JP2020031566A - 農業ハウス用センサ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】農業用ハウスのセンサ装置にてＣＯ2センサの校正を簡単に行うことができる。センサ装置のケーシングの姿勢を安定させて、内装センサの測定誤差をなくす。
【解決手段】
センサ装置は主ケーシングと副ケーシングとを有する。主ケーシングの内部空間は上室と下室とに分離され、上室にはセンサ信号を処理する制御部が収容される。制御部は制御基板にＣＰＵ、通信回路などを有する。下室には、温度・湿度センサ、ファンが配設される。副ケーシングは、主ケーシングの底面中心から接続ケーブルで吊り下げられる。副ケーシングには、ＣＯ2センサ、電源、ＣＰＵなどが収容される。下室側壁の対向位置には一対の吸気口が、その底壁には排気口が配設され、この部分にファンが配置される。主ケーシングの上面には吊下げ用突起が樹脂一体成形される。主ケーシングは、内壁と外壁との二重壁構造である。副ケーシングを分離してセンサ校正を容易とした。
【選択図】図１

Description

この発明は農業ハウス用センサ装置、詳しくは複数のセンサを収納したハウジングをハウス内に吊り下げて用いる農業ハウス用湿度センサ装置に関する。
従来のこの種の農業ハウスにおける温度、湿度などを測定するシステムとしては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。
この栽培環境要素測定装置は、ハウス内に吊り下げられたケーシングにあってその内部に複数の室を設け、一室に制御機構部（ＣＰＵ）、電源、二酸化炭素濃度測定手段（ＣＯ2センサ）を配置し、隣り合う別室に温度センサ、湿度センサ、ファンを配置している。制御機構部を構成するＣＰＵや電源基板からの発熱によりＣＯ2センサへの結露を回避し、かつ、他のセンサへの当該発熱による影響、すなわち測定誤差の発生を防止するものである。
特開２０１２−２３９４０７号公報
しかしながら、このような従来の栽培環境要素測定装置にあっては、以下の課題が生じていた。
従来装置では、（イ）ＣＯ2センサが本体ケース内部に収納・配置されていたため、ＣＯ2センサの校正が面倒である。すなわち、校正時は、ＣＯ2センサを含むケース全体をハウス外部に持ち出し、屋外雰囲気に所定時間さらす必要があった。
また、（ロ）吊り下げられたケース内に水平方向に２室が隣り合って配設され、湿度センサ設置室にはファンが設けられていたため、ファンの運転により空気流れが生じるが、この流れによりケース全体としての姿勢がたとえば回転し、傾斜するという不安定さを呈し、結果としてセンサの測定値に悪影響を及ぼすおそれがあった。
そこで、発明者は、吊り下げ型のケースを有するセンサ装置にあって、ＣＯ2センサを吊り下げケースとは別体の副ケースに吊り下げて配置するとともに、吊り下げケースの内部を上下２室に分離し、上室に発熱部であるＣＰＵなどを、下室に湿度センサ、温度センサおよびファンをそれぞれ配置することにより、上記課題を解決すべくこの発明を完成させた。
この発明は、ＣＯ2センサの校正が容易な農業用ハウス￥のセンサ装置を提供することを目的としている。また、吊り下げケースの姿勢が安定してセンサにおける測定誤差をなくすことができる、農業用ハウスのセンサ装置を提供することを目的としている。
請求項１に記載の発明は、農業用ハウス内に吊り下げられて、農業用ハウス内の湿度を測定する湿度センサと、ＣＰＵを有してこの湿度センサからの信号を処理する制御部とが収容された主ケーシングと、この主ケーシングの底面中心から吊り下げられて、農業用ハウス内のＣＯ2を測定するＣＯ2センサを内部に保有する副ケーシングとを備えた農業用ハウスのセンサ装置である。
湿度センサは高分子抵抗式と高分子静電容量式の２種類がある。これらは湿分を吸湿、脱湿する感湿材（高分子ポリマーなど）を使用し、電極間を橋渡ししている構造で、樹脂で封止されている。その電気信号を電気抵抗で捉えるのが高分子抵抗式湿度センサであり、その電気信号を電気容量で捉えるのが高分子静電容量式湿度センサである。
農業用ハウスとは、いわゆるビニールハウスであって、野菜、果物を栽培するためのものであり、この発明にあっては、この他にも温室などを含む概念である。ハウス用湿度センサは、温度・湿度センサを含むこととする。これらのケーシング（ハウジング）は、例えばプラスチック製のボックスなどで構成することができる。
ＣＯ2センサでは、二酸化炭素が特定の波長の赤外線を吸収し、また電気化学反応するのでそれらの特性を利用して濃度を検出する。光学式、電気化学式や半導体式等、複数の形式がある。
ＣＯ2センサは主ケーシングとは別体の副ケーシング内に収容されており、農業用ハウス内に吊り下げられた主ケーシングから副ケーシングを分離して取り外すことが容易であるため、ＣＯ2センサの校正もきわめて簡単な作業で行うことができる。すなわち、副ケーシングのみを農業用ハウスの外部に持ち出し、ＣＯ2センサの校正をハウス外部で行うことができる。校正作業の完了後は、再び主ケーシングに接続することで、その測定を行うこととなる。校正とは、センサが示す値と真の値との関係を求め，目盛りの補正などを行うことである。
請求項２に記載の発明は、上記主ケーシングには、その内部空間を上下に分離する上室および下室が設けられ、この上室内には上記制御部が、この下室内には上記湿度センサがそれぞれ配設されるとともに、この下室内にはファンが設けられた請求項１に記載の農業ハウス用センサ装置である。
下室を構成する主ケーシングの側壁の対向位置に一対の吸気口を形成するとともに、主ケーシングの底壁に所定大きさの排気口を形成し、この排気口に対向してファンを配置することとなる。ファンはケーシング下室内に外気（ハウス内空気）を取り入れ、これを排出することにより、下室内に空気の流れを生じさせ、湿度センサの測定値を安定させるものである。
ファンの運転を制御する制御手段は、例えばケーシング内に配置した制御基板の制御回路などを含むこととする。
通信回路用の基板についてもケーシング内に配置収納することができる。
これらの基板の回路からの発熱がファンにより外部に空気を排出することにより外部に放出される。
この場合の通信は、有線、無線を含む概念とする。
給気排気用のファン出力調整機能としては、例えばファンの電圧をＰＷＭ制御することで、すなわち電圧を一定とし、そのＯＮ時間を変化させてファンの回転数を制御する。
請求項３に記載の発明は、上記下室の側壁の対向する位置には一対の吸気口がそれぞれ形成されるとともに、その底壁には排気口が配設された請求項１または請求項２に記載の農業ハウス用センサ装置である。
上述したように、下室内に空気流れを形成する場合、吸気口が対向位置に配置されることで下室内の空気流れを層流ではなく、乱流として、下室内の湿度、温度を均一にすることができ、湿度センサによる湿度測定値を正確なものとすることができる。
請求項４に記載の発明は、上記主ケーシングは箱体であってその上面には農業用ハウス内での吊り下げのための突起が樹脂一体成形により形成されている請求項１〜請求項３のいずれか1項に記載の農業ハウス用センサ装置である。
請求項５に記載の発明は、上記主ケーシングは、内壁と、この内壁との間に所定の隙間を有して対向する外壁とを有して形成された請求項１〜請求項４のいずれか1項に記載の農業ハウス用センサ装置である。
