KR101876101B1 - 수목 생육 모니터링 시스템 및 이를 이용한 수목 생육 모니터링 방법 - Google Patents
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Abstract
수목 생육 모니터링 시스템이 개시된다. 상기 수목 생육 모니터링 시스템은 나무가 식재된 토양 내의 측정 가능한 환경 요소를 측정하는 생육환경감지부; 상기 생육환경감지부와 통신 가능하게 연결되고, 상기 나무의 최적생육정보 및 상기 나무의 위치정보가 미리 저장되어 있는 데이터저장부; 상기 나무의 주변에 설치되어 상기 나무가 식재된 토양에 물을 공급하는 급수부; 상기 생육환경감지부, 데이터저장부, 급수부와 통신하여 각각을 제어하도록 구성되고, 상기 나무의 주변의 환경 요소 및 토양 내의 환경 요소를 정해진 주기에 따라 측정하도록 상기 생육환경감지부를 제어하는 일반제어모드 및 상기 일반제어모드에 앞서 수행되고 상기 생육환경감지부가 상기 토양 내의 환경 요소를 정해진 주기에 따라 측정하도록 제어하는 테스트제어모드를 포함하고, 상기 일반제어모드를 수행하여 얻어진 제1 토양감지정보 및 상기 최적생육정보를 비교하여 그 비교 결과를 바탕으로 상기 급수부를 구동시키고, 상기 테스트제어모드를 수행하여 얻어진 제2 토양감지정보를 바탕으로 상기 급수부를 구동시키도록 구성된 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 수목 생육 모니터링 시스템 및 이를 이용한 수목 생육 모니터링 방법에 관한 것으로 더욱 구체적으로는 수목의 생육 특성에 적합한 환경에서 수목이 생육될 수 있도록 관리할 수 있는 수목 생육 모니터링 시스템 및 이를 이용한 수목 생육 모니터링 방법에 관한 것이다.
일반적으로 도로, 공원, 아파트 단지 등에는 미관을 위해 다수의 수목이 식재되어 조경 환경이 조성된다.
조경 환경에서의 수목의 현재 상태(수분상태)나 주변의 상황(온도, 습도 등)에 따라 각각의 수목의 생육 특성에 적합한 상황조치가 필요하나, 조경 환경에서의 수목 생육 상태에 대한 정보수집 및 수목 생육 상태에 따른 조치 등의 체계가 확립되지 않아 조경 환경에서 다수의 수목을 관리하기가 어려운 실정이다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 나무가 식재된 현장의 토양 상태가 나무의 최적의 생육을 위한 조건에 부합하는 상태가 되도록 원격 모니터링 및 자동 제어하여 수목의 생육 특성에 적합한 환경에서 생육될 수 있도록 관리할 수 있도록 한 수목 생육 모니터링 시스템 및 이를 이용한 수목 생육 모니터링 방법을 제공하는데 있다.
다른 목적으로, 기초적인 토양 상태에 관계 없이 다수의 수목을 최적의 생육 특성에 적합한 환경에서 생육될 수 있도록 관리할 수 있도록 한 수목 생육 모니터링 시스템 및 이를 이용한 수목 생육 모니터링 방법을 제공하는데 있다.
또 다른 목적으로, 기후 변화에 신속히 대처하여 수목 및 토양을 안전하게 보호할 수 있도록 한 수목 생육 모니터링 시스템 및 이를 이용한 수목 생육 모니터링 방법을 제공하는데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면으로서, 수목 생육 모니터링 시스템은 나무가 식재된 토양 내의 측정 가능한 환경 요소를 측정하는 생육환경감지부; 상기 생육환경감지부와 통신 가능하게 연결되고, 상기 나무의 최적생육정보 및 상기 나무의 위치정보가 미리 저장되어 있는 데이터저장부; 상기 나무의 주변에 설치되어 상기 나무가 식재된 토양에 물을 공급하는 급수부; 상기 생육환경감지부, 데이터저장부, 급수부와 통신하여 각각을 제어하도록 구성되고, 상기 나무의 주변의 환경 요소 및 토양 내의 환경 요소를 정해진 주기에 따라 측정하도록 상기 생육환경감지부를 제어하는 일반제어모드 및 상기 일반제어모드에 앞서 수행되고 상기 생육환경감지부가 상기 토양 내의 환경 요소를 정해진 주기에 따라 측정하도록 제어하는 테스트제어모드를 포함하고, 상기 일반제어모드를 수행하여 얻어진 제1 토양감지정보 및 상기 최적생육정보를 비교하여 그 비교 결과를 바탕으로 상기 급수부를 구동시키고, 상기 테스트제어모드를 수행하여 얻어진 제2 토양감지정보를 바탕으로 상기 급수부를 구동시키도록 구성된 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예로서, 상기 제1 토양감지정보 및 제2 토양감지정보는 토양 내의 온도 측정값, 습도 측정값, 염분 측정값, PH 농도 측정값을 포함하고, 상기 최적생육정보는 상기 나무 생육에 필요한 1일 수분유지함량을 포함하고, 상기 제어부는 상기 일반제어모드를 수행하여 얻어지는 제1 토양감지정보 중 상기 습도 측정값이 상기 1일 수분유지함량 미만으로 낮아지는 경우 상기 나무가 식재된 토양에 물을 1회 이상 공급하도록 상기 급수부를 구동시키고, 상기 제어부는 상기 테스트제어모드를 수행할 때 감지되는 상기 습도 측정값이 상기 1일 수분유지함량 미만 수준으로 2회 이상 감지되는 경우, 상기 일반제어모드에서 급수부가 구동될 때 상기 일반제어모드에 따른 급수부의 물 공급 횟수 더하기(+) 2의 횟수로 토양에 물을 공급하도록 상기 일반제어모드를 설정할 수 있다.
