特開 2024-48694 モニタリングシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024048694

(43)【公開日】2024-04-09

(54)【発明の名称】モニタリングシステム

(51)【国際特許分類】

   A01G 7/00 20060101AFI20240402BHJP

   G06Q 50/02 20240101ALI20240402BHJP

【ＦＩ】

A01G7/00 603

G06Q50/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022154757

(22)【出願日】2022-09-28

(71)【出願人】

【識別番号】000191009

【氏名又は名称】新東工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100161425

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 鉄平

(72)【発明者】

【氏名】戸田 貴弘

【テーマコード（参考）】

5L049

【Ｆターム（参考）】

5L049CC01

(57)【要約】

【課題】植物から発生するガスを精度良く測定できる技術を提供する。
【解決手段】モニタリングシステムは、植物を栽培する第１農耕地に配置され、ガス成分を検出する第１ガスセンサと、植物を栽培しない第２農耕地に配置され、第１ガスセンサと同一のガス検出機能を有する第２ガスセンサと、第１ガスセンサの第１検出結果、及び第２ガスセンサの第２検出結果に基づいて、植物から発生するガスに係る情報を出力するコントローラと、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

植物を栽培する第１農耕地に配置され、ガス成分を検出する第１ガスセンサと、
前記植物を栽培しない第２農耕地に配置され、前記第１ガスセンサと同一のガス検出機能を有する第２ガスセンサと、
前記第１ガスセンサの第１検出結果、及び前記第２ガスセンサの第２検出結果に基づいて、前記植物から発生するガスに係る情報を出力するコントローラと、
を備える、モニタリングシステム。

【請求項2】

前記第１ガスセンサは、前記第１農耕地の地表面よりも上側に設けられ、
前記第２ガスセンサは、前記第２農耕地の地表面よりも上側に設けられる、請求項１に記載のモニタリングシステム。

【請求項3】

前記第１農耕地において、前記第１農耕地の前記地表面よりも下側に配置され、ガス成分を検出する第３ガスセンサと、
前記第２農耕地において、前記第２農耕地の前記地表面よりも下側に配置され、前記第３ガスと同一のガス検出機能を有する第４ガスセンサと、を更に備え、
前記コントローラは、前記第３ガスセンサの第３検出結果、及び前記第４ガスセンサの第４検出結果に更に基づいて前記植物から発生するガスに係る前記情報を出力する、請求項２に記載のモニタリングシステム。

【請求項4】

前記第１ガスセンサは、前記第１農耕地の地表面よりも下側に設けられ、
前記第２ガスセンサは、前記第２農耕地の地表面よりも下側に設けられる、請求項１に記載のモニタリングシステム。

【請求項5】

前記コントローラは、前記第１検出結果と前記第２検出結果との間において共通のガス成分が含まれる場合、前記共通のガス成分を前記第１検出結果から除外した情報を、前記植物から発生するガスに係る前記情報として出力する、請求項１に記載のモニタリングシステム。

【請求項6】

前記第１農耕地に配置され、前記第１農耕地の土壌の水分及び電気伝導度の少なくとも一方を検出する第１環境センサと、
前記第２農耕地に配置され、前記第１環境センサと同一の検出機能を有する第２環境センサと、を更に備え、
前記コントローラは、前記第１環境センサの検出結果、及び前記第２環境センサの検出結果に更に基づいて、前記植物から発生するガスに係る前記情報を出力する、請求項１に記載のモニタリングシステム。

【請求項7】

前記コントローラは、前記植物から発生するガスに係る前記情報に基づいて、前記植物の状態を推定する、請求項１に記載のモニタリングシステム。

【請求項8】

前記第１農耕地に存在する人を検出する第１人感センサを更に備え、
前記コントローラは、前記植物から発生するガスに係る前記情報を出力するために用いる前記第１検出結果から、前記第１人感センサによって前記第１農耕地に存在する前記人が検出された際に検出された前記第１検出結果を除外する、請求項１～７のいずれか一項に記載のモニタリングシステム。

【請求項9】

前記第２農耕地に存在する人を検出する第２人感センサを更に備え、
前記コントローラは、前記植物から発生するガスに係る前記情報を出力するために用いる前記第２検出結果から、前記第２人感センサによって前記第２農耕地に存在する前記人が検出された際に検出された前記第２検出結果を除外する、請求項８に記載のモニタリングシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、モニタリングシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、植物の育成環境を計測する環境計測装置を開示する。この装置は、植物に隣接させて配置されるガスセンサを有する。このガスセンサは、植物の周囲の二酸化炭素濃度を計測する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－４６３８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載のガスセンサは、植物から発生するガスだけでなく、土壌から発生するガスなどの外乱に因る成分も検出するおそれがある。本開示は、植物から発生するガスを精度良く測定できる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一側面に係るモニタリングシステムは、第１ガスセンサ、第２ガスセンサ、及びコントローラを備える。第１ガスセンサは、植物を栽培する第１農耕地に配置され、ガス成分を検出する。第２ガスセンサは、植物を栽培しない第２農耕地に配置され、第１ガスセンサと同一のガス検出機能を有する。コントローラは、第１ガスセンサの第１検出結果、及び第２ガスセンサの第２検出結果に基づいて、植物から発生するガスに係る情報を出力する。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、植物から発生するガスを精度良く測定できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、実施形態に係るモニタリングシステムのブロック図である。

