KR100481162B1 - 성장환경 제어가 가능한 디지털 화분 - Google Patents

성장환경 제어가 가능한 디지털 화분 Download PDF

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KR100481162B1 KR10-2002-0045730A KR20020045730A KR100481162B1 KR 100481162 B1 KR100481162 B1 KR 100481162B1 KR 20020045730 A KR20020045730 A KR 20020045730A KR 100481162 B1 KR100481162 B1 KR 100481162B1
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Abstract

본 발명은 성장하는 식물의 재배 관리를 용이하게 제어할 수 있는 성장환경 제어가 가능한 디지털 화분에 관한 것이다.
본 발명은 식물이 식재되는 용기에 설치되어 식물의 성장환경에 필요한 데이터인 식물의 성장 데이터를 검출함과 동시에, 사람의 접근을 검출하는 센서부와, 상기 센서부에 의해 검출된 식물의 성장 데이터에 필요한 데이터와 사람의 접근을 검출한 데이터인 아날로그 신호를 받아 디지털 신호로 변환하여 데이터를 관리함과 동시에, 연산처리하여 전체 동작을 제어하는 마이크로 프로세서와, 상기 마이크로 프로세서에서 출력되는 식물의 성장환경에 필요한 제어신호를 받아서 식물의 성장환경에 필요한 에너지의 부족을 사람이 인지할 수 있도록 캐릭터로 표시함과 동시에, 부족된 식물의 성장환경에 필요한 에너지를 공급받았음을 캐릭터로 표시하는 표시부와, 상기 마이크로 프로세서에서 출력되는 식물의 성장환경에 필요한 에너지의 부족을 음향으로 출력함과 동시에, 부족된 식물성장 환경에 필요한 에너지를 공급받았음을 음향으로 출력하는 스피커와, 상기 마이크로 프로세서에 동작전원을 공급하는 전원부로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

성장환경 제어가 가능한 디지털 화분{DIGITAL FLOWERPOT FOR CONTROLLING GROWTH ENVIRONMENT}
본 발명은 성장하는 식물의 재배 관리를 용이하게 제어할 수 있는 성장환경 제어가 가능한 디지털 화분에 관한 것이다.
일반적으로 꽃 등을 포함하는 식물은 그 양태가 미려하여 사용자에게 심적 안정감을 제공하는 기능이 있어서 관상용 식물로 판매가 되고 있으며, 특히 근래 들어 허브와 같이 방향제, 방충제, 약용 및 식용 식물은 단순한 관상용 식물뿐만 아니라 기능성 식물로서 판매되고 있으며, 또한 이들 식물들은 화분 등에 식재해서 재배되고 있다.
또한, 재배자가 화분 등에 식재된 식물을 구매하면, 식물의 재배 관리가 요구되며, 소정 기간 동안 식물을 재배한 경험이 있는 사람일 경우에는 스스로 터득된 경험에 의해, 식물을 재배할 수 있으며, 또한 식물 재배와 관련한 경험이 없는 사람일 경우에는 주위의 간행물이나 인터넷 등의 정보전달매체를 이용하여 식물의 재배 정보를 습득하여 식물을 재배하지만, 식물을 재배하는 사람들이 각각 다양한 식물군의 종류를 직접 재배하고자 할 경우, 모든 식물에 대해서 경험을 쌓는 것은 사실상 어려우며, 또한 간행물이나 인터넷 등의 정보전달매체를 이용하여 식물의 재배 정보를 습득하였다 할지라도, 입수된 각 식물의 재배정보에 포함되는 온도, 습도 및 일사량 등의 성장환경조건을 각 재배자가 체감으로 정확하게 예측하여 식물을 재배하는 일이 쉽지 않다는 등의 여러가지 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 식물을 재배하는 재배자가 식물의 성장환경인, 조사량, 주위 온도 및 수분 등과 식물의 생존 유무를 감지할 수 있도록 각종 센서를 구비하고, 이들 센서에 의해 감지한 각종 데이터를 재배자가 인지할 수 있도록, 퍼스널 컴퓨터의 모니터 또는 표시부(액정표시장치)에 표시함으로써, 식물의 재배 관리를 용이하게 하고, 식물을 재배하는 흥미와 재미를 줄 수 있는 성장환경 제어가 가능한 디지털 화분을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 교육용 자료로도 널리 사용할 수 있는 성장환경 제어가 가능한 디지털 화분을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 식물이 식재되는 용기와, 상기 용기에 설치되어 식물성장환경에 