栽培システムにおいて、前記養液調製装置は、養液濃度を検出する第1電気伝導度検出部及び養液のpH値を検出する第1pH検出部を具備しており、前記農場サーバーは、中央処理手段と、植物の種類、生育状況及び栽培時期に応じて、予め設定されている初期設定値を記憶する第1記憶部と、その後に再設定した設定値を記憶する第2記憶部と、からなる記憶手段と、前記農場サーバーを操作するために必要な情報を入力するための入力手段と、少なくとも前記第2記憶部に記憶された設定値と、前記各検出部にて測定された測定値が表示される表示手段とを具備し、前記中央処理手段は、前記第2記憶部に記憶された設定値を前記各種装置の制御データとする養液栽培システム。

請求項10

前記排液排出装置は、養液濃度を検出する第2電気伝導度検出部及び養液のpH値を検出する第2pH検出部を具備するとともに、前記記憶手段は、臨時潅水設定値が記憶された第2記憶部を具備しており、前記中央処理手段が、前記第2電気伝導度検出部から送出された測定値が所定の範囲を超えたとき、前記臨時潅水設定値に基づいて、排液の肥料濃度正常値に近くなるまで臨時潅水を継続させるものであることを特徴とする請求項9の養液栽培システム。

請求項11

前記第2記憶部に記憶された前記臨時潅水設定値が、肥料濃度を段階的に低下させるものであることを特徴とする請求項10の養液栽培システム。

請求項12

前記排液排出装置は、養液濃度を検出する第2電気伝導度検出部及び養液のpH値を検出する第2pH検出部を具備しており、前記中央処理手段が、前記第2電気伝導度検出部から送出された測定値が所定の範囲を超えたとき、前記養液調製装置の電気伝導度設定値を演算し、次回の潅水条件を自動的に書換える電気伝導度設定値自動書換機能を有するものであることを特徴とする請求項9乃至請求項11いずれかの養液栽培システム。

請求項13

前記中央処理手段は、気温検知部で検知した気温と、培地温検知部で検知した培地温の差を演算して、換気窓夏モード、換気窓開冬モードを判定し、前記換気窓駆動装置を制御するものであることを特徴とする請求項乃9至請求項12いずれかの養液栽培システム。

請求項14

植物を栽培する前記培地は、気温検知部、培地温検知部、日射量検知部、換気窓、遮光カーテン保温カーテン、前記換気窓と前記各カーテン開閉する駆動装置、室内及び培地を加温する加温装置を具備する温室内に配設されており、前記制御装置の前記入力手段は、換気窓設定値、遮光カーテン設定値、保温カーテン設定値、温風暖房設定値、温湯管設定値を随時入力し、前記第2記憶部は該設定値を記憶するものであることを特徴とする請求項1乃至請求項4いずれかの養液栽培システム。

請求項15

前記中央処理手段は、表示モードと入力モードを切換可能であることを特徴とする請求項9乃至請求項13いずれかの養液栽培システム。

請求項16

前記中央処理手段は、入力モードにおいて、時刻、潅水条件、潅水量、養液条件、温度条件等の項目毎の設定値を自由に書き込むことができる多数の入力欄を表示するものであることを特徴とする請求項9乃至請求項14いずれかの養液栽培システム。

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0001

本発明は、植物の栽培経験が必ずしも豊かでない栽培者の栽培を支援する栽培支援システム及び植物を栽培する培地肥料を含む養液を供給して植物を栽培する養液栽培システムに関するものである。

背景技術

0002

従来、特開平10−191787号公報には、栽培のための特別な知識を必要とせず、ごく一般的な栽培者であっても容易に種々の植物を最適状態で栽培することができるように、多数の植物栽培装置と1つの中央管理装置とを伝送路で結んで、中央管理装置が各植物栽培装置に対して最適栽培データを送信し、各植物栽培装置は受信した前記データに基づいて栽培する植物栽培システムが、開示されている。

0003

他方、養液栽培システムの施肥量管理技術として例えば、特開平10−313714号公報に示されるように、灌水開始前に予め灌水期間と該灌水期間中に培地に供給すべき液体肥料原液の量すなわち設定施肥量を該制御部の入力手段に入力して、該灌水期間および該設定施肥量を該制御部の記憶手段に記憶させ、灌水開始直後より該制御部の時間監視手段は灌水開始後の経過時間を監視し、該灌水期間が満了するまでの間において、該液体肥料測定手段が灌水開始後の液体肥料原液の供給量すなわち施肥量を測定して該制御部の演算手段が該施肥量と該設定施肥量とを比較し該施肥量が該設定施肥量未満である限り該液体肥料希釈液の供給を続け、該施肥量が該設定施肥量に達したときに、該制御部の命令手段が上記液体肥料原液送出手段に液体肥料原液の送出を停止する命令を伝達することにより、該液体肥料希釈液の供給を自動的に停止する機能を有する過剰施肥防止機能付液体肥料原液の希釈供給装置が知られている。この装置はまた、施肥量が設定施肥量に達しないうちに灌水期間が満了した場合、次回の灌水期間を直前の灌水期間と同一とし、次回の設定施肥量を直前の設定施肥量と直前の施肥量との差の量を直前の設定施肥量に追加した液体肥料原液量として、自動的に次の灌水を再開始する機能を有するもので、長期に亘って使用しても施肥不足が生じない、というものである。

