KR101402778B1 - Method of location-based management sunlight for plant cultivation and apparatus thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 재배식물의 광 특성정보에 맞추어 현재 위치의 일출/일몰 시각정보, 일사량 및 광 조사시간에 따라 보광등의 사용 여부를 제어하는 위치 기반의 식물재배를 위한 일광관리방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for daylight management for location-based plant cultivation that controls the use of supplementary light according to the sunrise / sunset time information, the solar radiation amount, and the irradiation time of the present location in accordance with the optical property information of cultivated plants will be.
일반적으로 자연상태 식물 생육환경을 하우스 등의 재배시설 내에서 인위적으로 조성하여 계절과 외부환경 변화에 상관없이 연중 식물재배를 하기 위해서는 무엇보다 일사 환경조성이 중요하다. 식물의 생장에 직접적인 생장요소인 광합성을 유도하기 때문이다.Generally, it is important to artificially cultivate the natural plant growth environment in the cultivation facilities such as the house and to establish the solar environment in order to cultivate the plant all year regardless of seasonal and external environment changes. This is because it induces photosynthesis, which is a direct growth factor for plant growth.
열대 및 아열대 식물(빛이 조사되는 시간인 일장시간이 13시간 30분에서 14시간으로 알려져 있음)을 우리나라 환경에서 사계절 재배하기 위해, 특히 일장시간이 짧은 겨울철(11월 내지 2월의 평균 일장시간 10시간)에 재배하기 위해서는 극복해야 할 환경적 요소가 많은 것은 사실이다.In order to cultivate tropical and subtropical plants (long hours of light hours are known as 13 hours and 30 minutes to 14 hours) in the environment of our country, especially in the short winter season (long days between November and February) 10 hours), there are many environmental factors to overcome.
그 중 일장시간 부족은 식물의 생육에 필수요소인 광합성의 부족을 초래하여 식물의 생육 저하를 일으킬 수 있으며, 이로 인해 재배기간 연장과 품질저하로 이어질 수 있다.One of them is a shortage of time, which causes lack of photosynthesis which is essential for the growth of the plants, which may lead to deterioration of the growth of the plants, which may lead to extension of the cultivation period and quality deterioration.
따라서 이러한 일사부족 문제점을 해결하기 위해 재배시설 내에 보광등을 설치하여 인공광원으로 광합성을 유도하는 방식이 시도되고 있다.Therefore, in order to solve the insufficient solar radiation problem, a method of inducing photosynthesis with an artificial light source by installing a light source in a cultivation facility has been attempted.
하지만, 이와 같은 종래의 보광등 제어방식은 타이머를 이용한 단순한 보광등의 온/오프 조작으로서 사용자의 수동조작에 의해 이루어졌기 때문에 일장시간이 적절한지 부족한지의 여부를 확인할 수 없어 사용자 임의로 보광이 수행되는 문제점이 있었다.However, since the conventional light control system of this type is made by manual operation of the user as an on / off operation of a simple light control using a timer, it is impossible to confirm whether or not a long time is appropriate or not, There was a problem.
또한, 재배식물별 광 특성에 맞지 않게 보광시간이 부족하거나 과다한 경우 식물의 스트레스를 유발하여 재배중인 각 식물의 성장에 최적화된 환경을 조성할 수 없었으며, 보광등의 과다 사용시 전력비가 급증하는 문제점이 있었다.In addition, when insufficient or excessive amount of light-shielding time did not meet the optical characteristics of each cultivated plant, stress of the plant could be induced and the environment optimized for growth of each plant could not be created. .
즉 재배식물의 품질저하를 방지하고 에너지를 절감하기 위해서는 재배식물의 광 특성에 맞는 보광기법 선택이 무엇보다 중요한 실정이다.In order to prevent deterioration of the quality of cultivated plants and to save energy, it is important to choose a supplemental technique that is suitable for the optical characteristics of cultivated plants.
본 발명은, 하우스 등의 재배시설에서 재배중인 각 식물별 광 특성정보를 활용하여 현재 위치의 일출/일몰 시각정보, 현재의 일사량 및 광 조사시간에 따라 보광등의 사용 여부를 자동으로 제어하도록 하는 위치 기반의 식물재배를 위한 일광관리방법 및 그 장치를 제공한다.The present invention utilizes optical property information of each plant cultivated in a growing facility such as a house to automatically control whether or not to use supplementary light according to the sunrise / sunset time information of the current location, the present radiation dose, and the light irradiation time A daylight management method and apparatus for location based plant cultivation are provided.
본 발명은, 현재의 위도, 경도에 따른 정확한 일출/일몰 시각정보, 현재의 일사량 및 광 조사시간을 토대로 재배중인 식물의 광 특성정보에 맞추어 보광등의 점등이나 햇빛 차단을 관리하도록 하는 위치 기반의 식물재배를 위한 일광관리방법 및 그 장치를 제공한다.The present invention relates to a position-based method for managing lighting and light shielding according to the optical characteristic information of a plant being cultivated on the basis of accurate sunrise / sunset time information according to current latitude and longitude, current radiation amount, A daylight management method and apparatus for plant cultivation are provided.