필요한 데이터인 식물의 성장 데이터를 검출함과 동시에, 사람의 접근을 검출하는 센서부와, 상기 센서부에 의해 검출된 식물의 성장 데이터에 필요한 데이터와 사람의 접근을 검출한 데이터인 아날로그 신호를 받아 디지털 신호로 변환하여 데이터를 관리함과 동시에, 연산처리하여 전체 동작을 제어하는 마이크로 프로세서와, 상기 마이크로 프로세서에서 출력되는 식물의 성장환경에 필요한 제어신호를 받아서 식물의 성장환경에 필요한 에너지의 부족을 사람이 인지할 수 있도록 캐릭터로 표시함과 동시에, 부족된 식물의 성장환경에 필요한 에너지를 공급받았음을 캐릭터로 표시하는 표시부와, 상기 마이크로 프로세서에서 출력되는 식물의 성장환경에 필요한 에너지의 부족을 음향으로 출력함과 동시에, 부족된 식물성장 환경에 필요한 에너지를 공급받았음을 음향으로 출력하는 스피커와, 상기 마이크로 프로세서에 동작전원을 공급하는 전원부로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 일실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 성장환경 제어가 가능한 디지털 화분(100)은 식물이 식재되는 용기(10)와, 상기 용기(10)에 설치되어 식물의 성장환경에 필요한 데이터인 식물의 성장 데이터를 검출함과 동시에, 사람의 접근을 검출하는 센서부(20)와, 상기 센서부(20)에 의해 검출된 식물의 성장 데이터에 필요한 데이터와 사람의 접근을 검출한 데이터인 아날로그 신호를 받아 디지털 신호로 변환하여 데이터를 관리함과 동시에, 연산처리하여 전체 동작을 제어하는 마이크로 프로세서(30)와, 상기 마이크로 프로세서(30)에서 출력되는 식물의 성장환경에 필요한 제어신호를 받아서 식물의 성장환경에 필요한 에너지의 부족을 사람이 인지할 수 있도록 캐릭터로 표시함과 동시에, 부족된 식물의 성장환경에 필요한 에너지를 공급받았음을 캐릭터로 표시하는 표시부(50)와, 상기 마이크로 프로세서(30)에서 출력되는 식물의 성장환경에 필요한 에너지의 부족을 음향으로 출력함과 동시에, 부족된 식물성장 환경에 필요한 에너지를 공급받았음을 음향으로 출력하는 스피커(60)와, 상기 마이크로 프로세서(30)에 동작전원을 공급하는 전원부(70)로 구성되어 있다.
상기 센서부(20)는 태양에서 조사되는 광의 조사량에 따라 저항의 변화를 이용하여 광조사량을 감지하는 광검지 센서(20A)와, 주위 온도의 변화에 따른 온도를 감지하는 온도 감지센서(20B)와, 용기(10)내의 수분량을 감지하는 수분 감지센서(20C)와, 식물의 내부에 흐르는 전기의 전위차를 증폭하여 식물의 생존 유무를 감지하는 식물에너지 감지센서(20D)와, 상기 용기(10)에 사람이 접근하였을 경우, 상기 표시부(50)에 식물 성장환경에 필요한 에너지의 공급상태를 캐릭터로 표시하도록 사람의 접근을 감지하는 인체감지센서(20E)로 구성되어 있다.
상기 센서부(20)의 식물에너지 감지센서(20D)는 식물에 흐르는 전위차를 측정하기 위하여 잎새 또는 줄기에 일정간격을 두고 클램프할 수 있도록 2개의 클램퍼(20a,20b)로 구성되어 있다. 상기 센서부(20)의 식물에너지 감지센서(20D)의 클램퍼(20a,20b)에 의해 검지되는 식물의 전위차는 매우 미세하기 때문에 식물에너지 감지센서(20D)에는 증폭기를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 센서부(20)의 광검지 센서(20A), 온도 감지센서(20B) 및 수분 감지센서(20C)에 의해 각각 검지되는 광조사량, 온도 및 수분도 매우 미세한 전기적 신호로 검출되기 때문에, 증폭기를 포함하는 것은 물론이다.
상기 마이크로 프로세서(30)는 상기 센서부(20)에 의해 검출된 식물의 성장환경에 필요한 데이터인 아날로그신호를 셀렉터부(31)를 통해 받아서 디지털신호로 변환하는 A/D변환부(32)와, 상기 A/D변환부(32)에서 디지털 신호로 변환된 식물의 성장 데이터를 입력받아 연산처리함과 동시에, 데이터를 저장하고 전체동작을 제어하는 제어부(33)와, 상기 제어부(33)에서 출력되는 데이터를 받아서 관리하는 데이터 관리 유닛(34)과, 상기 데이터 관리 유닛(34)에서 출력되는 식물의 성장 데이터를 퍼스널 컴퓨터(80)에 전송케이블(90)을 통해 전송함과 동시에, 상기 퍼스널 컴퓨터(80)에서 출력되는 데이터를 상기 데이터 관리 유닛(34)에 출력하는 데이터 입출력부(35)로 구성되어 있다.
