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栽培控制系统、栽培控制装置、栽培控制方法以及栽培控制程序

摘要

一种控制植物的栽培的栽培控制系统,具备按照第一程序控制光控制设备的动作的控制装置。控制装置,基于通过第一传感器检测出的植物的生长状态,判断表示伴随着通过光控制设备供给到栽培环境的光量的供给热被用于栽培环境的显热上升的程度的显热贡献度是否已降低,如果被判断为显热贡献度已降低,就通过通信网络从栽培管理服务器获取第二程序并将该第二程序保存到存储部,其中,所述第二程序以使通过光控制设备供给到栽培环境的光量与第一程序相比有所增加的方式规定光控制设备的动作模式,如果获取到第二程序,就代替第一程序按照第二程序控制光控制设备的动作。

著录项

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2022-08-09

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更 IPC(主分类):A01G 7/00 专利号:ZL2019800948683 变更事项:专利权人 变更前:松下电器产业株式会社 变更后:松下控股株式会社 变更事项:地址 变更前:日本大阪府 变更后:日本大阪府

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更

  • 2022-07-08

    授权

    发明专利权授予

说明书

技术领域

本发明涉及一种植物的栽培控制技术。

背景技术

近年来,为了不受气象条件的影响进行植物栽培,通过在室内环境人为地控制空气调节机和人工照明来促进生长的人工光型植物工厂备受关注。在这样的人工光型植物工厂,为了使作物的质量稳定,通常通过预先设定的培育程序,基于栽培环境的室温、湿度、光量等测量数据,对空气调节机、人工照明等环境控制设备以及供给水、肥料的培育控制设备的动作进行自动控制。

即使是在利用温室的设施栽培,为了尽可能地实现对植物而言最适合的环境,也会基于温室内外的温度、湿度、光量等测量数据,控制侧窗、帘等的环境控制设备以及供给水、肥料的培育控制设备的动作。即使是设施栽培,为了使作物的质量稳定,使用预先设定的培育程序来自动控制设备的动作也是有效率的。然而,设施栽培容易被气象条件所左右,即使是相同的培育程序也未必能够实现预想的栽培环境。为此,希望培育程序最好能根据状况进行更新。例如,在专利文献1中公开了一种远程控制环境的技术,该技术用传感器管理掌握培育进度,用符合成长程度的培育程序设定来远程控制环境。

然而,在上述专利文献1中,尚未对伴随着供给到栽培环境的光量的供给热被用于栽培环境的显热(sensible heat)上升的情况进行研究,为了实现适合生长的栽培控制,需要进一步的改善。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本发明专利公开公报特开2017-143794号

发明内容

为了解决上述问题,本发明的一方面涉及的栽培控制系统包括:光控制设备,用于控制供给到培育植物的栽培环境的光量;第一传感器,用于检测所述植物的生长状态;存储部,用于存储规定了所述光控制设备的动作模式的第一程序;以及,控制装置,按照所述第一程序控制所述光控制设备的动作,其中,所述控制装置具备:判断处理部,基于通过所述第一传感器检测出的所述植物的生长状态,判断表示伴随着通过所述光控制设备供给到所述栽培环境的光量的供给热被用于所述栽培环境的显热上升的程度的显热贡献度是否已降低;获取处理部,如果被判断为所述显热贡献度已降低,就通过通信网络从栽培管理服务器获取第二程序并将该第二程序保存到所述存储部,其中,所述第二程序以使通过所述光控制设备供给到所述栽培环境的光量与所述第一程序相比有所增加的方式规定所述光控制设备的动作模式;以及,设备控制部,如果获取到所述第二程序,就代替所述第一程序,按照所述第二程序控制所述光控制设备的动作。

根据上述实施方式,能够提供可以实现适合植物的生长的栽培控制,从而使作物的质量稳定的系统。

附图说明

图1是示意性地表示栽培管理服务器以及第一实施方式的栽培控制系统的控制构成的方框图。

图2是概要地表示第一实施方式的栽培控制系统的动作步骤的流程图。

图3是示意性地表示栽培管理服务器以及第二实施方式的栽培控制系统的控制构成的方框图。

图4是示意性地表示第二实施方式的培养基重量计与植物的示意图。

图5是概要地表示第二实施方式的栽培控制系统的动作步骤的流程图。

图6是示意性地表示栽培管理服务器以及第三实施方式的栽培控制系统的控制构成的方框图。

图7是概要地表示第三实施方式的栽培控制系统的动作步骤的流程图。

图8是示意性地表示栽培管理服务器以及第四实施方式的栽培控制系统的控制构成的方框图。

图9是概要地表示第四实施方式的栽培控制系统的动作步骤的流程图。

图10是概要地表示第四实施方式的栽培控制系统的动作步骤的流程图。

图11是示意性地表示栽培管理服务器以及第五实施方式的栽培控制系统的控制构成的方框图。

图12是概要地表示第五实施方式的栽培控制系统的动作步骤的流程图。

具体实施方式

得到本发明涉及的实施方式的经过

首先,对本发明涉及的实施方式的关注点进行说明。在上述专利文献1中,如果培育槽内的环境状态通过通信网络被发送到培育管理服务器,就制作与动作控制部在培育管理服务器内的动作有关的培育程序。所制作的培育程序被发送到智能手机等计算机中并被存储,计算机通过切换培育程序来控制栽培设备。如上所述,在上述现有技术的专利文献1,基于栽培环境信息制作培育程序,根据栽培环境状态更新设备动作方法来控制栽培设备。

然而,植物伴随着栽培时间的经过而生长,如果植物的生长状态不同,即使是同样的栽培环境状态,用同样的培育程序也不一定合适。例如,在较多地吸收植物的培育所需的光之际,由于也吸收了大量的热量栽培环境内的温度容易上升,应该进行考虑到热负荷的光控制。然而,在植物的生长状态不同的情况下,伴随光供给量的增加的栽培环境内的温度上升不是都一样,即使是相同的培育程序也存在无法保持在适当的温度的问题。特别是在夏季或热带、亚热带地区的设施栽培,伴随着光供给量的增加,温度甚至会达到对植物产生损害的高温。为此,需要配合植物的生长状态精准地控制栽培环境。为此,在上述专利文献1中,如上所述,采用传感器管理掌握培育进度,并用符合成长程度的培育程序设定来远程控制栽培环境。

然而,在上述专利文献1中,尚未对伴随着供给到栽培环境的光量的供给热是否被用于栽培环境的显热上升进行研究。为此,上述专利文献1存在不能实现适合植物的生长的栽培控制,从而无法使作物的质量稳定的问题。在此,本发明的发明人们对表示伴随供给到栽培环境的光量的供给热被用于栽培环境的显热上升的程度的显热贡献度进行了研究。

发现,如果植物经过了栽培期间而生长,叶子的数量增加,在栽培环境叶子所占的面积就会增加。如果叶子的面积增加,从叶子蒸发的蒸发水量也会增加。其结果,伴随着供给到栽培环境的光量的供给热被更多地用于蒸发水的汽化。换句话说,伴随着供给到栽培环境的光量的供给热被更多地用于栽培环境的显热上升之外。因此,表示伴随着供给到栽培环境的光量的供给热被用于栽培环境的显热上升的程度的显热贡献度降低。如果显热贡献度降低,即使增加供给到栽培环境的光量,栽培环境的温度上升也会被抑制。

