JP2008301074A - 情報通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】周囲に存在する作物や植物が情報を送受信する際の障害になるような場合であっても情報を安定的に送受信可能にする。
【解決手段】電波強度検出部１６が、指向性アンテナ１１周囲の電波強度を検出する。制御部１７が、電波強度検出部１６により検出された電波強度を参照してモータ１５を駆動する。モータ１５の駆動に伴い回転駆動用ギア１４が回転し、回転駆動用ギア１３，１４が噛合することにより、回転駆動用ギア１４の回転方向に応じた方向に指向性アンテナ１１が水平面内で回転する。これにより指向性アンテナ１１の指向性の方向が変化する。制御部１７は、モータ１５の回転方向及び回転量を制御することにより、所定値以上の電波強度が検出された方向が指向性アンテナ１１の指向性の方向に含まれるように指向性アンテナ１１を回転駆動する。
【選択図】図３

Description

本発明は、農地等の屋外環境に設置され、各種情報を送受信する情報通信装置に関する。

近年のＩＴ技術の進歩に伴いインターネット等の電気通信回線を利用した情報通信技術が様々な分野で活用されるようになっている。この情報通信技術を活用することにより、周囲環境の情報を収集するデータ収集装置を遠隔地に設置し、このデータ収集装置からの情報を電気通信回線を介して集計して一元的に管理したり、データ収集装置によって収集された情報を自宅で閲覧したりするといったことが可能となる。このようなデータ収集装置は、一例として農地（農場）に設置され、気温，湿度，日射量等の環境情報，農作物の生育情報，農薬散布等の作業情報といった種々の情報を収集し、収集した情報を無線送信する。
特開２００６−０４２７２１号公報

ところが、データ収集装置は農地等の屋外環境に設置されるために、周囲に存在する作物や植物の成長に伴いこの作物や植物が電波を遮蔽して情報を送信する際の障害になることがある。このような問題は、データ収集装置が情報を送信する際だけに限られることはなく、データ収集装置を遠隔操作するために送信された制御信号をデータ収集装置が受信する場合にも同様に生じる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、周囲に存在する作物や植物が情報を送受信する際の障害になるような場合であっても情報を安定的に送受信可能な情報通信装置を提供することにある。

本発明の第１の態様に係る情報通信装置は、屋外環境に設置され、情報を送受信する情報通信装置であって、情報を送受信するための、水平方向に指向性の方向を有する指向性アンテナと、指向性アンテナを回転駆動する駆動部と、前記指向性アンテナ周囲の電波強度を検出する電波強度検出部と、電波強度検出部により検出された電波強度を参照して、所定値以上の電波強度が検出された方向が指向性アンテナの指向性の方向に含まれるように、駆動部を制御することにより指向性アンテナを回転駆動する制御部とを備える。

本発明の第２の態様に係る情報通信装置は、屋外環境に設置され、情報を送受信する情報通信装置であって、情報を送受信するための、指向性の方向が異なる複数の指向性アンテナと、各指向性アンテナ周囲の電波強度を検出する電波強度検出部と、電波強度検出部により検出された電波強度を参照して、所定値以上の電波強度が検出された方向が指向性の方向に含まれる指向性アンテナを情報の送受信に利用する指向性アンテナとして選択する制御部とを備える

本発明に係る情報通信装置によれば、所定値以上の電波強度が検出された方向が指向性アンテナの指向性の方向に含まれるように制御するので、周囲に存在する作物や植物が情報を送受信する際の障害になるような場合であっても情報を安定的に送受信することができる。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態となる農作物育成支援システムの構成について説明する。

〔農作物育成システムの全体構成〕
本発明の一実施形態となる農作物育成支援システム１は、図１に示すように、農家の作業者側に設けられた農家側コンピュータ（以下「農家側ＰＣ」という）２と、農地に設けられたデータ収集装置（フィールドサーバ）３と、集計・解析者側に設けられたサーバ４とを主な構成要素として備える。この農作物育成支援システム１において農家側ＰＣ２，データ収集装置３，及びサーバ４は、インターネット等の電気通信回線５を介して相互に情報通信可能なように構成されている。

農家側ＰＣ２は、パーソナルコンピュータ，携帯電話機，ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の汎用の情報処理装置により構成されている。農家側ＰＣ２は、電気通信回線５を介してデータ収集装置３又はサーバ４が保有する各種情報（具体的には収集データ）を閲覧又はダウンロードしたり、電気通信回線５を介して制御信号を送信することによりデータ収集装置３を遠隔操作したりすることができる。

データ収集装置３は、農作物が育成される農地に設置され、農作及び農地における農作物に関する情報（データ）を収集する。データ収集装置３は、後述する指向性アンテナ１１を介して図示しないアクセスポイントとの間で無線通信を行うことにより、電気通信回線５を介して農家側ＰＣ２又はサーバ４との間で情報通信を行うことができる。

