KR101115248B1 - 배양대의 배양환경 조성장치 및 그 제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배양대의 배양환경 조성장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 배양대의 환경 제어를 위해 구비되는 마이크로프로세서인 제어부와; 상기 제어부에 연결되고, 이 제어부의 제어신호에 따라 인터넷망, PSTN망, 이동통신망 중 어느 하나를 통해 기상청서버와 실시간 접속하여 기상청서버에 저장된 계절별, 월별, 지역별 기온, 강수, 조도, 풍속에 대한 정보를 얻을 수 있도록 유,무선통신 채널을 형성하는 통신처리부와; 상기 기상청서버로부터 수신된 정보가 저장되고, 제어부의 제어신호에 따라 저장된 정보가 가공, 입출력, 저장되는 메모리부와; 상기 제어부와 연결되고, 상기 배양대에서 배양할 품종에 대한 발아, 생장, 개화에 대한 정보가 저장되는 품종DB와; 상기 제어부의 제어신호에 따라 기상청 정보와 품종DB 정보를 바탕으로 온도, 습도, 조도, 풍량을 제공하도록 상기 배양대에 설치된 송풍기, LED, 수공급기와; 상기 제어부와 연결되고, 상기 배양대에 설치되어 온도, 습도, 조도, 풍량을 실시간 피이드백하여 제어할 수 있도록 감지하는 온도감지센서, 습도감지센서, 조도감지센서, 풍속계를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따르면, 배양대에서 배양시키는 식물을 최대한 자연상태에 가까운 환경하에서 배양시킴으로써 실제 연구에 직접적으로 필요한 연구용 재료로 활용될 수 있고, 교육용으로 활용될 경우에는 보다 사실적인 식물의 성장에 대한 자료로 제공될 수 있으며, 가장 자연에 가깝게 식물을 배양할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
배양대, 배양환경, 조성, 기상청, 생장조건, 자연환경
Description
본 발명은 배양대의 배양환경 조성장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기상청 정보를 활용하여 해당 식물의 성장에 필요한 가장 자연적인 환경조건을 조성할 수 있도록 한 배양대의 배양환경 조성장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 물이나 양분, 빛에 더하여 공기 환경은, 식물의 형태 형성이나 성장에 영향을 준다.
이때, 공기 환경이라 함은, 온도, 습도, 기류, 공기 중의 가스 성분, 먼지나 균 등 공기 중에 부유하는 입자상태 등을 포함한다.
특히, 습도와 온도는 식물의 생장에 지대한 영향을 미친다.
이러한 습도, 온도를 비롯한 조도 등의 배양조건을 갖추어 식물 혹은 조직이 배양되도록 구성된 배양대가 개시되어 있으며, 이러한 배양대는 과학기자재용 혹은 모종이나 실험용으로 식물을 배양하기 위해 많이 사용된다.
이와 같이, 배양 조건이 되는 온도를 포함한 습도, 조도, 풍속 등은 식물체 가 성장하는데 있어 아주 필수적인 것으로, 각각의 조건들의 많고 적음에 따라 그리고 균등하게 영향을 주느냐에 따라 각각 식물들의 배양상태가 달라지게 된다.
그런데, 이러한 배양대는 관리자에 의해 주기적으로 관리되는 형태로 배양식물을 키우는 것이기 때문에 자연상태에 최대한 가깝게 생장시키는 데는 한계가 있어, 발아에서부터 일정크기로 성장한 후 개화될 때까지 지속적으로 관리하기가 어렵다는 단점이 있다.
뿐만 아니라, 품종에 따라 발아조건, 생장조건, 개화조건 등이 전부 다르기 때문에 품종이 바뀔 때마다 관리자가 해당 품종에 대한 전문지식을 익혀야 하는 등 많은 어려움이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 배양대에서 발육시킬 품종이 결정되면 배양대의 제어부가 기상청과 연결하여 계절별 해당하는 평균 기온 및 강수량 등에 관한 정보를 획득한 후 해당 품종이 최대한 자연상태에 가까운 조건하에 노출되게 함으로써 보다 친환경적이고, 자연적인 상태로 식물을 배양시킬 수 있도록 한 배양대의 배양환경 조성장치 및 그 제어방법을 제공함에 그 주된 해결 과제가 있다.