【図2】図２は、モニタリングシステムを概略的に示す図である。

【図3】図３は、モニタリングシステムの動作を示すフローチャートである。

【図4】図４は、ガス情報算出処理の詳細を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

［本開示の実施形態の概要］
最初に、本開示の実施形態の概要を説明する。

【0009】

（条項１） 本開示の一側面に係るモニタリングシステムは、第１ガスセンサ、第２ガスセンサ、及びコントローラを備える。第１ガスセンサは、植物を栽培する第１農耕地に配置され、ガス成分を検出する。第２ガスセンサは、植物を栽培しない第２農耕地に配置され、第１ガスセンサと同一のガス検出機能を有する。コントローラは、第１ガスセンサの第１検出結果、及び第２ガスセンサの第２検出結果に基づいて、植物から発生するガスに係る情報を出力する。

【0010】

このモニタリングシステムでは、植物を栽培する農耕地にガスセンサが設けられるだけでなく、植物を栽培しない農耕地にもガスセンサが設けられ、それぞれの検出結果に基づいて植物から発生するガスに係る情報が出力される。例えば、植物を栽培する農耕地に配置された第１ガスセンサの第１検出結果と、植物を栽培しない農耕地に配置され、第１ガスセンサと同一のガス検出機能を有する第２ガスセンサの第２検出結果とが比較される。その結果、植物から発生するガス以外の成分を第１検出結果が含んでいたとしても、モニタリングシステムは、第２検出結果に基づいて植物以外に起因する外乱を第１検出結果から除外できる。よって、このモニタリングシステムによれば、植物から発生するガスを精度良く測定できる。

【0011】

（条項２） 条項１に記載のモニタリングシステムにおいて、第１ガスセンサは、第１農耕地の地表面よりも上側に設けられ、第２ガスセンサは、第２農耕地の地表面よりも上側に設けられてもよい。この場合、モニタリングシステムは、地表面よりも上側に存在する植物の茎及び葉などから発生するガスを精度良く測定できる。

【0012】

（条項３） 条項２に記載のモニタリングシステムは、第１農耕地において、第１農耕地の地表面よりも下側に配置され、ガス成分を検出する第３ガスセンサと、第２農耕地において、第２農耕地の地表面よりも下側に配置され、第３ガスセンサと同一のガス検出機能を有する第４ガスセンサと、を更に備え、コントローラは、第３ガスセンサの第３検出結果、及び第４ガスセンサの第４検出結果に更に基づいて植物から発生するガスに係る情報を出力してもよい。この場合、モニタリングシステムは、地表面よりも上側に存在する植物の茎及び葉などから発生するガスに加えて、地表面よりも下側に存在する植物の根などから発生するガスを精度良く測定できる。

【0013】

（条項４） 条項１に記載のモニタリングシステムにおいて、第１ガスセンサは、第１農耕地の地表面よりも下側に設けられ、第２ガスセンサは、第２農耕地の地表面よりも下側に設けられてもよい。この場合、モニタリングシステムは、地表面よりも下側に存在する植物の根などから発生するガスを精度良く測定できる。

【0014】

（条項５） 条項１～４のいずれか一項に記載のモニタリングシステムにおいて、コントローラは、第１検出結果と第２検出結果との間において共通のガス成分が含まれる場合、共通のガス成分を第１検出結果から除外した情報を、植物から発生するガスに係る情報として出力してもよい。この場合、モニタリングシステムは、植物から発生するガス以外の外乱を第１検出結果から確実性をもって除去できる。

【0015】

（条項６） 条項１～５のいずれか一項に記載のモニタリングシステムは、第１農耕地に配置され、第１農耕地の土壌の水分及び電気伝導度の少なくとも一方を検出する第１環境センサと、第２農耕地に配置され、第１環境センサと同一の検出機能を有する第２環境センサと、を更に備え、コントローラは、第１環境センサの検出結果、及び第２環境センサの検出結果に更に基づいて、植物から発生するガスに係る情報を出力してもよい。この場合、モニタリングシステムは、例えば土壌の水分又は電気伝導度から第１農耕地と第２農耕地との環境の差分を把握して、差分がガスの検出結果に与える影響を補正できるので、植物から発生するガスをより精度良く測定できる。

【0016】

（条項７） 条項１～６のいずれか一項に記載のモニタリングシステムにおいて、コントローラは、植物から発生するガスに係る情報に基づいて、植物の状態を推定してもよい。この場合、モニタリングシステムは、精度良く測定された、植物から発生するガスに基づいて、植物の状態を精度良く推定できる。

【0017】

（条項８） 条項１～７のいずれか一項に記載のモニタリングシステムは、第１農耕地に存在する人を検出する第１人感センサを更に備え、コントローラは、植物から発生するガスに係る情報を出力するために用いる第１検出結果から、第１人感センサによって第１農耕地に存在する人が検出された際に検出された第１検出結果を除外してもよい。この場合、モニタリングシステムは、植物近傍を人が通ることで発生するガスなどの外乱を除外できるため、植物から発生するガスの検出精度を担保できる。

【0018】

（条項９） 条項８に記載のモニタリングシステムは、第２農耕地に存在する人を検出する第２人感センサを更に備え、コントローラは、植物から発生するガスに係る情報を出力するために用いる第２検出結果から、第２人感センサによって第２農耕地に存在する人が検出された際に検出された第２検出結果を除外してもよい。この場合、モニタリングシステムは、第２農耕地を人が通ることで発生するガスなどの外乱を除外できるため、植物から発生するガスの検出精度を担保できる。

