KR102054182B1 - Integrated smart crop management module - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 스마트 작물 관리 모듈은, 적어도 하나 이상으로 마련되어 상기 경작지의 산성도, 습도, 지중온도 및 지상온도를 감지하는 센서; 상기 센서에서 감지된 센서 측정치를 전달 받아 상기 경작지의 상태 또는 농작물의 발육 상태를 판단하는 제어부; 상기 제어부로부터 전달 받은 상기 센서 측정치, 상기 경작지의 상태 또는 상기 농작물의 발육 상태 정보를 외부 데이터 베이스 또는 사용자 단말기로 전송하는 통신부; 및 상기 센서, 상기 센서부 및 상기 통신부에 전원을 공급하는 전원부; 를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 경작지의 상태 또는 상기 농작물의 발육 상태가 정상 상태가 아니라고 판단하는 경우 상기 사용자 단말기로 알람 메시지를 전송하거나, 별도로 마련된 경작상태유지설비를 작동시켜서 상기 경작지의 상태 또는 상기 농작물의 발육 상태를 조절할 수 있다. Smart crop management module according to the present invention is provided with at least one sensor for sensing the acidity, humidity, ground temperature and ground temperature of the arable land; A control unit which receives the sensor measurement detected by the sensor and determines the state of the cropland or the development state of the crop; A communication unit which transmits the sensor measurement value, the state of the cropland or the development state of the crop received from the control unit to an external database or a user terminal; And a power supply unit supplying power to the sensor, the sensor unit, and the communication unit. It includes, The control unit, if it is determined that the state of the arable land or the development state of the crop is not a normal state, by sending an alarm message to the user terminal, or operating the separately provided arable state maintenance equipment state of the arable land or The growth state of the crop can be adjusted.
Description
본 발명은 스마트 작물 관리 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스마트 센서와 무선 통신망을 이용하여 농작물을 재배하는 경작지의 상태 정보를 실시간으로 파악할 수 있는 일체형 스마트 작물 관리 모듈에 관한 것이다. The present invention relates to a smart crop management module, and more particularly, to an integrated smart crop management module that can grasp in real time the status information of the arable land cultivating crops using smart sensors and wireless communication networks.
농업은 땅을 이용하여 생활에 필요한 식물을 가꾸거나, 유용한 농작물을 기르는 산업을 말한다. 특히, 농경을 가리키는 경우가 많은데, 농경은 논밭을 갈아 농사를 짓는 것을 말하는 것으로, 쌀, 보리, 밀, 옥수수 따위의 농작물을 재배하는 것을 의미한다. Agriculture is an industry that uses the land to cultivate necessary plants for life and to grow useful crops. In particular, farming often refers to farming by plowing the rice fields, which means growing crops such as rice, barley, wheat, and corn.
일반적으로 농작물은 수확량이나 품질 등이 온도, 습도 등의 외부 환경변화에 많은 영향을 받기 때문에 그 관리에 있어서 많은 노동력과 경험이 요구된다. 또한, 특정 농작물의 관리 방법 등에 관해 해당 전문가와 의견 교환 등을 통한 공유가 어려워 관리자 자신의 시행착오 등에 의한 경험에 의존하는 경향이 크다. 즉, 관리자의 잘못된 습관이나 잘못된 판단 및 예기치 못한 외부 환경변화에 의해 농작물의 수확량이 줄어들거나 농작물의 품질 편차가 크고, 농작물의 상태를 지속적으로 관리해야 하므로 많은 노동력이 필요하다는 문제점이 있다. In general, crops require a lot of labor and experience in their management because their yield and quality are affected by changes in the external environment such as temperature and humidity. In addition, since it is difficult to share opinions with the relevant experts on how to manage specific crops, etc., the managers tend to rely on experiences of trial and error. That is, there is a problem in that a large amount of labor is required because crop yield is reduced or crop quality is large, and the condition of crops needs to be continuously managed due to wrong habits or wrong judgment of managers and unexpected external environmental changes.
한편, 경험이 적은 관리자의 경우에는 경험 및 노하우가 미천하기 때문에 농작물을 효율적으로 관리하는데 어려움이 있으며, 미숙한 농작물 관리에 의해 논이나 밭에 과도하게 수분을 공급하는 등 농작물을 제대로 관리하지 못함으로써 농작물이 발달미숙의 상태가 되어 수확량이 줄어들거나 품질이 저하되는 문제점이 있다. On the other hand, inexperienced managers have difficulty in managing crops efficiently due to their inexperience and know-how, and they may not manage crops properly such as excessively supplying paddy fields or fields by inexperienced crop management. Crops are in a state of developmental immaturity, there is a problem that the yield is reduced or the quality is reduced.
예를 들면, 기존의 경우에 농토의 상태를 관찰하는 작업은 경작자의 오래된 경험을 통해 경작자가 직접 눈으로 관찰하는 것이 전부였다. 즉 경작자의 경험으로 농작물에 수분과 영양을 보급하거나, 경작환경의 온도를 관리하였다. 이러한 방식은 경작자의 오래된 경험과 과다한 노동력을 요구하게 된다. 그런데, 경작자의 잘못된 경작 습관 또는 경험으로 인하여 농작물의 수확량이 감소하거나 관리자가 농토 및 농작물에 대한 계속적인 관찰이 요구되는 단점이 있다. 이로 인하여 극심한 인력낭비와 농작물의 품질상태의 편차 등이 나타나게 되는 문제가 있다. For example, in the conventional case, the task of observing the state of farmland was all that the cultivator directly observed through the old experience of the cultivator. In other words, the experience of the cultivator supplied water and nutrients to the crop or managed the temperature of the cultivation environment. This approach requires a long experience and a lot of labor for the cultivator. However, there is a disadvantage in that the yield of the crop is reduced due to the wrong farming habit or experience of the cultivator, or the manager is required to continuously observe the land and the crop. Due to this, there is a problem in that extreme manpower waste and deviations in the quality of the crops appear.
또한, 경작초보자는 경작지의 수분관리 미숙으로 인해 과도한 수분을 공급하거나 농작물의 외관만을 관리함으로써 농작물의 뿌리가 썩거나 농작물이 발육미숙의 상태가 되는 경우가 발생하여 경작실패로 이어지게 되는 경우도 있다.In addition, the cultivation beginners may be supplied with excessive moisture due to inadequate water management of the arable land or by managing only the appearance of the crops, resulting in the roots of the crops becoming rotten or the crops becoming immature, resulting in cultivation failure.
또한, 최근 전 세계적으로 이상기후가 발생하고 있으며, 국내에서도 과거에 경험하지 못했던 자연재해가 빈번하게 발생하고 있는 추세이다. 특히, 가뭄은 홍수와 더불어 그 피해가 가장 큰 자연재해 중 하나이며, 장기적이고 광역적으로 발생함에 따라 그 구체적인 발생시기, 장소 및 원인을 파악하거나 예측하여 미리 대비하는 것이 어렵다는 문제점이 있다. In addition, abnormal weather has recently occurred all over the world, and natural disasters that have not been experienced in the past are also frequently occurring in Korea. In particular, drought is one of the biggest natural disasters along with flooding, and there is a problem that it is difficult to prepare in advance by identifying or predicting the specific time, place and cause of the occurrence as it occurs in a long-term and wide area.
