KR101402001B1 - 식물 생육 관리를 위한 토양 모니터링 기구 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 식물 생육 관리를 위한 토양 모니터링 기구에 관한 것이다. 보다 상세하게는 모니터링이 필요한 토양에 삽입하는 것만으로 식물 생육 관리에 필요한 토양의 온도, 습도, 영양소 등의 데이터를 간편하게 획득할 수 있으며, 이를 이용하여 체계적인 식물 생육 관리가 가능하고, 토양 모니터링 기구 복수개를 적절한 간격으로 배치하여 각 토양 모니터링 기구의 데이터를 취합함으로써 전체적인 관리를 위한 자료로 활용할 수 있을 뿐만 아니라, 관리하고자 하는 식물의 종류와 특성에 부합하도록 토양 모니터링 기구의 전체 길이를 조절하여 토양에 완전히 삽입되도록 설치함으로써, 토양 표면을 이동하는 물체에 영향을 받지 않도록 하는 식물 생육 관리를 위한 토양 모니터링 기구에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 식물이 심어져 있는 토양에 삽입되어 식물 생육 관리를 위한 토양 모니터링을 수행하는 기구로서, 일측 단부에 구비되어 특정 깊이에 존재하는 토양의 온도, 습도, 영양분을 감지하는 센서부; 센서부에 전기적 및 물리적으로 결합되어 센서부에서 생성한 신호를 처리하여 데이터를 생성하는 센서처리 모듈; 센서처리 모듈에 전기적 및 물리적으로 결합되어 센서처리 모듈로부터 받은데이터를 전송가능한 데이터로 처리하는 데이터 처리부와, 데이터 처리부에서 처리된 데이터를 유무선 통신을 이용하여 송신하는 통신부를 구비하는 데이터 처리 모듈; 및 센서부와 센서처리 모듈 및 데이터 처리 모듈에 전원을 공급하고, 데이터 처리 모듈의 단부에 결합되는 배터리를 포함하는 식물 생육 관리를 위한 토양 모니터링 기구를 제공한다.
이를 위해 본 발명은 식물이 심어져 있는 토양에 삽입되어 식물 생육 관리를 위한 토양 모니터링을 수행하는 기구로서, 일측 단부에 구비되어 특정 깊이에 존재하는 토양의 온도, 습도, 영양분을 감지하는 센서부; 센서부에 전기적 및 물리적으로 결합되어 센서부에서 생성한 신호를 처리하여 데이터를 생성하는 센서처리 모듈; 센서처리 모듈에 전기적 및 물리적으로 결합되어 센서처리 모듈로부터 받은데이터를 전송가능한 데이터로 처리하는 데이터 처리부와, 데이터 처리부에서 처리된 데이터를 유무선 통신을 이용하여 송신하는 통신부를 구비하는 데이터 처리 모듈; 및 센서부와 센서처리 모듈 및 데이터 처리 모듈에 전원을 공급하고, 데이터 처리 모듈의 단부에 결합되는 배터리를 포함하는 식물 생육 관리를 위한 토양 모니터링 기구를 제공한다.
Description
본 발명은 식물 생육 관리를 위한 토양 모니터링 기구에 관한 것이다. 보다 상세하게는 모니터링이 필요한 토양에 삽입하는 것만으로 식물 생육 관리에 필요한 토양의 온도, 습도, 영양소 등의 데이터를 간편하게 획득할 수 있으며, 이를 이용하여 체계적인 식물 생육 관리가 가능하고, 토양 모니터링 기구 복수개를 적절한 간격으로 배치하여 각 토양 모니터링 기구의 데이터를 취합함으로써 전체적인 관리를 위한 자료로 활용할 수 있을 뿐만 아니라, 관리하고자 하는 식물의 종류와 특성에 부합하도록 토양 모니터링 기구의 전체 길이를 조절하여 토양에 완전히 삽입되도록 설치함으로써, 토양 표면을 이동하는 물체에 영향을 받지 않도록 하는 식물 생육 관리를 위한 토양 모니터링 기구에 관한 것이다.
토양에 심어진 식물이 정상적으로 성장하기 위해서는 여러가지 환경요소들을 필요로 한다. 예컨대 적절한 햇볕, 적절한 온도 및 습도, 적절한 강수량, 및 임계량 이상의 영양분이 필요하다.
잔디는 조경뿐만 아니라 다양한 분야에 널리 사용되는 식자재 중 하나이다.
