(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-09-21
(45)【発行日】2022-09-30
(54)【発明の名称】多区画型栽培施設
(51)【国際特許分類】
A01G 9/18 20060101AFI20220922BHJP
A01G 9/24 20060101ALI20220922BHJP
A01G 7/00 20060101ALI20220922BHJP
A01G 7/02 20060101ALI20220922BHJP
A01G 27/02 20060101ALI20220922BHJP
【ＦＩ】
A01G9/18
A01G9/24 X
A01G9/24 C
A01G7/00 601Z
A01G7/02
A01G27/02 Z
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2018150754
(22)【出願日】2018-08-09
(65)【公開番号】P2019118342
(43)【公開日】2019-07-22
【審査請求日】2021-07-15
(31)【優先権主張番号】P 2017254110
(32)【優先日】2017-12-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】514231295
【氏名又は名称】株式会社テヌート
(73)【特許権者】
【識別番号】513144453
【氏名又は名称】藤原 慶太
(74)【代理人】
【識別番号】100200942
【弁理士】
【氏名又は名称】岸本 高史
(72)【発明者】
【氏名】藤原 慶太
【審査官】小島 洋志
(56)【参考文献】
【文献】特開２００９－１５３４０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－２４３９７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０３５０２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－００４７３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－１７８９２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平０３－０１２７４３（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１２－０９５６５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－２６８７６０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ０１Ｇ ９／１８
Ａ０１Ｇ ９／２４
Ａ０１Ｇ ７／００
Ａ０１Ｇ ７／０２
Ａ０１Ｇ ２７／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
栽培施設内に複数の栽培区画が設けられた多区画型栽培施設において、前記栽培区画ごとに、植えられた栽培植物に、炭酸ガスを供給する炭酸ガス供給装置と、送風する複数の小型送風機と、炭酸ガス濃度を測定する炭酸ガス濃度センサが配設され、
前記炭酸ガス供給装置は、前記栽培植物の葉群の下方位置から炭酸ガスを供給するように構成され、
複数の前記小型送風機は、前記栽培植物の下方で、且つ、前記炭酸ガス供給装置から炭酸ガスが供給される位置の直下に位置するように各前記栽培区画の地面上に配設され、
前記栽培施設に設置された機器を制御する中央制御装置が設けられ、
前記中央制御装置は、前記炭酸ガス濃度センサから複数の前記栽培区画ごとの炭酸ガス濃度の測定値を取得して、炭酸ガス濃度が所定の閾値を下回った前記栽培区画に対して炭酸ガスを供給するよう前記炭酸ガス供給装置を制御するよう構成され、また、
前記栽培区画ごとに、複数の前記小型送風機を、上方に向けて風を送るように駆動制御するよう構成されたことを特徴とする多区画型栽培施設。
【請求項2】
前記栽培施設は、天井又は側面に、開閉可能で、開度を調節可能な換気窓が複数設けられており、複数の前記栽培区画には、それぞれ、温度および湿度を測定する温度・湿度センサを備え、前記中央制御装置は、前記温度・湿度センサから前記栽培区画ごとの温度および湿度の測定値を取得して、
栽培施設全体の温度および湿度が所定の範囲にとどまるように前記換気窓の開度を調節するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の多区画型栽培施設。
【請求項3】
前記中央制御装置は、前記栽培施設における前記栽培区画の領域を特定する情報と、前記栽培施設に設置されたセンサの種類及び位置情報と、前記中央制御装置が制御可能な機器の種類及び位置情報と、前記栽培施設に設置されたセンサにより測定された前記栽培施設内の環境情報と、前記中央制御装置が制御可能な機器の制御の内容とを、それぞれ記録した記録装置を備え、前記記録装置と情報のやり取りが可能な情報端末を備え、
前記情報端末は、前記中央制御装置の記録装置に記録された情報を表示することができるとともに、前記中央制御装置が制御可能な機器の制御の内容を設定することができるように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の多区画型栽培施設。
【請求項4】
前記栽培施設に設置された複数のセンサは、それぞれを一意に特定するためのセンサ識別情報を備え、前記記録装置には、前記センサ識別情報ごとに、センサの種類および位置情報が記録されており、
前記中央制御装置は、所定の通信手段により通信したセンサから、前記センサ識別情報を取得し、取得したセンサ識別情報と前記記録装置に記録されたセンサ識別情報と照合して、通信したセンサを一意に特定することができるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の多区画型栽培施設。
【請求項5】
前記中央制御装置が制御可能な複数の機器は、それぞれを一意に特定するための機器識別情報を備え、前記記録装置には、前記機器識別情報ごとに、機器の種類および位置情報が記録されており、
前記中央制御装置は、所定の通信手段により通信した機器から、前記機器識別情報を取得し、取得した機器識別情報と前記記録装置に記録された機器識別情報と照合して、通信した機器を一意に特定することができるように構成されていることを特徴とする請求項３項に記載の多区画型栽培施設。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、施設内に複数の栽培区画が設けられた栽培施設であって、植物の生育環境を制御して栽培管理をするように構成された多区画型栽培施設に関するものである。
【背景技術】
【0002】
植物栽培を行う施設において、栽培する植物やその収穫物を効率的かつ高品質に育成するためには、施設内の温度、湿度、炭酸ガス濃度、土壌水分量、日照度などの植物の生育に関する環境（以下、「生育環境」という）を把握することが重要である。そこで、栽培施設内において、生育環境に関する情報（以下、「環境情報」という）を測定し、これに基づき、栽培植物にとって好ましい生育環境となるように植物栽培装置を制御する技術が公知である。
【0003】
しかしながら、同一の栽培施設内においても、施設内の地点によって、日照量や大気の状態、土壌の状態などの違いによって生育環境は異なっている。
したがって、栽培施設内の一地点のみで測定した環境情報に基づいて植物栽培装置の制御を行うと、その測定地点から離れた場所に定植された植物について、測定された生育環境と実際の生育環境とで乖離を生じ、好適に栽培するための制御が不十分となるので、その結果、同じ栽培施設において、栽培する植物の品質にばらつきが生じることとなる。
したがって、栽培施設内の一地点のみで測定した環境情報に基づいて植物栽培装置の制御を行うと、その測定地点から離れた場所に定植された植物について、測定された生育環境と実際の生育環境とで乖離を生じ、好適に栽培するための制御が不十分となるので、その結果、同じ栽培施設において、栽培する植物の品質にばらつきが生じることとなる。
【0004】