본 발명의 다른 측면으로서, 상기 생육환경감지부는 나무의 주변의 측정 가능한 환경 요소를 측정하여 주변환경감지정보를 생성하고, 상기 데이터저장부에는 상기 제1 토양감지정보, 제2 토양감지정보 및 주변환경감지정보가 저장되고, 상기 시스템은, 상기 제1 토양감지정보, 제2 토양감지정보, 주변환경감지정보 및 나무의 위치 정보를 디스플레이 가능하도록 구성된 관리자 단말기; 및 상기 데이터저장부 및 관리자 단말기와 통신 가능하게 연결되고, 상기 데이터저장부 및 관리자 단말기와 통신하여 상기 제1 토양감지정보, 제2 토양감지정보, 주변환경감지정보 및 나무의 위치정보를 상기 관리자 단말기로 전송하도록 구성된 데이터전송부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예로서, 상기 제어부는 상기 제1 토양감지정보 및 상기 최적생육정보를 비교하여 그 결과를 토양보정정보로 생성하여 상기 토양보정정보를 상기 데이터저장부에 저장하도록 구성되고, 상기 데이터전송부는 상기 데이터저장부에 저장된 상기 토양보정정보 및 나무의 위치정보를 상기 관리자 단말기로 전송할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면으로서, 상기 시스템은 상기 나무에 근접하게 설치되어 상기 나무가 식재된 토양을 멀칭(mulching)하도록 구동되는 멀칭수행부를 더 포함하고, 상기 제1 토양감지정보 및 제2 토양감지정보는 토양 내의 온도 측정값, 습도 측정값, 염분 측정값, PH 농도 측정값을 포함하고, 상기 최적생육정보는 상기 나무 생육에 필요한 1일 수분유지함량을 포함하고, 상기 제어부는 상기 멀칭수행부와 통신 가능하게 연결되고, 상기 제어부는 상기 일반제어모드를 수행할 때 감지되는 습도 측정값이 상기 1일 수분유지함량을 초과하는 수준으로 2회 이상 감지되는 경우 상기 멀칭수행부를 구동시키도록 구성될 수 있다.
일 실시예로서, 상기 멀칭수행부는, 상기 나무 주변에서 상기 나무 둘레를 에워싸도록 설치되는 레일; 상기 나무의 위치로부터 상기 레일부를 향해 연장되어 상기 나무 및 레일부의 사이에 배치되는 멀칭비닐고정부재; 권취드럼 및 상기 권취드럼에 원통형상으로 감겨있는 멀칭비닐을 포함하고, 상기 멀칭비닐의 일단부가 상기 멀칭비닐고정부에 고정되도록 상기 멀칭비닐고정부에 근접하게 설치되는 멀칭부재; 및 상기 레일을 따라 이동 가능하게 상기 레일 상에 안착되고, 상기 제어부와 통신 가능하게 연결되어 상기 제어부의 제어에 의해 상기 레일을 따라 무선 주행되고, 상기 레일을 따라 이동할 때 상기 권취드럼의 자유회전이 가능하도록 상기 권취드럼과 연결되는 주행카를 포함할 수 있다.