【0019】

［本開示の実施形態の例示］
以下、図面を参照しながら本開示の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において同一要素には同一符号が付され、重複する説明は省略される。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。

【0020】

［モニタリングシステムの一例］
図１は、実施形態に係るモニタリングシステム１のブロック図である。図２は、モニタリングシステム１を概略的に示す図である。図１，２に示されるモニタリングシステム１は、植物Ｔの状態を監視するシステムである。植物Ｔは、測定対象となる植物であって、例えば、トマトなどの農作物、及びリンゴなどの果実である。植物Ｔの状態の例としては、植物Ｔの健康状態、及び植物Ｔの生育状態が挙げられる。

【0021】

モニタリングシステム１は、センサ群２、参照センサ群３、及び制御装置４を備える。センサ群２は、植物Ｔの状態を測定するためのセンサ群である。センサ群２は、少なくとも１つのガスセンサを備える。ガスセンサは、ガス成分を検出する。参照センサ群３は、植物Ｔが栽培される環境に対する比較環境の状態を測定するためのセンサ群である。参照センサ群３は、センサ群２に含まれるガスセンサに対応する参照用のガスセンサを備える。センサ群２及び参照センサ群３は、無線又は有線通信により、制御装置４と通信可能に構成される。センサ群２及び参照センサ群３のそれぞれは、制御装置４に対して、検出データなどを送信可能に構成される。

【0022】

制御装置４は、センサ群２に含まれるガスセンサの検出結果及び参照センサ群３に含まれるガスセンサの検出結果に基づいて、植物Ｔに係る情報を出力する。植物Ｔに係る情報は、例えば植物Ｔから発生するガスに係る情報である。植物Ｔに係る情報は、植物Ｔから発生するガス成分に基づいて推定される、植物Ｔの状態に係る情報であってもよい。以下、センサ群２、参照センサ群３、及び制御装置４の詳細について説明する。

【0023】

図２に示されるように、センサ群２は、植物Ｔを栽培する第１農耕地２ｎに配置される。農耕地は、植物の栽培、及び耕作を目的とする土地及び場所である。農耕地の一例としては、培地、田、畑、樹園地、及び牧草地が挙げられる。第１農耕地２ｎは、農耕地のうち、植物Ｔが栽培されている土地及び場所である。図２に示される例では、第１農耕地２ｎは、培地２ｂを含み、植物Ｔは培地２ｂで栽培される。培地２ｂは、土壌２ｄを有する。参照センサ群３は、植物Ｔを栽培しない第２農耕地３ｎに配置される。第２農耕地３ｎは、農耕地のうち、植物Ｔが栽培されていない土地及び場所である。一例として、第２農耕地３ｎは、第１農耕地２ｎと同じ圓場、及びビニールハウスなどに位置している。図２に示される例では、第２農耕地３ｎは、第１農耕地２ｎの培地２ｂと同じ環境下にある培地３ｂを含む。培地３ｂは、土壌２ｄと同質の土壌３ｄを含む。つまり、第２農耕地３ｎの環境は、植物Ｔが栽培されていないことを除いて、第１農耕地２ｎの環境と同一である。

【0024】

センサ群２は、一例として、ガスセンサ２１（第１ガスセンサの一例）、土壌ガスセンサ２２（第３ガスセンサの一例）、環境センサ２３（第１環境センサの一例）、及び人感センサ２４（第１人感センサの一例）を含む。ガスセンサ２１は、第１農耕地２ｎの地表面２ｔよりも上側に設けられ、ガス成分を検出する。農耕地の地表面とは、植物Ｔが栽培される土壌２ｄの表面を意味する。図２に示される例では、第１農耕地２ｎの地表面２ｔは、培地２ｂの土壌２ｄの表面であって、ガスセンサ２１は、培地２ｂよりも上側に設けられる。ガスセンサ２１は、例えば、植物Ｔの葉、茎、及び果実などから発生するガス（匂い物質）を検出するように、図示しない紐などによって植物Ｔに隣接して設けられる。

【0025】

ガスセンサ２１が検出する物質（ガス成分）は、例えば、緑の香り物質、テルペン類物質、硫黄系物質、及びカビ臭物質の少なくとも１つを含む。また、ガスセンサ２１は、緑の香り物質、テルペン類物質、硫黄系物質、及びカビ臭物質に加えて、他の物質を検出してもよい。

【0026】

緑の香り物質は、炭素数六つの骨格を持つアルデヒド、アルコール、及びそれらのエステルなどの揮発性物質である。具体的には、緑の香り物質は、ヘキセノール（青葉アルコール）、及びセキセナール（青葉アルデヒド）などである。テルペン類物質は、（Ｃ_５Ｈ_８）_ｎの不飽和炭化水素を基本骨格とする有機化合物、及びテルペンアルコールなどの物質である。具体的には、テルペン類物質は、α－ピネン、及びβ－カリオフィレンなどである。硫黄系物質は、植物Ｔの腐敗臭を発する硫化水素などの硫化化合物である。具体的には、硫黄系物質は、ジメチルスルフィドなどである。カビ臭物質は、カビ、トリクロロアニソール、ジェオスミン、及びメチルイソボルネオールなどである。

