特許 6600402 水田の水位検知システム、及び水位検知装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6600402

(24)【登録日】2019年10月11日

(45)【発行日】2019年10月30日

(54)【発明の名称】水田の水位検知システム、及び水位検知装置

(51)【国際特許分類】

   A01G 25/00 20060101AFI20191021BHJP

【ＦＩ】

   A01G25/00 501D

【請求項の数】9

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2018-196319(P2018-196319)

(22)【出願日】2018年10月18日

【審査請求日】2019年1月17日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】506067109

【氏名又は名称】株式会社ぶらんこ

(74)【代理人】

【識別番号】100100402

【弁理士】

【氏名又は名称】名越 秀夫

(74)【代理人】

【識別番号】100129805

【弁理士】

【氏名又は名称】上野 晋

(74)【代理人】

【識別番号】100189315

【弁理士】

【氏名又は名称】杉原 誉胤

(72)【発明者】

【氏名】永井 洋志

【審査官】 田辺 義拓

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−３２７２４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０６５７７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２０６２５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３０７２０５８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 韓国公開特許第１０−２００５−００５７９０２（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ０１Ｇ ２２／２２，２５／００

Ｇ０１Ｃ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水田の水位を検知する水田水位検知システムであって、
水田に立設された支柱体と、前記支柱体の下端部に設けられ、上端縁が前記水田の作土層表面に位置するように埋設された受皿部と、前記上端縁から垂直方向に所定距離離間した位置で前記支柱体に設けられ、水田の水面方向へ超音波パルスを発射し、前記水田の水面で反射した前記超音波パルスを受信し、水田の水位を算出するための取得情報を取得する超音波センサ部と、前記受皿部を水田内に設置するための固定杭と、前記超音波センサ部により取得された前記取得情報、または前記取得情報に基づいて算出された水田の水位情報を送信する水位情報送信部と、を備えた水田水位検知装置と、
前記水位情報送信部から送信された前記取得情報を受信して算出した水田の水位情報、または前記水位情報送信部から送信された前記水位情報を、情報通信端末へ送信する情報管理サーバと、
を有し、
前記受皿部は、作土層が締まることにより、または作土層に含まれる水分の蒸発により、前記作土層表面が下がるにつれて、下方へ下がることを特徴とする水田水位検知システム。

【請求項2】

前記超音波センサ部と前記上端縁までの距離が基準高さとして予め記憶されている一方、前記取得情報と、前記基準高さとに基づき、前記水位情報が算出されることを特徴とする請求項１に記載の水田水位検知システム。

【請求項3】

算出した前記水位情報が負の値であった場合、前記水田に水がない状態である旨を情報通信端末へ送信することを特徴とする請求項１、または２に記載の水田水位検知システム。

【請求項4】

前記取得情報は、前記超音波センサ部が、前記超音波パルスが発射されてから前記水田の水面で反射し往復するまでの時間と、前記超音波パルスの伝播速度とから、算出された計測値であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の水田水位検知システム。

【請求項5】

前記受皿部が、前記固定杭の直径よりも大きい孔径の固定杭挿通孔を有することにより、下方へ下がることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の水田水位検知システム。

【請求項6】

前記基準高さは、前記水田水位検知装置を前記水田に設置する際、前記水田水位検知装置毎に補正値を設定することにより変更可能であることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の水田水位検知システム。

【請求項7】

所定区域内に設置された前記水田水位検知装置から送信された前記取得情報、または前記水位情報を広域ネットワークへ中継する中継手段と、
を有し、
前記中継手段は、前記広域ネットワーク上に位置する前記情報管理サーバへ中継することができることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載された水田水位検知システム。

【請求項8】

水田に立設された支柱体と、
上端縁が前記水田の作土層表面に位置するように埋設された受皿部と、
前記上端縁から垂直方向に所定距離離間した位置で前記支柱体に設けられ、水田の水面方向へ超音波パルスを発射し、前記水田の水面で反射した前記超音波パルスを受信することができる超音波センサ部と、
前記超音波パルスが発射されてから前記水田の水面で反射し往復するまでの時間と、前記超音波パルスの伝播速度とを用いて、水田の水位情報を算出する水位情報処理部と、
前記受皿部を、水田内に設置するための固定杭と、
前記水位情報処理部により算出された前記水位情報を送信する水位情報送信部と、
を有し、
前記作土層が締まることにより、または前記作土層に含まれる水分の蒸発により、前記作土層表面が下がるにつれて、下方へ下がることを特徴とする水田水位検知装置。

【請求項9】

水田の水位を検知する水田水位検知システムであって、
水田に立設された支柱体と、前記支柱体の下端部に設けられ、上端縁が前記水田の作土層表面に位置するように埋設された受皿部と、前記上端縁から垂直方向に所定距離離間した位置で前記支柱体に設けられ、水田の水面方向へ超音波パルスを発射し、前記水田の水面で反射した前記超音波パルスを受信し、水田の水位を算出するための取得情報を取得する超音波センサ部と、前記受皿部を水田内に設置するための固定杭と、前記超音波センサ部により取得された前記取得情報、または前記取得情報に基づいて算出された水田の水位情報を送信する水位情報送信部と、を備えた水田水位検知装置と、
前記水位情報送信部から送信された前記取得情報を受信して算出した水田の水位情報、または前記水位情報送信部から送信された前記水位情報を、情報通信端末へ送信する情報管理サーバと、
を有し、
前記受皿部が、前記作土層に含まれる水分の増減に従って上下動する前記作土層表面に応じて、上下動することを特徴とする水田水位検知システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水田の水位を正確に把握することができる水田の水位検知システム、及び水位検知装置に関する。