特に、単一の栽培施設内において、品種の異なる複数の植物を栽培する場合、品種ごとに生育に適した生育環境は異なるため、この問題は顕著なものとなる。
【0005】
これらの問題を解決するには、栽培施設内の栽培領域を複数の区画に分けて、これらの区画ごとに施設内の生育環境を細かく管理できるようにすることが考えられる。例えば、特許文献１には、植物栽培の栽培領域が複数区画分けされた施設内において、複数の栽培領域毎に灌水のタイミング及び灌水量を制御する灌水の供給方法及び灌水コントローラが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２０１５－１７３６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、特許文献１に記載された灌水の供給方法及び灌水コントローラにおいては、区画ごとに植物への水分供給を制御することしかできないため、土壌水分量を除き、温度、湿度、炭酸ガス濃度、日照度などの条件を区画ごとに制御して、栽培する品種に適した生育環境に制御し、多品種栽培に対応することはできなかった。
また、特許文献１に記載された灌水の供給方法及び灌水コントローラにおいては、複数の区画内に設置された複数のセンサ及び機器の位置関係を特定する手段がないので、複数の区画の生育環境を同期させたり、これらの区画をまたぐような範囲で生育環境を管理したりすることができなかった。
また、特許文献１に記載された灌水の供給方法及び灌水コントローラにおいては、複数の区画内に設置された複数のセンサ及び機器の位置関係を特定する手段がないので、複数の区画の生育環境を同期させたり、これらの区画をまたぐような範囲で生育環境を管理したりすることができなかった。
【0008】
したがって、本発明の目的は、栽培植物の区画ごとに生育環境を管理し、品質の良い植物を効率的に栽培できるようにするとともに、単一の施設内における多品種栽培を可能にする多区画型栽培施設を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明のかかる目的は、栽培施設内に複数の栽培区画が設けられた多区画型栽培施設において、前記栽培区画ごとに栽培植物が植えられており、複数の前記栽培区画には、前記栽培植物に炭酸ガスを供給する炭酸ガス供給装置と、炭酸ガス濃度を測定する炭酸ガス濃度センサとが、前記複数の栽培区画ごとに配設され、前記栽培施設に設置された機器を制御する中央制御装置が設けられ、前記中央制御装置は、前記炭酸ガス濃度センサから複数の前記栽培区画ごとの炭酸ガス濃度の測定値を取得して、炭酸ガス濃度が所定の閾値を下回った栽培区画に対して炭酸ガスを供給するよう前記炭酸ガス供給装置を制御することを特徴とする多区画型栽培施設によって達成される。
【0010】
本発明によれば、栽培区画ごとに炭酸ガス濃度センサと、炭酸ガス供給装置とが設けられているので、中央制御装置が、栽培区画ごとに、炭酸ガス濃度センサにより栽培植物の光合成が行われるタイミングを把握して、そのタイミングで炭酸ガス供給装置から炭酸ガスを供給させることができるので、単に炭酸ガスを供給して栽培施設内全体に充満させる場合に比し、少ない炭酸ガスで効率的に栽培植物の光合成を促進させることができ、ランニングコストを抑えつつ、植物を品質良く栽培することができる。
【0011】
また、栽培区画ごとに、栽培植物に対する炭酸ガスの供給量が適切になるように、炭酸ガス供給を制御することができるので、栽培区画ごとに品種の異なる植物を栽培しても、その品種に適した生育環境をそれぞれの植物に提供することができ、単一の施設内で一度に無理なく多品種を栽培することができる。
【0012】
本発明の好ましい実施態様においては、前記炭酸ガス供給装置が、前記栽培植物の葉群の下方位置から炭酸ガスを供給するように構成され、複数の前記栽培区画のそれぞれの地面上に、複数の小型送風機が、前記栽培植物の下方であって、前記炭酸ガス供給装置から炭酸ガスが供給される位置の直下に位置するように配設され、前記中央制御装置が、前記栽培区画ごとに、複数の前記小型送風機を、上方に向けて風を送るように駆動させるように構成されている。
【0013】
本発明のこの好ましい実施態様によれば、栽培区画ごとに、栽培植物の葉群の下に供給されている炭酸ガスを、さらに下方の位置から、送風機により上方に向けて送ることができるので、栽培区画ごとに上昇気流を発生させ、供給した炭酸ガスを栽培植物の葉の裏側に向けて十分に送ることができるから、より少ない炭酸ガスで効率的に光合成を促進させることができ、ランニングコストを抑えつつ、植物の品質を向上させることができる。
【0014】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、複数の前記栽培区画には、それぞれ、前記栽培植物の根元に水または養液を供給する液体供給装置と、前記栽培区画の土壌中の水分量および養分量を測定する土壌環境センサとが配設され、前記中央制御装置が、前記土壌環境センサから複数の前記栽培区画ごとの土壌中の水分量および養分量の測定値を取得して、水分量のみが所定の閾値を下回った栽培区画の土壌には水を供給し、水分量が所定の閾値を下回り、かつ、養分量が所定の閾値を下回った栽培区画の土壌には養液を供給するよう前記液体供給装置を制御するように構成されている。
【0015】
本発明のこのさらに好ましい実施態様によれば、中央制御装置が、栽培区画ごとに、土壌環境センサにより栽培植物の灌水・施肥が必要なタイミングを把握して、そのタイミングで液体供給装置から必要な量の水又は養液を供給させることができるので、栽培植物に対し、一般的に行なわれる定時的な灌水・施肥よりも、水分の過不足による根腐れや立ち枯れの発生、肥料の過不足による作物障害の発生を抑制することができる。
【0016】
また、本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記栽培施設は、天井又は側面に、開閉可能で、開度を調節可能な換気窓が複数設けられており、複数の前記栽培区画には、それぞれ、温度および湿度を測定する温度・湿度センサを備え、前記中央制御装置は、前記温度・湿度センサから前記栽培区画ごとの温度および湿度の測定値を取得して、栽培施設全体の温度および湿度が所定の範囲にとどまるように前記換気窓の開度を調節するように構成されている。
【0017】
本発明のこのさらに好ましい実施態様によれば、中央制御装置が、温度センサおよび湿度センサにより栽培施設内の温度および湿度を把握し、換気窓を開閉させて栽培施設内の温度および湿度を変化させることにより、栽培施設内の温度および湿度が栽培植物の生育に適したものになるように調節することができる。
【0018】
また、本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記栽培施設における前記栽培区画の領域を特定する情報と、前記栽培施設に設置されたセンサの種類及び位置情報と、前記中央制御装置が制御可能な機器の種類及び位置情報と、前記栽培施設に設置されたセンサにより測定された前記栽培施設内の環境情報と、前記中央制御装置が制御可能な機器の制御の内容とを、それぞれ記録した記録装置を備え、前記記録装置と情報のやり取りが可能な情報端末を備え、前記情報端末は、前記中央制御装置の記録装置に記録された情報を表示することができるとともに、前記中央制御装置が制御可能な機器の制御の内容を設定することができるように構成されている。
【0019】
本発明のこのさらに好ましい実施態様によれば、情報端末を操作することにより、中央制御装置の記録装置に記録されている栽培区画の領域に関する情報と、センサ及び機器のそれぞれの種類及びそれぞれに関する情報と、センサにより測定された環境情報と、機器の制御の内容とを情報端末に表示することができるので、使用者が栽培施設内の生育環境に関する情報を把握することができ、中央制御装置と通信可能な機器の制御の内容を設定できるので、使用者が栽培施設内の生育環境を手動で管理することができる。
【0020】
また、本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記栽培施設に設置された複数のセンサは、それぞれを一意に特定するためのセンサ識別情報を備え、前記記録装置には、前記センサ識別情報ごとに、センサの種類および位置情報が記録されており、前記中央制御装置は、所定の通信手段により通信したセンサから、前記センサ識別情報を取得し、取得したセンサ識別情報と前記記録装置に記録されたセンサ識別情報と照合して、通信したセンサを一意に特定することができるように構成されている。
