(57)【要約】【課題】農作物の成長を左右する環境データを確実に収集することができる農場環境観測システムを提供する。【解決手段】複数の観測部３と、使用者が携帯し複数の観測部３から順にデータ収集するデータ集積部４とから構成され、観測部３は、農地の環境を計測する環境計測手段５と、環境計測手段５で計測されたデータを保存するデータ一時保存手段６と、データ一時保存手段６に保存されたデータを無線通信によって送信する観測部通信手段７とを有し、データ集積部４は、観測部３の観測部通信手段７から送られたデータを受信する集積部通信手段８と、集積部通信手段８で受信されたデータを保存するデータ保存手段９と、複数の観測部３のうち集積部通信手段８で無線通信する観測部３を選択する通信制御手段１０と有し、通信制御手段１０は、複数の観測部３からのデータ収集に際し、無線通信を行う観測部の順番を以前のデータ収集の結果に基づいて変更する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の観測部と、使用者が携帯し定期的に行われる巡回作業に伴って複数の観測部から順にデータ収集するデータ集積部と、から構成され、
前記観測部は、
農地の環境を計測する環境計測手段と、
前記環境計測手段で計測されたデータを保存するデータ一時保存手段と、
前記データ一時保存手段に保存されたデータを無線通信によって送信する観測部通信手段と、を有し、
前記データ集積部は、
前記観測部の前記観測部通信手段から送られたデータを受信する集積部通信手段と、
前記集積部通信手段で受信されたデータを保存するデータ保存手段と、
前記複数の観測部のうち前記集積部通信手段で無線通信する前記観測部を選択する通信制御手段と、有し、
前記通信制御手段は、前記複数の観測部からのデータ収集の際に、無線通信を行う観測部の順番を以前のデータ収集の結果に基づいて変更する構成とした農場環境観測システム。
【請求項２】
通信制御手段は、前回行われたデータ収集の際にデータ送信が完了しなかった観測部を優先して無線通信を行う請求項１に記載の農場環境観測システム。
【請求項３】
通信制御手段は、より長い期間データ送信が行われていない観測部を優先して無線通信を行う請求項２に記載の農場環境観測システム。
【請求項４】
通信制御手段は、前回行われたデータ収集の際にデータ送信が完了しなかった複数の観測部のうち、一部の観測部のみ優先して無線通信を行う請求項２に記載の農場環境観測システム。
【請求項５】
通信制御手段は、前回行われたデータ収集の際にデータ送信が完了しなかった複数の観測部のうち、一部の観測部を選ぶ際、前回データ送信時の通信速度に基づいて判別を行う構成とした請求項４に記載の農場環境観測システム。
【請求項６】
通信制御手段は、前回行われたデータ収集の際にデータ送信が完了しなかった複数の観測部のうち一部の観測部のみ優先し、データ送信が完了しておらず、優先されなかった観測部は、データ送信が完了している観測部よりも優先順位を下げる構成とした請求項４に記載の農場環境観測システム。
【請求項７】
通信制御手段は、前回収集された環境データとそれ以前に収集され蓄積された環境データを比較し、変化があらかじめ決められた値より大きかった観測部を優先して無線通信を行う請求項１に記載の農場環境観測システム。
【請求項８】
通信制御手段は、複数の観測部のうち前回収集された環境データがあらかじめ決められた数値に近い値を示している観測部を優先して通信を行う請求項１に記載の農場環境観測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、農作物を栽培する圃場の温度、水分などの情報を活用する農場環境観測システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３は、従来の農場環境観測システムの構成を示す模式図である。図３において、農場環境観測システムは、農場の環境を観測する複数の観測部１と、観測部１の環境データを収集するデータ集積部２によって構成されている。観測部１が観測した環境データは、パケット通信網や一般公衆回線、携帯電話回線、無線等のデータ通信手段を用いてデータ集積部２へと送信される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１８３２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
観測部１の環境データをデータ集積部２へ送信するデータ通信手段は、複数提案されている。しかしながら、パケット通信網や一般公衆回線、携帯電話回線を使う場合、それぞれの観測部１には、高い通信機能が求められることから消費電力が大きくなり、農作物の栽培期間中データを集め続けるには、各観測部１に専用の電源や容量の大きい電池が必要であった。また、回線使用のためのコストがかかるという課題を有していた。
【０００５】