発明が解決しようとする課題

0004

以上のように、上記第1の従来技術である植物栽培システムでは、肥料管理データを含め全ての栽培制御データが中央管理装置から提供され、一般的な栽培者であっても容易に種々の植物を最適状態で栽培することができる反面、栽培制御データの変更権限が中央管理装置側に集中していて、現場である植物栽培装置側では栽培制御データについて一切微調整できないから、実際の植物の育成状況に応じてきめ細かな栽培管理をすることができず、また、栽培者の栽培経験を植物栽培システムに反映することができない。

0005

さらに、上記第2の従来技術は、一定期間における施肥総量を一定にするという考え方があるものの、施肥量が設定施肥量に達しないうちに灌水期間が満了した場合は、次回の灌水期間に不足施肥量を追加するというもので、過剰施肥防止はできるものの、一定期間における施肥量を厳密に管理することはできなかった。また、給水量については、日照時間湿度連動して変化させるというものである。しかも、施肥量についての設定値変更不可能なので、植物の育成状況に応じた柔軟な施肥管理ができないものである。このため、植物の生育不良を防止しうるものの、施肥量、給水量について育成最適状態を実現するまでには至らなかった。他に、日射、温度等によって給液量を自動的に変更することも一般的に行われているが、画一的に規定のプログラムを実行するのみで、プログラム自体を書き替えることはできないので、このものも実際の育成状況や栽培者の知識経験を反映することができない。

0006

そこで本発明は、上記問題点を解決するために創出されたもので、一般的な栽培者であっても、栽培支援センター栽培サポーターから栽培についての適切なアドバイスを受けて容易に種々の植物を最適状態で栽培することができ、栽培者が栽培支援センター側に蓄積された過去の栽培経験を活用した学習機能利用可能として容易に栽培技術上の進歩を図ることができるよう栽培支援システムを提供することを目的としている。

0007

また、栽培者自らの経験・知識に基づく栽培ができるよう、現場の栽培自動制御装置栽培条件設定変更が簡便に、かつ、きめ細やかになし得るように構成して、経験・知識が豊富な栽培者にあってはそれらを最大限に生かせるような養液栽培システムを提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0008

本発明は、栽培支援システムとしては、栽培支援センターに設置された農場管理サーバーデータベースサーバー及び閲覧用サーバーとを有する中央情報処理装置と、該栽培支援センターと栽培支援契約締結した契約ユーザー農場内外に設置された農場サーバー及び情報処理装置と、該契約ユーザーにより指定された栽培サポーターに設置された情報処理装置とが、通信ネットワークを介して有機的に結合された栽培支援システムであって、前記通信ネットワークは、前記栽培支援センターの農場管理サーバーと前記契約ユーザーの農場サーバーとの間に、前記栽培支援センターから契約ユーザーの農場サーバーにアクセスできるが、前記契約ユーザーから栽培支援センター側農場管理サーバーと他の契約ユーザー側農場サーバーにアクセスできないセキュリティネットワークを介して構築されたセントラルサポートネットワークと、前記閲覧用サーバーと前記契約ユーザーの情報処理装置と栽培サポーターの情報処理装置との間にインターネットを介して構築されたパーソナルサポートネットワークとから構成され、前記農場管理サーバーは、前記セントラルサポートネットワークを介して、順次各契約ユーザーの農場サーバーに対し、該農場サーバー内栽培データを送信するよう要求し、送信された栽培データを受信、蓄積、加工して、前記データベースサーバーに格納するとともに、前記加工データのうちの警報データについて、前記パーソナルサポートネットワークを介して、該当する契約ユーザーとその栽培サポーターの情報処理装置に送出し、前記閲覧用サーバーは、契約ユーザー毎の加工データを、当該契約ユーザーとその栽培サポーターに対し閲覧許容するものとした。

