KR101409146B1 - 온실 복합환경 제어장치 - Google Patents

Abstract

온실 복합환경 제어장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 다수의 온실별 내부 환경을 제어하는 온실 복합환경 제어장치는, 상기 다수의 온실마다, 외부의 온도, 풍향, 풍속, 일사량 및 강우발생 여부 중 적어도 하나를 감지하는 외부감지부, 내부온도를 감지하는 내부감지부, 다수의 창 및 상기 다수의 창의 개폐를 담당하는 창개폐부를 구비하며, 사용자로부터, 상기 다수의 온실마다, 내부목표온도 및 외부 기상상태별 상기 다수의 창의 개폐범위를 설정받는 설정부; 상기 다수의 온실마다, 상기 외부감지부의 감지정보, 상기 내부온도, 상기 내부목표온도 및 상기 외부 기상상태별 상기 다수의 창의 개폐범위 중 적어도 하나를 고려하여, 내부온도 조절을 위한 상기 다수의 창 중 개폐될 적어도 하나의 창 정보가 포함된 창개폐신호를 산출하는 제어부; 및 상기 다수의 온실마다, 상기 산출된 창개폐신호에 따라 상기 창개폐부를 제어하여 상기 개폐될 적어도 하나의 창을 개폐하는 설비제어부를 포함한다.

Description

온실 복합환경 제어장치{MULITPLEX ENVIRONMENT CONTROLLER OF GREENHOUSE}

본 발명은 온실 복합환경 제어장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 온실 상부에 설치된 기상타워로부터 풍향, 풍속 등의 기상관측자료 및 온실 내부온도 등을 토대로 천창, 측창, 커튼 등의 개폐를 제어하는 기술에 관한 것이다.

일반적으로 기후변화에 의해 온실 내부의 기후변화에 의해 온실 내부의 온도나 습도가 사용자가 설정한 값 이상 또는 이하가 되면 제어기가 온실의 개폐기를 작동시키는데 있어서 여러 가지 외부 환경요인을 고려하지 않고 구동장치들을 미리 정해진 방법으로 작동시키기 때문에 사용자가 원하는 온실 내부 환경을 유지하는데 많은 문제점이 노출되었다.

즉, 온실 내부온도가 사용자가 이루고자 하는 설정온도 값과 차이가 나면 개폐기를 작동시키는데 단계별로 열리고 닫히는 시간과 그 중간에 쉬는 시간이 일정하게 되어 설정온도와 온실 내부온도의 차이에 상관없이 일정한 주기로 개폐기를 열거나 닫기 때문에 온실 내부온도가 설정 값과 현저한 차이가 발생하지만 이를 제어기가 제대로 보상해주지 못하는 문제점이 있었다. 풍향, 풍속 및 외부온도 등을 고려하지 않아 천창 개폐, 측창 개폐 또는 커튼 개폐 등의 범위 제어가 정확하게 이루어지지 않아 기상변화에 따라 온실 내부의 환경제어를 능동적으로 할 수 없다는 문제점이 있었다.

한국 등록특허공보 제10-0530673호(2005.11.17) 한국 등록특허공보 제10-1031820호(2011.04.21) 한국 등록특허공보 제10-1031821호(2011.04.21)

온실 외부의 온도, 풍향, 풍속, 일사량 및 강우발생 여부 등과 온실 내부의 온도 등을 복합적으로 고려하여 온실 내부의 환경을 제어하는 온실 복합환경 제어장치가 제안된다.