サーバ４は、ワークステーション等の汎用の情報処理装置により構成されている。サーバ４は、データ収集装置３が収集した情報を受信したり、受信した情報を農家毎に所定の形式で集計したり、集計した情報を統計処理等の解析手法を利用して解析することにより農地及び農作物にとって最適な育成条件に関する情報を抽出したり、抽出された情報を農家側ＰＣ２に送信する機能を実現したりすることができる。

〔データ収集装置の構成〕
データ収集装置３は、図２に示すように、全体的に円柱形状を有する本体部１０ａと、本体部１０ａの底部に一体的に連結された棒形状の支柱部１０ｂとを有する。本体部１０ａは、制御手段，情報収集手段，及び通信手段といった、データ収集及び情報の送受信に必要な種々の電子部品を収容する。支柱部１０ｂは、その下端が地中に埋設されて固定的に起立することにより、本体部１０ａを支持する機能を担っている。

本体部１０ａの内部には、図３に示すように、各種情報を送受信するための平面形状の指向性アンテナ１１と、上端部が指向性アンテナ１１の下側側壁部に固定された同軸管１２と、同軸管１２の下端部に接合された回転駆動用ギア１３と、回転駆動用ギア１３と噛合する回転駆動用ギア１４と、回転駆動用ギア１４を回転駆動するモータ１５と、同軸管１２内に配設された信号線を介して指向性アンテナ１１に接続された電波強度検出部１６と、データ収集装置３全体の動作を制御する制御部１７とが設けられている。指向性アンテナ１１は、図４に示すように所定のビーム幅の指向性を有し、指向性の方向が水平方向に向く（垂直偏波送受信形態）ように配設されている。

このデータ収集装置３が、情報を送受信する、又は情報通信時に電波の送受信状況が悪くなった際は、始めに電波強度検出部１６が、指向性アンテナ１１周囲の電波強度を検出する。次に制御部１７が、電波強度検出部１６により検出された電波強度を参照してモータ１５を駆動する。モータ１５の駆動に伴い回転駆動用ギア１４が回転し、回転駆動用ギア１３，１４が噛合することにより、回転駆動用ギア１４の回転方向に応じた方向に指向性アンテナ１１が水平面内で回転する。これにより指向性アンテナ１１の指向性の方向が変化する。制御部１７は、モータ１５の回転方向及び回転量を制御することにより、所定値以上の電波強度が検出された方向が指向性アンテナ１１の指向性の方向に含まれるように指向性アンテナ１１を回転駆動する。

このような構成を有するデータ収集装置３によれば、周囲の作物や植物の影響によってアンテナ部１４の指向性の方向に対応する電波強度が情報通信の障害となる所定値以下まで弱められた場合であっても、制御部１７が所定値以上の電波強度が検出された方向が指向性アンテナ１１の指向性の方向に含まれるように指向性アンテナ１１を水平面内で回転駆動するので、情報を安定的に送受信することができる。

図３に示す例では指向性アンテナ１１を水平面内で回転駆動させたが、図５に示すように指向性アンテナ１１の仰角が変位するように指向性アンテナ１１を回転駆動させてもよい。このような構成によれば、指向性アンテナ１１の指向性の方向を所定値以上の電波強度が検出された方向により確実に含ませることができる。またデータ収集装置３が傾斜地に設置されている場合であっても、指向性アンテナ１１の指向性の方向を所定値以上の電波強度が検出された方向に含ませることができる。

図６に示すように指向性アンテナ１１を垂直面内で回転駆動させることにより、指向性アンテナ１１が送受信する情報の偏波形態を垂直偏波送受信形態から水平偏波送受信形態に変更できるようにしてもよい。偏波形態は周囲環境や地面の反射によって変わることがあるが、このような構成によれば、偏波形態の変化に柔軟に対応し、情報をより安定的に送受信することが可能になる。

図示しないが、本体部１０ａ内に電波を送受信する相手装置となるアクセスポイントや他のデータ収集装置３をパターンマッチング等の画像処理により検出する画像処理部を設け、制御部１７が画像処理部により検出されたアクセスポイントや他のデータ収集装置３の方向が指向性アンテナ１１の指向性の方向に含まれるように指向性アンテナ１１を回転駆動させてもよい。

本体部１０ａ内に、図７に示すような指向性の方向が異なる指向性アンテナ１１ａ〜１１ｄと情報通信に利用する指向性アンテナを指向性アンテナ１１ａ〜１１ｄの間で切り換えるスイッチ部１８を設け、制御部１７は、スイッチ部１８を制御することにより所定値以上の電波強度が検出された方向が指向性の方向に含まれる指向性アンテナを情報の送受信に利用する指向性アンテナとして選択するようにしてもよい。このような構成によれば、指向性アンテナの回転機構を設けることなく情報を安定的に送受信することができるので、装置の信頼性を向上させることができる。

本体部１０ａ内に、図８に示すような指向性の幅が異なる指向性アンテナ１１ｅ，１１ｆと、情報通信に利用する指向性アンテナを指向性アンテナ１１ｅ，１１ｆの間で切り換えるスイッチ部１８を設けてもよい。一般に、指向性アンテナの指向性の幅が狭すぎると指向性アンテナの方向の調整が困難になるので、指向性の幅はある程度の大きさを有することが望ましい。ところが指向性の幅が逆に広すぎると、情報の送受信方向以外の電波も受信してしまうためにノイズが大きくなる。

