KR101021182B1 - System and method for monitering green house and for managing growth of plants in green house using renewable energy - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 그린하우스 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 학교 옥상 및 주거형 주택의 옥상과 같은 유휴지에 재배지 및 재배지를 운영하는 데 필요한 에너지를 공급하기 위한 신재생 에너지를 생산할 수 있는 설비를 구비하고 재배지를 다수의 블록들로 분할하여 다수의 사용자들 및 운영자들에게 분배하고, 각 사용자 또는 운영자들이 분배받은 해당 블록의 재배지를 원격지에서 재배 및 모니터링 할 수 있는 신재생 에너지를 이용한 그린하우스 모니터링 및 성장 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a green house system, and more particularly, having a facility capable of producing renewable energy for supplying energy required to operate a plantation and plantation on idle land such as a school rooftop and a rooftop of a residential house. Greenhouse monitoring and growth using renewable energy to divide plantation into multiple blocks and distribute them to multiple users and operators, and to cultivate and monitor the plantation of the block distributed by each user or operator remotely It relates to a management system and method.
지구의 환경오염이 심각해짐에 따라 지구 온난화 현상, 기상 이상 현상 등이 발생하고 있다. 이러한 지구 온난화 현상, 기상 이상 현상 및 오존층 파괴 등으로 인해 지구의 환경오염의 심각성이 부각되고 있다. 이러한 환경오염의 큰 원인 중 하나가 온실가스의 주범으로 인지되는 차량, 기업들의 공장들에서 배출되는 이산화탄소량이다. 이는 한 국가만의 문제가 아니라 전 세계적인 문제이다. 따라서 국제사회는 기업들 및 차량들로부터 배출되는 이산화탄소량을 줄이기 위해 다양한 시스템, 장치 및 방안들을 연구하고 있다.As global environmental pollution is getting serious, global warming and meteorological abnormalities are occurring. Due to such global warming, meteorological abnormalities and ozone depletion, the seriousness of global environmental pollution is being highlighted. One of the major causes of such environmental pollution is the amount of carbon dioxide emitted from vehicles and factories of companies that are recognized as the main causes of greenhouse gases. This is not just a country but a global problem. Therefore, the international community is studying various systems, devices and measures to reduce the amount of carbon dioxide emitted by companies and vehicles.
이산화탄소량을 줄일 수 있는 방법은 이산화탄소를 배출하는 석탄 및 석유 등과 같은 화석연료를 사용하지 않는 것이 될 수 있을 것이며, 이산화탄소를 마시고 공기를 배출하는 식물들이 조성된 녹지 공간을 늘리는 방법이다.One way to reduce carbon dioxide could be to avoid using fossil fuels such as coal and petroleum that emit carbon dioxide, and to increase the green space that plants that consume carbon dioxide and release air.
석탄 및 석유 등의 화석연료를 사용하지 않기 위해서는 자연을 이용한 신재생 에너지를 이용하여야 한다. 이러한 신재생 에너지로는 태양열, 풍력, 수력, 지력 및 조력을 이용한 에너지 등이 있다. 현재 수력, 태영열 및 풍력 에너지가 가장 많이 적용되고 있다. 그러나 석유 및 석탄 등에 의해 얻을 수 있는 에너지에 비해 자연으로부터 얻을 수 있는 신재생 에너지의 밀도가 낮고 그 재생할 수 있는 량이 크지 않아 아직 석탄 및 석유에 대부분 의존하고 있는 실정이다. 그러나 이러한 신재생 에너지를 조금이라도 많이 생산하여 이용한다면 이산화탄소로 인한 오염을 줄일 수 있을 것이다. 이를 위해 가능한 한 많은 일반 주택 및 빌딩들에 신재생 에너지를 생산하는 발전설비들을 적용하는 것이 바람직할 것이다. In order not to use fossil fuels such as coal and petroleum, natural renewable energy must be used. Such renewable energy includes solar energy, wind power, hydropower, geothermal power and tidal energy. Hydropower, Taeyoungyeol and wind energy are currently the most applied. However, since the density of renewable energy that can be obtained from nature and the amount of renewable energy that can be obtained from nature is low compared to the energy that can be obtained by petroleum and coal, the current situation is mostly dependent on coal and petroleum. However, if a lot of this renewable energy is produced and used, it will be able to reduce the pollution caused by carbon dioxide. To this end, it would be desirable to apply power generation facilities to produce renewable energy in as many homes and buildings as possible.
그리고 녹지 공간을 조성하는 방법은 도시에 적용하기 어렵다. 왜냐하면, 기존에 지어진 건물들로 인하여 녹지공간을 조성하기 위한 부지 선정 및 확보가 어렵기 때문이다.And the method of creating a green space is difficult to apply to the city. This is because it is difficult to select and secure a site for creating a green space due to existing buildings.
최근에는 아이들의 교육적 목적 및 여가활동의 하나로서 주말농장이 활성화되고 있으며, 도시에서 공기오염을 줄이고 농사활동을 통해 먹고, 보고, 느끼는 인간적이고 자연적인 여가활동의 하나로서 농업의 미래성장 동력으로 활용가치가 높은 도시농업이 대두되고 있다.Recently, weekend farming has been activated as one of children's educational purposes and leisure activities, and it is used as a future growth engine of agriculture as one of human and natural leisure activities to reduce air pollution and eat, see, and feel through agricultural activities in the city. High-value urban agriculture is emerging.
따라서 자연으로부터 얻을 수 있는 신재생 에너지의 효율 및 효과에 대해 일반인들에게 적극적으로 알려 신재생 에너지 설비에 대한 관심을 유도할 필요가 있으며, 공기오염에 따른 녹지 공간의 중요성을 자각시키고 도시에서도 학생들과 아이들에게 식물 재배 등의 농업에 대해 교육하고, 도시농업에 대해 관심을 유도할 수 있는 교육시스템이 요구된다.
Therefore, it is necessary to actively inform the public about the efficiency and effects of renewable energy that can be obtained from nature, and to attract attention to renewable energy facilities.Aware of the importance of green space due to air pollution, There is a need for an educational system that can educate children about agriculture, such as planting, and draw attention to urban agriculture.
따라서, 본 발명의 목적은 학교 옥상 및 주거 형태의 옥상과 같은 유휴지에 재배지 및 재배지를 운영하는 데 필요한 에너지를 공급하기 위한 신재생 에너지를 생산할 수 있는 설비를 구비하고 재배지를 다수의 블록들로 분할하여 다수의 사용자들 및 운영자들에게 분배하고, 각 사용자 또는 운영자들이 분배받은 해당 블록의 재배지를 원격지에서 재배할 수 있고, 에너지의 생산량 및 소비량을 모니터링 할 수 있는 신재생 에너지를 이용한 그린하우스 모니터링 및 성장 관리 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.