另一方面,如果植物生长,因为为了〔W/m2〕(Grass)需要更多地进行光合作用、大量地生成同化产物,所以需要更多的光量。因此,在显热贡献度较低时,如果增加供给到栽培环境的光量,就可以一边抑制栽培环境的温度上升一边进一步地促进植物的生长。其结果,可以实现适合植物的生长的栽培控制,能提供使作物的质量稳定的系统。通过以上的考察,本发明的发明人们想到了以下所示的本发明的各种实施方式。

本发明的第一实施方式涉及的栽培控制系统包括:光控制设备,用于控制供给到培育植物的栽培环境的光量;第一传感器,用于检测所述植物的生长状态;存储部,用于存储规定了所述光控制设备的动作模式的第一程序;以及,控制装置,按照所述第一程序控制所述光控制设备的动作,其中,所述控制装置具备:判断处理部,基于通过所述第一传感器检测出的所述植物的生长状态,判断表示伴随着通过所述光控制设备供给到所述栽培环境的光量的供给热被用于所述栽培环境的显热上升的程度的显热贡献度是否已降低;获取处理部,如果被判断为所述显热贡献度已降低,就通过通信网络从栽培管理服务器获取第二程序并将该第二程序保存到所述存储部,其中,所述第二程序以使通过所述光控制设备供给到所述栽培环境的光量与所述第一程序相比有所增加的方式规定所述光控制设备的动作模式;以及,设备控制部,如果获取到所述第二程序,就代替所述第一程序,按照所述第二程序控制所述光控制设备的动作。

本发明的第二实施方式涉及的栽培控制方法,是具备控制供给到培育植物的栽培环境的光量的光控制设备的栽培控制系统的栽培控制方法,包括以下步骤:按照规定了所述光控制设备的动作模式的第一程序控制所述光控制设备的动作,检测所述植物的生长状态,基于检测出的所述植物的生长状态,判断表示伴随着通过所述光控制设备供给到所述栽培环境的光量的供给热被用于所述栽培环境的显热上升的程度的显热贡献度是否已降低,如果判断为所述显热贡献度已降低,就通过通信网络从栽培管理服务器获取第二程序并将该第二程序保存到存储部,其中,所述第二程序以使通过所述光控制设备供给到所述栽培环境的光量与所述第一程序相比有所增加的方式规定所述光控制设备的动作模式,如果获取到所述第二程序,就代替所述第一程序,按照所述第二程序控制所述光控制设备的动作。

根据该第一实施方式或第二实施方式,基于检测出的植物的生长状态,判断显热贡献度是否已降低,如果判断为显热贡献度已降低,就代替第一程序按照第二程序控制光控制设备的动作。在此,第二程序以使光量与第一程序相比有所增加的方式规定光控制设备的动作模式。因此,能够提供可以实现适合植物的生长的栽培控制,从而使作物的质量稳定的系统。

在上述第一实施方式,例如也可以是,所述第一传感器具备测量对所述植物的供水量的供水量测量部和测量来自所述植物的排水量的排水量测量部之中的至少其中之一,所述判断处理部,基于所述供水量和所述排水量之中的至少其中之一,计算所述植物吸收的吸收水量,在所述吸收水量超过了预先设定的水量阈值时,判断所述显热贡献度已降低。

植物吸收的吸收水量伴随着植物的生长会有所增加。为此,如果吸收水量超过了水量阈值时,由于植物的生长叶子会增加,可以判断来自叶子的蒸发水量增加了。如果蒸发水量增加,伴随供给到栽培环境的光量的供给热被更多地用于显热上升之外的蒸发水的汽化,可以判断显热贡献度已降低。因此,根据该实施方式,能更适当地判断显热贡献度的降低。

在上述第一实施方式,例如也可以是,所述第一传感器具备测量所述植物以及种植所述植物的培养基的重量的培养基重量计,所述判断处理部,在通过所述培养基重量计测量的测量重量超过了预先设定的重量阈值时,判断所述显热贡献度已降低。

用培养基重量计测量的测量重量包含植物重量,随着植物的生长植物重量会增加。为此,如果测量重量超过了重量阈值,由于植物的生长叶子会增加,可以判断来自叶子的蒸发水量增加了。如果蒸发水量增加,伴随供给到栽培环境的光量的供给热被更多地用于显热上升之外的蒸发水的汽化,可以判断显热贡献度已降低。因此,根据该实施方式,能更适当地判断显热贡献度的降低。

在上述第一实施方式,例如也可以是,所述第一传感器具备拍摄包含所述植物的图像的摄像设备,所述判断处理部,计算用所述摄像设备拍摄的拍摄图像内所述植物的至少叶子所占的面积比,在所述面积比超过了预先设定的比率阈值时,判断所述显热贡献度已降低。

植物的叶子的面积随着植物的生长会增加。为此,如果叶子的面积比超过了比率阈值,由于植物的生长叶子会增加,可以判断来自叶子的蒸发水量增加了。如果蒸发水量增加,伴随供给到栽培环境的光量的供给热被更多地用于显热上升之外的蒸发水的汽化,可以判断显热贡献度已降低。因此,根据该实施方式,能更适当地判断显热贡献度的降低。

在上述第一实施方式,例如也可以是,所述获取处理部,在将所述第二程序保存到所述存储部之后,从所述存储部删除所述第一程序。

根据该实施方式,可以防止存储部的容量不足的事态发生。

在上述第一实施方式,例如也可以是,还包括第二传感器,用于检测所述栽培环境的温度,其中,所述判断处理部,在从所述第一程序切换成所述第二程序之后,在通过所述第二传感器检测到的所述栽培环境的温度超过了预先设定的温度阈值时,判断所述显热贡献度已上升;所述获取处理部,在通过所述判断处理部判断所述显热贡献度已上升时,通过所述通信网络从所述栽培管理服务器获取第三程序并将该第三程序保存到所述存储部,所述第三程序以使供给到所述栽培环境的光量与所述第二程序相比有所减少的方式规定所述光控制设备的动作模式;所述设备控制部,如果获取到所述第三程序,就代替所述第二程序按照所述第三程序控制所述光控制设备的动作。

在该实施方式,在从第一程序切换成第二程序之后,被判断为栽培环境的温度超过了温度阈值从而显热贡献度已上升,可以认为是在判断植物已生长之后,由于例如植物的枯萎等植物减少了。为此,如果还是继续执行第二程序,栽培环境的温度会进一步上升。对此,根据该实施方式,代替第二程序按照第三程序控制光控制设备的动作。在此,第三程序以使光量与第二程序相比有所减少的方式规定光控制设备的动作模式。因此,可以防止栽培环境的温度进一步地上升。

在上述第一实施方式,例如也可以是,所述获取处理部,在将所述第三程序保存到所述存储部之后,从所述存储部删除所述第二程序。

根据该实施方式,可以防止存储部的容量不足的事态发生。

本发明的第三实施方式涉及的栽培控制装置包括:设备控制部,按照规定了光控制设备的动作模式的第一程序控制所述光控制设备的动作,所述光控制设备控制供给到培育植物的栽培环境的光量;判断处理部,基于所述植物的生长状态,判断表示伴随着通过所述光控制设备供给到所述栽培环境的光量的供给热被用于所述栽培环境的显热上升的程度的显热贡献度是否已降低;获取处理部,如果被判断为所述显热贡献度已降低,就通过通信网络从栽培管理服务器获取第二程序并将该第二程序保存到存储部,其中,所述第二程序以使供给到所述栽培环境的光量与所述第一程序相比有所增加的方式规定所述光控制设备的动作模式,其中,所述设备控制部,如果获取到所述第二程序,就代替所述第一程序,按照所述第二程序控制所述光控制设备的动作。