主ケーシングを内外壁の二重壁構造とし、これらの内外壁間に空気層を形成するため、熱伝達を阻害し、各室内が過度に高温となることを防止することができる。
請求項１〜５に記載の発明によれば、ＣＯ2センサを主ケーシングとは別体の副ケーシング内に配設したため、主ケーシングとは分離してのＣＯ2センサの校正作業が容易に行うことができる。また、吊り下げ型の装置において、主ケーシングの底面の中心位置に副ケーシングを配置したため、全体としての主ケーシング、副ケーシングの姿勢を垂直に維持することができる。これは内蔵する各センサの測定誤差を極力排除することにつながる。さらに、主ケーシングを上下2室構造とし、湿度センサを下室に、ファンについても下室に配置し、２つの吸気口から下室内に吸気を行うため、ファンの運転により主ケーシング自体が回転、傾斜するなどの姿勢を崩すことが防止でき、この点でもセンサの測定精度を高めることができる。吸気能力を高めることにもつながる。また、内外壁の2壁構造とすることで、日射の影響を防ぎ、かつ防水性も高めることができる。また、主ケーシングを樹脂一体成形とすることで気密性、防水性を高めることができる。
この発明の一実施例に係る農業用ハウスのセンサ装置を示す斜視図である。 この発明の一実施例に係る農業用ハウスのセンサ装置のセンサなどの配置を示す透視斜視図である。 この発明の一実施例に係る農業用ハウスのセンサ装置における主装置と副装置との連結コネクタの斜視図である。 この発明の一実施例に係る農業用ハウスのセンサ装置のハウジング構造を示す部分斜視図である。 この発明の一実施例に係る農業ハウス用センサ装置の全体構成を示すブロック図である。 この発明の一実施例に係る農業用ハウスのセンサ装置の主ケーシングを示す斜視図である。 この発明の一実施例に係る農業用ハウスのセンサ装置の主ケーシングの底面を示すための斜視図である。 この発明の一実施例に係る農業用ハウスのセンサ装置の仕切り板を示す斜視図である。 この発明の一実施例に係る農業用ハウスのセンサ装置を透視して示す斜視図である。 この発明の一実施例に係る農業用ハウスのセンサ装置の採光窓を示す斜視図である。 この発明の一実施例に係る農業用ハウスのセンサ装置の上面の突起を示す斜視図である。 この発明の一実施例に係る農業用ハウスのセンサ装置の吸気口を示す斜視図である。 この発明の一実施例に係る農業用ハウスのセンサ装置の底面の要部を示す斜視図である。 この発明の一実施例に係る農業用ハウスのセンサ装置の内側筐体を示す斜視図である。 この発明の一実施例の農業用ハウスのセンサ装置の仕切り板を示す斜視図である。
以下、この発明に係る農業ハウス用のセンサ装置の一実施例を図1〜図１５を参照して具体的に説明する。
図１において示すように、農業用ハウスのセンサ装置１１は、主装置を構成する主ケーシング１２と、主ケーシング１１に連結されて副装置を構成する副ケーシング１３とを有している。
主ケーシング１２は樹脂一体成形された大略６面体の筐体で形成されており、その四角形の平坦な上面の中央部（面積中心位置）には上方に向かって突出するフック状の所定高さの突起１４が形成されている。この垂直な突起１４には貫通孔１５が形成されており、この貫通孔１５を介して主ケーシング１２は農業用ハウスの天井から吊り下げられることとなる。
主ケーシング１２の底面を介して下方に連結された副ケーシング１３は、６面体のボックスで形成され、接続ケーブル１６を介して主ケーシング１２に吊り下げられている。
なお、図中、１７は主ケーシング１２の一側面を構成する蓋であって、後述する下室の側壁を形成し、かつ開閉自在としている。１８は、同じく下室に開口する吸気口であって、この吸気口１８は主ケーシング１２の側壁下部で下室内に開口している。
図２は、この農業用ハウスのセンサ装置１１の主要部の配置を説明するための透視図である。
主ケーシング１２は上室２１と下室２２とに分離されており、上室２１には天井部に設けた採光窓２３より取り込んだ光の強度などを測定する光センサ２４が配設されている。光センサ２４は上室２１内に固定された制御基板２５の一部に支持されている。制御基板２５には、各種センサ信号が入力され、これを演算処理して、通信を介して外部機器などに送信する通信機能、処理機能などを有するＣＰＵ、電源などを含む半導体チップ、電子回路などが設けられている。
仕切り板２６により上室２１とは分離された下室２２にあっては、対向する側壁には一対の吸気口（通気口）２７，２８がそれぞれ形成されている。また、下室２２の底壁中央部には排気口２９、これに装着されたファン３０が配設されている。下室２２内には湿度・温度センサ３１が配設されており、この湿度・温度センサ３１は制御基板２５にケーブルで接続されている。すなわち、湿度センサ３１は、発熱部である制御基板２５から隔離されており、ファン３０の運転による下室２２内の空気流れにより湿度、温度が一定となる環境に配置された効果を得ることができる。
副ケーシング１３は上述のように接続ケーブル１６を介して制御基板２５に接続されているが、その内部にはＣＯ2センサ３３を支持する制御基板３４が配設されている。この制御基板３４には、電源が配設される他、ＣＰＵなどの制御機能を有するチップ、回路が配設されている。３６は通気口である。
図３は、上記接続ケーブルを示す。ピンをソケットに嵌入することで副ケーシング１３は主ケーシング１２に連結・接続されている。よって、このピンをソケットから抜き取る（嵌入する）ことで、いわゆるワンタッチで簡単にその結合・接続を解除しまた接続することができる。１７Ａ，１７Ｂはコネクタである。
次に、図４には、後に詳述するが、主ケーシング１２が内外２壁の2層構造であることを示す。外層（外部筐体）１２Ａと内層（内部筐体）１２Ｂとの間には所定の隙間である断熱層１２Ｃが設けられている。すなわち、内部の上室、下室は外部温度に作用されにくい構成を有している。
図５は、この農業用ハウスのセンサ装置１１と外部ネットワークとの関係を説明する図である。子機として機能するこのセンサ装置１１は無線通信機能により親機１００に接続されている。子機１，子機２，子機３・・を各ハウスに設置したと想定すると、親機１００はそれら複数の子機１１を管理制御する、例えば農家のコンピュータとして設定する。そして、親機であるパソコン１００は既存の通信回線または有線・無線によりサーバ１１０と接続されている。サーバ１１０は例えば複数の農家が加入した組合、法人などに設置されることも考えられる。なお、親機１００を介して子機のデータはクラウドサービスに提供することもできる。
図示のように、子機１１は、主装置と副装置とを有して構成され、さらに地温センサ、水分センサなどを備えることもできる。また、主装置においては、ＣＰＵ、温度・湿度センサの他にも光センサ、さらにはＧＰＳ回路、通信ユニットなどを含むこともできる。なお、副装置にあってはＣＰＵ、ＣＯ2センサの他に電源としてのバッテリを収容する。
図６〜図１５を参照して、以下、この農業用ハウスのセンサ装置１１についての筐体部分を説明する。
図６においては、装置すなわち主ケーシング１２を示す。主ケーシング１２の外部筐体１２Ａは上下に２分割されていずれも樹脂製の上側筐体１２１と下側筐体１２２とが嵌合して全体が箱状に構成されている。
図７、図８にて示すように、主ケーシング１２は底面が開口した外部筐体１２Ａとこれに下方開口から嵌入された箱形の内部筐体１２Ｂとで形成され、内部筐体１２Ｂの底面部分が主ケーシング１２の底壁１２Ｄを構成している。