【0027】

ガスセンサ２１は、一例として、電気化学式であって、ポリアニリンなどの有機膜、及び酸化スズ（ＳｎＯ_２）などの酸化物半導体を含むＶＯＣ（Volatile Organic Compounds）センサである。ガスセンサ２１は、ＶＯＣセンサに限定されず、ガスの検出が可能なセンサであればよい。ガスセンサ２１は、複数の異なる匂いガスを検出する場合、複数のセンサによって構成されてもよい。

【0028】

土壌ガスセンサ２２は、第１農耕地２ｎの地表面２ｔよりも下側に配置され、ガス成分を検出する。図２に示される例では、土壌ガスセンサ２２は、培地２ｂ中に設けられる。土壌ガスセンサ２２は、植物Ｔの根Ｔｒから発生するガスを検出するように、植物Ｔの根Ｔｒの近傍に設けられる。土壌ガスセンサ２２は、ガスの検出が可能なセンサであればよく、一例としてＶＯＣセンサである。

【0029】

環境センサ２３は、第１農耕地２ｎの土壌２ｄに配置される。環境センサ２３は、第１農耕地２ｎの土壌２ｄの水分及び電気伝導度の少なくとも一方を検出する。環境センサ２３は、土壌２ｄの水分を検出する場合、水分センサを含む。環境センサ２３は、土壌２ｄの電気伝導度を検出する場合、ＥＣ（electrical conductivity）センサを含む。また、環境センサ２３は、土壌２ｄの水分及び電気伝導度以外の値を更に検出してもよい。環境センサ２３の位置は、植物Ｔの生育環境を検出可能な位置であればよく、特に限定されない。

【0030】

人感センサ２４は、第１農耕地２ｎに配置される。人感センサ２４は、第１農耕地２ｎに存在する人を検出する。人感センサ２４は、例えば、第１農耕地２ｎに配置された赤外線センサであってもよい。また、人感センサ２４は、例えば、第１農耕地２ｎに配置された撮像装置、及び当該撮像装置が撮像した画像を解析するコンピュータから構成されてもよい。人感センサ２４は、第１農耕地２ｎに存在する人を検出可能に構成されればよく、特に限定されない。人感センサ２４は、例えば、図示しない紐などによって植物Ｔの近傍に固定される。

【0031】

ガスセンサ２１、土壌ガスセンサ２２、環境センサ２３、及び人感センサ２４の各検出データ（検出結果の一例）は制御装置４に出力される。

【0032】

参照センサ群３は、一例として、参照ガスセンサ３１（第２ガスセンサの一例）、参照土壌ガスセンサ３２（第４ガスセンサの一例）、参照環境センサ３３（第２環境センサの一例）、及び参照人感センサ３４（第２人感センサの一例）を含む。参照ガスセンサ３１は、第２農耕地３ｎの地表面３ｔよりも上側に設けられる。図２に示される例では、第２農耕地３ｎの地表面３ｔは、培地３ｂの土壌３ｄの表面であって、参照ガスセンサ３１は、培地３ｂよりも上側に設けられる。参照ガスセンサ３１は、例えば、図示しない紐などによって、ガスセンサ２１と同じ高さに設けられる。参照ガスセンサ３１は、ガスセンサ２１と同一のガス検出機能を有する。一例として、参照ガスセンサ３１は、ガスセンサ２１と同様のＶＯＣセンサである。

【0033】

参照土壌ガスセンサ３２は、第２農耕地３ｎの地表面３ｔよりも下側に配置される。図２に示される例では、参照土壌ガスセンサ３２は、培地３ｂ中に設けられる。参照土壌ガスセンサ３２は、土壌ガスセンサ２２と同一のガス検出機能を有するＶＯＣセンサである。参照土壌ガスセンサ３２は、第２農耕地３ｎの土壌３ｄから発生するガスなどを検出する。

【0034】

参照環境センサ３３は、第２農耕地３ｎの土壌３ｄに配置される。参照環境センサ３３は、環境センサ２３と同一の検出機能を有する。すなわち、環境センサ２３が水分センサを含む場合は、参照環境センサ３３も、土壌３ｄの水分を検出する水分センサを含む。また、環境センサ２３がＥＣセンサを含む場合は、参照環境センサ３３も土壌３ｄの電気伝導度を検出するＥＣセンサを含む。参照環境センサ３３の位置は、土壌３ｄの水分及び電気伝導度の少なくとも一方を検出可能な位置であればよく、特に限定されない。

【0035】

参照人感センサ３４は、第２農耕地３ｎに配置される。参照人感センサ３４は、第２農耕地３ｎに存在する人を検出する。参照人感センサ３４は、例えば、第２農耕地３ｎに配置された赤外線センサであってもよい。また、参照人感センサ３４は、例えば、第２農耕地３ｎに配置された撮像装置、及び当該撮像装置が撮像した画像を解析するコンピュータから構成されてもよい。参照人感センサ３４は、第２農耕地３ｎに存在する人を検出可能に構成されればよく、特に限定されない。参照人感センサ３４は、例えば、図示しない紐などによって固定される。