Accordingly, an object of the present invention is to equip idle land, such as school rooftops and residential rooftops, with facilities capable of producing renewable energy for supplying the energy required to operate the plantation and plantation and to divide the plantation into a number of blocks. Green house monitoring and renewable energy that can be distributed to a large number of users and operators, each plant or operator can remotely cultivate the distribution of the corresponding block, and monitor the production and consumption of energy. To provide a growth management system and method.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 신재생 에너지를 이용한 그린하우스 모니터링 및 성장 관리 시스템은 자연에너지를 변환하여 신재생 에너지를 생산하며, 상기 생산되는 신재생 에너지의 실시간 에너지량 및 현재 축적된 신재생 에너지량을 검출하여 출력하는 신재생 에너지부와, 옥상에 조성된 재배지를 재배블록 단위로 구분하고 상기 재배블록 단위로 식물의 재배환경, 성장상태를 측정하여 출력하고, 상기 재배블록 단위로 재배 환경을 조성하는 재배부와, 상기 재배지의 재배블록을 분배받은 피분배자에 대한 정보를 가지고 있으며, 정보 측정 명령이 수신되는 경우 발생되는 모니터링 이벤트 발생 시 상기 재배부를 통해 해당 재배블록의 식물의 재배환경 및 성장 상태 정보와 상기 실시간 생성되는 신재생 에너지의 에너지량 및 축적된 신재생 에너지량을 포함하는 모니터링 정보를 전송하고, 재배 환경 조성 명령 수신 및 미리 설정된 재배환경 조성 스케줄에 의해 발생하는 재배환경 조성 이벤트 발생 시 상기 재배부를 제어하여 상기 재배블록의 식물 재배환경을 조성하는 모니터링 제어부를 포함하는 모니터링 서버부와; 상기 재배블록을 분배받은 피분배자 정보에 의해 상기 모니터링 서버부에 접속하여 사용자의 명령에 따른 상기 정보 측정 명령 및 상기 재배 환경 조성 명령을 송신하고, 상기 모니터링 정보를 수신받아 표시하는 모니터링 단말을 포함하되, 상기 재배부는, 복수의 센서들을 포함하는 센서모듈을 포함하여 재배블록 단위로 재배환경을 측정하는 다수의 센서노드들을 포함하되, 상기 센서노드들이 유비쿼터스 센서 네트워크를 구성하여 상기 측정된 재배환경 모니터링 정보를 상기 모니터링 서버부로 전송하는 재배환경 측정부와, 상기 재배블록들을 모두 촬영할 수 있는 수의 카메라를 구비하며, 상기 카메라를 통해 촬영된 영상에 의해 재배블록의 식물의 크기 및 상태를 모니터링하기 위한 이미지 정보를 포함하는 모니터링 정보를 수집하여 상기 모니터링 서버부로 전송하는 성장상태 측정부와, 상기 모니터링 서버부의 제어를 받아 상기 재배 블록 단위로 재배 환경을 조성하는 재배환경 조성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Green house monitoring and growth management system using renewable energy of the present invention for achieving the above object is to convert the natural energy to produce renewable energy, the real-time energy amount and the current accumulated amount of the renewable energy produced Renewable energy unit for detecting and outputting the amount of renewable energy and the cultivated land formed on the roof divided into cultivation block unit, the cultivation block unit, the cultivation environment, the growth state is measured and output, and the cultivation block unit A cultivation unit for cultivating a cultivation environment, and information on a divider who receives a cultivation block of the cultivation site, and cultivation of plants of the cultivation block through the cultivation unit when a monitoring event occurs when an information measurement command is received. Environment and growth status information and energy amount and accumulation of the renewable energy generated in real time Transmits the monitoring information including the amount of renewable energy, and controls the cultivation unit to generate a plant cultivation environment of the cultivation block when a cultivation environment creation event occurs by receiving a cultivation environment creation command and a preset cultivation environment creation schedule. A monitoring server unit including a monitoring control unit; And a monitoring terminal connected to the monitoring server by the distributor information received from the cultivation block, transmitting the information measurement command and the cultivation environment creation command according to a user's command, and receiving and displaying the monitoring information. The cultivation unit includes a plurality of sensor nodes that measure a cultivation environment in units of cultivation blocks, including a sensor module including a plurality of sensors, wherein the sensor nodes form a ubiquitous sensor network to measure the measured cultivation environment. It includes a cultivation environment measuring unit for transmitting to the monitoring server unit, and the number of cameras that can shoot all the cultivation blocks, the image for monitoring the size and state of the plant of the cultivation block by the image taken through the camera Collecting the monitoring information including the information; And growth conditions as the measurement unit for transmission portion gettering server, the monitoring server receives the control portion characterized in that it comprises the cultivation environment joseongbu to create an environment in the cultivation planting blocks.
상기 센서모듈은 온도센서, 습도 센서, 이산화탄소 센서 및 조도 센서들 중 적어도 하나 이상의 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.The sensor module may include at least one sensor of a temperature sensor, a humidity sensor, a carbon dioxide sensor, and an illuminance sensor.
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상기 재배환경 조성부는 상기 재배블록 단위로 구비되는 물 공급부 및 조명을 제어하여 조성되는 것을 특징으로 한다.The cultivation environment composition unit is characterized in that the composition is formed by controlling the water supply unit and lighting provided in the cultivation block unit.
상기 모니터링 이벤트는 상기 모니터링 단말의 접속 시 또는 상기 모니터링 단말로부터 정보 측정 명령이 수신되는 경우 발생되는 것을 특징으로 한다.The monitoring event may be generated when the monitoring terminal is connected or when an information measurement command is received from the monitoring terminal.
상기 재배환경 조성 이벤트는 상기 모니터링 단말로부터 재배 환경 조성 명령 수신 및 미리 설정된 재배환경 조성 스케줄에 의해 발생하는 것을 특징으로 한다.The culture environment creation event may be generated by receiving a culture environment creation command from the monitoring terminal and a predetermined culture environment creation schedule.
상기 시스템은 상기 재배블록들 사이사이에 구비되는 레일을 더 포함하고, 상기 성장상태 측정부와 재배 환경 조성부는 하나의 모듈로 형성되되, 상기 모니터링 서버부의 제어를 받아 상기 레일을 따라 모니터링 및 성장 관리를 하고자 하는 재배블록으로 이동하여 성장상태 측정 및 재배 환경을 조성하는 복수의 재배 환경 조성 모듈들로 구성되는 것을 특징으로 한다.The system further includes a rail provided between the cultivation blocks, the growth state measuring unit and the cultivation environment composition unit is formed as a single module, monitoring and growth management along the rail under the control of the monitoring server unit Move to the cultivation block to be characterized in that it consists of a plurality of cultivation environment composition modules for measuring the growth state and cultivation environment.
상기 재배 환경 조성 모듈은, 상기 레일을 따라 이동하도록 구성되는 이동부와, 상기 이동부 상부에서 위로 길게 형성되고 하측에 물 호수가 삽입되기 위한 홀이 구비되며 내측이 관통된 관과, 상기 관의 홀과 내측을 통해 물 호수와 연결되고 상기 모니터링 서버부의 제어를 받아 재배블록으로 물을 방출하는 물 공급부와, 카메라를 포함하며, 상기 모니터링 서버부의 제어를 받아 재배블록의 식물들을 촬영하여 식물의 크기 정보 및 이미지 정보를 포함하는 성장상태 정보를 상기 모니터링 서버부로 제공하는 카메라부와, 상기 모니터링 서버부의 제어를 받아 재배블록에 빛 및 열을 공급하도록 조명을 온/오프하는 조명부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The cultivation environment composition module is provided with a moving part configured to move along the rail, a hole extending upwardly from the upper part of the moving part and having a hole for inserting a water lake at the lower side thereof, and having an inner side penetrated therein, and a hole of the tube. It is connected to the water lake through the inside and the water supply unit for discharging water to the cultivation block under the control of the monitoring server unit, and a camera, under the control of the monitoring server unit to shoot the plants of the cultivation block size information And an illumination unit configured to provide growth state information including image information to the monitoring server unit, and an illumination unit on / off light to supply light and heat to a cultivation block under control of the monitoring server unit. .
상기 시스템은 상기 레일의 양측 옆을 따라 형성되어 상기 재배 환경 조성 모듈의 이동에 의해 상기 물 호수가 상기 레일을 따라 이동하도록 가이드 하는 호수 가이드부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The system further comprises a lake guide portion formed along both sides of the rail to guide the water lake along the rail by movement of the cultivation environment composition module.
모니터링 서버부는, 상기 복수의 재배 환경 조성 모듈들이 상기 레일을 따라 이동 시 서로 중첩되지 않도록 할당된 재배블록들 사이를 이동하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.The monitoring server unit may control to move between the allocated cultivation blocks so that the plurality of cultivation environment composition modules do not overlap each other when moving along the rail.
상기 모니터링 서버부는, 상기 재배 환경 조성 모듈이 임의의 재배블록의 재배상태 측정 및 재배환경 조성 중 적어도 하나를 수행한 후 미리 정해진 초기 위치로 이동하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.The monitoring server unit, characterized in that the control to move to the predetermined initial position after the cultivation environment composition module performs at least one of the cultivation state measurement and cultivation environment composition of any cultivation block.