따라서, 본 출원인은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 제안하게 되었으며, 이와 관련된 선행기술문헌으로는, 대한민국 공개특허공보 10-2012-0070085호 (발명의 명칭: 유비쿼터스 센서 네트워크를 이용한 농경지 블록 관리 방법 및 시스템, 공개일: 2012.06.29.)가 있다.Therefore, the present applicant, the present invention has been proposed to solve the above problems, as related prior art documents, Korean Patent Publication No. 10-2012-0070085 (name of the invention: farmland using a ubiquitous sensor network Block management method and system, published on June 29, 2012).
본 발명의 목적은 스마트 작물 관리 모듈을 이용하여 사용자가 실시간으로 농작물이 재배되는 경작지의 산성도, 습도, 지온 및 상온 등 농작물의 상태 또는 경작지의 상태를 실시간으로 파악할 수 있는 일체형 스마트 작물 관리 모듈을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide an integrated smart crop management module that enables a user to grasp in real time the condition of crops such as acidity, humidity, geothermal temperature, and room temperature, or the state of cropland using smart crop management module in real time. It is.
또한, 본 발명의 목적은 스마트 작물 관리 모듈을 이용하여 농작물이 재배되는 경작지의 자연가뭄지수를 예측하고 이를 데이터 베이스화함으로써 가뭄에 관한 정보를 공유하고 미리 대비할 수 있는 일체형 스마트 작물 관리 모듈을 제공하는 것이다. In addition, it is an object of the present invention to provide an integrated smart crop management module that can share the information on drought and prepare in advance by predicting the natural drought index of the arable land on which crops are grown using a smart crop management module and database it .
또한, 본 발명의 목적은 저비용으로 효율적인 농작물 관리를 위해서 센서기술과 ICT 기술을 융합하여 경작자에게 효율적인 경작 관련 정보를 제공하고 경작초보자에게 올바른 경작정보를 제공할 수 있는 일체형 스마트 작물 관리 모듈을 제공하는 것이다.In addition, an object of the present invention is to provide an integrated smart crop management module that can provide the cultivator with efficient cultivation information and provide correct cultivation information to beginners by fusing sensor technology and ICT technology for efficient crop management at low cost. will be.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problem, another task that is not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기의 목적은, 본 발명에 따라, 농작물이 재배되는 경작지의 산성도, 습도, 지중온도 및 지상온도를 감지하는 스마트 작물 관리 모듈에 관한 것으로, 적어도 하나 이상으로 마련되어 상기 경작지의 산성도, 습도, 지중온도 및 지상온도를 감지하는 센서; 상기 센서에서 감지된 센서 측정치를 전달 받아 상기 경작지의 상태 또는 농작물의 발육 상태를 판단하는 제어부; 상기 제어부로부터 전달 받은 상기 센서 측정치, 상기 경작지의 상태 또는 상기 농작물의 발육 상태 정보를 외부 데이터 베이스 또는 사용자 단말기로 전송하는 통신부; 및 상기 센서, 상기 제어부 및 상기 통신부에 전원을 공급하는 전원부; 를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 경작지의 상태 또는 상기 농작물의 발육 상태가 정상 상태가 아니라고 판단하는 경우 상기 사용자 단말기로 알람 메시지를 전송하거나, 별도로 마련된 경작상태유지설비를 작동시켜서 상기 경작지의 또는 상기 농작물의 발육 상태를 조절하는 일체형 스마트 작물 관리 모듈에 의해 달성될 수 있다. The above object, according to the present invention, relates to a smart crop management module for detecting the acidity, humidity, ground temperature and ground temperature of the arable land on which the crop is grown, provided with at least one acidity, humidity, ground temperature of the arable land And a sensor for sensing ground temperature; A control unit which receives the sensor measurement detected by the sensor and determines the state of the cropland or the development state of the crop; A communication unit which transmits the sensor measurement value, the state of the cropland or the development state of the crop received from the control unit to an external database or a user terminal; And a power supply unit supplying power to the sensor, the control unit and the communication unit. It includes, The control unit, if it is determined that the state of the arable land or the development state of the crop is not a normal state, by sending an alarm message to the user terminal, or by operating a separately provided cultivation state maintenance equipment of the arable land or the It can be achieved by an integrated smart crop management module that controls the development of crops.
상기 제어부는, 상기 센서의 측정치, 상기 경작지의 상태 또는 상기 농작물의 발육 상태 정보가 저장되는 메모리부를 더 포함하며, 상기 메모리부에는 경작되는 농작물의 종류에 따른 상기 경작지의 기준 상태 정보가 기 저장되고, 상기 경작지의 상태 또는 센서 측정치를 상기 기준 상태 정보와 비교하고 그 결과에 따라 상기 사용자 단말기로 알람 메시지를 전송하거나 상기 경작상태유지설비를 작동시킬 수 있다. The control unit may further include a memory unit in which the measured value of the sensor, the state of the arable land or the development state information of the crop is stored, wherein the reference state information of the arable land according to the type of crop to be cultivated is prestored. In addition, the state of the arable land or sensor measurement value may be compared with the reference state information, and according to the result, an alarm message may be transmitted to the user terminal or the cultivated state maintenance facility may be operated.
상기 제어부는, 상기 센서의 센서 측정치로부터 상기 경작지에서의 자연유출량 및 토양수분량을 측정하고 이로부터 자연가뭄지수를 산정할 수 있다. The controller may measure the amount of natural runoff and soil moisture in the arable land from the sensor measurement value of the sensor, and calculate the natural drought index from it.
상기 자연가뭄지수는 상기 메모리부에 저장되거나 상기 통신부를 통해 상기 사용자 단말기 또는 상기 외부 데이터 베이스에 전송될 수 있다. The natural drought index may be stored in the memory unit or transmitted to the user terminal or the external database through the communication unit.
상기 외부 데이터 베이스는 기상청의 데이터 베이스 또는 가뭄 정보 관리 업체의 데이터 베이스를 포함하며, 상기 자연가뭄지수는 기상청의 데이터 베이스 또는 가뭄 예보 관리 업체의 데이터 베이스에 전송됨으로써 가뭄 예보를 관리하거나 가뭄 정보 빅데이터를 구축할 수 있다. The external database includes a database of a meteorological office or a database of a drought information management company. The natural drought index is transmitted to a database of a meteorological office or a database of a drought forecast management company to manage drought forecasts or to manage drought information big data. Can be built.
상기 통신부는 사물인터넷망을 이용하여 상기 센서 측정치, 상기 경작지의 상태 또는 상기 농작물의 발육 상태 정보를 전송할 수 있다. The communication unit may transmit the sensor measurement value, the state of the arable land or the growth state information of the crop using the IoT network.
상기 전원부는, 이차전지를 이용하는 주전원부와, 신재생에너지를 이용하는 보조전원부를 포함할 수 있다. The power supply unit may include a main power supply unit using a secondary battery and an auxiliary power supply unit using new renewable energy.
