营养液土耕系统、营养液土耕控制服务器、盐类聚集判定方法以及土壤EC传感器技术方案

营养液土耕系统包括：控制器，其向营养液土耕控制服务器发送传感器的数据，基于所接收到的数据来对水供给阀、培养原液供给阀以及喷出阀进行控制；以及营养液土耕控制服务器，其基于从控制器接收到的传感器的数据，来计算对水供给阀、培养原液供给阀及喷出阀的控制量后向控制器回传。

Nutrient solution soil tillage system, nutrient solution soil tillage control server, salt aggregation determination method and soil EC sensor

Soil nutrient liquid tillage system comprises a controller that controls the sending data to the server sensor tillage soil nutrient liquid, the received data to control the water supply valve, liquid supply valve and discharge valve train based on liquid and soil nutrition; tillage control server, the sensor received from the controller based on the data, to the calculation of the amount of water supply control valve, valve and the exhaust valve culture liquid supply to the controller to return after.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】营养液土耕系统、营养液土耕控制服务器、盐类聚集判定方法以及土壤EC传感器
本专利技术涉及一种营养液土耕系统、营养液土耕系统中使用的营养液土耕控制服务器、用于判定土耕栽培中的土壤的盐类聚集的盐类聚集判定方法以及适于该盐类聚集判定方法的土壤EC传感器。此外，在本专利技术的说明书中，作物包含农作物和观叶植物。
技术介绍
在国土面积狭窄的日本，农业的高效化、收益性提高是紧迫的问题。作为使农业高效化和收益性提高的有力的方法，专利技术人等对营养液土耕进行了研究，并不断进行用于高度实现营养液土耕的系统的开发。营养液土耕是一种在需要时使用灌水管向土壤中栽培的作物施加所需量的培养液的节水型作物栽培技术，该培养液是用适量的水稀释肥料而得到的。专利文献1是被认为与本专利技术的一部分有关系的、使用了营养液土耕的作物的栽培方法的现有技术文献。专利文献1公开了一种作物的栽培方法，通过营养液土耕栽培作物，该方法包括以下步骤：(1)在栽培作物之前，对土壤进行分析来测定土壤中的氯离子浓度和硫酸离子浓度；(2)求出氯离子和硫酸离子对电导率的贡献值(ds/m)；(3)针对土壤溶液的电导率，对标准电导率加上在上述(2)中求出的贡献值来决定管理目标值；(4)在栽培期间中，测定土壤溶液中的电导率；以及(5)对在施肥时供给的肥料溶液的浓度和液量进行调节，以使得在上述(4)中求出的电导率维持在上述(3)中决定的管理目标值的范围内。专利文献1：日本特开2003-79215号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题现有技术的营养液土耕被分为使用了计时器的简易型系统和计算机控制系统。在前者的情况下，无法立即应对天气的变化，有可能导致施加过多的肥料而引起地下水污染。在后者的情况下，在计算机系统的导入时需要很多资金。本专利技术的目的在于，解决上述问题，提供一种个人经营者也能够容易地导入且能够实现高度的控制的营养液土耕系统、该营养液土耕系统中使用的营养液土耕控制服务器、盐类聚集判定方法以及土壤EC传感器。用于解决问题的方案为了解决上述问题，本专利技术的营养液土耕系统具备：喷出阀，其从供给培养液的培养液生成部接受培养液的供给，用于对培养液向种植作物的土壤的供给和供给切断进行控制，其中，培养液是将水和培养原液混合而成的；第一灌水管，其从喷出阀接受培养液的供给，并向土壤散布培养液；第二灌水管，其与第一灌水管一同从喷出阀接受培养液的供给，并向土壤散布培养液；以及控制器，其基于规定的控制信息，来对由培养液生成部进行的培养液的生成和喷出阀的开闭进行控制。