상기 재배 환경 조성 모듈의 이동에 따라 물 호수가 상기 호수 가이드부를 따라 팽팽하게 유지되도록 풀어주거나 감아주는 호수 롤링부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In accordance with the movement of the cultivation environment composition module further comprises a lake rolling unit for releasing or winding the water lake is maintained taut along the lake guide portion.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 신재생 에너지를 이용한 그린하우스 모니터링 및 성장 관리방법은 옥상에 설치되고 신재생 에너지를 이용하는 그린 하우스 모니터링 및 성장 관리 시스템의 그린하우스 모니터링 및 성장 관리 방법에 있어서, 모니터링 서버부가 재배지의 재배블록들을 피분배자에게 분배하는 분배 과정과, 모니터링 서버부가 상기 재배블록을 분배받은 피분배자가 모니터링 단말을 통해 접속 및 모니터링 단말로부터 정보 측정 명령이 수신되는 경우 발생하는 모니터링 이벤트 발생 시 상기 피분배자에게 분배된 재배블록의 식물의 재배환경, 성장상태 및 자연에너지에 의해 생성되는 신재생 에너지의 에너지량 및 축적 에너지량을 피분배자가 접속한 모니터링 단말로 제공하여 모니터링 하도록 하는 모니터링 과정과, 모니터링 서버부가 모니터링 단말로부터 재배 환경 조성 명령 수신 및 미리 설정된 재배 환경 조성 스케줄에 의해 발생하는 재배환경 조성 이벤트 발생 시 재배환경 조성부를 제어하여 상기 피분배자의 재배블록의 재배 환경을 조성하는 재배 환경 조성 과정을 포함하되, 상기 모니터링 과정은, 상기 재배블록의 센서노드들을 통해 상기 재배블록의 재배환경을 측정하는 재배환경 측정 단계와, 카메라를 통해 촬영된 영상에 의해 재배블록의 식물의 크기 및 상태를 확인하기 위한 이미지 정보를 수집하는 성장상태 측정 단계와, 에너지 측정부를 통해 신재생 에너지 생성부에서 생성되는 실시간 신재생 에너지의 에너지량 및 배터리에 축적된 신재생 에너지량을 측정하는 신재생 에너지 측정 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Green house monitoring and growth management method using the renewable energy of the present invention for achieving the above object is in the green house monitoring and growth management method of the green house monitoring and growth management system installed on the roof using renewable energy And a distribution process in which the monitoring server distributes the cultivation blocks of the plantation to the distributors, and a monitoring event generated when the distribution server receives the information measurement command from the access terminal and the monitoring terminal through the monitoring terminal. Monitoring to provide the monitoring terminal connected to the divider to monitor the amount of energy and accumulated energy of new and renewable energy generated by the cultivation environment, growth state and natural energy of the plant of the cultivation block distributed to the divider when it occurs. Course Cultivation process for creating a cultivation environment of the cultivation block of the distributor by controlling the cultivation environment creation unit when the terminating server unit receives a cultivation environment creation command from the monitoring terminal and generates a cultivation environment creation event generated by a preset cultivation environment creation schedule Including, but the monitoring process, the cultivation environment measurement step of measuring the cultivation environment of the cultivation block through the sensor nodes of the cultivation block, and confirming the size and state of the plant of the cultivation block by the image taken through the camera A growth state measurement step of collecting image information for performing the measurement, and a renewable energy measurement step of measuring the amount of renewable energy accumulated in the battery and the amount of renewable energy generated in the renewable energy generation unit through the energy measurement unit; It is characterized by including.
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본 발명은 도시의 건물 옥상 등과 같은 유휴지에 재생에너지를 이용하여 식물을 재배하는 재배지를 구성함으로써 도시의 공기를 정화할 수 있는 효과를 가진다.The present invention has the effect of purifying the air of the city by configuring the plantation planting plants using renewable energy on the idle land, such as the roof of the city buildings.
또한, 본 발명은 재배지 식물의 재배환경 등을 유비쿼터스 센서 네트워크를 구성하여 측정하고, 카메라 등을 이용하여 식물의 재배상태를 확인할 수 있으며, 스프링클러를 통해 물을 주고 조명을 통해 빛에 노출되는 시간을 조절할 수 있으므로 원격지에서 식물들 재배하고 재배환경 및 재배상태 등을 관리하고 모니터링할 수 있는 효과를 가진다.In addition, the present invention can measure the cultivation environment of the plantation plant constituting the ubiquitous sensor network, can check the cultivation state of the plant using a camera, etc., watering through the sprinkler and the time to be exposed to light through lighting As it can be controlled, plants can be cultivated remotely, and the environment and cultivation conditions can be managed and monitored.
또한, 본 발명은 식물을 재배하기 위해 필요한 각종 장치들로 공급되는 에너지로 태양열 및 풍력을 이용한 태양열 및/또는 풍력 발전 등에 얻어지는 신재생 에너지를 사용함으로 이산화탄소를 배출하지 않음으로써 공기오염을 방지할 수 있는 효과를 가지며, 에너지 공급에 드는 에너지 공급 비용을 줄일 수 있는 효과를 가진다.In addition, the present invention can prevent air pollution by not emitting carbon dioxide by using renewable energy obtained from solar heat and / or wind power generation using solar heat and wind power as energy supplied to various devices necessary for growing plants. It has an effect that can reduce the cost of energy supply for energy supply.
또한, 본 발명은 태양열 및 풍력 등과 같은 자연에서 얻어지는 에너지 량 및 축적 에너지 량을 측정하고, 측정된 에너지 량을 이용할 경우 이론적으로 저감된 이산화탄소량 등을 계산하여 원격지에서 모니터링 할 수 있도록 제공하고, 식물들의 재배환경에 따른 성장속도 등을 원격지에서 모니터링 할 수 있도록 함으로써 학생 및 일반인들에게 교육적인 많은 정보들을 제공할 수 있는 효과를 가진다.
In addition, the present invention measures the amount of energy and accumulated energy obtained in nature, such as solar and wind power, and calculates the amount of carbon dioxide, such as theoretically reduced when using the measured energy amount to provide remote monitoring, plants By monitoring the growth rate according to their cultivation environment remotely, it has the effect of providing a lot of educational information to students and the general public.
도 1은 본 발명에 따른 신재생 에너지를 이용한 그린하우스 모니터링 및 성장 관리 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 신재생 에너지를 이용한 그린하우스 모니터링 및 성장 관리 시스템의 시스템부 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 신재생 에너지를 이용한 그린하우스의 재배블록 분배 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 신재생 에너지를 이용한 그린하우스 모니터링 및 성장 관리 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 신재생 에너지를 이용한 그린하우스 모니터링 및 성장 관리 시스템이 적용된 옥상을 나타낸 도면이다.1 is a view showing the configuration of a green house monitoring and growth management system using renewable energy according to the present invention.
2 is a view showing the configuration of the system unit of the green house monitoring and growth management system using renewable energy according to the present invention.
3 is a flowchart illustrating a cultivation block distribution method of a green house using renewable energy according to the present invention.
4 is a flowchart illustrating a green house monitoring and growth management method using renewable energy according to the present invention.
5 is a view showing a rooftop to which a green house monitoring and growth management system using renewable energy according to an embodiment of the present invention is applied.
본 발명은 도시의 공기오염을 줄일 수 있으면서도 에너지를 절약할 수 있는 신재생 에너지를 생산할 수 있는 설비를 학교 등의 옥상 등에 구성하고, 상기 설비에서 생성된 에너지를 옥상에 구성되는 재배지를 관리하고 모니터링 하는 데 이용할 수 있는 것이다. 또한 본 발명은 생성된 신재생 에너지를 교육적으로 이용할 수 있도록 상기 신재생 에너지 생산 설비에서 생성되는 실시간 신재생 에너지 및 충전된 신재생 에너지를 원격지에서 모니터링 할 수 있도록 하며, 상기 옥상에 구성되는 재배지를 블록단위(이하 "재배블록"이라 함)로 나누어 분배하고, 상기 재배블록 단위로 재배 환경, 성장 상태 등을 원격지에서 실시간으로 모니터링 하고, 원격지에서 상기 재배블록의 식물들에 물을 주거나 빛 및 열을 공급하여 재배 환경을 조성할 수 있도록 하는 것이다.The present invention comprises a facility that can produce renewable energy that can save energy while reducing air pollution in the city, such as a rooftop of a school, etc., and manages and monitors the cultivated land formed on the roof It can be used to. In another aspect, the present invention enables to remotely monitor the real-time renewable energy and charged renewable energy generated in the renewable energy production facility so as to educate use of the generated renewable energy, the plantation site is configured on the roof Distribution is divided into block units (hereinafter referred to as "cultivation block"), and in real time to monitor the cultivation environment, growth status, etc. in the cultivation block unit in real time, watering the plants of the cultivation block at a remote place, light and heat It is to supply the environment to create a cultivation environment.
