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養液土耕システム、養液土耕制御サーバ、養液土耕制御プログラム及びコントローラ

国内特許コード P150012301
整理番号 S2014-0083-N0
掲載日 2015年9月9日
出願番号 特願2013-219254
公開番号 特開2015-080438
出願日 平成25年10月22日(2013.10.22)
公開日 平成27年4月27日(2015.4.27)
発明者
  • 佐々木 伸一
  • 小沢 聖
出願人
  • 株式会社ルートレック・ネットワークス
  • 学校法人明治大学
発明の名称 養液土耕システム、養液土耕制御サーバ、養液土耕制御プログラム及びコントローラ
発明の概要 【課題】個人事業者でも容易に導入することができ、かつ高度な制御を実現することが可能な養液土耕システム、養液土耕制御サーバ、養液土耕制御プログラム及びコントローラを提供する。
【解決手段】養液土耕システム101は、センサのデータを養液土耕制御サーバ104に送信し、受信したデータに基づいて水供給弁107、培養原液供給弁108及び吐出弁110を制御するコントローラ102と、コントローラ102から受信したセンサのデータに基づいて、水供給弁107、培養原液供給弁108及び吐出弁110の制御量を算出してコントローラ102に返信する養液土耕制御サーバ104よりなる。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要



国土面積の狭い我が国において、農業の効率化、収益性向上は喫緊の課題である。

発明者等は、農業の効率化と収益性を向上させる有力な方法として、養液土耕を研究し、これを高度に実現するシステムの開発を進めている。





養液土耕とは、肥料を適切な量の水で薄めた培養液を、土壌で栽培する作物に必要な時に、必要な量だけ、灌水チューブを用いて与える、節水型の作物栽培技術である。





特許文献1は、本発明に一部関係があると思われる、養液土耕を用いた作物の栽培方法の先行技術文献である。特許文献1には、作物を養液土耕により栽培する方法であって、(1)作物を栽培するに先立って、土壌を分析して土壌中の塩素イオン濃度及び硫酸イオン濃度を測定する手段、(2)塩素イオン及び硫酸イオンの電気伝導度への寄与値(ds/m)を求める手段、(3)土壌溶液の電気伝導度について、標準電気伝導度に、上記(2)で求めた寄与値を加算して、管理目標値を決定する手段、(4)栽培期間中、土壌溶液中の電気伝導度を測定する手段、及び(5)上記(4)で求めた電気伝導度が上記(3)で決定した管理目標値の範囲を維持するように、施肥の際に供給する肥料溶液の濃度及び液量を調節する手段を備える、作物の栽培方法が開示されている。

産業上の利用分野



本発明は、養液土耕システム、養液土耕制御サーバ、養液土耕制御プログラム及びコントローラに関する。

より詳細には、作物を栽培する養液土耕を、コンピュータ制御にて実現する養液土耕システムと、これに使用する養液土耕制御サーバ、養液土耕制御プログラム及びコントローラに関する。

なお、本明細書において作物とは、農作物と観葉植物を包含する。

特許請求の範囲 【請求項1】
日射センサと、
前記日射センサの日射量情報に基づいて、所定の時間間隔における積算日射量を算出し、前記積算日射量に基づいて、栽培する作物に供給する培養液の量を算出する基本培養液量算出部と、
前記作物が植栽される土壌の水分量を計測する土壌センサと、
前記土壌センサの土壌水分量情報を所定の基準土壌水分量と比較し、前記作物に供給する培養液の量を調整し、制御情報を算出する培養液量微調整部と、
前記培養液の基となる水の供給を制御する水供給弁と、
前記水供給弁が供給する前記水と混合されることで形成される前記培養液の基となる培養原液の供給を制御する培養原液供給弁と、
前記制御情報に基づいて前記水供給弁の開閉及び前記培養原液供給弁の開閉を制御するコントローラと
を具備する、養液土耕システム。

【請求項2】
前記基本培養液量算出部は、前記培養液の濃度も算出するものであり、
前記土壌センサは、前記土壌のECも計測するものであり、
前記培養液量微調整部は、前記土壌センサが出力する土壌EC情報を所定の基準土壌ECと比較し、前記作物に供給する培養液の濃度を調整し、制御情報を算出するものである、
請求項1に記載の養液土耕システム。

【請求項3】
更に、
前記作物が植栽される場所の測位情報を出力する測位情報出力部と、
測位情報と作物の種別と日付と時間毎に、可能日射量と、前記可能日射量に対応する基準培養液量を記録する日射量培養液量テーブルと
を具備し、
前記基本培養液量算出部は、前記測位情報と現在日時によって前記日射量培養液量テーブルのレコードを特定して、得られた前記基準培養液量を、前記可能日射量に対する前記積算日射量との比率で算出する、
請求項1又は2に記載の養液土耕システム。

【請求項4】
更に、
前記基準土壌水分量の上限値及び下限値を格納する閾値範囲リストと、
前記基準土壌水分量を所定の端末の表示画面にて編集可能に表示すると共に、前記端末を通じて操作される前記基準土壌水分量が前記上限値または下限値を超えた場合に、前記表示画面にアラーム表示処理を実行するGUI処理部と
を具備する、請求項1に記載の養液土耕システム。