【0021】
本発明のこのさらに好ましい実施態様によれば、中央制御装置は、栽培施設にある複数のセンサを、それぞれのセンサ識別情報を読み取ることにより特定できるので、複数のセンサを個別に特定するために、通信ポートや物理的な配線といった通信手段に基づく識別に頼る必要がなく、センサと中央制御装置との通信の構成に影響されずに、各センサが測定する環境情報を混同することなく取得することができる。
【0022】
また、本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記中央制御装置が制御可能な複数の機器は、それぞれを一意に特定するための機器識別情報を備え、前記記録装置には、前記機器識別情報ごとに、機器の種類および位置情報が記録されており、前記中央制御装置は、所定の通信手段により通信した機器から、前記機器識別情報を取得し、取得した機器識別情報と前記記録装置に記録された機器識別情報と照合して、通信した機器を一意に特定することができるように構成されている
【0023】
本発明のこのさらに好ましい実施態様によれば、中央制御装置は、栽培施設にある複数の制御可能な機器類を、それぞれの機器識別情報を読み取ることにより特定できるので、複数の機器類を個別に特定するために、通信ポートや物理的な配線といった通信手段に基づく識別に頼る必要がなく、機器類と中央制御装置との通信の構成に影響されずに、各機器類に対する指令を混同することなく送ることができる。
【発明の効果】
【0024】
本発明によれば、栽培植物の区画ごとに生育環境を管理し、品質の良い植物を効率的に栽培できるようにするとともに、単一の施設内における多品種栽培を可能にする多区画型栽培施設を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【発明を実施するための形態】
【0026】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照しつつ、詳細に説明を加える。
【0027】
図１は、本発明の好ましい実施態様に係る多区画型栽培施設の外観を示す略斜視図である。
図１に示されるように、多区画型栽培施設１は、天井及び側壁が太陽光を透過可能に構成されており、栽培施設１の内部には、栽培用の敷地に複数の栽培植物４が植えられている。
図１に示されるように、多区画型栽培施設１は、天井及び側壁が太陽光を透過可能に構成されており、栽培施設１の内部には、栽培用の敷地に複数の栽培植物４が植えられている。
【0028】
栽培施設１の天井及び側面には、開閉機構（図示せず）を備えた換気窓３が複数設けられており、各換気窓３は開閉機構によって、その開度を調節可能に構成されている。換気窓３の開閉機構（図示せず）は、ネットワークに接続可能な通信手段を備えており、無線通信により送られる開閉指令に基づいて、換気窓３の開閉動作をするように構成されている。
【0029】
図２は、図１に示された栽培施設１の内部構成を示す略平面図である。
図２に示されるように、栽培施設１内には、植物を栽培するための領域が小領域にブロック分けされて設けられており、それぞれの小領域にＡ１～Ａ１６の番号が割り当てられている。また、植物の栽培環境を管理する単位として、栽培施設１内の領域を２ｘ２に分割した栽培区画２が設定されており、それぞれにＣ１～Ｃ４の番号が割り当てられている。したがって、栽培区画Ｃ１には、小領域Ａ１～Ａ４が、栽培区画Ｃ２には、小領域Ａ５～Ａ８が、栽培区画Ｃ３には、小領域Ａ９～Ａ１２が、栽培区画Ｃ４には、小領域Ａ１３～Ａ１６が、それぞれ含まれている。
図２に示されるように、栽培施設１内には、植物を栽培するための領域が小領域にブロック分けされて設けられており、それぞれの小領域にＡ１～Ａ１６の番号が割り当てられている。また、植物の栽培環境を管理する単位として、栽培施設１内の領域を２ｘ２に分割した栽培区画２が設定されており、それぞれにＣ１～Ｃ４の番号が割り当てられている。したがって、栽培区画Ｃ１には、小領域Ａ１～Ａ４が、栽培区画Ｃ２には、小領域Ａ５～Ａ８が、栽培区画Ｃ３には、小領域Ａ９～Ａ１２が、栽培区画Ｃ４には、小領域Ａ１３～Ａ１６が、それぞれ含まれている。
【0030】
各栽培区画２には栽培植物４が複数の列をなすように植えられており、栽培区画２ごとに、所定濃度の炭酸ガスを供給可能な炭酸ガス供給装置２０と、水及び養液を供給可能な液体供給装置２１と、栽培施設１内の生育環境を測定する２つのセンサユニット４０（Ｕ１～Ｕ８）と、送風可能な小型送風機１２とが設けられている。図示してはいないが、炭酸ガス供給装置２０と、液体供給装置２１と、センサユニット４０と、小型送風機１２とは、それぞれがネットワークに接続可能な通信手段を備えている。
【0031】
また、図２に示されるように、栽培施設１内には、中央制御装置３０が設けられている。中央制御装置３０は、ＣＰＵ、記憶装置、記録装置、プログラム等を有する電子演算機器が筐体に納められた装置であり、筐体内部には中央通信部３１を備え、筐体の外装には使用者が中央制御装置３０との情報のやり取りができるように構成された情報端末３２を備えている。
【0032】
各栽培区画２（Ｃ１～Ｃ４）において、炭酸ガス供給装置２０からは炭酸ガス供給管２２が延びており、炭酸ガス供給管２２は栽培植物４の列に対応するように２つに分岐して、分岐した先にはそれぞれ、可撓性を有する多孔性パイプである炭酸ガス散布管２４が接続されている。２本の炭酸ガス散布管２４は、長尺の管状体であって、それぞれが並んだ２つの小領域をまたぐように延ばされ、かつ、栽培植物４のなす列に沿って、栽培植物４の葉群の下側を通るように配設されている。
【0033】
したがって、ある栽培区画２で炭酸ガス供給装置２０から、炭酸ガスが炭酸ガス供給管２２を通じて炭酸ガス散布管２４に供給されると、供給された炭酸ガスは、炭酸ガス散布管２４の管壁からその栽培区画２内の栽培植物４の葉群の下側から散布される構成になっている。
【0034】
図３（ａ）は図２の炭酸ガス供給装置２０の内部構成を示す模式図であり、図３（ｂ）は図２の液体供給装置２１の内部構成を示す模式図である。
図３（ａ）に示されるように、炭酸ガス供給装置２０は、圧縮空気貯蔵容器２０ａと、炭酸ガスボンベ２０ｂと、気体用バルブユニット２８とを備えており、気体用バルブユニット２８には無線通信によりネットワークと接続可能な通信機２８ａが設けられている。
図３（ａ）に示されるように、炭酸ガス供給装置２０は、圧縮空気貯蔵容器２０ａと、炭酸ガスボンベ２０ｂと、気体用バルブユニット２８とを備えており、気体用バルブユニット２８には無線通信によりネットワークと接続可能な通信機２８ａが設けられている。
【0035】
圧縮空気貯蔵容器２０ａは、エアコンプレッサー等により圧縮された空気を貯蔵する容器であり、炭酸ガスボンベ２０ｂは、高濃度の炭酸ガスが封入された容器である。圧縮空気貯蔵容器２０ａと炭酸ガスボンベ２０ｂとは、それぞれ気体用バルブユニット２８に、圧搾空気および炭酸ガスを供給可能に接続されており、気体用バルブユニット２８は炭酸ガス供給管２２に、圧搾空気または炭酸ガスを供給可能に接続されている。気体用バルブユニット２８は、図示していないが複数の弁が組み合わされてできており、圧縮空気貯蔵容器２０ａから供給される圧縮空気に炭酸ガスボンベ２０ｂから供給される高濃度の炭酸ガスを所定の割合で混合させ、所定濃度となった炭酸ガスを所定の圧力及び流量で炭酸ガス供給管２２に供給可能に構成されている。
【0036】
また、気体用バルブユニット２８には通信機２８ａが接続されており、気体用バルブユニット２８を制御するための指令を、ネットワークを介して送信することができる。したがって、図２に示した中央制御装置３０から気体用バルブユニット２８を制御する指令を送ることにより、炭酸ガス供給装置２０に対し任意の濃度及び流量の炭酸ガスの供給及びその停止を制御することができる。
【0037】
図３（ｂ）に示されるように、液体供給装置２１は、貯水タンク２１ａと、液肥貯蔵容器２１ｂと、液体用バルブユニット２９とを備えており、液体用バルブユニット２９には無線通信によりネットワークと接続可能な通信機２９ａが接続されている。
【0038】