【背景技術】

【0002】

水田における稲作では、水田の水位を正確に管理することが求められており、水田の水位を測定する装置として、浮き、圧力センサ、または電気伝導等の手段により測定する装置が開発されてきた。例えば、特許文献１には、水田の水位に応じて、上下動するボールタップ弁により、給水栓を開閉する水田の水位設定装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００−１６６４０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、設置場所が水田であることから、装置内に泥の沈殿や、蜘蛛、ごみ等の侵入が生じることにより、水田の水位測定に影響が生じ、実際の水位を正確に測定することができず、正確に水田の水位を検知することは困難であった。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みて、泥の沈殿や、蜘蛛、ごみ等の侵入に影響されることなく、水田の水位を正確に検知することができる水位検知システム、及び水位検知装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するためになされた本発明の水田水位検知システムは、水田の水位を検知する水田水位検知システムであって、水田に立設された支柱体と、前記支柱体の下端部に設けられ、上端縁が前記水田の作土層表面に位置するように埋設された受皿部と、前記上端縁から垂直方向に所定距離離間した位置で前記支柱体に設けられ、水田の水面方向へ超音波パルスを発射し、前記水田の水面で反射した前記超音波パルスを受信し、水田の水位を算出するための取得情報を取得する超音波センサ部と、前記受皿部を水田内に設置するための固定杭と、前記超音波センサ部により取得された前記取得情報、または前記取得情報に基づいて算出された水田の水位情報を送信する水位情報送信部と、を備えた水田水位検知装置と、前記水位情報送信部から送信された前記取得情報を受信して算出した水田の水位情報、または前記水位情報送信部から送信された前記水位情報を、情報通信端末へ送信する情報管理サーバと、を有し、前記受皿部は、作土層が締まることにより、または作土層に含まれる水分の蒸発により、前記作土層表面が下がるにつれて、下方へ下がることを特徴とする。
この構成により、泥の沈殿や、蜘蛛、ごみ等の侵入に影響されることなく、水田の管理者、若しくは農業作業者は、水田に設置された水田水位検知装置により検知された水田の水位情報を、自らが所有する情報通信端末で正確に把握することができる。

【0007】

また、本発明の水田水位検知システムは、前記超音波センサ部と前記上端縁までの距離を基準高さとして予め記憶されている一方、前記取得情報と、前記基準高さとに基づき、前記水位情報が算出されることを特徴とする。
この構成により、水田の水位を正確に算出することができる。

【0008】

また、本発明の水田水位検知システムは、算出した前記水位情報が負の値であった場合、前記水田に水がない状態である旨を情報通信端末へ送信することを特徴とする。
この構成により、水田に水がない状態を把握することができる。

【0009】

また、本発明の水田水位検知システムは、前記取得情報は、前記超音波センサ部が、前記超音波パルスが発射されてから前記水田の水面で反射し往復するまでの時間と、前記超音波パルスの伝播速度とから、算出された計測値であることを特徴とする。
この構成により、水田の水位を算出するための取得情報を正確に検知することができる。

【0010】

また、本発明の水田水位検知システムは、前記受皿部が、前記固定杭の直径よりも大きい孔径の固定杭挿通孔を有することにより、下方へ下がることを特徴とする。
この構成により、水田の作土層の状態に合わせて、水田の水位を算出するための取得情報を正確に検知することができる。

【0011】

また、本発明の水田水位検知システムは、前記基準高さは、前記水田水位検知装置を前記水田に設置する際、前記水田水位検知装置毎に補正値を設定することにより変更可能であることを特徴とする。
この構成により、水田に設置された水田水位検知装置の状況に合わせて、水田の水位情報を正確に把握することができる。

【0012】

また、本発明の水田水位検知システムは、所定区域内に設置された前記水田水位検知装置から送信された前記取得情報、または前記水位情報を広域ネットワークへ中継する中継手段と、を有し、前記中継手段は、前記広域ネットワーク上に位置する前記情報管理サーバへ中継することができることを特徴とする

【0013】

また、本発明の水田水位検知装置は、水田に立設された支柱体と、上端縁が前記水田の作土層表面に位置するように埋設された受皿部と、前記上端縁から垂直方向に所定距離離間した位置で前記支柱体に設けられ、水田の水面方向へ超音波パルスを発射し、前記水田の水面で反射した前記超音波パルスを受信することができる超音波センサ部と、前記超音波パルスが発射されてから前記水田の水面で反射し往復するまでの時間と、前記超音波パルスの伝播速度とを用いて、水田の水位情報を算出する水位情報処理部と、前記受皿部を、水田内に設置するための固定杭と、前記水位情報処理部により算出された前記水位情報を送信する水位情報送信部と、を有し、前記作土層が締まることにより、または前記作土層に含まれる水分の蒸発により、前記作土層表面が下がるにつれて、下方へ下がることを特徴とする。
この構成により、泥の沈殿や、蜘蛛、ごみ等の侵入に影響されることなく、水田の水位を正確に検知することができる。
さらに、本発明の水田水位検知システムは、水田の水位を検知する水田水位検知システムであって、水田に立設された支柱体と、前記支柱体の下端部に設けられ、上端縁が前記水田の作土層表面に位置するように埋設された受皿部と、前記上端縁から垂直方向に所定距離離間した位置で前記支柱体に設けられ、水田の水面方向へ超音波パルスを発射し、前記水田の水面で反射した前記超音波パルスを受信し、水田の水位を算出するための取得情報を取得する超音波センサ部と、前記受皿部を水田内に設置するための固定杭と、前記超音波センサ部により取得された前記取得情報、または前記取得情報に基づいて算出された水田の水位情報を送信する水位情報送信部と、を備えた水田水位検知装置と、前記水位情報送信部から送信された前記取得情報を受信して算出した水田の水位情報、または前記水位情報送信部から送信された前記水位情報を、情報通信端末へ送信する情報管理サーバと、を有し、前記受皿部が、前記作土層に含まれる水分の増減に従って上下動する前記作土層表面に応じて、上下動することを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明の水田水位検知システムは、泥の沈殿や、蜘蛛、ごみ等の侵入に影響されることなく、水田の管理者、若しくは農業作業者は、水田に設置された水田水位検知装置により検知された水田の水位情報を、自らが所有する情報通信端末で正確に把握することができる。また、本発明の水田水位検知装置は、泥の沈殿や、蜘蛛、ごみ等の侵入に影響されることなく、水田の水位を正確に検知することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明に係る実施形態の水田水位検知システム全体の構成の一例を示した模式図である。

