植物育成空間の制御システム
【課題】植物の育成空間の環境を測定し、最適な育成環境に自動的に近づける制御システムを提供することを目的とする。
【解決手段】植物育成空間の制御システムに係る発明は、建物内及び屋外の環境を測定する検知手段２０，３０，４０と、前記検知手段２０，３０，４０による検知結果に従って前記建物内に設置された空調装置５０と前記建物内または屋外に設置された設備機器６０を制御する制御手段１１と、を備え、前記空調装置５０が設置された植物を育成する植物栽培室２１０が前記建物２００内に設けられ、前記検知手段３０は該植物栽培室内の環境を測定し、前記制御手段１１は、前記検知手段３０による前記植物栽培室内の検知結果に従って前記植物栽培室内の植物の成長に最適な環境を、前記空調装置５０よりも優先して、前記建物内または屋外の環境から取り込むよう前記設備機器６０を制御できる。
【解決手段】植物育成空間の制御システムに係る発明は、建物内及び屋外の環境を測定する検知手段２０，３０，４０と、前記検知手段２０，３０，４０による検知結果に従って前記建物内に設置された空調装置５０と前記建物内または屋外に設置された設備機器６０を制御する制御手段１１と、を備え、前記空調装置５０が設置された植物を育成する植物栽培室２１０が前記建物２００内に設けられ、前記検知手段３０は該植物栽培室内の環境を測定し、前記制御手段１１は、前記検知手段３０による前記植物栽培室内の検知結果に従って前記植物栽培室内の植物の成長に最適な環境を、前記空調装置５０よりも優先して、前記建物内または屋外の環境から取り込むよう前記設備機器６０を制御できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物育成空間の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、植物の育成環境測定装置によって、植物が置かれている環境を測定し、育成環境に適した環境に近づけるための育成ガイドを行うことが開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−７５１７２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、特許文献１は、育成ガイドやアドバイスを管理装置の表示部に表示することを開示するだけである。特許文献１は、植物の育成空間の環境を最適な育成環境に自動的に近づける制御システムを開示していない。
【０００５】
そのため、植物の育成空間の環境を測定し、最適な育成環境に自動的に近づける制御システムを提供することが望まれる。
【０００６】
本発明は、植物の育成空間の環境を測定し、最適な育成環境に自動的に近づける植物育成空間の制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題の少なくとも一つを解決するために、請求項１に記載の植物育成空間の制御システムに係る発明は、例えば、図１および図２に示すように、
建物２００内及び屋外の環境を測定する検知手段２０，３０，４０と、
前記検知手段２０，３０，４０による検知結果に従って前記建物２００内に設置された空調装置５０と前記建物２００内または屋外に設置された設備機器６０を制御する制御手段１１と、
を備え、
前記空調装置５０が設置された植物を育成する植物栽培室２１０が前記建物２００内に設けられ、
前記検知手段３０は該植物栽培室２１０内の環境を測定し、
前記制御手段１１は、前記検知手段３０による前記植物栽培室２１０内の検知結果に従って前記植物栽培室２１０内の植物の成長に最適な環境を、
前記空調装置５０よりも優先して、前記建物２００内または屋外の環境から取り込むよう前記設備機器６０を制御することを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、前記制御手段１１は、前記検知手段３０による前記植物栽培室２１０内の検知結果に従って前記植物栽培室２１０内の植物の成長に最適な環境を、前記空調装置５０よりも優先して、前記建物２００内または屋外の環境から取り込むよう前記設備機器６０を制御するので、前記空調装置５０の使用を最小限に抑えつつ、前記建物２００内または屋外の環境から取り込むことが可能になる。したがって、省エネを図りつつ、植物の育成空間の環境を最適な育成環境に自動的に近づけることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、例えば、図１、図２に示すように、
請求項１に記載の植物育成空間の制御システム１００において、
前記空調装置５０は継続的に電力を使用する機器であり、
前記設備機器６０は一時的に電力を使用する機器６２，６６であることを特徴とする植物育成空間の制御システム。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、前記空調装置５０は継続的に電力を使用する機器であり、前記設備機器６０は一時的に電力を使用する機器６２，６６であり、前記空調装置５０よりも優先して、前記設備機器６０を使用することにより植物の育成空間の環境を最適な育成環境に自動的に近づける際の電力消費量を低減できるため、ＣＯ２排出量を削減できる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、例えば、図１、図２、図６に示すように、
請求項１または２に記載の植物育成空間の制御システム１００において、
前記建物２００には、太陽光発電装置６４及び太陽光発電装置６４から出力された直流を蓄電可能な蓄電池６５が設置され、前記植物栽培室２１０には、ＬＥＤ６１が設置されており、
前記制御手段１１は、前記植物栽培室２１０において前記検知手段２０により測定された屋外からの採光の照度が不足していると判断した場合、前記蓄電池６５から前記ＬＥＤ６１に電力を供給させ、ＬＥＤ６１を点灯させることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、前記建物２００には、太陽光発電装置６４及び太陽光発電装置６４から出力された直流を蓄電可能な蓄電池６５が設置され、前記植物栽培室２１０には、ＬＥＤ６１が設置されており、前記制御手段１１は、前記植物栽培室２１０において前記検知手段２０により測定された屋外からの採光の照度が不足していると判断した場合、前記蓄電池６５から前記ＬＥＤ６１に電力を供給させ、ＬＥＤ６１を点灯させることにより、例えば、昼間に太陽光発電装置６４から出力された直流を蓄電池６５に供給し、蓄電池６５を充電し、夜間等に蓄電池６５からＬＥＤ６１に電力を供給可能となるため、ＣＯ２排出量を削減でき、かつ、直物の生育等に必要な照度を維持することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、例えば、図１、図２、図３、図６に示すように、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の植物育成空間の制御システム１００において、
前記設備機器６０は前記植物栽培室２１０の屋外側に設けられた屋外からの光を遮断可能な遮蔽手段６２ａであり、
前記植物栽培室２１０には、植物の種類によって区分けされた複数のプランター７０と、前記設備機器６０として前記プランター７０を移動する移動手段６３とが設けられ、前記プランター７０には、前記植物の光合成の速度を検出する検出手段７１が設置されており、
前記制御手段１１は、前記検出手段７１により検出された前記植物の光合成の速度に応じて、移動手段６３により自動的にプランター７０の場所を移動させ、または、遮蔽手段６２ａの開閉を制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、前記制御手段１１が、前記検出手段７１により検出された前記植物の光合成の速度に応じて、移動手段６３により自動的にプランター７０の場所を移動させ、または、遮蔽手段６２ａの開閉を制御することにより、例えば、太陽の動きにより屋外からの採光の照度が不足している場合、太陽の動く方向に応じてプランター７０を移動することにより照度の不足を解消できるため、直物の生育等に必要な照度を維持することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、例えば、図１、図２、図６に示すように、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の植物育成空間の制御システム１００において、
前記植物栽培室２１０と前記植物栽培室２１０の隣の部屋２２０との間に設けられた遮蔽手段６２ｂを更に備え、
前記検知手段４０は前記植物栽培室２１０の隣の部屋２２０に人が滞在しているか検知し、