본 발명의 일 양상에 따른 다수의 온실별 내부 환경을 제어하는 온실 복합환경 제어장치는, 상기 다수의 온실마다, 외부의 온도, 풍향, 풍속, 일사량 및 강우발생 여부 중 적어도 하나를 감지하는 외부감지부, 내부온도를 감지하는 내부감지부, 다수의 창 및 상기 다수의 창의 개폐를 담당하는 창개폐부를 구비하며,

사용자로부터, 상기 다수의 온실마다, 내부목표온도 및 외부 기상상태별 상기 다수의 창의 개폐범위를 설정받는 설정부; 상기 다수의 온실마다, 상기 외부감지부의 감지정보, 상기 내부온도, 상기 내부목표온도 및 상기 외부 기상상태별 상기 다수의 창의 개폐범위 중 적어도 하나를 고려하여, 내부온도 조절을 위한 상기 다수의 창 중 개폐될 적어도 하나의 창 정보가 포함된 창개폐신호를 산출하는 제어부; 및 상기 다수의 온실마다, 상기 산출된 창개폐신호에 따라 상기 창개폐부를 제어하여 상기 개폐될 적어도 하나의 창을 개폐하는 설비제어부를 포함한다.

상기 제어부는, 상기 다수의 온실마다, 상기 강우발생 여부 정보로부터 강우 발생이 파악되고 상기 내부온도가 상기 온실 내부목표온도보다 높은 경우 상기 풍향정보를 이용하여 상기 다수의 창 중 강우시 상기 온실 내부온도의 조절을 위해 개폐될 풍정창 및 풍반창을 파악하고 상기 풍정창 및 풍반창 정보가 포함된 창개폐신호를 발생할 수 있다.

상기 외부 기상상태별 다수의 창의 개폐범위는, 강우시 상기 다수의 창의 개폐범위를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 강우시 상기 풍정창의 개폐범위 및 풍반창의 개폐범위 내에서 상기 풍정창 및 풍반창을 최대로 열기 위한 창개폐신호를 발생할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 다수의 온실마다, 상기 강우발생 여부 정보 및 풍속정보로부터 폭풍 발생이 파악되고 상기 내부온도가 상기 온실 내부목표온도보다 높은 경우 상기 풍향정보를 이용하여 상기 다수의 창 중 폭풍시 상기 온실 내부온도의 조절을 위해 개폐될 풍정창 및 풍반창을 파악하고 상기 풍정창 및 풍반창 정보가 포함된 창개폐신호를 발생할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 외부 기상상태별 다수의 창의 개폐범위는, 폭풍시 상기 다수의 창의 개폐범위를 포함하며, 상기 폭풍시 상기 풍정창의 개폐범위 및 풍반창의 개폐범위에 따라 상기 풍정창 및 풍반창의 개폐를 제어하기 위한 창개폐신호를 발생할 수 있다.

상기 다수의 온실마다, 다수의 커튼 및 상기 다수의 커튼의 개폐를 담당하는 커튼개폐부를 더 포함하되, 상기 설정부는, 사용자로부터 상기 다수의 온실마다 상기 다수의 커튼별로 외부설정온도, 온도편차, 일사량 편차, 커튼 열림 일사량 및 커튼 닫힘 일사량을 더 설정받고, 상기 제어부는, 상기 다수의 온실마다, 상기 다수의 커튼별로 상기 외부온도, 상기 외부설정온도, 상기 일사량 및 상기 커튼 열림 일사량을 이용하여 커튼열림신호를 발생하며 상기 다수의 커튼별로 상기 외부온도, 상기 외부설정온도, 상기 온도편차, 상기 일사량, 상기 커튼 닫힘 일사량 및 상기 일사량 편차를 이용하여 커튼닫힘신호를 발생하며, 상기 설비제어부는, 상기 다수의 온실마다, 상기 커튼열림신호 또는 커튼닫힘신호에 따라 상기 커튼개폐부를 제어하여 상기 다수의 커튼의 열림 또는 닫힘을 제어할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 다수의 온실마다, 상기 외부온도가 상기 외부설정온도보다 높은 경우에 상기 커튼열림신호를 발생할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 다수의 온실마다, 상기 일사량이 상기 커튼 열림 일사량보다 높은 경우에 상기 커튼열림신호를 발생할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 다수의 온실마다, 상기 외부온도 및 일사량이 각각 상기 외부설정온도 및 커튼 열림 일사량보다 높은 경우 상기 커튼열림신호를 발생할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 다수의 온실마다, 상기 외부온도가 상기 외부설정온도 및 상기 온도편차 간 차보다 낮고 동시에 상기 일사량이 상기 커튼 닫힘 일사량 및 일사량 편차 간 차보다 낮은 경우에 상기 커튼닫힘신호를 발생할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 다수의 온실마다, 상기 일사량이 상기 커튼 닫힘 일사량보다 큰 경우에 상기 커튼닫힘신호를 발생할 수 있다.