다시 말하면, 상기 데이터 입출력부(35)는 상기 데이터 관리유닛(34)에서 출력되는 식물의 성장환경에 필요한 에너지에 대한 데이터를 상기 퍼스널 컴퓨터(80)에 출력함과 동시에, 상기 퍼스널 컴퓨터(80)에서 출력되는 제어신호를 상기 데이터 관리유닛(34)에 출력하도록 전송케이블(90)을 통해서 퍼스널 컴퓨터(80)에 접속되어 있다.
상기 셀렉터부(31)는 센서부(20)와 A/D컨버터(32) 사이에 설치되어 있는 것으로, 상기 셀렉터부(31)는 상기 센서부(20)의 광감지센서(20A)에서 감지된 가시광선의 광조사량신호를 상기 A/D컨버터(32)에 일정시간 출력하는 제1 크로스 포인트(31A)와, 상기 센서부(20)의 온도감지센서(20B)에서 감지된 주위의 온도신호를 상기 A/D컨버터(32)에 일정시간 출력하는 제2 크로스 포인트(31B)와, 상기 센서부(20)의 수분감지센서(20C)에서 감지된 수분 신호를 상기 A/D컨버터(32)에 일정시간 출력하는 제3 크로스 포인트(31C)와, 상기 센서부(20)의 식물에너지 감지센서(20D)에서 감지된 식물에너지신호를 상기 A/D컨버터(32)에 일정시간 출력하는 제4 크로스 포인트(31D)와, 상기 센서부(20)의 인체감지센서(20E)에서 감지된 인체감지신호를 상기 A/D컨버터(32)에 일정시간 출력하는 제5 크로스 포인트(31E)로 구성되어 있다. 상기 제1 내지 제5 크로스포인트(31A∼31E)는 상기 센서부(20)의 광감지센서(20A), 온도감지센서(20B), 수분감지센서(20C), 식물에너지 감지센서(20D) 및 인체감지센서(20E)에 의해 감지된 각각의 광신호, 온도신호, 수분신호, 식물에너지신호 및 인체감지신호(사람의 접근을 감지하는 신호)를 일정주기동안 순차적으로 상기 A/D컨버터(32)에 선택적으로 출력되도록 하는 셀렉터 스위치이다.
상기 데이터 입출력부(35)는 상기 데이터 관리유닛(34)에서 출력되는 식물의 성장환경에 필요한 에너지에 대한 데이터를 상기 퍼스널 컴퓨터(80)에 출력함과 동시에, 상기 퍼스널 컴퓨터(80)에서 출력되는 제어신호를 상기 데이터 관리유닛(34)에 출력하도록 전송케이블(90)을 통해서 퍼스널 컴퓨터(80)의 USB(Universal Serial Bus)포트에 접속되어 있다.
그리고, 상기 전원부(70)는 퍼스널 컴퓨터(80)의 USB 포트로 부터 전원을 받아서 상기 마이크로 프로세서(30)에 공급하도록 퍼스널 컴퓨터(80)의 USB포트에 접속되어 있고, 상기 표시부(50)는 액정표시장치를 사용하는 것이 가장 바람직하다.
상기 설명에 있어서, 식물의 성장 환경에 필요한 각종 데이터는 센서부(20)에서 각각 검출된 신호를 말하며, 예를 들면 광조사량, 수분량, 주위 온도 및 식물의 생존 여부를 판별하는 식물 에너지를 말한다.
도 1에 있어서, 미설명 부호 84는 식물을 재배하는 재배자의 명령을 입력하는 키보드이고, 86은 마우스이다.
다음에, 이와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 성장환경 제어가 가능한 디지털 화분에 의해 식물을 재배하는 과정에 대하여 설명한다.
먼저, 본 발명의 일실시예에 의한 성장환경 제어가 가능한 디지털 화분(100)의 용기(10)에 식물을 식재하고, 퍼스널 컴퓨터(80) 또는 마이크로 프로세서(30)에 전원을 인가하면, 상기 센서부(20)의 광검지 센서(20A)에 의해 광조사량을 감지하고, 온도 감지센서(20B)에 의해 주위 온도를 감지하고, 수분 감지센서(20C)에 의해 용기(10)내의 수분량을 감지하고, 식물에너지 감지센서(20D)에 의해 식물의 에너지를 감지함과 동시에 인체감지센서(20E)에 의해서 사람의 접근을 감지한다.