본 발명은 상기한 해결 과제를 달성하기 위한 수단으로, 배양대에 탑재되어 배양대에 구비된 송풍기, 조명용 LED, 수공급기를 실시간 제어하는 배양환경 조성장치에 있어서; 배양대의 환경 제어를 위해 구비되는 마이크로프로세서인 제어부와; 상기 제어부에 연결되고, 이 제어부의 제어신호에 따라 인터넷망, PSTN망, 이동통신망 중 어느 하나를 통해 기상청서버와 실시간 접속하여 기상청서버에 저장된 계절별, 월별, 지역별 기온, 강수, 조도, 풍속에 대한 정보를 얻을 수 있도록 유,무선통신 채널을 형성하는 통신처리부와; 상기 기상청서버로부터 수신된 정보가 저장되고, 제어부의 제어신호에 따라 저장된 정보가 가공, 입출력, 저장되는 메모리부와; 상기 제어부와 연결되고, 상기 배양대에서 배양할 품종에 대한 발아, 생장, 개화에 대한 정보가 저장되는 품종DB와; 상기 제어부와 연결되고, 상기 배양대에 설치되어 온도, 습도, 조도, 풍량을 실시간 피이드백하여 제어할 수 있도록 감지하는 온도감지센서, 습도감지센서, 조도감지센서, 풍속계를 포함하고; 상기 제어부의 제어신호에 따라 기상청 정보와 품종DB 정보를 바탕으로 상기 배양대에 설치된 송풍기, LED, 수공급기를 제어하여 온도, 습도, 조도, 풍량을 조절하는 것을 특징으로 하는 배양대의 배양환경 조성장치를 제공한다.
이때, 상기 제어부에는 키보드, 마우스, 터치펜 중 하나인 입력수단과; 모니터, 프린터, 이동저장수단 중 적어도 하나 이상인 출력수단으로 이루어진 입출력부가 더 연결된 것에도 그 특징이 있다.
또한, 상술한 구성으로 이루어진 배양대의 배양환경 조성장치를 제어하는 방법에 있어서; 배양할 품종 및 배양기간이 결정되면 제어부의 제어신호에 따라 통신처리부가 기상청서버에 접속하여 통신채널을 형성하는 제1단계와; 상기 제1단계를 통해 기상청서버에 접속되면, 상기 제어부는 품종DB를 통해 얻어진 배양할 품종에 맞는 기상정보를 다운받아 메모리부에 저장하는 제2단계와; 상기 제2단계 후 상기 제어부는 결정된 배양기간에 맞게 기상청으로부터 다운받은 기상정보를 토대로 송풍기, LED, 수공급기를 직접 제어하여 가동시켜 배양대에서 배양되고 있는 품종이 노지에서 재배되는 자연상태 그대로의 환경에 노출되도록 제어하고, 온도감지센서, 습도감지센서, 조도감지센서, 풍속계로부터 해당 감지신호를 피이드백받아 자동조절하는 제3단계와; 상기 제3단계 후 상기 제어부는 배양기간이 배양 설정기간에 도달했는지를 확인하여, 도달하지 않았다면 기상청의 기상정보를 실시간 확인하면서 송풍기, LED, 수공급기를 지속적으로 제어하고, 도달했다면 해당 배양과정을 종료하는 제4단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배양대의 배양환경 조성장치 제어방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 배양대에서 배양시키는 식물을 최대한 자연상태에 가까운 환경하에서 배양시킴으로써 실제 연구에 직접적으로 필요한 연구용 재료로 활용될 수 있고, 교육용으로 활용될 경우에는 보다 사실적인 식물의 성장에 대한 자료로 제공될 수 있으며, 가장 자연에 가깝게 식물을 배양할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 구성을 보인 블럭도이고, 도 2는 본 발명에 따른 제어방법을 보인 플로우챠트이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배양 장치는 일반적인 배양대(100)에 기본적으로 송풍기(112), 조명용 LED(114), 분무를 위한 수공급기(116)를 포함하며, 자연상태의 조건에 부합하도록 제어하기 위해 온도를 감지하는 온도감지센서(122), 습도를 감지하는 습도감지센서(124), 조도를 감지하기 위한 조도감지센서(126) 및 풍속을 감지하는 풍속계(128)가 구비된다.
그리고, 이들은 제어부(110)와 연결된다.
이때, 상기 제어부(110)는 마이크로프로세서로서, 컴퓨터의 CPU에 해당되는 소자이다.
이 제어부(110)는 연산처리 기능을 포함하고 있으며, 연산부는 별로로 표시 하지 않았다.
아울러, 상기 제어부(110)에는 통신처리부(140)가 연결되는데, 상기 통신처리부(140)는 유,무선처리가 가능한 일종의 안테나로서, 무선일 경우 보통 RF안테나가 바람직하며, 유선일 경우에는 모뎀 기능을 담당하게 된다.