상기 나무가 1 내지 n개의 복수인 경우 상기 생육환경감지부 및 급수부는 상기 복수의 나무의 개수에 대응하는 개수로 구비되고, 상기 제어부는 각각의 생육환경감지부 및 급수부를 제어하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면으로서, a) 일반제어모드를 수행하여 나무가 식재된 토양 내의 측정 가능한 환경 요소 및 상기 나무의 주변의 측정 가능한 환경 요소를 정해진 주기에 따라 측정하는 단계; b) 상기 일반제어모드를 수행하여 얻어진 제1 토양감지정보를 미리 제공되어 있는 최적생육정보와 비교하여, 상기 제1 토양감지정보에 포함된 습도 측정값이 상기 최적생육정보에 포함된 1일 수분유지함량 미만으로 낮아지는지 여부를 판단하는 단계; 및 c) 상기 제1 토양감지정보에 포함된 습도 측정값이 상기 최적생육정보에 포함된 1일 수분유지함량 미만으로 낮아지는 경우 상기 토양에 물을 1회 이상 공급하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면으로서, 상기 a) 단계 이전에 실행되는 테스트제어모드 수행단계를 더 포함하고, 상기 테스트제어모드 수행단계는, 테스트제어모드를 수행하여 나무가 식재된 토양 내의 측정 가능한 환경 요소를 정해진 주기에 따라 측정하여 습도 측정값을 포함하는 제2 토양감지정보를 얻는 단계; 상기 테스트제어모드를 수행할 때 감지되는 습도 측정값이 상기 1일 수분유지함량 미만 수준으로 2회 이상 감지되는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 습도 측정값이 상기 1일 수분유지함량 미만 수준으로 2회 이상 감지되는 경우 상기 일반제어모드에 따른 급수부의 물 공급 횟수 더하기(+) 2의 횟수로 토양에 물을 공급하도록 상기 일반제어모드를 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면으로서, 상기 a) 단계 이후에, 상기 일반제어모드를 수행하여 얻어진 제1 토양감지정보 및 주변환경감지정보, 상기 테스트제어모드를 수행하여 얻어진 제2 토양감지정보, 나무의 위치정보를 원거리의 관리자 단말기로 전송하여 상기 관리자 단말기에 상기 제1 토양감지정보, 제2 토양감지정보, 주변환경감지정보 및 나무의 위치정보를 디스플레이하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면으로서, 상기 b) 단계에서 상기 제1 토양감지정보 및 최적생육정보를 비교한 비교 결과는 토양보정정보로 생성되고, 상기 b) 단계 이후 또는 상기 c) 단계 이후에 상기 토양보정정보 및 상기 나무의 위치정보를 원거리의 관리자 단말기로 전송하여 상기 관리자 단말기에 상기 토양보정정보 및 나무의 위치정보를 디스플레이하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면으로서, 상기 b) 단계 이후에, 상기 일반제어모드를 수행할 때 감지되는 습도 측정값이 상기 1일 수분유지함량을 초과하는 수준으로 2회 이상 감지되는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 습도 측정값이 상기 1일 수분유지함량을 초과하는 수준으로 2회 이상 감지되는 경우 멀칭수행부를 구동시키는 단계를 더 포함하고, 상기 멀칭수행부는 상기 나무에 근접하게 설치되어 상기 나무가 식재된 토양을 멀칭(mulching)하도록 구동될 수 있다.
본 발명에 따른 수목 생육 모니터링 시스템 및 이를 이용한 수목 생육 모니터링 방법에 의하면, 나무가 식재된 현장의 토양 상태가 나무의 최적의 생육을 위한 조건에 부합하는 상태가 되도록 원격 모니터링 및 자동 제어하여 수목의 생육 특성에 적합한 환경에서 생육될 수 있도록 관리할 수 있는 이점이 있다.
또한, 기초적인 토양 상태에 관계 없이 다수의 수목을 최적의 생육 특성에 적합한 환경에서 생육될 수 있도록 관리할 수 있는 이점이 있다.
또한, 기후 변화에 신속히 대처하여 수목 및 토양을 안전하게 보호할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수목 생육 모니터링 시스템의 구성을 개념적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 멀칭수행부의 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수목 생육 모니터링 방법의 흐름을 나타낸 플로우차트이다.
도 2는 멀칭수행부의 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수목 생육 모니터링 방법의 흐름을 나타낸 플로우차트이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 수목 생육 모니터링 시스템 및 이를 이용한 수목 생육 모니터링 방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수목 생육 모니터링 시스템의 구성을 개념적으로 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수목 생육 모니터링 시스템은 생육환경감지부(110), 데이터저장부(120), 급수부(130), 제어부(140)를 포함할 수 있다.
생육환경감지부(110)는 나무가 식재된 토양 내의 측정 가능한 환경 요소 및 나무의 주변의 측정 가능한 환경 요소를 측정할 수 있다. 생육환경감지부(110)는 나무가 식재된 토양 내의 측정 가능한 환경 요소를 측정하여 토양감지정보를 생성할 수 있고, 나무의 주변의 측정 가능한 환경 요소를 측정하여 주변환경감지정보를 생성할 수 있다. 일 예로, 상기 토양감지정보는 토양 내의 온도 측정값, 습도 측정값, 염분 측정값, PH 농도 측정값을 포함할 수 있고, 상기 주변환경감지정보는 대기에서의 온도 측정값, 습도 측정값, 일사량 측정값, 풍속 측정값을 포함할 수 있다. 생육환경감지부(110)는 상기 각각의 환경 요소를 측정할 수 있는 센서들을 포함할 수 있다. 센서들 중 토양 내의 환경 요소를 측정하기 위한 센서들은 토양의 지중으로 일부분이 삽입되는 형태로 구비될 수 있고, 나무의 주변 환경 요소를 측정하는 센서들은 나무의 주변에 구비될 수 있다.