貯水タンク２１ａは、十分な量の水が貯留されている容器であり、液肥貯蔵容器２１ｂは、液体肥料が貯蔵された容器である。貯水タンク２１ａと液肥貯蔵容器２１ｂとは、それぞれ液体用バルブユニット２９に、水および液体肥料を供給可能に接続されており、液体用バルブユニット２９は液体供給管２３に、水または養液を供給可能に接続されている。液体用バルブユニット２９は、図示していないが複数の弁が組み合わされてできており、貯水タンク２１ａから供給される水に液肥貯蔵容器２１ｂから供給される液体肥料を所定の割合で混合させた養液を所定の圧力及び流量で液体供給管２３に供給できるように構成されている。
【0039】
また、液体用バルブユニット２９には通信機２９ａが接続されているので、液体用バルブユニット２９を制御するための指令を、ネットワークを介して送ることができる。したがって、図２に示した中央制御装置３０から液体用バルブユニット２９を制御する指令を送ることにより、液体供給装置２１に対し任意の流量の水、又は任意の流量及び濃度の養液の供給及びその停止を制御することができる。
【0040】
図２および図３に示されるように、各栽培区画２において、液体供給装置２１からは液体供給管２３が延びており、栽培植物４の列に対応するように分岐して、分岐した先にはそれぞれ、液体散布管２５が接続されている。図２に示されるように、本実施態様においては、液体散布管２５は可撓性を有する多孔性パイプによって形成されており、栽培植物４の列に沿って栽培植物４の根の近傍を通るように土中に埋設されている。したがって、液体供給装置２１から水又は養液が、液体供給管２２を通じて液体散布管２５に供給されると、栽培植物４の根元付近の土中に水又は養液が供給される。
【0041】
このように、栽培施設１は、栽培区画２ごとに、栽培植物４に対し、液体供給装置２１から液体供給管２３及び液体散布管２５を介して灌水及び施肥を行うことができるよう構成されており、灌水や施肥の際は、所定の時間間隔で水又は養液を供給するように制御可能になっている。
【0042】
また、栽培区画２ごとに、土壌の水分量及び養分量を測定し、検出した値に応じて灌水及び施肥を行うようにすることもできる。後述するが、センサユニット４０は、土壌の水分量を検出する土壌水分量センサ及び土壌の電気伝導率（ＥＣ値）を測定するＥＣセンサを含んで構成されているため、土壌水分量センサにより検出された土壌の水分量が所定値未満で、ＥＣセンサにより検出された土壌の養分量が所定値以上である場合には、液体供給装置２１から所定量の水が供給されるように制御し、検出された土壌の水分量および養分量がそれぞれ所定値未満である場合には、液体供給装置２１から所定量の養液が供給されるように制御することもできる。
【0043】
このように、栽培植物４に対し、灌水や施肥を所定の条件に応じて行うことによって、一般的に行なわれる定時的な灌水・施肥よりも、水分の過不足による根腐れや立ち枯れの発生、肥料の過不足による作物障害の発生を抑制することができる。
【0044】
図４は、図２の栽培区画２に設置されたセンサユニット４０及び小型送風機１２を示す略斜視図であり、図５は、図４に示されたセンサユニット４０に含まれるセンサの一部を格納するセンサボックス４５の内部構造を示す略縦断面図である。
図４に示されるように、各栽培区画２には、太陽光によって発電する太陽光パネル１４と、地面に設置された複数の小型送風機１２と、栽培植物４の間に立設された支持柱４７とがそれぞれ設けられている。支持柱４７の側面には、センサ類を格納するセンサボックス４５が取り付けられており、支持柱４７の上部には、風向風力センサ４８が取り付けられている。
図４に示されるように、各栽培区画２には、太陽光によって発電する太陽光パネル１４と、地面に設置された複数の小型送風機１２と、栽培植物４の間に立設された支持柱４７とがそれぞれ設けられている。支持柱４７の側面には、センサ類を格納するセンサボックス４５が取り付けられており、支持柱４７の上部には、風向風力センサ４８が取り付けられている。
【0045】
センサボックス４５には、上部に日照度センサ４３が取り付けられており、図５に示されるように、内部にユニット通信部１５とユニット制御部１７と、炭酸ガス濃度センサ４１と、温度・湿度センサ４２とが設けられている。ユニット通信部１５と、炭酸ガス濃度センサ４１と、温度・湿度センサ４２とは、それぞれ基板４６に取り付けられ、ユニット制御部１７に電気的に接続されており、日照度センサ４３は、基板４６につなげられた配線４６ａを介してユニット制御部１７に電気的に接続されている。また、各栽培区画２の土中には土壌環境センサ４４が挿し込まれている。土壌環境センサ４４も、基板４６につなげられた配線１３ｃを介してユニット制御部１７に電気的に接続されている。
【0046】
ユニット通信部１５は、無線通信を可能にする通信機器であり、無線通信は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１規格の無線ＬＡＮの方式で行われる。ユニット通信部１５が基板４６に取り付けられていることにより、ユニット制御部１７は、図２に示された中央制御装置３０と通信することができる。
【0047】
炭酸ガス濃度センサ４１は大気中の炭酸ガス濃度を検出するセンサであり、温度・湿度センサ４２は大気中の温度及び湿度を検出するセンサである。
センサボックス４５の筐体の側面には、センサボックス４５の内外を通気可能に連通する複数の通気孔４５ａが設けられており、これにより、センサボックス４５筐体内に外気が導入されることにより、センサボックス４５内に配設された炭酸ガス濃度センサ４１及び温度・湿度センサ４２は、炭酸ガス濃度、温度及び湿度を精度よく検出することができる。
センサボックス４５の筐体の側面には、センサボックス４５の内外を通気可能に連通する複数の通気孔４５ａが設けられており、これにより、センサボックス４５筐体内に外気が導入されることにより、センサボックス４５内に配設された炭酸ガス濃度センサ４１及び温度・湿度センサ４２は、炭酸ガス濃度、温度及び湿度を精度よく検出することができる。
【0048】
また、センサボックス４５の筐体が、筐体内に配設された炭酸ガス濃度センサ４１と温度・湿度センサ４２とを保護するように構成されているため、栽培施設１内に農薬が撒かれても、炭酸ガス濃度センサ４１や温度・湿度センサ４２に農薬が付着して測定精度が劣化することを防止することができる。
【0049】
日照度センサ４３は、設置位置における日照度を測定するセンサである。日照度センサ４３により、栽培植物４が光合成可能な日照の有無を検出することができる。すなわち、炭酸ガス供給の条件に日照量を追加し、より確実に光合成可能なタイミングを図ることができる。
【0050】
土壌環境センサ４４は、土壌中の水分量を測定する土壌水分量センサ、土壌中のｐＨ値を測定するｐＨセンサ及び土壌中の電気伝導率（ＥＣ値）を測定するＥＣセンサを含んで構成されたセンサ群であり、図４に示されるように、先端に設けられたプローブ部４４ａを土壌に挿し込むことで、土壌中の水分量、土壌中の酸性度を示すｐＨ値、および土壌中の養分量（肥料分の含有傾向）を示すＥＣ値を一括して検出することができるように構成されている。したがって、土壌環境センサ４４によって、栽培区画２の土壌中の水分量、ｐＨ値、およびＥＣ値を検出し、これらの値に応じて、その栽培区画２における栽培植物４に必要な水分や液肥の供給をすることができる。
【0051】
風向風力センサ４８は３次元の風向及び風力を検出できる超音波型の風向風力センサである。風向風力センサ４８によって、栽培施設１内のセンサ設置位置における上昇気流や横風の発生を検出することができる。
【0052】
また、センサユニット４０は、炭酸ガス濃度センサ４１と、温度・湿度センサ４２と、日照度センサ４３と、土壌環境センサ４４（土壌水分量センサ、ｐＨセンサ、ＥＣセンサ）と、風向風力センサ４８とを含んで構成されており、これらのセンサが検出した情報はユニット制御部１７によってまとめられ、ユニット通信部１５により図２に示された中央制御装置３０に送られる。したがって、中央制御装置３０は、栽培区画２ごとに、その栽培区画２内に設置されたセンサユニット４０の各センサが測定した数値の平均値をそれぞれ算出し、栽培施設１内の環境情報を栽培区画２ごとに取得可能に構成されている。
【0053】