본 발명의 일 실시예에 따른 위치 기반의 식물재배를 위한 일광관리방법은, (1) 재배시설에 설치된 제어기는, 기저장되어 있는 국가별 기준 원점에서의 날짜별 일출/일몰시각을 토대로 현재 위치와 기준 원점의 위도, 경도 편차에 따라 변경되는 일출/일몰시각을 추출하는 단계와, (2) 제어기는, 재배시설 내부에 구비되어 있는 센서의 측정값을 토대로 일사량 검출 및 광 조사시간 적산을 수행하는 단계와, (3) 제어기는, (1) 단계에서 추출한 현재 날짜의 일출/일몰시각에 의한 일장시간, (2) 단계에서 수행한 일사량 및 광 조사시간 적산값을 기저장되어 있는 현재 재배중인 식물의 광 특성정보와 비교하여, 현재 날짜의 일출/일몰시각, 일사량 및 광 조사시간 적산값이 현재 재배중인 식물의 광 특성정보에 의거한 생육 조건을 만족하는지의 여부를 확인하는 단계와, (4) 제어기는, (3) 단계의 확인결과를 토대로 일광관리를 위한 운전모드를 설정하는 단계, 그리고 (5) 제어기는, (4) 단계에서 설정된 운전모드에 따라 보광등의 점등 또는 광 차단을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.A daylight management method for location-based plant cultivation according to an embodiment of the present invention is as follows. (1) A controller installed in a cultivation facility calculates a daylight / sunset time based on date / And a sunrise / sunset time, which is changed according to latitude and longitude deviation of the reference origin, and (2) the controller performs a solar radiation detection and light irradiation time integration based on the measured values of the sensors provided in the cultivation facility And (3) the controller determines whether the current sunlight / sunset time integrated value stored in step (2) is stored for a long time by the sunrise / sunset time of the current date extracted in step (1) It is checked whether or not the sunrise / sunset time, the solar radiation amount, and the light irradiation time integrated value of the present date satisfy the growing condition based on the optical property information of the plant being cultivated by comparing with the optical property information of the plant (4) the controller sets an operation mode for daylight management on the basis of the result of the checking in step (3), and (5) Or performing light blocking.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 기반의 식물재배를 위한 일광관리장치는, 재배시설 내의 일사량을 측정하는 복수의 센서와, 현재 위치의 위도, 경도를 확인한 후 기저장되어 있는 국가별 기준 원점에서의 날짜별 일출/일몰시각을 토대로 현재 위치와 기준 원점의 위도, 경도 편차에 따라 변경되는 일출/일몰시각을 추출하고, 센서의 측정값을 토대로 일사량 검출 및 광 조사시간 적산을 수행하고, 현재 위치 및 날짜의 일출/일몰시각에 의한 일장시간, 일사량 및 광 조사시간 적산값을 기저장되어 있는 현재 재배중인 식물의 광 특성정보와 비교하고, 비교결과 현재 날짜의 일출/일몰시각, 일사량 및 광 조사시간 적산값이 현재 재배중인 식물의 광 특성정보에 의거한 생육 조건을 만족하는지의 여부를 확인하며, 확인결과를 토대로 일광관리를 위한 운전모드를 설정하여 보광등의 점등 또는 광 차단을 수행하는 제어기, 그리고 제어기로부터 입력되는 제어신호를 토대로 점등 또는 오프를 수행하는 보광등을 포함할 수 있다.In addition, a daylight management apparatus for location-based plant cultivation according to an embodiment of the present invention includes a plurality of sensors for measuring solar radiation amount in a cultivation facility, Based on the sunrise / sunset time of the origin at the origin, the sunrise / sunset time changed according to the latitude and the longitude deviation of the current location and the reference origin is extracted, and the solar radiation amount detection and light irradiation time integration are performed based on the measured value of the sensor, The sunrise / sunset time of the current location and date, the solar radiation amount and the irradiation time integrated value for a long time are compared with the optical property information of the currently cultivated plant, and the comparison result shows the sunrise / sunset time, It is confirmed whether or not the light irradiation time integrated value satisfies the growth condition based on the optical characteristic information of the plant being cultivated and based on the confirmation result, Setting the operation mode may include a controller that performs the lighting or light blocking such Bogwang, and Bogwang etc. that perform the lighting on or off based on a control signal inputted from the controller.
이상에서와 같이 본 발명의 위치 기반의 식물재배를 위한 일광관리방법 및 그 장치에 따르면, 장비가 위치한 지역의 위도, 경도에 따른 정확한 일출/일몰 시각정보, 일사량 및 광 조사시간을 토대로 하우스 등의 재배시설에서 재배중인 각 식물별 광 특성정보에 맞추어 LED 등으로 구성된 보광등의 점등이나 차단막을 이용한 햇빛 차단을 자동으로 제어하기 때문에 종래에서와 같이 관리자의 수동조작이 아닌, 자동으로 각 재배식물의 광 보상점, 광 포화점, 일장시간 등의 광 특성에 따른 맞춤형 보광제어를 수행할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the method and apparatus for daylight management for location-based plant cultivation of the present invention, it is possible to provide a daylight management method and apparatus for cultivating a plant based on the accurate sunrise / sunset time information, the solar radiation amount, In accordance with the information of the optical characteristics of each plant cultivated in the cultivation facility, it is possible to automatically control the blockage of the sunlight using the LED or the like or the blocking of the sunlight using the shielding film, It is possible to perform customized light control according to optical characteristics such as an optical compensation point, a light saturation point, and a long time.