데이터저장부(120)는 생육환경감지부(110)와 통신 가능하게 연결되어 생육환경감지부(110)로부터 전송되는 토양감지정보 및 주변환경감지정보가 저장될 수 있다. 또한 데이터저장부(120)는 나무의 최적생육정보 및 나무의 위치정보가 미리 저장될 수 있다. 여기서, 나무의 최적생육정보는 나무의 생육에 가장 바람직한 환경을 제공하는 적정 자양분 정보를 의미한다. 최적생육정보는 나무 생육에 필요한 1일 수분유지함량을 포함할 수 있다. 나무의 위치정보는 맵 또는 맵을 기반으로 한 좌표의 형태일 수 있다.
급수부(130)는 나무의 주변에 설치되어 나무가 식재된 토양에 물을 공급할 수 있다. 급수부(130)의 형태에는 특별한 제한은 없으며, 예를 들면, 상수도관과 연결되어 물을 공급하는 형태 또는 별도의 물탱크로부터 물을 공급하는 형태로 구비될 수 있다. 급수부(130)는 제어부(140)와 통신 가능한 형태로 구비될 수 있다. 이를 위해, 급수부(130)는 전자밸브식의 개폐밸브를 포함할 수 있고, 제어부(140)와 통신하여 제어부(140)의 제어를 통해 개폐밸브가 개폐되도록 구성될 수 있다.
제어부(140)는 생육환경감지부(110), 데이터저장부(120), 급수부(130)와 통신하여 각각을 제어하도록 구성될 수 있다. 제어부(140)는 제어방식으로서 일반제어모드 및 테스트제어모드를 포함할 수 있다. 일반제어모드는 나무의 주변의 환경 요소 및 토양 내의 환경 요소를 정해진 주기에 따라 측정하도록 생육환경감지부(110)를 제어하는 모드일 수 있다. 테스트제어모드는 일반제어모드에 앞서 수행되고 생육환경감지부(110)가 토양 내의 환경 요소를 정해진 주기에 따라 측정하도록 제어하는 모드일 수 있다. 테스트제어모드는 나무가 식재된 토양에 물 및 염수 중 적어도 하나를 일정량 공급한 후 정해진 주기에 따라 토양 내의 환경 요소를 측정할 수 있다.
일 예로, 일반제어모드 및 테스트제어모드가 수행될 때 환경 요소 측정 주기는 하루의 시간 동안 환경 요소를 수회 측정하도록 설정될 수 있다. 측정 회수에는 특별한 제한은 없다. 예를 들면, 일출 시간에 근접한 시간 대역에서 1회 이상, 정오 시간에 근접한 시간 대역에서 1회 이상, 일몰 시간에 근접한 시간 대역에서 1회 이상으로 설정될 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위해 상기 일반제어모드를 수행하여 얻어지는 토양감지정보를 제1 토양감지정보로 명명하고, 상기 테스트제어모드를 수행하여 얻어지는 토양감지정보를 제2 토양감지정보로 명명하여 설명한다.
또한, 제어부(140)는 상기 일반제어모드를 수행하여 얻어진 제1 토양감지정보 및 최적생육정보를 비교하여 그 비교 결과를 바탕으로 급수부(130)를 구동시키고, 테스트제어모드를 수행하여 얻어진 제2 토양감지정보를 바탕으로 급수부(130)를 구동시키도록 구성될 수 있다.
즉, 제어부(140)는 일반제어모드를 수행하여 얻어지는 제1 토양감지정보 중 상기 습도 측정값이 상기 1일 수분유지함량 미만으로 낮아지는 경우 나무가 식재된 토양에 물을 1회 이상 공급하도록 급수부(130)를 구동시킬 수 있고, 테스트제어모드를 수행할 때 감지되는 습도 측정값이 1일 수분유지함량 미만 수준으로 2회 이상 감지되는 경우, 일반제어모드에서 급수부가 구동될 때 일반제어모드에 따른 급수부의 물 공급 횟수 더하기(+) 2의 횟수로 토양에 물을 공급하도록 일반제어모드를 설정할 수 있다.
여기서, 테스트제어모드는 일반제어모드를 수행하기에 앞서서 토양의 질에 따라 일반제어모드에서의 물 공급을 설정하기 위한 것으로서, 앞서 언급한 바와 같이 테스트제어모드를 수행할 때 감지되는 습도 측정값이 1일 수분유지함량 미만 수준으로 2회 이상 감지되는 것은 토양의 기초가 수분이 빠르게 증발해버리는 건조한 상태인 것을 의미할 수 있고, 이러한 문제가 있는 토양은 공급되는 물의 양을 다른 일반적인 정상의 토양에 공급되는 물의 양과 같게 하면 상기 일반제어모드에서 물을 공급하여도 상기 1일 수분유지함량에 도달하지 못하는 문제가 발생된다. 따라서, 일반제어모드를 수행하기에 앞서서 테스트제어모드를 수행하여 토양의 질을 판단하는 것이 바람직하다.
