(57)【要約】【課題】必要な機能だけを、必要な時に、使うことができるコントローラーを備え、複数の装置を一か所でコントロールできる農業用ハウスの環境調整システムを提供する。【解決手段】温度センサ１１、湿度センサ１２、二酸化炭素センサ１３の３つが設置された農業用ハウス１０と、農業用のハウス内に設置された細霧器具、照明器具、換気窓２１、遮光カーテン２２、暖房機２３、ＣＯ２発生装置２４等の環境調整装置２０と、環境調整装置のうち最大限４つまでを、任意に選択することで、選択された環境調整装置とケーブル５１〜５４で繋げることが可能な接点出力部があるコントローラー３０と無線でＬＡＮに接続することができる携帯端末４０と、があり、携帯端末側で、３つのセンサから計測した数値を閲覧できる端末があり、温度、湿度、二酸化炭素、飽差のそれぞれを、端末から、予め設定した条件に達した時に、選択されケーブルで繋がれた最大限４つの環境調整装置のうち、いずれか又は全ての機能をＯＮ又はＯＦＦにすることで、合計１６通りの組み合わせを可能にした。
2020161787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度センサ、湿度センサ、二酸化炭素センサの３つが設置された農業用ハウスと、
前記農業用のハウス内に設置された細霧器具、照明器具、換気窓、遮光カーテン、暖房機、ＣＯ２発生装置等の環境調整装置と、
前記環境調整装置のうち最大限４つまでを、任意に選択することで、選択された前記環境調整装置とケーブルで繋げることが可能な接点出力部があるコントローラーと
無線でＬＡＮに接続することができる携帯端末と、
があり、
前記携帯端末側で、
前記３つのセンサから計測した数値を閲覧できる端末があり、
温度、湿度、二酸化炭素、飽差のそれぞれを、
前記端末から、予め設定した条件に達した時に、
前記選択されケーブルで繋がれた最大限４つの環境調整装置のうち、いずれか又は全ての機能をＯＮ又はＯＦＦにすることで、
合計１６通りの組み合わせを可能にした農業用ハウスの環境調整システム。
【請求項２】
請求項１記載の農業用ハウスの環境調整システムであって、
前記温度、湿度、二酸化炭素、飽差の４つのうち、
２つを選択できることで、前記１６通り×６（＝４Ｃ２）＝９６通りの組み合わせを可能にした農業用ハウスの環境調整システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の農業用ハウスの環境調整システムであって、
前記コントローラーは、日射センサと水分土壌センサのいずれか１つ又は両方を組み合わせることを特徴とする農業用ハウスの環境調整システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、農業用ハウスの環境調整システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
農業用ハウスを用いて作物を栽培するハウス栽培では、さまざまな装置を必要とする。このような装置としては、例えば、植物に必要な光合成を促進するための二酸化炭素の供給装置や、ビニールハウス内の酸素を外部に出したり光を遮断したりして植物の育成を制御する天窓換気装置、カーテンの開閉機構を持つ装置、水を撒くための散水用の潅水装置、肥料を撒くための散布用装置などがある。これらの装置は、一つ一つ別途、備えつけられており、それぞれセンサと制御装置を備えている。そのため、これらの装置の動作をコントロールする場合、これらの装置のそれぞれに対して、動作の指示を個別に行わなければならず、煩雑となる。この点を解消するため、一か所で制御することができる複合環境制御装置がある（例えば下記特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６２７７１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記の複合環境制御装置では、予め決められた暖房機・ 天窓・カーテン等の制御しかできない。つまり、制御するコントローラーには、出力先を選ぶことができない。また、上記した複合環境制御装置は、比較的大きなハウスに用いられることを前提としているため、比較的小さなハウス（例えばかまぼこ型のハウス）に用いられる場合には不要となる機能を多く含んでいる。このように、上記した複合環境制御装置では、使用されるハウスの規模などによって不要となる機能もあり、しかも、後から、別の機能を付け加えたりできない。そこで、本願に係る発明の発明者は、複数の装置を一か所でコントロールできる仕組み（農業用ハウスの環境調整システム）と、必要な機能だけを、必要な時に、使うことができるコントローラーを考えた。【０００５】
更に、何よりもコストがかかるハウス栽培において、上述したようなコントローラーを、安い値段にすることが重要である。そこで、上述した装置をつなぐ端子を少なくし、安価なコントローラーを提供する。特に、ラズベリーパイ、アルデュイーノ（登録商標）は、安いマイコンとしても知られている。仮に、必要な装置が増えた場合でも、安価のコントローラーなので、付け足していけば十分である。【０００６】
一方、携帯端末の画面上で、必要な情報を取得し、装置に対して、必要なとき、必要な装置だけを動作させることができれば良い。コントローラーに無線で指示すれば、装置は自動的に動くことになる。        【０００７】