상기 제어부는, 상기 주전원부의 잔존 전력량을 판단하여 충전이 필요한 경우 상기 보조전원부의 전력을 이용하여 상기 주전원부를 충전하거나, 태양열에 의한 상기 보조전원부의 충전량이 기준치에 도달하지 못하는 경우에 지열을 이용하여 상기 보조전원부를 충전시키도록 상기 보조전원부의 충전 우선 순위를 제어할 수 있다. The controller may determine the amount of power remaining in the main power supply unit to charge the main power supply unit using the power of the auxiliary power supply unit when charging is required, or to generate ground heat when the charging amount of the auxiliary power supply unit due to solar heat does not reach a reference value. The charging priority of the auxiliary power supply unit may be controlled to charge the auxiliary power supply unit.
상기 사용자 단말기는, 상기 사용자 단말기의 운영체제를 기반으로 동작하며, 사용자의 입력에 의한 동작입력정보를 상기 통신부로 전송하는 어플리케이션을 포함할 수 있다. The user terminal may operate based on an operating system of the user terminal, and may include an application for transmitting operation input information by a user's input to the communication unit.
상기 사용자 단말기는, 상기 경작지의 경작 상태를 조절하기 위한 상기 경작상태유지설비와 연동되고, 상기 경작지의 상태 또는 상기 농작물의 발육 상태 정보가 미리 설정된 범위를 벗어나는 경우 상기 경작상태유지설비를 작동시켜 상기 경작지의 상태 또는 상기 농작물의 발육 상태를 설정된 범위 이내가 되도록 조절할 수 있다. The user terminal is interlocked with the cultivation state maintaining facility for adjusting the cultivation state of the cultivated land, and when the state of the cultivated land or the development state information of the crop is out of a preset range, operating the cultivated state maintaining facility The state of the arable land or the development state of the crop can be adjusted to be within the set range.
본 발명의 일체형 스마트 작물 관리 모듈은, 경작지의 산성도, 습도, 지온 및 상온을 감지하여 사용자에게 경작지의 산성도, 습도, 지온 및 상온을 실시간으로 알려줌으로써 농작물이 최적의 상태로 재배될 수 있도록 경작지의 환경을 최적의 상태로 유지할 수 있다. The integrated smart crop management module of the present invention, by detecting the acidity, humidity, temperature and room temperature of the arable land to inform the user of the acidity, humidity, geothermal and room temperature of the arable land in real time so that the crops can be cultivated in an optimal state The environment can be kept optimal.
또한, 본 발명의 일체형 스마트 작물 관리 모듈은 경작지의 상태 정보가 사용자의 단말기로 실시간으로 전송되기 때문에, 사용자는 전송 받은 데이터를 근거로 비료 공급 또는 물 공급과 같은 경작상태유지설비를 작동시킬 수 있어서 농작물을 재배하는데 필요한 노동력 및 인건비를 효과적으로 절감할 수 있다. In addition, the integrated smart crop management module of the present invention, since the state information of the arable land is transmitted to the user's terminal in real time, the user can operate the cultivation state maintenance equipment such as fertilizer supply or water supply based on the received data. Effectively reduce the labor and labor costs required for growing crops.
또한, 본 발명의 일체형 스마트 작물 관리 모듈은 급격한 경작 환경의 변화에 대해 경작자의 즉각적인 대응을 유도할 수 있다.In addition, the integrated smart crop management module of the present invention can induce an immediate response of the cultivator to the rapid change in the cultivation environment.
또한, 본 발명의 일체형 스마트 작물 관리 모듈은 농작물이 경작되는 지역에 관계 없이 최적의 토양 조건을 만들 수 있기 때문에 농작물 재배의 어려움을 최소화하고 농작물 품질의 상향 평준화를 도모할 수 있다.In addition, the integrated smart crop management module of the present invention can create the optimum soil conditions irrespective of the region in which the crop is cultivated, thereby minimizing the difficulty of cultivating the crop and promoting upward leveling of the crop quality.
또한, 본 발명의 일체형 스마트 작물 관리 모듈은 경작지의 강수량, 자연유출량 및 토양수분량을 감지하고 감지된 강수량, 자연유출량 및 토양수분량을 근거로 자연가뭄지수를 산출할 수 있기 때문에 가뭄에 미리 대비하거나 가뭄 관리에 기여할 수 있다. In addition, the integrated smart crop management module of the present invention can detect the precipitation, natural runoff and soil water content of the arable land and calculate the natural drought index based on the detected precipitation, natural runoff and soil water content, so it is prepared for drought or drought in advance. Can contribute to management.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 스마트 작물 관리 모듈을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시한 사용자 단말기의 어플리케이션을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 도시한 스마트 작물 관리 모듈의 사용을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시한 일체형 스마트 작물 관리 모듈을 간략하게 나타낸 도면이다. 1 is a view showing an integrated smart crop management module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an application of the user terminal illustrated in FIG. 1.
3 is a view for explaining the use of the smart crop management module shown in FIG.
4 is a view briefly showing the integrated smart crop management module shown in FIG.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다. It is noted that the figures are schematic and not drawn to scale. The relative dimensions and ratios of the parts in the figures have been exaggerated or reduced in size for clarity and convenience in the figures and any dimensions are merely exemplary and not limiting. And the same reference numerals are used to represent similar features in the same structures, elements or parts that appear in more than one figure.
본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예들을 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도면의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.Embodiments of the present invention specifically illustrate ideal embodiments of the present invention. As a result, various modifications of the drawings are expected. Thus, the embodiment is not limited to the specific form of the illustrated region, but includes, for example, modification of the form by manufacture.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 일체형 스마트 작물 관리 모듈(100, 이하 '스마트 작물 관리 모듈' 이라 함)을 설명한다. Hereinafter, an integrated smart crop management module 100 (hereinafter referred to as a smart crop management module) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 작물 관리 모듈을 나타낸 도면, 도 2는 도 1에 도시한 사용자 단말기의 어플리케이션을 나타낸 도면, 도 3은 도 1에 도시한 스마트 작물 관리 모듈의 사용을 설명하기 위한 도면 및 도 4는 도 1에 도시한 스마트 작물 관리 모듈을 간략하게 나타낸 도면이다. 1 is a view showing a smart crop management module according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view showing the application of the user terminal shown in Figure 1, Figure 3 is to use the smart crop management module shown in FIG. 4 and FIG. 4 are views schematically showing the smart crop management module illustrated in FIG. 1.