前記制御手段１１は人が滞在していると検知した場合、人の滞在する部屋２２０に前記植物栽培室２１０から光が漏れないように前記植物栽培室２１０からの光を遮断可能な遮蔽手段６２ｂを制御することを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、前記制御手段１１は人が滞在していると検知した場合、人の滞在する部屋２２０に前記植物栽培室２１０から光が漏れないように遮蔽手段６２ｂを制御することにより、前記植物栽培室２１０から隣の部屋２２０へ光が漏れないため、例えば、夜間にＬＥＤ６１を点灯しているときに、所定の時間（例えば、夜１０時）になると遮蔽手段６２ｂを制御して、前記植物栽培室２１０から隣の部屋２２０へ光が漏れないようにすることができ、隣の部屋２２０に滞在している人にＬＥＤ６１を点灯による影響を与えることを防止できる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、例えば、図１、図２に示すように、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の植物育成空間の制御システム１００において、
前記植物栽培室２１０と前記植物栽培室２１０の隣の部屋２２０間に設けられた窓２２０ａの開閉を制御する開閉手段６６を更に備え、
前記検知手段４０は前記部屋２２０のＣＯ２の濃度を測定し、
前記制御手段１１は、ＣＯ２の濃度が一定値以上の場合、前記窓２２０ａを開くよう前記開閉手段６６を制御することを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、前記制御手段１１は、ＣＯ２の濃度が一定値以上の場合、前記窓２２０ａを開くよう開閉手段６６を制御することにより、植物が光合成によりＣＯ２からＯ２を発生できるため、ＣＯ２排出量を削減でき、かつ、直物の生育等に必要な環境を維持することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、植物の育成空間の環境を測定し、最適な育成環境に自動的に近づける植物育成空間の制御システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る植物育成空間の制御システムの一例を示す図であり、機能ブロック図である。
【図２】同、（ａ）は植物栽培室と部屋との配置例を示す図であり、（ｂ）は図２（ａ）のＩ−Ｉ断面図を示す図である。
【図３】同、（ａ）は植物栽培室に設置される移動手段を示し、（ｂ）は図３（ａ）のＩ−Ｉ断面図、（ｃ）は移動手段上に配置されるプランターの一例を示す図であり、（ｄ）は移動手段上に配置される棚の一例を示す図である。
【図４】（ａ）は育苗の適温例を示す図であり、（ｂ）は生育の適温例を示す図である。
【図５】（ａ）はトマトとほうれん草の最適環境のデータを示す図であり、（ｂ）は室内環境の一例を示す図であり、（ｃ）は屋外環境の一例を示す図である。
【図６】本発明に係る植物育成空間の制御システムの動作例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】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００２２】
＜実施の形態＞
（植物育成空間の制御システム）
図１〜図３を参照して、植物育成空間の制御システム１００について説明する。図２に示すように、植物育成空間としての植物栽培室２１０と、植物栽培室２１０の隣の部屋２２０，２４０と、台所としての部屋２３０とが建物２００内に配置されている。そして、図１に示すように、植物育成空間の制御システム１００は、表示制御部１０と、建物２００の屋外に設置された屋外センサー２０と、植物栽培室２１０に設置された室内センサー３０、部屋２２０，２３０，２４０に設置された室内センサー４０、植物栽培室２１０に設置された空調装置（エアコン）５０、建物２００の屋内外に設置される各種の設備機器６０等により構成されている。検出手段７１は、図２および図３に示すプランター７０に設置され、光合成速度等を検出し、光合成速度等に関するデータを制御表示部１０の通信手段１５へ無線で送信する。
【００２３】
ここで、表示制御部１０は、図２に示すように、部屋２３０の壁面に設置されている。そして、表示制御部１０は、制御手段１１、各種設定及び表示切替などをするための操作手段１２、果菜類および葉菜類等の植物の育苗及び生育に関する環境データ等を記憶するための記憶手段１３、各種の設備機器６０等の動作状態や各種センサー２０，３０，４０から受信した環境データ等を表示するための表示手段１４およびインターネットを介して、植物の育苗及び生育に関する環境データ等を外部サーバ８０から取得するための通信手段１５から構成される。制御手段１１は、各種センサー２０，３０，４０，検出手段７１および外部サーバ８０から受信した環境データ等に基づいて、空調装置５０及び各種の設備機器６０等を制御する。
【００２４】
屋外センサー２０として、屋外の気温を測定する屋外温度センサー２１と、屋外の湿度を測定する屋外湿度センサー２２と、屋外の照度を測定する屋外照度センサー２３が建物２００の外壁等に設置されている。室内センサー３０として、部屋の気温を測定する室内温度センサー３１と、部屋の湿度を測定する室内湿度センサー３２と、部屋の照度を測定する室内照度センサー３３とが植物栽培室２１０に設置されている。また、室内センサー４０として、部屋の気温を測定する室内温度センサー４１と、部屋の湿度を測定する室内湿度センサー３２と、部屋に人が滞在しているかを検出するための人感センサー４４と、ＣＯ２の濃度を測定するためのＣＯ２濃度センサー４５とが部屋２１０，２２０，２３０に設置されている。
【００２５】
各種の設備機器６０のうち、ＬＥＤ６１、遮蔽手段６２、移動手段６３、開閉手段６６が植物栽培室２１０に設置されている。ＬＥＤ６１は、屋外からの採光が不足しているときに点灯し、植物に光を与えるよう制御手段１１により制御される。遮蔽手段６２ａは、屋外からの採光を遮断または調整するよう制御手段１１により制御され、遮蔽手段６２ｂは、植物栽培室から部屋２２０への光を遮断するよう制御手段１１により制御される。移動手段６３は、所定条件に従って回転駆動するよう制御手段１１により制御される。移動手段６３は、図２に示されるように、植物栽培室２１０の略中央に設置され、図３（ａ）に示されるように、複数のスタット６３ａが連結部により連結され、時計回りまたは反時計回りに回転駆動するように構成されている。図３（ｂ）に示すように、スタット６３ａは、駆動チェーン６３ｂに係合され、駆動部（図示せず）により駆動チェーン６３ｂと共に水平方向において回転駆動する（特開平１１−５６５７５参照）。なお、移動手段６３を駆動するための所定条件については後述する。開閉手段６６は、図２（ｂ）に示すように、窓２１０ａ、２２０ａの室内側にそれぞれ設置されている。そして、開閉手段６６は、例えば、モータ６６ｂとモータ６６ｂの回転軸に固定され窓２１０ａ、２２０ａのフレームと接触する円盤状のローラ（回動部）６６ｃと、モータ６６ｂとローラ６６ｃを収納する筐体６６ａとから構成され、筐体６６ａが壁面等に取付けられている。ローラ６６ｃはモータ６６ｂによって正逆方向に回転するようになっており、この回転によって窓２１０ａ，２２０ｂのフレームとローラ６６ｃとに摩擦力が作用し、この摩擦力によって窓２１０ａ，２２０ａが左右方向に往復動するようになっている。そして、モータ６６ｂを制御手段１１で制御することによってローラ６６ｃの回転を制御し、これによって窓２１０ａ、２２０ａの開閉を制御するようになっている。なお、開閉手段６６は上記のような構成に限らず、例えば、リニアモータ、ラック＆ピニオン機構等によって構成してもよい。
また、遮蔽手段６２の具体例としては、電動シャッター６２ａ、６２ｂがある。電動シャッター６２ａ、６２ｂは、駆動部（図示せず）により長細い鋼板を多数連結して作られているシャッター本体を上下方向に移動して開閉するよう制御部１１により制御される。また、電動シャッター６２ａ、６２ｂとして、複数のスラットから構成されるブラインドシャッターを採用することができる。このブラインドシャッターは、上部のスラットを少数枚開き空気を取り入れながらも外部からの光を遮断可能である。
【００２６】
各種の設備機器６０のうち、太陽光発電装置６４は建物２００の屋根に設置され、蓄電池６５は屋外に設置される。太陽光発電装置６４からの直流は、制御手段１１の制御により、直流のまま、または、交流に変換されて建物２００の各種の設備機器等に供給される。
【００２７】
（植物の育苗の温度条件）
植物をつくるには、（１）畑等に直にタネを蒔く直播き栽培と、（２）苗床にタネを蒔き、育苗（苗づくり）をしてから畑等に植える移植栽培の２つの方法がある。例えば、（１）直播き栽培の対象としては、葉菜類等のほうれん草、だいこん、はくさい、しゅんぎく、レタスなどがある。これに対して、（２）移植栽培の対象としては、果菜類のトマト、ナス、ピーマン、きゅうり、スイカ、メロンなどがある。
【００２８】