図９は、主ケーシング１２を透視して示すが、主ケーシング１２の上室２１は仕切り板２６より上方に、下室２２はこれより下方に形成されている。樹脂製の仕切り板２６には上下室に貫通する複数の孔が形成され、これらの孔にゴムシールなどを介してケーブルが通されることとなる。
図１０は上側筐体１２１を示し、その上面には樹脂一体成形時形成された円形の肉厚が薄い部分である半透明の採光窓２３が形成されている。この採光窓２３を介して上室２１に侵入した光の強度などを光センサ（日照度センサ）により検出、測定する。
図１１は上部筐体１２１の外観形状を示す。取っ手形状の突起１４が上面に樹脂一体成形されており、上室２１空間の密閉性を高めている。
図１２は主ハウジング１２の下側筐体１２２を示す。対向側壁のそれぞれに一対の円形窓である吸気口２７，２８が形成されている。また、他の側壁の一にはセンサなどを交換用にするための開口窓が形成され、この矩形の開口窓に板状の蓋１７が装着される構成である。
図１３，図１４では内部筐体１２Ｂを示す。その底壁１２Ｄには排気口２９およびファン３０が設けられ、その隣には接続ケーブル１６が挿入される口が形成されている。さらに底壁１２Ｄの面積中心位置には下方に突出する所定高さのフック１２Ｅが一体成形されている。このフック１２Ｅを介して副装置である副ケーシング１３が主ケーシング１２の下方に吊り下げられることとなる。
図１５は、仕切り板２６を示す。
なお、上記各ケーシングについて使用される樹脂としては例えば自動車部品と同一素材を使用して高い耐候性、高い強度を持たすことができる。
以上の構成に係る農業用ハウスのセンサ装置１１は、農業用ハウス内の天井フレームなどに吊り下げられて、農業用ハウス内の湿度、温度、日照度、ＣＯ2濃度、その他を測定することができる。そして、センサ装置１１（子機）の各センサで収集したデータは、子機（主装置）から親機に対して送信される。親機では子機からのデータはクラウドサービスに送信すること、またサーバを介して例えば各農家のパソコン、スマホなどに伝送することもできる。
これらの場合、センサ装置１１では湿度センサ３１を下室２１に、発熱部を上室２１にと、完全に分離したため、湿度センサ３１がこの発熱の影響を受けることがない。また、筐体ケーシング１２，１３を内外２層構造としており、直射日光の影響を大幅に減少させることができた。温度誤差が解消する。
また、吊り下げ型のセンサ装置１１であるため、圃場（ハウス）への設置も容易となっている。主要センサについては樹脂製筐体により保護されている。また、下室の側壁については大きな蓋により開閉可能としたため、センサ交換・部品交換などでのメンテナンスが容易となっている。
また、各吸気口には防水型のルーバを装着したため、下室への水分の侵入を排除でき、フィルタを内蔵させたこのルーバでは散布薬剤からの影響をも排除できる。
そして、このセンサ装置１１にあっては、副ケーシング１３すなわち副装置は主装置（主ケーシング１２）からコネクタ部分を用いて容易に着脱することができる。この結果、ＣＯ2センサ３３の校正を極めて簡単に行うことができる。電源を内蔵した副装置ボックス１３をハウスの外に持ち出すことで容易な校正を可能としている。
また、給排気についてはファン３０の回転数を制御することで、適切な流れ（乱流での室内湿度、温度の均等化）を下室２２内の湿度・温度センサ３１に与えることとなる。これらのセンサの測定精度を高めることができる。
なお、副装置にあっては、この他にもブザーおよびＬＥＤインジケータを備えることができ、これらにより、ＣＯ2センサ３３の校正の要不要などを警報することができる。
さらに、ＧＰＳデータは子機（主装置および副装置）の地理的位置をサーバに供給することで測定したデータの価値を高めることができる。
また、内外壁の２層構造の筐体とすることで主ケーシング１２は、防水性が高まり、日射のセンサへの影響を低減することができ、特に断熱層１２Ｃにより温度誤差を排除できる。
また、外部筐体１２１は上下２分割嵌合構造としたため、その間にパーツを継ぎ足すなどサイズ変更、形状変更にも対応することができる。分割により金型のサイズを小さくでき、製造コスト低減にも資する。
吸気口（給気口）２７，２８については下室２２の左右側壁に対向形成したため、その防水性が高まるとともに、吸気性能も向上する。左右吸気口２７，２８は側壁外面を伝わる水分侵入を極力防ぐことができる構造であり。防水性の高いルーバを配置することで、下室２２への水分侵入を阻止することができる。
また、ファン３０の位置を底面略中心の排気口に配置したため、吊り下げたケーシング自体はバランスしており、さらにファン運転中の下室内の空気流れも対称となり、吊り下げた主副両ケーシング１２，１３の姿勢の傾きなどを防ぎ、ひいてはセンサの測定誤差を生じることを防ぐことができる。
さらに、主ケーシング１２にあっては、上室・下室の上下２室構造としたため、上室（ＣＰＵなど内蔵）を密閉構造とし、下室のみユーザによるアクセス、操作可能な構造とした。ユーザの不適切なハンドリングによる故障発生を未然に防止できる。
吊り下げに関しては上面中心位置に突起１４を樹脂一体成形した構造のため、後付けフック構造に比較して、水漏れがなく、吊り下げ姿勢が安定し、その吊り下げ作業も容易となる。これは採光窓２３を樹脂成形で筐体と一体として製造したための防水構造と同じである。
なお、上室２１の底板である仕切り板２６は着脱自在、交換容易としてあり、複数の製品に対応が可能である。新たなセンサ設置や、その交換についても、仕切り板形状を変更することで対応可能である。
底面フック１２Ｅもその面積中心に配置しているため、このフック１２Ｅを介して副ケーシング２２を吊り下げたとき、その姿勢が安定する。
なお、バッテリとしてはリチウムイオン電池を副装置に配置することができ、これは主装置から副装置を取り外して上述したＣＯ2センサ３３の校正を可能としたものとなる。
ＣＯ2センサ３３の大気校正については、副装置に配置したＣＰＵにより自動化することができる。従来からのＣＯ2センサでは、センサをハウス外部に移動させ、屋外雰囲気に順応させるための待ち時間を計測する必要があった。これに対して、本発明については上記ＣＰＵによりタイミング回路を用いて自動的に待ち時間を計算し、その後、センサ３３の校正動作を行う。また、ＣＰＵによって、プログラムを実行させて大気の状態と現在のＣＯ2センサの状態とを比較し、校正必要と判断した場合のみ校正動作を開始する。不必要な校正を回避し、校正によるズレを防ぐものである。なお、校正結果は、副装置の不揮発性メモリに記録する。主装置と再度接続したときそのデータを伝達し、主装置のＣＰＵにその結果を格納することもできる。
また、上記実施例にあっては、ＣＯ2センサ３３のユニットとしてデータ通信機能を加え、当該センサの取得データを外部メモリ（不揮発性メモリ）に格納することができる。これによりＣＯ2センサ３３の校正情報を含めてメモリに格納し、主装置との接続によりその校正情報を主装置のメモリに転送、格納させる。校正情報の共有を行う。
さらに、主装置と副装置とが接続された場合と、これらが切離された場合とについて、リレーなどを用いてそれらの電源回路を分離している。ＣＯ2センサ３３の校正時以外の主装置、副装置接続時にあっては、主装置の電源回路を双方の電源として使用する。副装置を切離してのＣＯ2センサ３３の校正の際は、副装置のバッテリを使用する。その結果、ユーザのミスにより接続、切離が混在したとしても、電源分離により事故を防止できる。