우선, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 작물 관리 모듈(100)은 농작물이 재배되는 경작지의 상태 또는 농작물(경작물)의 생육 상태를 감지하고 그 결과를 사용자의 단말기로 전송하기 위한 것이다. 다시 말해서, 스마트 작물 관리 모듈(100)은 농작물이 재배되는 경작지의 산성도(pH), 습도(수분량), 지중온도 또는 지상온도 등을 실시간으로 감지하고, 센싱된 결과로부터 얻어지는 현재 경작지의 상태 또는 농작물의 발육 상태 정보를 사용자에게 실시간으로 전송하기 위한 것이다. 참고로, 사용자는 스마트 작물 관리 모듈(100)을 사용하여 농작물을 재배하고자 하는 사람을 의미한다. First, the smart
한편, 하기에서 설명하는 경작지의 경우에는 노지 또는 하우스를 의미하며, 노지인 것이 바람직하다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 경작지가 노지인 경우에 대해서 설명한다.On the other hand, in the case of the arable land to be described below, it means noji or house, it is preferable that it is noji. Hereinafter, a case in which the arable land is open land will be described for convenience of description.
상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 작물 관리 모듈(100)은, 경작지의 산성도, 습도(수분량), 지중온도 또는 지상온도를 감지하는 센서(110), 센서(110)에 의한 감지 결과를 통해 경작지의 상태 또는 농작물의 발육 상태를 판단하는 제어부(120), 제어부(120)로부터 전달 받은 경작지의 상태 또는 농작물의 발육 상태 정보를 서버, 외부 데이터 베이스 또는 사용자 단말기로 전송하는 통신부(130) 및 센서(110), 제어부(120) 및 통신부(130)에 전원을 공급하는 전원부(140)를 포함할 수 있다. Smart
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 작물 관리 모듈(100)은 통신부(130), 센서(110) 및 전원부(140)가 장착되는 본체(101)를 포함할 수 있다. 본체(101)는 통신부(130), 센서(110) 등을 수용하여 보호하는 부분으로써, 외장재(케이스)의 기능도 하는 부분이다. The smart
도 4를 참조하면, 본체(101)는, 제어부(120) 등이 위치하는 중앙부(102), 중앙부(102)의 하단에서 하부 방향으로 연장 형성된 매립부(103) 및 중앙부(102)의 상단에서부터 상부 방향으로 연장 형성된 돌출부(104)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the
중앙부(102)의 내부에는 제어부(120) 및 메모리부(122) 등이 장착될 수 있고, 중앙부(102)의 외면 중 어느 일면에는 스마트 작물 관리 모듈(100)의 ON/OFF를 나타내는 LED가 마련될 수 있다. 여기서, LED 대신에 디스플레이부(미도시)가 마련될 수도 있다. 상기 디스플레이부에는 스마트 작물 관리 모듈(100)의 ON/OFF 여부, 센서(110)의 작동 여부, 센서(110)의 측정값, 전원부(140)의 전원량/충전량 등의 정보가 표시될 수 있다.The
중앙부(102)는 도 4에 도시된 바와 같은 육면체 형상 뿐만 아니라 원통형 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. 중앙부(102)의 상면에는 전원부(140)와 연동되는 태양열 집광판(미도시)이 설치될 수도 있다.The
한편, 매립부(103)는 중앙부(102)의 높이 또는 돌출부(104)의 길이 보다는 길게 연장 형성되며 경작지의 땅 속에 매립되는 부분이다. 예를 들어, 중앙부(102)의 상단까지 높이(길이)가 48cm 정도라고 하면, 매립부(103)는 그 하단에서부터 대략 27~38cm 지점까지 땅 속에 매립되는 것이 바람직하다.On the other hand, the buried
매립부(103) 중 땅 속에 매립되는 되는 부분에 토양습도(수분량)측정 센서, 지중온도측정 센서, 산성도(pH)측정 센서, 토양전해도측정 센서 등이 위치하는 것이 바람직하다.A soil humidity (water content) measuring sensor, an underground temperature measuring sensor, an acidity (pH) measuring sensor, a soil conductivity measuring sensor, and the like are located at a portion of the buried
도 4에는 매립부(103)가 중앙부(102)의 하단에서부터 1개만 연장 형성된 것으로 도시되어 있는데, 매립부(103)의 개수는 필요에 따라 선택될 수 있다.In FIG. 4, only one buried
한편, 도 4에는 돌출부(104)가 2개 형성된 것으로 도시되어 있는데, 매립부(103)와 마찬가지로 돌출부(104)의 개수는 필요에 따라 다양하게 선택될 수 있다. Meanwhile, FIG. 4 illustrates that two
돌출부(104)에는 센서 중 지상온도측정 센서 또는 통신부(130)가 형성될 수 있다. 또한, 돌출부(104)에는 GPS(미도시)가 설치될 수도 있다. GPS가 설치되면, 스마트 작물 관리 모듈(100)의 위치 정보를 알 수 있기 때문에 스마트 작물 관리 모듈(100)을 분실하거나 도난 당하는 경우에 GPS의 위치 정보를 활용하여 스마트 작물 관리 모듈(100)을 찾을 수도 있다.매립부(103) 또는 돌출부(104)에 형성되는 센서(110)는 농작물이 재배되는 경작지의 상태 또는 농작물의 상태를 감지하는 부분이다. 다시 말해서, 센서(110)는 경작지의 땅 속의 산성도, 습도(수분량) 및 지중온도는 물론이고 경작지의 지상온도를 감지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 작물 관리 모듈(100)에 구비되어 있는 센서(110)는 토양습도(수분량)측정 센서, 지중온도측정 센서, 산성도(pH)측정 센서 및 지상온도측정 센서 중 적어도 하나 이상으로 마련될 수 있으며, 마련되는 센서의 종류 및 개수는 경작지의 환경, 농작물의 종류 등에 따라 달라질 수 있다. Protruding
상기한 바와 같이, 센서(110)는 경작지의 땅 속의 산성도(pH), 습도(수분량) 및 지중온도를 감지하고 경작지의 지상온도를 감지하여야 하기 때문에, 산성도(pH), 습도(수분량) 및 지중온도를 감지하기 위한 센서(110)는 경작지의 땅 속에 위치될 수 있다. As described above, the
앞서 설명한 바와 같이, 도 4를 참조하면, 본체(101)의 매립부(103)에 습도(수분량)측정 센서, 지중온도측정 센서 및 산성도(pH)측정 센서가 위치되어 외부로 노출되지 않도록 경작지의 땅 속에 위치되고, 본체(101)의 돌출부(104)에는 지상온도측정 센서가 마련되어 외부로 노출되도록 위치될 수 있다. As described above, referring to FIG. 4, a humidity (moisture) measurement sensor, an underground temperature measurement sensor, and an acidity (pH) measurement sensor are positioned in the buried