また、無線を利用する場合には、回線使用のコストは必要としないが、遠距離まで電波が到達する構成とすると、消費電力が大きくなり、専用の電源や容量の大きい電池が必要となる課題を同様に有している。
【０００６】
観測部１の電波を弱めて通信を行う場合には、障害物などにより通信が阻害されて通信速度が下がり、通信途絶が発生する虞がある。従って、確実に通信を行うためには、観測部１とデータ集積部２を通信しやすい位置関係に配置し、通信時間を十分確保する必要がある。
【０００７】
しかしながら、農場で栽培される農作物が障害物となって通信を阻害する虞がある。農作物は成長して大きくなり、その他、作物の収穫、間引などの作業によっても通信障害の状態が変わるため、観測部１とデータ集積部２の位置関係を固定した状態であれば、通信できなくなる虞がある。
【０００８】
この問題を解決するために、データ集積部２を可搬とし、観測部１とデータ集積部２の位置関係を変更可能とすることが考えられる。
【０００９】
しかしながら、この構成では、無線通信が可能な位置関係を探す作業が必要となり、データ収集作業全体として時間がかかってしまう問題がある。
【００１０】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、農作物の成長を左右する環境データを確実に収集することができる農場環境観測システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記従来の課題を解決するため、本発明の農場環境観測システムは、複数の観測部と、使用者が携帯し定期的に行われる巡回作業に伴って複数の観測部から順にデータ収集するデータ集積部と、から構成され、前記観測部は、農地の環境を計測する環境計測手段と、前記環境計測手段で計測されたデータを保存するデータ一時保存手段と、前記データ一時保存手段に保存されたデータを無線通信によって送信する観測部通信手段と、を有し、前記データ集積部は、前記観測部の前記観測部通信手段から送られたデータを受信する集積部通信手段と、前記集積部通信手段で受信されたデータを保存するデータ保存手段と、前記複数の観測部のうち前記集積部通信手段で無線通信する前記観測部を選択する通信制御手段と、有し、前記通信制御手段は、前記複数の観測部からのデータ収集の際に、無線通信を行う観測部の順番を以前のデータ収集の結果に基づいて変更する構成としたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、通信制御手段は、無線通信を行う観測部の順番を以前のデータ収集の結果に基づいて変更する構成とすることで、農作物の成長を左右する環境データを確実に収集することができる。農作物は、環境の変化により生育が左右され、環境に大きな変化が生じた場合には、徐々に弱り、やがて枯死することもあるが、環境データを継続的に集め変化を監視することで、より確実に農作物を栽培することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明にかかわる農場環境観測システムの観測部とデータ集積部の構成図
【図２】本発明にかかわる農場環境観測システムの概略構成図
【図３】従来の農場環境観測システムの構成を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
第１の発明は、複数の観測部と、使用者が携帯し定期的に行われる巡回作業に伴って複数の観測部から順にデータ収集するデータ集積部と、から構成され、前記観測部は、農地の環境を計測する環境計測手段と、前記環境計測手段で計測されたデータを保存するデータ一時保存手段と、前記データ一時保存手段に保存されたデータを無線通信によって送信する観測部通信手段と、を有し、前記データ集積部は、前記観測部の前記観測部通信手段から送られたデータを受信する集積部通信手段と、前記集積部通信手段で受信されたデータを保存するデータ保存手段と、前記複数の観測部のうち前記集積部通信手段で無線通信する前記観測部を選択する通信制御手段と、有し、前記通信制御手段は、前記複数の観測部からのデータ収集の際に、無線通信を行う観測部の順番を以前のデータ収集の結果に基づいて変更する構成としたものである。
【００１５】
観測部の順番を以前のデータ収集の結果に基づいて変更する構成とすることにより、農作物の成長を左右する環境データを確実に収集することができる。農作物は、環境の変化により生育が左右され、環境に大きな変化が生じた場合には、徐々に弱り、やがて枯死することもあるが、環境データを継続的に集め変化を監視することで、より確実に農作物を栽培することができる。
【００１６】
第２の発明は、特に第１の発明において、通信制御手段は、前回行われたデータ収集の際にデータ送信が完了しなかった観測部を優先して無線通信を行うものである。
【００１７】