【0036】

参照ガスセンサ３１、参照土壌ガスセンサ３２、参照環境センサ３３、及び参照人感センサ３４の各検出データ（検出結果の一例）は、制御装置４に出力される。

【0037】

制御装置４は、コントローラ４１、及び記憶装置４２を有する。コントローラ４１は、モニタリングシステム１を統括制御する。コントローラ４１は、例えば、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）として構成される。コントローラ４１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサと、ＲＡＭ（RandomAccess Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）などのメモリと、タッチパネル、マウス、キーボード、及びディスプレイなどの入出力装置と、ネットワークカードなどの通信装置とを含むコンピュータシステムとして構成されてもよい。制御装置４は、メモリに記憶されているコンピュータプログラムに基づくプロセッサの制御のもとで各ハードウェアを動作させることにより、植物Ｔに係る情報を出力する機能を実現する。具体的には、コントローラ４１は、センサ群２から取得した検出データ、及び参照センサ群３から取得した検出データに基づいて、植物Ｔから発生するガスに係る情報、及び植物Ｔの状態を出力する。コントローラ４１による具体的な処理の詳細については後述する。コントローラ４１は、植物Ｔに係る情報を、記憶装置４２に出力する。

【0038】

記憶装置４２は、植物Ｔに係る情報をコントローラ４１から受信すると、植物Ｔに係る情報を記憶する。記憶装置４２は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などで構成される。記憶装置４２は、外部入力手段などから取得した結果を記憶してもよい。

【0039】

［モニタリング方法］
図３は、モニタリングシステム１の動作を示すフローチャートである。図３に示されるモニタリング方法は、モニタリングシステム１によって実行される。フローチャートは、例えば所定の時間が経過するごとに開始される。

【0040】

最初に、測定処理（ステップＳ１０）として、センサ群２は、第１農耕地２ｎに係る各値を検出し、参照センサ群３は、第２農耕地３ｎに係る各値を検出する。まず、センサ群２における測定処理について説明する。センサ群２のガスセンサ２１は、植物Ｔの葉、及び茎などから発生するガスを検出する。ここで、ガスセンサ２１近傍には、土壌２ｄから発生するガスなども存在し得る。したがって、ガスセンサ２１は、植物Ｔから発生するガスに加えて、土壌２ｄから発生するガスなども検出し得る。ガスセンサ２１は、検出データ（第１検出結果の一例）をコントローラ４１に出力する。ガスセンサ２１の検出データは、検出したガス成分の種類を少なくとも含む。また、当該検出データは、検出したガス成分の濃度を更に含んでもよい。

【0041】

土壌ガスセンサ２２は、植物Ｔの根Ｔｒから発生するガスを検出する。ここで、土壌ガスセンサ２２近傍には、第１農耕地２ｎの土壌２ｄから発生するガスなども存在し得る。したがって、土壌ガスセンサ２２は、植物Ｔの根Ｔｒから発生するガスに加えて、第１農耕地２ｎの土壌２ｄから発生するガスなども検出し得る。土壌ガスセンサ２２は、検出データ（第３検出結果の一例）をコントローラ４１に出力する。土壌ガスセンサ２２の検出データは、検出したガス成分の種類を少なくとも含む。また、当該検出データは、検出したガス成分の濃度を更に含んでもよい。

【0042】

環境センサ２３は、第１農耕地２ｎの土壌２ｄの水分及び電気伝導度の少なくとも一方を検出する。人感センサ２４は、第１農耕地２ｎに人が存在する場合は、第１農耕地２ｎに存在する人を検出する。環境センサ２３及び人感センサ２４のそれぞれは、検出データをコントローラ４１に出力する。

【0043】

続いて、参照センサ群３における検出処理について説明する。参照センサ群３の参照ガスセンサ３１は、参照ガスセンサ３１近傍に存在するガスを検出する。具体的には、参照ガスセンサ３１は、土壌３ｄから発生するガスなどを検出する。参照ガスセンサ３１は、検出データ（第２検出結果の一例）をコントローラ４１に出力する。

【0044】

参照土壌ガスセンサ３２は、参照土壌ガスセンサ３２近傍に存在するガスを検出する。具体的には、参照土壌ガスセンサ３２は、第２農耕地３ｎの土壌３ｄから発生するガスなどを検出する。参照土壌ガスセンサ３２は、検出データ（第４検出結果の一例）をコントローラ４１に出力する。参照環境センサ３３は、第２農耕地３ｎの土壌３ｄの水分及び電気伝導度の少なくとも一方を検出する。参照人感センサ３４は、第２農耕地３ｎに人が存在する場合は、第２農耕地３ｎに存在する人を検出する。参照環境センサ３３及び参照人感センサ３４のそれぞれは、検出データをコントローラ４１に出力する。

【0045】

続いて、制御装置４のコントローラ４１は、センサ群２が検出した各検出データ、及び参照センサ群３が検出した各検出データを取得すると、ガス情報算出処理（ステップＳ１２）として、図４に示す処理を実行する。図４は、ガス情報算出処理の詳細を示すフローチャートである。コントローラ４１は、ガス情報算出処理を実行することにより、植物Ｔから発生するガスを示す情報（植物Ｔから発生するガスに係る情報の一例）を算出する。植物Ｔから発生するガスは、植物Ｔの上部から発生するガス、及び植物Ｔの下部から発生するガスを含む。以下、図４を用いてガス情報算出処理の詳細について説明する。