本发明的第四实施方式涉及的栽培控制方法,是控制植物的培育的栽培控制装置的栽培控制方法,包括以下步骤:按照规定了光控制设备的动作模式的第一程序控制所述光控制设备的动作,所述光控制设备控制供给到培育所述植物的栽培环境的光量;基于所述植物的生长状态,判断表示伴随着通过所述光控制设备供给到所述栽培环境的光量的供给热被用于所述栽培环境的显热上升的程度的显热贡献度是否已降低;如果被判断为所述显热贡献度已降低,就通过通信网络从栽培管理服务器获取第二程序并将该第二程序保存到存储部,其中,所述第二程序以使供给到所述栽培环境的光量与所述第一程序相比有所增加的方式规定所述光控制设备的动作模式;如果获取到所述第二程序,就代替所述第一程序,按照所述第二程序控制所述光控制设备的动作。

本发明的第五实施方式涉及的栽培控制程序,使控制植物的培育的栽培控制装置的计算机执行以下处理:按照规定了光控制设备的动作模式的第一程序控制所述光控制设备的动作,所述光控制设备控制供给到培育所述植物的栽培环境的光量;基于所述植物的生长状态,判断表示伴随着通过所述光控制设备供给到所述栽培环境的光量的供给热被用于所述栽培环境的显热上升的程度的显热贡献度是否已降低;如果被判断为所述显热贡献度已降低,就通过通信网络从栽培管理服务器获取第二程序并将该第二程序保存到存储部,其中,所述第二程序以使供给到所述栽培环境的光量与所述第一程序相比有所增加的方式规定所述光控制设备的动作模式;如果获取到所述第二程序,就代替所述第一程序,按照所述第二程序控制所述光控制设备的动作。

根据该第三实施方式或第四实施方式或第五实施方式,与第一实施方式相同,可以实现适合植物的生长的栽培控制,从而使作物的质量稳定。

实施方式

以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外,在每个附图中对于相同的构成要素使用相同的符号,并适当地省略其详细的说明。

第一实施方式

图1是示意性地表示栽培管理服务器以及第一实施方式的栽培控制系统的控制构成的方框图。第一实施方式的栽培控制系统100具备室温传感器110、日照传感器120、侧窗130、棚顶帘140、供水装置150、排水装置160、控制装置300。而且,栽培控制系统100与栽培管理服务器10通过通信网络90可通信地连接。在该第一实施方式,栽培控制系统100被设置在作为用于栽培栽培对象植物(在第一实施方式为番茄)的设施栽培设备的一个例子的温室中。

控制装置300包含存储器310、中央运算处理装置(CPU)320以及外围电路(省略图示)。存储器310(相当于存储部的一个例子)例如由半导体存储器等构成。存储器310包含例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、可电擦去重写ROM(EEPROM)等。CPU320,通过按照存储在存储器310的例如ROM中的第一实施方式的控制程序进行动作,作为判断处理部321、获取处理部322、设备控制部323而发挥作用。判断处理部321、获取处理部322、设备控制部323的功能将在以后说明。

栽培管理服务器10具备预先存储初期程序20(相当于第一程序的一个例子)和增加用更新程序30(相当于第二程序的一个例子)的硬盘或半导体非易失性存储器等。在初期程序20、增加用更新程序30分别规定棚顶帘140的动作模式。初期程序20被预先从栽培管理服务器10下载到控制装置300,并被保存到存储器310的例如RAM或EEPROM中。CPU320的设备控制部323按照初期程序20控制棚顶帘140的动作。

室温传感器110检测温室内的干球温度(dry-bulb temperature)。室温传感器110可以设置在温室内的任意的地方。日照传感器120,在第一实施方式,包含被设置在棚顶帘140的上方用于检测射入到温室内的日照量(W/m

另外,日照传感器120,并不局限于检测日照量(W/m

侧窗130包含用于卷绕覆盖温室的侧面的覆盖膜的直管(省略图示)、使该直管旋转的开闭驱动部131,温室的侧面为可开闭的结构。开闭驱动部131包含例如马达。在通过覆盖膜覆盖温室的侧面而侧窗130被关闭时,温室内部因太阳光的射入室温上升,室温变成比温室外部的气温高。然后,如果通过开闭驱动部131覆盖膜被卷绕在直管而侧窗130被打开时,由于可以将外部的空气导入到温室内部,可以使温室内部的室温降低。

棚顶帘140(相当于光控制设备的一个例子)控制从上空供给的太阳光能射入到温室的量。棚顶帘140被设置在温室内部的棚顶附近,其结构为能以一定的比例遮住来自温室上面的太阳光射入。棚顶帘140包含用于卷绕帘的直管(省略图示)、使该直管旋转的开闭驱动部141。开闭驱动部141例如包含马达。

如果通过开闭驱动部141帘被卷绕在直管而棚顶帘140被打开时,虽然温室内的栽培对象植物能大量地吸收所需的光能,但是植物本身以及植物周边的温度容易上升,也存在会妨碍植物生长的情况。另一方面,如果通过开闭驱动部141帘被从直管陆续放出而棚顶帘140被关闭时,向位于棚顶帘140的下方的植物周边环境射入的太阳光被遮住,虽然具有能抑制植物本身及植物周边的温度上升的效果,但是光合作用所需的光能也会减少。因此,需要考虑到影响植物的温度和光量之间的平衡来控制棚顶帘140的开闭。另外,棚顶帘140的开闭方法并不局限于使用直管卷绕的结构,也可以采用将钢丝安装在帘上通过开闭驱动部141进行牵拽的折叠结构。

供水装置150,包含泵151、供水量测量部152,使泵151在规时刻刻工作从而向栽培对象植物供水。供水量测量部152例如是测量从泵151流出的水的流量并测量向栽培对象植物的供水量的流量计。供水量测量部152,如果泵151的单位时间的流量已知,也可以基于泵151的工作时间来测量供水量。

供水装置150,作为一种简单的结构,也可以在来自水管或浅井泵的管道上设置水龙头、阀门、电磁阀,通过在必要时将它们打开来向植物供水。而且,供水装置150也可以作为供给液体肥料的装置而使用。例如,供水装置150也可以包含蓄积规定浓度的液体肥料的容器,使用泵151在规时刻刻将液体肥料从容器向栽培对象植物供给。而且,供水装置150也可以将液体肥料用自来水或地下水稀释之后进行供给。

而且,供水装置150也可以包含测量液体肥料的电导率、pH值的测量部,将液体肥料的电导率、pH值自动地调整为规定的电导率、pH值。而且,从供水装置150向植物供水的时机不仅是规定时刻,还可以基于由日照传感器120检测到的日照量的测量结果进行供水。例如,供水装置150,在9点钟向植物供水之后,通常到12点钟为止是不供水的,但是,如果累积日照量超过了规定阈值,也可以追加进行规定量的供水。