0009

さらに、養液栽培システムとしては、植物を栽培する培地と、養液濃度、pH値等の養液条件を満たす養液を調製する養液調製装置と、前記培地に調製された養液を設定された潅水条件に従って供給する養液供給装置と、前記培地から排出された排液を排出する排液排出装置と、前記養液供給装置及び前記養液調製装置の作動を制御する農場サーバーとを有する養液栽培システムにおいて、前記養液調製装置は、養液濃度を検出する第1電気伝導度検出部及び養液のpH値を検出する第1pH検出部を具備しており、前記農場サーバーは、中央処理手段と、植物の種類、生育状況及び栽培時期に応じて、予め設定されている初期設定値を記憶する第1記憶部と、その後に再設定した設定値を記憶する第2記憶部とからなる記憶手段と、前記農場サーバーを操作するために必要な情報を入力するための入力手段と、少なくとも前記第2記憶部に記憶された設定値と、前記各検出部にて測定された測定値が表示される表示手段とを具備し、前記中央処理手段は、前記第2記憶部に記憶された設定値を前記各種装置の制御データとするものとした。

0010

図1は、栽培支援ネットワークイメージ図を、図2は、その詳細図を示している。以下これらの図面を参照して、本発明の栽培支援システムについて詳細に説明する。

0011

本発明の栽培支援システムは、栽培支援センターと、栽培支援センターと栽培支援契約を締結した契約ユーザーと、契約ユーザーが、自らあるいは栽培支援センターの紹介で指定した栽培サポーターとが構成要素となり、栽培支援センターが設置する情報処理装置と、契約ユーザーの農場に設置された農場サーバー及び農場外に設置された情報処理装置と、栽培サポーターに設置された情報処理装置とにより構成されている。そしてこれらの情報処理装置は、図1のほぼ中央に描かれたセントラルサポートネットワークと、その左側に描かれたパーソナルサポートネットワークとによってネットワークが張られている。

0012

栽培支援センターが行う支援サービスの内容としては、図1の右側の箱の中に記載されているように、天窓暖房機など駆動系作動不良の監視、警報発信、メンテ手配、排液のEC値異常など栽培環境不良の監視、警報発信、メンテ手配、駆動モーター交換時機到来など駆動系作動不良予防の案内、メンテ手配、養液残量不足など栽培環境不良の案内、メンテ手配、栽培データ分析によるIT生育診断天候予測、栽培市況など栽培に関連する情報の案内、栽培制御コントロールシステムバージョンアップインストール、栽培の相談等がある。

0013

図2を参照して、三者の情報処理装置の構成について説明する。栽培支援センターには、農場管理サーバー、データベースサーバー、閲覧用サーバー及びメールサーバーが設置されている。契約ユーザーには、温室等の農場内に農場サーバーが、農場外に情報処理装置としてパーソナルコンピュータ携帯電話携帯情報端末が、一方、栽培サポーターには、情報処理装置としてパーソナルコンピュータが配設されている。契約ユーザーの携帯電話と携帯情報端末は、農場サーバーの遠隔操作用として機能するよう、発信者の番号を識別させて操作資格審査させると良い。

0014

そしてこれら情報処理装置は、前述したとおり、セントラルサポートネットワークとパーソナルサポートネットワークとを介して結合させる。

0015

具体的には、前記セントラルサポートネットワークは、フレームリレーネットワークを利用している。専用回線を利用すると、センターは契約ユーザー数分の回線を確保する必要があり非効率であるが、このフレームリレーネットワークは、センター、各契約ユーザー、各栽培サポーターが、それぞれ1回線を確保すれば相互に結ばれ効率的である。ただし、互いの情報処理装置において、相互に誤り訂正フロー制御について規定しておく必要がある。

0016

図2に示されているように、セントラルサポートネットワークは農場管理サーバーと農場サーバーのみを結合していて、契約ユーザーの情報処理装置や栽培サポーターの情報処理装置は結合していない。本実施例ではさらに、栽培支援センターは、順次契約ユーザーの農場サーバーに対し、セントラルサポートネットワークを介してデータの送信を要求する。契約ユーザーの農場サーバーは、栽培支援センターからの要求に応じて、サーバー内のデータを農場管理サーバーに対し送信する。農場管理サーバーは、農場サーバーからデータを受信したら、該データをデータベースサーバーの記憶装置に格納する。一方、農場管理サーバーは農場サーバーからのデータ送信要求に対し応答しないように設定している。このためこの実施例では、セントラルサポートネットワークがセキュリティネットワークとして機能するものである。

0017

他方、契約ユーザー及び栽培サポーターの情報処理装置とは、栽培支援センターの閲覧用サーバーとメールサーバーが、前述のパーソナルサポートネットワークを介して結合している。このパーソナルサポートネットワークは具体的には、インターネットを利用している。

0018

栽培支援センターの閲覧用サーバーは、インターネットを介して契約ユーザー及び栽培サポーターの情報処理装置と結合されている。しかし、栽培支援センターは公開するデータに制限を加えている。すなわち、閲覧用サーバーへのアクセスに対する開示は、アクセスした者が栽培支援センターに送信したデータの加工データのみとしている。つまり、契約ユーザーからみると、他の契約ユーザーの栽培データについては閲覧不可で、自らの栽培データの加工したものだけを閲覧可能となる。このことは、栽培サポーターについても同じことが言える。栽培サポーターは自らが支援する契約ユーザーのデータのみ閲覧可能である。このように、閲覧用サーバーは、契約ユーザー毎の加工データを、当該契約ユーザーとしの栽培サポーターに対し閲覧を許容する。このためにセンターは、契約ユーザーとその栽培サポーターに対し、ID番号とパスワードを交付し、閲覧資格を審査している。このように、加工データであっても第三者にはデータが漏れないように措置している。