또한, 장비가 구비된 각 지역별 위도, 경도의 정확한 위치에 따른 일출/일몰 시간정보를 토대로 한 일장시간의 확인, 센서를 통한 일사량 검출 및 광 조사시간의 실시간 적산을 통해 일장시간의 과다 또는 부족을 방지할 수 있기 때문에 장비의 위치에 따른 천문시 예약운전이 가능하며, 재배중인 각 식물의 성장에 최적화된 환경을 조성할 수 있는 효과가 있다.In addition, it is possible to check for a long time based on the sunrise / sunset time information according to the precise location of the latitude and longitude of each equipment equipped with the equipment, to detect the amount of solar radiation through the sensor, It is possible to make a reservation operation at astronomical times according to the position of the equipment, and it is possible to create an environment optimized for the growth of each plant being cultivated.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 기반의 식물재배를 위한 일광관리장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,
도 2는 도 1의 제어기의 구성을 상세하게 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 기반의 식물재배를 위한 일광관리장치의 사용상태를 설명하기 위한 도면,
도 4와 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 기반의 식물재배를 위한 일광관리방법의 동작과정을 상세하게 나타낸 순서도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing the construction of a daylight management apparatus for location-based plant cultivation according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a detailed view of the configuration of the controller of FIG. 1,
3 is a view for explaining a use state of a daylight management apparatus for location-based plant cultivation according to an embodiment of the present invention;
FIGS. 4 and 5 are flowcharts illustrating an operation of a daylight management method for location-based plant cultivation according to an exemplary embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 위치 기반의 식물재배를 위한 일광관리방법 및 그 장치를 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 기반의 식물재배를 위한 일광관리장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 제어기의 구성을 상세하게 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 기반의 식물재배를 위한 일광관리장치의 사용상태를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a view schematically showing a structure of a daylight management apparatus for location-based plant cultivation according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a detailed view of the structure of the controller of FIG. 1, 1 is a view for explaining a state of use of a daylight management apparatus for location-based plant cultivation according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이 본 발명의 장치는, 복수의 센서(100), 제어기(200), 보광등(300), 차단막(400) 등으로 구성된다.As shown in the figure, the apparatus of the present invention includes a plurality of
복수의 센서(100)는 재배시설 내에 구비되며, 재배중인 식물에 조사되는 일사량을 측정하여 제어기(200)로 출력한다.The plurality of
제어기(200)는 하우스 등의 재배시설에 설치되며, PLC(Programmable Logic Controller) 기능을 수행한다. 그리고 국가별 기준 원점에서의 날짜별 일출/일몰시각 정보(예를 들어, 대한민국의 위도, 경도의 기준 원점은 수원 국립지리원으로서, 북위 37°16'31.9034", 동경 127°03'05.1415"이다), 재배식물별 광 특성정보(예를 들어, 광 보상점, 광 포화점, 일장시간 등의 생육 정보), 재배식물별 광 특성정보에 의거한 생육 조건에 따른 각 운전모드 정보(예를 들어, 전조법, 광 보상법, 광 중단법, 간헐법 등) 등이 사전에 저장되어 있다. 해당 정보들은 관리를 수행하는 사용자에 의해 수동으로 업데이트될 수 있으며, 인터넷 등의 네트워크를 통해 업데이트될 수도 있다.The
또한, 제어기(200)는 현재 설치되어 있는 지역의 위도, 경도를 확인한 후, 기저장되어 있는 국가별 기준 원점에서의 날짜별 일출/일몰시각을 토대로 현재 위치와 기준 원점의 위도, 경도 편차에 따라 변경되는 일출/일몰시각을 보정하여 산출한다. 그리고 센서(100)에서 측정한 데이터를 토대로 일사량 검출 및 광 조사시간 적산을 수행하고, 현재 위치 및 날짜의 일출/일몰시각에 의한 일장시간, 일사량 및 광 조사시간 적산값을 기저장되어 있는 현재 재배중인 식물의 광 특성정보와 비교하여, 비교결과 현재 날짜의 일출/일몰시각, 일사량 및 광 조사시간 적산값이 현재 재배중인 식물의 광 특성정보에 의거한 생육 조건을 만족하는지의 여부를 확인한다. 그리고 비교결과를 토대로 일광관리를 위한 여러 운전모드 중 어느 하나의 운전모드를 설정하고, 설정된 운전모드에 따라 보광등(300)의 점등 또는 광 차단을 수행한다.In addition, the