太陽光パネル１４は、栽培施設１の天井（図示せず）から下方に延びた軸状の吊下部材１１にアーム１４ａを介して取り付けられている。太陽光パネル１４からは、アーム１４ａおよび吊下部材１１の内部を通って下方に延ばされた電源ケーブル１３が地面まで垂れ下がっており、電源ケーブル１３の先には複数の配線を引くことができる電源ソケット１３ａが設けられている。
【0054】
電源ソケット１３ａからは、配線１３ｂが複数の小型送風機１２と、支持柱４７に接続されており、図示していないが支持柱４７中に設けられた配線を介してセンサボックス４５内の各種センサ及び電子機器と、風向風力センサ４８とに電力を供給することができるように構成されている。また、配線１３ｃは、センサボックス４５から土壌環境センサ４４に電力供給可能に構成されている。したがって、太陽光パネル１４によって発電された電力により、複数の小型送風機１２と、センサボックス４５内の各種センサ及び電子機器と、土壌環境センサ４４と、風向風力センサ４８とを稼動するのに必要な電力を補うことができる。
【0055】
上述のように、センサユニット４０は炭酸ガス濃度センサ４１を備えており、栽培区画２ごとに炭酸ガス濃度を測定できるため、中央制御装置３０は、炭酸ガス濃度が低下するタイミング、すなわち、光合成が行われて炭酸ガスの不足が生じるタイミングを把握することができる。その結果、中央制御装置３０が、栽培植物４に対し、炭酸ガスが不足しているときに、葉の近傍に炭酸ガスを供給することができ、栽培区画ごとに必要な炭酸ガスを供給することができるから、単に炭酸ガスを供給して栽培施設１内全体に充満させる場合に比し、少ない炭酸ガスで効率的に光合成を促進させることができる。
【0056】
なお、炭酸ガスは空気よりも重いので、栽培植物４の葉群の下側から炭酸ガスを散布するだけでは下方に流されやすく、供給した炭酸ガスの多くが栽培植物４に吸収されずに地面付近に滞留することがある。その結果、供給した炭酸ガスが有効に活用されず、不経済である。
【0057】
そこで、炭酸ガスを地面付近に滞留することを防止するため、各栽培区画２の地面には、複数の小型送風機１２が、炭酸ガス散布管２４の近傍に所定間隔で配設されており、上方に向けて送風可能に構成されている。したがって、栽培区画２内の各小型送風機１２を一斉に駆動させることにより炭酸ガス散布管２４の近傍で上昇気流を発生させ、炭酸ガス散布管２４より栽培区画２内に供給される炭酸ガスが地面近くに滞留することを防止するとともに、炭酸ガスを上方に流すことによって、栽培植物４に好適に吸収させることができるように構成されている。
【0058】
また、このように、炭酸ガス散布管２４の近傍に設けた複数の小型送風機１２を用いて、栽培植物の葉群の下方から上方へと送風可能となっているため、地面近傍に滞留している炭酸ガスを栽培植物４の葉群の下から葉の裏側に向けて供給することができる。したがって、葉の裏側に数多く存在する気孔に、炭酸ガスを効率的に供給し、吸収させることができるから、より少ない炭酸ガスで効率的に光合成を促進させることができ、ランニングコストを抑えつつ、植物の品質を向上させることができる。
【0059】
また、小型送風機１２は、上方に向けたファンを鉛直方向から任意の方向に所定角度傾けて送風方向を変更できるように構成されている。そのため、換気窓３が開くなどして栽培施設１内に横方向の気流が生じたことを風向風力センサ４８が検出すると、中央制御装置３０が横方向の気流を打ち消すように小型送風機１２を傾けて送風させることで横方向の気流の影響を弱め、供給した炭酸ガスが栽培植物４の葉群の外に流されることを防ぐことができる。
【0060】
図６は、図１ないし図５に示された本発明の好ましい実施態様にかかる栽培施設１の電気系統を示すブロック図である。
図６に示されるように、中央制御装置３０は中央通信部３１を介してネットワークＮＷと接続されており、各栽培区画２（Ｃ１～Ｃ４）において、センサユニット４０はユニット通信部１５を介してネットワークＮＷと接続され、小型送風機１２、炭酸ガス供給装置２０及び液体供給装置２１はそれぞれの通信手段を介してネットワークＮＷと接続されている。また、換気窓３の開閉機構も、開閉機構に設けられた通信手段を介してネットワークＮＷと接続されている。ネットワークＮＷは、例えば、ＷＡＮ（Wide Area Network）、専用通信網、ＶＰＮ（Virtual Private
Network）、またはインターネット等によって構築されたものである。
図６に示されるように、中央制御装置３０は中央通信部３１を介してネットワークＮＷと接続されており、各栽培区画２（Ｃ１～Ｃ４）において、センサユニット４０はユニット通信部１５を介してネットワークＮＷと接続され、小型送風機１２、炭酸ガス供給装置２０及び液体供給装置２１はそれぞれの通信手段を介してネットワークＮＷと接続されている。また、換気窓３の開閉機構も、開閉機構に設けられた通信手段を介してネットワークＮＷと接続されている。ネットワークＮＷは、例えば、ＷＡＮ（Wide Area Network）、専用通信網、ＶＰＮ（Virtual Private
Network）、またはインターネット等によって構築されたものである。
【0061】
各栽培区画２（Ｃ１～Ｃ４）において、センサユニット４０に含まれる炭酸ガス濃度センサ４１、温度・湿度センサ４２、日照度センサ４３、土壌環境センサ４４、風向風力センサ４８が測定した環境情報は、ユニット制御部１７によってユニット通信部１５からネットワークＮＷを介して中央制御装置３０に送信され、中央制御装置３０は、受信された情報を、中央通信部３１を通じて受け取ると、各栽培区画２（Ｃ１～Ｃ４）の識別情報と環境情報を紐づけて記録装置３０ａに記録させる。
【0062】
したがって、中央制御装置３０は、記録装置３０ａを参照することで、各栽培区画２（Ｃ１～Ｃ４）に配設された炭酸ガス濃度センサ４１、温度・湿度センサ４２、日照度センサ４３、土壌環境センサ４４、風向風力センサ４８が測定した環境情報を、どの栽培区画２（Ｃ１～Ｃ４）で測定された環境情報であるかを識別可能に取得することができる。
【0063】
また、中央制御装置３０は、中央通信部３１からネットワークＮＷを通じ、換気窓３、各栽培区画２（Ｃ１～Ｃ４）に配設された小型送風機１２、炭酸ガス供給装置２０及び液体供給装置２１に対し、それぞれ、制御命令を送信可能に構成されている。
【0064】
したがって、中央制御装置３０は、各栽培区画２（Ｃ１～Ｃ４）において、それぞれ、炭酸ガス濃度センサ４１が測定した炭酸ガス濃度と、温度・湿度センサ４２が測定した温度及び湿度と、日照度センサ４３が測定した日照度とを取得して、栽培植物４に対し光合成を促進するために適切な量の炭酸ガスを適切なタイミングで炭酸ガス供給装置２０から供給したり、土壌環境センサ４４が測定した土壌水分量、土壌のＥＣ値及びｐＨ値を取得して、栽培植物４の生育を促進する適切な量の養液を適切なタイミングで液体供給装置２１から供給したり、風向風力センサ４８が測定した風向及び風力を取得して、供給した炭酸ガスが栽培植物４に向かうように小型送風機１２を駆動させて送風したりすることができるように構成されている。
【0065】
また、中央制御装置３０は、換気窓３の開閉機構を制御することによって換気窓３を開閉させて、栽培施設１の換気を行い、栽培施設１内の温度および湿度が栽培植物４の生育に適したものになるように調節することができる。例えば、大気が乾燥する時期に栽培施設１内の温度を下げようとする場合、栽培施設１内の飽差が栽培植物４の光合成に適した状態を維持できるように、天井にある換気窓３を所定時間だけわずかに開けて、天井に溜まった温度の高い空気だけを外に逃がすことで、栽培施設１内の湿度を保ちつつ、温度を適度に下げることができる。
【0066】
また、使用者は、中央制御装置３０の情報端末３２を操作して、中央制御装置３０の記録装置３０ａに記録されている各栽培区画２（Ｃ１～Ｃ４）を識別する情報と、各センサ及び各機器の種類及び位置情報と、各センサにより測定された環境情報と、各機器の制御の内容とを情報端末に表示することができるので、使用者が栽培施設１内の生育環境に関する情報を把握することができ、中央制御装置３０と通信可能な機器の制御の内容を設定できるので、栽培施設内の生育環境を手動で管理することができる。
【0067】