【0046】

まず、コントローラ４１は、除外処理（ステップＳ１２０）として、ガスセンサ２１の検出データのうち、後述する第１算出処理（ステップＳ１２２）において用いる検出データから除外するノイズデータを決定する。具体的には、コントローラ４１は、人感センサ２４の検出データを参照して、ガスセンサ２１の検出データのうち、人感センサ２４によって第１農耕地２ｎに存在する人が検出された際にガスセンサ２１によって検出された検出データを、ノイズデータとして決定する。そして、コントローラ４１は、後述する第１算出処理（ステップＳ１２２）において用いるガスセンサ２１の検出データから、決定されたノイズデータを除外する。これにより、モニタリングシステム１は、植物Ｔ近傍を人が通ることで発生するガスなどの外乱を除外できるため、植物Ｔから発生するガスの検出精度を担保できる。このとき、コントローラ４１は、ノイズデータと同時刻に参照ガスセンサ３１によって検出された検出データを参照ノイズデータとし、参照ガスセンサ３１の検出データから参照ノイズデータを除外してもよい。

【0047】

また、コントローラ４１は、参照人感センサ３４の検出データを参照して、参照ガスセンサ３１の検出データのうち、参照人感センサ３４が第２農耕地３ｎに存在する人を検出した際に検出された検出データを、参照ノイズデータとして決定する。そして、コントローラ４１は、後述する第１算出処理（ステップＳ１２２）において用いる参照ガスセンサ３１の検出データから、決定された参照ノイズデータを除外する。これにより、モニタリングシステム１は、第２農耕地３ｎを人が通ることで発生するガスなどの外乱を除外できるため、植物Ｔから発生するガスの検出精度を担保できる。このとき、コントローラ４１は、参照ノイズデータと同時刻にガスセンサ２１によって検出された検出データをノイズデータとし、ガスセンサ２１の検出データからノイズデータを除外してもよい。

【0048】

続いて、コントローラ４１は、第１算出処理（ステップＳ１２２）として、ノイズデータが除去されたガスセンサ２１の検出データと、参照ノイズデータが除去された参照ガスセンサ３１の検出データとに基づいて、植物Ｔから発生するガスに係る情報を算出する。第１算出処理は、葉、茎、及び果実など、植物Ｔのうち第１農耕地２ｎの地表面２ｔよりも上側の部分から発生するガス（以下、「植物上部ガス」という）のデータを算出する処理である。例えば、コントローラ４１は、ガスセンサ２１の検出データと、参照ガスセンサ３１の検出データとを比較する。比較に用いられるガスセンサ２１の検出データは、比較に用いられる参照ガスセンサ３１の検出データと同時刻に検出されたデータである。

【0049】

ガスセンサ２１の検出データと、参照ガスセンサ３１の検出データとの比較方法の例としては、以下の２つが挙げられる。第１の方法として、コントローラ４１は、ガスセンサ２１の検出データと、参照ガスセンサ３１の検出データとの間において共通のガス成分に係るデータが含まれる場合、共通のガス成分に係るデータをガスセンサ２１の検出データから除外する。そして、コントローラ４１は、共通のガス成分に係るデータを除外したガスセンサ２１の検出データを、植物上部ガスのデータとして算出する。例えば、ガスセンサ２１の検出データが、第１ガス成分及び第２ガス成分のデータを含み、参照ガスセンサ３１の検出データが、第２ガス成分のデータを含む場合、コントローラ４１は、第２ガス成分のデータをガスセンサ２１の検出データから除外して、第１ガス成分のデータのみを植物上部ガスのデータとする。これにより、モニタリングシステム１は、植物上部ガス以外の外乱をガスセンサ２１の検出データから確実性をもって除去できる。

【0050】

第２の方法として、コントローラ４１は、ガスセンサ２１の検出データと、参照ガスセンサ３１の検出データとの間において共通のガス成分に係るデータが含まれる場合、各検出データが示す共通のガス成分の濃度を考慮して、植物上部ガスのデータを算出する。例えば、ガスセンサ２１の検出データが、濃度５０％の第１ガス成分のデータを含み、参照ガスセンサ３１の検出データが、濃度２０％の第１ガス成分のデータを含む場合、コントローラ４１は、濃度５０％から濃度２０％を減算して得られる濃度３０％の第１ガス成分のデータを、植物上部ガスのデータとして算出する。この場合、モニタリングシステム１は、第１農耕地２ｎにおいて、植物Ｔとは異なる物体から、植物Ｔから発生するガスと同一のガスが発生している場合であっても、植物上部ガスのデータを適切に出力できる。コントローラ４１は、第１の方法及び第２の方法の両方を実行してもよいし、第１の方法及び第２の方法の一方を実行してもよい。

【0051】

続いて、コントローラ４１は、第２算出処理（ステップＳ１２４）として、土壌ガスセンサ２２の検出データと、参照土壌ガスセンサ３２の検出データとに基づいて、植物Ｔから発生するガスに係る情報を算出する。第２算出処理は、植物Ｔの根Ｔｒなど、植物Ｔのうち第１農耕地２ｎの地表面２ｔよりも下側の部分から発生するガス（以下、「植物下部ガス」という）のデータを算出する処理である。例えば、コントローラ４１は、土壌ガスセンサ２２の検出データと、参照土壌ガスセンサ３２の検出データとを比較する。比較に用いられる土壌ガスセンサ２２の検出データは、比較に用いられる参照土壌ガスセンサ３２の検出データと同時刻に検出されたデータである。コントローラ４１は、例えば、比較方法として、上記第１の方法、及び上記第２の方法の少なくとも一方を実行する。