排水装置160包含泵161、排水量测量部162,对未被栽培对象植物(在该第一实施方式中为番茄)吸收的水进行排水。排水量测量部162测量从供水装置150向番茄供给的水量之中未被番茄吸收的水量。在该第一实施方式,将番茄与培养基(culture medium)一起放入筐体(例如种植园)内,将未被番茄吸收的水通过筐体集中到被设置在温室内的一处的排水箱(省略图示)。在排水箱内蓄积的水量达到一定水位之后,设置在排水箱内的泵161抽出蓄积的排水并将其排出到温室外。排水量测量部162例如是测量通过泵161从排水箱向温室外排出的排水量的流量计。

以下对CPU320的各个功能进行说明。夏季的白天,射入温室内部的太阳光能很多。为此,在侧窗130被关闭、棚顶帘140被打开的状态下,射入温室的太阳光能中的热能有助于显热上升,温室的室温容易上升,妨碍番茄的生长的可能性变高。然而,如果关闭棚顶帘140,就可以抑制室温的上升。为此,在初期程序20规定棚顶帘140的动作模式如下所示,即,在通过日照传感器120检测到的日照量超过500W/m

另外,在初期程序20,日照量的阈值也可以配合地域、时期来设定。而且,为了使棚顶帘140打开以及关闭的动作具有冗余性(redundancy),也可以在棚顶帘140打开的阈值和关闭的阈值之间设置级差(differential)。

如果番茄经过栽培期间而生长,叶子的数量会增加,在温室内部叶子所占的面积就会增加。如果叶子的面积增加,从叶子蒸发的蒸发水量也会增加。其结果,射入温室的太阳光能中的热能被更多地用于蒸发水的汽化。换句话说,供给到温室的太阳光能中的热能被更多地用于温室内的显热上升之外。因此,表示伴随着供给到温室的光量的供给热被用于温室内的显热上升的程度的显热贡献度降低。如果显热贡献度降低,即使增加供给到栽培环境的光量,温室内的室温上升也会被抑制。

如果番茄生长,由于为了植物维持植物的长势需要大量地进行光合作用、大量地生成同化产物,需要更多的太阳光能。为了判断即使将用于开闭棚顶帘140的日照量的阈值变更为更高的值并更多地射入太阳光能,还能否抑制室温上升即显热贡献度是否降低,需要掌握番茄的生长状态的手段。从供水量中减去排水量的差值是番茄吸收的吸收水量,该吸收水量伴随着番茄的生长而增加。

判断处理部321根据通过供水量测量部152测量的供水量和通过排水量测量部162测量的排水量来掌握番茄的生长状态。即,在每一株番茄的吸收水量超过规定的水量阈值时,判断处理部321就判断番茄生长了从而显热贡献度降低,更新初期程序20。在第一实施方式,供水装置150的供水量测量部152和排水装置160的排水量测量部162相当于第一传感器的一个例子。

在第一实施方式,将用于开闭棚顶帘140的日照量的阈值设定为700W/m

判断处理部321,如果每一株番茄的吸收水量超过了水量阈值(在该第一实施方式例如为1升/日),就判断显热贡献度已降低。CPU320的获取处理部322,如果通过判断处理部321判断显热贡献度已降低,就通过通信网络90从栽培管理服务器10获取增加用更新程序30。获取处理部322将所获取的增加用更新程序30保存到存储器310的例如RAM或EEPROM中。然后,设备控制部323按照增加用更新程序30控制棚顶帘140等的动作。

通过将初期程序20切换成增加用更新程序30,可以将太阳光能更多地导入到温室内部,从而增加番茄的光合作用。另外,为了计算每一株番茄的吸收水量,需要知道温室中的番茄的株数。在此,预先保存在存储器310中的第一实施方式的控制程序包含温室中的番茄的株数。使用该株数可以根据供水量测量部152测量的供水量以及排水量测量部162测量的排水量计算出每一株番茄的吸收水量。

图2是概要性地表示第一实施方式的栽培控制系统100的动作步骤的流程图。图2的动作例如一天执行一次。

如果开始图2的动作,在步骤S1000,判断处理部321获取通过供水量测量部152测量到的供水量。

其次,在步骤S1005,判断处理部321获取通过排水量测量部162测量的排水量。

其次,在步骤S1010,判断处理部321,将从供水量减去排水量的差值除以番茄的株数,计算出每一株番茄的吸收水量。

其次,在步骤S1015,判断处理部321判断每一株番茄的吸收水量是否超过了水量阈值(在第一实施方式为1升/日)。

如果每一株番茄的吸收水量超过水量阈值(在步骤S1015为“是”),判断处理部321就判断显热贡献度已降低,处理前往步骤S1020。另一方面,如果每一株番茄的吸收水量在水量阈值以下(在步骤S1015为“否”),就结束图2的动作。

在判断每一株番茄的吸收水量超过了水量阈值的情况下,在步骤S1020,获取处理部322从栽培管理服务器10获取增加用更新程序30,并将所获取的增加用更新程序30保存到存储器310的例如RAM或EEPROM中。然后,结束图2的动作。

如以上说明所述,根据该第一实施方式,通过判断与番茄的生长对应的吸收水量是否超过了水量阈值,可以掌握番茄的生长状态。如果判断吸收水量超过了水量阈值,就判断显热贡献度已降低,按照代替了初期程序20的增加用更新程序30控制棚顶帘140的开闭。因为在增加用更新程序30中,与初期程序20相比,用于开闭棚顶帘140的日照量的阈值被设定得较高,所以射入温室的太阳光能增加,从而进一步促进番茄的生长。为此,可以利用与番茄的生长相对应的最佳的控制来栽培番茄。其结果,能够提供使作物的质量稳定的系统。

而且,由于在最初按照初期程序20控制棚顶帘140的开闭,特别是在夏季或热带、亚热带地区的设施栽培,可以抑制植物被高温暴晒,能精准地进行配合植物的生长状态的控制。

在上述第一实施方式,使初期程序20切换成增加用更新程序30的吸收水量的水量阈值,可以根据地域、时期、栽培面积等条件设定为不同的值。例如,如果地域在南方、时期为夏季、栽培面积较狭小,温室内的室温就容易上升。因此,在这些情况下,也可以提高吸收水量的水量阈值。这样做,因为延迟了给予更多太阳光的时机,所以可以避免室温过度上升的事态发生。

而且,番茄的吸收水量根据室温、日照量等的栽培环境有所不同。为此,上述水量阈值也可以考虑到由室温传感器110以及日照传感器120其中之一或双方检测到的值来决定。例如,日照量较少时难以蒸发,较多时容易蒸发。因此,在阴天和晴天即使番茄的吸收水量相同,也未必能说生长程度就相同。而且,例如,因为室温较高时吸收水量就增加,所以判断植物已生长,但是,实际上也有可能并没有生长。为此,判断处理部321也可以根据每天的栽培环境来变更水量阈值。

判断处理部321也可以根据室温来变更水量阈值。例如,判断处理部321可以将室温的平均值为25℃时的水量阈值决定为1升/日。另外,在室温的平均值为30℃、计算出的吸收水量为1升/日的情况下,判断处理部321可以判断为相当于室温的平均值为25℃时的吸收水量为0.8升/日,并校正吸收水量的计算结果。或者,判断处理部321,代替根据室温的平均值来校正吸收水量的计算结果,也可以根据室温的平均值来校正水量阈值。判断处理部321,在室温的平均值为30℃的情况下,也可以将水量阈值变更为1.2升/日。