前回行われたデータ収集の際にデータ送信が完了しなかった観測部を優先することにより、データ収集作業を繰り返すことで、長期間環境データが収集されない観測部がなくなり、全ての農作物の生育環境を監視することができる。
【００１８】
第３の発明は、特に第２の発明において、通信制御手段は、より長い期間データ送信が
行われていない観測部を優先して無線通信を行うものである。
【００１９】
より長い期間データ通信が行われていない観測部が置かれた農地では、未通信時間が長い分環境が変化し、農作物への悪影響が発生している虞がある。長い期間データ送信が行われていない観測部を優先して無線通信を行うことにより、環境が変化した状態が継続されていても、より短い期間でその状況を知ることができ、農作物に及ぼす影響を小さくすることができる。農作物は、短期間の環境の変化によって、影響を受けることはなく、農作物に対する影響をほぼ無くすことができる。
【００２０】
第４の発明は、特に第２の発明において、通信制御手段は、前回行われたデータ収集の際にデータ送信が完了しなかった複数の観測部のうち、一部の観測部のみ優先して無線通信を行うものである。
【００２１】
データ送信が完了しなかった原因として、農作物などが障害物となって通信速度が下がる、或いは、障害物により通信が途絶している場合が想定される。この場合には、データ送信が完了しなかった観測部を優先して無線通信を行おうとすると、再び通信が途絶したり、通信速度の低下によって非常に時間がかかって、再びデータ送信が完了せず、他の観測部からのデータ収集までできなくなる可能性がある。従って、データ収集の際に、データ送信が完了しなかった複数の観測部のうち一部の観測部のみ優先して無線通信を行うことで、簡単にデータ収集可能な観測部のデータを確実に収集しつつ、データ収集が困難な観測部のデータも収集作業ごとに集積できるため、農作物の生育のために必要な環境の監視を行うことができる。
【００２２】
第５の発明は、特に第４の発明において、通信制御手段は、前回行われたデータ収集の際にデータ送信が完了しなかった複数の観測部のうち、一部の観測部を選ぶ際、前回データ送信時の通信速度に基づいて判別を行う構成としたものである。
【００２３】
通信速度に基づいて、より早く通信が完了できる観測部からデータ収集を行うことにより、より多くの観測部のデータを収集することができ、より多くの農地の環境を知ることができる。
【００２４】
第６の発明は、特に第４の発明において、通信制御手段は、前回行われたデータ収集の際にデータ送信が完了しなかった複数の観測部のうち一部の観測部のみ優先し、データ送信が完了しておらず、優先されなかった観測部は、データ送信が完了している観測部よりも優先順位を下げる構成としたものである。
【００２５】
データ送信が完了しなかった観測部が複数ある場合、一部の観測部を優先しても、残りの観測部をデータ通信が完了した観測部と同等に扱うと、データ収集作業に多くの時間がかかり、容易に通信可能な観測部のデータが収集できない事態が起こり得る。データ送信が完了しなかった観測部のうち、優先されない観測部は、逆に順位を下げることで、より確実に容易に通信可能な観測部と通信が行われる。
【００２６】
第７の発明は、特に第１の発明において、通信制御手段は、前回収集された環境データとそれ以前に収集され蓄積された環境データを比較し、変化があらかじめ決められた値より大きかった観測部を優先して無線通信を行うものである。
【００２７】
農作物は、環境の変化により生育が左右され、環境に大きな変化が生じた場合には、徐々に弱り、やがて枯死することもある。環境の変化が大きかった観測部のデータを優先して取得することで、より危険度が高い農地を確実に監視することができ、生育に影響を及ぼす前に対策が可能となるため、農作物をより確実に栽培することができる。
【００２８】
第８の発明は、特に第１の発明において、通信制御手段は、複数の観測部のうち前回収集された環境データがあらかじめ決められた数値に近い値を示している観測部を優先して通信を行うものである。
【００２９】
農作物は、環境の変化により生育が左右され、緩やかな変化であっても、最適環境を外れると、徐々に弱り、やがて枯死することもある。農作物の最適環境を外れそうな観測部のデータを優先して取得することで、より危険度が高い農地を確実に監視することができ、農作物の生育に影響を及ぼす前に対策が可能となるため、農作物をより確実に栽培することができる。
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００３１】
図１は、本実施の形態にかかわる農場環境観測システムの観測部とデータ集積部の構成図である。図２は、本実施の形態にかかわる農場環境観測システムの概略構成図である。
【００３２】
図１において、農場環境観測システムは、複数の観測部３と、データ集積部４から構成されている。
【００３３】