更に、コントローラーにＳＩＭ通信機能を付けることで、インターネット経由で、遠隔地からもデータ閲覧が可能となる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、農業用ハウスの環境調整システムであって、温度センサ、湿度センサ、二酸化炭素センサの３つが設置された農業用ハウスと、農業用のハウス内に設置された細霧器具、照明器具、換気窓、遮光カーテン、暖房機、ＣＯ２発生装置等の環境調整装置と、環境調整装置のうち最大限４つまでを、任意に選択することで、選択された環境調整装置とケーブルで繋げることが可能な接点出力部があるコントローラーと無線でＬＡＮに接続することができる携帯端末と、があり、携帯端末側で、３つのセンサから計測した数値を閲覧できる端末があり、温度、湿度、二酸化炭素濃度、飽差のそれぞれを、端末から、予め設定した条件に達した時に、選択されケーブルで繋がれた最大限４つの環境調整装置のうち、いずれか又は全ての機能をＯＮ又はＯＦＦにすることで、合計１６通りの組み合わせを可能にした。【０００９】
また、前述の環境調整システムは、温度、湿度、二酸化炭素濃度、飽差の４つのうち、２つを選択できることで、上記１６通り×６（＝４Ｃ２）＝９６通りの組み合わせを可能にしたパラメータを設定できるようにしてもよい。また、上述の環境調整システムのコントローラーは、日射センサと水分土壌センサのいずれか１つ又は両方を組み合わせてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数の環境調整装置を一か所でコントロールすることができる。また、本発明によれば、これら複数の環境調整装置の有する機能について、必要な時に、必要な機能を使用することができる。さらに、本発明によれば、上記の効果を奏する環境調整システムを安価で提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る環境調整システムの構成の一例を模式的に示す図である。
【図２】図１のコントローラー３０の構成を示す図である。
【図３】制御条件の設定の一例を示す図である。
【図４】「ＯＮ」、「ＯＦＦ」の組み合わせを示す図である。
【図５】変形例に係るコントローラーを含む構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。図１は、実施形態に係る環境調整システム１００の構成の一例を模式的に示す図である。
【００１３】
実施形態に係る環境調整システム１００は、農業用ハウスの環境調整システムであり、農業用ビニールハウスで作物を栽培するハウス栽培などに用いられる。図１に示すように、環境調整システム１００は、農業用ハウス１０と、環境調整装置２０と、コントローラー３０と、携帯端末４０とを備える。なお、環境調整システム１００では、農業用ハウス１０、コントローラー３０、及び携帯端末４０を１つずつ備えている。
【００１４】
農業用ハウス１０は、ハウス栽培に用いられるハウスである。農業用ハウス１０は、例えばいわゆるビニールハウス（プラスチックハウスあるいはグリーンハウスとも称される）である。農業用ハウス１０は、その形状は任意であるが、例えば、鋼材などの躯体に合成樹脂製フィルムをアーチ状に張設して形成されるかまぼこ型のものである。また、農業用ハウス１０は、その大きさも任意であり、家庭用の小型のものや農業用の大型のものであってもよいが、例えば、幅５ｍ〜１０ｍ、奥行き幅５ｍ〜１０ｍ程度である。
【００１５】
農業用ハウス１０には、温度センサ１１、湿度センサ１２、及び二酸化炭素センサ１３の３種の３つのセンサが設置されている。これらのセンサは、例えば農業用ハウス１０の内壁に吊り下げられている。また、これら３つのセンサのそれぞれは、通信ケーブル４１，４２，４３を介してコントローラー３０と物理的に接続されており、コントローラー３０との通信が可能となっている。なお、上記した３つのセンサの一部あるいは全ては、通信ケーブル４１等に接続されていなくても構わない。センサが通信ケーブル４１等に接続されない場合、センサからコントローラー３０への通信は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ-Ｆｉ、あるいは公衆無線通信などの各種無線技術を用いて行われてもよい。
【００１６】
温度センサ１１は、空気の温度を検知するセンサであり、農業用ハウス１０の栽培空間１０ａにおける空気の温度（気温）を計測するために用いられる。湿度センサ１２は、空気の湿度を検知するセンサであり、栽培空間１０ａにおける空気の湿度を計測するために用いられる。二酸化炭素センサ１３は、空気中の二酸化炭素（ＣＯ２）を検知センサであり、栽培空間１０ａにおける空気中の二酸化炭素の濃度を計測するために用いられる。また、温度センサ１１及び湿度センサ１２は、栽培空間１０ａにおける空気の飽差の計測にも用いられる。飽差は、ある温度と湿度の空気において、さらにどの程度水蒸気の入る余地があるかを示す指標である。具体的には、飽差とは、現在の気温における飽和水蒸気量と、現在の空気の水蒸気圧の差をいい、空気１ｍ３当たりの水蒸気の空き容量をｇ数で表したものなどをいう。飽差は、栽培空間１０ａの空気の温度及び湿度(相対湿度)に基づいて、例えば、次のように算出される。
栽培空間１０ａにおける空気の温度がＴ℃の場合、その水蒸気圧ｅ（Ｔ）は、次の（１）式により算出される。
ｅ（Ｔ）＝６．１０７８×１０^（７．５Ｔ／（Ｔ＋２３７．３））…（１）
また、飽和水蒸気量ＶＨは、次の（２）式により算出される。
ＶＨ＝２１７×ｅ（Ｔ）／（Ｔ＋２７３．１５）…（２）
ここで、栽培空間１０ａの空気の相対湿度をＲとすると、飽差ＨＤは、次の（３）式により算出される。
ＨＤ＝（１００−Ｒ）×ＶＨ／１００…（３）
なお、飽差ＨＤは、３〜６ｇ／ｍ３程度が栽培作物の光合成に適していると言われている。
【００１７】
環境調整装置２０は、栽培空間１０ａの空気の状態を調整する装置である。環境調整システム１００は、換気窓２１、遮光カーテン２２、暖房機２３、ＣＯ２発生装置２４の合計４つの環境調整装置２０を備えている。これら４つの環境調整装置２０は、それぞれ、ケーブル５１，５２，５３，５４を介してコントローラー３０に繋がれており、コントローラー３０と通信可能となっている。