상기 센서부(20)의 식물에너지 감지센서(20D)를 사용하여 식물에 흐르는 전위차를 측정할려면, 식물에너지 감지센서(20D)의 2개의 클램퍼(20a,20b)를 식물의 잎새 또는 줄기에 일정간격을 두고 클램프하여 식물에 흐르는 전위차를 측정한다.
따라서, 식물의 잎새 또는 줄기에 일정간격을 두고 클램된 식물에너지 감지센서(20D)의 2개의 클램퍼(20a,20b) 사이에 전위차가 측정되지 않으면, 식물이 죽은 것으로 판단할 수 있다.
이와 같이 감지된 광조사량, 수분량, 주위 온도 및 식물의 생존 여부를 판별하는 식물 에너지 및 인체감지신호(사람의 접근신호)에 관한 아날로그신호는 셀렉터부(31)의 제1 내지 제5 크로스 포인트(31A∼31E)를 통해 순차적으로 일정주기 동안 상기 A/D컨버터(32)에 출력되며, 상기 A/D컨버터(32)에서 이들 아날로그신호를 디지탈신호로 변환하여 제어부(33)에 출력한다.
상기 제어부(33)에서는 이들 신호(디지탈신호로 변환된 광조사량, 수분량, 주위 온도 및 식물의 생존 여부를 판별하는 식물 에너지 및 사람의 접근 신호)를 연산처리하여 제1 내지 제5 버퍼(33A∼33E)를 통해서 데이터 관리유닛(34), 표시부(50) 및 스피커(60)에 각각 출력한다.
상기 데이터 관리유닛(34)에서는 상기 제어부(33)로 부터 이들 신호를 받아서 데이터를 관리하며, 상기 퍼스널 컴퓨터(80)에서 이들 신호, 식물의 성장환경에 필요한 데이터의 요청이 있으며, 상기 데이터 입출력부(35) 및 전송케이블(90)을 통해서 퍼스널 컴퓨터(80)에 출력한다.
식물의 성장환경에 필요한 데이터를 받은 상기 퍼스널 컴퓨터(80)는, 상기 퍼스널 컴퓨터(80) 또는 저장매체에 저장된 식물의 성장 제어프로그램을 퍼스널 컴퓨터(80)에서 ROM(도시하지 않음)에 저장된 실행프로그램에 의해 연산처리하여 상기 마이크로 프로세서(30) 또는 저장매체에 미리 설정된 식물의 성장환경에 필요한 기준 데이터와 비교하여 상기 센서부(20)에서 검출된 식물의 성장환경에 필요한 데이터가 부족할 경우, 퍼스널 컴퓨터(80)의 모니터(82) 또는 표시부(50)에 아라비아 숫자 등의 텍스트, 그래프 또는 그래픽화 된 캐릭터 등으로 표시함과 동시에, 스피커(60)에서 식물의 성장환경에 필요한 에너지의 부족을 음향으로 출력해서 재배자가 필요한 에너지를 식물에 공급할 수 있게 한다.
이에 따라 부족한 식물의 성장환경에 필요한 에너지, 예를 들면 광, 수분량 또는 최적하게 식물이 성장할 수 있도록 온도를 높여주거나 온도를 낮추어 주면, 아라비아 숫자 등의 텍스트, 그래프 또는 그래픽화된 캐릭터 등으로 부족된 식물의 성장환경에 필요한 에너지를 공급받았음을 퍼스널 컴퓨터(80)의 모니터(82) 또는 표시부(50)에 표시함과 동시에, 스피커(60)를 통해서 부족된 식물성장 환경에 필요한 에너지를 공급받았음을 음향으로 출력한다.
상기 표시부(50)에 표시되는 아라비아 숫자 등의 텍스트, 그래프 또는 그래픽화된 캐릭터는 상기 인체감지센서(20E)에 의해 사람의 접근을 검출하였을 경우에만 일정시간동안 표시할 수도 있으며, 항상 표시하게 할수도 있는 것은 물론이다.
상기 설명에 있어서, 퍼스널 컴퓨터(80)의 USB 포트에 전원부(70)를 접속하고, 마이크로 프로세서(30)의 USB 포트와 마이크로 프로세서(30)의 데이터 입출력부(35)를 전송케이블(90)로 접속한 것을 예로 들어서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 상기 퍼스널 컴퓨터(80)를 마이크로 프로세서(30)의 데이터 입출력부(35)를 접속하지 않고, 또한 전원부(70) 대신에 배터리를 사용하고, 센서부(20), 마이크로 프로세서(30), 표시부(50) 및 스피커(60)만으로 구성해도 본 발명에 포함되는 것은 물론이다.