이때 상술한 운전모드 중 전조법은 일출 이후 일사량 부족시 낮시간에 보광등을 점등시키는 운전모드로서, 제어기(200)에서 검출된 단위시간당 일사량이 기저장되어 있는 재배중인 식물의 광 특성정보에 의거한 광 보상점 미만인 경우 일사부족으로 판단하여 보광등(300)을 점등시키고, 보광등(300)의 점등 이후 단위시간당 일사량이 기설정된 광 보상점을 초과함과 동시에 기설정된 시간을 초과하면 보광등(300)의 점등을 중단시키며, 일몰 이후 현재 날짜의 일장시간이 기저장되어 있는 재배중인 식물의 광 특성정보에 의거한 일장시간보다 부족한 경우 해당 시간동안 보광등(300)을 점등시킨다. 전조법은 과채류, 엽채류 화훼 등 재배식물 전체에 적용할 수 있다.At this time, the preconditioning method among the above-described operation modes is an operation mode in which light is turned on during the daytime when the amount of insolation is insufficient after sunrise. Based on the optical property information of the plant being cultivated in which the insolation amount per unit time detected by the
그리고 운전모드 중 광 보상법은 일몰 이후 일장시간 부족시 보광등(300)을 점등시키는 운전모드로서, 제어기(200)에서 확인한 현재 날짜의 일출/일몰시간에 의한 일장시간이 기저장되어 있는 재배중인 식물의 광 특성정보에 의거한 일장시간보다 부족한 경우 해당 시간동안 보광등(300)을 점등시킨다. 광 보상법은 과채류, 엽채류 화훼 등 재배식물 전체에 적용할 수 있다.In the operation mode, the light compensation method is an operation mode in which the light-emitting
그리고 운전모드 중 광 중단법은 일몰 이후 부족한 일장시간에 상관없이 기설정된 일정시간만 보광등(300)을 점등시키는 운전모드로서, 일몰시간 이후 기설정 시간까지 보광등(300)을 점등시킨다. 광 중단법은 과채류, 화훼(특히, 국화, 장미 등의 절화류) 등에 적용할 수 있다.In the operation mode, the light interruption method is an operation mode in which the light-
그리고 운전모드 중 간헐법은 심야시간대 일정시간을 주기로 수 분 내지 수십 분간 보광등(300)의 점등을 반복하는 운전모드로서, 절화류의 개화촉진에 사용되는 방법이다.In the operation mode, the intermittent method is a driving mode in which the lighting of the
보광등(300)은 통상적으로 LED(Light Emitting Diode)로 구성하는 것이 바람직하고, 그 이외에 백열등, 할로겐등, 나트륨등과 같은 현재 시판중인 모든 제품을 적용할 수 있으며, 제어기(200)로부터 입력되는 제어신호를 토대로 점등 또는 오프를 수행한다.It is preferable that the light-collecting
차단막(400)은 재배시설 내의 상부 및 측면에 구비되어, 제어기(200)로부터 입력되는 제어신호에 의해 동작되어 광 차단을 수행한다.The
이때 재배시설에 차단막(400)이 적용된 경우, 제어기(200)는 일출 이후 일사량 및 광 조사시간이 기저장되어 있는 재배중인 식물의 광 특성정보에 의거한 일사량 및 광 조사시간 초과시 차단막(400)을 구동시켜 광 조사를 차단하는 운전모드를 추가하여 적용할 수도 있다.At this time, when the
또한, 재배시설을 재배중인 식물별로 구획을 나누어 지정할 수도 있으며, 이 경우 제어기(200)는 각 구획별로 재배중인 식물에 따라 운전모드를 각기 적용할 수도 있다.In addition, the cultivation facility may be divided into plants for each of the cultivated plants. In this case, the
도 2는 도 1의 제어기(200)의 구성을 보다 상세하게 나타낸 도면으로서, 위치확인부(210), 저장부(220), 조작/표시부(230), 통신부(240), 제어부(250) 등으로 구성된다.2 is a block diagram showing the configuration of the
위치확인부(210)는 GPS(Global Positioning System)를 통해 제어기(200)가 현재 위치하고 있는 지역의 위도, 경도를 확인한다.The
저장부(220)는 국가별 기준 원점에서의 날짜별 일출/일몰시각 정보, 재배식물별 광 특성정보, 재배식물별 광 특성정보에 의거한 생육 조건에 따른 각 운전모드 정보를 저장하고 있다.The
조작/표시부(230)는 통상적인 터치패널 등으로 구성되며, 일광관리를 위한 조작신호를 입력받고, 제어기(200)의 현재 동작상태(예를 들어, 동작중인 운전모드, 오늘의 일출/일몰시각, 일사량, 정상동작 여부 등)를 표시한다.The operation /
통신부(240)는 복수의 센서(100)와 전기적으로 접속되어 일사량에 관한 측정값을 전송받으며, 보광등(300)으로 점등에 관련된 제어신호를 전송한다.The
제어부(250)는 위치확인부(210)에서의 현재 위치 확인을 제어하고, 위치확인부(210)에서 확인된 위도, 경도와 저장부(220)에 저장된 기준 원점의 위도, 경도 편차에 따라 변경되는 일출/일몰시각 추출을 수행하며, 통신부(240)를 통해 센서(100)로부터 입력되는 측정값을 토대로 일사량의 검출 및 광 조사시간의 실시간 적산을 수행한다. 그리고 현재 위치에 따른 일장시간, 현재의 일사량 및 광 조사시간 적산값을 저장부(220)에 저장된 현재 재배중인 식물의 광 특성정보와 비교하여, 생육 조건을 만족하는지의 여부를 확인하며, 확인결과를 토대로 일광관리를 위한 운전모드의 설정 및 설정된 운전모드에 따른 보광등의 점등 또는 광 차단을 제어한다.The
다음에는, 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 위치 기반의 식물재배를 위한 일광관리방법의 일 실시예를 도 4와 도 5를 참조하여 상세하게 설명한다.Next, an embodiment of a daylight management method for location-based plant cultivation according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5. FIG.