이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 신재생 에너지를 이용한 그린하우스 모니터링 및 성장 관리 시스템의 구성 및 동작을 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of a green house monitoring and growth management system using renewable energy according to the present invention will be described.
도 1은 본 발명에 따른 신재생 에너지를 이용한 그린하우스 모니터링 및 성장 관리 시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 신재생 에너지를 이용한 그린하우스 모니터링 및 성장 관리 시스템의 시스템부의 구성을 나타낸 도면이다. 이하 도 1 내지 도 2를 참조하여 설명한다.1 is a view showing the configuration of the green house monitoring and growth management system using renewable energy according to the present invention, Figure 2 is a configuration of the system of the green house monitoring and growth management system using renewable energy according to the present invention The figure shown. A description with reference to FIGS. 1 and 2 is as follows.
본 발명에 따른 신재생 에너지를 이용한 그린하우스 모니터링 및 성장 관리 시스템은 시스템부(1)와 단말부(2)를 포함한다.Green house monitoring and growth management system using renewable energy according to the present invention includes a system unit (1) and the terminal unit (2).
시스템부(1)는 재배블록(10) 단위로 재배환경 및 성장상태를 측정하여 단말부(2)로 제공하고, 피분배자의 설정 및 명령을 입력받아 재배블록(10) 단위로 재배환경을 조성한다.The
단말부(2)는 노트북, PC, UMPC 등의 컴퓨터 또는 스마트폰 등과 같은 이동통신단말기로서, 유무선 데이터통신망(150)을 통해 시스템부(1)를 통해 자신이 분배받은 재배블록의 재배환경 및 성장상태를 모니터링하고 재배 환경을 조성하기 위한 명령 및 설정 등을 수행한다. 상기 단말부(2)는 시스템부(1)와 떨어진 원격지의 교육관 등과 같은 특정 장소에 구비될 수도 있고, 유무선 데이터통신망(150)에 접속할 수 있는 곳이면 어디에라도 구비될 수 있을 것이다.The
우선 시스템부(1)를 구체적으로 설명하면, 시스템부(1)는 신재생 에너지부(100)와 재배부(200)와 모니터링 서버부(300)를 포함한다.First, the
신재생 에너지부(100)는 태양열, 풍력 등의 자연에너지를 전기에너지로 변환하여 출력하며, 생성되는 에너지 량 및 충전된 에너지량 등을 측정하여 출력한다.The
신재생 에너지부(100)는 태양열판, 태양광판 및 풍차 등을 통해 자연에너지를 변환한 전기에너지를 수집하여 충전하고, 충전된 전기에너지를 출력하는 신재생 에너지 생성부(110)와 상기 신재생 에너지 생성부(110)에서 생성되는 실시간 전기에너지 및 배터리 등에 충전된 전기에너지 및 출력(소모)되는 전기에너지량을 측정하여 모니터링 서버부(300)로 출력하는 에너지 측정부(120)를 포함한다.The
재배부(200)는 상기 재배블록 단위로 재배 환경을 측정하여 출력하는 재배 환경 측정부(210)와, 재배블록에서 길러지는 채소 등의 식물들의 성장상태를 측정하여 출력하는 성장상태 측정부(220)와, 식물들을 잘 자라게 하기 위해 재배 식물에 물을 주고 빛 및 열을 공급하는 재배 환경 조성부(230)를 포함한다.The
재배환경 측정부(210)는 재배블록들 각각에 센서노드들을 구비하여 유비쿼터스 센서 네트워크를 구성한다. 각 센서노드는 재배블록 단위로 온도센서, 이산화탄소(CO2) 센서, 습도센서 및 조도 센서 등을 포함하는 센서 모듈(미도시)과 상기 센서모듈에서 측정된 재배블록의 온도, 습도, 조도 등을 측정하여 상기 유비쿼터스 센서 네트워크를 통해 모니터링 서버부(300)로 송출하는 무선통신모듈(미도시)을 포함한다. 상기 무선통신방식으로는 WPAN망에 의해 유비쿼터스 센서 네트워크를 형성하는 RFID, Zigbee, 블루투스 및 UWB 등의 무선통신방식이 적용될 수 있을 것이다.The cultivation
성장상태 측정부(220)는 재배블록의 식물들을 촬영하여 재배 식물의 크기를 측정하고, 해당 재배블록의 피분배자가 식물이 건강하게 자라고 있는지를 확인할 수 있는 촬영된 이미지와 상기 측정된 식물의 크기 정보를 모니터링 서버부(300)로 제공한다.The growth
구체적으로 성장상태 측정부(220)는 카메라(미도시)를 구비하여, 성장상태를 측정할 재배블록을 촬영하며, 촬영된 이미지로부터 식물의 크기를 측정하여 출력한다. 상기 카메라는 재배블록 외측 또는 사이사이에 일정 높이에 설치될 수 있으며, 모든 재배블록을 촬영할 수 있도록 설치되어야 한다. 다른 방법으로 상기 카메라는 복수의 위치에 설치되며 원기둥의 일정 높이에 설치되어 모든 재배블록이 촬영될 수 있도록 상기 원기둥의 외주면을 따라 회전할 수 있도록 구성될 수 있을 것이다. 상기 식물의 크기를 측정하기 위해 성장 상태 측정부(220)는 카메라를 이용하여 크기를 측정하고자 하는 식물을 두 번 촬영해야 한다. 첫 번째 촬영은 식물이 심어진 땅부분을 촬영하는 것이고, 두 번째 촬영은 식물의 크기를 재기 위해 식물의 최상위 부분을 촬영하는 것이다. 이를 위해 성장 상태 측정부(220)는 카메라의 설치 높이를 알고 있어야 하며, 상기 설치 높이로부터 카메라가 기울어지는 각도를 알아야 한다. 상기 각도를 알기 위해 성장 상태 측정부(220)는 기울기를 측정할 수 있는 기울기 센서 등을 구비하는 것이 바람직할 것이다. 상기 설치 높이와 카메라 기울기를 알면 첫 번째 촬영에 의해 카메라로부터 크기를 측정하고자 하는 식물까지의 거리를 계산할 수 있고, 상기 거리가 계산되면 두 번째 촬영에 의해 높이를 알 수 있다. 단, 촬영 시 확대를 사용한 경우 확대 배율을 알고 있어야 한다. 그리고 성장상태 측정부(220)는 식물의 자란 크기 측정 시 재배블록의 모든 식물들의 크기를 측정한 후 평균을 구해 모니터링 서버부(300)로 제공할 수도 있을 것이다.Specifically, the growth
또한, 성장상태 측정부(220)는 식물들의 잎 등이 상세하게 나오도록 확대하여 세 번째 촬영을 수행하고 촬영된 이미지를 모니터링 서버부(300)로 출력한다. 상기 성장상태 측정부(220)는 상기 재배 환경 측정부(210)와 동일하게 유비쿼터스 센서네트워크를 통해 모니터링 서버부(300)와 통신하도록 구성될 수도 있다. 그러나 이미지의 경우 데이터량이 크므로 성장상태 측정부(220)는 모니터링 서버부(300)와 와이파이(WIFI)망이나 유선으로 직접 연결되는 것이 바람직할 것이다.In addition, the growth
