(57)【要約】【課題】  潅水状況を把握することにより、植物への潅水手段に対する無駄のない効率的なメンテナンスを実施可能にすること。【解決手段】  本発明の潅水監視装置１０は、点滴潅水する潅水チューブによる植物への潅水状況を監視するものである。潅水チューブに供給される水又は液肥の流量を検出する流量センサー５３から流量信号を入力するように構成されており、該流量センサー５３が出力する流量信号が潅水正常時における所定流量に対して所定割合以上変動したときを異常として検出する異常判定手段５０と、該異常判定手段５０が検出した前記異常を所定の通報先へ通報する通報手段５２とを備えている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
点滴潅水する潅水チューブによる植物への潅水状況を監視する潅水監視装置であって、
前記潅水チューブに供給される水又は液肥の流量を検出する流量センサーから流量信号を入力するように構成されており、
該流量センサーが出力する流量信号が潅水正常時における所定流量に対して所定割合以上変動したときを異常として検出する異常判定手段と、
該異常判定手段が検出した前記異常を所定の通報先へ通報する通報手段と
を備えた潅水監視装置。
【請求項２】
前記潅水チューブへの水又は液肥の供給開始動作又は供給終了動作を検出する供給動作センサーから動作信号を入力するように構成されており、
前記通報手段は、該供給動作センサーが検出した前記動作を通報するように構成された請求項１記載の潅水監視装置。
【請求項３】
外部電源から得られる電力を蓄えるバッテリーと、外部電源の停電の有無を検出する停電センサーと、該停電センサーにより停電が検出されたとき、給電を外部電源から前記バッテリーに切り替える給電切替手段とを備えた非常用電源手段を備えており、
前記通報手段は、前記停電センサーが検出した前記停電の有無を通報するように構成された請求項１又は２記載の潅水監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点滴潅水する潅水チューブによる植物への潅水状況を監視する潅水監視装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
点滴潅水する潅水チューブにより植物へ潅水するシステムとして、特許文献１に記載された壁面緑化システムを例示する。この壁面緑化システムは、都市部におけるヒートアイランド現象の緩和や大気中の炭酸ガスの吸収、アメニティ空間の創出などを目的とするものであり、図５に示すように、植栽が施される培土基盤３５と該培土基盤３５を保持する枠部材３６を備える緑化ユニット２６を、構造物の壁面３８に沿って設置して該構造物に緑化を施すように構成されている。そして、断面略凹状を呈する複数の樋部材３７が、それぞれ開口部側を上方に向けた状態で略水平方向に延設され、上下方向に所定の間隔をあけつつ前記構造物の壁面３８に支持されており、枠部材３６が樋部材３７に着脱可能に支持されて前記上下方向に隣り合う一対の樋部材３７の間に緑化ユニット２６が設置される。緑化ユニット２６を設置した状態で、培土基盤３５と、該培土基盤３５の上方に位置する樋部材３７との間には、該培土基盤３５に灌水するための灌水部材としての潅水チューブ２２が設けられている。潅水チューブ２２は、チューブ内を流通する水又は液肥Ｗｆを外部に供給するための複数の潅水孔２２ａが所定の間隔をあけて形成されている。
【０００３】
また、自動潅水システムによる潅水状況を監視する従来の潅水監視装置としては、特許文献２に記載された潅水監視システムを例示する。図６に示すように、この潅水監視システム１０２は、自動灌水システム１０１のために植物に設置される灌水パイプ１１１，１１１，１１１にて水が流れているか否かを検知するセンサー１２１，１２１，１２１を用いる。センサー１２１としては、水圧を検出する圧力センサーを用いる。センサー１２１は水が流れているか否かを検出することができればよいので、流量を測定する流量センサーや、流音によって水流の有無を検出するセンサーであってもよい。そして、実際に水が流れ始めた場合、及び水が流れなくなった場合には通知装置１２２から管理装置１２３へ通知がされる。管理装置１２３では、水が流れ始めた時点、水が流れなくなった時点のパターンが、予め灌水コントローラ１１４における灌水パターンと一致するか否かにより、灌水システム１０１が正常に機能しているか否かを判断し、異常と判断した場合に端末装置１０３へ異常通知メールが送信される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２２２０１５号公報