図７は、中央制御装置３０の記録装置３０ａの構成を示したブロック図であり、図８は、図７の区画情報データベース３３に格納されているデータを示す表であり、図９は、図７のセンサ情報データベース３４に格納されているデータを示す表であり、図１０は、図７の機器情報データベース３５に格納されているデータを示す表であり、図１１は、図７の環境情報データベース３６に格納されているデータを示す表であり、図１２は、図７の栽培植物データベース３７に格納されているデータを示す表であり、図１３は、図７の制御条件データベース３８格納されているデータを示す表である。
【0068】
図７に示されるように、中央制御装置３０の記録装置３０ａには、区画情報データベース３３と、センサ情報データベース３４と、機器情報データベース３５と、環境情報データベース３６と、栽培植物データベース３７と、制御条件データベース３８とが、それぞれ記録されている。センサ情報データベース３４と、機器情報データベース３５と、環境情報データベース３６と、栽培植物データベース３７とは、それぞれが区画情報データベース３３と関係付けられている。制御条件データベース３８は、他のデータベース（区画情報データベース３３、センサ情報データベース３４、機器情報データベース３５、環境情報データベース３６、栽培植物データベース３７）と関係付けられたデータベースであり、使用者が設定した制御条件を格納するように構成されている。
【0069】
図８に示されるように、区画情報データベース３３には、各小領域に割り当てられた番号（Ａ１～Ａ１６）が領域ＩＤとして設定されており、各栽培区画２（Ｃ１～Ｃ４）の情報と対応付けられて記録されている。
【0070】
図示していないが、栽培施設１に設置された全てのセンサには、それぞれ固有の識別情報であるセンサＩＤ（Ｎ１～Ｎ４０）が割り当てられており、中央制御装置３０は、通信の際にこれらのセンサの、それぞれのセンサＩＤを取得できるように構成されている。図９に示されるように、センサ情報データベース３４には、このセンサＩＤについて、センサの種類と、センサが属するセンサユニット４０のセンサユニットＩＤ（Ｕ１～Ｕ８）と、各センサが配置された位置に対応する領域ＩＤとが対応付けられて記録されている。
【0071】
したがって、中央制御装置３０は、センサＩＤが付された各センサを識別して個別に通信することができ、かつ、センサＩＤと関連付けられた領域ＩＤから、そのセンサがどの栽培施設１内における栽培領域のどの位置に割り当てられているかを一意に特定することができる。また、記録装置３０ａからセンサ情報データベース３４を参照することにより、センサ情報を取得することができる。
【0072】
また、このように、中央制御装置３０は、栽培施設１にある複数のセンサを、それぞれのセンサＩＤを読み取ることにより特定できるので、複数のセンサを個別に特定するために、通信ポートや物理的な配線といった通信手段に基づく識別に頼る必要がなく、センサと中央制御装置との通信の構成に影響されずに、各センサが測定する環境情報を混同することなく取得することができる。
【0073】
図示していないが、栽培施設１に設置された、中央制御装置３０により制御可能な全ての機器類（小型送風機１２、炭酸ガス供給装置２０、液体供給装置２１、換気窓３）には、それぞれ固有の識別情報である機器ＩＤ（Ｍ１～）が割り当てられており、中央制御装置３０は、通信の際にこれらの機器類の、それぞれの機器ＩＤを取得できるように構成されている。図１０に示されるように、機器情報データベース３５には、この機器ＩＤと、機器の種類と、機器の設置位置に対応する領域ＩＤとが対応付けられて記録されている。
【0074】
したがって、中央制御装置３０は、機器ＩＤが付された各機器を識別して個別に通信することができ、かつ、機器ＩＤと関連付けられた領域ＩＤから、その機器がどの栽培施設１内のどの位置に割り当てられているかを一意に特定することができる。また、記録装置３０ａから機器情報データベース３５を参照することにより、機器情報を取得することができる。
【0075】
また、このように、中央制御装置３０は、栽培施設１にある複数の制御可能な機器類を、それぞれの機器ＩＤを読み取ることにより特定できるので、複数の機器類を個別に特定するために、通信ポートや物理的な配線といった通信手段に基づく識別に頼る必要がなく、機器類と中央制御装置３０との通信の構成に影響されずに、各機器類に対する指令を混同することなく送ることができる。また、機器ＩＤは機器の増減等に応じて、柔軟に付与し直すことができるため、機器の配置変更等に柔軟に対応でき便利である。
【0076】
図１１に示されるように、環境情報データベース３６には、センサ情報データベース３４に登録されている各センサにより所定の時刻ごとに測定された環境情報、すなわち、炭酸ガス濃度センサ４１によって測定された炭酸ガス濃度（ｐｐｍ）、温度・湿度センサ４２によって測定された温度（℃）、湿度（％）、日照度センサ４３によって測定された日照度（ｌｘ）、土壌環境センサ４４によって測定された土壌水分量（％）、ＥＣ値（ｍＳ／ｃｍ）、ｐＨ値、風向風力センサ４８によって測定された風向（ｕ，ｖ，ｗ）、風力（ｍ／ｓ）が格納されている。これらの環境情報には、測定センサ、環境情報の種類、および測定時間ごとに記録される。
【0077】
したがって、中央制御装置３０は、記録装置から環境情報データベース３６を参照することにより、各センサが測定した現在または過去の環境情報の測定値を取得することができ、測定された環境情報の履歴から、栽培施設１内の生育環境の時間変化を把握することができる。
【0078】
図１２に示されるように、栽培植物データベース３７には、栽培区画２ごとに栽培施設１内で栽培されている植物の品種ＩＤ（Ｐ１～Ｐ４）が品種情報として記録可能に構成されているので、中央制御装置３０は、栽培区画２ごとに異なる品種が栽培、これらの品種を特定することができる。
【0079】
図１３に示されるように、制御条件データベース３８は、所定の制御条件、すなわち、ある環境条件のもとでどの機器をどのように制御するかという情報が設定されると、制御内容ごとに制御ＩＤ（Ｊ１～）が割り当てられて記録されるように構成されている。また、各制御条件は、他の制御条件が実行されているか否かも条件として組み込むことができ、それらは先行制御条件として設定される。
【0080】
図１３では一例として、栽培区画２の、センサユニット４０がある小領域Ａ２，Ａ３において、炭酸ガス濃度センサ２０（Ｎ１，Ｎ２）が、炭酸ガス濃度が２００ｐｐｍ未満であることを検出したら、区画Ｃ１に設置された炭酸ガス供給装置２０（Ｍ１７）から炭酸ガスの供給を開始する（Ｊ１）とともに、区画Ｃ１に設置された小型送風機１２（Ｍ１～Ｍ４）の駆動を開始し（Ｊ２）、小領域Ａ２，Ａ３において、炭酸ガス濃度センサ２０（Ｎ１，Ｎ２）が、炭酸ガス濃度が８００ｐｐｍ以上であることを検出したら、区画Ｃ１の炭酸ガス供給装置２０（Ｍ１７）から炭酸ガスの供給を終了する（Ｊ３）とともに、区画Ｃ１の小型送風機１２（Ｍ１～Ｍ４）の駆動を停止する（Ｊ４）という一連の制御条件が記録されている。このとき、Ｊ３はＪ１が実行されていれば実行され、Ｊ４はＪ２が実行されていれば実行されるように設定されている。
【0081】
このように、使用者は所望の制御条件を高い自由度で設定することができるとともに、中央制御装置３０は、記録装置から制御条件データベース３８を参照することにより、設定された一連の制御条件を参照することができ、参照した制御条件に基づいて、栽培施設１内の各機器を制御することができる。
【0082】
以上に説明したように、中央制御装置３０は、栽培施設１内の炭酸ガス供給装置２０、液体供給装置２１および小型送風機１２ならびに各センサユニット４０を、栽培施設１内における位置情報を含めて個別に特定することができるようにシステムが構成されているので、栽培区画２ごとに生育環境を測定し、測定した情報に基づいて、炭酸ガスの供給量や灌水量などを適切になるように各種装置を制御することができ、これにより、栽培植物４の生育環境を細かく管理することができる。
【0083】
また、中央制御装置３０は、栽培植物データベース３７を参照して栽培区画２ごとに栽培植物４の品種を特定し、環境情報データベース３６、および制御条件データベース３８を参照して各栽培区画２の生育環境に応じた炭酸ガス供給や灌水・施肥を行えるため、栽培区画２ごとに異なる品種の植物を栽培しても、その品種に適した生育環境をそれぞれの植物に提供することができ、単一の施設内における多品種栽培にも良好に対応することができる。
【0084】