제어부(120)는 센서(110)를 통해 감지된 각종 센싱값을 이용하여 경작지의 상태 또는 농작물의 발육 상태를 판단할 수 있다. 다시 말해서, 제어부(120)는 적어도 하나 이상으로 마련된 센서(110)를 통해 감지된 경작지의 산성도, 습도(수분량), 지중온도 및 지상온도에 해당되는 센서 측정치(값)를 전달 받아 경작지의 산성도, 습도, 지중온도 및 지상온도로부터 경작지의 상태(즉, 농작물에 적합한 산성도인지, 농작물에 적합한 수분량을 가지고 있는지 등)을 판단하고 이로부터 농작물이 어떤 상태로 발육되고 있는지도 판단할 수 있다. The
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 작물 관리 모듈(100)의 제어부(120)는 메모리부(122)를 더 포함할 수 있다. 메모리부(122)는 센서(110)에 의해 감지된 경작지의 땅 속의 산성도, 습도, 온도와 경작지의 지상 온도 측정치가 저장될 수 있다. 또한, 제어부(120)에서 판단한 경작지의 상태 또는 농작물의 발육 상태 정보도 메모리부(122)에 저장될 수 있다.Here, the
한편, 메모리부(122)에는 센서(110)에 의해 감지된 경작지의 산성도, 습도, 지중온도 및 지상온도의 측정치가 저장되지만, 경작지에 경작되는 농작물의 종류에 따라 이에 최적의 발육 상태를 제공하는 경작지의 기준 상태 정보 즉, 농작물의 종류에 따른 경작지의 기준 산성도, 습도(수분량), 지중온도 및 지상온도에 대한 정보가 미리 저장될 수 있다. On the other hand, the
제어부(120)에 메모리부(122)가 포함됨에 따라, 제어부(120)는 센서의 측정치로부터 판단한 경작지의 현재 상태 또는 농작물의 현재 발육 상태를 메모리부(122)에 기 저장된 경작물의 종류에 따른 경작지의 기준 상태 정보 또는 경작지의 상태에 따른 농작물의 발육 상태 정보와 비교할 수 있다. As the
즉, 제어부(120)는 농작물의 종류에 따른 경작지의 기준 상태 정보와 센서(110)의 측정값으로부터 판단된 경작지의 현재 상태 정보를 비교한 결과, 경작지의 현재 상태가 농작물의 발육에 적합하지 않다고 판단하면, 스프링클러 등의 관개(灌漑, irrigation)설비, 조명설비, 광차단설비 또는 자동비료공급설비 등의 경작상태유지설비(400)를 작동시켜서 경작지가 기준 경작 상태가 되도록 제어할 수 있다. 또한, 현재의 경작지 상태 또는 농작물의 발육 상태 정보를 사용자의 사용자 단말기(200)에 다양한 알람 메시지를 전송하여 사용자로 하여금 경작지에 적절한 조치를 하도록 유도할 수 있다. That is, the
메모리부(122)는, 센서(110)의 측정값으로부터 제어부(120)가 판단한 경작지의 현재 상태에 대응하는 농작물의 발육 상태 정보도 미리 저장될 수 있다. 제어부(120)에 의해 판단된 경작지의 현재 상태에 대응하는 농작물의 발육 상태 즉, 메모리부(122)에 저장되어 있는 농작물의 발육 상태 정보와 농작물의 현재 발육 상태를 비교한 결과를 제어부(120)가 사용자 단말기(200)로 전송할 수도 있다. 사용자는 이러한 정보를 확인하고 농작물의 발육 상태가 개선되도록 경작상태유지설비(400)를 작동시키는 등 필요한 조치를 취할 수도 있다.The
여기서, 경작상태유지설비(400)는 자동비료공급설비(미도시), 관개설비(미도시), 조명설비, 광차단설비 등의 설비로써, 경작지에 직접 설비되어 있거나 경작지의 주변에 설비될 수 있다. 이와 같은 다양한 경작상태유지설비(400)는 사용자가 사용자 단말기(200) 또는 메모리부(122)에 경작상태유지설비(400)의 작동 조건 등을 입력함에 따라 자동적으로 작동될 수 있다. 사용자는 경작지의 상태 정보에 따라 경작상태유지설비(400)를 작동시켜서 경작지의 상태가 경작물의 경작 조건 또는 환경에 적합하도록 조절할 수 있다. Here, the cultivation state maintenance facility 400 is a facility such as an automatic fertilizer supply facility (not shown), irrigation facility (not shown), lighting equipment, light blocking equipment, etc., can be installed directly on the farmland or around the farmland. have. Such various cultivation state maintenance equipment 400 may be automatically operated as a user inputs the operating conditions of the cultivation state maintenance facility 400 to the
한편, 경작상태유지설비(400)를 작동시키거나 제어부(120)로부터 경작지의 현재 상태 또는 농작물의 현재 발육 상태 등의 정보를 전달 받는 사용자 단말기(200)에는, 사용자 단말기(200)의 운영체제를 기반으로 동작하고 사용자의 입력에 의한 동작입력정보를 후술할 통신부(130)로 전송하는 어플리케이션(application)이 설치될 수 있다. 즉, 제어부(120)에 의해 전달 받는 경작지 또는 농작물에 관한 다양한 알람 메시지는 어플리케이션을 통해 사용자 단말기(200)에 표시될 수 있다. On the other hand, the
도 2를 참조하면, 사용자 단말기(200)에 설치되는 어플리케이션에는 현재 경작지에 경작되고 있는 농작물의 종류가 표시될 수 있다. 또한, 경작지의 수분 상태(부족 or 충분), 지중온도, 산성도 및 지상온도 등이 표시될 수 있다. 어플리케이션에 의해 표시되는 정보에는 실시간 정보(즉, 센서의 실시간 측정값) 뿐만 아니라 시간의 경과에 따른 센서 측정값의 변화량 내지 변화율, 농작물의 현재 발육 상태(발육 정도), 시간의 경과에 따른 농작물의 발육 상태 등이 포함될 수 있다.Referring to FIG. 2, an application installed in the
또한, 사용자는 사용자 단말기(200)에 설치된 어플리케이션을 이용하여 경작지의 상태 정보를 실시간으로 업데이트 할 수 있고, 경작상태유지설비(400)를 작동시킬 수도 있으며 제어부(120)로부터 전송 받은 경작지의 상태 정보 또는 농작물의 발육 상태 정보를 외부 데이터 베이스(300) 또는 서버(미도시)로 전송할 수도 있다. In addition, the user may update the state information of the arable land in real time using an application installed in the
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 작물 관리 모듈(100)은 정보의 전송을 위해 통신부(130)를 포함할 수 있다. On the other hand, smart
통신부(130)는 제어부(120)로부터 전달 받은 센서(110)에 의해 측정된 센서 측정치, 센서 측정치로부터 판단된 경작지의 상태 또는 농작물의 발육 상태 등의 정보를 외부 데이터 베이스(300), 서버 또는 사용자 단말기(200)로 전송할 수 있다. 이러한 통신부(130)는 다양한 무선 통신 방식 예를 들면, Zigbee, Bluetooth, WiFi 등 다양한 무선 통신 방식이 이용될 수 있다. 또한, 사물인터넷(IoT; Internet of Things)망을 이용하여 센서(110)에 의해 측정된 센서 측정치, 센서 측정치로부터 판단된 경작지의 상태 또는 농작물의 발육 상태 등의 정보를 사용자 단말기(200) 또는 외부 데이터 베이스(300)로 전송할 수 있다. 참고로, 외부 데이터 베이스(300)는 기상청의 데이터 베이스 또는 별도의 가뭄 예보 관리 업체의 데이터 베이스 또는 농업 컨설팅 업체의 데이터 베이스 일 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. The