副装置においては、さらに、誘導型、静電容量型、磁気型などの非接触スイッチにより、各種の操作を可能としている。磁気型ではホール素子、リードスイッチを用い、磁石によりスイッチ操作を行う。この磁石は主装置に内蔵し、または、主ケーシングの構造体（筐体）に取り付けることができる。
副装置について非接触構造とし、切り離した後の副装置のスイッチ部を上記磁石に近づけることでそのスイッチングを可能とする。
さらに、副装置にあっては、ブザーとＬＥＤインジケータを実装している。校正時、ユーザの視覚及び聴覚を利用して校正終了、校正不要などについて報知することとなる。
以上のように、このセンサ装置１１は、主ケーシング１２と副ケーシング１３とを有している。主ケーシング１２は主装置であって、その内部空間は仕切り板２６を介して上室２１と下室２２とに分離されている。上室２１には採光窓２３の下方位置に日照度センサ（光センサ）２４が配置されている。下室２２には、温度・湿度センサ３１およびファン３０が配設されている。上室２１には、湿度センサ、光センサ、温度センサなどの信号を処理する制御部が収容されている。制御部は制御基板２５にＣＰＵ、メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ）、入出力回路、通信回路などを有して形成されている。
副ケーシング１３は副装置として機能し、主ケーシング１２の底面中心から接続ケーブル１６を介して吊り下げられている。副装置を構成する副ケーシング１３内には、農業用ハウス内のＣＯ2を測定するＣＯ2センサ３３、電源、通信ユニット、制御基板、ＣＰＵ、メモリなどが収容されている。
上記下室２２の側壁の対向する位置には一対の吸気口２７，２８がそれぞれ形成されるとともに、その底壁には円形の排気口２９が配設され、この排気口部分にファン３０（市販品）が配置されている。
上記主ケーシング１２は直方体からなるプラスチック製の箱体であってその上面には吊り下げ用突起１４が樹脂一体成形されている。主ケーシング１２は、内壁１２Ｂと、この内壁との間に所定の隙間１２Ｃを有して対向する外壁１２Ａとを有して形成されている。
具体的には、主ケーシング１２には、各種センサの出力についてインタネット回線を介して端末に送信する通信ユニット、制御回路を有する回路基板などを収容している。これら装置に対しての電源としては、例えばハウスに設置した外部電源を使用することもできる。制御基板に配置した内部電源により対応できる。
日照度センサ（光センサ）２４は、例えばフォトダイオードと電流増幅回路を内蔵したアナログ型の照度センサである。
温度・湿度センサ３１は、市販の樹脂封止した半導体センサであって、電気式湿度センサの抵抗変化型を用いている。
ファン３０の役割は、センサ自身の通電による自己発熱を放熱させること、筐体内部の回路からの発熱を放熱すること、さらに、センサ周辺の雰囲気を筐体外部の被測定エリアの雰囲気に近づけることにある。
日照度センサ２４としての環境光センサにあっては、市販品を使用する。
ファンの制御手段については、制御基板に配置した半導体チップに組み込まれた回路により構成することができる。
環境光センサ（日照度センサ）２４は主として日照度を測定し、昼夜の判別を行う。
ファン３０の制御では、ファンＯＮは、湿度８９％以下、または照度が５０ルクス以上のときとする。ファンＯＦＦの条件は、湿度９１％以上かつ照度が２０ルクス以下とする。これは、昼間は日射の影響で筐体内部が熱せられるため、温度誤差を避けるため常時ファンをＯＮとするとともに、夜間は高湿度から機器を保護するため、９１％以下でＯＦＦ、高湿度雰囲気を取りこまないためである。８９％以下では昼夜に限らず、ファンをＯＮとする。
ファン制御手段は、湿度８９％以下、または照度が５０ルクス以上でファンをＯＮとする。ファンＯＦＦ条件は夜間特に照度２０ルクス以下であって、湿度が９１％以上の場合である。夜間は高湿度９１％以上でＯＦＦとし、例えば９１％未満ではファンをＯＮとすることもできる。
以上に示す基板に形成した制御回路や、チップに格納したソフトウェアによる制御だけでなく、例えばインタネット回線を介して例えばスマートフォン、パソコンからも制御できる。
または、端末使用者が端末画面を操作することで任意のタイミングでファンをＯＮ／ＯＦＦできる。
農薬散布時にファンをＯＦＦとし、散布終了時に再度ＯＮとすることで、各センサからの信号で制御を再開する。
この発明に係る農業用ハウスのセンサ装置は、ハウス内の日照度、湿度、温度、ＣＯ2濃度などを測定するセンサ装置技術として有用である。
１１ 農業ハウス用センサ装置、
１２ 主ケーシング、
１３ 副ケーシング、
２１ 上室、
２２ 下室、
２７，２８ 吸気口、
２９ 排気口、
３０ ファン、
３１ 温度・湿度センサ、
３３ ＣＯ2センサ。
この発明は農業ハウス用センサ装置、詳しくは複数のセンサを収納したハウジングをハウス内に吊り下げて用いる農業ハウス用センサ装置に関する。
従来のこの種の農業ハウスにおける温度、湿度などを測定するシステムとしては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。
この栽培環境要素測定装置は、ハウス内に吊り下げられたケーシングにあってその内部に複数の室を設け、一室に制御機構部（ＣＰＵ）、電源、二酸化炭素濃度測定手段（ＣＯ2センサ）を配置し、隣り合う別室に温度センサ、湿度センサ、ファンを配置している。制御機構部を構成するＣＰＵや電源基板からの発熱によりＣＯ2センサへの結露を回避し、かつ、他のセンサへの当該発熱による影響、すなわち測定誤差の発生を防止するものである。
特開２０１２−２３９４０７号公報
しかしながら、このような従来の栽培環境要素測定装置にあっては、以下の課題が生じていた。
従来装置では、（イ）ＣＯ2センサが本体ケース内部に収納・配置されていたため、ＣＯ2センサの校正が面倒である。すなわち、校正時は、ＣＯ2センサを含むケース全体をハウス外部に持ち出し、屋外雰囲気に所定時間さらす必要があった。
また、（ロ）吊り下げられたケース内に水平方向に２室が隣り合って配設され、湿度センサ設置室にはファンが設けられていたため、ファンの運転により空気流れが生じるが、この流れによりケース全体としての姿勢がたとえば回転し、傾斜するという不安定さを呈し、結果としてセンサの測定値に悪影響を及ぼすおそれがあった。
そこで、発明者は、吊り下げ型のケースを有するセンサ装置にあって、ＣＯ2センサを吊り下げケースとは別体の副ケースに吊り下げて配置するとともに、吊り下げケースの内部を上下２室に分離し、上室に発熱部であるＣＰＵなどを、下室に湿度センサ、温度センサおよびファンをそれぞれ配置することにより、上記課題を解決すべくこの発明を完成させた。
この発明は、ＣＯ2センサの校正が容易な農業ハウス用センサ装置を提供することを目的としている。また、吊り下げケースの姿勢が安定してセンサにおける測定誤差をなくすことができる、農業ハウス用センサ装置を提供することを目的としている。