【図2】本発明に係る実施形態の水田水位検知装置を示す説明図である。

【図3】本発明に係る実施形態の水田水位検知装置の機能ブロック図である。

【図4】本発明に係る実施形態の水田水位検知装置が水田の水位情報の算出手順を説明する部分拡大説明図である。

【図5】本発明に係る実施形態の情報記憶部に記憶された計測値データベースの構成の一例を示した模式図である。

【図6】本発明に係る実施形態の情報管理サーバの機能ブロック図である。

【図7】本発明に係る実施形態の水田水位検知装置が水田に水がない状態における水田の水位情報の算出手順を説明する部分拡大説明図である。

【図8】本発明に係る実施形態の情報管理サーバに記憶された水位情報データベースの構成の一例を示した模式図である。

【図9】本発明に係る実施形態の水田水位検知装置で算出された水位情報が情報通信端末で表示される表示画面の一例を示す模式図である。

【図10】本発明に係る実施形態の水田水位検知装置で算出された水位情報が情報通信端末で表示される表示画面の別の一例を示す模式図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0016】

以下、本発明に係る実施形態の水田水位検知システム、及び水田水位検知装置を図１〜３に基づいて説明する。図１は、本発明に係る実施形態の水田水位検知システムの全体説明図である。また、図２は、本発明に係る実施形態の水田水位検知装置を示す説明図である。さらに、図３は、本発明に係る実施形態の水田水位検知装置の機能ブロック図である。

【0017】

本発明に係る実施形態の水田水位検知システムは、水田１に立設された支柱体１１と、水田１の作土層２の作土層表面２ａから垂直方向に所定距離離間した位置で、支柱体１１に設けられ、水田１の水面方向Ｘへ超音波パルスを発射し、水田１の水面Ｗで反射した超音波パルスを受信し、水田１の水位を算出するための取得情報である各種情報を取得する超音波センサ部１２、支柱体１１の下端部１１ａに設けられ、その上端縁１４ａが作土層２の作土層表面２ａに位置するように埋設された受皿部１４と、受皿部１４を水田１内の設置場所へ固定する固定杭１５と、超音波センサ部１２により取得された水田１の水位を算出するための各種情報を送信する水位情報送信部１７と、を備えた水田水位検知装置１０と、水田１の水位を算出するための各種情報を受信し、受信した水田１の水位を算出するための各種情報に基づいて、水田１の水位情報ｄを算出し、水田１の管理者、若しくは農業作業者の情報通信端末４０へ送信する情報管理サーバ３０とを有する。なお、水田１の水位を算出するための各種情報は、超音波パルスが発射されてから水田１の水面Ｗで反射し往復するまでの時間Δｔと、及び発射された超音波パルスの伝播速度ｖ、時間Δｔと伝播速度ｖとに基づき、算出された超音波センサ部１２から水田１の水面Ｗまでの距離を示す計測値ｍ等である。

【0018】

また、水田水位検知装置１０を構成する受皿部１４は、作土層２の状態に応じて上下動する。

【0019】

支柱体１１は、金属製や、塩化ビニル等の樹脂製の円筒状に形成され、図２に示すように、所定の水田１内の設置場所に立設される。また、支柱体１１の下端部１１ａには、受皿部１４が設けられる。さらに、支柱体１１の上端部１１ｂには、装置本体部１６が設けられ、装置本体部１６内部に、超音波センサ部１２により取得された水田１の水位を算出するための各種情報を処理する水位情報処理部１３と、超音波センサ部１２により取得された水田１の水位を算出するための各種情報を送信する情報送信部１７を有する。

【0020】

超音波センサ部１２は、水田１の作土層２の作土層表面２ａから垂直方向に所定距離離間した位置で、支柱体１１に設けられ、水田１の水面方向Ｘへ超音波パルスを発射し、水田１の水面Ｗで反射した超音波パルスを受信する。本実施形態では、超音波センサ部１２は、水田１の作土層２の作土層表面２ａから２５ｃｍ〜３０ｃｍ離間した高さ位置で、支柱体１１に設けられている。

【0021】

本実施形態に係る超音波センサ部１２は、水田１の水面方向Ｘへ超音波パルスを発射する超音波発射部１２ａと、発射された超音波パルスが水田１の水面Ｗに反射して往復し戻ってきた超音波パルスを受信する超音波受信部１２ｂとを備える（図３を参照）。また、超音波センサ部１２は、超音波発射部１２ａ、または超音波受信部１２ｂの各処理を制御するセンサ制御部１２ｃを備えている。なお、超音波センサ部１２は、水面に非接触で水位を測定できる水位計であり、既存の超音波式水位計と同様な構成であることから、概要について説明するが、詳細な説明については省略する。

