(57)【要約】【課題】消費電力の増大を抑制しつつ、測位データを送信可能な土壌用センサ機器を提供する。【解決手段】土壌用センサ機器１００は、無線通信を行う通信部１２０と、土壌の状態を計測する土壌センサ１１０と、衛星信号を用いて測位を行う測位部１３０と、土壌センサ１１０により得られる計測データ及び測位部１３０により得られる測位データを送信するよう通信部１２０を制御する制御部１５０とを備える。制御部１５０は、土壌用センサ機器１００が土壌に差し込まれたか否かを判定し、土壌用センサ機器１００が土壌に差し込まれたと判定された場合に、測位を行うよう測位部１３０を制御する。【選択図】図２
2020051845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌用センサ機器であって、
無線通信を行う通信部と、
土壌の状態を計測する土壌センサと、
衛星信号を用いて測位を行う測位部と、
前記土壌センサにより得られる計測データ及び前記測位部により得られる測位データを送信するよう前記通信部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記土壌用センサ機器が土壌に差し込まれたか否かを判定し、
前記土壌用センサ機器が土壌に差し込まれたと判定された場合に、前記測位を行うよう前記測位部を制御する、土壌用センサ機器。
【請求項２】
前記制御部は、前記土壌センサにより得られる計測データに基づいて、前記土壌用センサ機器が土壌に差し込まれたか否かを判定する、請求項１に記載の土壌用センサ機器。
【請求項３】
前記土壌用センサ機器の下端部又は上端部に設けられた圧力センサをさらに備え、
前記制御部は、前記圧力センサにより得られる計測データに基づいて、前記土壌用センサ機器が土壌に差し込まれたか否かを判定する、請求項１に記載の土壌用センサ機器。
【請求項４】
前記制御部は、前記測位を行うよう前記測位部を制御した後、前記土壌用センサ機器が土壌から抜き出されて再び土壌に差し込まれるまでの期間内において、前記測位を行わないよう前記測位部を制御する、請求項１に記載の土壌用センサ機器。
【請求項５】
前記制御部は、前記土壌センサにより得られる計測データに基づいて、前記土壌用センサ機器が土壌に差し込まれたか否か、及び前記土壌用センサ機器が土壌から抜き出されたか否かを判定する、請求項４に記載の土壌用センサ機器。
【請求項６】
前記土壌用センサ機器の下端部又は上端部に設けられた圧力センサをさらに備え、
前記制御部は、前記圧力センサにより得られる計測データに基づいて、前記土壌用センサ機器が土壌に差し込まれたか否か、及び前記土壌用センサ機器が土壌から抜き出されたか否かを判定する、請求項４に記載の土壌用センサ機器。
【請求項７】
前記制御部は、前記期間内において前記通信部が測位要求を受信した場合には、前記測位要求の受信に応じて、前記測位を行うよう前記測位部を制御する、請求項４に記載の土壌用センサ機器。
【請求項８】
前記制御部は、前記土壌用センサ機器が土壌から抜き出されたと判定した場合に、前記土壌用センサ機器が土壌から抜き出されたことを示す警告情報を送信するよう前記通信部を制御する、請求項４乃至７のいずれか１項に記載の土壌用センサ機器。
【請求項９】
前記制御部は、少なくとも前記土壌用センサ機器が土壌から抜き出されたと判定するまで、所定周期で複数回にわたって土壌の状態を計測するよう前記土壌センサを制御する、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の土壌用センサ機器。
【請求項１０】
土壌用センサ機器を制御するための制御方法であって、
前記土壌用センサ機器が土壌に差し込まれたか否かを判定する判定ステップと、
前記土壌用センサ機器が土壌に差し込まれたと判定された場合に、衛星信号を用いて測位を行う測位ステップと、
土壌の状態を計測する計測ステップと、
前記計測ステップにより得られる計測データ及び前記測位ステップにより得られる測位データを送信する送信ステップと、
を備える制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土壌用センサ機器及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、土壌の状態を計測する土壌用センサ機器が提案されている。特許文献１に記載のシステムは、土壌に差し込まれた状態で使用され、土壌の水分量を計測して計測データを無線通信により送信する複数の土壌用センサ機器と、通信ネットワークを介して各土壌用センサ機器からの計測データを収集する収集装置とを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１５１０４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
土壌用センサ機器の位置管理を行うために、衛星信号を用いて測位を行う機能を土壌用センサ機器に設け、土壌用センサ機器から測位データを収集することが考えられる。しかしながら、そのような測位は消費電力が大きいため、土壌用センサ機器が定期的に測位を行うと消費電力が増大し、土壌用センサ機器のバッテリ駆動が可能な時間が短くなってしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、消費電力の増大を抑制しつつ、測位データを送信可能な土壌用センサ機器及び制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様に係る土壌用センサ機器は、無線通信を行う通信部と、土壌の状態を計測する土壌センサと、衛星信号を用いて測位を行う測位部と、前記土壌センサにより得られる計測データ及び前記測位部により得られる測位データを送信するよう前記通信部を制御する制御部とを備える。前記制御部は、前記土壌用センサ機器が土壌に差し込まれたか否かを判定し、前記土壌用センサ機器が土壌に差し込まれたと判定された場合に、前記測位を行うよう前記測位部を制御する。