請求項１に記載の発明は、農業ハウス内に吊り下げられて、農業ハウス内の湿度を測定する湿度センサと、ＣＰＵを有してこの湿度センサからの信号を処理する制御部とが収容された主ケーシングと、この主ケーシングの底面中心から吊り下げられて、農業ハウス内のＣＯ2を測定するＣＯ2センサを内部に保有する副ケーシングとを備えた農業ハウス用センサ装置である。
湿度センサは高分子抵抗式と高分子静電容量式の２種類がある。これらは湿分を吸湿、脱湿する感湿材（高分子ポリマーなど）を使用し、電極間を橋渡ししている構造で、樹脂で封止されている。その電気信号を電気抵抗で捉えるのが高分子抵抗式湿度センサであり、その電気信号を電気容量で捉えるのが高分子静電容量式湿度センサである。
農業ハウスとは、いわゆるビニールハウスであって、野菜、果物を栽培するためのものであり、この発明にあっては、この他にも温室などを含む概念である。ハウス用湿度センサは、温度・湿度センサを含むこととする。これらのケーシング（ハウジング）は、例えばプラスチック製のボックスなどで構成することができる。
ＣＯ2センサでは、二酸化炭素が特定の波長の赤外線を吸収し、また電気化学反応するのでそれらの特性を利用して濃度を検出する。光学式、電気化学式や半導体式等、複数の形式がある。
ＣＯ2センサは主ケーシングとは別体の副ケーシング内に収容されており、農業ハウス内に吊り下げられた主ケーシングから副ケーシングを分離して取り外すことが容易であるため、ＣＯ2センサの校正もきわめて簡単な作業で行うことができる。すなわち、副ケーシングのみを農業ハウスの外部に持ち出し、ＣＯ2センサの校正をハウス外部で行うことができる。校正作業の完了後は、再び主ケーシングに接続することで、その測定を行うこととなる。校正とは、センサが示す値と真の値との関係を求め，目盛りの補正などを行うことである。
請求項２に記載の発明は、上記主ケーシングには、その内部空間を上下に分離する上室および下室が設けられ、この上室内には上記制御部が、この下室内には上記湿度センサがそれぞれ配設されるとともに、この下室内にはファンが設けられた請求項１に記載の農業ハウス用センサ装置である。
下室を構成する主ケーシングの側壁の対向位置に一対の吸気口を形成するとともに、主ケーシングの底壁に所定大きさの排気口を形成し、この排気口に対向してファンを配置することとなる。ファンはケーシング下室内に外気（ハウス内空気）を取り入れ、これを排出することにより、下室内に空気の流れを生じさせ、湿度センサの測定値を安定させるものである。
ファンの運転を制御する制御手段は、例えばケーシング内に配置した制御基板の制御回路などを含むこととする。
通信回路用の基板についてもケーシング内に配置収納することができる。
これらの基板の回路からの発熱がファンにより外部に空気を排出することにより外部に放出される。
この場合の通信は、有線、無線を含む概念とする。
給気排気用のファン出力調整機能としては、例えばファンの電圧をＰＷＭ制御することで、すなわち電圧を一定とし、そのＯＮ時間を変化させてファンの回転数を制御する。
請求項３に記載の発明は、上記下室の側壁の対向する位置には一対の吸気口がそれぞれ形成されるとともに、その底壁には排気口が配設された請求項２に記載の農業ハウス用センサ装置である。
上述したように、下室内に空気流れを形成する場合、吸気口が対向位置に配置されることで下室内の空気流れを層流ではなく、乱流として、下室内の湿度、温度を均一にすることができ、湿度センサによる湿度測定値を正確なものとすることができる。
請求項４に記載の発明は、上記主ケーシングは箱体であってその上面には農業ハウス内での吊り下げのための突起が樹脂一体成形により形成されている請求項１〜請求項３のいずれか1項に記載の農業ハウス用センサ装置である。
請求項５に記載の発明は、上記主ケーシングは、内壁と、この内壁との間に所定の隙間を有して対向する外壁とを有して形成された請求項１〜請求項４のいずれか1項に記載の農業ハウス用センサ装置である。
主ケーシングを内外壁の二重壁構造とし、これらの内外壁間に空気層を形成するため、熱伝達を阻害し、各室内が過度に高温となることを防止することができる。
請求項１〜５に記載の発明によれば、ＣＯ2センサを主ケーシングとは別体の副ケーシング内に配設したため、主ケーシングとは分離してのＣＯ2センサの校正作業が容易に行うことができる。また、吊り下げ型の装置において、主ケーシングの底面の中心位置に副ケーシングを配置したため、全体としての主ケーシング、副ケーシングの姿勢を垂直に維持することができる。これは内蔵する各センサの測定誤差を極力排除することにつながる。さらに、主ケーシングを上下2室構造とし、湿度センサを下室に、ファンについても下室に配置し、２つの吸気口から下室内に吸気を行うため、ファンの運転により主ケーシング自体が回転、傾斜するなどの姿勢を崩すことが防止でき、この点でもセンサの測定精度を高めることができる。吸気能力を高めることにもつながる。また、内外壁の2壁構造とすることで、日射の影響を防ぎ、かつ防水性も高めることができる。また、主ケーシングを樹脂一体成形とすることで気密性、防水性を高めることができる。
この発明の一実施例に係る農業ハウス用センサ装置を示す斜視図である。 この発明の一実施例に係る農業ハウス用センサ装置のセンサなどの配置を示す透視斜視図である。 この発明の一実施例に係る農業ハウス用センサ装置における主装置と副装置との連結コネクタの斜視図である。 この発明の一実施例に係る農業ハウス用センサ装置のハウジング構造を示す部分斜視図である。 この発明の一実施例に係る農業ハウス用センサ装置の全体構成を示すブロック図である。 この発明の一実施例に係る農業ハウス用センサ装置の主ケーシングを示す斜視図である。 この発明の一実施例に係る農業ハウス用センサ装置の主ケーシングの底面を示すための斜視図である。 この発明の一実施例に係る農業ハウス用センサ装置の仕切り板を示す斜視図である。 この発明の一実施例に係る農業ハウス用センサ装置を透視して示す斜視図である。 この発明の一実施例に係る農業ハウス用センサ装置の採光窓を示す斜視図である。 この発明の一実施例に係る農業ハウス用センサ装置の上面の突起を示す斜視図である。 この発明の一実施例に係る農業ハウス用センサ装置の吸気口を示す斜視図である。 この発明の一実施例に係る農業ハウス用センサ装置の底面の要部を示す斜視図である。 この発明の一実施例に係る農業ハウス用センサ装置の内側筐体を示す斜視図である。 この発明の一実施例の農業ハウス用センサ装置の仕切り板を示す斜視図である。
以下、この発明に係る農業ハウス用センサ装置の一実施例を図1〜図１５を参照して具体的に説明する。
図１において示すように、農業ハウス用センサ装置１１は、主装置を構成する主ケーシング１２と、主ケーシング１２に連結されて副装置を構成する副ケーシング１３とを有している。
主ケーシング１２は樹脂一体成形された大略６面体の筐体で形成されており、その四角形の平坦な上面の中央部（面積中心位置）には上方に向かって突出するフック状の所定高さの突起１４が形成されている。この垂直な突起１４には貫通孔１５が形成されており、この貫通孔１５を介して主ケーシング１２は農業用ハウスの天井から吊り下げられることとなる。
主ケーシング１２の底面を介して下方に連結された副ケーシング１３は、６面体のボックスで形成され、接続ケーブル１６を介して主ケーシング１２に吊り下げられている。