0019

栽培支援センターに配設されたメールサーバーには、農場管理サーバーがデータベースサーバーを介して接続され、契約ユーザー及び栽培サポーターの情報処理装置がインターネットを介して接続されている。契約ユーザーからの質問、栽培支援センター、栽培サポーターからの回答などのe−メールがメールサーバーを介してやりとりされる。

0020

農場内には、後述する各種センサーが配設されており、農場サーバーにはこれら各種センサーの出力が絶えずインプットされている。また、農場サーバーの入力装置から後述する栽培管理データが入力される。

0021

農場管理サーバーは、天窓、暖房機、保温遮光カーテンなど作物の栽培環境を良好にするための駆動系装置の作動不良や気温地温、排液のEC値、pH値、培地の水頭圧値の異常など栽培環境不良の現時点における異常を認識する。現時点における異常が認められたときは、農場管理サーバーはメールサーバー経由でパーソナルサポートネットワークを介して、すなわち、インターネットを介してe−メールで異常内容を警報として、契約ユーザー及び栽培サポーターのパーソナルコンピュータに送信する。契約ユーザーはこれを受けて、警報の内容に直ちに対応する。それができないときは、栽培支援センターや栽培サポーターに相談することとなる。

0022

また、栽培支援センターは現時点における不具合のみならず、将来起こりうる障害についても予測して警告するものである。この予測は、駆動系装置のものでは耐用年数、メンテ期日、過去の故障発生傾向などの履歴データ等からの予測、また、栽培系のものでは、気温、地温、排液のEC値・pH値、培地の水頭圧値等についての現在の設定値での栽培を継続した場合の生育状況をシュミレートして、将来の姿を予測して異常が認められるときは、現時点における異常通報と同様の方法で通知する。

0023

さらに農場管理サーバーは、異常警報が資機材調達保守点検を内容とする場合には、契約ユーザーが指定する業者に対し、別途の通信ネットワーク、実際にはインターネットで自動的に調達、保守点検を代行発注する。もちろんこのサービスは、契約ユーザーが栽培支援センターと契約した者に対してだけ行うものである。

0024

上記サービスは、栽培支援センター側の主体的な判断で警告を行うものである。これに対し、次のようなサービスも提供することができる。農場管理サーバーは、前記農場サーバーから定期的に、農場に配設された各種センサーの出力及び契約ユーザーが入力した栽培条件に関する栽培データを送信するよう要求し、受信データをデータベースサーバーに格納する。一方、過去における栽培支援センター、栽培サポーター、契約ユーザーの三者のe−メールのやりとり、実行した措置内容、その結果等をデータベースサーバーに蓄積しておく。少なくとも数年の長い年月を掛けて、発生した問題点、その問題点を解決するためにとった実際の措置内容、栽培結果などをデータベースとして前記データベースサーバーに蓄積保存する。テータ範囲は全契約ユーザーの栽培データとする。このように、栽培支援センターは全契約ユーザーの過去の栽培実績データを網羅的に集積し、これらデータを解析して有意の法則を見出しつつ知識データベース化していく。この段階で、契約ユーザーの情報処理装置よりの要求に応じて、必要なデータを前記データベースサーバーより読み出して、該データを解析して作物の生育状況を診断する。この診断結果を前記メールサーバーに送信して契約ユーザーに対し、インターネットを介して回答する。

0025

さらに農場管理サーバーは、契約ユーザーが入力した気温・地温管理、給水・給肥管理等の栽培条件データに加え、作付面積作付量、収量、売上金額、栽培管理コスト、利益等の経営データを送信するよう要求し、受信したデータを前記データベースサーバーに蓄積し、データベースサーバー内に別途蓄積されている契約ユーザーの質問、回答履歴を組み合わせて、これらデータを編集・加工してデータベース化して過去の栽培経験、知識を作物の生育診断に活用すると良い。このように幅広い種類のデータについて蓄積、編集、加工を継続することにより、データベースそのものに学習機能を持たせ得る。