【００１８】
換気窓２１は、栽培空間１０ａの換気を行うための窓である。換気窓２１が開くことにより、栽培空間１０ａは換気される。換気窓２１は、農業用ハウス１０の外壁部あるいは天井部において開閉自在に取り付けられている。
【００１９】
遮光カーテン２２は、栽培空間１０ａに入り込む日光などの光を遮るカーテンである。遮光カーテン２２を閉じることで、栽培空間１０ａが遮光されるとともに、遮熱及び保温の効果も期待できる。遮光カーテン２２は、例えば、細かい目のメッシュ状かつ有色のフィルム材やシート材から構成される。遮光カーテン２２は、例えば、その一端側の端部が農業用ハウス１０に固定され、他端側の端部には軸部材が取り付けられている。この軸部材は、農業用ハウス１０の天井部の裏側において、略水平にあるいは天井部の傾斜に沿って設けられたガイドレール等に沿って移動可能となっている。遮光カーテン２２は、不使用時には軸部材に巻き取られた状態で収納され、使用時には軸部材がガイドレールに沿って自動的に動くことにより栽培空間１０ａを上方から覆うように拡げられる。
【００２０】
暖房機２３は、灯油や重油などの燃料を燃焼させることで熱を発生させ、これを栽培空間１０ａに供給する。暖房機２３を稼働させることで、栽培空間１０ａの昇温を図ることができる。
【００２１】
ＣＯ２発生装置２４は、栽培作物の成長過程である光合成に必要な炭酸ガスを発生させ、これを栽培空間１０ａに供給する。ＣＯ２発生装置２４を稼働させることにより、栽培空間１０ａの二酸化炭素の濃度の向上を図ることができる。
【００２２】
実施形態に係る環境調整システム１００では、環境調整装置２０として、換気窓２１、遮光カーテン２２、暖房機２３、ＣＯ２発生装置２４の合計４つが選択されている。そして、これら４つの環境調整装置２０は、ぞれぞれ、ケーブル５１，５２，５３，５４を介してコントローラー３０に接続されている。ここで、環境調整システム１００において選択される環境調整装置２０は、４つに限定されず、１つ、２つ、又は３つであってもよい。すなわち、環境調整システム１００においてケーブル５１等を介してコントローラー３０に接続される環境調整装置２０は、適宜、１つ、２つ、あるいは３つとしてもよい。例えば、環境調整システム１００の備える環境調整装置２０は、換気窓２１のみとしてもよいし、換気窓２１及び暖房機２３の２つとしてもよいし、換気窓２１、遮光カーテン２２、及び暖房機２３の３つとしてもよい。
【００２３】
また、環境調整システム１００の有する環境調整装置２０は、換気窓２１、遮光カーテン２２、暖房機２３、及びＣＯ２発生装置２４であることに限定されず、換気窓２１、遮光カーテン２２、暖房機２３、及びＣＯ２発生装置２４のいずれか１つ以上は、例えば、細霧器具や、保温用カーテン、照明器具、潅水装置、天窓換気装置、肥料散布用装置などの他の環境調整装置２０に置き換えられてもよい。なお、細霧器具は、栽培空間１０ａに設置したノズルから水を噴霧させることにより、栽培空間１０ａの空気の湿度を向上させる環境調整装置である。保温用カーテンは、遮光カーテン２２と同様に、拡げた状態で使用され、栽培空間１０ａの空気の保温を図る環境調整装置である。また、照明器具は、栽培空間１０ａを明るくすることによって、栽培作物の光合成を促進するように栽培空間１０ａの環境を変化させる環境調整装置である。
【００２４】
コントローラー３０は、環境調整装置２０と物理的に接続するための４つの端子３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄを備えている。これら４つの端子３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄは、それぞれケーブル５１，５２，５３，５４と接続されている。コントローラー３０は、環境調整装置２０のうち最大限４つまでを、任意に選択することで、選択された環境調整装置２０をケーブル５１等に接続することが可能となっている。コントローラー３０は、環境調整装置２０と接続するための端子３０ａ等を４つしか備えていないため、簡素な構成となっており安価で提供可能となっている。
【００２５】
コントローラー３０には、ＳＩＭ通信機能が搭載されており、インターネット経由で、遠隔地からもデータ閲覧が可能となっている。また、コントローラー３０は、無線でＬＡＮ（Local Area Network）を介して携帯端末４０と相互に通信可能となっている。
【００２６】
図２は、図１のコントローラー３０の構成を示す図である。コントローラー３０は、図２に示すように、接点出力部３１、指示部３２、入力部３３、処理部３４、送信部３５、及び記憶部３６を有している。指示部３２、入力部３３、及び処理部３４は、例えば、ラズベリーパイ、アルデュイーノ（登録商標）などの、安価なマイコンを含むシングルボードコンピュータの構成である。
【００２７】
接点出力部３１は、第１接点部３１ａ、第２接点部３１ｂ、第３接点部３１ｃ、及び第４接点部３１ｄの合計４つの接点部を有している。これら第１〜４接点部３１ａ〜３１ｄは、それぞれＯＮとＯＦＦからなる接点出力を行うように構成されている。すなわち、第１〜４接点部３１ａ〜３１ｄは、それぞれ接点部を機械的に開閉させるメカニカルリレーにより開閉動作し、これにより、ＯＮ又はＯＦＦの接点出力を行う。第１〜４接点部３１ａ〜３１ｄの開閉動作は、処理部３４からの指示に基づいて実行される。
【００２８】
第１接点部３１ａはケーブル５４を介してＣＯ２発生装置２４と物理的に接続されている。ここで、第１接点部３１ａは、その開閉動作により、ＣＯ２発生装置２４の動作をＯＮとＯＦＦの２段階で制御する。例えば、第１接点部３１ａにおける接点出力をＯＮとすることでＣＯ２発生装置２４を運転状態とし、第１接点部３１ａにおける接点出力をＯＦＦとすることでＣＯ２発生装置２４を運転停止状態とする。