재배환경 조성부(230)는 모니터링 서버부(300)의 제어를 받아 재배블록 단위로 물, 빛 및 열을 공급한다. 재배환경 조성부(230)는 재배블록에 물을 주기 위해 전자적으로 제어 가능한 물 공급부를 구비하며, 재배블록에 빛 및 열을 공급하기 위한 조명부를 구비한다. 상기 물 공급부 및 조명부는 재배블록 단위로 구비되며 재배블록의 중앙 또는 재배블록의 사이드에 배치될 수 있을 것이다. 상기 물 공급부는 스프링클러 등이 될 수 있을 것이다. 도 5에서 후술하는 바와 같이 재배환경 조성부(230)와 재배상태 측정부(220)를 하나의 모듈로 구성하여 재배블록들 사이를 이동하도록 구성될 수도 있을 것이다. 또한 상기 물 공급부 및 조명부는 상부에 지붕 또는 지붕 프레임이 있는 경우 지붕 또는 프레임 상에 재배블록에 대응하도록 구성될 수도 있을 것이다. 상기 재배환경 조성부(230)를 구성하는 스프링클러 및 조명부 또한 유비쿼터스 센서 네트워크를 형성할 수 있으며, 유비쿼터스 센서 네트워크를 통해 모니터링 서버부(300)의 제어를 받을 수 있도록 구성될 수 있을 것이다. 그러나 상술한 성장상태 측정부(220)와 같이 와이파이망 또는 유선 등으로 직접 연결될 수도 있을 것이다.The cultivation
모니터링 서버부(300)는 유무선 데이터 통신망(150)을 통해 단말부(2)의 모니터링 단말(401)들과 연결되며, 모니터링 단말(401)를 통해 피분배자가 접속 시 모니터링 이벤트가 발생한 것으로 판단하여 피분배자에게 분배된 재배블록에 대해 측정된 재배환경, 식물의 성장상태 정보, 및 신재생 에너지 실시간 생성량 및 충전된 총 에너지량 등을 모니터링 단말(401)로 제공한다. 그리고 모니터링 서버부(300)는 모니터링 단말(401)로부터 재배환경 조성 명령 및 설정 명령 등을 수신받아 스케줄링 하거나 해당 명령을 재배 환경 조성부(230)를 통해 실행한다.The
모니터링 서버부(300)는 모니터링 단말(401)들에 신재생 에너지를 이용한 그린하우스를 모니터링하고 성장 관리하는 응용 프로그램 설치되어 있는 경우 재배 관리 서버(310)로만 구성될 수도 있고, 웹페이지 형태로 해당 재배 블록의 모니터링 및 관리를 수행하는 경우 재배 관리서버(310) 이외에 상기 재배 관리 서버(310)와 연동하여 동작하는 웹서버(350)를 더 구성할 수도 있을 것이다.The
재배 관리 서버(310)는 모니터링 제어부(311)와 무선 통신부(312)와 제1인터페이스부(313)와 제2인터페이스부(314)와, 제3인터페이스부(315)와 통신부(316)와 재배 DB(317)를 포함한다.The
모니터링 제어부(311)는 재배부(200)를 통해 재배블록 단위로 재배환경, 성장상태 등을 모니터링 하고 재배 환경 조성을 위한 전반적인 동작을 제어한다. 특히 모니터링 제어부(311)는 재배블록을 분배 및 피분배자들을 관리하며, 피분배자의 접속 시 무선통신부(312), 제1인터페이스부(313), 제2인터페이스부(314) 및 제3인터페이스부(315)를 통해 해당 재배블록의 재배 환경, 성장상태 및 현재 생성되는 신재생 에너지량 등을 통신부(316)를 통해 모니터링 단말(401)로 제공하여 피분배자에 분배된 재배블록을 모니터링 할 수 있도록 한다. 또한, 모니터링 제어부(311)는 통신부(316)를 통해 모니터링 단말(401)로부터 재배 환경 조성 설정 정보 및 명령을 입력받고 명령이면 제2인터페이스부(314)를 통해 재배 환경 조성부(230)를 제어하여 재배 환경을 조절하고 재배 환경 조성 설정 정보이면 재배 DB(317)에 해당 피분배자 정보에 맵핑하여 스케줄링 하며, 스케줄링된 스케줄링 정보에 따라 제2인터페이스부(314)를 통해 재배환경 조성부(230)를 제어하여 재배 환경을 조절한다.The
무선통신부(312)는 상기 재배 환경 측정부(210)와 측정하기 위한 무선통신모듈로서, 유비쿼터스 센서 네트워크를 구성할 수 있는 무선통신모듈이다. 예를 들어, 무선통신부(312)는 Zigbee, 블루투스, RFID 및 UWB 무선통신모듈이 될 수 있을 것이다. 상기 무선통신부(312)는 재배 환경 측정부(210)와 유비쿼터스 센서 네트워크를 통해 데이터 통신을 수행하여 재배블록 단위로 식물의 재배 환경 데이터를 수신받아 모니터링 제어부(311)로 출력한다.The
제1인터페이스부(313)는 성장상태 측정부(220)와 유선 또는 무선으로 연결되어 재배블록 단위로 측정된 식물의 성장상태 정보를 상기 성장상태 측정부(220)로부터 입력받아 모니터링 제어부(311)로 제공한다.The
제2인터페이스부(314)는 재배환경 조성부(230)와 무선 또는 유선으로 연결되어 모니터링 제어부(311)로부터 입력되는 재배 환경 조성 명령을 재배 환경 조성부(230)로 전송한다.The
통신부(316)는 유선 또는 무선으로 로컬망(340)을 통해 유무선 데이터 통신망(150)에 접속하여 모니터링 단말(401)들과 데이터 통신을 수행하여 해당 모니터링 정보를 모니터링 단말(401)들로 제공하고, 재배 환경 조성 명령 및 설정 명령을 수신받아 모니터링 제어부(311)로 제공한다.The
도 3은 본 발명에 따른 신재생 에너지를 이용한 그린하우스 모니터링 및 성장 관리 시스템의 재배블록 분배 방법을 나타낸 흐름도이다. 이하 도 1 내지 도 3을 참조하여 재배블록의 분배방법을 설명한다.3 is a flowchart illustrating a cultivation block distribution method of a green house monitoring and growth management system using renewable energy according to the present invention. Hereinafter, a method of distributing a cultivation block will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
우선 재배블록을 분배받고자 하는 피분배자는 모니터링 단말(401)을 통해 모니터링 서버부(300)에 접속할 것이다. 이때, 피분배자는 모니터링 단말(401)에 설치된 신재생 에너지를 이용한 그린하우스 모니터링 및 관리 응용 프로그램을 통해 접속할 수도 있고, 웹서버(350)를 통한 웹사이트를 통해 접속할 수도 있을 것이다.First, the distributed person who wants to distribute the cultivation block will access the
모니터링 제어부(311)는 모니터링 단말(401)로부터 분배 요청이 발생하는지를 검사한다(S411).The
모니터링 단말(401)로부터 분배 요청이 발생하면 모니터링 제어부(311)는 재배 DB(317)로부터 분배된 재배블록과 미분배된 재배 블록 정보를 포함하는 재배블록 정보를 검사하여 미분배된 재배 블록이 있는지를 판단한다(S413).When the distribution request is generated from the
판단결과, 미 분배된 재배블록이 있으면 상기 재배블록 정보를 읽어와 모니터링 단말(401)로 제공하여 표시하도록 한다(S415).As a result of the determination, if there is an undistributed cultivation block, the cultivation block information is read and provided to the
모니터링 제어부(311)는 상기 재배블록의 표시 후 미 분배된 재배블록 중 하나가 선택되는지를 검사하고(S417), 재배블록이 선택되면 해당 피분배자 정보와 선택된 재배블록을 맵핑하여 재배DB(317)에 등록한다. 상기 피분배자 정보는 전용 프로그램 또는 웹페이지 로그온 시 입력되는 로그온 정보 또는 전용 프로그램에 설정된 정보 또는 웹서버 가입 시 등록된 회원정보 등이 이용될 수 있을 것이다.The
상기 도3과 같이 재배블록을 분배 받으면 도 4와 같이 모니터링 및 관리를 수행한다.When the cultivation block is distributed as shown in FIG. 3, monitoring and management is performed as shown in FIG.
도 4는 본 발명에 따른 신재생 에너지를 이용한 그린하우스 모니터링 및 성장 관리 방법을 나타낸 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a green house monitoring and growth management method using renewable energy according to the present invention.