최근 운동장 등에 사용되고 있는 인조잔디가 유지보수와 환경영향 등의 측면에서 다양한 문제점이 부각됨에 따라 천연잔디에 대한 관심이 다시 높아지고 있는 상황이다. 그러나, 천연잔디를 제대로 관리하기 위해서는 상당한 노력과 노하우, 시간 및 비용이 소요된다.
천연잔디 관리작업으로는 잔디깎기, 비료주기, 모래뿌리기, 통기, 잡초 방제 등 다양한 것들이 있다. 이러한 관리작업의 목적은 잔디가 자라는 토양에 적절한 온도와 습도 및 영양분을 제공하는 것으로 귀결된다.
그러나, 실제로 잔디가 자라는 토양의 온도와 습도, 영양분 등을 체크하기 위해서는 토양에 적절한 깊이로 일일이 파서 일정 깊이에 존재하고 있는 토양의 온도와 습도 및 영양분을 모니터링하여야 하는 번거로움이 있다.
더욱이, 잔디가 넓은 범위에 심어져 있는 경우 특정 간격으로 토양을 체크하는 작업을 반복적으로 수행하여야 하므로, 많은 인력과 시간 및 비용이 투입되는 문제점이 있다.
선행기술문헌 : 대한민국 공개특허공보 제2013-0071086호(2013.6.28.공개)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 토양의 온도, 습도, 영양분 등을 체크하기 위해 토양을 일일이 파지 않고도 식물 생육을 위한 토양 모니터링 데이터를 용이하게 획득할 수 있으며, 인력과 시간 및 비용을 절감할 수 있는 토양 모니터링 기구를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 식물 생육 관리를 위한 토양 모니터링 기구는 식물이 심어져 있는 토양에 삽입되어 식물 생육 관리를 위한 토양 모니터링을 수행하는 기구로서, 일측 단부에 구비되어 특정 깊이에 존재하는 토양의 온도, 습도, 영양분을 감지하는 센서부; 센서부에 전기적 및 물리적으로 결합되어 센서부에서 생성한 신호를 처리하여 데이터를 생성하는 센서처리 모듈; 센서처리 모듈에 전기적 및 물리적으로 결합되어 센서처리 모듈로부터 받은데이터를 전송가능한 데이터로 처리하는 데이터 처리부와, 데이터 처리부에서 처리된 데이터를 유무선 통신을 이용하여 송신하는 통신부를 구비하는 데이터 처리 모듈; 및 센서부와 센서처리 모듈 및 데이터 처리 모듈에 전원을 공급하고, 데이터 처리 모듈의 단부에 결합되는 배터리를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 식물 생육 관리를 위한 토양 모니터링 기구는 배터리의 케이스에 착탈 가능하도록 결합되고, 배터리와의 사이에 배터리의 밀폐를 위한 고무패킹이 개재되며, 내부에는 통신부의 무선통신을 위한 RF 안테나 또는 유선통신을 위한 케이블 커넥터가 삽입되는 다기능 공간을 더 포함하되, 센서부는 센서처리 모듈 방향으로 갈수록 점점 직경이 커지는 형상을 취하고, 온도센서, 습도센서, 산소센서, 질소(N)센서, 인(P) 센서 및 칼륨(K) 센서를 포함하며, 다기능 공간의 단부는 토양의 표면과 같거나 토양의 표면보다 하부에 위치하도록 삽입되어 토양 표면을 이동하는 물체에 의해 영향을 받지 않도록 할 수 있다.
본 발명에 의하면 모니터링이 필요한 토양에 삽입하는 것만으로 식물 생육 관리에 필요한 토양의 온도, 습도, 영양소 등의 데이터를 간편하게 획득할 수 있으며, 이를 이용하여 체계적인 식물 생육 관리가 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 토양 모니터링 기구 복수개를 적절한 간격으로 배치하여 각 토양 모니터링 기구의 데이터를 취합함으로써 전체적인 관리를 위한 자료로 활용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 관리하고자 하는 식물의 종류와 특성에 부합하도록 토양 모니터링 기구의 전체 길이를 조절하여 토양에 완전히 삽입되도록 설치함으로써, 토양 표면을 이동하는 물체에 영향을 받지 않도록 하는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 식물 생육 관리를 위한 토양 모니터링 기구의 사시도,
도 3은 도 1의 단면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 식물 생육 관리를 위한 토양 모니터링 기구를 토양에 설치한 상태를 도시한 개념도이다.