控制数据制作部基于第一灌水管的长度、第二灌水管的长度以及喷出阀的每单位时间内的培养液供给能力，来计算基于培养液生成部的喷出阀的打开时间，并向控制器提供包含喷出阀的打开时间的控制信息。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供一种个人经营者也能够容易地导入且能够实现高度的控制的营养液土耕系统、该营养液土耕系统中使用的营养液土耕控制服务器、盐类聚集判定方法以及土壤EC传感器。通过以下的实施方式的说明进一步明确上述课题以外的课题、结构以及效果。附图说明图1是说明第一盐类聚集判定方法的概要图，示出没有发生盐类聚集的正常土壤中的EC值变化的概要性的曲线图以及发生了盐类聚集的土壤中的EC值变化的概要性的曲线图。图2是说明第二盐类聚集判定方法的第一过程和第四过程的概要图。图3是示出第一种类的没有发生盐类聚集的正常土壤中的EC值变化的概要性的曲线图、第二种类的没有发生盐类聚集的正常土壤中的EC值变化的概要性的曲线图以及发生了盐类聚集的土壤中的EC值变化的概要性的曲线图。图4是本实施方式所涉及的EC传感器的横截面图以及使用EC传感器的EC值简易测定装置的框图。图5是本专利技术的实施方式所涉及的营养液土耕系统的概要图。图6是概要性地示出农户的设备的框图。图7是示出控制器的硬件的结构的框图。图8是示出控制器的软件的功能的框图。图9是示出营养液土耕控制服务器的硬件的结构的框图。图10是示出营养液土耕控制服务器的软件的功能的框图。图11是示出控制数据制作部的功能的框图。图12是示出日志数据库、太阳辐射量数据库、趋势信息表、阈值范围主数据以及用户主数据的结构的图。图13是示出机器数据库的结构的图。图14是示出控制器与同该控制器连接的各种传感器及机器之间的关系的概要图。图15是示出控制器的动作流程的流程图。图16是示出由营养液土耕控制服务器的控制数据制作部针对某个控制器的某个喷出阀进行的培养液量和浓度的运算处理的流程的流程图。图17是用于说明由培养液量微调整部对土壤含水量进行校正的过程的示意性的曲线图。图18是用于说明由培养液量微调整部对土壤含水量进行校正的过程的示意性的曲线图。图19是说明GUI处理部的处理内容的框图。图20是根据GUI处理部所输出的描绘信息而在平板终端显示的操作画面。图21是盐类聚集判定功能中的终端的显示画面。图22是盐类聚集判定功能中的终端的显示画面。图23是盐类聚集判定功能中的终端的显示画面。具体实施方式土耕栽培分为露天栽培和大棚栽培，即利用塑料大棚或温室的栽培。关于日本的土耕栽培，使气候的变动缓和来易于控制作物的生长环境的大棚栽培正在被广泛地实施。特别是在东北地区、北海道地区等寒冷地带，大棚栽培的普及率高。此外，以后将塑料大棚和温室统称为“大棚”。在日本的大棚栽培中，明确了约8成左右的大棚栽培会在土壤发生盐类聚集而成为使大棚栽培的生产性下降的主要原因。盐类聚集是指如下的现象：由于对土壤过剩地施加肥料而导致土壤中的硝酸离子(NO3-：硝态氮)的浓度相对于适当值大幅地变浓，从而导致对作物的生长产生不良影响。当前在市场中流通的用于测定土壤中的硝态氮的浓度的土壤EC传感器存在由于测定对象是土壤而无法信赖所得到的测定值的绝对值这样的非常难解决的问题点。因此，在进行土壤中的盐类聚集的判定时，事前采集土壤并使用专用的测定装置等，容易导致规模变大，并且还导致成本高。对于实施大棚栽培的农户而言，土壤中蓄积的盐类的具体的值并不重要，重要的是土壤是否处于盐类聚集的状态。因而，期望提供一种用于判定土壤的盐类聚集的简易且廉价的方法。本专利技术的目的在于解决上述问题，提供一种个人经营者也能够容易地实施的盐类聚集判定方法、适于该盐类聚集判定方法的土壤EC传感器、营养液土耕系统、以及营养液土耕系统中使用的营养液土耕控制服务器。在从此要说明的实施方式中，首先，说明两个判定盐类聚集的方法。第一个是非常简易的盐类聚集的判定方法。第二个是考虑到土壤中的盐类存在多种盐类的更准确的盐类聚集的判定方法。接着，对立足于盐类聚集的判定方法的新的土壤EC传感器进行说明。作为用于实施第二个盐类聚集判定方法的系统，考虑利用使用了计算机控制的营养液土耕系统的功能。因此，首先对专利技术人们正在研究开发的营养液土耕系统进行说明。然后，对由营养液土耕系统利用营养液土耕系统的日志功能掌握成为判定对象的土壤为没有栽培作物的状态来实施盐类聚集判定处理的实施方式进行说明。[第一盐类聚集判定方法]图1A是说明本专利技术所涉及的第一盐类聚集判定方法的概要图。图1B是示出没有发生盐类聚集的正常土壤中的EC值变化的概要性的曲线图。图1C是示出发生了盐类聚集的土壤中的EC值变化的概要性的曲线图。