상기 온실 복합환경 제어장치는, 네트워크를 통해 상기 제어부와 연결되어 상기 제어부의 제어를 통해 상기 온실 복합환경 제어장치를 제어하는 원격단말기를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 설비제어부에 이상이 발생하거나, 상기 다수의 온실마다 상기 내부온도가 설정된 고온보다 높은 경우, 온실환경 이상메시지를 발생하여 상기 원격단말기로 전송할 수 있다.

상기 온실 복합환경 제어장치는, 상기 온실 복합환경 제어장치의 동작전원을 공급하는 전원공급부; 와 배터리를 구비하며 상기 전원공급부에 이상이 발생하여 상기 온실 복합환경 제어장치로 상기 동작전원이 공급되지 않는 경우, 상기 온실 복합환경 제어장치에 상기 배터리의 충전전압을 공급하는 비상전원공급부를 더 구비할 수 있다.

상기 설비제어부는, 상기 제어부와의 통신이 일정시간 단절된 경우, 상기 제어부에 이상이 발생한 것으로 판단하여, 상기 제어부의 동작을 대신하여 수행할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 온실 복합환경 제어장치에 따르면, 온실 외부의 온도, 풍향, 풍속, 일사량 및 강우발생 여부 등과 온실 내부의 온도 등을 복합적으로 고려하여 온실 내부의 환경을 제어함으로써, 온실 재배 작물의 생장 환경에 맞는 최적의 온실 내부 환경을 조성할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 온실 복합환경 제어장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 온실 복합환경 제어장치의 실제 구현을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 온실 복합환경 제어 GUI를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 운영관리 GUI를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜드 GUI를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영 GUI를 나타낸 도면이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 온실 복합환경 제어장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 온실 복합환경 제어장치가 실제 구현된 도면이다. 이하에서 도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 온실 복합환경 제어장치의 구성 및 동작을 살펴보기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 온실 복합환경 제어장치에 의해서 제어되는 온실은, 하우스가 연이어 있는 연동, 하우스가 개별로 있는 단동, 연동이 여러 개 있는 단연동 중 어느 하나일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 온실 복합환경 제어장치는 다수의 온실을 동시에 제어할 수 있다. 실시예로, 온실이 연동인 경우, 예를 들어 본 발명의 실시예에 따른 온실 복합환경 제어장치는 10동의 연동을 동시에 제어할 수 있다. 또한 온실이 단동인 경우, 예를 들어 본 발명의 실시예에 따른 온실 복합환경 제어장치는 4동의 단동을 동시에 제어할 수 있다. 그리고 온실이 단연동인 경우, 예를 들어 본 발명이 실시예에 따른 온실 복합환경 제어장치는 2동의 단연동을 동시에 제어할 수 있다. 상기 본 발명의 실시예에 따른 온실 복합환경 제어장치에 의해서 제어되는 연동의 수, 단동의 수 및 단연동의 수는 실시예에 불과할 뿐 이에 한정되지는 않는다.

도 1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 온실 복합환경 제어장치(100)는, 다수의 온실(110)별로 온실 재배 작물의 생장 환경에 맞는 최적의 온실 내부 환경을 조성하기 위해서 상기 온실(100)의 내부 환경을 제어한다.

도 1에는 발명의 설명 편의상 1개의 온실(110)만 도시되어 있다.

온실(100)은 외부감지부(1), 내부감지부(2),창개폐부(3) 및 환경설비(13)를 포함한다.