例えば、図４（ａ）に示すように、トマト、なす、ピーマン、きゅうり、スイカ、メロンなどの果菜類の育苗条件の気温範囲としては、昼間２４度〜３０度、夜間１５度〜２２度の範囲がある。そして、各植物に共通する適温として、昼間については２５度〜２７度がこれらの植物を生育する際に適温となる。しかし、各植物に共通する適温として、夜間については、（１）トマトときゅうりが１７度、（２）なす、ピーマン、きゅうり、スイカ、メロンが１８度〜２０度が適温となり、それぞれのグループにおいて適温がわずかに異なる。
しかし、上記２つのグループを育苗する際において、１７度〜１８度の範囲で植物栽培室の室温を保つことで、育苗に影響を与えることがないと思われる。
【００２９】
（植物の生育の温度条件）
そして、図４（ｂ）に示すように、トマト、なす、ピーマン、きゅうり、スイカ、メロン、かぼちゃなどの果菜類の生育条件の気温範囲としては、昼間１８度〜３０度、夜間８度〜２０度の範囲がある。そして、各植物に共通する適温として、昼間については、２３度がこれらの植物を生育する際に適温となる。しかし、各植物に共通する適温として、夜間については、（１）トマトとかぼちゃが１０度、（２）なす、きゅうり、スイカ、かぼちゃが１３度〜１５度、（３）ピーマン、スイカ、メロンが１８度で適温となり、それぞれのグループにおいて適温が異なる。また、ほうれん草、ダイコン、はくさい、セルリー、みつば、しゅんぎく、レタスなどの葉菜類等の生育条件は、各植物に共通する適温として、昼間１５度〜２０度が適温である。
ここで、果菜類と葉菜類とでは、昼間において、果菜類２３度、葉菜類２０度が適温として「最小３度」、果菜類２３度、葉菜類１５度が適温として「最大８度」の気温差が必要である。
次に、葉菜類は長時間の日長で育成が可能であり、果菜類と比べて、日照時間が生育に影響を与える。ここで、葉菜類に共通する最低限界温度は５度であり、最高限界温度は２３度である。夜間の適温は、果菜類は、（１）トマトとかぼちゃが１０度、（２）なすときゅうりが１５度、（３）ピーマンとスイカとメロンが１８度である。そのため、果菜類の適温で夜間は温度管理をし、葉菜類にはＬＥＤ６１で光を照射し、果菜類には仕切り６３ａにより光が当たらないようにすることで、果菜類と葉菜類の同時育成が可能となる。
そのため、本発明に係る植物育成空間の制御システム１００において、昼間においては、植物栽培室２１０において仕切り６３ａ等により日陰を作り前記気温差を生じさせ、各グループの適温に近づけることにより、上記すべての植物を同時に植物栽培室２１０で生育し、夜間においては、葉菜類にのみＬＥＤ６１により光を当てることにより、最適な温度に近づけて育苗することができる。
なお、いちごについては、夜間５度〜８度と他の植物に比べて、低い気温が必要とされるため、単体で生育するのが望ましい。
【００３０】
（植物の生育の際の照度条件）
一般に、葉菜類の生育の際の照度条件として、２０〜３０ｋｌｘ（キロルクス）が必要であり、果菜類の生育の際の照度条件として、７０〜８０ｋｌｘ（キロルクス）が必要である。そして、葉菜類は長時間の日長で生育が可能であり、果菜類は、６〜８時間の夜間が必要とされる。そのため、葉菜類と果菜類を同じ場所で生育する場合には、昼間は果菜類を屋外からの自然光があたる場所に配置し、夜間は果菜類をＬＥＤ６１からの光があたらない場所に配置する必要がある。
【００３１】
（本発明に係る構成等）
以下、上記に説明した構成のうち本発明に係る構成およびこの構成から得られる作用効果について説明する。
【００３２】
図１および図２に示すように、植物育成空間の制御システム１００は、建物２００内及び屋外の環境を測定する検知手段２０，３０，４０と、前記検知手段２０，３０，４０による検知結果に従って前記建物２００内に設置された空調装置５０と前記建物２００内または屋外に設置された設備機器６０を制御する制御手段１１と、を備えている。そして、前記空調装置５０が設置された植物を育成する植物栽培室２１０が前記建物２００内に設けられている。前記検知手段３０は該植物栽培室２１０内の環境を測定し、前記制御手段１１は、前記検知手段３０による前記植物栽培室２１０内の検知結果に従って前記植物栽培室２１０内の植物の成長に最適な環境を、前記空調装置５０よりも優先して、前記建物２００内または屋外の環境から取り込むよう前記設備機器６０を制御する。
【００３３】
例えば、前記植物栽培室２１０において、果菜類のトマトと葉菜類のほうれん草を栽培していると仮定する。図５および図６に示すように、制御手段１１は、定期的に、外部サーバ８０から植物の最適環境情報を取得し、屋外及び室内の植物栽培室２１０、部屋２２０，２３０，２４０の環境情報を取得する（ステップＳ１）。ここで、制御部１１は、外部サーバ８０から取得した（１）トマトの最適室温は２０度〜２５度、最適湿度は５０〜７０％、最適照度は７０〜８０ｋｌｘであり、（２）ほうれん草の最適室温は１５度〜２０度、最適湿度は７０〜８０％、最適照度は２０〜３０ｋｌｘであることを記憶部１３に記憶する。
次に、室内センサー３０、４０で測定された室内環境と屋外センサー２０で測定された屋外環境とを比較する（ステップＳ２）。図５に示す例では、トマトとほうれん草との共通する適温は２０度である。これに対して、植物栽培室２１０の室温は１５度である。屋外の気温（外気温）が２３度であり、トマトとほうれん草との前記共通する適温２０度に外気温が近いため、開口部をあける（ステップＳ３、Ｓ４）。すなわち、制御手段１１は、窓２１０ａを開けるよう開閉手段６６を駆動制御する。また、制御手段１１は、電動シャッター６２ａが開いていない場合、電動シャッター６２ａを開けるよう電動シャッター６２ａの駆動部（図示せず）を駆動制御する。これにより、植物栽培室２１０に外気を取り入れ、植物栽培室２１０の室温を適温２０度に自動的に近づけることができる。なお、部屋２２０及び屋外の気温が適温の範囲内にない場合は、空調装置５０を運転し、適温に近づける（ステップＳ５）。
【００３４】
本構成によれば、前記制御手段１１は、前記検知手段３０による前記植物栽培室２１０内の検知結果に従って前記植物栽培室２１０内の植物の成長に最適な環境を、前記空調装置５０よりも優先して、前記建物２００内または屋外の環境から取り込むよう前記設備機器６０を制御するので、前記空調装置５０を最小限に抑えつつ、前記建物２００内または屋外の環境から取り込むことが可能になる。したがって、省エネを図りつつ、植物の育成空間の環境を最適な育成環境に自動的に近づけることができる。
【００３５】
ここで、前記空調装置５０は継続的に電力を使用する機器であり、前記設備機器６０は一時的に電力を使用する機器６２，６６であるとする。例えば、上記例では、電動シャッター６２ａ、開閉手段６６が一時的に電力を使用する前記設備機器６０に相当する。
【００３６】
本構成によれば、前記空調装置５０は継続的に電力を使用する機器であり、前記設備機器６０は一時的に電力を使用する機器６２，６６であり、前記空調装置５０よりも優先して、前記設備機器６０を使用することにより植物の育成空間の環境を最適な育成環境に自動的に近づける際の電力消費量を低減できるため、ＣＯ２排出量を削減できる。
【００３７】
次に、例えば、図１、図２、図６に示すように、前記建物２００には、太陽光発電装置６４及び太陽光発電装置６４から出力された直流を蓄電可能な蓄電池６５が設置され、前記植物栽培室２１０には、ＬＥＤ６１が設置されており、前記制御手段１１は、前記植物栽培室２１０において前記検知手段２０により測定された屋外からの採光の照度が不足していると判断した場合、前記蓄電池６５から前記ＬＥＤ６１に電力を供給させ、ＬＥＤ６１を点灯させる（ステップＳ６、Ｓ７）。図５に示す例では、屋外環境の照度が５０ｋｌｘであり、トマトの最適照度７０ｋｌｘに満たないため、ＬＥＤ６１を点灯し、トマトの最適照度７０〜８０ｋｌｘになるように、制御手段１１は、蓄電池６５からＬＥＤ６１へ電力を供給させ、ＬＥＤ６１の照度が最適照度７０〜８０ｋｌｘになるように制御する。
【００３８】
本構成によれば、前記建物２００には、太陽光発電装置６４及び太陽光発電装置６４から出力された直流を蓄電可能な蓄電池６５が設置され、前記植物栽培室２１０には、ＬＥＤ６１が設置されており、前記制御手段１１は、前記植物栽培室２１０において前記検知手段２０により測定された屋外からの採光の照度が不足していると判断した場合、前記蓄電池６５から前記ＬＥＤ６１に電力を供給させ、ＬＥＤ６１を点灯させることにより、例えば、昼間に太陽光発電装置６４から出力された直流を蓄電池６５に供給し、蓄電池６５を充電し、夜間等に蓄電池６５からＬＥＤ６１に電力を供給可能となるため、ＣＯ２排出量を削減でき、かつ、直物の生育等に必要な照度を維持することができる。
【００３９】