또한, 제어부(140)는 제1 토양감지정보 및 최적생육정보를 비교하여 그 결과를 토양보정정보로 생성하여 토양보정정보를 데이터저장부(120)에 저장할 수 있다. 토양보정정보는 제1 토양감지정보에 포함된 측정값들이 최적생육정보에 포함된 적정 자양분 정보에 근접한 수치가 되기 위해 생육환경을 보정하기 위한 정보를 의미한다. 예를 들면, 나무 생육에 필요한 토양 내의 온도, 습도, 염분, PH 농도가 어느 정도 미달되는지에 대한 데이터 및 최적생육정보에 포함된 수치들과 근접해지도록 하기 위한 토양 내의 온도, 습도, 염분, PH 농도의 조절 함량에 대한 데이터일 수 있다.
여기서, 상기 데이터저장부(120) 및 제어부(140)는 모듈 형태의 제어 단말로 제공될 수 있고, 예를 들면, 관리자가 상주하는 사무실 내에 배치될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 수목 생육 모니터링 시스템은 관리자 단말기(150) 및 데이터전송부(160)를 더 포함할 수 있다.
관리자 단말기(150)는 제1 토양감지정보, 제2 토양감지정보, 주변환경감지정보 및 나무의 위치 정보를 디스플레이 가능하도록 구성될 수 있다. 관리자 단말기(150)는 관리자의 키 조작에 따라 통신망을 경유하여 데이터를 송수신할 수 있는 단말기를 의미하며, 예를 들면, 태블릿 PC(Tablet PC), 랩톱(Laptop), 개인용 컴퓨터(PC: Personal Computer), 스마트폰(Smart Phone), 개인휴대용 정보단말기(PDA: Personal Digital Assistant) 및 이동통신 단말기(Mobile Communication Terminal) 등 중 어느 하나일 수 있다.
데이터전송부(160)는 데이터저장부(120) 및 관리자 단말기(150)와 통신 가능하게 연결될 수 있다. 데이터전송부(160)는 데이터저장부(120) 및 관리자 단말기(150)와 통신하여 제1 토양감지정보, 제2 토양감지정보, 주변환경감지정보 및 나무의 위치정보를 관리자 단말기(150)로 전송할 수 있다. 또한, 데이터전송부(160)는 일반제어모드가 수행된 후 데이터저장부(120)에 저장되는 토양보정정보를 관리자 단말기(150)로 전송할 수 있다. 일 예로, 데이터전송부(160)는 데이터저장부(120) 및 제어부(140)와 함께 모듈 형태의 제어 단말로 제공될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 수목 생육 모니터링 시스템은 멀칭수행부(170)를 더 포함하고, 제어부(140)는 멀칭수행부(170)를 구동시키도록 구성될 수 있다. 도 2는 멀칭수행부의 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
도 2를 참조하면, 멀칭수행부(170)는 나무에 근접하게 설치되어 나무가 식재된 토양을 멀칭(mulching)하도록 구동될 수 있다. 멀칭수행부(170)는 제어부(140)와 통신 가능하게 연결될 수 있다. 멀칭수행부(170)는 레일(171), 멀칭비닐고정부재(172), 멀칭부재(173), 주행카(180)를 포함할 수 있다.
레일(171)은 나무 주변에서 나무 둘레를 에워싸도록 설치될 수 있다.
멀칭비닐고정부재(172)는 나무의 위치로부터 레일(171)을 향해 연장되어 나무 및 레일(171)의 사이에 배치될 수 있다. 일 예로, 멀칭비닐고정부재(172)는 사각 단면 형상을 갖는 막대 형상일 수 있다.
멀칭부재(173)는 권취드럼(1731) 및 권취드럼(1731)에 원통형상으로 감겨있는 멀칭비닐(1732)을 포함하고, 멀칭비닐(1732)의 일단부가 멀칭비닐고정부재(172)에 고정되도록 멀칭비닐고정부재(172)에 근접하게 설치될 수 있다.
주행카(180)는 레일(171)을 따라 이동 가능하게 레일(171) 상에 안착되고, 제어부(140)와 통신 가능하게 연결되어 제어부(140)의 제어에 의해 레일(171)을 따라 무선 주행되고, 레일(171)을 따라 이동할 때 권취드럼(1731)의 자유회전이 가능하도록 권취드럼(1731)의 일단부와 연결될 수 있다.