0026

翻って、天候気候は作物の生育状況に大きな影響を与える。また、作物の市況の変化は大きく最大収益をあげるための最適出荷時点を決めることも経営に大きな影響を与える。このため、中央情報処理装置は、上記したネットワークとは別途の通信ネットワークを介して、地域天気情報センターや地域青果市場センターに接続し、地域の天気情報及び地域の作物市場価格情報をデータベースサーバーに逐次格納し、閲覧用サーバーに最新情報を表示させ、閲覧用サーバーは、該最新情報を資格を有する契約ユーザーに対し閲覧を許可するようにする。こうすると、契約ユーザーは個々にそれら情報センターにアクセスすることなく、必要な情報を入手して栽培管理、収穫出荷のタイミング調整等に反映させることができる。この場合例えば、予測される時刻に激しい雷雨があるとの予報に接したら、雨センサー検知信号に関わらず該時刻に換気窓全閉の信号を発するよう設定値を自動的に変更する機能を持たせることができる。なお、閲覧用サーバーにどの地域の情報を掲載表示すべきかは、契約ユーザーのID番号等からセンターサイドで判断、割り付ければよい。

0027

この温室には各種のセンサーが取り付けられている。14は風速風向計、15は雨センサー、17は室内湿度センサー、18は室外温度センサー、19は炭酸ガスセンサー、20は室内温度センサー、24は日照日射センサーであり、それぞれのセンサーは細実線で表される信号線を通じて農場サーバー51に計測データを送出している。

0028

この農場サーバー51は、前記各種センサーから送出された計測データに基づいて、循環扇13,暖房装置33、ミスト発生器21、保温・遮光カーテン22の作動を直接的に制御し、炭酸ガスボンベ42の作動を炭酸ガス発生器41を介して制御している。16はモニターカメラである。換気窓の作動については前述したとおりであるが、制御の詳細については後述する。

0029

本システムは、栽培環境系統については以上のとおり、ほぼ従来から実用化されているものであるが、これとは独立した別系統として養液・培地管理系統を有している。以下、この系統について説明する。温室内床面に、送水ポンプ25、原水タンク26、給液装置27、原液タンクA28及び原液タンクB29が置かれている。これらタンク28,29には、混合したとき反応して沈殿物を生じない成分同士を、互いに分離して収容してある。30は希釈タンクで、図示しない水道管からの水、前記両タンク28、29の肥料、図示しない酸タンクまたはアルカリタンクの酸またはアルカリ調合して、肥料濃度及びpH値を調整した養液を調製するものである。これら全体で養液調整装置を構成している。

0030

また、前記希釈タンク30内に配設された31、32は、それぞれ第1のpHセンサー、第1のEC(電気伝導度)センサーである。このEC(電気伝導度)センサー32は、希釈タンク30内の養液の肥料濃度を計測するためのもので、肥料濃度が高くなるほど大きな値を示し、真水では0.8程度である。pHセンサー32は、養液のpH値を測定する通常のものである。

0031

希釈タンク30内で調合された養液は、養液供給パイプポンプ潅水チューブ34を介して植物に供給される。本発明の養液調合システムについては後述する。

0032

養液の供給系統については以上のとおりであるが、以下、使用後の養液、すなわち、排液の排出系統について説明すると、温室内地下には、排液貯留槽39が埋設されている。この排液貯留槽39の上流部には、排液のpH値、肥料濃度を測定する第2のpHセンサー37、第2のECセンサー38が設けられている。本実施例では、排液計測ます36内にpHセンサー37、ECセンサー38を設けているが、この排液計測ます36を省略して直接排液排出パイプに挿入することとしてもよい。なお、35は排液管である。

0033

前記給液装置27と、希釈タンク30内の給液側の第1のpHセンサー31、第1のECセンサー32と、排液側の第2のpHセンサー37、第2のECセンサー38とは、それぞれ細実線で表されるそれぞれ別系統の信号線を介して農場サーバー51と結合されている。

0034

図3における50は、ディスプレイ・入力装置、52は簡易携帯電話、53は携帯情報端末である。栽培者は通常、入出力部50より後述する栽培条件を設定するための入力を行うが、このシステム構成例では農場サーバー51から離れた場所からも、上記の携帯情報端末等により入力を行うことができ、システム管理の利便性を向上できる。

0035

ここで、養液栽培システムのハードウェア構成について説明する。栽培者の農場サーバーは、中央処理手段(CPU)と、植物の種類、生育状況及び栽培時期に応じて、予め設定されている初期設定値を記憶する第1記憶部と、その後に再設定した設定値を記憶する第2記憶部と、過去の栽培記録をデータベース化した栽培履歴を記憶する第3記憶部と、からなる記憶手段と、前記農場サーバーを操作するために必要な情報を入力するための入力手段と、少なくとも前記第2記憶部に記憶された設定値と、前記各検出部にて測定された測定値が表示される表示手段と、送受信手段と、を具備している。そして、前記中央処理手段は、使用開始時のみ前記第1記憶部から初期設定値を読み出し、次回からは前記第2記憶部から読み出して情報処理し各種機器を制御し、その栽培履歴データを第3記憶部に記憶するものである。