【０００７】
一態様に係る制御方法は、土壌用センサ機器を制御するための方法である。前記制御方法は、前記土壌用センサ機器が土壌に差し込まれたか否かを判定する判定ステップと、前記土壌用センサ機器が土壌に差し込まれたと判定された場合に、衛星信号を用いて測位を行う測位ステップと、土壌の状態を計測する計測ステップと、前記計測ステップにより得られる計測データ及び前記測位ステップにより得られる測位データを送信する送信ステップとを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、消費電力の増大を抑制しつつ、測位データを送信可能な土壌用センサ機器及び制御方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る土壌モニタリングシステムの構成を示す図である。
【図２】実施形態に係る土壌用センサ機器の構成を示す図である。
【図３】実施形態に係る測位アンテナの構成例を示す図である。
【図４】実施形態に係る土壌用センサ機器に圧力センサを設ける構成を示す図である。
【図５】実施形態に係る土壌用センサ機器の動作例を示す図である。
【図６】図５のステップＳ１１０及びＳ１１１ついての詳細な動作例１を示す図である。
【図７】図５のステップＳ１１０及びＳ１１１ついての詳細な動作例２を示す図である。
【図８】図５に示した動作の変更例を示す図である。
【図９】図４に示した圧力センサの変更例を示す図である。
【図１０】図１に示した土壌用センサ機器の形状の変更例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下において、実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
【００１１】
但し、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なる場合があることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係又は比率が異なる部分が含まれている場合があることは勿論である。
【００１２】
（システム構成）
図１は、実施形態に係る土壌モニタリングシステム１の構成を示す図である。図１に示すように、土壌モニタリングシステム１は、土壌用センサ機器１００と、サーバ３００とを有する。
【００１３】
土壌用センサ機器１００は、土壌の状態を計測する機器である。土壌用センサ機器１００は、片側が土壌に差し込まれるとともに、当該片側の反対側が土壌よりも上方に位置する状態で使用される。例えば、土壌用センサ機器１００は、土壌に対して垂直に差し込まれる。なお、以下において、「垂直」とは、土壌の表面に対して直角をなす方向をいう。また、土壌用センサ機器１００において、土壌に差し込まれる側（片側）を下側といい、当該片側の反対側を上側という。
【００１４】
土壌用センサ機器１００は、その上側部分が円筒状に構成されており、その下側部分が円錐状に構成されている。土壌用センサ機器１００は、その下側部分の表面に、土壌の状態を計測する土壌センサ１１０が設けられている。土壌センサ１１０の詳細については後述する。
【００１５】
土壌用センサ機器１００は、無線通信機能を有する。例えば、土壌用センサ機器１００は、ＬＰＷＡ（Ｌｏｗ  Ｐｏｗｅｒ  Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ）技術を用いた無線通信機能を有する。土壌用センサ機器１００は、通信ネットワーク２００に含まれる基地局２１０との無線通信を行う。
【００１６】
土壌用センサ機器１００は、衛星信号を用いた測位機能を有する。例えば、土壌用センサ機器１００は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）等のＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）機能を有する。
【００１７】
土壌用センサ機器１００は、土壌センサ１１０により得られる計測データ及び測位により得られる測位データを、通信ネットワーク２００を介してサーバ３００に送信する。測位データは、緯度・経度データを含む。測位データは、高度データをさらに含んでもよい。
【００１８】
通信ネットワーク２００は、土壌用センサ機器１００との無線通信を行う基地局２１０を有する。通信ネットワーク２００は、狭域通信網（ＬＡＮ：Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、高域通信網（ＷＡＮ：Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、及びインターネットのうち少なくとも１つを含む。
【００１９】
サーバ３００は、土壌用センサ機器１００から計測データ及び測位データを収集し、収集したデータを管理する装置である。サーバ３００は、通信ネットワーク２００に接続されている。サーバ３００は、通信ネットワーク２００を介して土壌用センサ機器１００からデータを取得し、取得したデータを管理する。例えば、サーバ３００は、測位データと関連付けて計測データを管理する。