이러한 멀칭수행부(170)는 제어부(140)에 의해 구동될 수 있다. 제어부(140)는 일반제어모드를 수행할 때 감지되는 습도 측정값이 1일 수분유지함량을 초과하는 수준으로 2회 이상 감지되는 경우 멀칭수행부(170)를 구동시킬 수 있다. 여기서, 일반제어모드를 수행할 때 감지되는 습도 측정값이 1일 수분유지함량을 초과하는 수준으로 2회 이상 감지되는 경우는 폭우, 폭설 등의 기후에 따라 지속적으로 토양에 수분이 공급되는 상태일 수 있다. 폭우, 폭설 등에 의해 토양에 과도하게 수분이 공급되고 토양이 침하되는 것을 방지하기 위해 멀칭수행부(170)가 구동된다.
여기서, 각 구성간의 통신 방식은 와이파이(Wi-Fi), 무선랜(WLAN), 블루투스(Bluetooth), 적외선 통신(IrDA), 지그비(ZigBee), UWB(Ultra Wide Band), NFC(Near Field Communication), RFID(Radio Frequency IDentification) 중 적어도 하나 이상의 통신 방식일 수 있다.
이하에서는 이러한 수목 생육 모니터링 시스템을 이용하여 수목 생육 관리 및 모니터링 하는 과정을 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수목 생육 모니터링 방법의 흐름을 나타낸 플로우차트이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수목 생육 모니터링 방법은 먼저, 테스트제어모드 수행단계(S110)를 시작한다. 테스트제어모드 수행단계(S110)의 과정은 아래의 단계 S111 ~ S113의 과정으로 진행될 수 있다.
먼저, 제어부(140)는 테스트제어모드를 수행하여 생육환경감지부(110)를 통해 나무가 식재된 토양 내의 측정 가능한 환경 요소를 정해진 주기에 따라 측정하여 습도 측정값을 포함하는 제2 토양감지정보를 얻는다(S111). 이때, 제2 토양감지정보는 데이터저장부(120)에 저장될 수 있다.
이어서, 제어부(140)는 테스트제어모드를 수행할 때 감지되는 습도 측정값이 최적생육정보에 포함된 1일 수분유지함량 미만 수준으로 2회 이상 감지되는지 여부를 판단할 수 있다(S112).
이어서, 제어부(140)는 습도 측정값이 상기 1일 수분유지함량 미만 수준으로 2회 이상 감지되는 경우 상기 일반제어모드에 따른 급수부의 물 공급 횟수 더하기(+) 2의 횟수로 토양에 물을 공급하도록 상기 일반제어모드를 설정할 수 있다(S113).
이러한 테스트제어모드 수행단계(S110)를 통해 나무가 식재된 토양 상태를 확인하여 일반제어모드를 수행하는 과정에서 물 공급이 필요한 경우 토양의 질에 따라 물 공급 횟수를 달리할 수 있다.
테스트제어모드 수행단계(S110)에 이어서, 제어부(140)는 일반제어모드를 수행하여 생육환경감지부(110)를 통해 나무가 식재된 토양 내의 측정 가능한 환경 요소 및 상기 나무의 주변의 측정 가능한 환경 요소를 정해진 주기에 따라 측정할 수 있다(S120).
단계 S120 이후, 제어부(140)는 데이터전송부(160)를 실행시켜서 일반제어모드를 수행하여 얻어진 제1 토양감지정보 및 주변환경감지정보, 상기 테스트제어모드를 수행하여 얻어진 제2 토양감지정보, 나무의 위치정보를 원거리의 관리자 단말기로 전송하여 상기 관리자 단말기에 상기 제1 토양감지정보, 제2 토양감지정보, 주변환경감지정보 및 나무의 위치정보를 디스플레이할 수 있다(S130). 이에 따라, 관리자는 현재 나무 주변의 환경 및 토양 내의 환경 상태를 실시간으로 확인할 수 있다.
이어서, 제어부(140)는 일반제어모드를 수행하여 얻어진 제1 토양감지정보를 미리 제공되어 있는 최적생육정보와 비교하여, 상기 제1 토양감지정보에 포함된 습도 측정값이 상기 최적생육정보에 포함된 1일 수분유지함량 미만으로 낮아지는지 여부를 판단할 수 있다(S140).
단계 S140에서 제1 토양감지정보에 포함된 습도 측정값이 상기 최적생육정보에 포함된 1일 수분유지함량 미만으로 낮아지는 것으로 판단된 경우, 제어부(140)는 토양에 물을 1회 이상 공급하도록 급수부(130)를 구동시킬 수 있다(S170).
단계 S140에서 제1 토양감지정보에 포함된 습도 측정값이 상기 최적생육정보에 포함된 1일 수분유지함량 미만으로 낮아지지 않은 것으로 판단된 경우, 다음으로, 제어부(140)는 일반제어모드를 수행할 때 감지되는 습도 측정값이 상기 1일 수분유지함량을 초과하는 수준으로 2회 이상 감지되는지 여부를 판단할 수 있다(S150).