【特許文献２】特開２０１０−４１９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、従来の潅水監視システム１０２を従来の壁面緑化システムに用いようとすると、潅水監視システム１０２は水が流れ始めたか、水が流れなくなったかを検知することにより監視する構成となっているため、壁面緑化システムの潅水チューブ２２の一部の潅水孔が塞がってしまったり、潅水チューブ２２に小さな破れや亀裂が生じて水漏れしたりする異常が発生しても、潅水中は、水が流れている限りその異常が検知されない。このため、潅水時に、潅水孔２２ａが塞がることにより必要な水が出力されずに植物が枯れたり、前記水漏れにより余分な水が出力され植物が生育不良や水が無駄になったりするという課題がある。
【０００６】
特に、潅水チューブ２２は所定以上の水圧を加えると、少しずつ外部へ水を供給する構成になっているので、前記異常が生じても水圧がほとんど変化せず、圧力センサーでは前記異常を検知できないという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明の潅水監視装置は、
点滴潅水する潅水チューブによる植物への潅水状況を監視する潅水監視装置であって、
前記潅水チューブに供給される水又は液肥の流量を検出する流量センサーから流量信号を入力するように構成されており、
該流量センサーが出力する流量信号が潅水正常時における所定流量に対して所定割合以上変動したときを異常として検出する異常判定手段と、
該異常判定手段が検出した前記異常を所定の通報先へ通報する通報手段と
を備えている。
【０００８】
この構成によれば、流量センサーが出力する流量信号が潅水正常時における所定流量に対して所定割合以上変動したときを異常として検出するように構成されているので、潅水チューブの一部の潅水孔が塞がってしまうことにより前記流量が所定割合以上減少したり、潅水チューブに小さな破れや亀裂が生じて水漏れすることにより前記流量が所定割合以上増加したりする異常を検知することができる。これにより、植物への潅水手段に対する無駄のない効率的なメンテナンスを実施することができ、潅水時に、前記潅水孔が塞がることにより必要な水が出力されずに植物が枯れたり、前記水漏れにより余分な水が出力され植物が生育不良や水が無駄になったりするという不具合を防止できる。
【０００９】
前記潅水監視装置においては、
前記潅水チューブへの水又は液肥の供給開始動作又は供給終了動作を検出する供給動作センサーから動作信号を入力するように構成されており、
前記通報手段は、該供給動作センサーが検出した前記動作を通報するように構成された態様を例示する。
【００１０】
この構成によれば、水又は液肥の供給開始動作又は供給終了動作の通報により、正常に潅水が実施されていることを確認することができる。
【００１１】
前記潅水監視装置においては、
外部電源から得られる電力を蓄えるバッテリーと、外部電源の停電の有無を検出する停電センサーと、該停電センサーにより停電が検出されたとき、給電を外部電源から前記バッテリーに切り替える給電切替手段とを備えた非常用電源手段を備えており、
前記通報手段は、前記停電センサーが検出した前記停電の有無を通報するように構成された態様を例示する。
【００１２】