【００２０】
（土壌用センサ機器の構成）
図２は、土壌用センサ機器１００の構成を示す図である。まず、土壌用センサ機器１００を構成する各部について説明する。図２に示すように、土壌用センサ機器１００は、その筐体１０１の内部に、土壌センサ１１０と、通信部１２０と、測位部１３０と、傾きセンサ１４０と、制御部１５０と、バッテリ１６０とを有する。
【００２１】
土壌センサ１１０は、制御部１５０の制御下で土壌の状態を計測し、計測して得られた計測データを制御部１５０に出力する。例えば、土壌センサ１１０は、土壌の水分量を計測する水分量センサ１１１と、土壌のＥＣ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）を計測するＥＣセンサ１１２と、土壌のｐＨを計測するｐＨセンサ１１３と、土壌の温度を計測する温度センサ１１４とを有する。なお、ＥＣとは、硝酸態窒素含有量の指標となる土壌中の電気伝導率をいい、土壌中の肥料の濃度を表す計測データである。
【００２２】
通信部１２０は、制御部１５０の制御下で無線通信を行う。通信部１２０は、通信アンテナ１２１と、無線機１２２とを有する。無線機１２２は、送信動作として、制御部１５０から入力されたデータを符号化し、無線信号の通信チャネルで送信できるように変調し、デジタルーアナログ変換処理、アップコンバート、及びアナログ信号の増幅等を行い、通信アンテナ１２１を介して無線信号を送信する。無線機１２２は、受信動作として、通信アンテナ１２１において受信された無線信号の増幅、ダウンコンバート、及びアナログ−デジタル変換処理等を行い、デジタル信号を復調及び復号し、復号したデータを制御部１５０に出力する。
【００２３】
測位部１３０は、制御部１５０の制御下で測位を行い、測位データを制御部１５０に出力する。測位部１３０は、測位アンテナ１３１と、ＧＮＳＳ受信機１３２とを有する。ＧＮＳＳ受信機１３２は、測位アンテナ１３１が受信する衛星信号を用いて測位を行う。ＧＮＳＳ受信機１３２は、例えばＧＰＳ受信機である。ＧＮＳＳ受信機１３２は、ＧＬＯＮＡＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）、ＩＲＮＳＳ（Ｉｎｄｉａｎ  Ｒｅｇｉｏｎａｌ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎａｌ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）、ＣＯＭＰＡＳＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、或いは準天頂衛星システム（ＱＺＳＳ：Ｑｕａｓｉ−Ｚｅｎｉｔｈ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅｓ  Ｓｙｓｔｅｍ）等の受信機を含んで構成されてもよい。
【００２４】
傾きセンサ１４０は、土壌用センサ機器１００の傾きを検出するためのセンサである。傾きセンサ１４０は傾きを検出可能なセンサであればどのようなセンサを用いてもよいが、例えば、加速度センサ、ジャイロセンサ又は振り子式の傾斜センサ等を用いることができる。傾きセンサ１４０は、制御部１５０の制御下で、土壌用センサ機器１００の傾きを表す傾きデータを制御部１５０に出力する。
【００２５】
制御部１５０は、土壌センサ１１０、通信部１２０、測位部１３０、及び傾きセンサ１４０を制御する。制御部１５０は、プロセッサ１５１と、メモリ１５２とを有する。メモリ１５２は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）を含んでもよい。メモリ１５２は、プロセッサ１５１により実行されるプログラム及び各種のデータを記憶する。プロセッサ１５１は、メモリ１５２に記憶されたプログラムを実行することにより各種の制御及び処理を行う。なお、無線機１２２及びＧＮＳＳ受信機１３２のうち少なくとも一方は、プロセッサ１５１及びメモリ１５２のうち少なくとも一方と同一チップ上に集積化されていてもよい。
【００２６】
例えば、制御部１５０は、土壌センサ１１０により得られる計測データ及び測位部１３０により得られる測位データを送信するよう通信部１２０を制御する。制御部１５０は、計測データ及び測位データを同じタイミングで送信してもよいし、互いに異なるタイミングで送信してもよい。制御部１５０は、計測データの送信時及び測位データの送信時に、土壌用センサ機器１００の識別子をさらに送信してもよい。制御部１５０は、後述する警告情報の送信時にも、土壌用センサ機器１００の識別子をさらに送信してもよい。
【００２７】
また、制御部１５０は、適切なタイミングで測位を行うように測位部１３０（ＧＮＳＳ受信機１３２）を制御する。測位の制御動作の詳細については後述する。
【００２８】
バッテリ１６０は、土壌用センサ機器１００の各部に供給するべき電力を蓄える。バッテリ１６０は、使い切りの一時電池であってもよいし、充電可能な二次電池であってもよい。バッテリ１６０は、土壌用センサ機器１００に着脱可能であってもよい。
【００２９】
次に、土壌用センサ機器１００を構成する各部の配置（レイアウト）について説明する。図２において、土壌用センサ機器１００の筐体１０１を上下に２等分した場合における下側を下側部分１００Ｄとし、上側を上側部分１００Ｕとしている。但し、土壌用センサ機器１００の筐体１０１を３等分した場合における下側を下側部分１００Ｄとし、上側を上側部分１００Ｕとし、中間を中間部分としてもよい。