【0052】

続いて、コントローラ４１は、補正処理（ステップＳ１２６）として、環境センサ２３の検出データ、及び参照環境センサ３３の検出データに基づいて、ステップＳ１２２で算出した植物上部ガスを示す情報を補正する。一例として、環境センサ２３及び参照環境センサ３３のそれぞれの検出データが水分センサの検出データを含む場合、コントローラ４１は、環境センサ２３の検出データ、及び参照環境センサ３３の検出データの差分を算出する。記憶装置４２は、例えば水分センサの検出データの差分と、ガスセンサ２１の検出データの補正係数とを関連付けて予め記憶する。補正係数は、水分量の違いに応じて生じるガス排出量を補正するための係数である。コントローラ４１は、ガスセンサ２１の検出データに補正係数を適用することによって、ガスセンサ２１の検出データを補正する。記憶装置４２は、水分センサの検出データの差分と、土壌ガスセンサ２２の検出データの補正係数とを関連付けて予め記憶してもよい。コントローラ４１は、土壌ガスセンサ２２の検出データに補正係数を適用することによって、土壌ガスセンサ２２の検出データを補正してもよい。

【0053】

また、環境センサ２３及び参照環境センサ３３のそれぞれの検出データがＥＣセンサによる検出データを含む場合、コントローラ４１は、環境センサ２３の検出データ、及び参照環境センサ３３の検出データの差分を算出する。記憶装置４２は、例えばＥＣセンサの検出データの差分と、ガスセンサ２１の検出データの補正係数とを関連付けて予め記憶する。補正係数は、電気伝導度の違いに応じて生じるガス排出量を補正するための係数である。コントローラ４１は、ガスセンサ２１の検出データに補正係数を適用することによって、ガスセンサ２１の検出データを補正する。記憶装置４２は、ＥＣセンサの検出データの差分と、土壌ガスセンサ２２の検出データの補正係数とを関連付けて予め記憶してもよい。コントローラ４１は、土壌ガスセンサ２２の検出データに補正係数を適用することによって、土壌ガスセンサ２２の検出データを補正してもよい。これにより、モニタリングシステム１は、第１農耕地２ｎと第２農耕地３ｎとの環境の差分を把握して、差分がガスの検出データに与える影響を補正できるので、植物Ｔから発生するガスをより精度良く検出できる。

【0054】

図３の処理に戻り、コントローラ４１は、植物状態推定処理（ステップＳ１４）として、植物Ｔから発生するガスを示す情報に基づいて、植物Ｔの状態を推定する。例えば、記憶装置４２は、植物Ｔから発生するガス成分と、植物Ｔの状態とを関連付けたテーブルなどを記憶する。コントローラ４１は、記憶装置４２を参照して、植物Ｔの上部の状態を推定する。これにより、モニタリングシステム１は、精度良く検出された、植物Ｔから発生するガスに基づいて、植物Ｔの状態を精度良く推定できる。

【0055】

例えば、植物上部情報が示すガス成分が緑の香り物質である場合、コントローラ４１は、植物Ｔの食害状態を推定できる。また、植物上部情報が示すガス成分がテルペン類物質である場合、コントローラ４１は、植物Ｔの環境ストレス状態を推定できる。また、植物上部情報が示すガス成分が硫黄系物質である場合、コントローラ４１は、植物Ｔの腐敗状態を推定できる。さらに、植物上部情報が示すガス成分がカビ臭物質である場合、コントローラ４１は、植物Ｔのカビ発生を推定できる。また、コントローラ４１は、植物下部情報が示すガス成分を参照して、植物Ｔの上部の状態を推定する場合と同様の手法により、植物Ｔの下部の状態を推定してもよい。

【0056】

続いて、コントローラ４１は、情報出力処理（ステップＳ１６）として、ステップＳ１２で算出した植物上部情報及び植物下部情報、並びにステップＳ１４で推定した植物Ｔの状態を出力し、記憶装置４２に記憶させる。情報出力処理が終了すると、図３に示されるフローチャートは終了する。なお、第１算出処理（ステップＳ１２２）は、第２算出処理（ステップＳ１２４）よりも後に行われてもよく、第２算出処理と平行して行われてもよい。また、除外処理（ステップＳ１２０）は、第１算出処理（ステップＳ１２２）及び第２算出処理よりも後に行われてもよい。

【0057】

［実施形態のまとめ］
コントローラ４１は、ガスセンサ２１の検出データ、及び参照ガスセンサ３１の検出データに基づいて、植物Ｔから発生するガスに係る情報を出力する。すなわち、このモニタリングシステム１では、植物Ｔを栽培する農耕地にガスセンサ２１が設けられるだけでなく、植物Ｔを栽培しない農耕地に対する比較環境にも参照ガスセンサ３１が設けられ、それぞれの検出データに基づいて植物Ｔから発生するガスに係る情報が出力される。具体的には、植物Ｔを栽培する農耕地に配置されたガスセンサ２１の検出データと、植物Ｔを栽培しない農耕地に配置され、ガスセンサ２１と同一のガス検出機能を有する参照ガスセンサ３１の検出データとが比較される。その結果、植物Ｔから発生するガス以外の成分を、ガスセンサ２１の検出データが含んでいたとしても、モニタリングシステム１は、参照ガスセンサ３１の検出データに基づいて植物Ｔ以外に起因する外乱をガスセンサ２１の検出データから除外できる。よって、このモニタリングシステム１によれば、植物Ｔから発生するガスを精度良く測定できる。