【００２９】
第２接点部３１ｂはケーブル５３を介して暖房機２３と物理的に接続されている。ここで、第２接点部３１ｂは、その開閉動作により、暖房機２３の動作をＯＮとＯＦＦの２段階で制御する。例えば、第２接点部３１ｂにおける接点出力をＯＮとすることで暖房機２３を運転状態とし、第２接点部３１ｂにおける接点出力をＯＦＦとすることで暖房機２３を運転停止状態とする。
【００３０】
第３接点部３１ｃはケーブル５２を介して遮光カーテン２２と物理的に接続されている。ここで、第３接点部３１ｃは、その開閉動作により、遮光カーテン２２の動作をＯＮとＯＦＦの２段階で制御する。例えば、第３接点部３１ｃにおける接点出力をＯＮとすることで遮光カーテン２２を使用状態（拡げた状態）とし、第３接点部３１ｃにおける接点出力をＯＦＦとすることで遮光カーテン２２を不使用状態（収納した状態）とする。
【００３１】
第４接点部３１ｄはケーブル５１を介して換気窓２１と物理的に接続されている。ここで、第４接点部３１ｄは、その開閉動作により、換気窓２１の動作をＯＮとＯＦＦの２段階で制御する。例えば、第４接点部３１ｄにおける接点出力をＯＮとすることで換気窓２１を開いた状態とし、第４接点部３１ｄにおける接点出力をＯＦＦとすることで換気窓２１を閉じた状態とする。
【００３２】
指示部３２は、処理部３４が決定した制御情報ＣＩに基づいて、接点出力部３１に対して各接点の開閉を指示する。
【００３３】
入力部３３には、温度センサ１１、湿度センサ１２、及び二酸化炭素センサ１３から、それぞれ測定値が入力される。温度センサ１１、湿度センサ１２、及び二酸化炭素センサ１３が測定した測定値（温度、湿度、及び二酸化炭素濃度）は、栽培空間環境情報ＳＩである。
【００３４】
また、入力部３３には、環境調整装置２０の動作を制御するための制御条件情報ＣＯが入力される。この制御条件情報ＣＯは、第１〜４接点部３１ａ〜３１ｄにおける各接点出力がＯＮとなる条件あるいはＯＦＦとなる条件に係る情報である。すなわち、入力部３３には、制御条件情報ＣＯとして、どのような場合に接点出力部３１の接点出力をＯＮ又はＯＦＦにするか、といった条件が入力される。この制御条件情報ＣＯは、予めユーザーから携帯端末４０を介して入力される。
【００３５】
処理部３４は、先ず、栽培空間環境情報ＳＩのうち温度及び湿度のデータ（測定値）に基づいて栽培空間１０ａの空気の飽差を算出する。次に、処理部３４は、栽培空間環境情報ＳＩ（温度、湿度、及び二酸化炭素濃度のデータ）及び算出された飽差に基づき、制御条件情報ＣＯの条件に従って、接点出力部３１における接点出力（「ＯＮ」又は「ＯＦＦ」のいずれか）を決定する。すなわち、処理部３４は、各接点部３１ａ等の接点出力をＯＮとするかＯＦＦとするかについて、栽培空間１０ａの空気の温度、湿度、二酸化炭素濃度、及び飽差の４つのパラメータに基づき、制御条件情報ＣＯの条件に従って、決定する。ここで処理部３４が決定した接点出力のＯＮ又はＯＦＦの情報は、制御情報ＣＩである。
【００３６】
送信部３５は、栽培空間環境情報ＳＩや、環境調整装置２０の稼働の状態に係る情報などを携帯端末４０に送信する。携帯端末４０からの閲覧要求があった場合に携帯端末４０に送信するようにしてもよいし、このような閲覧要求がなくとも周期的にあるいは常時、自動送信してもよい。なお、環境調整システム１００では、ユーザーが、栽培空間環境情報ＳＩ等の情報を、携帯端末４０を用いて閲覧することを想定している。このため、コントローラー３０は、栽培空間環境情報ＳＩの表示機能を有していない。ただし、栽培空間環境情報ＳＩを表示させる機能を、携帯端末４０に加えてコントローラー３０に設けてもよい。
【００３７】
記憶部３６は、上述した栽培空間環境情報ＳＩや、制御条件情報ＣＯ、制御情報ＣＩ、接点出力部３１の動作に必要なプログラムなどが保存される。記憶部３６は、ＲＡＭ等の揮発メモリや、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリなどである。
【００３８】
携帯端末４０は、人間が携帯可能な端末であり、例えばスマートフォンやタブレット端末である。携帯端末４０は、無線で接続可能なＬＡＮを介してコントローラー３０と相互通信可能に接続されている。携帯端末４０は、無線ＬＡＮに接続するためのＳＩＭ通信機能を備えていてもよい。携帯端末４０は、コントローラー３０から受信した栽培空間環境情報ＳＩ等の情報を表示可能な表示画面４０ａを有している（図１参照）。この表示画面４０ａは、例えば、液晶や有機ＥＬなどのディスプレイである。ユーザーは、携帯端末４０ａを用いて、栽培空間環境情報ＳＩを閲覧することができる。これにより、ユーザーは、農業用ハウス１０及びコントローラー３０から離れた場所にいても、栽培空間１０ａの環境を把握することができる。また、携帯端末４０は、ユーザーが制御条件情報ＣＯを入力するための入力部を有している。携帯端末４０は、制御条件情報ＣＯが入力されると、入力された制御条件情報ＣＯをコントローラー３０へ送信する。
【００３９】
次に、ユーザーが環境調整システム１００を用いて栽培空間１０ａの環境を調整する場合における環境調整システム１００の動作の一例について説明する。
【００４０】
ユーザーは、環境調整システム１００に対して、環境調整装置２０について制御条件を設定する。制御条件は、換気窓２１、遮光カーテン２２、暖房機２３、及びＣＯ２発生装置２４の機能のそれぞれをＯＮ、ＯＦＦの状態にするときの条件である。制御条件は、栽培空間１０ａを栽培に適した所望の環境に調整する目的で設定される。制御条件は、例えば、栽培する作物の種類や、品種、農業用ハウス１０の設置場所の気候などに応じて決定される。制御条件は、ユーザーが携帯端末４０から制御条件を入力することにより設定される。この際、ユーザーは、携帯端末４０に表示される栽培空間環境情報ＳＩ等を適宜参照しつつ制御条件を設定してもよい。なお、ここで設定された制御条件に関する情報は、上述した制御条件情報ＣＯとなる。