【0022】

超音波発射部１２ａは、図２〜４に示すように、水田１の水面方向Ｘへ超音波パルスを発射する。超音波発射部１２ａにより超音波パルスが発射される際、センサ制御部１２ｃは、超音波パルスを発射した発射時間ｔ１と、超音波パルスの伝播速度ｖとを取得し、後述する装置本体部１６に設けられた情報記憶部１８へ出力する。

【0023】

超音波受信部１２ｂは、水田１の水面Ｗ等により反射し往復した超音波パルスを受信する。超音波受信部１２ｂにより超音波パルスが受信される際、センサ制御部１２ｃは、超音波パルス受信された受信時間ｔ２を取得し、装置本体部１６に設けられた情報記憶部１８へ出力する。

【0024】

センサ制御部１２ｃは、超音波発射部１２ａから発射された超音波パルスの発射時間ｔ１と、超音波受信部１２ｂにより受信された超音波パルスの受信時間ｔ２と、及び超音波発射部１２ａから発射される超音波パルスの伝播速度ｖとを取得する際、それらを相互に紐づけて、装置本体部１６に設けられた情報記憶部１８に出力する。

【0025】

また、センサ制御部１２ｃは、上述した発射時間ｔ１と、受信時間ｔ２と、超音波パルスの伝播速度ｖとを取得する以外に、超音波発射部１２ａ、超音波受信部１２ｂにより行われる各処理を制御する。例えば、センサ制御部１２ｃは、超音波パルスの発射間隔を、任意のタイミング（１時間毎〜１日毎等）に設定し、設定したタイミングで超音波発射部１２ａから超音波パルスを発射させることができる。

【0026】

水位情報処理部１３は、上述した発射時間ｔ１と受信時間ｔ２とに基づき、超音波パルスが水田１の水面Ｗで反射し往復するまでの時間Δｔを算出する。次に、水位情報処理部１３は、超音波パルスが水田１の水面Ｗで反射し往復するまでの時間Δｔと、超音波パルスの伝播速度ｖとに基づき、計測値ｍを算出する。ここで、算出された計測値ｍは、図４に示すように、超音波センサ部１２から水田１の水面Ｗまでの距離を示す。

【0027】

このように、水位情報処理部１３により算出された計測値ｍは、図１に示すように、情報送信部１７から中継機５０に中継された後、情報管理サーバ３０へ送信される。ここで、情報送信部１７から送信される際、水位情報処理部１３は、超音波パルスの発射時間ｔ１を計測時間Ｔとして、計測値ｍと紐づけると共に、水田水位検知装置１０毎に付与された装置識別番号（装置ＩＤ）に紐づけて、中継機５０に中継された後、情報管理サーバ３０へ送信される。

【0028】

受皿部１４は、全体形状は深皿状であって、底面部とその底面部の外縁から立設した側壁部から形成されている。また、受皿部１４は、その底面部の中央が支柱体１１の下端部１１ａに固定されている。さらに、受皿部１４は、複数の固定杭１５により、水田１内の設置場所に固定されることができる。本実施形態では、受皿部１４は、固定杭１５の直径よりも大きい孔径の固定杭挿通孔１４ａが形成されており、複数の固定杭１５が固定杭挿通孔１４ａを挿通するよう配置される。これらの固定杭１５の先端が、水田１の作土層２を超えて、作土層２の下に位置する鋤床層３まで達していることにより、受皿部１４を所定の水田１内の設置場所に固定させることができる。

【0029】

本実施形態では、受皿部１４を形成する側壁部の上端縁１４ａが水田１の作土層２の作土層表面２ａに位置するように、作土層２内に埋設され、複数の固定杭１５により、受皿部１３は、所定の水田１の設置場所に設置される。そして、水田１に田植えをした後、徐々に作土層２が締まることにより作土層２の作土層表面２ａが垂直下方へ下がるにつれて、受皿部１４も合わせて垂直下方へ下がる。さらに、受皿部１４に形成された、複数の固定杭１５が挿通する固定杭挿通孔１４ａが固定杭１５の直径よりも大きく形成されていることから、固定杭挿通孔１４ａから水田１の水が浸入することにより、受皿部１４が浮き上がることなく、受皿部１４は作土層２の状態に合わせて、垂直下方へ下がる。

【0030】

一方、水田１から水がなくなり、作土層２の作土層表面２ａが露わになることによって、作土層２に含まれる水分が徐々に蒸発していき、作土層２の作土層表面２ａが垂直下方へ下がるにあわせて、受皿部１４も垂直下方へ下がる。

【0031】

固定杭１５は、水田水位検知装置１０が強風に煽られても、耐えうる曲げ強度を持ち、長期間に渡り、水に浸された状況で置かれても劣化しない材質であれば、金属製でも、樹脂製でもよい。

【0032】

装置本体部１６は、支柱体１１の上端部１１ｂに設けられ、金属製や、樹脂製の直方体形状に形成されている。装置本体部１６の内部には、水位情報処理部１３、情報送信部１７、及び情報記憶部１８が格納できる内部空間を有する。

【0033】

図１に示すように、情報送信部１７は、水位情報処理部１３により算出された計測値ｍを受信し、中継機５０へ送信する。ここで、情報送信部１７から計測値ｍが送信される際、計測値ｍに、超音波パルスの発射時間ｔ１を計測時間Ｔとして紐づけられていると共に、水田水位検知装置１０毎に付与された装置識別番号（装置ＩＤ）に紐づけられ、中継機５０へ送信される。また、情報送信部１７は、中継器５０を介さず、直接、インターネットを経由して、計測値ｍ等を情報管理サーバ３０へ送信させる構成であってもよい。