【００３０】
土壌センサ１１０は、土壌用センサ機器１００の下側部分１００Ｄに配置されている。例えば、土壌センサ１１０は、下側部分１００Ｄの筐体１０１の表面に露出した状態で配置されている。
【００３１】
測位部１３０の測位アンテナ１３１は、土壌用センサ機器１００の上側部分１００Ｕに配置されている。例えば、測位アンテナ１３１は、筐体１０１の上端部近傍に配置されている。測位アンテナ１３１は、筐体１０１の上端部から露出又は突出した状態で配置されてもよい。図１に示したように、土壌用センサ機器１００の使用状態において、土壌用センサ機器１００の上側部分１００Ｕは土壌よりも上方に位置するため、衛星信号を良好な状態で受信できる。測位アンテナ１３１は、下側から上側への方向に対する指向性を有する指向性アンテナであってもよい。
【００３２】
図３は、測位アンテナ１３１の構成例を示す図である。図３において、測位アンテナ１３１が平面アンテナとして構成される一例を示している。図３に示すように、測位アンテナ１３１は、筐体１０１の上端部近傍に配置されており、基板１３１ａと、基板１３１ａ上に形成されたアンテナ面１３１ｂとを有する。測位アンテナ１３１は、下側から上側への方向に対する指向性を有する。図３において、測位アンテナ１３１の指向性パターンを破線で示している。このような指向性を測位アンテナ１３１に持たせることにより、衛星信号を良好な状態で受信できる。
【００３３】
図２に示すように、通信部１２０の通信アンテナ１２１は、測位アンテナ１３１と同様に、土壌用センサ機器１００の上側部分１００Ｕに配置されていてもよい。これにより、無線信号を良好な状態で送受信できる。例えば、通信アンテナ１２１は、筐体１０１の上端部近傍に配置されている。通信アンテナ１２１は、筐体１０１の上端部から露出又は突出した状態で配置されてもよい。通信アンテナ１２１は、指向性アンテナであってもよいし、無指向性アンテナであってもよい。
【００３４】
なお、無線機１２２、ＧＮＳＳ受信機１３２、制御部１５０、及びバッテリ１６０は、上側部分１００Ｕに配置されていてもよいし、下側部分１００Ｄに配置されていてもよいし、中間部分に配置されていてもよい。また、通信部１２０の無線機１２２、測位部１３０のＧＮＳＳ受信機１３２、及び制御部１５０は、同一の基板上に搭載されていてもよいし、異なる基板上に搭載されていてもよい。
【００３５】
傾きセンサ１４０は、土壌用センサ機器１００の上側部分１００Ｕに配置されていてもよい。土壌用センサ機器１００が傾く際、土壌側（下側）を支点として傾き、上側の方が下側に比べて変位量が大きい。このため、傾きセンサ１４０を上側部分１００Ｕに配置することにより、傾きを検知しやすくすることができる。
【００３６】
（測位の制御動作１）
測位の制御動作１において、制御部１５０は、傾きセンサ１４０を用いて検出された傾きに基づいて測位部１３０を制御する。例えば、制御部１５０は、垂直方向を基準とした土壌用センサ機器１００の傾きが所定値以内である場合に、測位を行うよう測位部１３０を制御する。所定値は、測位アンテナ１３１の指向性に応じて定められてもよく、例えば４５°〜９０°の範囲内の値としてもよい。制御部１５０は、測位部１３０により得られた測位データを送信するよう通信部１２０を制御する。
【００３７】
測位アンテナ１３１が上方に指向性を有する場合（図３参照）において、土壌用センサ機器１００が大きく傾くと、測位アンテナ１３１が衛星信号を適切に受信できず、正常な測位を行うことが難しい。よって、測位アンテナ１３１が衛星信号を受信できると想定される状況下において測位を行うことにより、測位を適切に行うことができる。
【００３８】
制御部１５０は、垂直方向を基準とした土壌用センサ機器１００の傾きが所定値を超える場合に、測位部１３０に測位を実行させずに、傾きが所定値を超えることを示す警告情報を送信するよう通信部１２０を制御してもよい。このような警告情報は、土壌用センサ機器１００が転倒したことを示す情報であってもよい。
【００３９】
測位アンテナ１３１が衛星信号を受信できないと想定される状況下において測位を行わないことにより、測位が無駄に行われることによる消費電力の増大を抑制できる。また、警告情報を送信することにより、土壌用センサ機器１００の傾きを元に戻すように促すことができる。
【００４０】
制御部１５０は、垂直方向を基準とした土壌用センサ機器１００の傾きが所定値以内である場合であって、測位部１３０が測位に失敗した場合に、遮蔽物が存在することを示す警告情報を送信するよう通信部１２０を制御してもよい。土壌用センサ機器１００が大きく傾いていない状況において、測位部１３０が測位に失敗した場合、土壌用センサ機器１００の周辺に遮蔽物が存在する可能性が高い。よって、遮蔽物が存在する旨の警告情報を送信することにより、遮蔽物を取り除くことを促すことができる。
【００４１】
なお、遮蔽物が存在することを示す警告情報の送信先は、サーバ３００であってもよいし、サーバ３００とは異なる装置であってもよい。制御部１５０は、サーバ３００とは異なる装置であって、予め登録されている送信先（例えば、土壌用センサ機器１００のユーザの端末）に警告情報を送信してもよい。
【００４２】
（測位の制御動作２）