특히, 본 발명에서는 배양대(100)의 제어부(110)가 망(Network)을 통해 기상청서버(200)와 통신가능한 상태로 유지되어야 한다.
이를 위해, 사용될 수 있는 망으로는 현재 가용되는 망인 PSTN망, 이통통신망, 인터넷망이 될 수 있다.
그리고, 이들 망을 사용하기 위한 신호처리 혹은 데이터 송수신에 관한 표준은 각 망마다 규정하고 있는 국제표준에 따른다.
예컨대, 이들 망을 이용하기 위한 기초적인 설비들로는 이를테면, PSTN망의 경우 모뎀과 터비널서버 및 통신서버 등이 배양대(100)와 연결되어 있어야 하고, 또한 이동통신망이나 인터넷망의 경우에는 전용선 혹은 무선통신 규약에 따라 기지국 혹은 라우터를 이용하여 통신서버에 접속하고 이 통신서버를 거쳐 기상청서버(200)와 통신할 수 있도록 연결될 수 있을 것이다.
이 경우, 각 망마다 접속시 필요한 아이디나 비빌번호가 부여될 수 있으며, 필요한 경우 기상청서버(200) 접속 후 정보 이용에 대한 비용처리를 위한 과금과정을 거칠 수 있는데, 이는 사전 협약이나 혹은 기상청에서 정해진 규정에 따라 처리될 수 있다.
한편, 상기 제어부(110)에 연결된 송풍기(112)는 상기 제어부(110)의 제어신 호에 따라 r.p.m이 조절되도록 하여 풍량 혹은 풍압이 제어될 수 있으며, 이때 상기 송풍기(112)에는 필요한 경우 냉기 혹은 온기를 공급할 수 있는 덕트와 연결되어 온도 조절기능도 병행하도록 함이 바람직하다.
이때, 온도 조절은 온도감지센서(122)로부터 감지된 신호를 제어부(110)가 수신한 후 품종DB(120)에 저장된 해당 식물의 성장 조건에 맞게 조절할 수 있다.
마찬가지로, 조도감지센서(126)를 통해 감지된 신호에 의해 광원인 LED(114)의 밝기 등을 제어부(110)가 제어하여 해당 식물의 성장 조건에 맞게 조절할 수 있다.
뿐만 아니라, 습도감지센서(124)를 통해 감지된 신호에 의해 수공급기(116)의 분사노즐 개도를 상기 제어부(110)가 제어하여 해당 식물의 성장 조건에 맞는 습도를 자동 조절할 수 있다.
그리고, 메모리부(118)는 신호처리를 위한 임시 저장공간으로 활용될 수도 있고, 상기 제어부(110)가 연산처리시 필요한 정보를 저장, 인출, 가공할 때 버퍼링하기 위해 사용되며, 현재 제어되고 있는 제어상태(조건 혹은 환경) 정보가 저장되어 있어 언제든지 입출력한 후 이후 조건 변경에 대한 기초자료로 활용될 수 있도록 메모리하는 역할을 담당하게 된다.
아울러, 품종DB(120)는 배양하고자 하는 식물의 품종에 대한 정보를 저장하고 있는 데이터베이스로서, 여러 품종에 대한 발아조건, 개화조건, 성장조건 들이 저장되어 있다.
마지막으로, 입출력부(130)는 키보드, 마우스, 터치스크린 등과 같은 입력수 단과; 프린터, 모니터, 이동식메모리 등과 같은 출력수단을 포함하는 것으로, 품종DB(120) 갱신을 위해 자료를 입력하거나 혹은 배양 식물 관리를 위해 필요한 자료를 입력하거나 혹은 그와 관련된 자료나 현재 식물의 생장 상태 등을 출력할 때 활용되는 일종의 사용자 인터페이스이다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 배양 장치는 도 2에 예시된 바와 같은 형태로 제어될 수 있다.
예컨대, 도 1,2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 배양 품종을 배양하기 위해서는 먼저, 배양 품종 확인단계(S100)가 수행된다.
상기 배양 품종 확인단계(S100)는 관리자의 선택에 따라 제어부(110)가 인식하는 것으로, 배양 대상인 배양하고자 하는 식물에 따라 배양기간, 배양조건 등이 달라지기 때문이다.
상기 배양 품종 확인단계(S100)를 거쳐 배양 품종이 확정되면, 이어 배양기간 설정단계(S110)가 수행된다.