【0034】

情報記憶部１８は、図５に示す計測値データベースが記憶されている。ここで、計測値データベースは、「装置ＩＤ」を示すフィールド１８ａと、「発射時間（ｔ１）」を示すフィールド１８ｂと、「受信時間（ｔ２）」を示すフィールド１８ｃと、「時間Δｔ」を示すフィールド１８ｄと、「伝播速度（ｖ）」を示すフィールド１８ｅと、「計測値（ｍ）」を示すフィールド１８ｆとを備えた、複数のレコードにより構成されている。

【0035】

具体的には、「装置ＩＤ」は、水田１に設置された水田水位検知装置１０毎に付与された装置識別番号である。

【0036】

「装置ＩＤ」は、超音波センサ部１２により取得された水田１の水位を算出するための各種情報、すなわちそれが検知された際の発射時間ｔ１、受信時間ｔ２、超音波パルスが水田１の水面Ｗで反射し往復するまでの時間Δｔ、超音波パルスの伝播速度ｖ、超音波パルスが水田１の水面Ｗで反射し往復するまでの時間Δｔと超音波パルスの伝播速度ｖとに基づいて算出された計測値ｍと紐づけられて格納されている。

【0037】

さらに、装置本体部１６の上面には、パネル状の太陽電池１９が設けられるとよい。太陽電池１９の表面は、透明アクリル製の太陽電池カバーにより保護されるとともに、太陽電池１９は太陽から照射される光エネルギーを光起電力効果により電力に変換する。そして、太陽電池１９により変換された電力は、装置本体部１６の内部に格納された蓄電池（図示しない）に充電される。図示しない蓄電池に充電された電力は、蓄電池と電気的に接続された超音波センサ部１２、水位情報処理部１３、情報送信部１７、及び情報記憶部１８に供給されて、超音波センサ部１２、水位情報処理部１３、情報送信部１７、及び情報記憶部１８は、各処理を実施することができる。

【0038】

情報管理サーバ３０は、後述する中継機５０を介して、情報送信部１７により送信された水田１の水位を算出するための各種情報を受信し、水田１の水位情報ｄを算出する。

【0039】

本実施形態では、情報管理サーバ３０は、図６を示すように、水田１の水位情報ｄを算出する水位算出部３１と、水位算出部３１が算出した水田１の水位情報ｄを記憶する水位記憶部３２と、水田１の水位情報ｄを水田１の管理者や、農業作業者が所有する情報通信端末４０へ送信する水位送信部３３とを有する。

【0040】

情報管理サーバ３０の水位算出部３１は、情報送信部１７により送信された水田１の水位を算出するための各種情報、すなわち超音波センサ部１２から水田１の水面Ｗまでの距離を示す計測値ｍと、水位記憶部３２に予め記憶されている基準高さｎとを取得し、以下の数式に基づき、計測値ｍと基準高さｎとの差を、水田１の水位情報ｄとして、水位記憶部３２へ出力する。

【0041】

（数１）
水田１の水位情報ｄ＝基準高さｎ−計測値ｍ

【0042】

具体的には、算出された計測値ｍが「２７ｃｍ」であって、予め記憶された基準高さｎを「３０ｃｍ」とし、上記数式に当てはめて水田１の水位情報ｄを算出すると、水田１の水位情報ｄは「３ｃｍ」となる。なお、基準高さｎは、図４に示すように、超音波センサ部１２から、支柱体１１の下端部１１ａに設けられた受皿部１４の上端縁１４ａまでの高さ寸法であるから、水田１の水位だけ、超音波センサ部１２から水田１の水面Ｗまでの距離を示す計測値ｍより大きい値となる。

【0043】

一方、水田１から水がなくなり、図７に示すように、水田１の作土層２の作土層表面２ａが露わになった場合における、水田１の水位情報ｄ１の算出手順について、以下説明する。

【0044】

図７に示す通り、水田１から水がなくなり、水田１の作土層２の作土層表面２ａが露わになった場合、超音波発射部１２ａから発射された超音波パルスは、水田１の水面Ｗではなく、受皿部１４に堆積した泥、ゴミ、虫、若しくは受皿部１４の底面部で反射し、超音波受信部１２ｂにより受信され、水位情報処理部１３により算出された計測値ｍ１は、情報送信部１７により送信される。

【0045】

本実施形態では、情報管理サーバ３０の水位算出部３１は、情報送信部１７により送信された計測値ｍ１と、水位記憶部３２に予め記憶されている基準高さｎとを取得し、上記数式に基づき、計測値ｍ１と基準高さｎとの差を、水田１の水位情報ｄ１として、水位記憶部３２へ出力する。

【0046】

具体的には、基準高さｎが「３０ｃｍ」であるとし、計測値ｍ１を「３４ｃｍ」とし、上記数式に当てはめて、水田１の水位情報ｄ１を算出すると、水田１の水位情報ｄ１は「−４ｃｍ」となる。なお、基準高さｎは、図７に示すように、超音波センサ部１２から、支柱体１１の下端部１１ａに設けられた受皿部１４の上端縁１４ａまでの高さ寸法であるのに対して、計測値ｍ１は、水田１の水面Wまでではなく、受皿部１４の上端縁１４ａを超えて、受皿部１４の底面部や、底面部に堆積した泥、昆虫、及びゴミ等までの距離となるため、基準高さｎより大きな値となる。