測位の制御動作２において、制御部１５０は、土壌用センサ機器１００が土壌に差し込まれたか否かを判定し、土壌用センサ機器１００が土壌に差し込まれたと判定された場合に、測位を行うよう測位部１３０を制御する。これにより、土壌用センサ機器１００の初期設置時や設置位置の変更時に測位を行うことができるため、必要以上に頻繁に測位を行うことを抑制できる。制御部１５０は、測位部１３０により得られた測位データを送信するよう通信部１２０を制御する。
【００４３】
制御部１５０は、測位を行うよう測位部１３０を制御した後、土壌用センサ機器１００が土壌から抜き出されて再び土壌に差し込まれるまでの期間内において、測位を行わないよう測位部１３０を制御してもよい。これにより、土壌用センサ機器１００の設置位置が変更された場合に限って土壌用センサ機器１００が自発的に測位を行うことができるため、測位による消費電力の増大を抑制できる。
【００４４】
但し、制御部１５０は、測位を行うよう測位部１３０を制御した後、土壌用センサ機器１００が土壌から抜き出されて再び土壌に差し込まれるまでの期間内において、通信部１２０が測位要求を受信した場合には、測位要求の受信に応じて、測位を行うよう測位部１３０を制御してもよい。測位要求は、サーバ３００から送信されてもよいし、サーバ３００とは異なる装置（例えば、土壌用センサ機器１００のユーザの端末）から送信されてもよい。制御部１５０は、測位要求に応じて測位を行った場合に、測位部１３０により得られた測位データを送信するよう通信部１２０を制御する。
【００４５】
制御部１５０は、土壌センサ１１０により得られる計測データに基づいて、土壌用センサ機器１００が土壌に差し込まれたか否か、及び土壌用センサ機器１００が土壌から抜き出されたか否かを判定してもよい。これにより、判定専用に部材を別途設けることなく、土壌用センサ機器１００が元々有する土壌センサ１１０を活用して、土壌用センサ機器１００が土壌に差し込まれたか否かを判定できる。
【００４６】
このような判定に用いる土壌センサ１１０としては、ＥＣセンサ１１２を用いてもよい。制御部１５０は、土壌中のＥＣの値がとりうる値域（又は空気中のＥＣの値がとりうる値域）を予め記憶しており、ＥＣセンサ１１２により得られたＥＣ値と予め記憶している値域とを比較することにより、土壌用センサ機器１００が土壌に差し込まれた状態にあるか否かを判定する。制御部１５０は、ＥＣセンサ１１２によりＥＣ値を周期的に取得し、土壌用センサ機器１００が土壌に差し込まれていない状態と土壌に差し込まれた状態との間の状態遷移を検知する。
【００４７】
なお、ＥＣセンサ１１２に加えて、又はＥＣセンサ１１２に代えて、他のセンサ（水分量センサ１１１、ｐＨセンサ１１３、または温度センサ１１４）を判定に用いてもよい。
【００４８】
或いは、圧力を検出するための圧力センサを土壌用センサ機器１００に設けてもよい。圧力センサは、圧力を検出可能なセンサであればどのようなセンサを用いてもよい。一定圧力で作動するスイッチ（可動部）を圧力センサとして用いてもよい。
【００４９】
制御部１５０は、圧力センサにより検出される圧力（計測データ）に基づいて、土壌用センサ機器１００が土壌に差し込まれたか否か、及び土壌用センサ機器１００が土壌から抜き出されたか否かを判定してもよい。これにより、土壌センサ１１０を用いて判定を行う場合に比べて、土壌用センサ機器１００が土壌に差し込まれていない状態では土壌センサ１１０を作動させる必要がなく消費電力の増大を抑制できる。
【００５０】
図４は、土壌用センサ機器１００の下端部に圧力センサ１０２を設ける構成を示す図である。図４に示す圧力センサ１０２は、土壌用センサ機器１００の下端部に加わる圧力を検出し、圧力の検出値を制御部１５０に出力する。
【００５１】
制御部１５０は、圧力センサ１０２から入力される圧力検出値に基づいて、土壌用センサ機器１００が土壌に差し込まれたか否かを判定する。例えば、制御部１５０は、圧力センサ１０２から圧力検出値を周期的に取得し、圧力がゼロ程度の値から閾値を超える値に変化し、圧力が閾値を超える状態が一定期間継続する場合に、土壌用センサ機器１００が土壌に差し込まれたと判定してもよい。また、制御部１５０は、圧力センサ１０２から圧力検出値を周期的に取得し、圧力が閾値を超える値からゼロ程度の値に変化し、圧力がゼロ程度である状態が一定期間継続する場合に、土壌用センサ機器１００が土壌から抜き出されたと判定してもよい。
【００５２】
制御部１５０は、土壌センサ１１０により得られる計測データに基づく判定と、圧力センサ１０２により得られる計測データに基づく判定とを組み合わせて実行してもよい。例えば、土壌用センサ機器１００が土壌に差し込まれていない状態において、制御部１５０は、土壌センサ１１０が計測を行わないように維持しつつ、圧力センサ１０２により得られる計測データに基づいて土壌用センサ機器１００が土壌に差し込まれたか否かを判定してもよい。一方、土壌用センサ機器１００が土壌に差し込まれている状態において、制御部１５０は、土壌センサ１１０により得られる計測データと圧力センサ１０２により得られる計測データとの両方に基づいて、土壌用センサ機器１００が土壌から抜き出されたか否かを判定してもよい。
【００５３】
制御部１５０は、土壌用センサ機器１００が土壌から抜き出されたと判定した場合に、土壌用センサ機器１００が土壌から抜き出されたことを示す警告情報を送信するよう通信部１２０を制御してもよい。これにより、土壌用センサ機器１００のユーザが意図せずに土壌用センサ機器１００が土壌から抜き出されたような場合でも、土壌用センサ機器１００が土壌から抜き出されたことを通知できる。
【００５４】