또한 상기 설명에 있어서, 상기 퍼스널 컴퓨터(80)의 USB 포트와 마이크로 프로세서(30)의 데이터 입출력부(35)를 전송케이블(90)로 접속하여 상기 퍼스널 컴퓨터(80)와 마이크로 프로세서(30) 간에 유선으로 데이터를 입출력하는 것을 예로 들어서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 퍼스널 컴퓨터(80)와 마이크로 프로세서(30) 간에 RS422방식 또는 부르투스( blue tooth)방식으로 신호를 송ㆍ수신해도 본 발명의 개념에 포함되는 것은 물론이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 성장환경 제어가 가능한 디지털 화분은 식물을 재배하는 재배자가 식물의 성장환경인, 조사량, 주위 온도 및 수분 등과 식물의 생존 유무를 감지할 수 있도록 각종 센서를 구비하고, 이들 센서에 의해 감지한 각종 데이터를 재배자가 인지할 수 있도록, 퍼스널 컴퓨터의 모니터 또는 표시부(액정표시장치)에 표시함으로써, 식물의 재배 관리를 용이하게 하고, 식물을 재배하는 흥미와 재미를 줄 수 있을 뿐만 아니라, 교육용 자료로도 널리 사용할 수 있다는 매우 뛰어난 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 성장환경 제어가 가능한 디지털 화분을 개략적으로 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 전송 케이블을 개략적으로 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 성장환경 제어가 가능한 디지털 화분의 아래쪽에서 본 사시도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 성장환경 제어가 가능한 디지털 화분에 적용되는 제어회로의 블록도이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
100:디지털 화분 10:용기
20:센서부 20A:광검지 센서
20B:온도 감지센서 20C:수분 감지센서
20D:식물에너지 감지센서 20a,20b:클램퍼
20E:인체감지센서 30:마이크로 프로세서
31:셀렉터부 31A:제1 크로스 포인트
31B:제2 크로스 포인트 31C:제3 크로스 포인트
31D:제4 크로스 포인트 31E:제5 크로스 포인트
32:A/D변환부 33:제어부
34:데이터 관리 유닛 35:데이터 입출력부
50:표시부 60:스피커
70:전원부M 80:퍼스널 컴퓨터
84:키보드 86:마우스
90:전송케이블

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 식물이 식재되는 용기와, 상기 용기에 설치되어 식물성장환경에 필요한 데이터인 식물의 성장 데이터를 검출함과 동시에, 사람의 접근을 검출하는 센서부와, 상기 센서부에 의해 검출된 식물의 성장 데이터에 필요한 데이터와 사람의 접근을 검출한 데이터인 아날로그 신호를 받아 디지털 신호로 변환하여 데이터를 관리함과 동시에, 연산처리하여 전체 동작을 제어하는 마이크로 프로세서와, 상기 마이크로 프로세서에서 출력되는 식물의 성장환경에 필요한 제어신호를 받아서 식물의 성장환경에 필요한 에너지의 부족을 사람이 인지할 수 있도록 캐릭터로 표시함과 동시에, 부족된 식물의 성장환경에 필요한 에너지를 공급받았음을 캐릭터로 표시하는 표시부와, 상기 마이크로 프로세서에서 출력되는 식물의 성장환경에 필요한 에너지의 부족을 음향으로 출력함과 동시에, 부족된 식물성장 환경에 필요한 에너지를 공급받았음을 음향으로 출력하는 스피커와, 상기 마이크로 프로세서에 동작전원을 공급하는 전원부로 구성되며,
    상기 센서부는 태양에서 조사되는 광의 조사량에 따라 저항의 변화를 이용하여 광조사량을 감지하는 광검지 센서와, 주위 온도의 변화에 따른 온도를 감지하는 온도 감지 센서와, 용기내의 수분량을 감지하는 수분 감지 센서와, 식물의 내부에 흐르는 전기의 전위차를 증폭하여 식물의 생존 유무를 감지하는 식물에너지 감지 센서와, 상기 용기에 사람이 접근하였을 경우, 상기 표시부에 식물 성장환경에 필요한 에너지의 공급상태를 캐릭터로 표시하도록 사람의 접근을 감지하는 인체감지센서로 구성된 것을 특징으로 하는 성장환경 제어가 가능한 디지털 화분.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
KR10-2002-0045730A 2001-08-23 2002-08-02 성장환경 제어가 가능한 디지털 화분 KR100481162B1 (ko)

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