次に、例えば、図１、図２、図３、図６に示すように、前記設備機器６０は前記植物栽培室２１０の屋外側に設けられた遮蔽手段６２ａであり、前記植物栽培室２１０には、植物の種類によって区分けされたプランター７０と、前記設備機器６０として前記プランター７０を移動する移動手段６３とが設けられ、前記プランター７０には、前記植物（葉菜類等、果菜類）の光合成の速度を検出する検出手段７１が設置されており、前記制御手段１１は、前記検出手段７１により検出された前記植物（葉菜類等、果菜類）の光合成の速度に応じて、移動手段６３により自動的にプランター７０の場所を移動させ、または、遮蔽手段６２の開閉を制御する。ここで、複数のプランター７０は、植物の種類（例えば、果菜類と葉菜類）毎に、棚７３または仕切り６３ａ，６３ｂによって区分けされている。例えば、図３に示すように、棚７３は、複数のプランター７０を置くことができ、移動手段６３上に置かれ、図２に示すように、仕切り６３ａは、移動手段６３上に周方向に所定間隔で設置されるものであり、周方向に隣り合う仕切り６３ａ，６３ａ間に同種類または類似の種類の植物が植えられたプランター７０が設置されるようになっている。また、仕切り６３ｂは、移動手段６３の中央部の床上に配置されるものがあり、窓２１０ａと窓２２０ａの中間位置に当該窓２１０ａ，２２０ａと平行に設置されている。棚７３は、移動手段６３上に多くのプランター７０を置きたい場合に使用される。また、仕切り６３ａ、６３ｂは、例えば、十分な光が必要な果菜類と果菜類より弱い光が必要な葉菜類とを区分けして、光を調整するために使用される。
光合成の速度の単位は、例えば、酸素の発生量／時間で表せる。ここで、図３（ｃ）に示すように、光合成の速度を測定する検出手段７３をプランター７０（葉菜類のほうれん草、果菜類のトマト）毎に取付ける。この場合、検出手段７３は、無線で、制御手段１１へ光合成の速度の情報を制御手段１１へ送信する。例えば、トマトとほうれん草とでは、図５に示すように、ほうれん草よりトマトの方が最適照度が高いため、トマトのプランター７０に設置された検出手段７３により検出された光合成の速度が低い場合、トマトを窓２１０ａまたは窓２１０ｂのいずれかに近づくように、制御手段１１は、移動手段６３を回転制御し、または、遮蔽手段６２ａを開くように制御する。光合成の速度は照度に比例するため、予め測定データを記憶手段１３に記憶しておく。そして、制御手段１１は、検出手段７１により検出された検出結果と記憶手段１３に記憶された光合成の速度を比較し、光合成速度が低い場合は、移動手段６３を回転駆動する。例えば、太陽の移動により光合成速度が低くなった場合は、移動手段６３を反時計回りに回転する。
【００４０】
本構成によれば、前記制御手段１１が、前記検出手段７１により検出された前記植物（葉菜類等、果菜類）の光合成の速度に応じて、移動手段６３により自動的にプランター７０の場所を移動させ、または、遮蔽手段６２ａの開閉を制御することにより、例えば、太陽の動きにより屋外からの採光の照度が不足している場合、太陽の動く方向に応じてプランター７０を移動することにより照度の不足を解消できるため、直物の生育等に必要な照度を維持することができる。
また、仕切り６３ａ，６３ｂによって、複数のプランター７０が種類によって区分けされているので、太陽光またはＬＥＤ６１の光を所望のプランター７０、つまり所望の種類の植物に当てることができる。
【００４１】
次に、例えば、図１、図２、図６に示すように、前記植物栽培室２１０と前記植物栽培室２１０の隣の部屋２２０との間に設けられた前記植物栽培室２１０からの光を遮断可能な遮蔽手段６２ｂを更に備え、前記検知手段４０は前記植物栽培室２１０の隣の部屋２２０に人が滞在しているか検知し、前記制御手段１１は人が滞在していると検知した場合、人の滞在する部屋２２０に前記植物栽培室２１０から光が漏れないように遮蔽手段６２ｂを制御する。例えば、夜間にＬＥＤ６１を点灯しているときに、制御手段１１は、人感センサー４４により部屋２２０に人が滞在していることを検出し、かつ、所定の時間（例えば、夜１０時）になると遮蔽手段６２ｂを閉めて、前記植物栽培室２１０の光が部屋２２０に漏れないようにする（ステップＳ８、Ｓ９）。
【００４２】
本構成によれば、前記制御手段１１は人が滞在していると検知した場合、人の滞在する部屋２２０に前記植物栽培室２１０から光が漏れないように前記植物栽培室２１０からの光を遮断可能な遮蔽手段６２ｂを制御することにより、前記植物栽培室２１０から隣の部屋２２０へ光が漏れないため、例えば、夜間にＬＥＤ６１を点灯しているときに、所定の時間（例えば、夜１０時）になると遮蔽手段６２ｂを制御して、前記植物栽培室２１０から隣の部屋２２０へ光が漏れないようにすることができ、隣の部屋２２０に滞在している人にＬＥＤ６１を点灯による影響を与えることを防止できる。
【００４３】
次に、例えば、図１、図２に示すように、前記植物栽培室２１０と前記植物栽培室２１０の隣の部屋２２０間に設けられた窓２２０ａの開閉を制御する開閉手段６６を更に備え、前記検知手段４０は前記部屋２２０のＣＯ２の濃度を測定し、前記制御手段１１は、ＣＯ２の濃度が一定値以上の場合、前記窓２２０ａを開くよう開閉手段６６を制御する。ここで、前記窓２２０ａは、はき出し窓を想定している。一方、前記植物栽培室２１０のＣＯ２の濃度は植物の光合成により減少し、前記隣の部屋２２０のＣＯ２の濃度は人が滞在していると相対的に高くなるので、このＣＯ２が前記植物栽培室２１０に流入する。例えば、トマトとほうれん草が光合成をしている昼間の時間帯で、部屋２２０のＣＯ２の濃度が一定値（例えば、１０００ｐｐｍ）以上の場合、開閉手段６６を駆動して窓２２０ａを開けることにより、部屋２２０のＣＯ２を含む空気を植物栽培室２１０へ流入させることができる。
【００４４】
本構成によれば、前記制御手段１１は、ＣＯ２の濃度が一定値以上の場合、前記部屋２２０内の空気を前記植物栽培室２１０に流入させるよう開閉手段６６を制御することにより、植物が光合成によりＣＯ２からＯ２を発生できるため、ＣＯ２排出量を削減でき、かつ、直物の生育等に必要な環境を維持することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１１ 制御手段
２０ 検知手段
２０，３０，４０ 検知手段
５０ 空調装置
６０ 設備機器
６１ ＬＥＤ
６２ 遮蔽手段
６３ 移動手段
６４ 太陽光発電装置
６５ 蓄電池
６６ 開閉手段
７０ プランター
７１ 検出手段
１００ 制御システム
２００ 建物
２１０ 植物栽培室
２２０，２３０，２４０ 部屋
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物育成空間の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、植物の育成環境測定装置によって、植物が置かれている環境を測定し、育成環境に適した環境に近づけるための育成ガイドを行うことが開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−７５１７２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、特許文献１は、育成ガイドやアドバイスを管理装置の表示部に表示することを開示するだけである。特許文献１は、植物の育成空間の環境を最適な育成環境に自動的に近づける制御システムを開示していない。
【０００５】
そのため、植物の育成空間の環境を測定し、最適な育成環境に自動的に近づける制御システムを提供することが望まれる。
【０００６】
本発明は、植物の育成空間の環境を測定し、最適な育成環境に自動的に近づける植物育成空間の制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題の少なくとも一つを解決するために、請求項１に記載の植物育成空間の制御システムに係る発明は、例えば、図１および図２に示すように、
建物２００内及び屋外の環境を測定する検知手段２０，３０，４０と、
前記検知手段２０，３０，４０による検知結果に従って前記建物２００内に設置された空調装置５０と前記建物２００内または屋外に設置された設備機器６０を制御する制御手段１１と、
を備え、
前記空調装置５０が設置された植物を育成する植物栽培室２１０が前記建物２００内に設けられ、
前記検知手段３０は該植物栽培室２１０内の環境を測定し、
前記制御手段１１は、前記検知手段３０による前記植物栽培室２１０内の検知結果に従って前記植物栽培室２１０内の植物の成長に最適な環境を、
前記空調装置５０よりも優先して、前記建物２００内または屋外の環境から取り込むよう前記設備機器６０を制御することを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、前記制御手段１１は、前記検知手段３０による前記植物栽培室２１０内の検知結果に従って前記植物栽培室２１０内の植物の成長に最適な環境を、前記空調装置５０よりも優先して、前記建物２００内または屋外の環境から取り込むよう前記設備機器６０を制御するので、前記空調装置５０の使用を最小限に抑えつつ、前記建物２００内または屋外の環境から取り込むことが可能になる。したがって、省エネを図りつつ、植物の育成空間の環境を最適な育成環境に自動的に近づけることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、例えば、図１、図２に示すように、
請求項１に記載の植物育成空間の制御システム１００において、
前記空調装置５０は継続的に電力を使用する機器であり、