此外，实际的EC值变化为曲线并伴有波动，但是在图1B和图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种营养液土耕系统，具备：喷出阀，其从供给培养液的培养液生成部接受所述培养液的供给，用于对所述培养液向种植作物的土壤的供给和供给切断进行控制，所述培养液是将水和培养原液混合而成的；第一灌水管，其从所述喷出阀接受所述培养液的供给，并向所述土壤散布所述培养液；第二灌水管，其与所述第一灌水管一同从所述喷出阀接受所述培养液的供给，并向所述土壤散布所述培养液；控制器，其基于规定的控制信息，来对由所述培养液生成部进行的所述培养液的生成和所述喷出阀的开闭进行控制；以及控制数据制作部，其基于所述第一灌水管的长度、所述第二灌水管的长度以及所述喷出阀的每单位时间内的培养液供给能力，来计算基于所述培养液生成部的所述喷出阀的开放时间，并向所述控制器提供包含所述喷出阀的开放时间的所述控制信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.31 JP 2015-0723931.一种营养液土耕系统，具备：喷出阀，其从供给培养液的培养液生成部接受所述培养液的供给，用于对所述培养液向种植作物的土壤的供给和供给切断进行控制，所述培养液是将水和培养原液混合而成的；第一灌水管，其从所述喷出阀接受所述培养液的供给，并向所述土壤散布所述培养液；第二灌水管，其与所述第一灌水管一同从所述喷出阀接受所述培养液的供给，并向所述土壤散布所述培养液；控制器，其基于规定的控制信息，来对由所述培养液生成部进行的所述培养液的生成和所述喷出阀的开闭进行控制；以及控制数据制作部，其基于所述第一灌水管的长度、所述第二灌水管的长度以及所述喷出阀的每单位时间内的培养液供给能力，来计算基于所述培养液生成部的所述喷出阀的开放时间，并向所述控制器提供包含所述喷出阀的开放时间的所述控制信息。2.根据权利要求1所述的营养液土耕系统，其特征在于，还具备：太阳辐射传感器，其测定日照的强度；测位信息输出部，其输出种植所述作物的位置的测位信息；以及太阳辐射量培养液量表，其按测位信息、作物的类型、日期以及时间，记录可能太阳辐射量以及与所述可能太阳辐射量对应的基准培养液量，所述控制数据制作部参考所述太阳辐射传感器的日照测定值以及根据所述测位信息和当前日期和时间确定所述太阳辐射量培养液量表的记录所得到的所述基准培养液量，来计算所述培养液的供给量。3.根据权利要求2所述的营养液土耕系统，其特征在于，还具备土壤传感器，该土壤传感器测定所述土壤的土壤含水量，所述控制数据制作部将从所述土壤传感器得到的土壤含水量信息与规定的基准土壤含水量进行比较，来计算向所述作物供给的所述培养液的供给量。4.根据权利要求3所述的营养液土耕系统，其特征在于，还具备：土壤电导率传感器，其用于测定所述土壤的土壤电导率值；传感器信息表，其用于保存所述土壤电导率传感器的测定值；以及状态信息表，其用于保存表示在与所述喷出阀关联的所述土壤中是否种植有作物的状态信息，所述控制数据制作部从所述传感器信息表中参考所述土壤电导率传感器的测定值的变动倾向来计算所述培养液的供给量，并且在确认出在所述土壤中没有种植作物后，将所述土壤电导率传感器的测定值记录于所述传感器信息表以进行盐类聚集判定。5.一种营养液土耕系统，具备：第一喷出阀，其从供给培养液的培养液生成部接受所述培养液的供给，用于对所述培养液向种植作物的第一土壤区域的供给和供给切断进行控制，所述培养液是将水和培养原液混合而成的；第一灌水管，其从所述第一喷出阀接受所述培养液的供给，并向所述第一土壤区域散布所述培养液；第二喷出阀，其从所述培养液生成部接受所述培养液的供给，用于对所述培养液向种植作物的与所述第一土壤区域不同的第二土壤区域的供给和供给切断进行控制；第二灌水管，其从所述第二喷出阀接受所述培养液的供给，并向所述第二土壤区域散布所述培养液；控制器，其基于规定的控制信息，来对由所述培养液生成部进行的所述培养液的生成进行控制，并且对所述第一喷出阀和所述第二喷出阀以排他的方式进行开闭控制；以及控制数据制作部，其基于所述第一喷出阀的每单位时间内的培养液供给能力和所述第一灌水管的长度，来计算基于所述培养液生成部的所述第一喷出阀的开放时间，并且基于所述第二喷出阀的每单位时间内的培养液供给能力和所述第二灌水管的长度，来计算基于所述培养液生成部的所述第二喷出阀的开放时间，向所述控制器提供用于对所述第一喷出阀进行开放控制的第一控制信息和用于对所述第二喷出阀进行开放控制的第二控制信息。6.根据权利要求5所述的营养液土耕系统，其特征在于，还具备：太阳辐射传感器，其测定日照的强度；测...

【专利技术属性】
技术研发人员：小泽圣，藤原俊六郎，佐佐木伸一，喜多英司，时津博直，竹田津洋，
申请(专利权)人：株式会社路特雷克网络，学校法人明治大学，
类型：发明
国别省市：日本,JP