【0047】

そして、水位算出部３１は、水田１の水位情報ｄ１が負の値であった場合、水田１に水がない状態（例えば、渇水状態）であると判断する。そして、水位算出部３１は、水田１に水がない状態である旨が記された通知（例えば、水田１の水位情報ｄ１が「０ｃｍ」である表示）を、水位記憶部３２へ出力する。

【0048】

情報管理サーバ３０の水位記憶部３２は、図８に示す水位情報データベースを記憶し、「装置ＩＤ」を示すフィールド２１と、「ユーザＩＤ」を示すフィールド２２と、「水田ＩＤ」を示すフィールド２３と、「基準高さ（ｎ）」を示すフィールド２４と、「計測時間（Ｔ）」を示すフィールド２５と、「計測値（ｍ）」を示すフィールド２６と、「水位情報（ｄ）」を示すフィールド２７とを備えた、複数のレコードにより構成されている。

【0049】

「装置ＩＤ」は、水田１に設置された水田水位検知装置１０毎に付与された装置識別番号であり、例えば、「Ｃ１１」、「Ｃ１２」、「Ｃ２１」…と付与される。

【0050】

具体的には、「ユーザＩＤ」は、水田１の管理者、若しくは農業作業者毎に付与される個人識別番号であり、例えば、水田１の管理者、若しくは農業作業者毎に「Ａ０１」、「Ａ０２」…と付与される。ここで、「ユーザＩＤ」は、任意の水田１に、水田水位検知装置１０を設置した際、水田１の管理者、若しくは農業作業者が、自身が所有する情報通信端末４０を操作し、「装置ＩＤ」を水位記憶部３２の水位情報データベースに登録する際に自動的に付与され、水位記憶部３２に格納される。また、「ユーザＩＤ」が事前に設定されている場合は、情報通信端末４０を操作し、「装置ＩＤ」と共に、事前に設定された「ユーザＩＤ」を入力する構成としてもよい。なお、一人の管理者、若しくは農業作業者が複数の水田水位検知装置１０を管理する場合、一つの「ユーザＩＤ」に複数の「装置ＩＤ」を紐づけられる。

【0051】

「水田ＩＤ」は、水田１の管理者、若しくは農業作業者が管理する水田１毎に付与された水田識別番号であり、例えば、水田１毎に、「Ｂ００１」、「Ｂ００２」、「Ｂ００３」…と付与される。ここで、「水田ＩＤ」は、任意の水田１に、水田水位検知装置１０を設置した際、水田１の管理者や、農業作業者が、自身が所有する情報通信端末４０を操作し、「装置ＩＤ」を登録する際に自動的に付与され、水位記憶部３２に格納される。また、「水田ＩＤ」が事前に設定されている場合は、情報通信端末４０を操作し、「装置ＩＤ」と共に、事前に設定されている「水田ＩＤ」を入力する構成としてもよい。さらに、「水田ＩＤ」は、情報通信端末４０のＧＰＳ機能により取得された水田１の位置情報と紐づけられ、情報管理サーバ３０へ送信され、水位記憶部３２に格納される。なお、一人の管理者、若しくは農業作業者が複数の水田１を管理する場合、一つの「ユーザＩＤ」に複数の「水田ＩＤ」を紐づけられる。一方、一つの水田１を複数の管理者、若しくは農業作業者が管理する場合、複数の「ユーザＩＤ」に、同一の「水田ＩＤ」を紐づけることも可能である。

【0052】

「基準高さ（ｎ）」は、図４に示すように、超音波センサ部１２から、支柱体１１の下端部１１ａに設けられた受皿部１４の上端縁１４ａまでの高さ寸法という。「基準高さ（ｎ）」は、「装置ＩＤ」に紐づけられて、予め水位記憶部３２に記憶されている。

【0053】

「計測時間（Ｔ）」は、水田水位検知装置１０の超音波センサ部１２により超音波パルスの発射時間ｔ１であって、例えば、「ＡＭ１０：００」、「ＡＭ１１：００」、「ＡＭ１２：００」…「ＰＭ２：００」…である。また、「計測値（ｍ）」は、水田水位検知装置１０の水位情報処理部１３により算出された超音波センサ部１２から水田１の水面Ｗまでの距離である。「計測時間（Ｔ）」は、「計測値（ｍ）」と相互に紐づけられて、水位記憶部３２に格納されている。

【0054】

「水位情報（ｄ）」は、「基準高さ（ｎ）」と「計測値（ｍ）」とに基づいて、算出された水田１の水位である。なお、「水位情報（ｄ）」は、水位算出部３１により算出される毎に、「装置ＩＤ」と紐づけられる。

【0055】

なお、「ユーザＩＤ」に、水田１の管理者や、農業作業者の情報通信端末４０へ送受信することができるユーザ名、メールアドレス、電話番号情報の「連絡情報」を紐づけるとよい。また、「ユーザＩＤ」に、水田１の管理者や、農業作業者が所有する情報通信端末４０から情報管理サーバ３０にアクセスし、水田１の水位情報ｄの閲覧するためのアクセスを許可する「パスワード」を紐づけるとよい。

【0056】

また、「水田ＩＤ」が付与された水田１の地図情報や、画像情報を紐づけて、情報管理データベースに格納してもよい。

【0057】

また、情報管理サーバ３０の水位送信部３３は、水位情報データベースにユーザ識別番号（ユーザＩＤ）に紐づけられて格納された、水田１の管理者や、農業作業者が所有する情報通信端末４０で受信できるメールアドレス、電話番号等の連絡情報に基づいて、水田水位検知装置１０により送信された計測時間Ｔ、及び水位情報ｄを、水田１の管理者や、農業作業者が所有する情報通信端末４０へ送信する。