关于日照量也可以同样地考虑。判断处理部321也可以根据室温以及日照量来变更水量阈值。例如,判断处理部321可以将室温的平均值为25℃、日照量为500W/m

而且,在上述第一实施方式,如果供水量为恒定值,栽培控制系统100也可以不具备供水量测量部152,让存储器310保存供水量,判断处理部321也可以根据该恒定值的供水量和通过排水量测量部162测量的排水量来计算吸收水量。

第二实施方式

图3是示意性地表示栽培管理服务器以及第二实施方式的栽培控制系统的控制构成的方框图。图4是示意性地表示第二实施方式的培养基重量计和植物的示意图。第二实施方式的栽培控制系统100A与第一实施方式的栽培控制系统100的主要不同之处在于具备培养基重量计170这一点上。

第二实施方式的栽培控制系统100A具备室温传感器110、日照传感器120、侧窗130、棚顶帘140、供水装置150、培养基重量计170、控制装置300A。而且,栽培控制系统100A经由通信网络90与栽培管理服务器10可通信地连接。在该第二实施方式,栽培控制系统100A与第一实施方式同样被设置在温室。另外,第二实施方式的供水装置150也可以不具备供水量测量部152。

培养基重量计170,如图4所示,被载置有种植了植物171(在第二实施方式为番茄)的培养基172。培养基重量计170测量植物171和培养基172的合计重量。培养基重量计170将测量到的重量输出到控制装置300A。培养基重量计170,在第二实施方式,相当于第一传感器的一个例子。

作为培养基172使用岩棉块(rockwool cube),简单的结构是将该岩棉块载置在培养基重量计170上,但是本发明并不局限于此。例如,也可以将栽培对象植物种植在装有土、椰子壳等的栽培容器中,并将该栽培容器载置在培养基重量计170上。而且,也可以根据需要将培养基172和排水设备一起载置在培养基重量计170上。而且,在培养基重量计170上也可以载置种植了多株番茄的培养基。

控制装置300A包含存储器310A、CPU320A以及外围电路(省略图示)。存储器310A(相当于存储部的一个例子)例如由半导体存储器等构成。存储器310A例如包含ROM、RAM、EEPROM等。CPU320A通过按照存储在存储器310A的例如ROM中的第二实施方式的控制程序进行动作,作为判断处理部321A、获取处理部322、设备控制部323而发挥其作用。

以下对栽培对象植物为番茄时的CPU320A的各种功能进行说明。作为培养基172采用岩棉块。番茄被播种在岩棉块上,在其它的房间进行了育苗之后,与岩棉块一起被转移到温室并载置在培养基重量计170上。供水管道以可从供水装置150直接向岩棉块(培养基172)供水的方式而连接。

如果番茄经过栽培天数而生长,用培养基重量计170测量的重量就会有所增加。番茄生长重量增加意味着叶子的数量或叶子的面积在增加。因此,蒸发水量也会增加。其结果,与第一实施方式相同,射入温室内的太阳光能中的热能被更多地用于蒸发水的汽化。换句话说,供给温室的太阳光能中的热能被更多地用于温室的显热上升之外。因此,表示伴随着供给到温室的光量的供给热被用于温室的显热上升的程度的显热贡献度降低。如果显热贡献度降低,即使供给到栽培环境的光量增加,温室内的室温上升也被抑制。

判断处理部321A,在测量重量超过了根据番茄的种类而决定的重量阈值的情况下,判断因番茄的生长而导致显热贡献度降低。重量阈值,在为番茄之外的植物的情况下,可以根据植物的种类决定为适当的值。如果通过判断处理部321A判断测量重量超过了重量阈值,获取处理部322就从栽培管理服务器10获取增加用更新程序30,并将其保存到存储器310A的例如RAM或EEPROM中。然后,设备控制部323按照增加用更新程序30控制棚顶帘140的开闭。

图5是概要性地表示第二实施方式的栽培控制系统100A的动作步骤的流程图。图5的动作例如一天执行一次。

如果开始图5的动作,在步骤S1100,判断处理部321A获取通过培养基重量计170测量的测量重量。

其次,在步骤S1105,判断处理部321A判断测量重量是否超过了重量阈值。

如果测量重量超过了重量阈值(在步骤S1105为“是”),判断处理部321A就判断显热贡献度已降低,处理前往步骤S1020。另一方面,如果测量重量在重量阈值以下(在步骤S1105为“否”),就结束图5的动作。图5的步骤S1020的处理与图2的步骤S1020的处理相同。

如以上说明所述,根据该第二实施方式,通过培养基重量计170测量包含植物(番茄)171的培养基172的重量,通过判断测量得到的测量重量是否超过了重量阈值,与第一实施方式相同,可以掌握番茄的生长状态。如果判断测量重量超过了重量阈值,就判断显热贡献度已降低,代替初期程序20按照增加用更新程序30控制棚顶帘140的开闭。在增加用更新程序30,与初期程序20相比较,因为用于开闭棚顶帘140的日照量的阈值被设定得较高,射入温室的太阳光能增加,从而能进一步促进番茄的生长。由此,与第一实施方式相同,可以用与番茄的生长相对应的最佳的控制来栽培番茄。其结果,能够提供使作物的质量稳定的系统。

第三实施方式

图6是示意性地表示栽培管理服务器以及第三实施方式的栽培控制系统的控制构成的方框图。第三实施方式的栽培控制系统100B与第一实施方式的主要不同之处在于具备对植物进行摄像的照相机180这一点上。

第三实施方式的栽培控制系统100B具备室温传感器110、日照传感器120、侧窗130、棚顶帘140、供水装置150、照相机180、控制装置300B。而且,栽培控制系统100B经由通信网络90与栽培管理服务器10可通信地连接。在该第三实施方式,栽培控制系统100B与第一实施方式同样地被设置在温室。另外,第三实施方式的供水装置150也可以不具备供水量测量部152。

照相机180拍摄包含了植物(在第三实施方式为番茄)的任意的地方。照相机180将通过摄像获得的拍摄图像输出到控制装置300B。照相机180,在第三实施方式,相当于第一传感器的一个例子。

控制装置300B包含存储器310B、CPU320B以及外围电路(省略图示)。存储器310B(相当于存储部的一个例子)例如由半导体存储器等构成。存储器310B例如包含ROM、RAM、EEPROM等。CPU320B通过按照存储在存储器310B的例如ROM中的第三实施方式的控制程序进行动作,作为判断处理部321B、获取处理部322、设备控制部323而发挥作用。

判断处理部321B判断通过照相机180拍摄的拍摄图像的颜色,通过判断拍摄图像内的绿色(即叶子)所占的面积比来掌握植物(在第三实施方式为番茄)的生长状态。另外,也可以将番茄的叶子的各种形状预先保存到存储器310B,判断处理部321B通过比对(template matching)来判断叶子所占的面积比。

如果番茄经过栽培天数生长,在用照相机180拍摄的拍摄图像内绿色(即叶子)所占的面积比就会增加。番茄生长而在拍摄图像内叶子所占的面积比增加意味着叶子的数量或叶子的面积在增加。为此,蒸发水量也会增加。其结果,与第一实施方式相同,射入温室内的太阳光能中的热能被更多地用于蒸发水的汽化(即,温室的显热上升之外)。因此,表示伴随着供给到温室的光量的供给热被用于温室的显热上升的程度的显热贡献度会降低。如果显热贡献度降低,即使增加供给到栽培环境的光量,温室内的室温上升也被抑制。