외부감지부(1)는 온실 외부의 온도, 풍향, 풍속, 일사량 및 강우발생 여부 중 적어도 하나를 감지한다. 이를 위해서 외부감지부(1)는 온실 외부의 온도를 감지하는 온도감지센서, 온실 외부의 풍향을 감지하는 풍향감지센서, 온실 외부의 풍속을 감지하는 풍속감지센서, 온실 외부의 일사량을 감지하는 일사량 감지센서 및 온실 외부에서 강우 발생 여부 즉 비가 내리는지 여부를 감지하는 강우감지센서를 구비할 수 있으며, 외부감지부(10)는 도 2에서 온실 상부에 설치된 기상타워에 구비될 수 있다. 이때, 도 2의 온실은 하우스 2개가 연이어 연결된 연동의 형태를 하고 있다.

내부감지부(2)는 온실 내부의 온도를 감지한다. 이를 위해서 내부감지부(2)는 온실 내부의 온도를 감지하는 온도감지센서를 구비할 수 있다. 도면에는 도시하지 않았지만, 이외에도 본 발명의 실시예에 따른 내부감지부(2)는 온실 내부의 습도를 감지하는 습도감지센서, 이산화탄소의 농도를 감지하는 이산화탄소 농도 감지센서 등을 구비할 수 있다. 도 2를 참고하면 온실 내부의 온도를 감지하는 온도감지센서 및 습도를 감지하는 습도감지센서는 조명을 기준으로 좌우에 각각 1개씩 설치되어 있으며, 도 2에서 온/습도(좌) 및 온/습도(우)로 표시되어 있다.

창개폐부(3)는 온실에 설치된 다수의 창의 개폐를 담당한다. 이때, 상기 다수의 창은 도 2를 참고하면, 2개의 1중 천창(좌), 2개의 1중 천창(우), 2개의 2중 천창(좌), 2개의 2중 천창(우), 1개의 측창(좌), 1개의 측창(우)으로 구성될 수 있으나, 이는 실시예에 불과하며 온실 구조의 따라 달라질 수 있다. 도 2에서 측창(좌)의 표기는 도면상에서 온실의 왼쪽 측면에 위치한 창을 나타내며, 이외의 개의 1중 천창(좌), 2개의 1중 천창(우), 2개의 2중 천창(좌), 2개의 2중 천창(우) 등의 표기도 상기 측창(좌)의 표기방식을 따른다. 창개폐부(3)는 온실 내부의 온도가 온실 작물 재배 환경에 적절한 온도로 맞춰지도록 다수의 창을 개폐한다.

환경설비(13)는 온실(110)의 내부 환경을 조성하는데 이용되는 설비를 나타내며, 다수의 창(미도시), 다수의 커튼(미도시), 창개폐부(3), 커튼개폐부(8) 및 카메라(8)를 구비할 수 있으며, 이외에도 조명, 배기팬, 관수기, 스프링클러, 커텐, 난방기 및 포그기 등을 더 구비할 수 있다. 상기 창개폐부(3)는 상기 다수의 창, 예를 들어 도 2의 다수의 측창, 다수의 천창 등의 개폐를 담당한다. 그리고 상기 커튼개폐부(8)는 상기 다수의 커튼의 개폐, 예를 들어 도 2의 다수의 수평커튼, 다수의 측커튼의 개폐를 담당한다. 상기 카메라(8)에 대한 설명은 후술하기로 한다.

한편, 온실 복합환경 제어장치(100)는, 설정부(4), 제어부(5), 설비제어부(6), 디스플레이부(9), 전원공급부(11) 및 비상전원공급부(12)를 포함할 수 있다. 상기 전원공급부(11)는 상용 교류전원 AC 220V를 상기 온실 복합환경 제어장치(100)의 각 구성요소의 동작전원으로 변환하여 공급한다. 상기 비상전원공급부(12)는 배터리를 구비하며 상기 전원공급부(11)에 이상이 발생하여 상기 온실 복합환경 제어장치(100)로 상기 동작전원이 공급되지 않는 경우, 상기 온실 복합환경 제어장치에 상기 배터리의 충전전압을 공급한다. 상기 비상전원공급부(12)는 상기 전원공급부(11)가 정상적으로 동작하는 경우에 전원공급부(11)로부터 동작전원을 공급받아 상기 배터리를 충전할 수 있다.