この構成によれば、停電の通報により、潅水が実施できなくなっていることを検知することができる。これにより、停電に対する対策を速やかに実施することができ、植物が枯れてしまう事故を防止できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る潅水監視装置によれば、潅水状況を把握することにより、植物への潅水手段に対する無駄のない効率的なメンテナンスが実施可能になるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を既存の自動潅水装置に配備された潅水監視装置に具体化した第一実施形態の構成を模式的に示す図である。
【図２】同潅水監視装置の構成を示すブロック図である。
【図３】同潅水監視装置の異常判定手段の処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明を自動潅水装置に内蔵された潅水監視装置に具体化した第二実施形態の構成を模式的に示す図である。
【図５】従来の壁面緑化システムを示す断面図である。
【図６】従来の自動潅水システムの概要を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１〜図３は、本発明を具体化した第一実施形態の潅水監視装置１０を示している。この潅水監視装置１０は、既存の潅水手段としての自動潅水装置１に後付で配備されており、該自動潅水装置１の潅水状況を監視するように構成されている。
【００１６】
本例の自動潅水装置１は、図１に示すように、複数系統（本例では３系統）の緑化ユニット２６に自動的に潅水するものであり、一次給水バルブ１９を介して給水される潅水路２１を備え、該潅水路２１は３系統（第１〜３チャネル）に分岐され、それぞれ電磁弁としての潅水バルブ２０，２０，２０を介して、各系統の潅水チューブ２２に接続されている。一次給水バルブ１９には、加圧された水又は液肥が供給される。この自動潅水装置１は、その制御部９により、毎日所定の開始時刻から、１系統ずつ、順に潅水バルブ２０を所定の時間、開いておくことにより、１系統ずつ緑化ユニット２６に潅水するように構成されている。
【００１７】
本例の緑化ユニット２６は、従来例で示した壁面緑化システム（図５参照。）と同様に構成されているので、重複説明を省く。
【００１８】
潅水チューブ２２は、その長さ方向に沿って多数の潅水孔２２ａが設けられており、各潅水孔２２ａから点滴潅水するように構成されている。各潅水孔２２ａは、流体的に抵抗が高く、そのために潅水チューブ２２に所定圧以上の水圧で給水をすると、該潅水チューブ２２の長さ方向において、どの潅水孔２２ａもほぼ同じ流体圧力となるように設計されている。
【００１９】
潅水監視装置１０は、図２に示すように、異常判定手段５０、非常用電源手段５１、記憶手段６０、タイマー手段６１、及び通報手段５２を備えている。そして、この潅水監視装置１０は、潅水チューブ２２に供給される水又は液肥の流量を検出する流量センサー５３から流量信号を入力するとともに、潅水チューブ２２への水又は液肥の供給開始動作又は供給終了動作を検出する供給動作センサー５４，５４，５４から動作信号を入力することにより、自動潅水装置１の異常動作及び正常動作を検出し、所定の通報先へ通報するようになっている。
【００２０】
流量センサー５３は、本例では、潅水路２１の分岐前の部分に介装されている。この流量センサー５３としては、正常潅水時における潅水路２１の水Ｗの所定流量と、該所定流量に対して後述する所定割合変動した流量とを少なくとも計測可能なものであれば、特に限定されない。なお、流量センサー５３は、潅水路２１の分岐後の部分にそれぞれ設けるように構成することもできる。
【００２１】
供給動作センサー５４は、本例では、各潅水バルブ２０に装備され、潅水バルブ２０の開閉動作を検出し、その動作に対応する動作信号を出力するように構成されている。
【００２２】