なお、土壌用センサ機器１００が土壌から抜き出されたことを示す警告情報の送信先は、サーバ３００であってもよいし、サーバ３００とは異なる装置であってもよい。制御部１５０は、サーバ３００とは異なる装置であって、予め登録されている送信先（例えば、土壌用センサ機器１００のユーザの端末）に警告情報を送信してもよい。
【００５５】
制御部１５０は、少なくとも土壌用センサ機器１００が土壌から抜き出されたと判定するまで、所定周期で複数回にわたって土壌の状態を計測するよう土壌センサ１１０を制御してもよい。制御部１５０は、土壌センサ１１０により得られた計測データを送信するよう通信部１２０を制御する。制御部１５０は、土壌の状態を計測する度に計測データを送信するよう通信部１２０を制御してもよい。制御部１５０は、土壌の状態を計測した際の時刻情報（タイムスタンプ）を計測データと対応付けて蓄積し、例えばサーバ３００からの送信要求に応じて、計測データと時刻情報とのセットを複数まとめて送信するよう通信部１２０を制御してもよい。
【００５６】
（土壌用センサ機器の動作例）
図５は、土壌用センサ機器１００の動作例を示す図である。
【００５７】
図５に示すように、ステップＳ１０１において、制御部１５０は、土壌センサ１１０により得られる計測データ及び圧力センサ１０２により得られる計測データの少なくとも一方に基づいて、土壌用センサ機器１００が土壌に差し込まれたか否かを判定する。
【００５８】
土壌用センサ機器１００が土壌に差し込まれたと判定した場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、ステップＳ１０２において、制御部１５０は、傾きを検出するよう傾きセンサ１４０を制御する。一方、土壌用センサ機器１００が土壌に差し込まれていないと判定した場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、制御部１５０は、ステップＳ１０１の処理を繰り返す。
【００５９】
ステップＳ１０３において、制御部１５０は、ステップＳ１０２で検出した傾きが所定値以内であるか否かを判定する。傾きが所定値を超える場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、ステップＳ１１１において、制御部１５０は、測位部１３０に測位を実行させずに、傾きが所定値を超えることを示す警告情報を送信するよう通信部１２０を制御する。
【００６０】
ステップＳ１０２で検出した傾きが所定値以内である場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ステップＳ１０４において、制御部１５０は、測位を行うよう測位部１３０を制御する。
【００６１】
ステップＳ１０５において、制御部１５０は、ステップＳ１０２で測位データを取得できたか否かを判定する。ステップＳ１０２で測位データを取得できなかった場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、すなわち、測位に失敗した場合、ステップＳ１１１において、制御部１５０は、遮蔽物が存在することを示す警告情報を送信するよう通信部１２０を制御する。
【００６２】
ステップＳ１０２で測位データを取得できた場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、すなわち、測位に成功した場合、ステップＳ１０６において、制御部１５０は、ステップＳ１０２での測位により得られた測位データを送信するよう通信部１２０を制御する。
【００６３】
ステップＳ１０７において、制御部１５０は、土壌の状態を計測（土壌センシング）するよう土壌センサ１１０を制御する。
【００６４】
ステップＳ１０８において、制御部１５０は、ステップＳ１０７での計測により得られた計測データを送信するよう通信部１２０を制御する。
【００６５】
ステップＳ１０９において、制御部１５０は、一定時間の間スリープモードに入る。スリープモードにおいては、土壌用センサ機器１００の各部の動作を停止又は制限することにより低消費電力の状態に保たれる。スリープモードとする一定時間を可変として、例えばサーバ３００から一定時間の値（すなわち、タイマ値）を通信により土壌用センサ機器１００に設定してもよい。
【００６６】
ステップＳ１１０において、制御部１５０は、土壌用センサ機器１００が土壌から抜き出されたか否かを判定する。土壌用センサ機器１００が土壌から抜き出されたと判定した場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、ステップＳ１１１において、制御部１５０は、土壌用センサ機器１００が土壌から抜き出されたことを示す警告情報を送信するよう通信部１２０を制御する。
【００６７】
一方、土壌用センサ機器１００が土壌から抜き出されていないと判定した場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、制御部１５０は、ステップＳ１０７に処理を戻し、土壌センシングを再び実行させる。
【００６８】
図６は、図５のステップＳ１１０及びＳ１１１ついての詳細な動作例１を示す図である。具体的には、図６は、土壌用センサ機器１００が土壌から抜き出されたと判定された場合の詳細な動作例を示す。なお、本動作例においては、傾きセンサ１４０が加速度センサであることを想定している。
【００６９】
図６に示すように、ステップＳ１１０Ａにおいて、制御部１５０は、土壌センサ１１０及び／又は圧力センサ１０２により得られる計測データに基づいて、土壌用センサ機器１００が土壌から抜けたと判定する。