우선, 모니터링 제어부(311)는 임의의 모니터링 단말(401)을 통해 등록된 피분배자가 접속하는지를 검사한다(S511).First, the
피분배자가 접속하면 모니터링 제어부(311)는 무선통신부(312), 제1인터페이스부(313) 및 제3인터페이스부(315)를 통해 재배환경, 성장상태 및 신재생 에너지 생산량 등을 수집한다(S515). 구체적으로, 모니터링 제어부(311)는 재배 환경 측정부(200)의 유비쿼터스 센서 네트워크를 통해 상기 피분배자에 분배된 재배블록의 센서노드로 정보 수집 명령을 전송한다. 그러면 해당 재배블록의 센서노드는 상기 재배블록의 온도, 습도, 조도 등의 재배 환경을 센싱하고, 센싱된 정보를 유비쿼터스 센서 네트워크를 통해 모니터링 서버부(300)로 전송한다. 그러면 모니터링 제어부(311)는 무선통신부(312)를 통해 수신하여 재배 DB(317)의 해당 피분배자에 맵핑하여 저장할 것이다. 그리고 모니터링 제어부(311)는 상기 재배 환경 정보를 수집함과 동시에 성장 상태 측정부(220)의 카메라를 통해 재배 블록에서 키우는 식물의 크기 및 잎 등과 같은 상세 이미지 정보를 획득하여 재배 DB(317)의 해당 피분배자에 맵핑하여 저장한다. 또한 모니터링 제어부(311)는 제3인터페이스부(315)를 통해 신재생 에너지부(100)로부터 측정되는 실시간으로 생성되는 신재생 에너지량 및 충전지에 충전된 신재생 에너지량을 재배 DB(317)에 저장한다. 이때 신재생 에너지량 및 충전된 신재생 에너지량, 즉 신재생 에너지 생산량은 일정시간 단위로 지속적으로 갱신되며, 피분배자의 접속 시에만 측정되는 것이 아니라 지속적으로 측정된다.When the distributor is connected, the
상기와 같이 재배환경 및 성장상태 및 신재생 에너지의 생산량이 수집되면 모니터링 제어부(311)는 유무선 데이터 통신망(150)을 통해 해당 피분배자의 모니터링 단말(401)로 전송하여 표시하도록 한다(S517).When the cultivation environment and the growth state and the production of renewable energy are collected as described above, the
상기와 같이 모니터링 서버부(300)의 모니터링 정보 제공에 의한 모니터링 단말(401)에서의 모니터링이 개시되면 모니터링 제어부(311)는 모니터링 단말(401)로부터 재배환경 조성 명령이 입력되는지(S519), 재배환경 조성 스케줄 설정 명령이 입력되는지(S521) 정보 재측정 명령(또는 "모니터링 이벤트"라 함)이 입력되는지(S523)를 검사한다. 상기 재배 환경 조성 명령은 물 공급부 구동/정지 명령, 조명 온/오프 명령 등이 있을 수 있다.When the monitoring is started in the
상기 재배환경 조성 명령이 입력되면 모니터링 제어부(311)는 재배 환경 조성 명령을 제2인터페이스부(314)를 통해 재배 환경 조성부(230)의 해당 재배블록의 물 공급부 또는/및 조명으로 전송하여 재배 환경을 조성한다(S525). 예를 들어 상기 재배 환경 조성 명령이 물 공급부 구동 명령이면 상기 물 공급부 구동 명령은 재배 환경 조성부(230)의 상기 접속한 피분배자에 분배된 재배블록의 물 공급부로 입력한다. 이 명령에 따라 물 공급부는 동작하여 상지 재배블록에 물을 뿌린다.When the cultivation environment composition command is input, the
반면, 재배환경 조성명령이 아니라 재배환경 조성 스케줄 설정 명령이 입력되면 모니터링 제어부(311)는 입력된 조성 스케줄 설정 명령을 재배 DB(317)의 상기 피분배자의 재배환경 조성 스케줄에 등록한다(S627). 상기 재배환경 조성 스케줄은 날자, 시간대 및 재배환경 조성 항목(물 공급부, 조명 등) 정보를 포함한다. 예를 들어, 상기 재배환경 조성 스케줄은"1월1일/ PM12:00-12:10/ 물 공급부/ 구동"과 같이 설정될 수 있을 것이다. 이와 같이 스케줄이 설정되면 모니터링 제어부(311)는 주기적으로 재배 DB(317)의 모든 피분배자들의 스케줄 정보들을 체크하고 해당 스케줄에 따라 재배환경 조성을 수행한다.On the other hand, when a cultivation environment creation schedule setting command is input, not a cultivation environment creation command, the
그리고 정보 측명 명령이 입력되는 경우 모니터링 제어부(311)는 상술한 S515의 모니터링 정보 수집 과정을 다시 수행할 것이다.When the information measurement command is input, the
상술한 과정은 모니터링 단말(401)을 통해 피분배자가 접속을 종료할 때까지 반복 수행한다.
The above-described process is repeated until the distributor terminates the connection through the
<실시 예><Example>
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 신재생 에너지를 이용한 그린하우스 모니터링 및 성장 관리 시스템이 적용된 옥상을 나타낸 도면이다. 이하 도 5를 참조하여 설명한다.5 is a view showing a rooftop to which a green house monitoring and growth management system using renewable energy according to an embodiment of the present invention is applied. A description with reference to FIG. 5 is as follows.
본 발명의 실시 예에 따라 도 3과 같이 옥상(1)에는 식물을 재배할 수 있는 다수의 재배블록(10)들을 형성하고, 바람과 태양으로부터 신재생 에너지를 얻기 위한 풍차(2)와 태양열판 또는 태양광판(3)을 구비된다.According to an embodiment of the present invention as shown in Figure 3 on the roof (1) to form a plurality of cultivation blocks 10 for cultivating plants,
이때 도 1의 신재생 에너지 생성부(110)는 풍차(2)와 태양열판(3)에 의해 신재생 에너지를 생성하여 본 발명의 시스템으로 공급한다.At this time, the renewable
그리고 본 발명의 재배 환경 측정부(210)는 재배블록(10) 단위로 하나 이상 임의의 위치에 설치되어 재배블록(10)의 재배환경, 즉 온도, 습도, 조도 및 이산화탄소를 측정하여 재배 관리 서버(310)로 제공한다.And the cultivation
본 발명의 실시 예에 따른 재배 환경 조성부(230) 및 성장상태 측정부(220)는 하나의 모듈로 구성되며, 도 5와 같이 레일(11)을 따라 이동하는 복수개의 재배환경 조성 모듈(30)들로 구성된다. 재배환경 조성 모듈(30)은 레일(11)을 따라 이동하도록 구성되는 이동부(35)와 상기 이동부(34) 상부에서 위로 길게 형성되고 하측에 물 호수(21)가 삽입되기 위한 홀(미도시)이 구비되며 내측이 관통된 관(31)과 상기 홀과 관(31)의 내측을 통해 물 호수(21)와 연결되고 모니터링 제어부(311)의 제어를 받아 재배블록(10)으로 물을 방출하는 물 공급부(34)와 카메라를 구비하여 상기 모니터링 제어부(311)의 제어를 받아 재배블록(10)의 식물들을 촬영하고 식물의 크기를 계산하며, 계산된 식물 크기 정보 및 식물의 이미지 정보 등을 모니터링 제어부(311)로 제공하는 카메라부(33)와 상기 모니터링 제어부(311)의 제어를 받아 재배블록(10)에 빛 및 열을 공급하도록 조명을 온/오프 하는 조명부(32)를 포함한다. 상기 카메라(33) 및 조명부(32)는 물의 영향을 받지 않기 위해 물 공급부(34)보다 높은 곳에 설치되는 것이 바람직할 것이다. 또한 조명부(32)는 카메라(33)보다 높은 곳에 설치되는 것이 바람직할 것이다. 상기 물 공급부(34)는 도 5에서와 같이 바 타입으로 형성되며 길이를 따라 홀들이 형성되며, 상기 홀들을 통해 물을 배출하도록 구성될 수도 있고, 상기 바에 일정 간격 또는 임의의 간격으로 복수의 스프링쿨러들이 구비되어 스프링클러를 통해 물을 공급하도록 구성될 수도 있을 것이다. 또한 스프링클러는 바의 양측 끝 단부에 구비하도록 구성할 수도 있을 것이다.The cultivation
상기 재배환경 조성 모듈(30)들은 상술한 바와 같이 무선으로 구성될 수도 있고, 유선으로 구성될 수도 있을 것이다. 무선으로 구성되는 경우, 전원은 배터리 방식으로 공급되는 것이 바람직할 것이다. 그리고 유선으로 구성되는 경우에는 재배 관리 서버(310)와 케이블(미도시)을 통해 연결되며, 상기 케이블은 상기 물 호수와 동일하게 관(1)의 홀과 내측 통로를 통해 카메라(33), 조명부(32) 및 이동부(35)와 연결될 것이다.The cultivation
상기 레일(11)은 도 5와 같이 재배블록(10)들을 모두 둘러싸도록 구성되어 재배환경 조성 모듈(30)들이 모든 재배블록(10)들 사이사이로 이동하여 재배환경을 조성할 수 있도록 구성된다. 이때, 모니터링 제어부(311)는 재배환경 조성 모듈(30)들의 이동 경로가 중첩되지 않도록 제어한다.The
또한, 재배환경 조성 모듈(30)에 연결된 물 호수(21)가 재배환경 조성 모듈(30)의 이동에 따라 재배 식물들을 훼손하는 것을 방지하기 위해 상기 물 호수(21)를 레일(11)을 따라 이동하도록 레일(11)을 따라 호수 가이드부(22)가 형성된다.In addition, the
또한, 재배환경 조성 모듈(30)은 임의의 재배블록(10)에 환경을 조성한 후 물 호수(21)의 꼬임을 방지하기 위해 해당 재배블록(10)으로 이동한 역 경로로 이동하여 초기 위치로 이동하도록 구성되는 것이 바람직할 것이다.In addition, the cultivation
또한, 재배환경 조성 모듈(30)이 초기 위치로 이동 시 물 호수(21)가 구부러지거나 꼬이지 않도록 자동적으로 감아주거나 풀어주는 호수 롤링부(20)를 더 포함할 수도 있을 것이다. 상기 호수 롤링부(20)는 상기 모니터링 제어부(311)에 의해 제어를 받는 모터의 회전에 의해 물 호수를 풀거나 감도록 구성될 수도 있을 것이다. 또 다른 방법으로 물 호수(21)의 풀림은 재배환경 조성 모듈(30)의 이동 힘에 의해 이루어지도록 하고, 물 호수(21)의 감김은 초기 위치 복귀 시 기계적 탄성에 의해 이루어지도록 하는 태엽 방식이 적용될 수도 있을 것이다. 물 호수(21)의 길이는 하나의 재배 환경 조성 모듈(30)이 이동할 수 있는 최대 거리에 대응하도록 구성되는 것이 바람직할 것이다.In addition, the cultivation
한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시 예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.