前記設備機器６０は一時的に電力を使用する機器６２，６６であることを特徴とする植物育成空間の制御システム。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、前記空調装置５０は継続的に電力を使用する機器であり、前記設備機器６０は一時的に電力を使用する機器６２，６６であり、前記空調装置５０よりも優先して、前記設備機器６０を使用することにより植物の育成空間の環境を最適な育成環境に自動的に近づける際の電力消費量を低減できるため、ＣＯ２排出量を削減できる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、例えば、図１、図２、図６に示すように、
請求項１または２に記載の植物育成空間の制御システム１００において、
前記建物２００には、太陽光発電装置６４及び太陽光発電装置６４から出力された直流を蓄電可能な蓄電池６５が設置され、前記植物栽培室２１０には、ＬＥＤ６１が設置されており、
前記制御手段１１は、前記植物栽培室２１０において前記検知手段２０により測定された屋外からの採光の照度が不足していると判断した場合、前記蓄電池６５から前記ＬＥＤ６１に電力を供給させ、ＬＥＤ６１を点灯させることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、前記建物２００には、太陽光発電装置６４及び太陽光発電装置６４から出力された直流を蓄電可能な蓄電池６５が設置され、前記植物栽培室２１０には、ＬＥＤ６１が設置されており、前記制御手段１１は、前記植物栽培室２１０において前記検知手段２０により測定された屋外からの採光の照度が不足していると判断した場合、前記蓄電池６５から前記ＬＥＤ６１に電力を供給させ、ＬＥＤ６１を点灯させることにより、例えば、昼間に太陽光発電装置６４から出力された直流を蓄電池６５に供給し、蓄電池６５を充電し、夜間等に蓄電池６５からＬＥＤ６１に電力を供給可能となるため、ＣＯ２排出量を削減でき、かつ、直物の生育等に必要な照度を維持することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、例えば、図１、図２、図３、図６に示すように、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の植物育成空間の制御システム１００において、
前記設備機器６０は前記植物栽培室２１０の屋外側に設けられた屋外からの光を遮断可能な遮蔽手段６２ａであり、
前記植物栽培室２１０には、植物の種類によって区分けされた複数のプランター７０と、前記設備機器６０として前記プランター７０を移動する移動手段６３とが設けられ、前記プランター７０には、前記植物の光合成の速度を検出する検出手段７１が設置されており、
前記制御手段１１は、前記検出手段７１により検出された前記植物の光合成の速度に応じて、移動手段６３により自動的にプランター７０の場所を移動させ、または、遮蔽手段６２ａの開閉を制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、前記制御手段１１が、前記検出手段７１により検出された前記植物の光合成の速度に応じて、移動手段６３により自動的にプランター７０の場所を移動させ、または、遮蔽手段６２ａの開閉を制御することにより、例えば、太陽の動きにより屋外からの採光の照度が不足している場合、太陽の動く方向に応じてプランター７０を移動することにより照度の不足を解消できるため、直物の生育等に必要な照度を維持することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、例えば、図１、図２、図６に示すように、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の植物育成空間の制御システム１００において、
前記植物栽培室２１０と前記植物栽培室２１０の隣の部屋２２０との間に設けられた遮蔽手段６２ｂを更に備え、
前記検知手段４０は前記植物栽培室２１０の隣の部屋２２０に人が滞在しているか検知し、
前記制御手段１１は人が滞在していると検知した場合、人の滞在する部屋２２０に前記植物栽培室２１０から光が漏れないように前記植物栽培室２１０からの光を遮断可能な遮蔽手段６２ｂを制御することを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、前記制御手段１１は人が滞在していると検知した場合、人の滞在する部屋２２０に前記植物栽培室２１０から光が漏れないように遮蔽手段６２ｂを制御することにより、前記植物栽培室２１０から隣の部屋２２０へ光が漏れないため、例えば、夜間にＬＥＤ６１を点灯しているときに、所定の時間（例えば、夜１０時）になると遮蔽手段６２ｂを制御して、前記植物栽培室２１０から隣の部屋２２０へ光が漏れないようにすることができ、隣の部屋２２０に滞在している人にＬＥＤ６１を点灯による影響を与えることを防止できる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、例えば、図１、図２に示すように、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の植物育成空間の制御システム１００において、
前記植物栽培室２１０と前記植物栽培室２１０の隣の部屋２２０間に設けられた窓２２０ａの開閉を制御する開閉手段６６を更に備え、
前記検知手段４０は前記部屋２２０のＣＯ２の濃度を測定し、
前記制御手段１１は、ＣＯ２の濃度が一定値以上の場合、前記窓２２０ａを開くよう前記開閉手段６６を制御することを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、前記制御手段１１は、ＣＯ２の濃度が一定値以上の場合、前記窓２２０ａを開くよう開閉手段６６を制御することにより、植物が光合成によりＣＯ２からＯ２を発生できるため、ＣＯ２排出量を削減でき、かつ、直物の生育等に必要な環境を維持することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、植物の育成空間の環境を測定し、最適な育成環境に自動的に近づける植物育成空間の制御システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る植物育成空間の制御システムの一例を示す図であり、機能ブロック図である。
【図２】同、（ａ）は植物栽培室と部屋との配置例を示す図であり、（ｂ）は図２（ａ）のＩ−Ｉ断面図を示す図である。
【図３】同、（ａ）は植物栽培室に設置される移動手段を示し、（ｂ）は図３（ａ）のＩ−Ｉ断面図、（ｃ）は移動手段上に配置されるプランターの一例を示す図であり、（ｄ）は移動手段上に配置される棚の一例を示す図である。
【図４】（ａ）は育苗の適温例を示す図であり、（ｂ）は生育の適温例を示す図である。
【図５】（ａ）はトマトとほうれん草の最適環境のデータを示す図であり、（ｂ）は室内環境の一例を示す図であり、（ｃ）は屋外環境の一例を示す図である。
【図６】本発明に係る植物育成空間の制御システムの動作例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】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００２２】
＜実施の形態＞
（植物育成空間の制御システム）
図１〜図３を参照して、植物育成空間の制御システム１００について説明する。図２に示すように、植物育成空間としての植物栽培室２１０と、植物栽培室２１０の隣の部屋２２０，２４０と、台所としての部屋２３０とが建物２００内に配置されている。そして、図１に示すように、植物育成空間の制御システム１００は、表示制御部１０と、建物２００の屋外に設置された屋外センサー２０と、植物栽培室２１０に設置された室内センサー３０、部屋２２０，２３０，２４０に設置された室内センサー４０、植物栽培室２１０に設置された空調装置（エアコン）５０、建物２００の屋内外に設置される各種の設備機器６０等により構成されている。検出手段７１は、図２および図３に示すプランター７０に設置され、光合成速度等を検出し、光合成速度等に関するデータを制御表示部１０の通信手段１５へ無線で送信する。
【００２３】
ここで、表示制御部１０は、図２に示すように、部屋２３０の壁面に設置されている。そして、表示制御部１０は、制御手段１１、各種設定及び表示切替などをするための操作手段１２、果菜類および葉菜類等の植物の育苗及び生育に関する環境データ等を記憶するための記憶手段１３、各種の設備機器６０等の動作状態や各種センサー２０，３０，４０から受信した環境データ等を表示するための表示手段１４およびインターネットを介して、植物の育苗及び生育に関する環境データ等を外部サーバ８０から取得するための通信手段１５から構成される。制御手段１１は、各種センサー２０，３０，４０，検出手段７１および外部サーバ８０から受信した環境データ等に基づいて、空調装置５０及び各種の設備機器６０等を制御する。