【００７０】
ステップＳ１１０Ｂにおいて、制御部１５０は、傾きセンサ１４０（加速度センサ）が検出する加速度を取得するとともに、加速度方向（加速度の向き）を判定する。
【００７１】
ステップＳ１１０Ｃにおいて、制御部１５０は、ステップＳ１１０Ｂで判定した加速度方向が上方向であるか又は横方向であるかを確認する。
【００７２】
加速度方向が上方向である場合、ステップＳ１１０Ｄにおいて、制御部１５０は、土壌用センサ機器１００が人により抜き出されたと判定する。この場合、ステップＳ１１１Ａにおいて、制御部１５０は、土壌用センサ機器１００が人により抜き出されたことを示す警告情報を送信するよう通信部１２０を制御する。
【００７３】
一方、加速度方向が横方向である場合、ステップＳ１１０Ｅにおいて、制御部１５０は、土壌用センサ機器１００が人以外の要因（例えば風など）により抜けたと判定する。この場合、ステップＳ１１１Ｂにおいて、制御部１５０は、土壌用センサ機器１００が風などで抜けたことを示す警告情報を送信するよう通信部１２０を制御する。
【００７４】
図７は、図５のステップＳ１１０及びＳ１１１ついての詳細な動作例２を示す図である。具体的には、図７は、土壌用センサ機器１００が土壌から抜き出されたと判定された場合の詳細な動作例であって、図６とは別のパターンの動作例を示す。
【００７５】
図７に示すように、ステップＳ１１０ａにおいて、制御部１５０は、土壌センサ１１０及び／又は圧力センサ１０２により得られる計測データに基づいて、土壌用センサ機器１００が土壌から抜けたと判定する。
【００７６】
ステップＳ１１０ｂにおいて、制御部１５０は、複数回の測位を行うように測位部１３０（ＧＮＳＳ受信機１３２）を制御する。制御部１５０は、土壌用センサ機器１００が土壌から抜けたと判定した後、周期的に（例えば、１０秒間隔、３０秒間隔、又は１分間隔等）で測位を行うように測位部１３０（ＧＮＳＳ受信機１３２）を制御してもよい。測位を行う回数は予め設定されており、例えば５回程度である。
【００７７】
ステップＳ１１０ｃにおいて、制御部１５０は、ステップＳ１１０ｂにおける複数回の測位の結果に基づいて、自身（土壌用センサ機器１００）が移動しているか否かを判定する。例えば、制御部１５０は、ステップＳ１１０ｂにおける複数回の測位により得られた位置データの分散が所定値以上である場合、又は、複数回の測位により得られた位置データに対応する位置がある方向に沿って遷移している場合に、土壌用センサ機器１００が移動していると判定してもよい。
【００７８】
土壌用センサ機器１００が移動していると判定した場合（ステップＳ１１０ｃ：ＹＥＳ）、ステップＳ１１０ｄにおいて、制御部１５０は、土壌用センサ機器１００が人により抜き出されたと判定する。この場合、ステップＳ１１１ａにおいて、制御部１５０は、土壌用センサ機器１００が人により抜き出されたことを示す警告情報を送信するよう通信部１２０を制御する。
【００７９】
一方、土壌用センサ機器１００が移動していないと判定した場合（ステップＳ１１０ｃ：ＮＯ）、ステップＳ１１０eにおいて、制御部１５０は、土壌用センサ機器１００が人以外の要因（例えば風など）により抜けたと判定する。この場合、ステップＳ１１１ｂにおいて、制御部１５０は、土壌用センサ機器１００が風などで抜けたことを示す警告情報を送信するよう通信部１２０を制御する。
【００８０】
なお、図６に示す動作例１と、図７に示す動作例２とを併用してもよい。例えば、制御部１５０は、加速度方向が上方向であって、且つ、土壌用センサ機器１００が移動していると判定した場合に、土壌用センサ機器１００が人により抜き出されたと判定してもよい。制御部１５０は、加速度方向が横方向であって、且つ、土壌用センサ機器１００が移動していないと判定した場合に、土壌用センサ機器１００が風などで抜けたと判定してもよい。
【００８１】
（土壌用センサ機器の動作の変更例）
図８は、図５に示した動作の変更例を示す図である。図８に示す動作例では、土壌用センサ機器１００は測位データと計測データとのセットを周期的に送信する。土壌用センサ機器１００は、図５の動作を行うモードと図８の動作を行うモードとを切替可能であってもよい。例えばサーバ３００が通信によりモード切替を行ってもよい。
【００８２】
図８に示すように、ステップＳ２０１乃至Ｓ２０５の動作は、図５に示した動作と同様である。
【００８３】
ステップＳ２０４で測位データを取得できた場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、すなわち、測位に成功した場合、ステップＳ２０６において、制御部１５０は、土壌の状態を計測（土壌センシング）するよう土壌センサ１１０を制御する。
【００８４】
ステップＳ２０７において、制御部１５０は、ステップＳ２０４での測位により得られた測位データとステップＳ２０６での計測により得られた計測データとのセットを送信するよう通信部１２０を制御する。
【００８５】
ステップＳ２０８において、制御部１５０は、一定時間の間スリープモードに入る。
【００８６】
ステップＳ２０９において、制御部１５０は、土壌用センサ機器１００が土壌から抜き出されたか否かを判定する。土壌用センサ機器１００が土壌から抜き出されたと判定した場合（ステップＳ２０９：ＹＥＳ）、ステップＳ２１１において、制御部１５０は、土壌用センサ機器１００が土壌から抜き出されたことを示す警告情報を送信するよう通信部１２０を制御する。
【００８７】