【００４１】
制御条件は、４つの環境調整装置２０のそれぞれに対して個別に設定される。例えば、（ア）換気窓２１の機能をＯＮとする条件（すなわち換気窓２１を空けた状態とする条件）、（イ）遮光カーテン２２の機能をＯＮとする条件（すなわち遮光カーテン２２を拡げた状態とする条件）、（ウ）暖房機２３の機能をＯＮとする条件（すなわち暖房機２３を運転状態とする条件）、（エ）ＣＯ２発生装置２４の機能をＯＮとする条件（すなわちＣＯ２発生装置２４を運転状態とする条件）、の（ア）〜（エ）の条件が設定される。ただし、制御条件は、複数の環境調整装置２０に対してまとめて設定されてもよい。例えば、上記（ウ）、上記（エ）、（オ）換気窓２１と遮光カーテン２２の双方の機能をともにＯＮの状態にする条件（すなわち換気窓２１を空けた状態としかつ遮光カーテン２２を拡げた状態とする条件）、の上記（ウ）〜（オ）の条件が設定されてもよい。また、制御条件は、環境調整装置２０の機能をＯＮの状態にする条件に代えて、機能をＯＦＦの状態にする条件が設定されてもよい。この場合、環境調整装置２０の機能は、ＯＦＦの状態とする条件から外れたときには、必然的にＯＮの状態となる。
【００４２】
ここで、各環境調整装置２０の機能をＯＮ（あるいはＯＦＦ）の状態に制御する制御条件は、「温度」、「湿度」、「二酸化炭素濃度」、及び「飽差」の４つのうちいずれか１つの測定値に基づいて設定される環境条件である。例えば、上記（ア）の換気窓２１の機能をＯＮの状態とする制御条件は、「温度」のみに基づいて設定され、所定温度以上との環境条件であってもよい。また、例えば、上記（エ）の換気窓２１の機能をＯＮの状態とする制御条件は、「湿度」のみに基づいて設定され、所定湿度以上との環境条件であってもよい。また、例えば、上記（エ）のＣＯ２発生装置２４の機能をＯＮの状態とする制御条件は、「二酸化炭素濃度」のみに基づいて設定され、所定の濃度以下との環境条件であってもよい。
【００４３】
また、各環境調整装置２０の機能をＯＮ（あるいはＯＦＦ）の状態とする制御条件（環境条件）は、「温度」、「湿度」、「二酸化炭素濃度」、及び「飽差」の４つのうちいずれか２つの計測値に基づいて設定されてもよい。例えば、ユーザーは、上記（ア）の換気窓２１の機能をＯＮの状態とする制御条件について、温度、湿度、二酸化炭素濃度、及び飽差の４つから選択した「温度」及び「湿度」について設定してもよい。例えば、図３に示すように、「温度」及び「湿度」について、それぞれ「２５℃以上」、「７０％以上」の２つの環境条件（図３の「第１条件」及び「第２条件」）が設定され、これら２つの環境条件の双方を満たす場合に換気窓２１の機能はＯＮの状態とする。なお、この場合、コントローラー３０は、栽培空間の温度及び湿度の情報を取得し、その温度が２５℃以上かつその湿度が７０％以上の場合に換気窓２１の機能をＯＮとするよう接点出力部３１（第４接点部３１ｄ）へ指示する。その他、例えば、上記（ア）の換気窓２１の機能をＯＮの状態とする制御条件について、「温度」が所定範囲の温度でありかつ「二酸化炭素濃度」が所定範囲の濃度との環境条件や、上記（イ）の遮光カーテン２２の機能をＯＮの状態とする制御条件について、「湿度」が所定湿度以上かつ「飽差」が所定値以上との環境条件、などが設定される。
【００４４】
さらに、各環境調整装置２０の機能をＯＮ（あるいはＯＦＦ）の状態とする制御条件は、「温度」、「湿度」、「二酸化炭素濃度」、及び「飽差」の４つのうちいずれか３つの計測値に基づいて設定されてもよい。例えば、上記（ア）の換気窓２１の機能をＯＮの状態とする制御条件は、例えば、「温度」、「湿度」、及び「二酸化炭素濃度」の３つの計測値に基づいて設定されてもよく、この場合、所定温度以上かつ所定湿度以上かつ所定の二酸化炭素濃度以上、との環境条件であってもよい。
【００４５】
さらにまた、各環境調整装置２０の機能をＯＮ（あるいはＯＦＦ）の状態とする制御条件は、「温度」、「湿度」、「二酸化炭素濃度」、及び「飽差」の４つの全ての計測値に基づいて設定されてもよい。例えば、上記（イ）の遮光カーテン２２の機能をＯＮの状態とする制御条件は、所定温度以上かつ所定湿度以上かつ所定の二酸化炭素濃度以上かつ所定の飽差の値以上、との環境条件であってもよい。
【００４６】
このようなユーザーによる制御条件の設定が完了すると、コントローラー３０は、栽培空間環境情報ＳＩを取得するとともに、取得した栽培空間環境情報ＳＩに基づいて各接点部３１ａ等を制御条件情報ＣＯに従って制御する。
【００４７】
本実施形態では、所定の環境調整装置２０（例えば換気窓２１）の機能をＯＮの状態（拡げた状態）にする場合、コントローラー３０の指示部３２は、当該環境調整装置２０（例えば換気窓２１）に接続された接点部（例えば第１接点部３１ａ）に対して閉じる信号を送る。そして、かかる信号を受信した当該接点部（例えば第１接点部３１ａ）は、接点を閉じて、その接点出力をＯＮとする。これにより、当該環境調整装置２０（例えば換気窓２１）は、その機能がＯＮの状態となる。他方、所定の環境調整装置２０（例えば換気窓２１）の機能をＯＦＦ状態（収納した状態）にする場合、コントローラー３０の指示部３２は、当該環境調整装置２０（例えば換気窓２１）に接続された接点部（例えば第１接点部３１ａ）に対して開く信号を送る。そして、かかる信号を受信した当該接点部（例えば第１接点部３１ａ）は、接点を開いて、その接点出力をＯＦＦとする。これにより、当該環境調整装置２０（例えば換気窓２１）はその機能がＯＦＦの状態となる。