0036

ここで、本発明の養液栽培システムの養液管理システムについて詳述する。図4は、2月初旬に定植した1120本のトマトに、給液管34から潅水する養液の散布量、すなわち、給液量と、その養液の肥料濃度、すなわち、EC値とを規定するトマトの潅水条件についての初期設定値を、本システムの表示装置50に表示した表示画面である。トマトは、定植後約2ケ月半程で樹の生育が旺盛になる。このためこの例では2月初旬に定植しているので、4月上旬に給液量を増やしている。また、肥料濃度(設定EC値)については、3月下旬に少し高く、4月中旬には少し低くするように、潅水条件を規定している。

0037

本実施例では、上述の潅水条件は、図5乃至図10に示される入力画面で設定されるものである。この入力画面は、栽培者が導入した際に養液栽培システム提供者である栽培支援センターが初期設定値として規定したもので、農場サーバー51の第1記憶部から読み出されたものである。ここで本実施例では、1回の1株当たりの散水量が0.1lと規定されているので、例えば図4において給液量が0.5lと規定されている、図5における3月上・中旬、同下旬の潅水は、潅水時刻の欄に規定した時刻に計5回行うものとされている。また、潅水条件についてはその欄に、3月上・中旬E、3月下旬Gと、符号で規定されている。この符号の意味については、後述する。

0038

この入力画面ては、潅水時刻の欄、潅水条件の欄の内容を栽培者が自らの栽培管理手法にならって自由に書き替えることができる。例えば、潅水時刻について全ての値を+30して、30分潅水時刻を遅らせることができる。もちろん、1回当たりの散水量を増加して散水回数を減らすことも可能である。また、この入力画面は、入力装置の操作により表示画面に、再度入力画面に簡単に切り替えることができる。

0039

次いで図6について説明する。図6が規定する期間である4月は、給液量については、0.9lで一定である。このため、上・中・下旬とも7時に開始し15時を最終回とする計9回の潅水をするように時刻が設定されている。また、潅水条件は、上旬がG、中・下旬がEと規定されている。

0040

上述の潅水条件については、図7に示す入力画面で入力されるもので、例えば上述の潅水条件Gは、潅水量112l、養液条件dと規定するものである。

0041

そして、この養液条件dとは、図8に示されるように、肥料濃度の調製EC値が2と設定されていることを意味している。

0042

図5から図10までに示した入力画面において設定された設定値は、本システムの第2記憶部に記憶され、中央処理手段(CPU)によって処理されて、給液装置27を介して原液タンクA、原液タンクBのポンプ及び図示しない混合電磁弁の駆動を制御して水を加え、目標とする肥料濃度の養液を調製し、希釈タンク30に養液を貯留するものである。

0043

通常の潅水は、上記の設定にしたがって行われる。しかし、培地内肥料分が集積し、排液のEC値が排液の設定EC値に比べて高いときは、臨時に潅水を自動的に実施するようにしてある。図9は、臨時潅水設定値を入力する画面である。この例では、1ベッド当たりの潅水量を200lに設定し、肥料調整目標値を通常の培養液調整値の1/2にしてある。この培養液調整値の1/2の意味するところは、前回の培養液調整値の1/2であるから、連続して1/2の係数が掛けられる。すなわち、初回は設定値の1/2、次は1/4、その次は1/8のように、徐々に養液の肥料濃度を低めながら200l/回の散水を、排液の肥料濃度が正常値に近くなるまで継続する。

0044

以上臨時潅水を自動的に実施するシステムについて説明したが、図9に自動手動切り替え設定可能な欄を作成し、手動による臨時潅水を選択するようにしてもよい。

0045

潅水については以上のとおり行われるが、次に、天窓の制御について説明する。図10は、天窓設定値を入力する画面で、温度条件は、開始時刻時間区分毎に設定されているが、中央処理手段(CPU)は、室内温度が温度条件より2℃低くなると全閉するよう、天窓、側窓の換気窓駆動装置を制御する。ここで、開度上限は換気窓を100%開いた状態に対する開度割合を、待ち時間は規定された時間待っても温度が設定値まで下がらないとき、開度モードの欄において規定されたモード(この例では季節自動モード)に応じて、段階的に換気窓を開くようにされている。この季節自動モードは、中央処理手段(CPU)が室内温度と培地温度を比較して夏モード冬モードを判断し、いずれかのモードの設定値を制御信号として自動的に選択し、夏モードを選択中であれば上記開度上限を4分割した角度だけ窓を開き、冬モードを選択しているのであれば同じく開度上限を20分割した角度だけ天窓を開くように前記換気窓駆動装置を制御する。また、この入力画面では、上記した項目の他、強風降雨に対する対応も入力設定される。この例では、強風時の窓全閉について風速条件を規定し、天窓全閉を解除する際の無降雨時間を解除時間の項目で規定し、さらに、降雨中換気について温度条件、湿度条件及び開度を規定するものとされている。なお、この例では、降雨全閉と判断する際の降雨量については規定することができないものとされているが、その判断基準更新し得るようにしてもよい。