判断处理部321B,在绿色(即叶子)的面积比超过根据番茄的种类而决定的比率阈值的情况下,就判断因番茄的生长而导致显热贡献度降低。比率阈值,在为番茄之外的植物的情况下,可以根据植物的种类决定为适当的值。获取处理部322,如果通过判断处理部321B判断面积比超过了比率阈值,就从栽培管理服务器10获取增加用更新程序30,并将其保存到存储器310B的例如RAM或EEPROM中。然后,设备控制部323按照增加用更新程序30控制棚顶帘140的开闭。

图7是概要性地表示第三实施方式的栽培控制系统100B的动作步骤的流程图。图7的动作例如一天执行一次。

如果开始图7的动作,在步骤S1200,判断处理部321B获取通过照相机180拍摄的拍摄图像。

其次,在步骤S1205,判断处理部321B就计算出绿色在拍摄图像中所占的面积比。

其次,在步骤S1210,判断处理部321B判断绿色的面积比是否超过了比率阈值。

如果绿色的面积比超过了比率阈值(在步骤S1210为“是”),判断处理部321B就判断显热贡献度已降低,处理前往步骤S1020。另一方面,如果绿色的面积比在比率阈值以下(在步骤S1210为“否”),就结束图7的动作。图7的步骤S1020的处理与图2的步骤S1020的处理相同。

如以上说明所述,根据该第三实施方式,用照相机180对包含了番茄的地方进行摄像,通过判断绿色在拍摄图像中所占的面积比是否超过了比率阈值,可以与第一实施方式同样地掌握番茄的生长状态。如果判断绿色在拍摄图像中所占的面积比超过了比率阈值,就判断显热贡献度已降低,代替初期程序20按照增加用更新程序30控制棚顶帘140的开闭。在增加用更新程序30,与初期程序20相比较,因为用于开闭棚顶帘140的日照量的阈值被设定得较高,射入温室的太阳光能增加,从而能进一步促进番茄的生长。由此,与第一实施方式同样,可以用与番茄的生长相对应的最佳的控制来栽培番茄。其结果,能够提供使作物的质量稳定的系统。

第四实施方式

图8是示意性地表示栽培管理服务器以及第四实施方式的栽培控制系统的控制构成的方框图。在该第四实施方式,栽培控制系统100C,与第一至第三实施方式不同,被设置在作为用人工照明栽培植物的栽培设施的人工光型植物工厂。在第四实施方式,对用设置在栽培设施内的生菜栽培槽水耕栽培作为栽培对象植物的生菜的例子进行说明。

第四实施方式的栽培控制系统100C具备室温传感器110、水温传感器190、光量子传感器200、供水装置150C、排水装置160C、照明设备210、空气调节机220、控制装置300C。而且,栽培控制系统100C经由通信网络90与栽培管理服务器10C可通信地连接。

控制装置300C包含存储器310C、CPU320C以及外围电路(省略图示)。存储器310C(相当于存储部的一个例子)例如由半导体存储器等构成。存储器310C例如包含ROM、RAM、EEPROM等。CPU320C通过按照被保存在存储器310C的例如ROM中的第四实施方式的控制程序进行动作,作为判断处理部321C、获取处理部322、设备控制部323C而发挥作用。判断处理部321C、获取处理部322、设备控制部323C的功能将在以后说明。

栽培管理服务器10C具备预先存储初期程序20C(相当于第一程序的一个例子)和增加用更新程序30C(相当于第二程序的一个例子)的硬盘或半导体非易失性存储器等。在初期程序20C和增加用更新程序30C分别规定了照明设备210的动作模式。初期程序20C被预先从栽培管理服务器10C下载到控制装置300C,并被存储在存储器310C的例如RAM或EEPROM中。CPU320C的设备控制部323C按照初期程序20C控制照明设备210的动作。

供水装置150C包含泵151和水位传感器153,将液体肥料向生菜供给。水位传感器153包含设置在生菜栽培槽中的三个电极,基于电极之间有无通电,来检测生菜栽培槽的水位。水位传感器153可以采用球形旋塞方式(ball tap method),只要能检测出生菜栽培槽的水位可以为任意的方式。供水装置150包含储藏规定浓度的液体肥料的容器。在通过水位传感器153检测到的生菜栽培槽的水位低于一定标准(将在以后说明)时,设备控制部323C驱动泵151向生菜栽培槽供给液体肥料。而且,供水装置150C也可以将液体肥料用自来水或地下水稀释之后进行供给。而且,供水装置150C也可以包含测量液体肥料的电导率、pH值的测量部,并能将液体肥料的电导率、pH值自动地调整为规定的电导率、pH值。

排水装置160C对积存在生菜栽培槽中的水进行排水。排水装置160C在该第四实施方式为在栽培中不排水使栓关闭、在清洗生菜栽培槽时排水的结构。另外,排水装置160C也可以为始终排水的结构。而且,排水装置160C也可以包含设置在生菜栽培槽的电磁阀,设备控制部323C使电磁阀在规定的时机打开进行排水。而且,排水装置160C也可以包含流量计,用于测量排水量。

水温传感器190被设置在供水装置150C的出口,用于测量向生菜供给的液体肥料的温度。光量子传感器200被设置在照明设备210的下方且不会与生菜的叶子产生的影子重叠的地方,用于检测光量子束(light quantum flux)密度(μmol/m

照明设备210包含白色发光二极管(LED)的直管。该白色LED的直管以多根为单位可分别地点亮或熄灭。照明设备210以多根直管为单位控制生菜的光合作用所需的光能的供给量。照明设备210,在第四实施方式,相当于光控制设备的一个例子。

在初期程序20C,设备控制部323C使照明设备210的一部分直管点亮。在增加用更新程序30C,设备控制部323C使照明设备210的所有的直管都点亮。另外,设备控制部323C也可以基于光量子传感器200的检测结果来控制照明设备210的动作。

空气调节机220使栽培设施内的室温上升或下降。设备控制部323C,基于室温传感器110以及水温传感器190的检测结果,按照被保存在存储器310C中的第四实施方式的控制程序来控制空气调节机220的动作。

如果生菜经过栽培期间生长,叶子的面积会增加,蒸发水量也会增加。其结果,从照明设备210产生的热能被更多地用于蒸发水的汽化(即,除了栽培设施的显热上升之外)。为此,显热贡献度降低。如果显热贡献度降低,即使增加了供给栽培设施的光量,栽培设施内的室温的上升也被抑制。

如果生菜生长叶子的数量变多,进行光合作用的叶子的面积也会增加,通过使来自照明设备210的光供给量增加能进一步促进生长。因此,重要的是,通过观察因来自照明设备210的热能的显热贡献度降低从而栽培设施内的室温上升被抑制的时期,更新为能更多地供给光量的增加用更新程序30C。

为了判断从初期程序20C更新为增加用更新程序30C的时机,需要掌握生菜的生长状态的手段。生菜也与第一至第三实施方式涉及的番茄同样,其吸收水量随着生长而增加。因此,即使是在第四实施方式,也通过判断处理部321C判断在每一株生菜的吸收水量超过了规定的水量阈值时因生菜的生长导致的显热贡献度降低,将初期程序20C更新为增加用更新程序30C。