설정부(4)는 사용자로부터 다수의 온실(110)마다, 온실 내부목표온도 및 온실 외부 기상상태별 다수의 창의 개폐범위를 설정받는다. 이때 온실 외부 기상상태는 강우, 폭풍 등일 수 있으며, 상기 온실 외부 기상상태별 다수의 창의 개폐범위는 온실 외부 기상상태에 따라 온실 내부의 온도가 온실 작물 재배 환경에 적절한 온도로 맞춰지도록 이뤄지는 다수의 창의 개폐범위를 나타낸다. 상기 설정부(4)는 다수의 온실(110)마다, 온실 내부목표온도 및 온실 외부 기상상태별 다수의 창의 개폐범위를 입력할 수 있는 키보드, 데이터 입력 수단이 구비된 터치스크린 장치일 수 있으나, 상기 온실 내부목표온도 및 상기 온실 외부 기상상태별 다수의 창의 개폐범위를 입력할 수 있는 입력수단을 가진 전자기기라면 어떠한 형태라도 가능하다. 한편, 설정부(4)는 사용자로부터 다수의 온실(110)별로 일정시간마다 주기적으로 상기 환경설비(13)를 제어하기 위한 정보를 입력받아 상기 제어부(5)에 전송할 수 있다. 이에 제어부(5)는 일정시간마다 주기적으로 상기 환경설비(13)를 제공하기 위한 정보에 따라 환경설비(13)를 제어하기 위한 제어신호들, 예를 들어 창개폐신호, 커튼개폐신호들을 발생해서 설비제어부(6)에 제공할 수 있다. 상기 설비제어부(6)는 상기 환경설비(13)를 제어하기 위한 제어신호들에 따라 해당 환경설비들을 제어할 수 있다.

제어부(5)는 다수의 온실(110)마다, 외부감지부(1)의 감지정보, 내부감지부(2)에서 감지된 온실 내부온도, 상기 온실 내부목표온도 및 상기 온실 외부 기상상태별 다수의 창의 개폐범위 중 적어도 하나를 이용하여, 온실 내부온도의 조절을 위해 개폐될 다수의 창 중 적어도 하나의 창 정보가 포함된 창개폐신호를 산출하여 설비제어부(6)로 제공한다. 이때 제어부(5)는 도 2를 참고하면 제어 PC로 대응될 수 있다.

설비제어부(6)는 다수의 온실(110)마다, 제어부(5)에서 산출된 창개폐신호에 따라 상기 창개폐부(3)를 제어하여 상기 개폐될 적어도 하나의 창의 개폐가 이루어지게 한다. 이때, 설비제어부(6)는 도 2를 참고하면 환경제어반의 구성에 대응될 수 있으며, 산업용 마이크로 컴퓨터인 PLC(Programmable Logic Controller)로 구현될 수 있으며, 창개폐부(3), 커튼개폐부(7), 조명, 배기팬, 관수기, 스프링클러, 커텐, 난방기 및 포그기 등의 환경설비의 현재상태를 파악하고 제어할 수 있다.

이제 제어부(5)에서 산출되는 창개폐신호의 산출과정에 대해서 살펴보기로 한다.

일 실시예로, 제어부(5)는, 외부 감지부(1) 내 강우 감지 센서의 감지결과인 강우발생 여부 정보로부터 온실 외부에 강우 발생 여부를 파악할 수 있다. 온실 외부에 강우가 발생한 것으로 파악되면 제어부(5)는 내부감지부(2) 내 내부온도 감지센서의 감지결과인 내부온도와 상기 온실 내부목표온도를 비교한다. 상기 내부온도가 온실 내부목표온도보다 높은 경우 제어부(5)는 외부감지부(1) 내 풍향감지센서의 감지결과인 풍향정보를 이용하여 상기 다수의 창 중 강우시 상기 온실 내부온도의 조절을 위해 개폐될 풍정창 및 풍반창을 파악하고 상기 풍정창 및 풍반창 정보가 포함된 창개폐신호를 발생할 수 있다. 이때, 풍정창은 바람 방향의 정방향의 창을 의미하고, 풍반창은 바람이 부는 반대방향의 창을 의미하며, 이하에서도 동일한 의미인 것으로 이해되어야 할 것이다.