On the other hand, the present invention is not limited to the above-described typical preferred embodiment, it can be carried out in various ways without departing from the gist of the present invention various modifications, changes, substitutions or additions in the art Anyone who has this can easily understand it. If the implementation by such improvement, change, replacement or addition falls within the scope of the appended claims, the technical idea should also be regarded as belonging to the present invention.
1: 시스템부 2: 단말부
100: 신재생 에너지부 110: 신재생 에너지 생성부
120: 에너지 측정부 200: 재배부
210: 재배 환경 측정부 220: 성장상태 측정부
230: 재배환경 조성부 300: 모니터링 서버부
310: 재배 관리 서버 311: 모니터링 제어부
312: 무선통신부 350: 웹서버1: system unit 2: terminal unit
100: renewable energy unit 110: renewable energy generation unit
120: energy measuring unit 200: planting unit
210: growing environment measuring unit 220: growth state measuring unit
230: cultivation environment creation unit 300: monitoring server unit
310: cultivation management server 311: monitoring control unit
312: wireless communication unit 350: web server
Claims (16)
옥상에 조성된 재배지를 재배블록 단위로 구분하고 상기 재배블록 단위로 식물의 재배환경, 성장상태를 측정하여 출력하고, 상기 재배블록 단위로 재배 환경을 조성하는 재배부와,
상기 재배지의 재배블록을 분배받은 피분배자에 대한 정보를 가지고 있으며, 정보 측정 명령이 수신되는 경우 발생되는 모니터링 이벤트 발생 시 상기 재배부를 통해 해당 재배블록의 식물의 재배환경 및 성장 상태 정보와 상기 실시간 생성되는 신재생 에너지의 에너지량 및 축적된 신재생 에너지량을 포함하는 모니터링 정보를 전송하고, 재배 환경 조성 명령 수신 및 미리 설정된 재배환경 조성 스케줄에 의해 발생하는 재배환경 조성 이벤트 발생 시 상기 재배부를 제어하여 상기 재배블록의 식물 재배환경을 조성하는 모니터링 제어부를 포함하는 모니터링 서버부와;
상기 재배블록을 분배받은 피분배자 정보에 의해 상기 모니터링 서버부에 접속하여 사용자의 명령에 따른 상기 정보 측정 명령 및 상기 재배 환경 조성 명령을 송신하고, 상기 모니터링 정보를 수신받아 표시하는 모니터링 단말을 포함하되,
상기 재배부는,
복수의 센서들을 포함하는 센서모듈을 포함하여 재배블록 단위로 재배환경을 측정하는 다수의 센서노드들을 포함하되, 상기 센서노드들이 유비쿼터스 센서 네트워크를 구성하여 상기 측정된 재배환경 모니터링 정보를 상기 모니터링 서버부로 전송하는 재배환경 측정부와,
상기 재배블록들을 모두 촬영할 수 있는 수의 카메라를 구비하며, 상기 카메라를 통해 촬영된 영상에 의해 재배블록의 식물의 크기 및 상태를 모니터링하기 위한 이미지 정보를 포함하는 모니터링 정보를 수집하여 상기 모니터링 서버부로 전송하는 성장상태 측정부와,
상기 모니터링 서버부의 제어를 받아 상기 재배 블록 단위로 재배 환경을 조성하는 재배환경 조성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 신재생 에너지를 이용한 그린하우스 모니터링 및 성장 관리 시스템.
A renewable energy unit converting natural energy to produce renewable energy, detecting and outputting a real-time energy amount of the generated renewable energy and a currently accumulated renewable energy amount;
A cultivation unit for dividing the cultivated land formed on the roof by cultivation block unit, measuring and outputting the cultivation environment and growth state of the plant in the cultivation block unit, and cultivating the cultivation environment in the cultivation block unit;
It has information on the divider distributed the cultivation block of the plantation, and when the monitoring event occurs when the information measurement command is received, the cultivation environment and growth state information of the plant of the cultivation block and the real-time generation through the cultivation block Transmitting monitoring information including energy amount of renewable energy and accumulated renewable energy amount, and controlling the cultivation unit when receiving a cultivation environment creation command and generating a cultivation environment creation event generated by a preset cultivation environment creation schedule A monitoring server unit including a monitoring control unit for creating a plant cultivation environment of the cultivation block;
And a monitoring terminal connected to the monitoring server by the distributor information received from the cultivation block, transmitting the information measurement command and the cultivation environment creation command according to a user's command, and receiving and displaying the monitoring information. ,
The cultivation unit,
It includes a plurality of sensor nodes for measuring the cultivation environment in the cultivation block unit, including a sensor module including a plurality of sensors, wherein the sensor nodes form a ubiquitous sensor network to send the measured cultivation environment monitoring information to the monitoring server unit Cultivation environment measuring unit to transmit,
And a number of cameras capable of capturing all the cultivation blocks, and collecting monitoring information including image information for monitoring the size and state of the plant of the cultivation block by the image photographed through the camera. A growth state measuring unit for transmitting;
Green house monitoring and growth management system using renewable energy, characterized in that it comprises a cultivation environment creation unit for creating a cultivation environment by the cultivation block unit under the control of the monitoring server unit.
상기 센서모듈은 온도센서, 습도 센서, 이산화탄소 센서 및 조도 센서들 중 적어도 하나 이상의 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 신재생 에너지를 이용한 그린하우스 모니터링 및 성장 관리 시스템.
The method of claim 1,
The sensor module is a green house monitoring and growth management system using renewable energy, characterized in that it comprises at least one sensor of the temperature sensor, humidity sensor, carbon dioxide sensor and illumination sensor.
상기 재배환경 조성부는 상기 재배블록 단위로 구비되는 물 공급부 및 조명을 제어하여 조성되는 것을 특징으로 하는 신재생 에너지를 이용한 그린하우스 모니터링 및 성장 관리 시스템.
The method of claim 1,
The cultivation environment creation unit is a green house monitoring and growth management system using renewable energy, characterized in that the composition is formed by controlling the water supply unit and lighting provided in the cultivation block unit.
상기 모니터링 이벤트는 상기 모니터링 단말의 접속 시에도 발생하는 것을 특징으로 하는 신재생 에너지를 이용한 그린 하우스 모니터링 시스템.