異常判定手段５０は、図３のフローチャートに示すように、まず、供給動作センサー５４の出力信号を監視し、いずれかの潅水バルブ２０が開くまで待つ（ステップＳ８１）。次いで、流量センサー５３が出力する流量信号から得られる流量データを取得する（ステップＳ８２）。次いで、各系統における潅水正常時における所定流量が予め記録された記憶手段６０から潅水バルブ２０に対応する系統の所定流量を読み出す（ステップＳ８３）。次いで、取得した流量データが潅水正常時における所定流量に対して所定割合以上変動（増加又は減少）しているかチェックする（ステップＳ８４）。この結果、所定割合以上変動していたときは（ステップＳ８５）、潅水異常を検出した旨及び異常を検出した系統の識別情報（チャネル番号）を通報手段５２に出力する（ステップＳ８６）。そして、ステップＳ８１に戻る。なお、前記所定割合としては、各系統における潅水チューブ２２の直径や長さ、潅水孔２２ａの仕様や数などに応じて適宜設定することが好ましく、特に限定されないが１０〜２０％に設定することを例示する。
【００２３】
非常用電源手段５１は、外部電源５５から得られる電力を蓄えるバッテリー５６と、外部電源５５の前記停電の有無を検出する停電センサー５７と、該停電センサー５７により停電が検出されたとき、給電を外部電源５５からバッテリー５６に切り替える給電切替手段５８とを備えている。
【００２４】
通報手段５２は、異常判定手段５０が検出した前記異常、供給動作センサーが検出した前記動作、又は、停電センサーが検出した前記停電の有無を、タイマー手段６１から入力した日時とともに、所定の通報先へ通報するように構成されている。本例では、ネットワークとしてのインターネット５９に有線又は無線で接続可能に構成された電子メール発信機能を備え、予め設定された通報先電子メールアドレスに対し、通報メッセージを発信するように構成されている。
【００２５】
通報メッセージの内容としては、次のものを例示する。
（１）潅水時の潅水異常報告
流量センサー５３の流量データが潅水正常時における所定流量に対して所定割合以上増加している時の内容は、潅水異常が発生した旨、潅水異常が発生した系統の識別情報（チャネル番号）、原因が潅水チューブ２２の破損である旨、及びそれを検知した日時である。流量センサー５３の流量データが潅水正常時における所定流量に対して所定割合以上減少している時の内容は、潅水異常が発生した旨、潅水異常が発生した系統の識別情報（チャネル番号）、原因が潅水チューブ２２の詰まりである旨、及びそれを検知した日時である。
（２）潅水時の運転状況報告
潅水開始時の内容は潅水開始した旨及びそれを検知した日時である。潅水終了時の内容は、潅水終了した旨及びそれを検知した日時である。
（３）停電時の緊急事態発生報告
停電発生時の内容は停電した旨及びそれを検知した日時である。停電復旧時の内容は停電復旧した旨及びそれを検知した日時である。
【００２６】
以上のように構成された本例の潅水監視装置１０によれば、流量センサー５３が出力する流量信号が潅水正常時における所定流量に対して所定割合以上変動したときを異常として検出するように構成されているので、潅水チューブ２２の一部の潅水孔２２ａが塞がってしまうことにより前記流量が所定割合以上減少したり、潅水チューブ２２に小さな破れや亀裂が生じて水漏れすることにより前記流量が所定割合以上増加したりする異常を検知することができる。これにより、自動潅水装置１に対する無駄のない効率的なメンテナンスを実施することができ、潅水時に、潅水孔２２ａが塞がることにより必要な水が出力されずに植物が枯れたり、前記水漏れにより余分な水が出力され植物が生育不良や水が無駄になったりするという不具合を防止できる。
【００２７】
また、潅水チューブ２２への水又は液肥の供給開始動作又は供給終了動作を通報するように構成されているので、正常に潅水が実施されていることを確認することができる。
【００２８】
また、停電センサー５７が検出した前記停電の有無を通報するように構成されているので、潅水が実施できなくなっていることを検知することができる。これにより、停電に対する対策を速やかに実施することができ、植物が枯れてしまう事故を防止できる。
【００２９】
次に、図４は本発明を具体化した第二実施形態を示している。この潅水監視装置１０’は、以下に示す点において、主に第一実施形態と相違している。従って、同実施形態と共通する部分については、同一符号を付することにより重複説明を省く。
【００３０】