设置在生菜栽培槽中的水位传感器153,基于三个电极之间有无通电,可以检测第一水位和低于第一水位的第二水位。设备控制部323C,如果生菜栽培槽的水位下降至第二水位,就驱动供水装置150C的泵151,使生菜栽培槽的水位上升至第一水位。在第四实施方式,供水装置150C相当于第一传感器的一个例子。

在第四实施方式,在生菜栽培槽中相当于下降的水位的水量与生菜的吸收水量一致。如果生菜的吸收水量增加,生菜栽培槽中的水位的下降速度就会上升。其结果,在单位时间内驱动泵151的驱动次数增加。为此,可以将泵151的驱动次数作为判断基准来判断生菜的生长状态。

在供水装置150C的泵151在单位期间(例如,1天)的驱动次数超过了规定的次数阈值时,判断处理部321C可以判断生菜生长了从而显热贡献度降低了。获取处理部322通过通信网络90从栽培管理服务器10C获取增加用更新程序30C,并将其保存到存储器310的例如RAM或EEPROM中。之后,设备控制部323C按照增加用更新程序30C控制照明设备210等。由此,可以向生菜更多地提供光能使生菜的光合作用增加。

另外,为了计算出每一株生菜的吸收水量,需要知道栽培设施中的生菜的株数。在此,预先保存在存储器310C中的第四实施方式的控制程序包含栽培设施中的生菜的株数。如果使用该株数,就可以根据供水装置150C的泵151的驱动次数计算出每一株生菜的吸收水量。

图9、图10是分别概要性地表示第四实施方式的栽培控制系统100C的动作步骤的流程图。图9的动作例如每隔10秒执行一次,图10的动作例如每天执行一次。

在图9的步骤S1300,判断处理部321C判断是否开始了泵151的驱动。例如,设备控制部323C可以在每次开始泵151的驱动时设置存储器310C的规定标志。判断处理部321C可以通过确认规定标志的状态来判断泵151是否被开始驱动。

如果开始了泵151的驱动(在步骤S1300为“是”),处理就前往步骤S1305。另一方面,如果没有开始泵151的驱动(在步骤S1300为“否”),就结束图9的动作。

在判断开始了泵151的驱动的情况下,在步骤S1305,判断处理部321C累计被保存在存储器310C中的泵的驱动次数。然后,结束图9的动作。

如果开始图10的动作,在步骤S1400,判断处理部321C获取被保存在存储器310C中的泵151的驱动次数。

其次,在步骤S1405,判断处理部321C判断泵151的驱动次数是否超过了次数阈值。如果泵151的驱动次数超过了次数阈值(在步骤S1405为“是”),判断处理部321C就判断显热贡献度已降低,处理前往步骤S1020。另一方面,如果泵151的驱动次数在次数阈值以下(在步骤S1405为“否”),处理就前往步骤S1410。图10的步骤S1020的处理与图2的步骤S1020的处理相同。

其次,在步骤S1410,判断处理部321C将保存在存储器310C中的泵151的驱动次数的累计值重置为零。然后,结束图10的动作。

如以上说明所述,根据该第四实施方式,可以通过判断表示与生菜的生长相对应的吸收水量的泵驱动次数是否超过了次数阈值来掌握生菜的生长状态。如果判断泵驱动次数超过了次数阈值,就判断显热贡献度已降低,代替初期程序20C按照增加用更新程序30C控制照明设备210。在增加用更新程序30C中,与初期程序20C相比较,因为动作模式被规定成使照明设备210的光供给量变大,供给生菜的光能增加,因此能进一步促进生菜的生长。

在生菜较小时,由于蒸发水量较少,如果从最初就使用增加用更新程序30C,从照明设备210产生的热量被用于栽培设施的显热上升,栽培设施内变成高温,甚至有可能超过了空气调节机220的冷却能力。与此相对应,在第四实施方式,因为在最初使用初期程序20C,所以能够避免发生这样的情况。

如此,在第四实施方式,即能抑制栽培设施内的高温化,又能防止产生超过了空气调节机220的能力的高温化,并带来空气调节机220的负荷的降低以及照明设备210的负荷的降低。因此,即能抑制电费还能与第一实施方式同样地以与生菜的生长相对应的最佳的控制进行栽培。

另外,在上述第四实施方式,生菜的吸收水量根据室温、水温等栽培环境而有所不同。在此,判断处理部321C也可以根据室温传感器110、水温传感器190的检测结果变更判断生菜的生长的次数阈值。例如,根据空气调节机220的运转,在室温为20℃的情况下和室温为30℃的情况下,生菜的吸收水量发生变化。在此,判断处理部321C也可以是室温越高就越使次数阈值增加。由此,可以不受环境因素的影响更准确地判断生菜的生长。

第五实施方式

图11是示意性地表示栽培管理服务器以及第五实施方式的栽培控制系统的控制构成的方框图。第五实施方式的栽培控制系统100D,从初期程序20切换成增加用更新程序30之后的动作与第一实施方式的栽培控制系统100不同。

第五实施方式的栽培控制系统100D具备室温传感器110(相当于第二传感器的一个例子)、日照传感器120、侧窗130、棚顶帘140、供水装置150、排水装置160、控制装置300D。即,第五实施方式的栽培控制系统100D除了具备控制装置300D代替控制装置300以外,其它与第一实施方式的栽培控制系统100相同。而且,栽培控制系统100D经由通信网络90与栽培管理服务器10D可通信地连接。在该第五实施方式,栽培控制系统100D与第一实施方式同样地被设置在温室。

控制装置300D包含存储器310D、CPU320D以及外围电路(省略图示)。存储器310D(相当于存储部的一个例子)例如由半导体存储器等构成。存储器310D例如包含ROM、RAM、EEPROM等。CPU320D通过按照被存储在存储器310D的例如ROM中的第五实施方式的控制程序进行动作,作为判断处理部321D、获取处理部322D、设备控制部323D而发挥作用。

栽培管理服务器10D具备预先存储初期程序20、增加用更新程序30、减少用更新程序40的硬盘或半导体非易失性存储器等。在减少用更新程序40,与初期程序20、增加用更新程序30同样被规定了棚顶帘140的动作模式。初期程序20被预先从栽培管理服务器10D下载到控制装置300D,并将其保存到存储器310D的例如RAM或EEPROM中。

CPU320D的设备控制部323D最初按照初期程序20D控制棚顶帘140的开闭。然后,如在上述第一实施方式说明所述,通过获取处理部322D获取增加用更新程序30,并将其保存到存储器310D的例如RAM或EEPROM中。然后,设备控制部323D按照增加用更新程序30控制棚顶帘140的开闭。

在此,在通过设备控制部323D按照增加用更新程序30使棚顶帘140打开的期间,如果通过室温传感器110检测到的检测温度超过了预先设定的温度阈值,可以判断表示太阳光能中的热能被用于温室的显热上升的程度的显热贡献度的上升超过了想象。在这种情况下,希望切换成将棚顶帘140的动作模式规定为使从太阳光能向温室内的供给光量减少的控制程序。