도 3은 도 1의 단면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 식물 생육 관리를 위한 토양 모니터링 기구를 토양에 설치한 상태를 도시한 개념도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 식물 생육 관리를 위한 토양 모니터링 기구의 사시도이고, 도 3은 도 1의 단면도이다. 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 식물 생육 관리를 위한 토양 모니터링 기구를 토양에 설치한 상태를 도시한 개념도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 식물 생육 관리를 위한 토양 모니터링 기구(100)는, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 센서부(10), 센서처리 모듈(20), 데이터 처리 모듈(30), 배터리(40), 및 다기능 공간(50)을 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 식물 생육 관리를 위한 토양 모니터링 기구는 다양한 식물의 생육에 적용될 수 있으며, 이하에서는 편의상 식물 중 천연잔디를 예로 들어 설명하기로 한다. 여기서, 본 발명이 적용될 수 있는 식물의 종류를 한정하는 것은 아니다.
잔디는 종류에 따라 기후 환경변화에 민감하게 반응하는 정도와 생육특성에 차이가 있다. 예컨대 한국잔디는 여름철 장마기의 생육이 왕성하나, 동절기에는 생존을 위해 휴면에 들어간다. 반면, 한지형 잔디는 고온다습한 여름철에 생육이 쇠퇴하고 봄과 가을에 왕성한 생육을 보이는 특성을 갖는다.
한지형 잔디의 지상부 생육적온은 대략 15~25도씨이고, 생육적온인 토양 온도는 대략 10~18도씨이다. 열에 의한 한지형 잔디의 고사온도는 대략 55도씨이고, 대략 32도씨 이상에서 지상의 생장이 정지되며, 토양온도가 25도씨 이상이 되면 뿌리의 생장이 멈춘다. 반면, 한지형 잔디의 저온에 대한 반응은 대기온도 5도씨 이하가 되면 지상부의 생육이 정지되고, 토양온도 0도씨에서 뿌리의 생육이 정지된다.
이에 비해 한국형 잔디는 우리나라와 같이 극한과 극서의 기후가 교차하는 기후에 잘 적응하는 특성을 보인다.
이와 같이 천연잔디는 종류에 따라 다소 차이를 보이지만 공통적으로 온도라는 환경조건에 민감하게 영향을 받으며, 정상적인 잔디의 생육을 위해서는 대기온도(지상온도)와 토양온도를 지속적으로 모니터링하여 생육적온을 유지할 수 있도록 관리할 필요가 있다.
대기온도 또는 지상온도는 일반적인 온도계를 이용하여 용이하게 측정할 수 있으나, 토양 내부의 온도는 일반 온도계를 적용하기가 적합하지 않을 뿐더러 장소별로 차이를 보이기 때문에 본 발명에 따른 식물 생육 관리를 위한 토양 모니터링 기구가 필요하다. 본 발명에 따른 식물 생육 관리를 위한 토양 모니터링 기구의 센서부(10)에는 토양 내부의 특정 깊이에 삽입되어 토양의 온도를 측정하는 온도 센서가 내장되어 있다.
습도는 강우 및 온도의 영향을 받으며 잔디의 병 발생가능성을 예측하는 데 중요한 자료가 된다. 여름철이 건조한 유럽지역에서는 증발산량이 많아지고 관수 요구량이 증가하지만, 잔디 병의 발생정도는 일반적으로 낮아진다.
반면, 우리나라나 일본과 같이 여름철이 다습한 지역에서는 증발산량과 관수 요구량이 적어지나 병 발생 가능성이 높아지는 특성을 보인다.
특히, 한지형 잔디는 평균 오후 상대습도가 70% 이상으로 과습하고 평균온도가 24도씨 이상이며 평균 최저온도가 20도씨 이상으로 야간 열대야 현상이 지속되면 하고현상(잎의 황변현상) 스트레스가 발생하게 된다.
이와 같이 천연잔디는 종류에 따라 다소 차이를 보이지만 공통적으로 습도라는 환경조건에 민감하게 영향을 받으며, 정상적인 잔디의 생육을 위해서는 온도뿐만 아니라 토양의 습도를 지속적으로 모니터링하여 생육적습을 유지할 수 있도록 관리할 필요가 있다.