【００４８】
このようなコントローラー３０の制御により、４つの環境調整装置２０のそれぞれは、適宜その機能がＯＮ又はＯＦＦの状態となる。その結果、栽培空間１０ａの環境は自動的に調整される。ユーザーは、携帯端末４０に表示される栽培空間環境情報ＳＩ等を閲覧することにより、栽培空間１０ａの環境が所望の環境に調整されているか否かについて適宜確認することができる。
【００４９】
ここで、４つの環境調整装置２０の「ＯＮ」、「ＯＦＦ」の状態の組み合わせは、図４に示すように、同図の（１）〜（１６）の１６通りとなる。このように、環境調整システム１００では、栽培空間１０ａの環境を、最大で、１６通りの１６段階の出力で調整することが可能である。
【００５０】
そこで、ユーザーは、予め上記１６段階の出力（図４の（１）〜（１６））のそれぞれに係る制御条件を設定することも可能である。すなわち、例えば、図４に示す（１）の出力（すなわち４つの環境調整装置２０の全ての機能が「ＯＮ」の状態）とする制御条件（例えば、温度が所定温度以上の場合など）や、図４の（２）の出力（すなわち換気窓２１、遮光カーテン２２、及び暖房機２３の機能がいずれも「ＯＮ」の状態で、ＣＯ２発生装置２４の機能が「ＯＦＦ」の状態）とする制御条件などを設定することが可能である。つまり、上記１６段階の出力に対応する１６通りの制御条件を設定することが可能である。この場合、１６通りの制御条件は、常にこれらの制御条件のうちずれか１つの条件に該当するように設定される。なお、１６段階の出力のうち１５段階の出力（例えば図４の（１）〜（１５））についてそれぞれの条件を設定しておき、かかる１５通りの条件の全てから外れる場合には、残る１つの出力（例えば図４の（１６）の全て「ＯＦＦ」の状態）とするように設定してもよい。
【００５１】
上記１６段階の出力の各制御条件は、上述したように、「温度」、「湿度」、「二酸化炭素濃度」、及び「飽差」の４つの計測値のうち、いずれか１つに基づいて設定されてもよいし、いずれか２つ又は３つに基づいて設定されてもよいし、４つの全ての計測値に基づいて設定されてもよい。ここで、上記１６段階の制御条件のそれぞれについて「温度」、「湿度」、「二酸化炭素濃度」、及び「飽差」の４つの計測値のうちいずれか２つを選択して設定する場合、環境調整システム１００の制御条件は、最大で、１６段階×６（＝４Ｃ２）＝９６通り、の組み合わせで設定することが可能となる。なお、「４Ｃ２」とは、４個の異なるものから２個選ぶ方法（組合せ）の数である。
【００５２】
このような環境調整システム１００によれば、複数の環境調整装置２０を一か所でコントロールすることができる。また、環境調整システム１００によれば、複数の環境調整装置２０の有する機能について、必要な時に、必要な機能を使用することができる。また、環境調整システム１００によれば、コントローラー３０は、環境調整装置２０と接続する端子３０ａ等を４つしか備えておらず、しかも、ＯＮ又はＯＦＦの接点出力により制御する簡素な構成であるので、環境調整システム１００を安価で提供することができる。また、環境調整システム１００によれば、コントローラー３０に無線で指示すれば、装置は自動的に動くことになる。さらに、環境調整システム１００では、コントローラー３０にＳＩＭ通信機能を付けることで、インターネット経由で、遠隔地からもデータ閲覧が可能となる。
【００５３】
上述したように、環境調整システム１００のコントローラー３０は、端子３０ａ等を４つ備え、最大で４つの環境調整装置２０を制御可能である。また、環境調整システム１００では、このような４つの環境調整装置２０について、ユーザーが適宜選択することが可能となっている。したがって、ユーザーは、上述の４つの環境調整装置２０について、栽培作物の生育に寄与する度合や使用頻度などに応じて、必要度の高いものから順に４つ選択することもできる。ところで、コントローラーにおける環境調整装置２０との接続用端子３０ａ等が３つ以下に設定される場合には、端子の不足により、ハウス栽培においてとりわけ重要な環境調整装置の全てを接続することができなくなる可能性がある。しかし、環境調整システム１００のコントローラー３０は、４つの端子３０ａを備えるので、このような端子が不足するといった事態をより回避することができる。他方、コントローラーにおける環境調整装置２０との接続用端子が５つ以上に設定される場合、５つ目以降の端子が使用されずに余剰設備となる可能性がある。すなわち、ハウス栽培においては、換気窓や遮光カーテンなどのハウス栽培用の各種環境調整装置は、農業用ハウス１０の規模や設置場所、栽培作物の種類や品種などに応じて設置されるので、必ずしも各種環境調整装置の有する機能の全てが必要となるわけではなく、結果的にコントローラー３０に接続される種環境調整装置２０の数が少なくなり、端子に余剰が生じることがある。しかし、環境調整システム１００のコントローラー３０は、端子３０ａを４つしか備えないので、端子３０ａの余剰の発生を抑制できる。このように、環境調整システム１００のコントローラー３０の構成によれば、端子３０ａ〜３０ｄを４つ備えたことで、余剰設備を抑制し設備コストの低減を図りつつ栽培環境の調整を効果的に行うことが可能となる。
【００５４】
また、コントローラー３０は、端子３０ａ自体は４つしかなく、しかも、それらのＯＮ又はＯＦＦの接点出力によって、最大で４つの環境調整装置２０しか制御できないが、上述したように１６通りの１６段階の出力で制御することにより、栽培空間１０ａの環境をきめ細かく調整することができる。
【００５５】