一方、土壌用センサ機器１００が土壌から抜き出されていないと判定した場合（ステップＳ２０９：ＮＯ）、制御部１５０は、ステップＳ２０２に処理を戻し、再び傾きを検出するよう傾きセンサ１４０を制御する。
【００８８】
（圧力センサの変更例）
図９は、図４に示した圧力センサ１０２の変更例を示す図である。
【００８９】
図９に示すように、本変更例では、土壌用センサ機器１００の上端部に圧力センサ１０２を設けている。図９に示す圧力センサ１０２は、土壌用センサ機器１００の上端部に加わる圧力を検出し、圧力の検出値を制御部１５０に出力する。ユーザが土壌用センサ機器１００を土壌に差し込む際に、土壌用センサ機器１００を上から押す力を圧力センサ１０２により検出できる。
【００９０】
制御部１５０は、圧力センサ１０２から入力される圧力検出値に基づいて、土壌用センサ機器１００が土壌に差し込まれたか否かを判定する。例えば、制御部１５０は、圧力センサ１０２が閾値以上の圧力を検出した場合に、土壌用センサ機器１００が土壌に差し込まれたと判定してもよい。
【００９１】
（土壌用センサ機器の形状の変更例）
図１０は、図１に示した土壌用センサ機器１００の形状の変更例を示す図である。
【００９２】
図１に示した土壌用センサ機器１００（筐体１０１）は、その上側部分が円筒状に構成されており、その下側部分が円錐状に構成されていた。
【００９３】
しかしながら、図１０Ａに示すように、土壌用センサ機器１００（筐体１０１）は、四角錐状に構成されていてもよい。或いは、図１０Ｂに示すように、土壌用センサ機器１００（筐体１０１）は、円柱状に構成されていてもよい。
【００９４】
或いは、図１０Ｃに示すように、土壌用センサ機器１００は、その上側部分が直方体状の筐体１０１により構成されており、その下側部分が板状の土壌センサ１１０により構成されてもよい。図１０（Ｃ）では、２つの電極により土壌センサ１１０が構成される一例を示している。土壌センサ１１０が板状に構成される場合に限らず、土壌センサ１１０が棒状に構成されてもよい。
【００９５】
（その他の実施形態）
上述した実施形態において、測位アンテナ１３１が指向性アンテナである一例について説明した。測位アンテナ１３１は、指向性が可変な可変指向性アンテナであってもよい。可変指向性アンテナは、例えば、複数のアンテナ素子を有するアンテナアレイであってもよい。無線機１２２及び制御部１５０は、アンテナ素子ごとに重み付けを行うことにより測位アンテナ１３１の指向性を制御する。或いは、測位アンテナ１３１をアクチュエータにより物理的に傾けることにより測位アンテナ１３１の指向性を制御してもよい。このような前提下において、制御部１５０は、傾きセンサ１４０を用いて検出された傾きに基づいて、測位アンテナ１３１の指向性を調整してもよい。例えば、制御部１５０は、土壌用センサ機器１００が傾いても測位アンテナ１３１の指向性が上方（天頂）を向くように、重み付け又はアクチュエータを制御する。これにより、土壌用センサ機器１００が傾いた場合でも、測位アンテナ１３１が良好な受信状態を保ちやすくすることができる。
【００９６】
上述した実施形態において、土壌用センサ機器１００が通信ネットワーク２００を介してサーバ３００との通信を行う一例について説明した。しかしながら、無線通信機能を有するサーバ３００を用いる場合、土壌用センサ機器１００は、通信ネットワーク２００を介さずに直接的にサーバ３００との通信を行ってもよい。
【００９７】
土壌用センサ機器１００が行う各処理をコンピュータに実行させるプログラムが提供されてもよい。プログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、コンピュータにプログラムをインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の記録媒体であってもよい。
【００９８】
以上、図面を参照して実施形態について詳しく説明したが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【符号の説明】
【００９９】
１        ：土壌モニタリングシステム
１００    ：土壌用センサ機器
１００Ｄ  ：下側部分
１００Ｕ  ：上側部分
１０１    ：筐体
１０２    ：圧力センサ
１１０    ：土壌センサ
１１１    ：水分量センサ
１１２    ：ＥＣセンサ
１１３    ：ｐＨセンサ
１１４    ：温度センサ
１２０    ：通信部
１２１    ：通信アンテナ
１２２    ：無線機
１３０    ：測位部
１３１    ：測位アンテナ
１３１ａ  ：基板
１３１ｂ  ：アンテナ面
１３２    ：ＧＮＳＳ受信機
１４０    ：傾きセンサ
１５０    ：制御部
１５１    ：プロセッサ
１５２    ：メモリ
１６０    ：バッテリ
２００    ：通信ネットワーク
２１０    ：基地局
３００    ：サーバ
【図１】
2020051845.tif 000003
【図２】
2020051845.tif 000004
【図３】
2020051845.tif 000005
【図４】
2020051845.tif 000006
【図５】
2020051845.tif 000007
【図６】
2020051845.tif 000008
【図７】
2020051845.tif 000009
【図８】
2020051845.tif 000010
【図９】
2020051845.tif 000011
【図１０】
2020051845.tif 000012