発明の効果

0046

請求項1に係る発明によれば、栽培支援システムの通信ネットワークを、栽培支援センターの農場管理サーバーと契約ユーザーの農場サーバーとの間に、栽培支援センターから契約ユーザーの農場サーバーにアクセスできるが、契約ユーザーから栽培支援センター側農場管理サーバーと他の契約ユーザー側農場サーバーにアクセスできないセキュリティネットワークを介して構築されたセントラルサポートネットワークとしたから、契約ユーザーの経営情報を含む栽培上の生データとこれらを集積、加工したデータベースを、クローズドのネットワーク上で運用できる。そして、農場管理サーバーは、セントラルサポートネットワークを介して、順次各契約ユーザーの農場サーバーに対し、該農場サーバー内栽培データを送信するよう要求し、送信された栽培データを受信、蓄積、加工して、データベースサーバーに格納し、このデータベースサーバーをインターネットとリンクした閲覧用サーバーとは隔絶しているから、センター内の情報を第三者の侵害から守り高度のセキュリティを確保できる。このため契約ユーザーは、自らの栽培、経営情報について第三者に漏洩する恐れを抱くことなく安心してセンターとの情報のやりとりをすることができる。また、セントラルサポートネットワークとは別に、閲覧用サーバーと契約ユーザーの情報処理装置と栽培サポーターの情報処理装置との間にインターネットを介して構築されたパーソナルサポートネットワークを設けているので、契約ユーザーは自由に質問を発し、閲覧用サーバーから回答を得ることができる。さらに、栽培サポーターは閲覧用サーバーおよびEメールを通じて、自らがサポートすべき契約ユーザーの栽培の現況、経歴についての情報を正確に入手し得ることから、適切なアドバイスをすることができ、結果として、契約ユーザーはセンター、栽培サポーターから手厚い栽培支援を受けながら、外部知識を活用して深い知識が無くても相応の栽培をすることがてきる。さらにまた、センターは警報データについて、パーソナルサポートネットワークを介して、該当する契約ユーザーとその栽培サポーターの情報処理装置に送出するから、栽培上の大きな失敗を予防し得る。

0047

請求項2に係る発明によれば、中央情報処理装置が有するメールサーバーは、パーソナルサポートネットワークに結合され、栽培支援センター、契約ユーザー及び栽培サポーターから発信されたコミュニケーションデータに対し、相互にデータを書き込むことを許容するから、三者の情報のやりとりの履歴が明かであるから、情報、知識の共有化が図れる。また、書き込まれたコミュニケーションデータは、データベースサーバーに蓄積保存されるから、データベースの知識を深化することができる。

0048

請求項3に係る発明によれば、農場管理サーバーは、受信した栽培データについてデータ解析し、天窓、暖房機など駆動系作動不良及び気温、地温、排液のEC・pH値、培地の水頭圧値異常など栽培環境不良等の現時点における異常並びに演算して予測した将来における予測異常についての警報を、パーソナルサポートネットワークを介して送信するから、契約ユーザーは見落とした異常のみならず、将来発生することが予測される異常事態についても情報が得られるから、センター及び栽培サポーターへの支援要請を具体的に行い易くなり、失敗を容易に回避することができる。

0049

請求項4に係る発明によれば、農場管理サーバーは、異常警報が資機材の調達、保守点検を内容とする場合、契約ユーザーが指定する業者に対し、別途の通信ネットワークを介して自動的に調達、保守点検を代行発注するので、発注漏れ、資材不足による栽培ミスを容易に回避できる。

0050

請求項5に係る発明によれば、農場管理サーバーは、契約ユーザーの情報処理装置よりの要求に応じて必要なデータをデータベースサーバーより読み出して、該データを解析して作物の生育状況を診断し、診断結果をメールサーバーに送信して契約ユーザーに対し、パーソナルサポートネットワークを介して回答するから、栽培知識がある程度豊富になった契約ユーザーは、利用しやすい支援を受けることができる。

0051

請求項6に係る発明によれば、中央情報処理装置は、別途の通信ネットワークを介して、地域天気情報センター及び地域青果市場センターからの地域天気情報及び地域市場価格情報を閲覧用サーバーに逐次格納し、閲覧用サーバーは、該逐次情報を資格を有する契約ユーザーに対し、パーソナルサポートネットワークを介して閲覧を許容するから、栽培条件を予測される天候・天気適合させて収量増加を期する一方、市況を睨みながら収穫時期を調整して売上を増やして経営の改善に資することができる。

0052

請求項7に係る発明によれば、契約ユーザー及び栽培サポーターに設置された情報処理装置が、パーソナルコンピュータ及び/又は携帯情報端末であり、特に、両者を備える場合には、データ転送機能を活用することにより、どの場所からでもセンターとの情報交換が可能となる。