続いて、上述したコントローラー３０の変形例について説明する。以下の説明において、上述したコントローラー３０と同一または同等の構成部分については同一符号を付けて説明を省略または簡略化する。図５は、変形例に係るコントローラー２３０を含む構成を模式的に示す図である。図５に示すように、コントローラー２３０は、温度センサ１１、湿度センサ１２、二酸化炭素センサ１３、及び飽差センサ１４の４種のセンサに加えて、さらに、日射センサ１４及び水分土壌センサ１５の双方と物理的に接続されている。日射センサ１４及び水分土壌センサ１５は、それぞれ通信ケーブル４４，４５を介してコントローラー２３０と物理的に接続されており、コントローラー２３０との通信が可能となっている。日射センサ１４は、例えば、栽培空間１０ａに設置され、栽培空間１０ａにおける日差しの強弱を検知し、日射量を測定する。日射量とは、単位面積が単位時間に太陽から受ける放射エネルギーの量である。また、上述の水分土壌センサ１５は、例えば農業用ハウス１０内の土壌に挿し込まれ、当該土壌の土壌水分量を測定する。土壌水分量とは、単位体積に占める土壌水分の割合である。なお、日射センサ１４及び水分土壌センサ１５は、通信ケーブル４４等に接続されていなくても構わない。センサが通信ケーブル４４等に接続されない場合、センサからコントローラー２３０への通信は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ-Ｆｉ、あるいは公衆無線通信などの各種無線技術を用いて行われてもよい。
【００５６】
コントローラー２３０は、コントローラー３０と同様に、接点出力部３１、指示部３２、入力部３３、処理部３４、送信部３５、及び記憶部３６を有している。コントローラー２３０の入力部３３には、日射センサ１４及び水分土壌センサ１５からそれぞれ測定値が入力される。ここで、栽培空間環境情報ＳＩには、温度センサ１１、湿度センサ１２、二酸化炭素センサ１３の測定値に加えて、日射センサ１４及び水分土壌センサ１５の測定値が含まれる。
【００５７】
コントローラー２３０の処理部３４は、上述した栽培空間環境情報ＳＩに基づき、制御条件情報ＣＯの条件に従って、接点出力部３１における接点出力（「ＯＮ」又は「ＯＦＦ」のいずれか）を決定する。
【００５８】
制御条件情報ＣＯである、各環境調整装置２０の機能をＯＮ（あるいはＯＦＦ）の状態とする制御条件は、温度、湿度、二酸化炭素濃度、飽差、日射量、及び土壌水分量の６つのうちいずれか１つの計測値に基づいて設定されてもよいし、これら６つのうちいずれか２〜５つの計測値に基づいて設定されてもよいし、これら６つ全ての計測値に基づいて設定されてもよい。
【００５９】
環境調整装置２０として潅水装置を含む場合、つまり、コントローラー２３０の端子３０ａ等の一つに潅水装置が接続される場合、制御条件情報ＣＯについては、例えば、日射量が所定量以上の場合には潅水装置の機能をＯＮの状態とする、土壌水分量が所定量以上の場合には潅水装置の機能をＯＦＦの状態とする、などの条件が含まれる。
【００６０】
このような変形例に係るコントローラー２３０を備える環境調整システムによれば、上述した環境調整システム１００の効果に加えて、日射量及び土壌水分量に基づいて栽培空間１０ａの環境を制御することができるので、栽培空間１０ａの環境をより一層細かく調整することができる。
【００６１】
なお、上述した変形例に係るコントローラー２３０は、温度センサ１１、湿度センサ１２、及び二酸化炭素センサ１３の３種のセンサに加えて、さらに、日射センサ１４及び水分土壌センサ１５の双方と接続された構成であるが、これに代えて、上記３種のセンサに加えて日射センサ１４又は水分土壌センサ１５のいずれか一方のみを加えた合計４種のセンサと接続された構成であってもよい。
【００６２】
以上、実施形態について説明したが、本発明は、上述した説明に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【００６３】
例えば、上記した実施形態の環境調整システム１００では、農業用ハウス１０、コントローラー３０、及び携帯端末４０をそれぞれ１つずつ備えていたが、これに限定されず、農業用ハウス１０、コントローラー３０、及び携帯端末４０の１つ以上を複数備える構成であってもよい。
【００６４】
また、上記した実施形態の環境調整システム１００においてコントローラー３０に設けられる端子３０ａ等の数は４つであったが、これに限定されず、コントローラー３０に設けられる端子３０ａ等の数は、１〜３つであってもよいし、５つ以上であってもよい。
【００６５】
ところで、上述した環境調整システム１００では、コントローラー３０における指示部３２、入力部３３、及び処理部３４を構成するコンピュータとしては比較的安価なマイコンを搭載したシングルボードコンピュータを想定している。このため、本発明の出願時における一般的なマイコンの備えるデータ処理能力に鑑みると、１台のコントローラー３０の有する端子３０ａ等の数は４つ以内に設定されることが好ましい。しかし、今後のコンピュータの処理能力向上やコンピュータの低価格化などの諸事情によっては、１台のコントローラー３０の有する端子３０ａ等の数を５つとすることも可能であり、無論６つ以上とすることも可能である。
【００６６】
また、上記した実施形態の環境調整システム１００は、１つのコントローラー３０と４つの環境調整装置２０とを有する構成であるが、これに限定されず、例えば、５つ以上の環境調整装置２０と、これら環境調整装置２０を制御する複数のコントローラー３０を備えてもよい。また、環境調整システム１００では、１台のコントローラー３０とケーブルを介して接続される環境調整装置２０は４つであったが、１〜３つあるいは５つ以上であってもよい。１台のコントローラー３０において、ケーブルを介して５つ以上の環境調整装置２０が接続される場合、これらに対応する５つ以上の端子３０ａ等がコントローラー３０に設けられる。
【００６７】