【請求項5】
日射センサの日射量情報に基づいて、所定の時間間隔における積算日射量を算出し、前記積算日射量に基づいて、栽培する作物に供給する培養液の量を算出する基本培養液量算出部と、
前記作物が植栽される土壌の水分量を計測する土壌センサの土壌水分量情報を所定の基準土壌水分量と比較し、前記作物に供給する培養液の量を調整することで、前記培養液を形成する水の供給を制御する水供給弁と、前記培養液を形成する培養原液の供給を制御する培養原液供給弁の開閉を制御するコントローラが前記水供給弁及び前記培養原液供給弁を制御するための制御情報を算出する培養液量微調整部と
を具備する、養液土耕制御サーバ。

【請求項6】
前記基本培養液量算出部は、前記培養液の濃度も算出するものであり、
前記培養液量微調整部は、前記土壌のECも計測する前記土壌センサが出力する土壌EC情報を所定の基準土壌ECと比較し、前記作物に供給する培養液の濃度を調整し、制御情報を算出するものである、
請求項5に記載の養液土耕制御サーバ。

【請求項7】
コンピュータを、
日射センサの日射量情報に基づいて、所定の時間間隔における積算日射量を算出し、前記積算日射量に基づいて、栽培する作物に供給する培養液の量を算出する基本培養液量算出部と、
前記作物が植栽される土壌の水分量を計測する土壌センサの土壌水分量情報を所定の基準土壌水分量と比較し、前記作物に供給する培養液の量を調整することで、前記培養液を形成する水の供給を制御する水供給弁と、前記培養液を形成する培養原液の供給を制御する培養原液供給弁の開閉を制御するコントローラが前記水供給弁及び前記培養原液供給弁を制御するための制御情報を算出する培養液量微調整部と
を具備する養液土耕制御サーバとして動作させるための、養液土耕制御プログラム。

【請求項8】
日射センサと、作物が植栽される土壌の水分量を計測する土壌センサが接続され、前記日射センサの日射量情報と、前記土壌センサの土壌水分量情報を養液土耕制御サーバに送信するための送信情報を作成する送信情報作成部と、
水の供給を制御する水供給弁と、培養原液の供給を制御する培養原液供給弁が接続され、前記養液土耕制御サーバから受信した制御情報に基づいて、前記水供給弁の開閉及び前記培養原液供給弁の開閉を制御する制御信号を作成する制御信号作成部と
を具備する、コントローラ。

【請求項9】
水の供給を制御する水供給弁と、
培養原液の供給を制御する培養原液供給弁と、
前記水供給弁から吐出される前記水と、前記培養原液供給弁から吐出される前記培養原液が混合された培養液を受けて、第一の作物が植栽される土壌に前記培養液を供給する第一吐出弁と、
前記培養液を受けて、第二の作物が植栽される土壌に前記培養液を供給する第二吐出弁と、
所定の制御情報に基づいて、前記水供給弁及び前記培養原液供給弁の開閉を制御すると共に、前記第一吐出弁と前記第二吐出弁を排他的に開閉制御するコントローラと
を具備する、養液土耕システム。

【請求項10】
前記コントローラは、前記第二吐出弁を閉じた状態で前記第一吐出弁を開いた後に、前記水供給弁を第一の開放時間にて開放し、前記第一吐出弁を閉じた状態で前記第二吐出弁を開いた後に、前記水供給弁を第二の開放時間にて開放する、請求項9に記載の養液土耕システム。

【請求項11】
日射センサと、作物が植栽される土壌の水分量を計測する土壌センサが接続され、前記日射センサの日射量情報と、前記土壌センサの土壌水分量情報を養液土耕制御サーバに送信するための送信情報を作成する送信情報作成部と、
水の供給を制御する水供給弁と、培養原液の供給を制御する培養原液供給弁と、前記水供給弁から吐出される前記水と、前記培養原液供給弁から吐出される前記培養原液が混合された培養液を受けて、第一の作物が植栽される土壌に前記培養液を供給する第一吐出弁と、前記培養液を受けて、第二の作物が植栽される土壌に前記培養液を供給する第二吐出弁が接続され、前記養液土耕制御サーバから受信した制御情報に基づいて、前記水供給弁及び前記培養原液供給弁の開閉を制御すると共に、前記第一吐出弁と前記第二吐出弁を排他的に開閉制御する制御信号作成部と
を具備する、コントローラ。

【請求項12】
前記制御信号作成部は、前記制御情報に基づいて、前記第二吐出弁を閉じた状態で前記第一吐出弁を開いた後に、前記水供給弁を第一の開放時間にて開放し、前記第一吐出弁を閉じた状態で前記第二吐出弁を開いた後に、前記水供給弁を第二の開放時間にて開放する、請求項11に記載のコントローラ。

【請求項13】
水の供給を制御する水供給弁と、
培養原液の供給を制御する培養原液供給弁と、
前記水供給弁から吐出される前記水と、前記培養原液供給弁から吐出される前記培養原液が混合された培養液を受けて、作物が植栽される土壌に前記培養液を供給する吐出弁と、
前記吐出弁に接続され、前記土壌に前記培養液を供給する灌水チューブと、
所定の制御情報に基づいて、前記水供給弁及び前記培養原液供給弁の開閉を制御すると共に、前記吐出弁を開閉制御するコントローラと、
前記灌水チューブの単位長さ辺りの培養液供給能力と、前記灌水チューブの長さに基いて、前記水供給弁及び前記吐出弁の開放時間を算出して、前記開放時間を含む前記制御情報を前記コントローラに提供する、制御データ作成部と
を具備する、養液土耕システム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 公開
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