대기중의 습도는 일반적인 습도계를 이용하여 용이하게 측정할 수 있으나, 토양 내부의 습도는 일반 습도계를 적용하기에 부적합할 뿐더러 장소별로 차이를 보이기 때문에 본 발명에 따른 식물 생육 관리를 위한 토양 모니터링 기구가 필요하다. 본 발명에 따른 식물 생육 관리를 위한 토양 모니터링 기구의 센서부(10)에는 토양 내부의 특정 깊이에 삽입되어 토양의 습도를 측정하는 습도 센서가 내장되어 있다.
한편, 토양 중의 산소량과 필수 3대 요소인 질소(N), 인(P), 칼륨(K, 가리)의 양을 지속적으로 모니터링하는 것은 잔디를 포함한 모든 식물의 정상적인 생육을 위해 필수적이다.
질소가 결핍될 경우 잎의 성장을 저해하여 황변현상이 발생할 수 있고, 인이 결핍될 경우 번식이 저해되고 뿌리가 약해지며 잎이 적어지며, 칼륨이 결핍될 경우 병충해에 쉽게 노출되고 개화가 억제된다.
토양 중의 필수 성분을 모니터링하기 위해서는 토양을 샘플링하여 밀봉한 후 실험실에서 성분분석을 수행하여야 한다. 이러한 과정은 식물 생육 관리에서 매우 번거로운 일이며, 관련 장비가 구비되어 있지 않을 경우 성분 분석이 불가능할 수 있다.
본 발명에 따른 식물 생육 관리를 위한 토양 모니터링 기구의 센서부(10)에는 토양 내부의 특정 깊이에 삽입되어 토양 중의 필수성분(산소, 질소, 인, 칼륨 등)의 양을 측정할 수 있는 센서가 내장되어 있다.
센서부(10)는 식물 생육 관리를 위한 토양 모니터링 기구의 일측 단부에 구비되어 특정 깊이에 존재하는 토양의 온도, 습도, 영양분을 감지한다. 일례로 잔디의 경우 센서부(10)는 토양 표면으로부터 대략 10~12cm의 위치에 삽입되도록 토양 모니터링 기구의 전체 길이를 조절할 수 있다. 여기서, 센서부가 위치하는 토양의 깊이를 특정 수치로 한정하는 것은 아니다.
센서부(10)는 센서처리 모듈(20) 방향으로 갈수록 점점 직경이 커지는 형상을 취한다. 센서부(10)가 이러한 형상으로 형성되면 토양에 삽입하기에 편리하다.
센서부(10)는 내부에 온도센서, 습도센서, 산소센서, 질소센서, 인 센서, 칼륨센서를 포함한다.
센서처리 모듈(20)은 센서부(10)에 전기적 및 물리적으로 결합되어 센서부(10)에서 생성한 신호를 처리하여 데이터를 생성한다.
도 3과 같이 센서부(10)는 센서처리 모듈(20)로부터 착탈 가능하도록 형성된다. 센서부(10)에 내장된 센서의 작동에 문제가 발생하면 센서부(10)를 센서처리 모듈(20)로부터 분리하여 센서를 교체한 후 다시 센서처리 모듈(20)에 결합할 수 있다.
센서부(10)와 센서처리 모듈(20)의 결합은 일례로 나사 방식으로 구현될 수 있으며, 여기서 센서부(10)와 센서처리 모듈(20)의 결합방식을 한정하는 것은 아니다.
데이터 처리 모듈(30)은 센서처리 모듈(20)에 전기적 및 물리적으로 결합된다. 데이터 처리 모듈(30)은 센서처리 모듈(20)로부터 받은 데이터를 전송 가능한 데이터로 처리하는 데이터 처리부와, 데이터 처리부에서 처리된 데이터를 유무선 통신을 이용하여 송신하는 통신부를 구비한다.
배터리(40)는 데이터 처리 모듈(30)의 단부에 결합되어, 센서부(10)와 센서처리 모듈(20) 및 데이터 처리 모듈(30)에 전원을 공급한다.
배터리(40)는 일반적인 건전지가 사용될 수 있으며, 충전 가능한 2차전지가 사용될 수도 있다. 배터리(40)는 수분에 취약하므로 배터리 케이스가 밀폐되는 것이 바람직하다. 이를 위해 배터리(40)와 다기능 공간(50) 사이에는 배터리(40)의 밀폐를 위한 고무패킹(56)이 개재될 수 있다.