例えば、栽培区画２の区画Ｃ１では光合成に大量の炭酸ガスを必要とするトマトを栽培しつつ、同時に区画Ｃ２では光合成に少量の炭酸ガスで済むイチゴを栽培する場合、区画Ｃ１の炭酸ガス供給装置２０（Ｍ１７）には炭酸ガスを多く供給するようにし、区画Ｃ２の炭酸ガス供給装置２０（Ｍ１８）には炭酸ガスを少なく供給するようにすることで、いずれの栽培区画２においても適切な量の炭酸ガスを供給して各栽培植物４の光合成を十分に促進することができる。
【0085】
また、栽培区画２は小領域（Ａ１～Ａ１６）によって細分化されているので、中央制御装置３０は、複数の栽培区画２に部分的にまたがるような範囲での生育環境の管理も可能である。例えば、栽培施設１の片側の側窓付近に位置する領域、すなわち、栽培区画２の区画Ｃ１にある小領域Ａ１及びＡ２と、区画Ｃ２にある小領域Ａ９及びＡ１０を合わせた領域において、センサユニット４０の組（Ｕ１，Ｓ５）の測定値を取得することにより、側窓付近の環境情報を取得して、その場所の温度が所定の値を超えたら側窓にある開閉窓３を開くよう制御するとともに、小領域Ａ１、Ａ２、Ａ９及びＡ１０にある小型送風機１２を駆動させて側窓付近の温度が下がるようにするといった制御が可能になる。
【0086】
図１４は、中央制御装置３０により栽培区画２ごとに行われる炭酸ガス供給制御の一例を示すフローチャートである。
ここで、中央制御装置３０の記録装置の制御条件データベース３８には、炭酸ガス供給に関して設定された制御条件が格納されているものとし、以下、炭酸ガス濃度のみが炭酸ガス供給のトリガーとなる制御条件のもとで行われる炭酸ガス供給制御につき説明を加える。
ここで、中央制御装置３０の記録装置の制御条件データベース３８には、炭酸ガス供給に関して設定された制御条件が格納されているものとし、以下、炭酸ガス濃度のみが炭酸ガス供給のトリガーとなる制御条件のもとで行われる炭酸ガス供給制御につき説明を加える。
【0087】
図１４に示されるように、各栽培区画２において、ユニット制御部１７が中央制御装置３０から取得した制御条件に関する情報から閾値となる炭酸ガス濃度を取得し、センサユニット４０の炭酸ガス濃度センサ４１により炭酸ガス濃度の値が検出されると、ユニット制御部１７により、検出された炭酸ガス濃度が所定値未満であるかが判断される（ステップＳ１）。
【0088】
検出された炭酸ガス濃度が所定値未満である場合、ユニット制御部１７から中央制御装置３０に対し当該栽培区画２の領域ＩＤとともに、検出された炭酸ガス濃度が所定値未満であるの旨の情報が送られる。中央制御装置３０は、それらの情報を受け取ると、記録装置から区画情報データベース３３及びセンサ情報データベース３４を参照して当該栽培区画２を特定し、参照した制御条件に基づいて、機器情報データベース３５から特定された当該栽培区画２に設置された小型送風機１２に対し、上方に所定の風量で送風するように指令を送る（ステップＳ２）。
【0089】
当該栽培区画２において、小型送風機１２が中央制御装置３０から指令を受け取ると、上方への送風が開始される。このとき、当該栽培区画２に設置されたセンサユニット４０の風向風力センサ４８が検出した風向及び風力が上方へ向かう所定の風力であるか、すなわち、上昇気流が生じているかがユニット制御部１７により、制御条件に基づいて判断される（ステップＳ３）。
【0090】
上昇気流が生じていると判断された場合、ユニット制御部１７から中央制御装置３０に対し当該栽培区画２の領域ＩＤとともに、上昇気流が生じた旨の情報が送られる。中央制御装置３０は、それらの情報を受け取ると、記録装置から区画情報データベース３３及びセンサ情報データベース３４を参照して当該栽培区画２を特定し、参照した制御条件に基づいて、機器情報データベース３５から特定された当該栽培区画２に設置された炭酸ガス供給装置２０に対し、所定濃度の炭酸ガスを供給するように指令を送る（ステップＳ４）。
【0091】
当該栽培区画２において、炭酸ガス供給装置２０が中央制御装置３０から指令を受け取ると、炭酸ガス散布管２４から炭酸ガスが散布される。炭酸ガス散布管２４の下方からは小型送風機１２の送風による上昇気流が生じているので、炭酸ガス散布管２４から散布された炭酸ガスは、栽培植物４の葉群に対し、下方から供給される。
【0092】
その後、当該栽培区画２に設置されたセンサユニット４０の炭酸ガス濃度センサ４１が検出した炭酸ガス濃度が所定値以上であるかが、ユニット制御部１７により、制御条件に基づいて判断される（ステップＳ５）。
【0093】
検出された炭酸ガス濃度が所定値以上である場合、ユニット制御部１７から中央制御装置３０に対し当該栽培区画２の領域ＩＤとともに、検出された炭酸ガス濃度が所定値以上であるの旨の情報が送られる。中央制御装置３０は、それらの情報を受け取ると、記録装置から区画情報データベース３３及びセンサ情報データベース３４を参照して当該栽培区画２を特定し、参照した制御条件に基づいて、機器情報データベース３５から特定された当該栽培区画２に設置された炭酸ガス供給装置２０に対し、炭酸ガスの供給を停止するように指令を送る（ステップＳ６）とともに、当該栽培区画２に設置された小型送風機１２に対し、送風を停止するように指令を送る（ステップＳ７）。
【0094】
以上のステップＳ１～Ｓ７を繰り返すことにより、栽培区画２ごとに好適な炭酸ガス供給制御が実現される。
【0095】
図１５は、図２の中央制御装置３０と応答可能な携帯情報端末６０を示す模式図である。
図１５に示されるように、携帯情報端末６０は、タッチパネル式の液晶画面を備えた携帯型の電子演算機器であり、ネットワークＮＷを介して中央制御装置３０と通信可能に構成されている。携帯情報端末６０は、通信により中央制御装置３０の記録装置に記録されている各データベース、すなわち、区画情報データベース３３、センサ情報データベース３４、機器情報データベース３５、環境情報データベース３６、栽培植物データベース３７、制御条件データベース３８から任意の情報を取得でき、取得した情報は、画面タッチ操作により画面上に表示されるように構成されている。
図１５に示されるように、携帯情報端末６０は、タッチパネル式の液晶画面を備えた携帯型の電子演算機器であり、ネットワークＮＷを介して中央制御装置３０と通信可能に構成されている。携帯情報端末６０は、通信により中央制御装置３０の記録装置に記録されている各データベース、すなわち、区画情報データベース３３、センサ情報データベース３４、機器情報データベース３５、環境情報データベース３６、栽培植物データベース３７、制御条件データベース３８から任意の情報を取得でき、取得した情報は、画面タッチ操作により画面上に表示されるように構成されている。
【0096】
また、液晶画面には制御条件設定メニューを表示することができ、制御条件設定メニューから、画面タッチ操作により、区画、センサ、制御機器を選択し、センサの検出閾値や機器の制御内容を入力することで、任意の制御条件を設定することができる。制御条件が設定されると、携帯情報端末６０から制御条件をその設定内容に変更する旨の指令が通信により中央制御装置３０に送られ、制御条件データベース３８に記録される。
【0097】
したがって、使用者は、中央制御装置３０から離れた位置にいる場合であっても、栽培施設１内の環境情報や各機器の制御情報を携帯情報端末６０に表示させて、栽培施設１内の生育環境を把握することができ、また、携帯情報端末６０を操作することにより、制御条件を設定できるので、栽培施設１内の生育環境を手動で管理することができる。
【0098】
以上、本発明の好ましい実施態様につき説明を加えたが、本発明は以上の実施態様に限定されることなく特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【0099】
例えば、前記実施態様においては、図２に示されるように、栽培装置１の栽培区画２（Ｃ１～Ｃ４）は、栽培施設１内の領域を２ｘ２の４等分に区割りされているが、栽培区画の区割りは必ずしもそのようにする必要はなく、施設のサイズや形状に応じて任意におこなってもよい。さらには、区画の割り当ては平面的でなくてもよく、栽培用の棚を設けて上下段に植物を栽培可能な領域を作り、棚の高さによっても栽培区画を分けるようにしてもよい。一例として、前記実施態様のように、２ｘ２の区画を設け、それぞれに上下２段の棚を追加した場合は、２ｘ２ｘ２の８等分の栽培区画を用意することができる。