도 4와 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 기반의 식물재배를 위한 일광관리방법의 동작과정을 상세하게 나타낸 순서도이다.FIGS. 4 and 5 are flowcharts illustrating an operation of a daylight management method for location-based plant cultivation according to an exemplary embodiment of the present invention.
우선, 재배시설에 설치된 제어기(200)는 기저장되어 있는 국가별 기준 원점에서의 날짜별 일출/일몰시각을 토대로 현재 위치와 기준 원점의 위도, 경도 편차에 따라 변경되는 일출/일몰시각을 추출한다(S100).First, the
상술한 S100 단계를 도 5를 참조하여 상세하게 설명하면, 제어기(200)는 기저장되어 있는 국가별 기준 원점의 위도, 경도와, 날짜별 일출/일몰시각을 확인하고(S110), 내부에 구비된 RTC(Real Time Clock)을 통해 현재 날짜를 확인하고, GPS를 통해 현재 위치의 위도, 경도를 확인한다(S120).5, the
제어기(200)는 S120 단계에서 확인한 현재 위치의 위도, 경도와 S110 단계에서 확인한 국가별 기준 원점의 위도, 경도와의 편차를 확인하고(S130), S110 단계에서 확인한 국가별 기준 원점의 날짜별 일출/일몰시각을 참조하여, S130 단계에서 확인한 기준 원점과의 위도, 경도 편차에 따라 현재 위치에서의 해당 날짜의 일출/일몰시각으로 보정, 추출한다(S140).The
S100 단계를 통해 현재의 위도, 경도에서의 일출/일몰시각을 보정, 추출한 이후, 제어기(200)는 재배시설 내부에 구비되어 있는 센서(100)의 측정값을 토대로 일사량 검출 및 광 조사시간 적산을 수행한다(S200).After correcting and extracting the sunrise / sunset time in the current latitude and longitude through step S100, the
그리고 제어기(200)는 S100 단계에서 추출한 현재 날짜의 일출/일몰시각에 의한 일장시간, S200 단계에서 수행한 일사량 및 광 조사시간 적산값을 기저장되어 있는 현재 재배중인 식물의 광 특성정보와 비교하여, 현재 날짜의 일출/일몰시각, 일사량 및 광 조사시간 적산값이 현재 재배중인 식물의 광 특성정보에 의거한 생육 조건을 만족하는지의 여부를 확인한다(S300). 즉 센서(100)로 측정한 현재 적산중인 일사량 및 광 조사시간이 광 보상점, 광 포화점, 일장시간을 포함한 해당 식물의 생육 조건과 비교할 때 적합한지의 여부를 확인하는 것이다.The
이후, 제어기(200)는 S300 단계의 비교결과를 토대로 일광관리를 위한 운전모드를 설정한다(S400). 즉 전조법, 광 보상법, 광 중단법, 간헐법 중 어느 하나의 운전모드를 설정하는 것이다.Thereafter, the
이때 전조법은 일출 이후 일사량 부족시 낮시간에 보광등을 점등시키는 운전모드이고, 광 보상법은 일몰 이후 일장시간 부족시 보광등을 점등시키는 운전모드이고, 광 중단법은 일몰 이후 부족한 일장시간에 상관없이 기설정된 일정시간만 보광등을 점등시키는 운전모드이며, 간헐법은 심야시간대 일정시간을 주기로 수 분 내지 수십 분간 보광등의 점등을 반복하는 운전모드이다.In this case, the rolling method is a driving mode in which the light is turned on during the daytime when the solar radiation is insufficient after the sunrise, and the light compensation method is a driving mode in which the light is turned on during a long time short after the sunset. The intermittent operation mode is an operation mode in which the lighting of the auxiliary lamp is repeated for several minutes to several tens of minutes at regular intervals of the night time period.
S400 단계를 통해 운전모드를 설정한 이후, 제어기(200)는 해당 운전모드에 따라 보광등(300)의 점등 또는 광 차단을 수행한다(S500).After setting the operation mode through step S400, the
이에 따라 본 발명은 장비가 설치된 위치에 따라 일출/일몰시간의 자동연산을 통해 일일 예상 일장시간을 산출할 수 있고, 현재의 일장 진행시간의 누적, 적산을 토대로 보광시간을 자동으로 설정하여, 일몰 후 부족한 일장시간만큼 보광하거나, 또는 일출 후 광 부족시 주간 조명으로 광합성을 촉진하거나, 또는 주간 일사환경을 추적하여 주간 및 야간 보광시간을 최적화할 수 있고, 조명시 발생하는 열원에 의한 실내온도가 제한온도에 도달할 때 보광등을 오프시키며, 일일 광합성량의 예측으로 야간의 난방온도를 자동으로 설정할 수 있다.Accordingly, according to the present invention, it is possible to calculate a long day of a day by automatically calculating the sunrise / sunset time according to the installed position of the equipment, and automatically set the light-emitting time based on the accumulation and integration of the current daytime progress time, The daytime and nighttime lighting time can be optimized by promoting photosynthesis by daytime lighting or by tracking the daytime radiation environment when the light is insufficient after sunrise. When the limit temperature is reached, the supplementary light is turned off, and the heating temperature at night can be automatically set by prediction of the daily photosynthesis amount.