단계 S150에서 제어부(140)는 상기 습도 측정값이 상기 1일 수분유지함량을 초과하는 수준으로 2회 이상 감지되는 경우 멀칭수행부(170)를 구동시킬 수 있다(S160).
멀칭수행부(170)가 구동되면, 주행카(180)는 제어부(140)의 제어를 통해 무선 주행하여 레일(171)을 따라 이동하고, 주행카(180)가 이동하면 주행카(180)에 연결된 권취드럼(1731)이 자유회전하면서 주행카(180)와 함께 이동하고, 이때 권취드럼(1731)에 권취되어 있는 멀칭비닐(1732)은 권취드럼(1731)으로부터 풀리면서 나무 주변의 토양 위를 덮어서 멀칭하는 상태가 되고, 주행카(180)의 주행이 멈추면 멀칭이 완료된다.
도시하지는 않았지만, 단계 S150을 통해 멀칭수행부(170)가 구동되어 멀칭이 완료된 후 제어부(140)를 통해 다시 단계 S110 내지 S140 단계가 진행될 수 있고, 이 과정에서 토양 내의 습도가 상기 1일 수분유지함량에 도달하는 경우 제어부(140)는 주행카(180)를 역방향으로 주행시켜서 멀칭비닐(1732)이 다시 권취드럼(1731)에 권취되도록 멀칭수행부(170)를 구동시킬 수 있다.
한편, 단계 S140에서 제1 토양감지정보 및 최적생육정보를 비교한 비교 결과는 데이터저장부(120)에 토양보정정보로서 저장될 수 있다. 단계 S160 또는 S170 이후 제어부(140)는 데이터전송부(160)를 실행시켜서 상기 토양보정정보는 상기 토양보정정보 및 상기 나무의 위치정보를 원거리의 관리자 단말기로 전송하여 상기 관리자 단말기에 상기 토양보정정보 및 나무의 위치정보를 디스플레이할 수 있다(S180). 이에 따라, 관리자는 제1 토양감지정보에 포함된 측정값들이 최적생육정보에 포함된 적정 자양분 정보에 근접한 수치가 되기 위해 생육환경을 보정하기 위한 정보, 예를 들면, 나무 생육에 필요한 토양 내의 온도, 습도, 염분, PH 농도가 어느 정도 미달되는지에 대한 데이터 및 최적생육정보에 포함된 수치들과 근접해지도록 하기 위한 토양 내의 온도, 습도, 염분, PH 농도의 조절 함량에 대한 데이터를 실시간으로 확인할 수 있다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 수목 생육 모니터링 시스템은 나무가 1 내지 n개의 복수인 경우 생육환경감지부(110) 및 급수부(130)는 복수의 나무의 개수에 대응하는 개수로 구비되고, 제어부(140)는 각각의 생육환경감지부(110) 및 급수부(130)를 제어하도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 아파트 단지와 같은 대규모 단지에 식재된 다수의 나무들의 생육을 통합 관리할 수 있다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 수목 생육 모니터링 시스템 및 이를 이용한 수목 생육 모니터링 방법을 이용하면, 나무가 식재된 현장의 토양 상태가 나무의 최적의 생육을 위한 조건에 부합하는 상태가 되도록 원격 모니터링 및 자동 제어하여 수목의 생육 특성에 적합한 환경에서 생육될 수 있도록 관리할 수 있다.
또한, 일반제어모드를 수행하여 토양 내의 환경 요소를 측정하기에 앞서서 테스트제어모드를 수행하여 토양 상태를 판단할 수 있으므로 각기 다른 기초적인 토양 상태에 적합하게 생육 환경을 조성할 수 있고, 이에 따라, 기초적인 토양 상태에 관계 없이 다수의 수목을 최적의 생육 특성에 적합한 환경에서 생육될 수 있도록 관리할 수 있다.
또한, 멀칭수행부(170)가 구비되므로 폭우, 폭설 등의 기후에 의한 토양의 급격한 수분 증가 및 토양 침하 등이 방지되도록 나무가 식재된 토양의 신속한 멀칭 과정이 진행되도록 하여 기후 변화에 신속히 대처하여 수목 및 토양을 안전하게 보호할 수 있는 이점이 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.