상기 배양기간 설정단계(S110)는 결정된 배양 품종을 발아만 시킬 것인지 아니면 잎이 날 때까지만 생장시킬 것인지 아니면 개화나 열매 맺는 것 까지 생장시킬 것인지에 대한 기간을 설정하는 것으로, 예컨대 "발아", "잎", "개화", "열매" 등과 같은 선택 옵션을 두어 해당 버튼이나 혹은 화면상에 표시된 해당 영역을 클릭하였을 때 이를 제어부(110)가 인식하고, 품종DB(120)에서 해당 품종의 배양기간에 맞는 조건을 찾아내 로딩한 후 그에 맞는 제어를 행할 수 있도록 하기 위한 것이다.
이렇게 하여, 배양기간이 설정되면 기상청서버 접속단계(S120)가 수행된다.
상기 기상청서버 접속단계(S120)는 상기 제어부(110)가 해당 품종의 생장에 필요한 가장 자연적인 조건에 대한 정보를 얻기 위한 것으로, 실시간 접속되는 형태가 바람직하고, 앞서 설명한 바와 같이 다양한 형태의 망을 이용하여 접속할 수 있다.
이때, 제어부(110)는 통신처리부(140)를 통해 기상청서버(200)에 접속한 다음 해당 품종의 배양기간에 맞는 계절별 혹은 월별, 지역별 강우, 기온, 풍속, 조도 등에 대한 평균정보를 수신받고, 이를 메모리부(118)에 저장하게 되며, 이 메모리부(118)에 저장된 정보를 바탕으로 설정된 배양기간에 맞게 선택된 품종의 식물을 배양할 수 있도록 배양대(100)의 환경을 조절하게 된다(S130).
이렇게 하여, 기상청서버(200)로부터 다운된 계절별, 월별, 지역별 필요 정보를 토대로 상기 제어부(110)는 배양대(100)에 설치된 부속설비들, 즉 송풍기(112), LED(114), 수공급기(116)를 제어하여 필요한 풍속, 조도, 온도, 습도 등을 자동조절하게 되며, 이 과정에서 각종 센서, 즉 온도감지센서(122), 습도감지센서(124), 조도감지센서(126), 풍속계(128) 등으로부터 피이드백 된 감지신호를 통해 정확하게 자연상태, 즉 식물이 노지에서 자라고 있는 환경과 동일한 환경을 만들게 된다(S140).
예컨대, 참외(학명:Cucumis melo L. var. makuwa)를 발아시키는 것에만 관심이 있어 그렇게 설정된 경우라면 참외도 종류에 따라 다를 수 있지만 국내에서 노지에서 생산되는 보통 참외, 그 중에서 경기도 지역에서 재배되는 것을 기준으로 삼았다고 한다면, 제어부(110)는 품종DB(120)로부터 참외가 고온성 작물이고, 낮온도 30℃ 전후에서 잘 자라며, 발아적온은 25～30℃, 생육적온은 22～28℃, 생육최저온도는 10～12℃ 임을 확인하게 되고, 광보상점은 1,000룩스 정도, 광포화점은 50,000룩스 정도이며, 일조가 부족하면 과일 특유의 향기가 적어지고 색깔이 좋지 않으며 병충해 저항성도 떨어진다는 사실과, 파종시기는 4월 중순이고, 발아에 걸리는 시간은 4~5일 이라는 사실을 확인한 후 기상청서버(200)로부터 4월 중순, 경기도 지방의 평균 강수, 기온, 습도, 조도 등에 관한 정보를 바탕으로 배양대(100)의 주변 조건을 그에 맞게 유지하게 되면 자연상태에 가깝게 참외를 발아시킬 수 있게 되는 것이다.
상술한 바는 예를 들어 설명한 것으로서, 이와 같이 해당 품종에 대한 정보가 확인되면 자연상태에 가장 가깝게, 즉 노지에서 키우는 조건으로 해당 품종을 배양대(100)에서 키울 수 있게 되며, 이러한 개념을 확장하게 되면 해외 품종의 경우 그 산지별 기상 정보를 입수할 수 있다면 동일 조건으로 해외 품종의 경우에도 자연상태에 가장 가깝게 키워낼 수 있게 된다.
이러한 단계를 거쳐 배양기간이 충족되었다면 해당 배양과정을 종료하게 되며, 배양기간이 충족되지 않았다면 다시 기상청서버에 접속하는 단계(S120)로 회귀하여 배양기간이 만족될 때까지 실시간 다운로드한 정보를 토대로 배양대(100)의 배양환경을 조성하게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 배양환경 조성장치 및 그 제어방법은 배양하고자 하는 품종을 자연상태에 가장 가깝게 배양실에서 배양할 수 있어 식물 연구 및 과학재료 등에 있어 매우 유용한 재료로 활용될 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 구성을 보인 블럭도,
도 2는 본 발명에 따른 제어방법을 보인 플로우챠트.
♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧
100....배양대 110....제어부
112....송풍기 114....LED
116....수공급기 118....메모리부
120....품종DB 122....온도감지센서
124....습도감지센서 126....조도감지센서
128....풍속계 130....입출력부
140....통신처리부 200....기상청서버
Claims (3)
- 배양대에 탑재되어 배양대에 구비된 송풍기, 조명용 LED, 수공급기를 실시간 제어하는 배양환경 조성장치에 있어서;배양대의 환경 제어를 위해 구비되는 마이크로프로세서인 제어부와;상기 제어부에 연결되고, 이 제어부의 제어신호에 따라 인터넷망, PSTN망, 이동통신망 중 어느 하나를 통해 기상청서버와 실시간 접속하여 기상청서버에 저장된 계절별, 월별, 지역별 기온, 강수, 조도, 풍속에 대한 정보를 얻을 수 있도록 유,무선통신 채널을 형성하는 통신처리부와;상기 기상청서버로부터 수신된 정보가 저장되고, 제어부의 제어신호에 따라 저장된 정보가 가공, 입출력, 저장되는 메모리부와;상기 제어부와 연결되고, 상기 배양대에서 배양할 품종에 대한 발아, 생장, 개화에 대한 정보가 저장되는 품종DB와;상기 제어부와 연결되고, 상기 배양대에 설치되어 온도, 습도, 조도, 풍량을 실시간 피이드백하여 제어할 수 있도록 감지하는 온도감지센서, 습도감지센서, 조도감지센서, 풍속계를 포함하고;상기 제어부의 제어신호에 따라 기상청 정보와 품종DB 정보를 바탕으로 상기 배양대에 설치된 송풍기, LED, 수공급기를 제어하여 온도, 습도, 조도, 풍량을 조절하는 것을 특징으로 하는 배양대의 배양환경 조성장치.
- 제1항에 있어서;상기 제어부에는 키보드, 마우스, 터치펜 중 하나인 입력수단과; 모니터, 프린터, 이동저장수단 중 적어도 하나 이상인 출력수단으로 이루어진 입출력부가 더 연결된 것을 특징으로 하는 배양대의 배양환경 조성장치.
- 제1항 또는 제2항의 구성으로 이루어진 배양대의 배양환경 조성장치를 제어하는 방법에 있어서;배양할 품종 및 배양기간이 결정되면 제어부의 제어신호에 따라 통신처리부가 기상청서버에 접속하여 통신채널을 형성하는 제1단계와;상기 제1단계를 통해 기상청서버에 접속되면, 상기 제어부는 품종DB를 통해 얻어진 배양할 품종에 맞는 기상정보를 다운받아 메모리부에 저장하는 제2단계와;상기 제2단계 후 상기 제어부는 결정된 배양기간에 맞게 기상청으로부터 다운받은 기상정보를 토대로 송풍기, LED, 수공급기를 직접 제어하여 가동시켜 배양대에서 배양되고 있는 품종이 노지에서 재배되는 자연상태 그대로의 환경에 노출되도록 제어하고, 온도감지센서, 습도감지센서, 조도감지센서, 풍속계로부터 해당 감지신호를 피이드백받아 자동조절하는 제3단계와;상기 제3단계 후 상기 제어부는 배양기간이 배양 설정기간에 도달했는지를 확인하여, 도달하지 않았다면 기상청의 기상정보를 실시간 확인하면서 송풍기, LED, 수공급기를 지속적으로 제어하고, 도달했다면 해당 배양과정을 종료하는 제4단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배양대의 배양환경 조성장치 제어방법.
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| KR1020090064304A KR101115248B1 (ko) | 2009-07-15 | 2009-07-15 | 배양대의 배양환경 조성장치 및 그 제어방법 |
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| KR102466021B1 (ko) * | 2022-06-30 | 2022-11-14 | (주)랜드아키생태조경 | 도시 미세먼지를 저감시킬 수 있는 공기 순환 및 와류형 식물 트레이 및 그의 스마트 플랜터 펜스 장치 |
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| KR19990079586A (ko) * | 1998-04-07 | 1999-11-05 | 정재동 | 연속 순환식 자동 식물 배양시스템 및 배양방법 |
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