또한, 본 발명은 보광등의 과다 사용으로 인한 전력비 증가를 방지하고, 보광등의 순차 점등방식을 적용하는 경우 전력소비 피크치 분산으로 전력소비 최대치를 감소시킬 수 있으며, 보광등 동작의 완전 자동화로 편리한 관리를 수행할 수 있다. 그리고 재배식물별, 생장환경별 보광환경을 최적으로 조성할 수 있기 때문에 생산물의 품질향상은 물론 재배기간을 단축할 수 있으며, 재배식물의 생장주기 조절에 의한 개화시기 조절이 가능하고 이에 따라 재배식물의 출하시기의 조절이 가능하여 재배자의 소득증대를 유도할 수 있는 이점이 있다.In addition, the present invention can prevent the increase of the power ratio due to overuse of the supplementary light, etc., and can reduce the maximum power consumption by dispersion of the power consumption peak value when the sequential lighting method such as complementary light is applied. Management can be performed. In addition, it is possible to optimize the supplementary environment for each cultivated plant and growth environment, thereby improving the quality of the product and shortening the cultivation period. Also, it is possible to control the flowering time by controlling the growth cycle of cultivated plants, And the income of the grower can be increased.
여기에서, 상술한 본 발명에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made to the invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.
100 : 센서 200 : 제어기
210 : 위치확인부 220 : 저장부
230 : 조작/표시부 240 : 통신부
250 : 제어부 300 : 보광등
400 : 차단막100: sensor 200: controller
210: position confirmation unit 220:
230: operation / display section 240:
250: control unit 300:
400:
Claims (14)
(2) 상기 제어기는, 재배시설 내부에 구비되어 있는 센서의 측정값을 토대로 일사량 검출 및 광 조사시간 적산을 수행하는 단계,
(3) 상기 제어기는, 상기 (1) 단계에서 추출한 현재 날짜의 일출/일몰시각에 의한 일장시간, 상기 (2) 단계에서 수행한 일사량 및 광 조사시간 적산값을 기저장되어 있는 현재 재배중인 식물의 광 특성정보와 비교하여, 현재 날짜의 일출/일몰시각, 일사량 및 광 조사시간 적산값이 현재 재배중인 식물의 광 특성정보에 의거한 생육 조건을 만족하는지의 여부를 확인하는 단계,
(4) 상기 제어기는, 상기 (3) 단계의 확인결과를 토대로 일광관리를 위한 운전모드를 설정하는 단계, 그리고
(5) 상기 제어기는, 상기 (4) 단계에서 설정된 운전모드에 따라 보광등의 점등 또는 광 차단을 수행하는 단계
를 포함하는 위치 기반의 식물재배를 위한 일광관리방법.(1) The controller installed in the cultivation facility extracts the sunrise / sunset time, which is changed according to the latitude and longitude deviation of the current location and the reference origin, based on the sunrise / ,
(2) The controller performs the steps of detecting the irradiation dose and integrating the irradiation time based on the measured value of the sensor provided in the cultivation facility,
(3) The controller is configured to calculate the solar radiation amount and the light irradiation time integrated value in the step (2) for a long time by the sunrise / sunset time of the current date extracted in the step (1) Comparing the sunrise / sunset time, the solar radiation amount, and the light irradiation time integrated value of the present date with the optical property information of the present date, confirming whether or not the growth condition based on the optical property information of the currently cultivated plant is satisfied,
(4) the controller sets an operation mode for daylight management based on the result of the checking in the step (3), and
(5) The controller performs a step of performing light-blocking or light-blocking in accordance with the operation mode set in the step (4)
A method for daylight management for location based plant cultivation.
상기 (1) 단계는,
(1-1) 상기 제어기는, 기저장되어 있는 국가별 기준 원점의 위도, 경도와, 날짜별 일출/일몰시각을 확인하는 단계,
(1-2) 상기 제어기는, 내부에 구비된 RTC(Real Time Clock)을 통해 현재 날짜를 확인하고, GPS(Global Positioning System)를 통해 현재 위치의 위도, 경도를 확인하는 단계,
(1-3) 상기 제어기는, 상기 (1-2) 단계에서 확인한 현재 위치의 위도, 경도와 상기 (1-1) 단계에서 확인한 국가별 기준 원점의 위도, 경도와의 편차를 확인하는 단계, 그리고
(1-4) 상기 제어기는, 상기 (1-1) 단계에서 확인한 국가별 기준 원점의 날짜별 일출/일몰시각을 참조하여, 상기 (1-3) 단계에서 확인한 기준 원점과의 위도, 경도 편차에 따라 현재 위치에서의 해당 날짜의 일출/일몰시각으로 보정, 추출하는 단계
를 포함하는 위치 기반의 식물재배를 위한 일광관리방법.The method according to claim 1,
The step (1)
(1-1) The controller checks the latitude, longitude, and sunrise / sunset time for each reference date stored in the country,
(1-2) The controller confirms the current date through an RTC (Real Time Clock) provided therein and confirms the latitude and longitude of the current position through a GPS (Global Positioning System)
(1-3) The controller confirms the deviation between the latitude and longitude of the current location determined in the step (1-2) and the latitude and longitude of the reference origin according to the country identified in the step (1-1) And
(1-4) The controller refers to the sunrise / sunset time of each reference origin point in each country determined in the step (1-1), and calculates the latitude and longitude deviation from the reference origin determined in the step (1-3) , And correcting and extracting at the sunrise / sunset time of the corresponding date at the current position
A method for daylight management for location based plant cultivation.