なお、図中、１７は主ケーシング１２の一側面を構成する蓋であって、後述する下室の側壁を形成し、かつ開閉自在としている。１８は、同じく下室に開口する吸気口であって、この吸気口１８は主ケーシング１２の側壁下部で下室内に開口している。
図２は、この農業ハウス用センサ装置１１の主要部の配置を説明するための透視図である。
主ケーシング１２は上室２１と下室２２とに分離されており、上室２１には天井部に設けた採光窓２３より取り込んだ光の強度などを測定する光センサ２４が配設されている。光センサ２４は上室２１内に固定された制御基板２５の一部に支持されている。制御基板２５には、各種センサ信号が入力され、これを演算処理して、通信を介して外部機器などに送信する通信機能、処理機能などを有するＣＰＵ、電源などを含む半導体チップ、電子回路などが設けられている。
仕切り板２６により上室２１とは分離された下室２２にあっては、対向する側壁には一対の吸気口（通気口）２７，２８がそれぞれ形成されている。また、下室２２の底壁中央部には排気口２９、これに装着されたファン３０が配設されている。下室２２内には湿度・温度センサ３１が配設されており、この湿度・温度センサ３１は制御基板２５にケーブルで接続されている。すなわち、湿度センサ３１は、発熱部である制御基板２５から隔離されており、ファン３０の運転による下室２２内の空気流れにより湿度、温度が一定となる環境に配置された効果を得ることができる。
副ケーシング１３は上述のように接続ケーブル１６を介して制御基板２５に接続されているが、その内部にはＣＯ2センサ３３を支持する制御基板３４が配設されている。この制御基板３４には、電源が配設される他、ＣＰＵなどの制御機能を有するチップ、回路が配設されている。３６は通気口である。
図３は、上記接続ケーブルを示す。ピンをソケットに嵌入することで副ケーシング１３は主ケーシング１２に連結・接続されている。よって、このピンをソケットから抜き取る（嵌入する）ことで、いわゆるワンタッチで簡単にその結合・接続を解除しまた接続することができる。１７Ａ，１７Ｂはコネクタである。
次に、図４には、後に詳述するが、主ケーシング１２が内外２壁の２層構造であることを示す。外層（外部筐体）１２Ａと内層（内部筐体）１２Ｂとの間には所定の隙間である断熱層１２Ｃが設けられている。すなわち、内部の上室、下室は外部温度に作用されにくい構成を有している。
図５は、この農業ハウス用センサ装置１１と外部ネットワークとの関係を説明する図である。子機として機能するこのセンサ装置１１は無線通信機能により親機１００に接続されている。子機１，子機２，子機３・・を各ハウスに設置したと想定すると、親機１００はそれら複数の子機１１を管理制御する、例えば農家のコンピュータとして設定する。そして、親機であるパソコン１００は既存の通信回線または有線・無線によりサーバ１１０と接続されている。サーバ１１０は例えば複数の農家が加入した組合、法人などに設置されることも考えられる。なお、親機１００を介して子機のデータはクラウドサービスに提供することもできる。
図示のように、子機１１は、主装置と副装置とを有して構成され、さらに地温センサ、水分センサなどを備えることもできる。また、主装置においては、ＣＰＵ、温度・湿度センサの他にも光センサ、さらにはＧＰＳ回路、通信ユニットなどを含むこともできる。なお、副装置にあってはＣＰＵ、ＣＯ2センサの他に電源としてのバッテリを収容する。
図６〜図１５を参照して、以下、この農業ハウス用センサ装置１１についての筐体部分を説明する。
図６においては、装置すなわち主ケーシング１２を示す。主ケーシング１２の外部筐体１２Ａは上下に２分割されていずれも樹脂製の上側筐体１２１と下側筐体１２２とが嵌合して全体が箱状に構成されている。
図７、図８にて示すように、主ケーシング１２は底面が開口した外部筐体１２Ａとこれに下方開口から嵌入された箱形の内部筐体１２Ｂとで形成され、内部筐体１２Ｂの底面部分が主ケーシング１２の底壁１２Ｄを構成している。
図９は、主ケーシング１２を透視して示すが、主ケーシング１２の上室２１は仕切り板２６より上方に、下室２２はこれより下方に形成されている。樹脂製の仕切り板２６には上下室に貫通する複数の孔が形成され、これらの孔にゴムシールなどを介してケーブルが通されることとなる。
図１０は上側筐体１２１を示し、その上面には樹脂一体成形時に形成された円形の肉厚が薄い部分である半透明の採光窓２３が形成されている。この採光窓２３を介して上室２１に侵入した光の強度などを光センサ（日照度センサ）により検出、測定する。
図１１は上部筐体１２１の外観形状を示す。取っ手形状の突起１４が上面に樹脂一体成形されており、上室２１空間の密閉性を高めている。
図１２は主ハウジング１２の下側筐体１２２を示す。対向側壁のそれぞれに一対の円形窓である吸気口２７，２８が形成されている。また、他の側壁の一にはセンサなどを交換用にするための開口窓が形成され、この矩形の開口窓に板状の蓋１７が装着される構成である。
図１３，図１４では内部筐体１２Ｂを示す。その底壁１２Ｄには排気口２９およびファン３０が設けられ、その隣には接続ケーブル１６が挿入される口が形成されている。さらに底壁１２Ｄの面積中心位置には下方に突出する所定高さのフック１２Ｅが一体成形されている。このフック１２Ｅを介して副装置である副ケーシング１３が主ケーシング１２の下方に吊り下げられることとなる。
図１５は、仕切り板２６を示す。
なお、上記各ケーシングについて使用される樹脂としては例えば自動車部品と同一素材を使用して高い耐候性、高い強度を持たすことができる。
以上の構成に係る農業ハウス用センサ装置１１は、農業ハウス内の天井フレームなどに吊り下げられて、農業ハウス内の湿度、温度、日照度、ＣＯ2濃度、その他を測定することができる。そして、センサ装置１１（子機）の各センサで収集したデータは、子機（主装置）から親機に対して送信される。親機では子機からのデータはクラウドサービスに送信すること、またサーバを介して例えば各農家のパソコン、スマホなどに伝送することもできる。
これらの場合、センサ装置１１では湿度センサ３１を下室２１に、発熱部を上室２１にと、完全に分離したため、湿度センサ３１がこの発熱の影響を受けることがない。また、筐体ケーシング１２，１３を内外２層構造としており、直射日光の影響を大幅に減少させることができた。温度誤差が解消する。
また、吊り下げ型のセンサ装置１１であるため、圃場（ハウス）への設置も容易となっている。主要センサについては樹脂製筐体により保護されている。また、下室の側壁については大きな蓋により開閉可能としたため、センサ交換・部品交換などでのメンテナンスが容易となっている。
また、各吸気口には防水型のルーバを装着したため、下室への水分の侵入を排除でき、フィルタを内蔵させたこのルーバでは散布薬剤からの影響をも排除できる。
そして、このセンサ装置１１にあっては、副ケーシング１３すなわち副装置は主装置（主ケーシング１２）からコネクタ部分を用いて容易に着脱することができる。この結果、ＣＯ2センサ３３の校正を極めて簡単に行うことができる。電源を内蔵した副装置ボックス１３をハウスの外に持ち出すことで容易な校正を可能としている。
また、給排気についてはファン３０の回転数を制御することで、適切な流れ（乱流での室内湿度、温度の均等化）を下室２２内の湿度・温度センサ３１に与えることとなる。これらのセンサの測定精度を高めることができる。