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 작물 관리 모듈(100)의 통신부(130)는 사물인터넷망 중에서 로라망(LoRa network; Long Range Wide Area network)을 이용하여 센서(110)에 의해 측정된 센서 측정치, 센서 측정치로부터 판단된 경작지의 상태 또는 농작물의 발육 상태 등의 정보를 사용자 단말기(200) 또는 외부 데이터 베이스(300)에 전송하는 것이 바람직하다. 로라망은 850MHz 저주파를 사용해 낮은 전력으로 넓은 거리까지 전파를 보낼 수 있는 사물인터넷 전용 망을 의미한다. Here, the
상기에서 언급한 바와 같이, 통신부(130)에는 스마트 작물 관리 모듈(100)의 위치를 실시간으로 파악하기 위한 GPS(Global Positioning System)와 같은 위치추적장치가 내장될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 작물 관리 모듈(100)은 사용자 단말기(200)와 연동되기 때문에, 통신부(130)에 GPS 등의 위치추적장치가 내장된 스마트 작물 관리 모듈(100)의 위치를 실시간으로 파악할 수 있어서, 스마트 작물 관리(100)의 도난을 효과적으로 방지할 수 있다. As mentioned above, the
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 작물 관리 모듈(100)은 센서(110), 제어부(120) 및 통신부(130)에 전원을 공급하는 전원부(140)를 포함할 수 있다. On the other hand, smart
여기서, 전원부(140)는 주전원부(미도시)와 보조전원부(미도시)를 포함할 수 있다. 전원부(140)의 주전원부는 배터리 형태의 이차전지인 것이 바람직하다. 전원부(140)의 주전원부는 센서(110), 제어부(120) 및 통신부(130) 등에 상시 전력을 공급하는 전원이다. 이때, 전원부(140)의 주전원부는 충전 및 방전이 가능한 이차전지로 마련되는 것이 바람직한데, 주전원부는 보조전원부의 전력에 의해 충전될 수도 있다. 예를 들면, 제어부(120)는 주전원부의 잔존 전력량을 파악할 수 있는데, 만약, 제어부(120)에 의해 파악된 주전원부의 잔존 전력량이 센서(110) 등을 작동시키기에 충분하지 않거나 최저치에 도달한 것으로 판단된 경우에는 보조전원부를 주전원부와 연결하여 보조전원부의 전력을 이용하여 주전원부를 충전할 수 있다. 주전원부가 충전되어 최고치에 도달한 것으로 제어부(120)에서 판단하면 주전원부와 보조전원부의 연결을 차단할 수 있다.Here, the
한편, 전원부(140)의 주전원부는 이차전지와 같은 배터리로 마련되는 반면에, 전원부(140)의 보조전원부는 신재생에너지를 이용하여 충전되도록 마련될 수 있다. 예를 들면, 전원부(140)의 보조전원부는 매립부(103)에 형성된 지열발전부(미도시)로부터 전력을 받아 충전되거나 중앙부(102)의 상면에 설치된 태양열 집광판(미도시)을 이용하여 충전될 수 있다.Meanwhile, the main power supply of the
신재생에너지를 이용하여 충전되는 보조전원부는 주전원부를 충전할 뿐만 아니라, 주전원부의 전력량이 부족한 경우에 센서(110), 제어부(120) 및 통신부(130)에 직접 전원을 공급할 수도 있다. The auxiliary power unit charged by using renewable energy may not only charge the main power unit but also directly supply power to the
또한, 제어부(120)는 보조전원부의 충전 우선 순위를 제어할 수도 있다. 만약, 날씨가 흐려서 태양열에 의한 보조전원부의 충전량이 기준치에 도달하지 못하는 경우에 한하여 지열을 이용하여 보조전원부가 충전되도록 신재생에너지에 의한 충전 우선 순위를 정해 놓을 수도 있다. 태양열에 비해서 지열 발전량이 충분하지 않기 때문에 태양열에 의한 보조전원의 충전을 우선 순위에 놓되 날씨가 흐리거나 비가 오는 등 기상 상태에 따라 지열을 보조적으로 이용할 수도 있다. 다만, 지열 보다는 태양광을 이용하여 보조전원부를 충전하는 것이 바람직하다.In addition, the
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 작물 관리 모듈(100)은 경작지에 종류가 서로 다른 다수의 농작물이 경작되는 경우에도 사용될 수 있다. 예컨대, 도 3에 도시한 바와 같이, 서로 다른 농작물을 재배하는 각각의 경작지에 있어서 소정 위치(S1,S2,S3)에 설치된 스마트 작물 관리 모듈(100)은 각각의 경작지에 관한 산성도, 수분량, 지중온도 및 지상온도 등 센서(110)의 측정값, 각 경작지의 현재 상태, 각 경작지에 경작되고 있는 농작물의 발육 상태 등을 판단하여 사용자 단말기(200) 또는 외부 데이터 베이스(300)에 전송할 수 있다. On the other hand, the smart
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 작물 관리 모듈(100)은 제어부(120)에서 판단한 경작지의 상태 정보를 장기간 동안 확보하고 이를 빅데이터로 구축함으로써, 시간의 경과 또는 계절에 따른 해당 경작지의 상태 변화에 대한 정보를 활용하여 경작에 적합한 농작물을 추천하거나 농작물의 경작 횟수 등에 대한 정보를 제공할 수도 있다. 뿐만 아니라, 동일한 농작물을 재배하는 다른 사용자가 설치한 스마트 작물 관리 모듈과 연동하여 일정한 지역 단위별(예를 들면, 면 단위, 군 단위 등) 경작지에 관한 정보 또는 경작에 적합한 농작물에 대한 정보를 제공할 수도 있다.In addition, the smart
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(120)는 센서(110)의 측정값으로부터 자연가뭄지수(NDI: Natural Drought Index)를 산정할 수도 있다. 자연재해 중에서 가뭄은 장시간 지속되고 넓은 지역에 영향을 끼치는 재해로서 농작물의 수확량에 적지 않은 영향을 줄 수 있다. 그런데, 가뭄을 예측하는 것이 쉽지 않다. 왜냐하면, 가뭄은 강수량 뿐만 아니라 경작지의 상태와도 깊은 연관성이 있기 때문이다. 예를 들면, 가뭄은 경작지의 강수량 뿐만 아니라 경작지가 머금고 있는 토양수분량, 경작지의 투수율에 따라 지하수로 유출되는 자연유출량과 관련된다. 따라서, 경작지의 토양수분량 및 자연유출량을 측정함으로써 자연가뭄지수를 산정할 수 있다.Meanwhile, the
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 작물 관리 모듈(100)의 센서(110)는 토양의 수분량을 측정할 수 있는데, 이 측정값으로부터 토양수분량 및 자연유출량을 얻을 수 있다. 또한 해당 경작지의 강수량은 관할 기상청으로부터 얻을 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 작물 관리 모듈(100)의 사용자는 사용자 단말기(200)의 어플리케이션을 통해 기상청으로부터 강수량 정보를 받아 올 수 있고, 강수량 정보는 통신부(130)를 통해 제어부(120)로 전달될 수 있다.