이렇게 개폐가 이루어질 창이 풍정창 및 풍반창으로 결정된 후, 제어부(5)는 풍정창 및 풍반창의 개폐범위를 결정하는데, 상기 설정부(4)를 통해서 사용자가 설정한 외부 기상상태별 다수의 창의 개폐범위 중 강우시 다수의 창의 개폐범위 정보를 이용하여 상기 풍정창 및 풍반창의 개폐범위를 결정할 수 있다. 실시예로, 제어부(5)는 상기 설정부(4)를 통해서 설정된 상기 강우시 풍정창의 개폐범위 및 풍반창의 개폐범위에서 풍정창 및 풍반창을 최대로 열기 위한 제어정보를 상기 창개폐신호에 더 포함할 수 있다.

다른 실시예로, 제어부(5)는 외부감지부(1)의 강우 감지 센서의 감지결과인 강우발생여부 정보 및 풍속감지센서의 감지결과인 풍속정보를 이용하여 온실 외부에서 폭풍의 발생 여부를 판단할 수 있다. 먼저, 제어부(5)는 상기 강우발생 여부정보로부터 온실 외부에서 강우가 발생한 것으로 파악되면 상기 풍속감지센서의 감지결과인 풍속의 크기와 폭풍 발생 유무 기준이 되는 폭풍 풍속 크기를 비교하여 온실 외부에서 폭풍 발생 여부를 파악한다. 즉, 상기 감지결과인 풍속의 크기가 상기 폭풍 풍속 크기보다 큰 경우 제어부(5)는 온실 외부에서 폭풍이 발생한 것으로 판단한다. 이후 제어부(5)는 외부감지부(1) 내 풍향감지센서의 감지결과인 풍향정보를 이용하여 상기 다수의 창 중 폭풍시 상기 온실 내부온도의 조절을 위해 개폐될 풍정창 및 풍반창을 파악하고 상기 풍정창 및 풍반창 정보가 포함된 창개폐신호를 발생할 수 있다.

이렇게 폭풍시 개폐가 이루어질 창이 풍정창 및 풍반창으로 결정된 후, 제어부(5)는 풍정창 및 풍반창의 개폐범위를 결정하는데, 상기 설정부(4)를 통해서 사용자가 설정한 외부 기상상태별 다수의 창의 개폐범위 중 폭풍시 다수의 창의 개폐범위 정보를 이용하여 상기 풍정창 및 풍반창의 개폐범위를 결정할 수 있다. 실시예로, 제어부(5)는 상기 설정부(4)를 통해서 설정된 상기 폭풍시 풍정창의 개폐범위 및 풍반창의 개폐범위에서 풍정창 및 풍반창의 개폐가 이뤄지도록 하는 제어정보를 창개폐신호에 더 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 온실 복합환경 제어장치(100)는 온실 내부의 온도뿐만 아니라 온실 외부의 풍향, 풍속, 강우 여부 등의 기상관측자료를 복합적으로 고려하여 온실에 설치된 다수의 창의 개폐범위를 좀 더 디테일하게 제어함으로써, 온실 재배 작물의 생장 환경에 맞는 온실 내부 환경을 조성할 수 있게 된다.

상기 환경설비(13) 내 다수의 커튼의 개폐를 담당하는 커튼개폐부(7)에 대하여 설명하기로 한다. 이때 상기 다수의 커튼은 도 2를 참고하면 수평커튼상(좌), 수평커튼하(좌), 수평커튼상(우), 수평커튼하(우), 측커튼(좌), 측커튼(우)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 일 실시예에 불과하며 온실 구조의 따라 달라질 수 있다. 커튼개폐부(7)는 온실 내부의 온도가 온실 작물 재배 환경에 적절한 온도로 맞춰지도록 다수의 커튼을 개폐할 수 있다.