なお、副装置にあっては、この他にもブザーおよびＬＥＤインジケータを備えることができ、これらにより、ＣＯ2センサ３３の校正の要不要などを警報することができる。
さらに、ＧＰＳデータは子機（主装置および副装置）の地理的位置をサーバに供給することで測定したデータの価値を高めることができる。
また、内外壁の２層構造の筐体とすることで主ケーシング１２は、防水性が高まり、日射のセンサへの影響を低減することができ、特に断熱層１２Ｃにより温度誤差を排除できる。
また、外部筐体１２１は上下２分割嵌合構造としたため、その間にパーツを継ぎ足すなどサイズ変更、形状変更にも対応することができる。分割により金型のサイズを小さくでき、製造コスト低減にも資する。
吸気口（給気口）２７，２８については下室２２の左右側壁に対向形成したため、その防水性が高まるとともに、吸気性能も向上する。左右吸気口２７，２８は側壁外面を伝わる水分侵入を極力防ぐことができる構造であり。防水性の高いルーバを配置することで、下室２２への水分侵入を阻止することができる。
また、ファン３０の位置を底面略中心の排気口に配置したため、吊り下げたケーシング自体はバランスしており、さらにファン運転中の下室内の空気流れも対称となり、吊り下げた主副両ケーシング１２，１３の姿勢の傾きなどを防ぎ、ひいてはセンサの測定誤差を生じることを防ぐことができる。
さらに、主ケーシング１２にあっては、上室・下室の上下２室構造としたため、上室（ＣＰＵなど内蔵）を密閉構造とし、下室のみユーザによるアクセス、操作可能な構造とした。ユーザの不適切なハンドリングによる故障発生を未然に防止できる。
吊り下げに関しては上面中心位置に突起１４を樹脂一体成形した構造のため、後付けフック構造に比較して、水漏れがなく、吊り下げ姿勢が安定し、その吊り下げ作業も容易となる。これは採光窓２３を樹脂成形で筐体と一体として製造したための防水構造と同じである。
なお、上室２１の底板である仕切り板２６は着脱自在、交換容易としてあり、複数の製品に対応が可能である。新たなセンサ設置や、その交換についても、仕切り板形状を変更することで対応可能である。
底面フック１２Ｅもその面積中心に配置しているため、このフック１２Ｅを介して副ケーシング２２を吊り下げたとき、その姿勢が安定する。
なお、バッテリとしてはリチウムイオン電池を副装置に配置することができ、これは主装置から副装置を取り外して上述したＣＯ2センサ３３の校正を可能としたものとなる。
ＣＯ2センサ３３の大気校正については、副装置に配置したＣＰＵにより自動化することができる。従来からのＣＯ2センサでは、センサをハウス外部に移動させ、屋外雰囲気に順応させるための待ち時間を計測する必要があった。これに対して、本発明については上記ＣＰＵによりタイミング回路を用いて自動的に待ち時間を計算し、その後、センサ３３の校正動作を行う。また、ＣＰＵによって、プログラムを実行させて大気の状態と現在のＣＯ2センサの状態とを比較し、校正必要と判断した場合のみ校正動作を開始する。不必要な校正を回避し、校正によるズレを防ぐものである。なお、校正結果は、副装置の不揮発性メモリに記録する。主装置と再度接続したときそのデータを伝達し、主装置のＣＰＵにその結果を格納することもできる。
また、上記実施例にあっては、ＣＯ2センサ３３のユニットとしてデータ通信機能を加え、当該センサの取得データを外部メモリ（不揮発性メモリ）に格納することができる。これによりＣＯ2センサ３３の校正情報を含めてメモリに格納し、主装置との接続によりその校正情報を主装置のメモリに転送、格納させる。校正情報の共有を行う。
さらに、主装置と副装置とが接続された場合と、これらが切離された場合とについて、リレーなどを用いてそれらの電源回路を分離している。ＣＯ2センサ３３の校正時以外の主装置、副装置接続時にあっては、主装置の電源回路を双方の電源として使用する。副装置を切離してのＣＯ2センサ３３の校正の際は、副装置のバッテリを使用する。その結果、ユーザのミスにより接続、切離が混在したとしても、電源分離により事故を防止できる。
副装置においては、さらに、誘導型、静電容量型、磁気型などの非接触スイッチにより、各種の操作を可能としている。磁気型ではホール素子、リードスイッチを用い、磁石によりスイッチ操作を行う。この磁石は主装置に内蔵し、または、主ケーシングの構造体（筐体）に取り付けることができる。
副装置について非接触構造とし、切り離した後の副装置のスイッチ部を上記磁石に近づけることでそのスイッチングを可能とする。
さらに、副装置にあっては、ブザーとＬＥＤインジケータを実装している。校正時、ユーザの視覚及び聴覚を利用して校正終了、校正不要などについて報知することとなる。
以上のように、このセンサ装置１１は、主ケーシング１２と副ケーシング１３とを有している。主ケーシング１２は主装置であって、その内部空間は仕切り板２６を介して上室２１と下室２２とに分離されている。上室２１には採光窓２３の下方位置に日照度センサ（光センサ）２４が配置されている。下室２２には、温度・湿度センサ３１およびファン３０が配設されている。上室２１には、湿度センサ、光センサ、温度センサなどの信号を処理する制御部が収容されている。制御部は制御基板２５にＣＰＵ、メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ）、入出力回路、通信回路などを有して形成されている。
副ケーシング１３は副装置として機能し、主ケーシング１２の底面中心から接続ケーブル１６を介して吊り下げられている。副装置を構成する副ケーシング１３内には、農業ハウス内のＣＯ2を測定するＣＯ2センサ３３、電源、通信ユニット、制御基板、ＣＰＵ、メモリなどが収容されている。
上記下室２２の側壁の対向する位置には一対の吸気口２７，２８がそれぞれ形成されるとともに、その底壁には円形の排気口２９が配設され、この排気口部分にファン３０（市販品）が配置されている。
上記主ケーシング１２は直方体からなるプラスチック製の箱体であってその上面には吊り下げ用突起１４が樹脂一体成形されている。主ケーシング１２は、内壁１２Ｂと、この内壁との間に所定の隙間１２Ｃを有して対向する外壁１２Ａとを有して形成されている。
具体的には、主ケーシング１２には、各種センサの出力についてインタネット回線を介して端末に送信する通信ユニット、制御回路を有する回路基板などを収容している。これら装置に対しての電源としては、例えばハウスに設置した外部電源を使用することもできる。制御基板に配置した内部電源により対応できる。
日照度センサ（光センサ）２４は、例えばフォトダイオードと電流増幅回路を内蔵したアナログ型の照度センサである。
温度・湿度センサ３１は、市販の樹脂封止した半導体センサであって、電気式湿度センサの抵抗変化型を用いている。
ファン３０の役割は、センサ自身の通電による自己発熱を放熱させること、筐体内部の回路からの発熱を放熱すること、さらに、センサ周辺の雰囲気を筐体外部の被測定エリアの雰囲気に近づけることにある。
日照度センサ２４としての環境光センサにあっては、市販品を使用する。
ファンの制御手段については、制御基板に配置した半導体チップに組み込まれた回路により構成することができる。
環境光センサ（日照度センサ）２４は主として日照度を測定し、昼夜の判別を行う。