【0100】
また、前記実施態様においては、図２に示されるように、栽培施設１内の植物が栽培可能な領域をＡ１～Ａ１６の小領域にブロック分けしているが、必ずしもそのようにブロック分けする必要はなく、任意の細かさでブロック分けしてもよく、ブロック分けでなく、ＧＰＳ等で測定した栽培施設内の位置情報に基づいて、植物が栽培可能な領域に座標を割り当てるようにしてもよい。また、区画情報データベース３３において、領域ＩＤのそれぞれにＧＰＳで特定される二次元座標を紐づけて、栽培施設内の１内の位置を二次元座標で管理するように構成してもよい。例えば、領域ＩＤのＡ１に（１，１）、Ａ２に（１，２）、Ａ３に（２，１）、Ａ４に（２，２）、・・・というように紐づけることで、栽培施設１内の位置が座標で特定可能となる。さらに、栽培施設１内の小領域の位置に高さの要素を付加するため、領域ＩＤに三次元座標を紐づけて、栽培施設内の１内の位置を三次元座標で管理するように構成してもよい。例えば、領域ＩＤがＡ１で特定される小領域において、２段の栽培棚により植物を栽培する場合、領域ＩＤのＡ１の一段目の栽培棚に三次元座標の（１，１，１）、二段目の栽培棚に（１，１，２）を割り振る。このように、栽培施設内の１内の位置を三次元座標で管理することにより、センサや各種機器の制御において、高さの要素も管理できるため、多段の栽培棚による栽培に好適に対応して、生育環境を管理することができる。例えば、多段の栽培棚の棚ごとに日照度を取得するセンサを配設して、棚ごとの日照度を取得し、その棚ごとに日照度に応じて二酸化炭素の供給量を制御するといったことが可能となる。
【0101】
また、前記実施態様においては、炭酸ガス供給管２２は栽培植物４の列の分だけ分岐させているが、必ずしもそのように分岐させる必要はなく、栽培植物４の背が高くて葉群の下から供給した炭酸ガスが葉群全体に行きわたらない場合や、上記のように一定の高さごとに栽培区画を分けた場合においては、炭酸ガス供給管２２を上下方向にさらに分岐させ、栽培植物４の各列において、複数の炭酸ガス散布管２４が上下に配されるようにしてもよい。
【0102】
また、前記実施態様においては、各種センサはセンサユニット４０として一か所にまとめているが、必ずしも同一箇所にまとめる必要はなく、生育環境のうち精度よく測定したいものについてはセンサの数を増やし、精度が高くなくても良いものはセンサの数を減らしてもよいし、センサの種類ごとに設置位置を変えてもよい。この場合、センサＩＤは、本実施態様のようにセンサユニット４０ごとに付与するのではなく、さらに細分化してセンサの種類や特定のグループ（土壌の環境を測定するセンサ群や、センサボックス４５内のセンサ群など）ごとに区別できるように付与することが望ましい。
【0103】
また、前記実施態様においては、栽培区画２ごとに１つずつ炭酸ガス供給装置２０及び液体供給装置２１を設けているが、これらの装置は、栽培区画２ごとに独立して炭酸ガス又は水・養液の供給を制御できるように構成されていれば、必ずしも栽培区画２ごとに設ける必要はなく、一つの装置が複数の栽培区画２にまたがって設け、炭酸ガス又は水・養液を供給するようにしてもよい。例えば、気体用バルブユニット２８及び液体用バルブユニット２９は栽培区画２ごとに設ける一方、複数の栽培区画２にまたがって、圧縮空気貯蔵容器２０ａや炭酸ガスボンベ２０ｂを設け、又は貯水タンク２１ａおよび液肥貯蔵容器２１ｂを複数の栽培区画２にまたがって設けることもできる。
【0104】
また、前記実施態様においては、図１３に示される表および図１４に示されるフローチャートのように、制御条件として用いられているのは炭酸ガス濃度の値のみであるが、制御条件が必ずしも一種類のセンサの測定値についてのみ設定されるわけではなく、異なる種類のセンサの測定値を組み合わせた複合的な条件を設定することも可能である。
【0105】
また、前記実施態様においては、図１４に示されるフローチャートのように、中央制御装置３０により栽培区画２ごとに炭酸ガス供給装置２０を制御する例を示したが、炭酸ガス供給装置２０に加えて、中央制御装置３０が取得した環境情報に応じて、液体供給装置２１を制御するなど、他の装置を制御するように構成することもできる。例えば、中央制御装置３０は、炭酸ガス供給装置２０による炭酸ガス供給のタイミングと合わせて、センサユニット４０に含まれる土壌水分量センサおよびＥＣセンサにより、炭酸ガス供給地点の土壌の水分量及び養分量の測定値を取得する構成とし、検出された土壌の養分量が所定値以上である場合には、液体供給装置２１から所定量の水が供給されるように制御し、検出された土壌の水分量および養分量がそれぞれ所定値未満である場合には、液体供給装置２１から所定量の養液が供給されるように制御することで、栽培植物４の生育を好適に促進することができる。
【0106】
また、前記実施態様においては、図９および１０に示されるように、各センサおよび機器は、ＩＤとして番号を振って個別に管理できるようにしているが、必ずしも番号をこの通りに振る必要はなく、任意の順番で番号を振り分けてもよく、これらの番号を使用者が適宜振り直せるようにしてもよい。そして、各センサおよび機器には表示機を設けてこれらの番号を表示し、使用者が目視により各センサおよび機器に割り当てられた番号を確認できるようにしてもよい。
【0107】
さらに、あるセンサユニット４０に含まれるセンサが一部故障してしまった場合などには、隣接するセンサユニット４０の同種のセンサが測定した環境情報を流用することで環境情報に抜けが出ることを防ぐようにしてもよい。例えば、Ｕ１（センサユニット４０）に含まれるＮ１（炭酸ガス濃度センサ４１）が故障して測定値を返さなくなってしまった場合、Ｎ１が測定したものとして、Ｓ２（センサユニット４０）に含まれるＮ２（炭酸ガス濃度センサ４１）の測定値を流用できるようにしてもよい。
【符号の説明】
【0108】
１ 栽培施設
２ 栽培区画
３ 換気窓
４ 栽培植物
１１ 吊下部材
１２ 小型送風機
１３ 電源ケーブル
１３ａ 電源ソケット
１３ｂ 配線
１３ｃ 配線
１４ 太陽光パネル
１４ａ アーム
１５ ユニット通信部
１７ ユニット制御部
２０ 炭酸ガス供給装置
２０ａ 圧縮空気貯蔵容器
２０ｂ 炭酸ガスボンベ
２１ 液体供給装置
２１ａ 貯水タンク
２１ｂ 液肥貯蔵容器
２２ 炭酸ガス供給管
２３ 液体供給管
２４ 炭酸ガス散布管
２５ 液体散布管
２８ 気体用バルブユニット
２８ａ 通信機
２９ 液体用バルブユニット
２９ａ 通信機
３０ 中央制御装置
３０ａ 記録装置
３１ 中央通信部
３２ 情報端末
３３ 区画情報データベース
３４ センサ情報データベース
３５ 機器情報データベース
３６ 環境情報データベース
３７ 栽培植物データベース
３８ 制御条件データベース
４０ センサユニット
４１ 炭酸ガス濃度センサ
４２ 温度・湿度センサ
４３ 日照度センサ
４４ 土壌環境センサ
４４ａ プローブ部
４５ センサボックス
４５ａ 通気孔
４６ 基板
４６ａ 配線
４７ 支持柱
４８ 風向風力センサ
６０ 携帯情報端末
ＮＷ ネットワーク
２ 栽培区画
３ 換気窓
４ 栽培植物
１１ 吊下部材
１２ 小型送風機
１３ 電源ケーブル
１３ａ 電源ソケット
１３ｂ 配線
１３ｃ 配線
１４ 太陽光パネル
１４ａ アーム
１５ ユニット通信部
１７ ユニット制御部
２０ 炭酸ガス供給装置
２０ａ 圧縮空気貯蔵容器
２０ｂ 炭酸ガスボンベ
２１ 液体供給装置
２１ａ 貯水タンク
２１ｂ 液肥貯蔵容器
２２ 炭酸ガス供給管
２３ 液体供給管
２４ 炭酸ガス散布管
２５ 液体散布管
２８ 気体用バルブユニット
２８ａ 通信機
２９ 液体用バルブユニット
２９ａ 通信機
３０ 中央制御装置
３０ａ 記録装置
３１ 中央通信部
３２ 情報端末
３３ 区画情報データベース
３４ センサ情報データベース
３５ 機器情報データベース
３６ 環境情報データベース
３７ 栽培植物データベース
３８ 制御条件データベース
４０ センサユニット
４１ 炭酸ガス濃度センサ
４２ 温度・湿度センサ
４３ 日照度センサ
４４ 土壌環境センサ
４４ａ プローブ部
４５ センサボックス
４５ａ 通気孔
４６ 基板
４６ａ 配線
４７ 支持柱
４８ 風向風力センサ
６０ 携帯情報端末
ＮＷ ネットワーク
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