栽培管理服务器10D的减少用更新程序40以如下方式规定棚顶帘140的动作模式,例如,在通过日照传感器120检测到的日照量超过了400W/m

例如,如果通过判断处理部321D判断室温传感器110的检测温度超过了规定的温度阈值(例如40℃),获取处理部322D通过通信网络90从栽培管理服务器10D获取减少用更新程序40,并将所获取的减少用更新程序40保存到存储器310D的例如RAM或EEPROM中。然后,设备控制部323D按照减少用更新程序40控制棚顶帘140的开闭。

图12是概要性地表示第五实施方式的栽培控制系统100D的动作步骤的流程图。图12的动作例如每隔10秒执行一次。

如果开始图12的动作,在步骤S1500,判断处理部321D判断是否处于正在按照增加用更新程序30进行动作。例如,设备控制部323D,如果开始按照增加用更新程序30的动作,就可以设置存储器310D的规定标志。判断处理部321D可以通过确认规定标志的状态来判断是否处于正在按照增加用更新程序30进行动作。

如果处于正在按照增加用更新程序30进行动作(在步骤S1500为“是”),处理就前往步骤S1505。另一方面,如果处于正在按照初期程序20进行动作(在步骤S1500为“否”),就结束图12的动作。

如果被判断为处于正在按照增加用更新程序30进行动作的情况下,在步骤S1505,判断处理部321D获取通过室温传感器110检测到的室温,并判断所获取的室温是否超过了温度阈值。如果室温超过了温度阈值(在步骤S1505为“是”),处理就前往步骤S1510。另一方面,如果室温在温度阈值以下(在步骤S1505为“否”),就结束图12的动作。

在判断室温超过了温度阈值的情况下,在步骤S1510,获取处理部322D从栽培管理服务器10D获取减少用更新程序40,并将所获取的减少用更新程序40保存到存储器310D的例如RAM或EEPROM中。然后,结束图12的动作。

如以上说明所述,根据该第五实施方式,即使是在由于某种原因栽培对象植物的一部分枯萎,栽培设施内的蒸发水量变少,被判断为温室内的室温超过了温度阈值、显热贡献度已上升的情况下,也可以抑制温室内部的温度上升。而且,还可以应对被暴露在突然变成超过了该季节的高温的气象条件下。

另外,在上述第五实施方式,栽培管理服务器10D的减少用更新程序40虽然如上所述可以适用于第一实施方式的棚顶帘140,但是也可以适用于第二实施方式的棚顶帘140或第三实施方式的棚顶帘140。

或者,而且,上述第五实施方式的栽培管理服务器10D的减少用更新程序40也可以适用于第四实施方式的照明设备210。例如,在设备控制部323D通过按照增加用更新程序30使照明设备210全部点亮并且来自照明设备210的光供给量较多时,如果通过室温传感器110检测到的检测温度超过了预先设定的温度阈值,可以判断表示热能被用于栽培设施的显热上升的程度的显热贡献度的上升超过了想象。在这种情况下,希望切换成照明设备210的动作模式被设定成使来自照明设备210的光供给量减少的控制程序。例如,如果室温传感器110的检测温度超过了规定的温度阈值(例如40℃),也可以通过通信网络90从栽培管理服务器10D获取使照明设备210的点亮灯管数量减少的减少用更新程序。

如上所述,即使将栽培管理服务器10D的减少用更新程序40适用于第二实施方式的棚顶帘140、第三实施方式的棚顶帘140或者第四实施方式的照明设备210,也可以获得与上述第五实施方式相同的效果。

其它

(1)在上述第一至第三实施方式,对于初期程序20和增加用更新程序30,仅对开闭棚顶帘140的日照量的阈值不同的情况进行了说明。而且,在上述第四实施方式,对于初期程序20C和增加用更新程序30C,仅对照明设备210的光量不同的情况进行了说明。然而,实际上,随着日照量的阈值变更或照明设备210的光量变更,其它的参数也被变更,不仅仅是日照量的阈值或照明设备210的光量不同。为此,在上述各实施方式,增加用更新程序30、30C被预先保存在栽培管理服务器中,根据需要,将初期程序20、20C分别更新成增加用更新程序30、30C。

例如,相对于初期程序20、20C,在增加用更新程序30、30C增加每一次的供水量。或者,也可以在增加用更新程序30、30C增加每天的供水次数。例如,也可以根据日出以及日落的时刻来变更设备的控制时刻。例如,可以在初期程序20设定从日出起两个小时不打开棚顶帘140,但是在增加用更新程序30设定从日出起一个小时打开棚顶帘140。

(2)在上述第一至第四实施方式,还可以是以下构成,即,如果通过室温传感器110检测到的温度超过了温度阈值(例如25℃)就打开侧窗130。由此,可以使室温降低。该温度阈值在初期程序20和增加用更新程序30也可以相同。对于侧窗130,即使为了使室温降低而打开侧窗130,也不存在能帮助降温(trade-off)的参数。为此,没有必要变更温度阈值。与此相对应,对于棚顶帘140,如果为了使室温降低而关闭棚顶帘140,太阳光就被遮住。如此,由于棚顶帘140的开闭存在能帮助降温(trade-off)的参数,开闭棚顶帘140的阈值在初期程序20和增加用更新程序30被变更。

(3)在上述第一至第四实施方式,从初期程序20向增加用更新程序30的切换也可以在获取了增加用更新程序30当天之后的第二天以后进行。而且,用于获取增加用更新程序30的下载操作以及从初期程序20向增加用更新程序30的切换操作也可以由栽培管理人员人为地进行。

(4)在上述第一至第四实施方式,在图2的步骤S1015、图5的步骤S1105、图7的步骤S1210、图10的步骤S1405分别为多次“是”时,也可以前往获取增加用更新程序30的步骤。

(5)在上述第一实施方式,栽培管理服务器10除了增加用更新程序30以外,还可以保存第二增加用更新程序。第二增加用更新程序也可以将用于开闭棚顶帘140的日照量的阈值设为例如为800W/m

(6)在上述第一至第四实施方式,在从初期程序20切换成增加用更新程序30之后,获取处理部322也可以将在之前使用的更新前的初期程序20从存储器310、310A、310B、310C中删除。同样,在上述第五实施方式,在从增加用更新程序30切换成减少用更新程序40之后,获取处理部322D也可以从存储器310D中删除在之前使用的更新前的增加用更新程序30。通过删除更新前的程序,可以确保存储器310等的存储空间。由此,可以防止在下一次以后下载程序时因超过了存储器310等的容量而出现故障的情况发生。

另外,在如上述(5)所示具备更多的增加用更新程序的情况下,获取处理部322也可以在切换成增加用更新程序30之后将更新前的初期程序20存留在存储器310等之中,设置在存储了三个程序之后消除最初的程序等的基准,从而依次删除程序。由此,即使是频繁地进行控制程序的更新,也可以确保存储器310等的存储空间,可以防止伴随着容量不足控制程序无法更新的情况发生。

(7)在上述第一至第四实施方式,栽培管理服务器10也可以将多个控制程序保存成为程序库。获取处理部322也可以根据栽培时期、栽培方法选择性地获取必要的控制程序。此外,被保存在栽培管理服务器10中的控制程序也可以由栽培管理人员可自由地改变。而且,栽培管理服务器10也可以追加保存由栽培管理人员新创建的控制程序。

产业上的可利用性

本发明涉及的栽培控制技术特别是对于栽培植物的系统有其实用价值。

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