온실에 설치된 다수의 커튼의 개폐를 제어하여 온실 내부의 온도가 온실 작물 재배 환경에 적합한 온도로 맞춰지도록 하기 위해서, 설정부(4)는 사용자로부터 상기 다수의 커튼별로 외부설정온도, 온도편차, 일사량 편차, 열림 일사량, 닫힘 일사량을 더 설정받을 수 있다.

이제 제어부(5)는, 온실 외부의 온도를 감지하는 온도감지센서의 감지결과인 외부온도, 상기 외부설정온도, 온실 외부의 일사량을 감지하는 일사량 감지센서의 감지결과인 일사량 및 상기 설정된 열림 일사량을 이용하여 커튼열림신호를 발생하며 상기 온실 외부의 온도를 감지하는 온도감지센서의 감지결과인 외부온도, 상기 외부설정온도, 상기 온도편차, 상기 일사량 감지센서의 감지결과인 일사량, 상기 닫힘 일사량 및 상기 일사량 편차를 이용하여 커튼닫힘신호를 발생할 수 있다.

실시예로, 먼저 커튼열림신호가 발생하는 경우에 대해서 살펴본 후, 커튼닫힘신호가 발생하는 경우에 대해서 살펴보기로 한다. 먼저 커튼열림신호가 발생하는 경우에 대해서 살펴본다. 제어부(5)는 상기 외부온도가 외부설정온도보다 높은 경우에 커픈오픈신호를 발생할 수 있다. 또한 제어부(5)는 외부감지부(1)의 일사량 감지센서의 감지결과인 일사량이 상기 열림 일사량보다 높은 경우에 커튼열림신호를 발생할 수 있다. 또한 제어부(5)는, 상기 외부온도 및 일사량이 각각 상기 외부설정온도 및 열림 일사량보다 높은 경우 상기 커튼열림신호를 발생할 수 있다.

이제 커튼닫힘신호가 발생하는 경우에 대해서 살펴본다. 제어부(5)는 상기 외부온도가 상기 외부설정온도 및 상기 온도편차 간 차보다 낮고 동시에 상기 일사량이 상기 닫힘 일사량 및 일사량 편차 간 차보다 낮은 경우에 상기 커튼닫힘신호를 발생할 수 있다. 즉, 커튼닫힘신호는 외부온도가 (외부설정온도-온도편차)보다 낮고 동시에 일사량이 (닫힘 일사량 - 일사량 편차)보다 낮은 경우에 발생될 수 있다. 또한 제어부(5)는 일사량이 닫힘 일사량보다 큰 경우에 커튼닫힘신호를 발생할 수도 있다.

설비제어부(6)는, 제어부(5)에서 다수의 커튼별로 발생한 커튼열림신호 또는 커튼닫힘신호에 따라 커튼개폐부(7)를 제어하여 상기 다수의 커튼의 열림 또는 닫힘을 제어할 수 있다.

상술한 바와 같이, 온실 내부 온도뿐만 아니라 온실 외부의 풍향, 풍속, 온도, 강우 여부 등의 기상관측자료를 고려하여 온실에 설치된 다수의 창의 개폐범위를 디테일하게 제어하는 것에 더하여 다수의 커튼의 개폐범위를 온실 재배 작물의 생장환경에 적합하게 제어함으로써, 온실 재배 작물의 생장 환경에 맞는 온실 내부 환경을 조성할 수 있게 된다.

상술한 본 발명의 실시에에 따른 온실 복합환경 제어장치(100)에서는 온실 내부 온도뿐만 아니라 온실 외부의 풍향, 풍속, 온도, 강우 여부 등의 기상관측자료를 고려하여 온실에 설치된 다수의 창의 개폐범위와 다수의 커튼의 개폐범위의 제어에 대해서만 설명이 이루어졌으나, 이외에도 온실 재배 작물의 생장환경에 필요한 요소들, 예를 들어 온실 내부의 습도, 이산화탄소의 농도, 조도 등의 조절을 위해서도, 상기 온실 내부 온도 대신에 각각 온실 내부의 습도, 이산화탄소의 농도, 조도 등을 상기 온실 외부의 기상환경조건인 외부온도, 외부습도, 풍향, 풍속, 일사량, 강우 여부 등을 복합적으로 고려하여, 온실 내부의 습도, 이산화탄소의 농도, 조도 등을 온실 재배 작물의 생장환경에 적합하도록 온실에 설치된 각종 환경설비들을 제어할 수 있게 된다.