【００２４】
屋外センサー２０として、屋外の気温を測定する屋外温度センサー２１と、屋外の湿度を測定する屋外湿度センサー２２と、屋外の照度を測定する屋外照度センサー２３が建物２００の外壁等に設置されている。室内センサー３０として、部屋の気温を測定する室内温度センサー３１と、部屋の湿度を測定する室内湿度センサー３２と、部屋の照度を測定する室内照度センサー３３とが植物栽培室２１０に設置されている。また、室内センサー４０として、部屋の気温を測定する室内温度センサー４１と、部屋の湿度を測定する室内湿度センサー３２と、部屋に人が滞在しているかを検出するための人感センサー４４と、ＣＯ２の濃度を測定するためのＣＯ２濃度センサー４５とが部屋２１０，２２０，２３０に設置されている。
【００２５】
各種の設備機器６０のうち、ＬＥＤ６１、遮蔽手段６２、移動手段６３、開閉手段６６が植物栽培室２１０に設置されている。ＬＥＤ６１は、屋外からの採光が不足しているときに点灯し、植物に光を与えるよう制御手段１１により制御される。遮蔽手段６２ａは、屋外からの採光を遮断または調整するよう制御手段１１により制御され、遮蔽手段６２ｂは、植物栽培室から部屋２２０への光を遮断するよう制御手段１１により制御される。移動手段６３は、所定条件に従って回転駆動するよう制御手段１１により制御される。移動手段６３は、図２に示されるように、植物栽培室２１０の略中央に設置され、図３（ａ）に示されるように、複数のスタット６３ａが連結部により連結され、時計回りまたは反時計回りに回転駆動するように構成されている。図３（ｂ）に示すように、スタット６３ａは、駆動チェーン６３ｂに係合され、駆動部（図示せず）により駆動チェーン６３ｂと共に水平方向において回転駆動する（特開平１１−５６５７５参照）。なお、移動手段６３を駆動するための所定条件については後述する。開閉手段６６は、図２（ｂ）に示すように、窓２１０ａ、２２０ａの室内側にそれぞれ設置されている。そして、開閉手段６６は、例えば、モータ６６ｂとモータ６６ｂの回転軸に固定され窓２１０ａ、２２０ａのフレームと接触する円盤状のローラ（回動部）６６ｃと、モータ６６ｂとローラ６６ｃを収納する筐体６６ａとから構成され、筐体６６ａが壁面等に取付けられている。ローラ６６ｃはモータ６６ｂによって正逆方向に回転するようになっており、この回転によって窓２１０ａ，２２０ｂのフレームとローラ６６ｃとに摩擦力が作用し、この摩擦力によって窓２１０ａ，２２０ａが左右方向に往復動するようになっている。そして、モータ６６ｂを制御手段１１で制御することによってローラ６６ｃの回転を制御し、これによって窓２１０ａ、２２０ａの開閉を制御するようになっている。なお、開閉手段６６は上記のような構成に限らず、例えば、リニアモータ、ラック＆ピニオン機構等によって構成してもよい。
また、遮蔽手段６２の具体例としては、電動シャッター６２ａ、６２ｂがある。電動シャッター６２ａ、６２ｂは、駆動部（図示せず）により長細い鋼板を多数連結して作られているシャッター本体を上下方向に移動して開閉するよう制御部１１により制御される。また、電動シャッター６２ａ、６２ｂとして、複数のスラットから構成されるブラインドシャッターを採用することができる。このブラインドシャッターは、上部のスラットを少数枚開き空気を取り入れながらも外部からの光を遮断可能である。
【００２６】
各種の設備機器６０のうち、太陽光発電装置６４は建物２００の屋根に設置され、蓄電池６５は屋外に設置される。太陽光発電装置６４からの直流は、制御手段１１の制御により、直流のまま、または、交流に変換されて建物２００の各種の設備機器等に供給される。
【００２７】
（植物の育苗の温度条件）
植物をつくるには、（１）畑等に直にタネを蒔く直播き栽培と、（２）苗床にタネを蒔き、育苗（苗づくり）をしてから畑等に植える移植栽培の２つの方法がある。例えば、（１）直播き栽培の対象としては、葉菜類等のほうれん草、だいこん、はくさい、しゅんぎく、レタスなどがある。これに対して、（２）移植栽培の対象としては、果菜類のトマト、ナス、ピーマン、きゅうり、スイカ、メロンなどがある。
【００２８】
例えば、図４（ａ）に示すように、トマト、なす、ピーマン、きゅうり、スイカ、メロンなどの果菜類の育苗条件の気温範囲としては、昼間２４度〜３０度、夜間１５度〜２２度の範囲がある。そして、各植物に共通する適温として、昼間については２５度〜２７度がこれらの植物を生育する際に適温となる。しかし、各植物に共通する適温として、夜間については、（１）トマトときゅうりが１７度、（２）なす、ピーマン、きゅうり、スイカ、メロンが１８度〜２０度が適温となり、それぞれのグループにおいて適温がわずかに異なる。
しかし、上記２つのグループを育苗する際において、１７度〜１８度の範囲で植物栽培室の室温を保つことで、育苗に影響を与えることがないと思われる。
【００２９】
（植物の生育の温度条件）
そして、図４（ｂ）に示すように、トマト、なす、ピーマン、きゅうり、スイカ、メロン、かぼちゃなどの果菜類の生育条件の気温範囲としては、昼間１８度〜３０度、夜間８度〜２０度の範囲がある。そして、各植物に共通する適温として、昼間については、２３度がこれらの植物を生育する際に適温となる。しかし、各植物に共通する適温として、夜間については、（１）トマトとかぼちゃが１０度、（２）なす、きゅうり、スイカ、かぼちゃが１３度〜１５度、（３）ピーマン、スイカ、メロンが１８度で適温となり、それぞれのグループにおいて適温が異なる。また、ほうれん草、ダイコン、はくさい、セルリー、みつば、しゅんぎく、レタスなどの葉菜類等の生育条件は、各植物に共通する適温として、昼間１５度〜２０度が適温である。
ここで、果菜類と葉菜類とでは、昼間において、果菜類２３度、葉菜類２０度が適温として「最小３度」、果菜類２３度、葉菜類１５度が適温として「最大８度」の気温差が必要である。
次に、葉菜類は長時間の日長で育成が可能であり、果菜類と比べて、日照時間が生育に影響を与える。ここで、葉菜類に共通する最低限界温度は５度であり、最高限界温度は２３度である。夜間の適温は、果菜類は、（１）トマトとかぼちゃが１０度、（２）なすときゅうりが１５度、（３）ピーマンとスイカとメロンが１８度である。そのため、果菜類の適温で夜間は温度管理をし、葉菜類にはＬＥＤ６１で光を照射し、果菜類には仕切り６３ａにより光が当たらないようにすることで、果菜類と葉菜類の同時育成が可能となる。
そのため、本発明に係る植物育成空間の制御システム１００において、昼間においては、植物栽培室２１０において仕切り６３ａ等により日陰を作り前記気温差を生じさせ、各グループの適温に近づけることにより、上記すべての植物を同時に植物栽培室２１０で生育し、夜間においては、葉菜類にのみＬＥＤ６１により光を当てることにより、最適な温度に近づけて育苗することができる。
なお、いちごについては、夜間５度〜８度と他の植物に比べて、低い気温が必要とされるため、単体で生育するのが望ましい。
【００３０】
（植物の生育の際の照度条件）
一般に、葉菜類の生育の際の照度条件として、２０〜３０ｋｌｘ（キロルクス）が必要であり、果菜類の生育の際の照度条件として、７０〜８０ｋｌｘ（キロルクス）が必要である。そして、葉菜類は長時間の日長で生育が可能であり、果菜類は、６〜８時間の夜間が必要とされる。そのため、葉菜類と果菜類を同じ場所で生育する場合には、昼間は果菜類を屋外からの自然光があたる場所に配置し、夜間は果菜類をＬＥＤ６１からの光があたらない場所に配置する必要がある。
【００３１】
（本発明に係る構成等）
以下、上記に説明した構成のうち本発明に係る構成およびこの構成から得られる作用効果について説明する。
【００３２】
図１および図２に示すように、植物育成空間の制御システム１００は、建物２００内及び屋外の環境を測定する検知手段２０，３０，４０と、前記検知手段２０，３０，４０による検知結果に従って前記建物２００内に設置された空調装置５０と前記建物２００内または屋外に設置された設備機器６０を制御する制御手段１１と、を備えている。そして、前記空調装置５０が設置された植物を育成する植物栽培室２１０が前記建物２００内に設けられている。前記検知手段３０は該植物栽培室２１０内の環境を測定し、前記制御手段１１は、前記検知手段３０による前記植物栽培室２１０内の検知結果に従って前記植物栽培室２１０内の植物の成長に最適な環境を、前記空調装置５０よりも優先して、前記建物２００内または屋外の環境から取り込むよう前記設備機器６０を制御する。
【００３３】
例えば、前記植物栽培室２１０において、果菜類のトマトと葉菜類のほうれん草を栽培していると仮定する。図５および図６に示すように、制御手段１１は、定期的に、外部サーバ８０から植物の最適環境情報を取得し、屋外及び室内の植物栽培室２１０、部屋２２０，２３０，２４０の環境情報を取得する（ステップＳ１）。ここで、制御部１１は、外部サーバ８０から取得した（１）トマトの最適室温は２０度〜２５度、最適湿度は５０〜７０％、最適照度は７０〜８０ｋｌｘであり、（２）ほうれん草の最適室温は１５度〜２０度、最適湿度は７０〜８０％、最適照度は２０〜３０ｋｌｘであることを記憶部１３に記憶する。