また、環境調整システム１００は、５つ以上の環境調整装置２０と、これら環境調整装置２０を制御する複数のコントローラー３０を備えてもよい。すなわち、５つ以上の環境調整装置２０を使用したい場合には、コントローラー３０の端子３０ａの数が不足することとなるが、複数台のコントローラー３０を用いることにより対応が可能である。また、環境調整システム１００は複数の携帯端末４０を備えてもよい。複数のユーザーが環境調整システム１００を使用する場合には、複数のユーザーの各人に携帯端末４０を所持させることも可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１０  農業用ハウス
１１  温度センサ
１２  湿度センサ
１３  二酸化炭素センサ
１４  日射センサ
１５  水分土壌センサ
２０  環境調整装置
２１  換気窓
２２  遮光カーテン
２３  暖房機
２４  ＣＯ２発生装置
３０，２３０  コントローラー
３１  接点出力部
４０  携帯端末
５１〜５４  ケーブル
１００  農業用ハウスの環境調整システム
【図１】
2020161787.tif 000003
【図２】
2020161787.tif 000004
【図３】
2020161787.tif 000005
【図４】
2020161787.tif 000006
【図５】
2020161787.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和3年1月20日(2021.1.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度センサ、湿度センサ、二酸化炭素センサの３つが設置された農業用ハウスと、
前記農業用ハウス内に設置された細霧器具、照明器具、換気窓、遮光カーテン、暖房機、ＣＯ２発生装置等の環境調整装置と、
前記環境調整装置のうち最大限４つまでを、任意に選択することで、選択された前記環境調整装置とケーブルで繋げることが可能な接点出力部があるコントローラーと
無線でＬＡＮに接続することができる携帯端末と、
があり、
前記接点出力部は、４つの端子を有する１台の前記コントローラーに設けられた４つの接点部から構成され、
前記携帯端末側で、
前記３つのセンサから計測した数値を閲覧できる端末があり、
温度、湿度、二酸化炭素、飽差のそれぞれを、
前記端末から、予め設定した条件に達した時に、
前記選択されケーブルで繋がれた最大限４つの環境調整装置のうち、いずれか又は全ての機能をＯＮ又はＯＦＦにすることで、
合計１６通りの制御を可能にした農業用ハウスの環境調整システム。
【請求項２】
前記コントローラーは、前記接点部の開閉を指示する指示部と、前記３つのセンサからそれぞれ測定値が入力される入力部と、データ処理を行うと共に前記接点部の開閉を決定する処理部と、を有し、
前記指示部、前記入力部及び前記処理部は、シングルボードコンピュータで構成され、
前記４つ接点部は、それぞれ前記環境調整装置に接続され、
前記端末から、予め設定した条件に達した時に、
前記選択されケーブルで繋がれた４つの環境調整装置の全ての機能をＯＮ又はＯＦＦにすることで、合計１６通りの制御を可能にした請求項１記載の農業用ハウスの環境調整システム。
【請求項３】
前記コントローラーには、前記３つのセンサの計測値が入力され、
前記処理部は、前記計測値から前記農業用ハウス内の空気の飽差の値を算出すると共に、前記３つのセンサの計測値並びに前記飽差の値に基づき、各接点部の開閉を決定する請求項２に記載の農業用ハウスの環境調整システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明は、農業用ハウスの環境調整システムであって、温度センサ、湿度センサ、二酸化炭素センサの３つが設置された農業用ハウスと、農業用のハウス内に設置された細霧器具、照明器具、換気窓、遮光カーテン、暖房機、ＣＯ２発生装置等の環境調整装置と、環境調整装置のうち最大限４つまでを、任意に選択することで、選択された環境調整装置とケーブルで繋げることが可能な接点出力部があるコントローラーと無線でＬＡＮに接続することができる携帯端末と、があり、接点出力部は、４つの端子を有する１台のコントローラーに設けられた４つの接点部から構成され、携帯端末側で、３つのセンサから計測した数値を閲覧できる端末があり、温度、湿度、二酸化炭素濃度、飽差のそれぞれを、端末から、予め設定した条件に達した時に、選択されケーブルで繋がれた最大限４つの環境調整装置のうち、いずれか又は全ての機能をＯＮ又はＯＦＦにすることで、合計１６通りの制御を可能にした。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、前述の環境調整システムにおいて、コントローラーは、接点部の開閉を指示する指示部と、３つのセンサからそれぞれ測定値が入力される入力部と、データ処理を行うと共に接点部の開閉を決定する処理部と、を有し、指示部、入力部及び処理部は、シングルボードコンピュータで構成され、４つ接点部は、それぞれ環境調整装置に接続され、端末から、予め設定した条件に達した時に、選択されケーブルで繋がれた４つの環境調整装置の全ての機能をＯＮ又はＯＦＦにすることで、合計１６通りの制御を可能にした構成としてもよい。さらに、前述の環境調整システムにおいて、コントローラーには、３つのセンサの計測値が入力され、処理部は、計測値から農業用ハウス内の空気の飽差の値を算出すると共に、３つのセンサの計測値並びに飽差の値に基づき、各接点部の開閉を決定するようにしてもよい。
【国際調査報告】
2020161787.tif 000008
2020161787.tif 000009
2020161787.tif 000010
2020161787.tif 000011