観測部３には、農地の環境を計測する環境計測手段５と、環境計測手段５で計測されたデータを保存するデータ一時保存手段６と、データ一時保存手段６に保存されたデータを無線通信によって送信する観測部通信手段７が設けられている。
【００３４】
データ集積部４は、持ち運べる形態となっている。データ集積部４には、観測部３の観測部通信手段７により送られたデータを受信する集積部通信手段８と、集積部通信手段８の受信したデータを保存するデータ保存手段９と、複数の観測部３の中から、集積部通信手段８により無線通信する観測部３を選択する通信制御手段１０が設けられている。
【００３５】
図２において、データ集積部４は、農作業の際、使用者１１が携帯し、持ち運ぶものである。
【００３６】
複数の観測部３Ａ、３Ｂ、３Ｃは、それぞれ農地に設置されており、環境計測手段５によって、環境データ、例えば、気温、地温、地中水分、日照量などを計測している。環境データは、例えば１５分や１時間ごとの一定間隔に計測する、或いは、あらかじめ決められた時刻に計測する、通信を開始する直前に現在値を計測するなど、適宜選択し得るものである。
【００３７】
観測部３Ａは、農作物も小さく、遮るもののない農地に設置されており、電波を遮るものがなく、データ集積部４と通信しやすい状態となっている。観測部３Ｂは、支柱を使って栽培される野菜が植えられた農地に設置されており、栽培される野菜が障害物となってデータ集積部４に電波が届きにくい状態となる。観測部３Ｃは、ビニールハウスに設置されたており、ハウスの構造によっては、データ集積部４に電波が届きにくくなる。なお、ビニールハウスの構造は変化しないため、通信しやすい位置を選択して設置することで対応が可能である。
【００３８】
以上のように構成された農場環境観測システムについて、以下その動作、作用を説明する。
【００３９】
観測部３は、農地に設置して起動すると、環境計測手段５により環境を計測し、環境デ
ータをデータ一時保存手段６へと蓄えていく。環境計測手段５による環境計測は、一定時間ごとに行われ、データ一時保存手段６には、複数の環境データが蓄えられる。
【００４０】
データ集積部４は、作業者によって持ち運ばれる。作業者は、農作物を栽培する際に、定期的に農地を巡回し、いくつかの農地では、収穫や摘心、防除など様々な作業を行うために、しばらくその農地に滞在する。
【００４１】
データ集積部４を保持した作業者が、観測部３が設置された農地に近づくと、観測部３とデータ集積部４との間で無線通信が開始される。データ一時保存手段６に蓄積されたデータが観測部通信手段７によって送信され、送信されたデータは、集積部通信手段８で受信され、データ保存手段９に保存される。データの保存が完了すると、集積部通信手段８から観測部通信手段７へと完了通知が送信され、完了通知を受信した観測部３はデータ一時保存手段６のデータを消去する。
【００４２】
作業者の移動等によりデータ集積部４は、同時に複数の観測部３と通信が可能な状態になる。最初に行われるデータ収集作業や前回のデータ収集で何の問題も発生しなかった場合には、通信可能な観測部３のうちあらかじめ決められた観測部番号にしたがって順番に通信が行われる。また、例えば、通信が可能になった順に通信が行われる。
【００４３】
作業者は、農作業に伴う巡回作業を行っているため、電波が届きにくい状態では通信が完了しない状態で移動する場合がある。例えば、支柱を使って栽培される野菜が植えられた畑に設置された観測部３Ｂなどでは通信が完了しないことが想定される。また、例えば巡回が行われなかった農地や、極端に滞在時間が短かった農地でも通信は完了しない。
【００４４】
通信されなかった観測部３は、そのまま計測データを保持し、新たに観測される環境データと合わせてデータ一時保存手段６が計測データを蓄積し続ける。
【００４５】
その後、再び作業者がデータ集積部４を携帯して農地の巡回を行う際、データ集積部４の位置によっては、同時に複数の観測部３と通信が可能な状態になる。その際に、通信制御手段１０は、データ保存手段９に保存された前回のデータ収集の結果に基づいて通信を行う観測部３の順番を変更する。
【００４６】
まず、観測部３のうち前回のデータ収集でデータ通信が完了しなかった観測部３、例えば農作物によって通信を阻害される観測部３Ｂとの通信を優先して通信を開始する。データ通信が完了しなかった観測部３Ｂは、農作物などによって通信を阻害される場合が、農作物の影響を受けないエリアも存在し、そのエリアに移動したタイミングであれば容易に通信は完了する。また、データ集積部４と観測部３Ｂのデータ通信は、同時に通信が可能な観測部３に優先して、作業者が農地に来た早い時期に行われるので、作業者が農地を離れるまでの時間に余裕があるため、確実にデータ収集を完了させることができる。
【００４７】
また、作業者の位置によっては、データ集積部４と通信可能な観測部３が複数存在し、さらに、通信可能な観測部３の中に前回のデータ収集ではデータ通信が終わらなかった観測部３が複数含まれる場合がある。この場合には、通信制御手段１０は、より長期間データ通信が行われていない観測部３を優先して通信を行う。例えば、観測部３Ｂが２日間通信が行われておらず、観測部３Ｃが３日間通信が行われていなければ、観測部３Ｃを優先して通信を行う。