従って、方向や利得の調整によって感度の向上が実現できない場合には、指向性の幅が狭い指向性アンテナを用いることにより、ノイズレベルを下げ、信号とノイズの差を広げることにより相対的な感度を向上させることができる。図８に示すような構成によれば、始めに指向性の幅が広い指向性アンテナ１１ｅを回転駆動することにより電波強度が強い方向を大まかに推定し、その後指向性の幅が狭い指向性アンテナ１１ｆを回転駆動することにより電波強度が強い方向を特定することができる。

本体部１０ａに、図９（ａ）に示すような電波強度検出部１６により検出された電波強度を画像により表示する表示部１９や図９（ｂ）に示すような電波強度検出部１６により検出された電波強度を数字により表示する表示部１９を設けてもよい。表示部１９は液晶表示装置や７セグメントＬＥＤにより構成できる。このような構成によれば、表示部１９に表示された電波強度を参照して電波強度が強い方向を確認して、指向性アンテナ１１の指向性の方向をユーザが手動で調整することができる。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。

本発明の実施形態となる農作物育成支援システムの構成を示す模式図である。 図１に示すデータ収集装置の概観の構成を示す模式図である。 図１に示すデータ収集装置の内部構成を示す断面図である。 図３に示す指向性アンテナの指向性の方向を説明するための模式図である。 指向性アンテナの仰角の回転機構の構成を示す模式図である。 指向性アンテナの垂直面内の回転機構の構成を示す模式図である。 指向性の方向が異なる複数の指向性アンテナを備える場合のスイッチング機構を示す模式図である。 指向性の幅が異なる複数の指向性アンテナを備える場合のスイッチング機構を示す模式図である。 電波強度を表示する表示部の一例を示す図である。

符号の説明

１：農作物育成支援システム
２：農家側コンピュータ
３：データ収集装置
４：サーバ
５：電気通信回線
１０ａ：本体部
１０ｂ：支柱部
１１，１１ａ〜ｆ：指向性アンテナ
１２：同軸管
１３，１４：回転駆動用ギア
１５：モータ
１６：電波強度検出部
１７：制御部
１８：スイッチ部
１９：表示部

Claims (8)

1. 屋外環境に設置され、情報を送受信する情報通信装置であって、
   前記情報を送受信するための、水平方向に指向性の方向を有する指向性アンテナと、
   前記指向性アンテナを回転駆動する駆動部と、
   前記指向性アンテナ周囲の電波強度を検出する電波強度検出部と、
   前記電波強度検出部により検出された電波強度を参照して、所定値以上の電波強度が検出された方向が前記指向性アンテナの指向性の方向に含まれるように、前記駆動部を制御することにより前記指向性アンテナを回転駆動する制御部と
   を備えることを特徴とする情報通信装置。
2. 請求項１に記載の情報通信装置において、前記駆動部は前記指向性アンテナを水平面内で回転駆動することを特徴とする情報通信装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の情報通信装置において、前記駆動部は前記指向性アンテナの仰角を変位させることを特徴とする情報通信装置。
4. 請求項１乃至請求項３のうち、いずれか１項に記載の情報通信装置において、前記駆動部は前記指向性アンテナを垂直面内で回転駆動することを特徴とする情報通信装置。
5. 請求項１乃至請求項４のうち、いずれか１項に記載の情報通信装置において、電波を送受信する相手装置を画像処理により検出する検出部を備え、前記制御部は前記検出部により検出された相手装置の方向が前記指向性アンテナの指向性の方向に含まれるように前記駆動部を制御することにより前記指向性アンテナを回転駆動することを特徴とする情報通信装置。
6. 請求項１乃至請求項５のうち、いずれか１項に記載の情報通信装置において、指向性の幅が異なる複数の指向性アンテナと、前記駆動部が回転駆動する指向性アンテナを当該複数の指向性アンテナの間で切り換えるスイッチ部とを備え、前記制御部は、前記スイッチ部を制御することにより前記駆動部が回転駆動する指向性アンテナを選択した後、選択した指向性アンテナを回転駆動することを特徴とする情報通信装置。
7. 請求項１乃至請求項６のうち、いずれか１項に記載の情報通信装置において、前記電波強度検出部により検出された電波強度を表示する表示部を備えることを特徴とする情報通信装置。
8. 屋外環境に設置され、情報を送受信する情報通信装置であって、
   前記情報を送受信するための、指向性の方向が異なる複数の指向性アンテナと、
   各指向性アンテナ周囲の電波強度を検出する電波強度検出部と、
   前記電波強度検出部により検出された電波強度を参照して、周囲の電波強度が最も強い指向性アンテナを情報の送受信に利用する指向性アンテナとして選択する制御部と
   を備えることを特徴とする情報通信装置。

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