自動潅水装置１’は、図４に示すように、液肥Ｆを微少吐出ポンプ１３により供給する液肥供給部２と、電気的駆動弁としての給水バルブ１８を介して加圧された水Ｗを供給する水供給部３と、該液肥供給部２及び該水供給部３からそれぞれ供給された液肥Ｆ及び水Ｗを混合するとともに、該混合により生成された希釈液肥Ｗｆを貯留する混合タンク４と、該混合タンク４から該希釈液肥Ｗｆを吸入し潅水路を通じて前記植物に供給する潅水部５と、液肥供給部２から供給された液肥Ｆの流量を計測する液肥流量センサー６と、水供給部３から供給された水Ｗの流量を計測する水流量センサー７と、該混合タンク４内の液位を計測する液位センサー８と、該液肥供給部２、該水供給部３及び該潅水部５を制御するとともに該潅水部５による潅水状況を監視する制御部９とを備えている。
【００３１】
液肥供給部２は、液肥Ｆ（原液）を貯留する液肥タンク１１と、液肥タンク１１及び混合タンク４を接続する液肥供給路１２と、該液肥供給路１２に設けられ、該液肥タンク１１の液肥Ｆを吸入し混合タンク４に供給する微少吐出ポンプ１３とを備えている。
【００３２】
水供給部３は、水道管１６及び混合タンク４を接続する水供給路１７を通じて、水道からの加圧された水Ｗを供給するように構成されており、該水供給路１７には水Ｗの流路を開閉するための給水バルブ１８が設けられている。
【００３３】
混合タンク４には、液肥供給路１２、水供給路１７及び潅水路２１が接続されている。液肥供給路１２及び水供給路１７の混合タンク側の吐出口は、混合タンク４における所定の上限の液位よりも高位置から水Ｗ及び液肥Ｆをそれぞれ注入するように構成されている。
【００３４】
潅水部５は、混合タンク４に接続された潅水路２１を通じて、緑化ユニット２６に潅水する複数の潅水孔２２ａを有する潅水チューブ２２に希釈液肥Ｗｆを供給するように構成されている。潅水路２１には、混合タンク４内の希釈液肥Ｗｆを吸入し潅水チューブ２２に供給する潅水ポンプ２３が設けられている。潅水ポンプ２３の制御方法としては、特に限定されないが、本例では緑化ユニット２６における少なくとも上部及び下部の２箇所に設置した水分センサー２７が計測した水分の値によって潅水ポンプ２３を駆動するモータ２４を作動させる方法を例示する。このように上下方向に複数の水分センサー２７を設置することにより、緑化ユニット２６における上下方向の各部位における水分の充足や過不足を検知することができ、無駄のない効率的な潅水が実現可能になる。
【００３５】
制御部９には、第一実施形態の潅水監視装置１０と同様の構成（図２参照。）を含む潅水監視装置１０’が内蔵されている。本例の潅水監視装置１０’は、水分センサー２７が検出した水分信号、液肥流量センサー６が検出した液肥流量信号、水流量センサー７が検出した水流量信号、液位センサー８が検出した液位信号を入力し、それらが表す情報及び該情報の検出日時も通報手段５２が通報メッセージとして通報するように構成されている。
【００３６】
また、制御部９は、液位センサー８により混合タンク４内の液位が所定の下限を下回っていることを検知すると、該液位センサー８により該液位が所定の上限に達したことを検知するまでの間、閉じていた給水バルブ１８を開くように作動させて混合タンク４に水Ｗを供給させると同時に、該水Ｗの流量に応じた液肥Ｆを混合タンク４に供給するように微少吐出ポンプ１３を制御するように構成されている。
【００３７】
ところで、外気温度が低下し、培土基盤３５の内部が完全に凍結すると、水分センサー２７は、培土基盤３５の内部の水分を検出し難くなる。その結果、従来は自動潅水装置が潅水開始水分まで水分が低下したと判断し、潅水を開始する。しかし、この状態では、培土基盤３５の内部に潅水が浸透せず培土基盤３５の表面を通過してしまう。その結果、大量の潅水が無駄に排水されることになる。
そこで、本例の自動潅水装置１’は、培土基盤３５の凍結を水分センサー２７にて検知し、自然解凍後、培土基盤３５が水分の浸透する状況に回復していることを確認することで、異常潅水を回避する制御を次のように行っている。