배터리(40)의 케이스에 대하여 다기능 공간(50)은 착탈 가능하도록 결합되므로, 배터리(40)를 케이스에 삽입한 후 다기능 공간(50)을 결합하면 고무패킹(56)에 의해 배터리(40)가 밀폐된다. 또한, 배터리(40)의 신속하고 용이한 교체가 가능하다.
다기능 공간(50)은 배터리(40)의 케이스에 착탈 가능하도록 결합된다. 이를 위해 배터리 케이스의 단부(도 3에서 좌측 단부)에는 다기능 공간(50)과의 결합을위한 제1 결합부(42)가 구비되고, 다기능 공간(50)의 단부(도 3에서 우측 단부)에는 배터리 케이스와의 결합을 위한 제2 결합부(52)가 구비된다. 한편, 다기능 공간(50)의 일측 단부(도 3에서 우측 단부)에는 고무패킹(56)이 위치하고, 타측 단부(도 3에서 좌측 단부)에는 커버(54)가 착탈 가능하도록 결합된다.
다기능 공간(50)의 내부에는 다양한 부품들이 삽입될 수 있다. 일례로 다기능 공간(50)에는 데이터 처리 모듈(40) 중 통신부의 무선통신을 위한 RF 안테나 또는 유선통신을 위한 케이블 커넥터가 삽입될 수 있다. 여기서 다기능 공간(50)의 내부에 삽입되는 부품의 종류를 한정하는 것은 아니다.
한편, 다기능 공간(50)의 단부(도 4에서 상단)는 토양(S)의 표면과 같거나 토양(S)의 표면보다 하부에 위치하도록 삽입된다. 즉, 본 발명에 따른 식물 생육 관리를 위한 토양 모니터링 기구는 토양에 완전히 삽입되어 토양 표면(식물 또는 잔디(P))을 이동하는 물체에 의해 영향을 받지 않도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 식물 생육 관리를 위한 토양 모니터링 기구는 토양에 일정 간격으로 복수개 배치된다. 토양 모니터링 기구의 센서는 별도로 동작하며, 각 토양 모니터링 기구의 데이터를 취합하여 전체를 관리하는 데이터로 활용할 수도 있다.
이와 같이 함으로써, 본 발명은 모니터링이 필요한 토양에 삽입하는 것만으로 식물 생육 관리에 필요한 토양의 온도, 습도, 영양소 등의 데이터를 간편하게 획득할 수 있으며, 이를 이용하여 체계적인 식물 생육 관리가 가능해진다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 - 센서부 20 - 센서처리 모듈
30 - 데이터 처리 모듈 40 - 배터리
50 - 다기능 공간
30 - 데이터 처리 모듈 40 - 배터리
50 - 다기능 공간
Claims (2)
- 식물이 심어져 있는 토양에 삽입되어 식물 생육 관리를 위한 토양 모니터링을 수행하는 기구로서, 일측 단부에 구비되어 특정 깊이에 존재하는 토양의 온도, 습도, 영양분을 감지하는 센서부; 센서부에 전기적 및 물리적으로 결합되어 센서부에서 생성한 신호를 처리하여 데이터를 생성하는 센서처리 모듈; 센서처리 모듈에 전기적 및 물리적으로 결합되어 센서처리 모듈로부터 받은데이터를 전송가능한 데이터로 처리하는 데이터 처리부와, 데이터 처리부에서 처리된 데이터를 유무선 통신을 이용하여 송신하는 통신부를 구비하는 데이터 처리 모듈; 센서부와 센서처리 모듈 및 데이터 처리 모듈에 전원을 공급하고, 데이터 처리 모듈의 단부에 결합되는 배터리; 및 배터리의 케이스에 착탈 가능하도록 결합되고, 배터리와의 사이에 배터리의 밀폐를 위한 고무패킹이 개재되며, 내부에는 통신부의 무선통신을 위한 RF 안테나 또는 유선통신을 위한 케이블 커넥터가 삽입되는 다기능 공간을 더 포함하되,
센서부는 센서처리 모듈 방향으로 갈수록 점점 직경이 커지는 형상을 취하고, 온도센서, 습도센서, 산소센서, 질소(N)센서, 인(P) 센서 및 칼륨(K) 센서를 포함하며, 다기능 공간의 단부는 토양의 표면과 같거나 토양의 표면보다 하부에 위치하도록 삽입되어 토양 표면을 이동하는 물체에 의해 영향을 받지 않도록 하는 식물 생육 관리를 위한 토양 모니터링 기구.
- 삭제
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