【0058】

水田１の管理者、若しくは農業作業者は、自らが所有する情報通信端末４０へ送信された水田１の水位情報ｄを確認し、水田１の水位が不足している場合は、水田１へ水を供給する対応、若しくは水田１の水位が過剰である場合は、水田１の水を抜く対応等、状況に合わせた対応を行なうことができる。

【0059】

一方、情報管理サーバ３０の水位送信部３３は、水位情報データベースにユーザ識別番号（ユーザＩＤ）に紐づけられて格納された、水田１の管理者や、農業作業者が所有する情報通信端末４０で受信できるメールアドレス、電話番号等の連絡情報に基づいて、水田水位検知装置１０により送信された計測時間Ｔ、及び水田１に水がない状態である旨が記された通知を、水位送信部３３水田１の管理者、若しくは農業作業者の情報通信端末４０へ送信する。

【0060】

水田１の管理者、若しくは農業作業者は、自らが所有する情報通信端末４０へ送信された水田１に水がない状態である旨が記された通知（例えば、水田１の水位情報ｄ１が「０ｃｍ」である表示）を確認し、水田１へ水を供給する等の適切な対応を行なうことができる。

【0061】

上述した実施形態では、基準高さｎを固定値として説明したが、基準高さｎを、水田１に設置された水田水位検知装置１０の状況に合わせて、変更することができる構成としてもよい。

【0062】

実施例１として、水田水位検知装置１０の水田１への設置作業が完了した状態で、超音波センサ部１２から、支柱体１１の下端部１１ａに設けられた受皿部１４の上端縁１４ａまでの高さ寸法を測定し、測定した高さ寸法と予め設定されている基準高さｎとの差を算出し、算出された差を補正値ｈとする。そして、水田１の管理者、若しくは農業作業者は、情報通信端末４０を操作し、補正値ｈを情報管理サーバ３０へ送信する。その際、補正値ｈは、水田水位検知装置１０毎に付与された装置識別番号（装置ＩＤ）に紐づけられる。そして、情報管理サーバ３０は、受信した補正値ｈを同一の装置識別番号（装置ＩＤ）に紐づけられた基準高さｎと紐づけて、水位記憶部３２に格納する。

【0063】

ここで、補正値ｈを加えて、水田１の水位情報ｄを算出する場合、情報管理サーバ３０は、同一の装置識別番号（装置ＩＤ）が付与された水田水位検知装置１０の情報送信部１７から、中継機５０を中継して、送信された計測値ｍを受信し、水田１の水位情報ｄを下記数式を用いて、算出する。

【0064】

（数２）
水田１の水位情報ｄ＝基準高さｎ＋補正値ｈ−計測値ｍ

【0065】

具体的には、基準高さｎが「３０ｃｍ」、補正値ｈが「１ｃｍ」、計測値ｍが「２７ｃｍ」である場合、上記数式により、水田１の水位情報ｄは「４ｃｍ」となる。一方、基準高さｎが「３０ｃｍ」、補正値ｈが「−２ｃｍ」、計測値ｍが「２７ｃｍ」である場合、上記数式により、水田１の水位情報ｄは「１ｃｍ」となる。

【0066】

また、実施例２として、水田水位検知装置１０の水田１への設置作業が完了した状態で、超音波センサ部１２から、支柱体１１の下端部１１ａに設けられた受皿部１４の上端縁１４ａまでの高さ寸法を測定し、測定した高さ寸法を変更基準高さｎ１としてもよい。水田１の管理者や、農業作業者が所有する情報通信端末４０を操作し、装置識別番号（装置ＩＤ）に紐づけた変更基準高さｎ１を情報管理サーバ３０へ送信する。そして、情報管理サーバ３０は、受信した変更基準高さｎ１を同一の装置識別番号（装置ＩＤ）に紐づけられた基準高さｎと置き換えて、水位記憶部３２に格納する。この場合の水田１の水位情報ｄを算出する数式は、以下の通りである。

【0067】

（数３）
水田１の水位情報ｄ＝変更基準高さｎ１−計測値ｍ

【0068】

また、情報管理サーバ３０は、水田１の管理者、若しくは農業作業者が所有する情報通信端末４０からのアクセス要求を受け付け、水田１の水位情報ｄ等を閲覧することができるＷｅｂサイトを提示する水位提供部３４を有してもよい。

【0069】

水位提供部３４は、情報通信端末４０からのアクセス要求（例えば、「ユーザＩＤ」の入力）を受け付けると、入力された「ユーザＩＤ」に紐づけられた「水田ＩＤ」、「水位情報（ｄ）」、「計測時間（Ｔ）」等を、水位記憶部３２の水位情報データベースから抽出する。さらに、水位提供部３４は、抽出した「水位情報（ｄ）」、「計測時間（Ｔ）」を、水田１の管理者、若しくは農業作業者が閲覧可能なＷｅｂサイトを生成し、アクセス要求を受け付けた情報通信端末４０に対して、生成したＷｅｂサイトを提示する。

【0070】

また、水位提供部３４は、情報通信端末４０からのアクセス要求の際に、「ユーザＩＤ」に加え、事前に設定された「パスワード」の入力を要求することもできる。さらに、水位提供部３４は、「ユーザＩＤ」毎にアクセス権限を設定することも可能であり、「ユーザＩＤ」に設定されたアクセス権限に応じて、閲覧できる範囲が異なるＷｅｂサイトを提示する構成であってもよい。