ファン３０の制御では、ファンＯＮは、湿度８９％以下、または照度が５０ルクス以上のときとする。ファンＯＦＦの条件は、湿度９１％以上かつ照度が２０ルクス以下とする。これは、昼間は日射の影響で筐体内部が熱せられるため、温度誤差を避けるため常時ファンをＯＮとするとともに、夜間は高湿度から機器を保護するため、９１％以下でＯＦＦ、高湿度雰囲気を取りこまないためである。８９％以下では昼夜に限らず、ファンをＯＮとする。
ファン制御手段は、湿度８９％以下、または照度が５０ルクス以上でファンをＯＮとする。ファンＯＦＦ条件は夜間特に照度２０ルクス以下であって、湿度が９１％以上の場合である。夜間は高湿度９１％以上でＯＦＦとし、例えば９１％未満ではファンをＯＮとすることもできる。
以上に示す基板に形成した制御回路や、チップに格納したソフトウェアによる制御だけでなく、例えばインタネット回線を介して例えばスマートフォン、パソコンからも制御できる。
または、端末使用者が端末画面を操作することで任意のタイミングでファンをＯＮ／ＯＦＦできる。
農薬散布時にファンをＯＦＦとし、散布終了時に再度ＯＮとすることで、各センサからの信号で制御を再開する。
この発明に係る農業ハウス用センサ装置は、ハウス内の日照度、湿度、温度、ＣＯ2濃度などを測定するセンサ装置技術として有用である。
１１ 農業ハウス用センサ装置、
１２ 主ケーシング、
１３ 副ケーシング、
２１ 上室、
２２ 下室、
２７，２８ 吸気口、
２９ 排気口、
３０ ファン、
３１ 温度・湿度センサ、
３３ ＣＯ2センサ。

Claims (5)

  1. 農業用ハウス内に吊り下げられて、農業用ハウス内の湿度を測定する湿度センサと、ＣＰＵを有してこの湿度センサからの信号を処理する制御部とが収容された主ケーシングと、
    この主ケーシングの底面中心から吊り下げられて、農業用ハウス内のＣＯ2を測定するＣＯ2センサを内部に保有する副ケーシングとを備えた農業用ハウスのセンサ装置。
  2. 上記主ケーシングには、その内部空間を上下に分離する上室および下室が設けられ、
    この上室内には上記制御部が、
    この下室内には上記湿度センサがそれぞれ配設されるとともに、
    この下室内にはファンが設けられた請求項１に記載の農業ハウス用センサ装置。
  3. 上記下室の側壁の対向する位置には一対の吸気口がそれぞれ形成されるとともに、その底壁には排気口が配設された請求項１または請求項２に記載の農業ハウス用センサ装置。
  4. 上記主ケーシングは箱体であってその上面には農業用ハウス内での吊り下げのための突起が樹脂一体成形により形成されている請求項１〜請求項３のいずれか1項に記載の農業ハウス用センサ装置。
  5. 上記主ケーシングは、内壁と、この内壁との間に所定の隙間を有して対向する外壁とを有して形成された請求項１〜請求項４のいずれか1項に記載の農業ハウス用センサ装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230090682A (ko) * 2021-12-15 2023-06-22 대한민국(농촌진흥청장) 설치용 브라켓을 포함하는 센서 장치

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102387883B1 (ko) * 2019-12-06 2022-04-18 충북대학교 산학협력단 송풍기능이 구비된 통합형 환경 감지 단말기
CN115053150A (zh) * 2019-12-12 2022-09-13 威彼扬德有限公司 环境传感器和感测方法
JP7087016B2 (ja) * 2020-03-25 2022-06-20 ネポン株式会社 センサ装置、及び、センサユニット
CN112715237A (zh) * 2020-12-24 2021-04-30 安徽省农业科学院土壤肥料研究所 一种用于种植水稻的温室
KR102591193B1 (ko) * 2021-04-06 2023-10-19 대한민국 비금속 액체 센서를 활용한 스마트팜용 온습도 측정 장치
JP7072944B1 (ja) * 2021-05-14 2022-05-23 リバティーポートジャパン株式会社 クラウドサーバを用いた農業ハウスの環境制御システム

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0866126A (ja) * 1994-08-30 1996-03-12 Iseki & Co Ltd 温室の制御装置
JP2010521964A (ja) * 2007-03-23 2010-07-01 ヘリオスペクトラ アクチエボラグ 植物成長又は特性を調節するためのシステム
JP2012187074A (ja) * 2011-03-14 2012-10-04 Konica Minolta Advanced Layers Inc 植物の生育管理システム
WO2017134913A1 (ja) * 2016-02-05 2017-08-10 株式会社デンソー 制御装置および農業用ハウス

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57108149U (ja) * 1980-12-25 1982-07-03
JP2002013788A (ja) * 2000-06-29 2002-01-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd センサ装置および空調システム
JP2008298542A (ja) * 2007-05-30 2008-12-11 Panasonic Electric Works Co Ltd データ収集装置
EP2870859A1 (en) * 2013-11-07 2015-05-13 Heliospectra AB Method for controlling a growth cycle for growing plants using state oriented control

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0866126A (ja) * 1994-08-30 1996-03-12 Iseki & Co Ltd 温室の制御装置
JP2010521964A (ja) * 2007-03-23 2010-07-01 ヘリオスペクトラ アクチエボラグ 植物成長又は特性を調節するためのシステム
JP2012187074A (ja) * 2011-03-14 2012-10-04 Konica Minolta Advanced Layers Inc 植物の生育管理システム
WO2017134913A1 (ja) * 2016-02-05 2017-08-10 株式会社デンソー 制御装置および農業用ハウス

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230090682A (ko) * 2021-12-15 2023-06-22 대한민국(농촌진흥청장) 설치용 브라켓을 포함하는 센서 장치
KR102663047B1 (ko) 2021-12-15 2024-05-09 대한민국 설치용 브라켓을 포함하는 센서 장치

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