【００４８】
以上のように、作業者の巡回作業に伴って環境データが蓄積される。例えば、巡回作業の間隔が大きくあいた場合や、巡回作業が短時間に行われた場合、多くの観測部３でデータ一時保存手段６に蓄えた計測データを送信できない状態となる。データ一時保存手段６
においてデータを蓄積したままの状態となるが、次回のデータ収集作業時に通信すべき情報量が増え、短時間での通信の完了が難しくなる。全体の観測部３の中で、データ送信ができずデータを蓄積したままの観測部３の占める割合が高くなると、データを蓄積したままの観測部３との通信中に作業者が移動し、通信状態が良好で素早くデータ通信が完了する観測部３についてもデータ通信が行われない場合が発生する。このような状況を解消するため、通信制御手段１０は、データ通信が完了しなかった観測部３のうち、一部の観測部３のみ優先して通信を行うよう通信順を変更する。
【００４９】
優先する一部の観測部３の条件としては、例えば前回のデータ通信時の通信速度を参照し、その速度が速いものから上位半分といった一定の割合の観測部３のみを優先する考えなどに基づいて順位づけされる。一方で、データ通信の完了しなかった観測部３で優先されなかったものについても、例えば、前回通信が完了した観測部３と同等に扱う、あるいは優先する観測部３の通信完了後に通信を試みる、または、前回データ送信が完了している観測部よりも優先順位を下げる制御が考えられる。
【００５０】
以上のように、前回データ通信が完了した観測部３のデータを収集しつつ、前回データ通信が完了しなかった観測部３のデータも順次収集することで全体の観測部３のデータを確実に収集することができる。農作業においては、巡回の間隔が大きく開くといった通信に不都合な条件も起こりうるが、農作業のために長時間農地に留まるという通信にとって有利な条件も発生するため、全体的に観測部３のデータの収集が完了しない状態は自然に解消される。
【００５１】
このように収集された環境データに基づいて、農作物の成長を左右する環境をコントロールすることで、より農作物を確実に多量に生産できるようになる。
【００５２】
なお、本実施の形態において通信制御手段１０は、データ通信が完了しなかった観測部３の順番を変更する構成で、データ通信が完了した観測部３は、あらかじめ決められた順に従って通信する構成としたが、データ通信が完了した観測部３との通信順も変更する構成とし、前回収集された環境データとそれ以前に収集され蓄積された環境データを比較し変化があらかじめ決められた値より大きかった観測部３を優先する構成としてもかまわない。
【００５３】
農作物は、環境の変化により生育が左右され、環境に大きな変化が生じた場合には、徐々に弱り、やがて枯死することもあるが、変化が大きかった観測部３を優先することで、より危険度が高い農地を確実に監視することができ、生育に影響を及ぼす前に対策が可能となるため、農作物をより確実に栽培することができる。
【００５４】
なお、本実施の形態において、通信制御手段１０は、データ通信が完了しなかった観測部３の順番を変更する構成で、データ通信が完了した観測部３は、あらかじめ決められた順に従って通信する構成としたが、データ通信が完了した観測部３との通信順も変更する構成とし、前回収集された環境データがあらかじめ決められた数値に近い値を示している観測部３を優先する構成としてもかまわない。
【００５５】
農作物は、環境の変化により生育が左右され、緩やかな変化であっても最適環境を外れると徐々に弱り、やがて枯死することもあるが、農作物の最適環境を外れそうな観測部を優先することで、より危険度が高い農地を確実に監視することができ、生育に影響を及ぼす前に対策が可能となるため、農作物をより確実に栽培することができる。
【００５６】
以上、上述の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限らない。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
以上のように、本発明は、作業に伴って複数の装置から確実にデータを収集できるため、即時のデータ収集が不要で長期間継続的にデータを収集する必要があるシステムに有用である。
【符号の説明】
【００５８】
３      観測部
４      データ集積部
５      環境計測手段
６      データ一時保存手段
７      観測部通信手段
８      集積部通信手段
９      データ保存手段
１０      通信制御手段
１１      使用者
【図１】
2015099457.tif 000003
【図２】
2015099457.tif 000004
【図３】
2015099457.tif 000005