次に、室内センサー３０、４０で測定された室内環境と屋外センサー２０で測定された屋外環境とを比較する（ステップＳ２）。図５に示す例では、トマトとほうれん草との共通する適温は２０度である。これに対して、植物栽培室２１０の室温は１５度である。屋外の気温（外気温）が２３度であり、トマトとほうれん草との前記共通する適温２０度に外気温が近いため、開口部をあける（ステップＳ３、Ｓ４）。すなわち、制御手段１１は、窓２１０ａを開けるよう開閉手段６６を駆動制御する。また、制御手段１１は、電動シャッター６２ａが開いていない場合、電動シャッター６２ａを開けるよう電動シャッター６２ａの駆動部（図示せず）を駆動制御する。これにより、植物栽培室２１０に外気を取り入れ、植物栽培室２１０の室温を適温２０度に自動的に近づけることができる。なお、部屋２２０及び屋外の気温が適温の範囲内にない場合は、空調装置５０を運転し、適温に近づける（ステップＳ５）。
【００３４】
本構成によれば、前記制御手段１１は、前記検知手段３０による前記植物栽培室２１０内の検知結果に従って前記植物栽培室２１０内の植物の成長に最適な環境を、前記空調装置５０よりも優先して、前記建物２００内または屋外の環境から取り込むよう前記設備機器６０を制御するので、前記空調装置５０を最小限に抑えつつ、前記建物２００内または屋外の環境から取り込むことが可能になる。したがって、省エネを図りつつ、植物の育成空間の環境を最適な育成環境に自動的に近づけることができる。
【００３５】
ここで、前記空調装置５０は継続的に電力を使用する機器であり、前記設備機器６０は一時的に電力を使用する機器６２，６６であるとする。例えば、上記例では、電動シャッター６２ａ、開閉手段６６が一時的に電力を使用する前記設備機器６０に相当する。
【００３６】
本構成によれば、前記空調装置５０は継続的に電力を使用する機器であり、前記設備機器６０は一時的に電力を使用する機器６２，６６であり、前記空調装置５０よりも優先して、前記設備機器６０を使用することにより植物の育成空間の環境を最適な育成環境に自動的に近づける際の電力消費量を低減できるため、ＣＯ２排出量を削減できる。
【００３７】
次に、例えば、図１、図２、図６に示すように、前記建物２００には、太陽光発電装置６４及び太陽光発電装置６４から出力された直流を蓄電可能な蓄電池６５が設置され、前記植物栽培室２１０には、ＬＥＤ６１が設置されており、前記制御手段１１は、前記植物栽培室２１０において前記検知手段２０により測定された屋外からの採光の照度が不足していると判断した場合、前記蓄電池６５から前記ＬＥＤ６１に電力を供給させ、ＬＥＤ６１を点灯させる（ステップＳ６、Ｓ７）。図５に示す例では、屋外環境の照度が５０ｋｌｘであり、トマトの最適照度７０ｋｌｘに満たないため、ＬＥＤ６１を点灯し、トマトの最適照度７０〜８０ｋｌｘになるように、制御手段１１は、蓄電池６５からＬＥＤ６１へ電力を供給させ、ＬＥＤ６１の照度が最適照度７０〜８０ｋｌｘになるように制御する。
【００３８】
本構成によれば、前記建物２００には、太陽光発電装置６４及び太陽光発電装置６４から出力された直流を蓄電可能な蓄電池６５が設置され、前記植物栽培室２１０には、ＬＥＤ６１が設置されており、前記制御手段１１は、前記植物栽培室２１０において前記検知手段２０により測定された屋外からの採光の照度が不足していると判断した場合、前記蓄電池６５から前記ＬＥＤ６１に電力を供給させ、ＬＥＤ６１を点灯させることにより、例えば、昼間に太陽光発電装置６４から出力された直流を蓄電池６５に供給し、蓄電池６５を充電し、夜間等に蓄電池６５からＬＥＤ６１に電力を供給可能となるため、ＣＯ２排出量を削減でき、かつ、直物の生育等に必要な照度を維持することができる。
【００３９】
次に、例えば、図１、図２、図３、図６に示すように、前記設備機器６０は前記植物栽培室２１０の屋外側に設けられた遮蔽手段６２ａであり、前記植物栽培室２１０には、植物の種類によって区分けされたプランター７０と、前記設備機器６０として前記プランター７０を移動する移動手段６３とが設けられ、前記プランター７０には、前記植物（葉菜類等、果菜類）の光合成の速度を検出する検出手段７１が設置されており、前記制御手段１１は、前記検出手段７１により検出された前記植物（葉菜類等、果菜類）の光合成の速度に応じて、移動手段６３により自動的にプランター７０の場所を移動させ、または、遮蔽手段６２の開閉を制御する。ここで、複数のプランター７０は、植物の種類（例えば、果菜類と葉菜類）毎に、棚７３または仕切り６３ａ，６３ｂによって区分けされている。例えば、図３に示すように、棚７３は、複数のプランター７０を置くことができ、移動手段６３上に置かれ、図２に示すように、仕切り６３ａは、移動手段６３上に周方向に所定間隔で設置されるものであり、周方向に隣り合う仕切り６３ａ，６３ａ間に同種類または類似の種類の植物が植えられたプランター７０が設置されるようになっている。また、仕切り６３ｂは、移動手段６３の中央部の床上に配置されるものがあり、窓２１０ａと窓２２０ａの中間位置に当該窓２１０ａ，２２０ａと平行に設置されている。棚７３は、移動手段６３上に多くのプランター７０を置きたい場合に使用される。また、仕切り６３ａ、６３ｂは、例えば、十分な光が必要な果菜類と果菜類より弱い光が必要な葉菜類とを区分けして、光を調整するために使用される。
光合成の速度の単位は、例えば、酸素の発生量／時間で表せる。ここで、図３（ｃ）に示すように、光合成の速度を測定する検出手段７３をプランター７０（葉菜類のほうれん草、果菜類のトマト）毎に取付ける。この場合、検出手段７３は、無線で、制御手段１１へ光合成の速度の情報を制御手段１１へ送信する。例えば、トマトとほうれん草とでは、図５に示すように、ほうれん草よりトマトの方が最適照度が高いため、トマトのプランター７０に設置された検出手段７３により検出された光合成の速度が低い場合、トマトを窓２１０ａまたは窓２１０ｂのいずれかに近づくように、制御手段１１は、移動手段６３を回転制御し、または、遮蔽手段６２ａを開くように制御する。光合成の速度は照度に比例するため、予め測定データを記憶手段１３に記憶しておく。そして、制御手段１１は、検出手段７１により検出された検出結果と記憶手段１３に記憶された光合成の速度を比較し、光合成速度が低い場合は、移動手段６３を回転駆動する。例えば、太陽の移動により光合成速度が低くなった場合は、移動手段６３を反時計回りに回転する。
【００４０】
本構成によれば、前記制御手段１１が、前記検出手段７１により検出された前記植物（葉菜類等、果菜類）の光合成の速度に応じて、移動手段６３により自動的にプランター７０の場所を移動させ、または、遮蔽手段６２ａの開閉を制御することにより、例えば、太陽の動きにより屋外からの採光の照度が不足している場合、太陽の動く方向に応じてプランター７０を移動することにより照度の不足を解消できるため、直物の生育等に必要な照度を維持することができる。
また、仕切り６３ａ，６３ｂによって、複数のプランター７０が種類によって区分けされているので、太陽光またはＬＥＤ６１の光を所望のプランター７０、つまり所望の種類の植物に当てることができる。
【００４１】
次に、例えば、図１、図２、図６に示すように、前記植物栽培室２１０と前記植物栽培室２１０の隣の部屋２２０との間に設けられた前記植物栽培室２１０からの光を遮断可能な遮蔽手段６２ｂを更に備え、前記検知手段４０は前記植物栽培室２１０の隣の部屋２２０に人が滞在しているか検知し、前記制御手段１１は人が滞在していると検知した場合、人の滞在する部屋２２０に前記植物栽培室２１０から光が漏れないように遮蔽手段６２ｂを制御する。例えば、夜間にＬＥＤ６１を点灯しているときに、制御手段１１は、人感センサー４４により部屋２２０に人が滞在していることを検出し、かつ、所定の時間（例えば、夜１０時）になると遮蔽手段６２ｂを閉めて、前記植物栽培室２１０の光が部屋２２０に漏れないようにする（ステップＳ８、Ｓ９）。
【００４２】
本構成によれば、前記制御手段１１は人が滞在していると検知した場合、人の滞在する部屋２２０に前記植物栽培室２１０から光が漏れないように前記植物栽培室２１０からの光を遮断可能な遮蔽手段６２ｂを制御することにより、前記植物栽培室２１０から隣の部屋２２０へ光が漏れないため、例えば、夜間にＬＥＤ６１を点灯しているときに、所定の時間（例えば、夜１０時）になると遮蔽手段６２ｂを制御して、前記植物栽培室２１０から隣の部屋２２０へ光が漏れないようにすることができ、隣の部屋２２０に滞在している人にＬＥＤ６１を点灯による影響を与えることを防止できる。
【００４３】