상기 재배중인 식물의 광 특성정보는,
광 보상점, 광 포화점, 일장시간을 포함하는 위치 기반의 식물재배를 위한 일광관리방법.The method according to claim 1,
The optical characteristic information of the plant being cultivated is,
A method for daylight management for location based plant cultivation including light compensation points, light saturation points, and long days.
상기 운전모드는,
전조법, 광 보상법, 광 중단법, 간헐법 중 하나인 위치 기반의 식물재배를 위한 일광관리방법.The method according to claim 1,
In the operation mode,
Method for daylight management for location based plant cultivation, which is one of the precursor method, optical compensation method, light interruption method, and intermittent method.
상기 전조법은,
일출 이후 일사량 부족시 낮시간에 보광등을 점등시키는 운전모드로서, 상기 제어기에서 검출된 단위시간당 일사량이 기저장되어 있는 재배중인 식물의 광 특성정보에 의거한 광 보상점 미만인 경우 일사부족으로 판단하여 보광등을 점등시키고, 보광등 점등 이후 단위시간당 일사량이 기설정된 광 보상점을 초과함과 동시에 기설정된 시간을 초과하면 보광등 점등을 중단시키며, 일몰 이후 현재 날짜의 일장시간이 기저장되어 있는 재배중인 식물의 광 특성정보에 의거한 일장시간보다 부족한 경우 해당 시간동안 보광등을 점등시키는 위치 기반의 식물재배를 위한 일광관리방법.5. The method of claim 4,
In the above rolling method,
If the amount of insolation per unit time detected by the controller is less than the optical compensation point based on the optical characteristic information of the plant being cultivated, it is determined that there is insufficient solar radiation When the light amount exceeds the preset light compensation point and the light amount exceeds the preset time after the light of the supplementary light is turned on after the light of the supplementary light is turned on, the lighting of the supplementary light is stopped. A method for daylight management for location-based plant cultivation in which a light is illuminated during a period of time that is longer than a day based on information about the optical characteristics of the plant under consideration.
상기 광 보상법은,
일몰 이후 일장시간 부족시 보광등을 점등시키는 운전모드로서, 상기 제어기에서 확인한 현재 날짜의 일출/일몰시간에 의한 일장시간이 기저장되어 있는 재배중인 식물의 광 특성정보에 의거한 일장시간보다 부족한 경우 해당 시간동안 보광등을 점등시키는 위치 기반의 식물재배를 위한 일광관리방법.5. The method of claim 4,
In the optical compensation method,
The operation mode in which the light is turned on for a long time when the sunset is short after the sunset, and the operation time is longer than one day based on the optical property information of the plant being cultivated and stored for a long time by the sunrise / A method of daylight management for location based plant cultivation that illuminates the light for the period of time.
상기 광 중단법은,
일몰 이후 부족한 일장시간에 상관없이 기설정된 일정시간만 보광등을 점등시키는 운전모드로서, 일몰시간 이후 기설정 시간까지 보광등을 점등시키는 위치 기반의 식물재배를 위한 일광관리방법.5. The method of claim 4,
In the optical stop method,
A daylight management method for location-based plant cultivation in which the light is turned on until the predetermined time after the sunset time, as an operation mode in which the light is turned on for a predetermined period of time regardless of a long time.
상기 간헐법은,
심야시간대 일정시간을 주기로 수 분 내지 수십 분간 보광등의 점등을 반복하는 운전모드인 위치 기반의 식물재배를 위한 일광관리방법.5. The method of claim 4,
In the intermittent method,
A daylight management method for location-based plant cultivation, which is a driving mode in which lighting is repeated for several minutes to several tens of minutes at regular intervals of the nighttime time zone.
현재 위치의 위도, 경도를 확인한 후 기저장되어 있는 국가별 기준 원점에서의 날짜별 일출/일몰시각을 토대로 현재 위치와 기준 원점의 위도, 경도 편차에 따라 변경되는 일출/일몰시각을 추출하고, 상기 센서의 측정값을 토대로 일사량 검출 및 광 조사시간 적산을 수행하고, 현재 위치 및 날짜의 일출/일몰시각에 의한 일장시간, 일사량 및 광 조사시간 적산값을 기저장되어 있는 현재 재배중인 식물의 광 특성정보와 비교하고, 비교결과 현재 날짜의 일출/일몰시각, 일사량 및 광 조사시간 적산값이 현재 재배중인 식물의 광 특성정보에 의거한 생육 조건을 만족하는지의 여부를 확인하며, 확인결과를 토대로 일광관리를 위한 운전모드를 설정하여 보광등의 점등 또는 광 차단을 수행하는 제어기, 그리고
상기 제어기로부터 입력되는 제어신호를 토대로 점등 또는 오프를 수행하는 보광등
을 포함하는 위치 기반의 식물재배를 위한 일광관리장치.A plurality of sensors for measuring the amount of solar radiation in the cultivation facility,
A sunrise / sunset time which is changed according to the latitude and the longitude deviation of the current position and the reference origin is extracted based on the sunrise / sunset time of each date at the reference origin according to each country stored after checking the latitude and longitude of the current location, Based on the measured value of the sensor, the solar radiation detection and light irradiation time integration is performed, and the long time, sunlight amount and light irradiation time integrated value by the sunrise / sunset time of the current location and date are stored, And the results of the comparison are compared to confirm whether or not the sunrise / sunset time, the solar radiation amount, and the light irradiation time integrated value of the current date satisfy the growth condition based on the optical property information of the plant being cultivated, A controller for setting the operation mode for management to turn on the light of the auxiliary light or to block the light, and
A light-emitting element for turning on or off based on a control signal input from the controller
Based plant-grown daylight management system.