The method of claim 1,
The monitoring event is a green house monitoring system using renewable energy, characterized in that occurs even when the monitoring terminal is connected.
상기 재배환경 조성 이벤트는 미리 설정된 재배환경 조성 스케줄에 의해 발생하는 것을 특징으로 하는 신재생 에너지를 이용한 그린 하우스 모니터링 시스템.
The method of claim 1,
The cultivation environment creation event is a green house monitoring system using renewable energy, characterized in that generated by a predetermined cultivation environment creation schedule.
상기 재배블록들 사이사이에 구비되는 레일을 더 포함하고,
상기 성장상태 측정부와 재배 환경 조성부는 하나의 모듈로 형성되되, 상기 모니터링 서버부의 제어를 받아 상기 레일을 따라 모니터링 및 성장 관리를 하고자 하는 재배블록으로 이동하여 성장상태 측정 및 재배 환경을 조성하는 복수의 재배 환경 조성 모듈들로 구성되는 것을 특징으로 하는 신재생 에너지를 이용한 그린 하우스 모니터링 및 성장 관리 시스템.
The method of claim 1,
Further comprising a rail provided between the cultivation blocks,
The growth state measuring unit and the cultivation environment composition unit are formed as a single module, and move to a cultivation block for monitoring and growth management along the rail under the control of the monitoring server unit, thereby forming a growth state measurement and cultivation environment. Green house monitoring and growth management system using renewable energy, characterized by consisting of modules for the creation of a cultivation environment.
상기 재배 환경 조성 모듈은,
상기 레일을 따라 이동하도록 구성되는 이동부와,
상기 이동부 상부에서 위로 길게 형성되고 하측에 물 호수가 삽입되기 위한 홀이 구비되며 내측이 관통된 관과,
상기 관의 홀과 내측을 통해 물 호수와 연결되고 상기 모니터링 서버부의 제어를 받아 재배블록으로 물을 방출하는 물 공급부와,
카메라를 포함하며, 상기 모니터링 서버부의 제어를 받아 재배블록의 식물들을 촬영하여 식물의 크기 정보 및 이미지 정보를 포함하는 성장상태 정보를 상기 모니터링 서버부로 제공하는 카메라부와,
상기 모니터링 서버부의 제어를 받아 재배블록에 빛 및 열을 공급하도록 조명을 온/오프하는 조명부를 포함하는 것을 특징으로 하는 신재생 에너지를 이용한 그린 하우스 모니터링 및 성장 관리 시스템.
The method of claim 7, wherein
The cultivation environment composition module,
A moving unit configured to move along the rail,
A tube formed in the upper part of the moving part and extending upward and having a hole for inserting a water lake in the lower part and penetrating the inside thereof;
A water supply unit connected to the water lake through the hole and the inside of the pipe and discharged water to the cultivation block under the control of the monitoring server unit;
A camera unit including a camera and providing growth status information including plant size information and image information to the monitoring server unit by photographing plants of a cultivation block under control of the monitoring server unit;
Green house monitoring and growth management system using renewable energy, characterized in that it comprises a lighting unit on / off the lights to supply light and heat to the cultivation block under the control of the monitoring server unit.
상기 레일의 양측 옆을 따라 형성되어 상기 재배 환경 조성 모듈의 이동에 의해 상기 물 호수가 상기 레일을 따라 이동하도록 가이드 하는 호수 가이드부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신재생 에너지를 이용한 그린 하우스 모니터링 및 성장 관리 시스템.
The method of claim 8,
Green house monitoring and growth management using renewable energy, characterized in that it further comprises a lake guide portion formed along both sides of the rail to guide the water lake to move along the rail by the movement of the cultivation environment composition module system.
모니터링 서버부는,
상기 복수의 재배 환경 조성 모듈들이 상기 레일을 따라 이동 시 서로 중첩되지 않도록 할당된 재배블록들 사이를 이동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 신재생 에너지를 이용한 그린 하우스 모니터링 및 성장 관리 시스템.
The method of claim 8,
Monitoring server unit,
Green house monitoring and growth management system using renewable energy, characterized in that for controlling the movement of the plurality of cultivation environment composition modules allocated so as not to overlap each other when moving along the rail.
상기 모니터링 서버부는,
상기 재배 환경 조성 모듈이 임의의 재배블록의 재배상태 측정 및 재배환경 조성 중 적어도 하나를 수행한 후 미리 정해진 초기 위치로 이동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 신재생 에너지를 이용한 그린 하우스 모니터링 및 성장 관리 시스템.
The method of claim 8,
The monitoring server unit,
The green house monitoring and growth management system using the renewable energy, characterized in that the control module to move to a predetermined initial position after performing at least one of the cultivation state measurement and cultivation environment composition of any cultivation block of the cultivation environment composition module .
상기 재배 환경 조성 모듈의 이동에 따라 물 호수가 상기 호수 가이드부를 따라 팽팽하게 유지되도록 풀어주거나 감아주는 호수 롤링부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신재생 에너지를 이용한 그린 하우스 모니터링 및 성장 관리 시스템.
The method according to claim 10 or 11, wherein
The green house monitoring and growth management system using renewable energy, characterized in that it further comprises a lake rolling unit for releasing or winding the water lake to be maintained along the lake guide portion in accordance with the movement of the cultivation environment composition module.
모니터링 서버부가 재배지의 재배블록들을 피분배자에게 분배하는 분배 과정과,
모니터링 서버부가 상기 재배블록을 분배받은 피분배자가 모니터링 단말을 통해 접속 및 모니터링 단말로부터 정보 측정 명령이 수신되는 경우 발생하는 모니터링 이벤트 발생 시 상기 피분배자에게 분배된 재배블록의 식물의 재배환경, 성장상태 및 자연에너지에 의해 생성되는 신재생 에너지의 에너지량 및 축적 에너지량을 피분배자가 접속한 모니터링 단말로 제공하여 모니터링 하도록 하는 모니터링 과정과,
모니터링 서버부가 모니터링 단말로부터 재배 환경 조성 명령 수신 및 미리 설정된 재배 환경 조성 스케줄에 의해 발생하는 재배환경 조성 이벤트 발생 시 재배환경 조성부를 제어하여 상기 피분배자의 재배블록의 재배 환경을 조성하는 재배 환경 조성 과정을 포함하되,
상기 모니터링 과정은,
상기 재배블록의 센서노드들을 통해 상기 재배블록의 재배환경을 측정하는 재배환경 측정 단계와,
카메라를 통해 촬영된 영상에 의해 재배블록의 식물의 크기 및 상태를 확인하기 위한 이미지 정보를 수집하는 성장상태 측정 단계와,
에너지 측정부를 통해 신재생 에너지 생성부에서 생성되는 실시간 신재생 에너지의 에너지량 및 배터리에 축적된 신재생 에너지량을 측정하는 신재생 에너지 측정 단계를 포함하는 것을 특징으로 방법.In the green house monitoring and growth management method of the green house monitoring and growth management system installed on the rooftop and using renewable energy,
A distribution process in which the monitoring server unit distributes the cultivation blocks of the plantation to the distributors,
The cultivation environment and growth state of the plant of the cultivation block distributed to the divider when the monitoring server unit is distributed to the applicator when a monitoring event occurs when a divider who receives the cultivation block is connected through the monitoring terminal and receives an information measurement command from the monitoring terminal. And a monitoring process for monitoring the amount of renewable energy generated by natural energy and the amount of accumulated energy to be provided to the monitoring terminal connected by the distributor, and monitoring the energy.
Cultivation environment creation process of creating a cultivation environment of the cultivation block of the distributor by controlling the cultivation environment creation unit when the cultivation environment creation event generated by the cultivation environment creation command from the monitoring terminal and the cultivation environment creation event generated by a preset cultivation environment creation schedule from the monitoring terminal unit Including,
The monitoring process,
A cultivation environment measurement step of measuring a cultivation environment of the cultivation block through the sensor nodes of the cultivation block;
A growth state measurement step of collecting image information for confirming the size and state of the plant of the cultivation block by the image photographed through the camera;
Renewable energy measuring step of measuring the energy of the real-time renewable energy generated by the renewable energy generation unit and the amount of renewable energy accumulated in the battery through the energy measuring unit.
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