次に、例えば、図１、図２に示すように、前記植物栽培室２１０と前記植物栽培室２１０の隣の部屋２２０間に設けられた窓２２０ａの開閉を制御する開閉手段６６を更に備え、前記検知手段４０は前記部屋２２０のＣＯ２の濃度を測定し、前記制御手段１１は、ＣＯ２の濃度が一定値以上の場合、前記窓２２０ａを開くよう開閉手段６６を制御する。ここで、前記窓２２０ａは、はき出し窓を想定している。一方、前記植物栽培室２１０のＣＯ２の濃度は植物の光合成により減少し、前記隣の部屋２２０のＣＯ２の濃度は人が滞在していると相対的に高くなるので、このＣＯ２が前記植物栽培室２１０に流入する。例えば、トマトとほうれん草が光合成をしている昼間の時間帯で、部屋２２０のＣＯ２の濃度が一定値（例えば、１０００ｐｐｍ）以上の場合、開閉手段６６を駆動して窓２２０ａを開けることにより、部屋２２０のＣＯ２を含む空気を植物栽培室２１０へ流入させることができる。
【００４４】
本構成によれば、前記制御手段１１は、ＣＯ２の濃度が一定値以上の場合、前記部屋２２０内の空気を前記植物栽培室２１０に流入させるよう開閉手段６６を制御することにより、植物が光合成によりＣＯ２からＯ２を発生できるため、ＣＯ２排出量を削減でき、かつ、直物の生育等に必要な環境を維持することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１１ 制御手段
２０ 検知手段
２０，３０，４０ 検知手段
５０ 空調装置
６０ 設備機器
６１ ＬＥＤ
６２ 遮蔽手段
６３ 移動手段
６４ 太陽光発電装置
６５ 蓄電池
６６ 開閉手段
７０ プランター
７１ 検出手段
１００ 制御システム
２００ 建物
２１０ 植物栽培室
２２０，２３０，２４０ 部屋
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物内及び屋外の環境を測定する検知手段と、
前記検知手段による検知結果に従って前記建物内に設置された空調装置と前記建物内または屋外に設置された設備機器を制御する制御手段と、
を備え、
前記空調装置が設置された植物を育成する植物栽培室が前記建物内に設けられ、
前記検知手段は該植物栽培室内の環境を測定し、
前記制御手段は、前記検知手段による前記植物栽培室内の検知結果に従って前記植物栽培室内の植物の成長に最適な環境を、
前記空調装置よりも優先して、前記建物内または屋外の環境から取り込むよう前記設備機器を制御することを特徴とする植物育成空間の制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載の植物育成空間の制御システムにおいて、
前記空調装置は継続的に電力を使用する機器であり、
前記設備機器は一時的に電力を使用する機器であることを特徴とする植物育成空間の制御システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の植物育成空間の制御システムにおいて、
前記建物には、太陽光発電装置及び太陽光発電装置から出力された直流を蓄電可能な蓄電池が設置され、前記植物栽培室には、ＬＥＤが設置されており、
前記制御手段は、前記植物栽培室において前記検知手段により測定された屋外からの採光の照度が不足していると判断した場合、前記蓄電池からＬＥＤに電力を供給させ、ＬＥＤを点灯させることを特徴とする植物育成空間の制御システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の植物育成空間の制御システムにおいて、
前記設備機器は前記植物栽培室の屋外側に設けられた屋外からの光を遮断可能な遮蔽手段であり、
前記植物栽培室には、植物の種類によって区分けされた複数のプランターと、前記設備機器として前記プランターを移動する移動手段とが設けられ、前記プランターには、前記植物の光合成の速度を検出する検出手段が設置されており、
前記制御手段は、前記検出手段により検出された前記植物の光合成の速度に応じて、移動手段により自動的にプランターの場所を移動させ、または、遮蔽手段の開閉を制御することを特徴とする植物育成空間の制御システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の植物育成空間の制御システムにおいて、
前記植物栽培室と前記植物栽培室の隣の部屋との間に設けられた前記植物栽培室からの光を遮断可能な遮蔽手段を更に備え、
前記検知手段は前記植物栽培室の隣の部屋に人が滞在しているか検知し、
前記制御手段は人が滞在していると検知した場合、人の滞在する部屋に前記植物栽培室から光が漏れないように遮蔽手段を制御することを特徴とする植物育成空間の制御システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の植物育成空間の制御システムにおいて、
前記植物栽培室と前記植物栽培室の隣の部屋間に設けられた窓の開閉を制御する開閉手段を更に備え、
前記検知手段は前記部屋のＣＯ２の濃度を測定し、
前記制御手段は、ＣＯ２の濃度が一定値以上の場合、前記窓を開くよう開閉手段を制御することを特徴とする植物育成空間の制御システム。
【請求項１】
建物内及び屋外の環境を測定する検知手段と、
前記検知手段による検知結果に従って前記建物内に設置された空調装置と前記建物内または屋外に設置された設備機器を制御する制御手段と、
を備え、
前記空調装置が設置された植物を育成する植物栽培室が前記建物内に設けられ、
前記検知手段は該植物栽培室内の環境を測定し、
前記制御手段は、前記検知手段による前記植物栽培室内の検知結果に従って前記植物栽培室内の植物の成長に最適な環境を、
前記空調装置よりも優先して、前記建物内または屋外の環境から取り込むよう前記設備機器を制御することを特徴とする植物育成空間の制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載の植物育成空間の制御システムにおいて、
前記空調装置は継続的に電力を使用する機器であり、
前記設備機器は一時的に電力を使用する機器であることを特徴とする植物育成空間の制御システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の植物育成空間の制御システムにおいて、
前記建物には、太陽光発電装置及び太陽光発電装置から出力された直流を蓄電可能な蓄電池が設置され、前記植物栽培室には、ＬＥＤが設置されており、
前記制御手段は、前記植物栽培室において前記検知手段により測定された屋外からの採光の照度が不足していると判断した場合、前記蓄電池からＬＥＤに電力を供給させ、ＬＥＤを点灯させることを特徴とする植物育成空間の制御システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の植物育成空間の制御システムにおいて、
前記設備機器は前記植物栽培室の屋外側に設けられた屋外からの光を遮断可能な遮蔽手段であり、
前記植物栽培室には、植物の種類によって区分けされた複数のプランターと、前記設備機器として前記プランターを移動する移動手段とが設けられ、前記プランターには、前記植物の光合成の速度を検出する検出手段が設置されており、
前記制御手段は、前記検出手段により検出された前記植物の光合成の速度に応じて、移動手段により自動的にプランターの場所を移動させ、または、遮蔽手段の開閉を制御することを特徴とする植物育成空間の制御システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の植物育成空間の制御システムにおいて、
前記植物栽培室と前記植物栽培室の隣の部屋との間に設けられた前記植物栽培室からの光を遮断可能な遮蔽手段を更に備え、
前記検知手段は前記植物栽培室の隣の部屋に人が滞在しているか検知し、
前記制御手段は人が滞在していると検知した場合、人の滞在する部屋に前記植物栽培室から光が漏れないように遮蔽手段を制御することを特徴とする植物育成空間の制御システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の植物育成空間の制御システムにおいて、
前記植物栽培室と前記植物栽培室の隣の部屋間に設けられた窓の開閉を制御する開閉手段を更に備え、
前記検知手段は前記部屋のＣＯ２の濃度を測定し、
前記制御手段は、ＣＯ２の濃度が一定値以上の場合、前記窓を開くよう開閉手段を制御することを特徴とする植物育成空間の制御システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−５７７２（Ｐ２０１３−５７７２Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４１６４９（Ｐ２０１１−１４１６４９）
【出願日】平成２３年６月２７日（２０１１．６．２７）
【出願人】（３０７０４２３８５）ミサワホーム株式会社 (569)
【出願人】（５０４０９３４６７）トヨタホーム株式会社 (391)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２７日（２０１１．６．２７）
【出願人】（３０７０４２３８５）ミサワホーム株式会社 (569)
【出願人】（５０４０９３４６７）トヨタホーム株式会社 (391)
【Ｆターム（参考）】
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