상기 제어기는,
GPS를 통해 현재 위치의 위도, 경도를 확인하는 위치확인부,
국가별 기준 원점에서의 날짜별 일출/일몰시각 정보, 재배식물별 광 특성정보, 재배식물별 광 특성정보에 의거한 생육 조건에 따른 각 운전모드 정보를 저장하고 있는 저장부,
일광관리를 위한 조작신호를 입력받고, 제어기의 현재 동작상태를 표시하는 조작/표시부,
상기 센서와 전기적으로 접속되어 일사량에 관한 측정값을 전송받으며, 상기 보광등으로 점등에 관련된 제어신호를 전송하는 통신부, 그리고
상기 위치확인부에서의 현재 위치 확인을 제어하고, 상기 위치확인부에서 확인된 위도, 경도와 상기 저장부에 저장된 기준 원점의 위도, 경도 편차에 따라 변경되는 일출/일몰시각 추출을 수행하고, 상기 통신부를 통해 상기 센서로부터 입력되는 측정값을 토대로 일사량의 검출 및 광 조사시간의 실시간 적산을 수행하고, 현재 위치에 따른 일장시간, 현재의 일사량 및 광 조사시간 적산값을 상기 저장부에 저장된 현재 재배중인 식물의 광 특성정보와 비교하여 생육 조건을 만족하는지의 여부를 확인하며, 확인결과를 토대로 일광관리를 위한 운전모드의 설정 및 설정된 운전모드에 따른 상기 보광등의 점등 또는 광 차단을 제어하는 제어부
를 포함하는 위치 기반의 식물재배를 위한 일광관리장치.10. The method of claim 9,
The controller comprising:
A location confirmation unit for confirming the latitude and longitude of the current location through GPS,
A storage unit for storing each operation mode information according to a growing condition based on sunrise / sunset time information on a reference origin by country, optical characteristic information on cultivated plants, and optical characteristic information on cultivated plants,
An operation / display section that receives an operation signal for daylight management and displays a current operation state of the controller,
A communication unit that is electrically connected to the sensor and receives a measurement value related to a solar radiation amount, and transmits a control signal related to lighting by the auxiliary light;
Wherein the control unit controls the current position determination in the position confirmation unit and performs a sunrise / sunset time change that is changed according to the latitude and the longitude of the reference origin stored in the storage unit, The present invention relates to a method and apparatus for detecting a solar radiation amount and real-time integration of a light irradiation time based on a measurement value input from the sensor through a communication unit and detecting a current solar radiation amount and a light irradiation time integrated value for a long time, And a control unit for controlling the operation mode for daylight management and the lighting or light interception of the complementary light according to the set operation mode on the basis of the confirmation result,
Based plant management system for plant growth.
상기 운전모드는,
전조법, 광 보상법, 광 중단법, 간헐법 중 하나인 위치 기반의 식물재배를 위한 일광관리장치.10. The method of claim 9,
In the operation mode,
Daylight management system for location based plant cultivation, which is one of the precursor method, light compensation method, light interruption method, and intermittent method.
상기 재배중인 식물의 광 특성정보는,
광 보상점, 광 포화점, 일장시간을 포함하는 위치 기반의 식물재배를 위한 일광관리장치.10. The method of claim 9,
The optical characteristic information of the plant being cultivated is,
A daylight management system for location based plant cultivation, including light compensation points, light saturation points, and long days.
상기 제어기는,
재배시설을 재배식물별로 하나 이상의 구획으로 나눈 경우, 각 구획별로 재배중인 식물에 따라 운전모드를 각기 적용할 수 있는 위치 기반의 식물재배를 위한 일광관리장치.10. The method of claim 9,
The controller comprising:
A daylight management system for location-based plant cultivation, where the cultivation facility is divided into one or more compartments by cultivated plants, and each mode can be adapted to the plant cultivated by each compartment.
상기 제어기로부터 입력되는 제어신호에 의해 동작되어 광 차단을 수행하는 차단막을 더 포함하며,
상기 제어기는 일출 이후 일사량 및 광 조사시간이 기저장되어 있는 재배중인 식물의 광 특성정보에 의거한 일사량 및 광 조사시간 초과시 상기 차단막을 구동시켜 광 조사를 차단하는 위치 기반의 식물재배를 위한 일광관리장치.10. The method of claim 9,
Further comprising a blocking film which is operated by a control signal input from the controller to perform light blocking,
The controller controls the amount of solar radiation based on the optical characteristic information of the growing plant in which the irradiation amount and the irradiation time are stored after sunrise, and the daylight management for the location-based plant cultivation, Device.
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KR1020130026756A KR101402778B1 (en) | 2013-03-13 | 2013-03-13 | Method of location-based management sunlight for plant cultivation and apparatus thereof |
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