제어부(120)는 센서(110)의 측정값으로부터 얻은 토양수분량 및 자연유출량 그리고, 사용자 단말기(200)에서 받은 강수량을 이용하여 자연가뭄지수를 산정하고, 산정된 자연가뭄지수를 메모리부(122)에 저장하거나 통신부(130)를 통해서 사용자 단말기(200) 또는 외부 데이터 베이스(300)에 전송될 수 있다. 이때, 외부 데이터 베이스(300)에는 기상청 또는 가뭄 정보 관리 업체의 데이터 베이스가 포함될 수 있는데, 기상청의 데이터 베이스에 자연가뭄지수가 저장됨으로써 기상청은 해당 지역의 가뭄 관리를 할 수 있다. 예를 들어, 기상청의 데이터 베이스에 저장된 자연가뭄지수를 분석한 결과 해당 경작지에 가뭄이 예상되는 경우에는 관개시설을 미리 확충하는 등의 조치를 사용자 단말기(200)에 전송하여 사용자로 하여금 가뭄 대책을 수립하도록 유도할 수 있다.The
또한, 해당 경작지를 포함하는 단위 지역별 자연가뭄지수를 분석함으로써 광역 단위의 가뭄을 관리할 수도 있다.In addition, by analyzing the natural drought index per unit region including the cultivated land can also manage drought in the wide area unit.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 작물 관리 모듈(100)은 경작지의 땅에 매립되어 설치되기 때문에 상시적으로 경작지의 토양수분량 및 자연유출량을 측정할 수 있으므로, 자연가뭄지수를 산정하기 위한 별도의 수단이 필요하지 않다는 장점도 있다.As such, since the smart
이와 같이 전송된 자연가뭄지수를 통해 미래의 가뭄 예보를 관리하거나 가뭄 정보 빅데이터 구축을 통해 가뭄에 대해 미리 사전에 대비하는 것이 가능하다. It is possible to manage future drought forecasts through the natural drought index sent in this way or to prepare for drought in advance by establishing drought information big data.
상기한 구성에 의하여 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명의 스마트 작물 관리 모듈은, 경작지의 산성도, 습도(수분량), 지중온도 및 지상온도 등을 감지하여 사용자에게 경작지의 현재 상태 또는 농작물의 발육 상태에 대한 정보를 실시간으로 알려줌으로써 농작물이 최적의 상태로 재배될 수 있도록 경작지의 환경을 최적의 상태로 유지할 수 있다. Smart crop management module of the present invention according to an embodiment of the present invention by the above configuration, by detecting the acidity, humidity (moisture), ground temperature and ground temperature of the arable land to the user to develop the current state of the arable land or crops By providing information about the condition in real time, it is possible to keep the environment of the arable land in an optimal state so that crops can be cultivated optimally.
또한, 본 발명의 스마트 작물 관리 모듈은 경작지의 상태 정보가 사용자의 단말기로 실시간으로 전송되기 때문에, 사용자는 전송 받은 데이터를 근거로 경작상태유지설비를 작동시킬 수 있어서 농작물을 재배하는데 필요한 노동력 및 인건비를 효과적으로 절감할 수 있다. In addition, the smart crop management module of the present invention, since the state information of the arable land is transmitted to the user's terminal in real time, the user can operate the cultivation state maintenance equipment based on the received data, labor and labor costs necessary for cultivating the crops Can be effectively reduced.
또한, 본 발명의 스마트 작물 관리 모듈은 경작지의 강수량, 자연유출량 및 토양수분량을 산출하고 산출된 강수량, 자연유출량 및 토양수분량을 근거로 자연가뭄지수를 산정할 수 있기 때문에 가뭄 관리에도 기여할 수 있다. In addition, the smart crop management module of the present invention can contribute to drought management because it can calculate the precipitation, natural runoff and soil water content of the arable land and calculate the natural drought index based on the calculated precipitation, natural runoff and soil water content.
이상과 같이 본 발명의 일 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다. As described above, although one embodiment of the present invention has been described by specific matters such as specific components and limited embodiments and drawings, this is merely provided to help a more general understanding of the present invention. The present invention is not limited thereto, and various modifications and variations can be made by those skilled in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, but all of the claims that follow, as well as equivalent or equivalent modifications, will fall within the scope of the present invention.
100: 일체형 스마트 작물 관리 모듈
110: 센서
120: 제어부
122: 메모리부
130: 통신부
140: 전원부
200: 사용자 단말기
300: 외부 데이터 베이스
400: 경작상태유지설비100: integrated smart crop management module
110: sensor
120: control unit
122: memory section
130: communication unit
140: power supply
200: user terminal
300: external database
400: cultivation state maintenance equipment
Claims (10)
외면 중 어느 일면에 LED 또는 디스플레이부가 마련되는 육면체 형상의 중앙부;
상기 중앙부의 하단에서 하부 방향으로 연장 형성된 매립부; 및
상기 중앙부의 상단에서부터 상부 방향으로 연장 형성된 돌출부;를 포함하고,
상기 매립부는 상기 중앙부의 높이 및 상기 돌출부의 길이 보다 길게 연장 형성되어 경작지의 땅 속에 매립되며,
상기 매립부 중 경작지의 땅 속에 매립되는 부분에는 상기 경작지의 산성도, 습도, 지중온도 및 토양전해도를 감지하는 적어도 하나 이상의 센서가 마련되고,
상기 돌출부에는 상기 경작지의 지상온도를 감지하는 센서 및 상기 지상온도를 감지하는 센서의 측정치, 상기 경작지의 상태 및 상기 농작물의 발육 상태 정보를 외부 데이터 베이스 및 사용자 단말기로 전송하는 통신부가 마련되며,
상기 중앙부의 내부에는 상기 매립부 및 상기 돌출부에 마련된 센서의 측정치를 전달 받아 상기 경작지의 상태 및 상기 농작물의 발육 상태를 판단하는 제어부, 상기 매립부 및 상기 돌출부에 마련된 센서의 측정치, 상기 경작지의 상태 및 상기 농작물의 발육 상태 정보가 저장되는 메모리부 및 상기 매립부 및 상기 돌출부에 마련된 센서, 상기 제어부 및 상기 통신부에 전원을 공급하는 전원부가 마련되고,
상기 통신부는 사물인터넷 전용망 중에서 850 MHz의 저주파수를 사용하는 로라망 (LoRa network; Long Range Wide Area network)을 이용하여 상기 매립부 및 상기 돌출부에 마련된 센서의 측정치, 상기 경작지의 상태 및 상기 농작물의 발육 상태 정보를 외부 데이터 베이스 및 사용자 단말기로 전송하며,
상기 제어부는, 상기 경작지의 상태 및 상기 농작물의 발육 상태가 정상 상태가 아니라고 판단하는 경우 상기 사용자 단말기로 알람 메시지를 전송하거나, 별도로 마련된 경작상태유지설비를 작동시켜서 상기 경작지의 상태 및 상기 농작물의 발육 상태를 조절하고,
상기 메모리부에는 상기 경작지에 경작되는 농작물의 종류에 따른 상기 경작지의 기준 산성도, 습도, 수분량, 지중온도 및 지상온도에 대한 정보를 포함하는 기준 상태 정보가 기 저장되며,
상기 제어부는 상기 경작지의 상태 및 상기 매립부 및 상기 돌출부에 마련된 센서의 측정치를 상기 기준 상태 정보와 비교하고 그 결과에 따라 상기 사용자 단말기로 알람 메시지를 전송하거나 상기 경작상태유지설비를 작동시키고,
상기 제어부는 상기 매립부 및 상기 돌출부에 마련된 센서의 측정치로부터 상기 경작지에서의 자연유출량 및 토양수분량을 측정하고, 상기 자연유출량 및 상기 토양수분량으로부터 자연가뭄지수를 산정하여 상기 메모리부에 저장하거나 상기 통신부를 통해 상기 사용자 단말기 및 상기 외부 데이터 베이스에 전송하며,
상기 외부 데이터 베이스는 기상청의 데이터 베이스 또는 가뭄 예보 관리 업체의 데이터 베이스를 포함하며, 상기 자연가뭄지수는 기상청의 데이터 베이스 또는 가뭄 정보 관리 업체의 데이터 베이스에 전송됨으로써 가뭄 예보를 관리하거나 가뭄 정보 빅데이터를 구축하고,
상기 전원부는 이차전지를 이용하는 주전원부 및 신재생에너지를 이용하는 보조전원부를 포함하며,
상기 제어부는 상기 주전원부의 잔존 전력량을 판단하여 충전이 필요한 경우 상기 보조전원부의 전력을 이용하여 상기 주전원부를 충전하거나, 태양열에 의한 상기 보조전원부의 충전량이 기준치에 도달하지 못하는 경우에 지열을 이용하여 상기 보조전원부를 충전시키도록 상기 보조전원부의 충전 우선 순위를 제어하고,
상기 사용자 단말기는 상기 경작지의 경작 상태를 조절하기 위한 상기 경작상태유지설비와 연동되고, 상기 경작지의 상태 및 상기 농작물의 발육 상태 정보가 미리 설정된 범위를 벗어나는 경우 상기 경작상태유지설비를 작동시켜 상기 경작지의 상태 및 상기 농작물의 발육 상태를 설정된 범위 이내가 되도록 조절하며,
상기 사용자 단말기는 상기 사용자 단말기의 운영체제를 기반으로 동작하며, 사용자의 입력에 의한 동작입력정보를 상기 통신부로 전송하는 어플리케이션을 포함하고,
상기 어플리케이션에는 상기 매립부 및 상기 돌출부에 마련된 센서의 실시간 측정값, 시간의 경과에 따른 센서 측정값의 변화량 및 변화율, 농작물의 현재 발육 상태 및 발육 정도, 시간의 경과에 따른 농작물의 발육 상태가 표시되며,