0053

請求項8に係る発明によれば、農場管理サーバーは、定期的に前記農場サーバーに対し、契約ユーザーが入力した気温・地温管理、給水・給肥管理等の栽培条件データ並びに作付面積、作付量、収量、売上金額、栽培管理コスト、利益等の経営データを送信するよう要求し、受信したデータを前記データベースサーバーに蓄積するとともに、編集・加工してデータベース化して過去の栽培経験を知識化する機能を有するものであるから、多数の栽培者の経験知識収集、学習し、栽培実績を基礎とした栽培支援を自動的にできるようになる。請求項9に係る発明によれば、養液調製装置は、養液濃度を検出する第1電気伝導度検出部及び養液のpH値を検出する第1pH検出部を具備しており、農場サーバーは、植物の種類、生育状況及び栽培時期に応じて、予め設定されている初期設定値を記憶する第1記憶部と、その後に再設定した設定値を記憶する第2記憶部とからなる記憶手段を具備し、中央処理手段は、前記第2記憶部に記憶された設定値を前記各種装置の制御データとしたから、一般的な栽培者であっても容易に種々の植物を最適状態で栽培することができ、また、経験・知識の豊かな栽培者にあってはそれらを最大限に生かせる養液栽培システムとすることができる。

0054

請求項10に係る発明によれば、中央処理手段が、第2電気伝導度検出部から送出された測定値が所定の範囲を超えたとき、臨時潅水設定値に基づいて、排液の肥料濃度が正常値に近くなるまで臨時潅水を継続させるものとしたから、肥料過剰による成長不良を防止するとができる。

0055

請求項11に係る発明によれば、第2記憶部に記憶された臨時潅水設定値が、肥料濃度を段階的に低下させるものであるものとしたから、肥料濃度を急激に下げた養液が供給されないので、植物の根のダメージをなくすことができる。

0056

請求項12に係る発明によれば、中央処理手段が、第2電気伝導度検出部から送出された測定値が所定の範囲を超えたとき、養液調製装置の電気伝導度設定値を演算し、次回の潅水条件を自動的に書換える電気伝導度設定値自動書換機能を有するものであるから、排液の肥料濃度を給液の肥料濃度調製にフィードバックできて、養液栽培の最も重要な栽培条件である肥料濃度調製を的確、迅速に行え、植物の育成を一層確実に促進することができる。

0057

請求項13に係る発明によれば、央処理手段は、気温検知部で検知した気温と培地温検知部で検知した培地温の差を演算して、換気窓開夏モード、換気窓開冬モードを判定し、前記換気窓駆動装置を制御するものとしたから、栽培環境を正確迅速に制御することができる。

0058

請求項14に係る発明によれば、請求項14に係る発明によれば、温室の温度環境総合的に制御できて、植物の育成を促進することができる。

0059

請求項15に係る発明によれば、農場サーバーの中央処理手段は、表示モードと入力モードを切換可能としたから、設定値の確認作業入力作業を短時間に円滑に実行することができる。

0060

請求項16に係る発明によれば、農場サーバーの中央処理手段は、入力モードにおいて、時刻、潅水条件、潅水量、養液条件、温度条件等の項目毎の設定値を自由に書き込むことができる多数の入力欄を表示するものとしたから、設定値を自由に入力することができ栽培者の栽培技術を最大限に発揮しうる。

図面の簡単な説明

0061

図1栽培支援ネットワークのイメージ図である。
図2栽培支援ネットワークの詳細図である。
図3栽培者側養液栽培システム概念図である。
図4養液の給液量及びEC値の設定値を表示する図である。
図53月の潅水時刻の表示/入力画面を示す図である。
図64月の潅水時刻の表示/入力画面を示す図である。
図7潅水条件の表示/入力画面を示す図である。
図8養液条件の表示/入力画面を示す図である。
図9臨時潅水条件の表示/入力画面を示す図である。
図10天窓設定値の表示/入力画面を示す図である。

--

0062

1 柱
梁トラス
フィルム
5天窓
6側窓
側窓開閉装置
天窓開閉装置
レールラック
10 天窓支持金具
13循環扇
14風速・風向計
15雨センサー
16モニターカメラ
17室内湿度センサー
18室外温度センサー
19炭酸ガスセンサー
20温度センサー
21ミスト発生器細霧装置
22保温・遮光カーテン
24日照・日射センサー
25送水ポンプ
26原水タンク
27給液装置
28原液タンクA
29 原液タンクB
30希釈タンク
31 第1pHセンサー
32 第1EC(電気伝導度)センサー
33暖房装置
34潅水チューブ
35排液管
36排液計測ます
37 第2pHセンサー
38 第2EC(電気伝導度)センサー
39排液貯留槽
40 排液殺菌装置
41炭酸ガス発生器
42炭酸ガスボンベ
50ディスプレイ・入力装置
51農場サーバ

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