（１）水分センサー２７での潅水開始時間を次のように制限する。すなわち、カレンダータイマーを装備させることにより、１２月から２月までを冬期間とし、１０時から１４時以外の時間、また、３月から１１月の夏期間は、６時から１５時以外の時間は、潅水を行わないように制御する。この禁止時間内に、水分センサー２７が潅水開始レベルを検出した時は、前記カレンダータイマーにより許可される時間を待って潅水するように制御する。
（２）前記冬期間において、前記カレンダータイマーにより潅水が許可される時間内であったとしても、培土基盤３５の凍結時とその後の解凍時を検出した場合、次のように潅水を制限する。すなわち、培土基盤３５が凍結すると、培土基盤の上部と下部に挿入している水分センサー２７が、ほぼ同時に、検出値が下がってくる。具体的にはｐＦ値に換算して３．０以下まで水分値が低下（生長阻害水分点）したことを水分センサー２７が検出すると、凍結と判断し、潅水を禁止するように制御する。その後、解凍が進んで、水分値が上昇し、潅水終了値まで回復してから、潅水禁止を解除するように制御する。
（３）また、１２月から２月までの冬期間をタイマー潅水方式に切り替えることも可能な制御システムでこの期間は液肥を混入しないこともできる。
このような制御方法によれば、植物が必要とする水分を、水分センサー２７及びカレンダータイマーで検出し、最適でエコな潅水を実現できる。凍結問題が発生する冬期間も安全でエコな潅水制御を実現することで、自動潅水装置１’がフルシーズンその効果を発揮できる。
【００３８】
本例の潅水監視装置１０’よっても、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
（１）本発明を、平面的な屋上緑化や、ハウス栽培の植物に対する潅水の監視に用いること。
（２）本発明を、緑化用培土基盤３５以外の培土に育生された植物に対する潅水の監視に用いること。
（３）通報手段５２による通報態様（接続先ネットワーク、該ネットワークにおいて利用するメッセージの伝送手段、メッセージの表現方法（音声、動画）など）を適宜変更すること。例えば、ネットワークとしての携帯電話網におけるメッセージングシステムを利用したショートメッセージ発信機能を備え、予め設定された通報先アドレスに対し、ショートメッセージを発信するように、通報手段５２を構成することが挙げられる。
【符号の説明】
【００４０】
１    自動潅水装置
２    液肥供給部
３    水供給部
４    混合タンク
５    潅水部
６    液肥流量センサー
７    水流量センサー
８    液位センサー
９    制御部
１０    潅水監視装置
１０’  潅水監視装置
１１    液肥タンク
１２    液肥供給路
１３    微少吐出ポンプ
１４    モータ
１４ａ  駆動回路
１６    水道管
１７    水供給路
１８    給水バルブ
１９    一次給水バルブ
２０    潅水バルブ
２１    潅水路
２２    潅水チューブ
２２ａ  潅水孔
２３    潅水ポンプ
２４    モータ
２６    緑化ユニット
２７    水分センサー
３１    目標液肥流量演算器
３２    液肥流量制御器
３５    緑化用培土基盤
３６    枠部材
３７    樋部材
３８    壁面
５０    異常判定手段
５１    非常用電源手段
５２    通報手段
５３    流量センサー
５４    供給動作センサー
５５    外部電源
５６    バッテリー
５７    停電センサー
５８    給電切替手段
５９    インターネット
６０    記憶手段
６１    タイマー手段
Ｆ    液肥
Ｗ    水
Ｗｆ  希釈液肥
【図１】
2013215115.tif 000003
【図２】
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【図３】
2013215115.tif 000005
【図４】
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【図５】
2013215115.tif 000007
【図６】
2013215115.tif 000008