【0058】

植物は、食害を受けたり、ウイルスに感染したりすることで、ガス（匂い）を放出する。近年、実験室などの閉鎖された空間に配置された植物に対しては、植物から発生するガスの分析が行われている。しかしながら、植物を栽培する実際の農耕地では、土壌などから発生するガスなど、植物以外から発生するガスが存在する場合がある。このため、実際の農耕地で植物から発生するガスを検出しようとしても、植物近傍に配置されたガスセンサが検出するガスには、植物から発生するガス以外のガスも含まれてしまう問題がある。モニタリングシステム１は、植物Ｔを栽培しない農耕地にも参照ガスセンサ３１を配置して、ガスセンサ２１の検出データから、参照ガスセンサ３１で検出されたガス成分を外乱として除外するので、植物から発生するガスを明確にセンシングできる。

【0059】

モニタリングシステム１は、ガスセンサ２１が、第１農耕地２ｎの地表面２ｔよりも上側に設けられ、参照ガスセンサ３１が、第２農耕地３ｎの地表面３ｔよりも上側に設けられることにより、地表面２ｔよりも上側に存在する植物Ｔの茎及び葉などから発生するガスを精度良く測定できる。

【0060】

モニタリングシステム１は、第１農耕地２ｎにおいて、第１農耕地２ｎの地表面２ｔよりも下側に配置される土壌ガスセンサ２２と、第２農耕地３ｎにおいて、第２農耕地３ｎの地表面３ｔよりも下側に配置される参照土壌ガスセンサ３２と、を備える。これにより、モニタリングシステム１は、第１農耕地２ｎの地表面２ｔよりも上側に存在する植物Ｔの茎及び葉などから発生するガスに加えて、地表面２ｔよりも下側に存在する植物Ｔの根Ｔｒなどから発生するガスを精度良く測定できる。

【0061】

［変形例］
以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上記の例示的実施形態に限定されることなく、様々な省略、置換、及び変更がなされてもよい。

【0062】

コントローラ４１は、土壌ガスセンサ２２の検出データ、及び参照土壌ガスセンサ３２の検出データに基づいて、植物Ｔの状態を示す情報（具体的には、植物下部情報）を出力しなくてもよい。その場合、モニタリングシステム１は、土壌ガスセンサ２２、及び参照土壌ガスセンサ３２を備えなくてもよい。コントローラ４１は、環境センサ２３の検出データ、及び参照環境センサ３３の検出データに基づいて、植物Ｔの状態を示す情報を出力しなくてもよい。その場合、モニタリングシステム１は、環境センサ２３、及び参照環境センサ３３を備えなくてもよい。コントローラ４１は、人感センサ２４の検出データを考慮してガスセンサ２１の検出データを除外する処理を行わなくてもよい。その場合、モニタリングシステム１は、人感センサ２４を備えなくてもよい。コントローラ４１は、参照人感センサ３４の検出データを考慮して参照ガスセンサ３１の検出データを除外する処理を行わなくてもよい。その場合、モニタリングシステム１は、参照人感センサ３４を備えなくてもよい。

【0063】

モニタリングシステム１は、ガスセンサ２１、参照ガスセンサ３１、及びコントローラ４１のみを備えてもよい。その場合、コントローラ４１は、ガスセンサ２１の検出データ、及び参照ガスセンサ３１の検出データのみに基づいて、植物Ｔから発生するガス（具体的には、植物上部ガス）を算出し、当該ガスに基づいて植物Ｔの状態を推定してもよい。

【0064】

本開示のガスセンサ２１は、土壌ガスセンサ２２であって、本開示の参照ガスセンサ３１は、参照土壌ガスセンサ３２であってもよい。これによっても、モニタリングシステム１は、地表面２ｔよりも下側に存在する植物Ｔの根Ｔｒなどから発生するガスを精度良く測定できる。その場合、モニタリングシステム１は、土壌ガスセンサ２２、参照土壌ガスセンサ３２、及びコントローラ４１のみを備えてもよい。その場合、コントローラ４１は、土壌ガスセンサ２２の検出データ、及び参照土壌ガスセンサ３２の検出データのみに基づいて、植物Ｔから発生するガス（具体的には、植物下部ガス）のデータを算出し、当該ガスのデータに基づいて植物Ｔの状態を推定してもよい。

【0065】

第１農耕地２ｎは、培地２ｂを含まなくてもよく、第２農耕地３ｎは、培地３ｂを含まなくてもよい。その場合、植物Ｔは、例えば田、畑、樹園地、及び牧草地などの地面の土壌で栽培されてもよい。

【符号の説明】

【0066】

１…モニタリングシステム、２ｄ，３ｄ…土壌、２ｎ…第１農耕地、２ｔ，３ｔ…地表面、３ｎ…第２農耕地、２１…ガスセンサ（第１ガスセンサ）、２２…土壌ガスセンサ（第３ガスセンサ）、２３…環境センサ（第１環境センサ）、２４…人感センサ（第１人感センサ）、３１…参照ガスセンサ（第２ガスセンサ）、３２…参照土壌ガスセンサ（第４ガスセンサ）、３３…参照環境センサ（第２環境センサ）、３４…参照人感センサ（第２人感センサ）、４１…コントローラ、Ｔ…植物。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】