Claims (6)
- 수목 생육 모니터링 시스템으로서,
나무가 식재된 토양 내의 측정 가능한 환경 요소를 측정하는 생육환경감지부;
상기 생육환경감지부와 통신 가능하게 연결되고, 상기 나무의 최적생육정보 및 상기 나무의 위치정보가 미리 저장되어 있는 데이터저장부;
상기 나무의 주변에 설치되어 상기 나무가 식재된 토양에 물을 공급하는 급수부;
상기 생육환경감지부, 데이터저장부, 급수부와 통신하여 각각을 제어하도록 구성되고, 상기 나무의 주변의 환경 요소 및 토양 내의 환경 요소를 정해진 주기에 따라 측정하도록 상기 생육환경감지부를 제어하는 일반제어모드 및 상기 일반제어모드에 앞서 수행되고 상기 생육환경감지부가 상기 토양 내의 환경 요소를 정해진 주기에 따라 측정하도록 제어하는 테스트제어모드를 포함하고, 상기 일반제어모드를 수행하여 얻어진 제1 토양감지정보 및 상기 최적생육정보를 비교하여 그 비교 결과를 바탕으로 상기 급수부를 구동시키고, 상기 테스트제어모드를 수행하여 얻어진 제2 토양감지정보를 바탕으로 상기 급수부를 구동시키도록 구성된 제어부를 포함하고,
상기 테스트제어모드는 일반제어모드를 수행하기에 앞서 수행하여 토양의 질을 판단하고, 판단된 정보에 기초하여 일반제어모드에서의 물 공급을 설정하며,
상기 생육환경감지부는 나무의 주변의 측정 가능한 환경 요소를 측정하여 주변환경감지정보를 생성하고,
상기 데이터저장부에는 상기 제1 토양감지정보, 제2 토양감지정보 및 주변환경감지정보가 저장되고,
상기 시스템은,
상기 제1 토양감지정보, 제2 토양감지정보, 주변환경감지정보 및 나무의 위치 정보를 디스플레이 가능하도록 구성된 관리자 단말기;
상기 데이터저장부 및 관리자 단말기와 통신 가능하게 연결되고, 상기 데이터저장부 및 관리자 단말기와 통신하여 상기 제1 토양감지정보, 제2 토양감지정보, 주변환경감지정보 및 나무의 위치정보를 상기 관리자 단말기로 전송하도록 구성된 데이터전송부; 및
상기 시스템은 상기 나무에 근접하게 설치되어 상기 나무가 식재된 토양을 멀칭(mulching)하도록 구동되는 멀칭수행부를 더 포함하고,
상기 제1 토양감지정보 및 제2 토양감지정보는 토양 내의 온도 측정값, 습도 측정값, 염분 측정값, PH 농도 측정값을 포함하고,
상기 최적생육정보는 상기 나무 생육에 필요한 1일 수분유지함량을 포함하고,
상기 제어부는 상기 멀칭수행부와 통신 가능하게 연결되고,
상기 제어부는 상기 일반제어모드를 수행할 때 감지되는 습도 측정값이 상기 1일 수분유지함량을 초과하는 수준으로 2회 이상 감지되는 경우 상기 멀칭수행부를 구동시키도록 구성되며,
상기 멀칭수행부는,
상기 나무 주변에서 상기 나무 둘레를 에워싸도록 설치되는 레일;
상기 나무의 위치로부터 상기 레일을 향해 연장되어 상기 나무 및 레일의 사이에 배치되는 멀칭비닐고정부재;
권취드럼 및 상기 권취드럼에 원통형상으로 감겨있는 멀칭비닐을 포함하고, 상기 멀칭비닐의 일단부가 상기 멀칭비닐고정부에 고정되도록 상기 멀칭비닐고정부에 근접하게 설치되는 멀칭부재; 및
상기 레일을 따라 이동 가능하게 상기 레일 상에 안착되고, 상기 제어부와 통신 가능하게 연결되어 상기 제어부의 제어에 의해 상기 레일을 따라 무선 주행되고, 상기 레일을 따라 이동할 때 상기 권취드럼의 자유회전이 가능하도록 상기 권취드럼과 연결되는 주행카를 포함하는 것을 특징으로 하는, 수목 생육 모니터링 시스템.
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- 제1항에 있어서,
상기 제1 토양감지정보 및 제2 토양감지정보는 토양 내의 온도 측정값, 습도 측정값, 염분 측정값, PH 농도 측정값을 포함하고,
상기 최적생육정보는 상기 나무 생육에 필요한 1일 수분유지함량을 포함하고,
상기 제어부는 상기 일반제어모드를 수행하여 얻어지는 제1 토양감지정보 중 상기 습도 측정값이 상기 1일 수분유지함량 미만으로 낮아지는 경우 상기 나무가 식재된 토양에 물을 1회 이상 공급하도록 상기 급수부를 구동시키고,
상기 제어부는 상기 테스트제어모드를 수행할 때 감지되는 상기 습도 측정값이 상기 1일 수분유지함량 미만 수준으로 2회 이상 감지되는 경우, 상기 일반제어모드에서 급수부가 구동될 때 상기 일반제어모드에 따른 급수부의 물 공급 횟수 더하기(+) 2의 횟수로 토양에 물을 공급하도록 상기 일반제어모드를 설정하는 것을 특징으로 하는, 수목 생육 모니터링 시스템. - 삭제
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| KR20200054347A (ko) * | 2018-11-01 | 2020-05-20 | 한정구 | 보호수 모니터링 시스템 |
| KR102135244B1 (ko) * | 2018-11-01 | 2020-07-17 | 주식회사 현무 | 보호수 모니터링 시스템 |
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