【0071】

なお、情報管理サーバ３０は、図示しないが、各種プログラムの演算処理を実行するＣＰＵ等の演算処理部と各種処理に用いられるプログラムや各種データ等を記憶する記憶部を有する。演算処理部は、処理に応じてプログラムやモジュール等が読み出し、後述する決済システム１０を構成する各部の機能を実現する。さらに、キーボード等の入力装置、ディスプレイ等の表示装置等他のハードウェアを備えていてもよい。さらに、上記記憶部は、データベース、データファイル等様々なデータ保存形式で記憶されるとよく、データベース、データファイルのデータ保存形式に限定されず、いかなるデータの保存形式であってもよい。

【0072】

情報通信端末４０は、水田１の管理者や、農業作業者が所有する、スマートフォン、タブレット型端末、PCであって、水田１の位置情報を取得することができるＧＰＳ機能を備えており、図９に示す通り、水田１毎の水位情報ｄを表示させることや、図１０に示す通り、地図上に各水田１の水位情報ｄを表示させることができる。また、情報通信端末４０から、付与された「ユーザＩＤ」と「パスワード」を入力して、情報管理サーバ３０へアクセスし、水位提供部３４が生成したＷｅｂサイトを閲覧し、水田１の水位情報ｄ等を確認することも可能である。

【0073】

中継機５０は、中継機５０を中心に、所定区域内（例えば、半径４ｋｍ〜８ｋｍ内）の水田１Ａ、１Ｂに設置された水田水位検知装置１０から送信された、計測値ｍ、計測時間T等を受信することができる。また、中継機５０は、受信した計測値ｍ、計測時間T等を、広域ネットワーク、いわゆるインターネットを介して、情報管理サーバ３０へ送信することができる。

【0074】

本実施形態に係る水田水位検知装置１０は、水田１の水位情報ｄを正確に算出することができるため、水田１の管理者、若しくは農業作業者は、容易に、且つ正確に水田１の水位情報ｄを把握することができる。

【0075】

本実施形態に係る水田水位検知装置１０は、水田１の作土層２の状態に合わせて、水田水位検知装置１０を構成する受皿部１４が垂直方向に上下動するため、水田１の作土層２の作土層表面２ａまでの基準高さｎが一定となるため、水田１の水位情報ｄを正確に算出することができるため、水田１の管理者、若しくは農業作業者は、容易に、且つ正確に水田１の水位情報ｄを把握することができる。

【0076】

本実施形態に係る水田水位検知装置１０は、水田１から水がなくなった状態を把握することができるため、水田１の管理者、若しくは農業作業者は、水田１の状況に合わせて対処することができる。

【0077】

本実施形態に係る水田水位検知装置１０は、水田１に設置された状況に合わせて、基準高さｎを補正することができるため、水田水位検知装置１０が置かれた状況に影響されることなく、正確な水田１の水位情報ｄを把握することができる。

【0078】

本明細書開示の発明は、各発明や実施形態の構成の他に、適用可能な範囲で、これらの部分的な構成を本明細書開示の他の構成に変更して特定したもの、或いはこれらの構成に本明細書開示の他の構成を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な構成を部分的な作用効果が得られる限度で削除して特定した上位概念化したものを含む。

【産業上の利用可能性】

【0079】

本実施形態に係る水田水位検知装置１０は、情報管理サーバ３０で、水田１の水位情報ｄを算出しているが、水田水位検知装置１０の水位情報処理部１３で水田１の水位情報ｄを算出する構成としてもよい。

【0080】

水位情報処理部１３は、超音波センサ部１２により取得された水田１の水面Ｗで反射し往復するまでの時間Δｔと、超音波パルスの伝播速度ｖとに基づき、計測値ｍを算出するとともに、情報管理サーバ３０から基準高さｎや、補正値ｈを受信し、水田１の水位情報ｄを算出する構成としてもよい。

【符号の説明】

【0081】

１…水田
２…作土層
２ａ…作土層表面
３…鋤床層
１０…水田水位検知装置
１１…支柱体
１１ａ…下端部
１１ｂ…上端部
１２…超音波センサ部
１２ａ…超音波発射部
１２ｂ…超音波受信部
１２ｃ…センサ制御部
１３…水位情報処理部
１４…受皿部
１４ａ…上端縁
１５…固定杭
１６…装置本体部
１７…情報送信部
１８…情報記憶部
１９…太陽電池
３０…情報管理サーバ
３１…水位算出部
３２…水位記憶部
３３…水位送信部
３４…水位提供部
４０…情報通信端末
５０…中継機
Ｔ…計測時間
Ｗ…水面
ｄ…水位情報
ｈ…補正値
ｍ…計測値
ｎ…基準高さ

【要約】

【課題】泥の沈殿や、蜘蛛、ごみ等の侵入に影響されることなく、水田の水位を正確に検知することができる水田水位検知システムを提供する。
【解決手段】水田水位検知システムであって、水田に立設された支柱体と、支柱体に設けられ、水田の水面方向へ超音波パルスを発射し、水田の水面で反射した超音波パルスを受信し、各種情報を取得する超音波センサ部と、支柱体の下端部に設けられ、その上端縁が作土層表面に位置するように埋設された受皿部と、受皿部を水田内の設置場所へ固定する固定杭と、超音波センサ部により取得された各種情報を送信する水位情報送信部とを備えた水田水位検知装置１０と、受信した各種情報に基づいて、水田の水位情報を算出し、水田の管理者、若しくは農業作業者の情報通信端末４０へ送信する情報管理サーバ３０とを有し、水田水位検知装置１０の受皿部は、作土層の状態に応じて上下動する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】