상기 제어부는 상기 경작지의 상태 정보를 장기간 동안 확보하여 빅데이터를 구축하고, 시간의 경과 또는 계절에 따른 상기 경작지의 상태 변화에 대한 정보를 활용하여 상기 경작지에 적합한 농작물을 추천하거나 농작물의 경작 횟수에 대한 정보를 제공하며, 동일한 농작물을 관리하는 다른 스마트 작물 관리 모듈과 연동하여 지역 단위별로 경작지의 상태 정보 및 경작에 적합한 농작물에 대한 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 일체형 스마트 작물 관리 모듈.
Smart crop management module for detecting the acidity, humidity, ground temperature and ground temperature of the arable land where the crop is grown,
A central portion of a hexahedron shape in which an LED or a display unit is provided on one of the outer surfaces;
A buried portion extending in a lower direction from a lower end of the central portion; And
And a protrusion formed extending in an upward direction from an upper end of the central portion.
The buried portion is formed to extend longer than the height of the central portion and the length of the protrusion is buried in the land of arable land,
At least one sensor for detecting acidity, humidity, ground temperature, and soil conductivity of the arable land is provided at a portion of the landfill part embedded in the land of the arable land,
The protrusion is provided with a sensor for sensing the ground temperature of the cultivated land and a sensor for detecting the ground temperature, the state of the cultivated land and the development state information of the crop to an external database and a user terminal,
A control unit for determining the state of the arable land and the development of the crop, the measurement value of the sensor provided in the buried part and the protrusion, the state of the arable land And a memory unit for storing the development state information of the crop, a sensor provided in the buried portion and the protrusion, a power supply unit for supplying power to the control unit and the communication unit.
The communication unit uses a LoRa network (LoRa network; Long Range Wide Area network) that uses a low frequency of 850 MHz in the IoT dedicated network, the measurement values of the sensors provided in the buried portion and the protrusion, the state of the arable land and the development of the crop Sends status information to external database and user terminal,
The control unit, when it is determined that the state of the cropland and the development state of the crop is not a normal state, by sending an alarm message to the user terminal, or by operating a separately provided cultivation state maintenance equipment, the state of the cropland and the development of the crop Adjust the status,
The memory unit prestores reference state information including information on reference acidity, humidity, moisture content, ground temperature, and ground temperature of the arable land according to the type of crops cultivated on the arable land.
The control unit compares the state of the cultivated land and the measurements of the sensors provided in the buried portion and the protrusion with the reference state information and transmits an alarm message to the user terminal or operates the cultivated state maintaining device according to the result.
The control unit measures the amount of natural outflow and soil water in the arable land from the measurement values of the sensors provided in the buried part and the protrusion, calculates the natural drought index from the amount of natural outflow and the soil water content and stores it in the memory unit or the communication unit Through the user terminal and the external database through,
The external database includes a database of a meteorological office or a database of a drought forecast management company, and the natural drought index is transmitted to a database of a meteorological office or a database of a drought information management company to manage drought forecasts or to manage drought information big data. Build it up,
The power supply unit includes a main power supply using a secondary battery and an auxiliary power supply using renewable energy,
The controller determines the amount of power remaining in the main power supply unit to charge the main power supply using the power of the auxiliary power supply when charging is required, or uses geothermal heat when the charge amount of the auxiliary power supply by solar heat does not reach a reference value. To control the charging priority of the auxiliary power supply to charge the auxiliary power supply,
The user terminal is interlocked with the cultivation state maintaining equipment for adjusting the cultivation state of the cultivated land, and when the state of the cultivated land and the development state information of the crop is out of a preset range, operate the cultivated state maintenance equipment to operate the cultivated land Adjust the state and development state of the crop to be within the set range,
The user terminal operates based on the operating system of the user terminal, and includes an application for transmitting the operation input information by the user's input to the communication unit,
The application displays a real-time measurement value of the sensor provided in the buried portion and the protrusion, the amount and rate of change of the sensor measurement value over time, the current development state and degree of development of the crop, the development state of the crop over time ,
The control unit secures the state information of the arable land for a long time to build big data, and utilizes information on the change of state of the arable land according to the passage of time or the season to recommend crops suitable for the arable land or to the number of tillage of crops. The integrated smart crop management module, which provides information on the crops suitable for cultivation and the status information of the cultivated land for each region by interworking with other smart crop management modules managing the same crops.
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