상기 온실 복합환경 제어장치(100) 내 디스플레이부(9)는 LCD(Liquid Crystal Display), 정전용량방식의 터치스크린 등으로 구현될 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.

디스플레이부(9)는 제어부(5)로부터 온실 복합환경 제어 GUI(Graphic User Interface)를 제공받아 화면에 출력할 수 있다.

상기 온실 복합환경 제어 GUI에 대한 일 실시예가 도 3에 도시되어 있다. 도 3을 참고하면, 온실 복합환경 제어 GUI(50)는 상기 온실 복합환경 제어 GUI(50)의 초기 실행화면으로, 제어선택부(51), 내부기상상태 표시부(52), 온실상태 표시부(53), 외부기상상태 표시부(54), 온실설비상태 표시부(55)를 포함한다.

제어선택부(51)는 제어하고자 하는 온실을 선택할 수 있는 하우스 선택부(도 3에서 하우스 제어로 표시됨), 제어하고자 하는 온실의 내외부 기상조건을 설정할 수 있는 운영관리부(도 3에서 운영관리로 표시됨), 제어하고자 하는 온실의 내외부 기상상태를 그래프로 보여주기 위한 트랜드 선택부(도 3에서 트랜드로 표시됨)를 포함한다.

내부기상상태 표시부(52)는 온실 내부의 기상상태, 온도, 습도, 이산화탄소 농도를 표시한다.

온실상태 표시부(53)는 제어하고자 하는 온실의 구조도 등을 표시한다. 도 3에서 REMOTE는 네트워크를 통해서 원격으로 온실 복합환경 제어장치(100)를 제어할 수 있도록 하는 원격제어 선택부이다. 이를 선택하는 경우 사용자는 온실 복합 제어장치(100)를 원격으로 제어할 수 있게 된다. 즉, 사용자는 도 1의 원격단말기(10)를 통해서 네트워크를 통해서 제어부(5)에 접속하여 제어부(5)가 제공하는 상기 온실 복합환경 제어 GUI(50)을 통해서 상기 제어부(5)를 제어함으로써, 결국 상기 온실 복합환경 제어장치(100)를 제어할 수 있게 된다. 이때, 원격단말기(10)는 네트워크에 접속 가능한 컴퓨터, PDA, 스마트폰, 태블릿 PC 또는 스마트 패드등 일 수 있으며, 제어부(5)는 원격단말기(10)의 시스템 상황에 맞게 상기 온실 복합환경 제어 GUI(50)를 변경하여 제공할 수 있다.

외부기상상태 표시부(54)는 온실 외부의 기상상태, 풍향, 풍속, 일사량, 온도 및 습도 등을 표시한다.

온실설비상태 표시부(55)는 온실에 설치된 환경설비들, 각종 천창, 측창, 커텐, 팬, 분무기, 훈증기, 온풍기, 보일러, 순환펌프들의 동작상태를 표시한다.

제어선택부(51)에서 상기 운영관리부가 선택된 경우, 운영관리 GUI가 디스플레이부(9)의 화면 또는 원격제어시 원격단말기(10)의 화면에 출력될 수 있다. 상기 운영관리 GUI의 예시가 도 4에 도시되어 있다. 도 4를 참고하면, 운영관리 GUI(60)는 사용자로 하여금 온실에 설치된 환경설비들을 제어하기 위한 각종 정보를 선택할 수 있도록 해준다.

한편, 제어선택부(51)에서 상기 트랜드가 선택된 경우, 트랜드 GUI가 디스플레이부(9)의 화면 또는 원격제어시 원격단말기(10)의 화면에 출력될 수 있다. 상기 트랜드 GUI에 대한 예시가 도 5에 도시되어 있다. 도 5를 참고하면, 트랜드 GUI(70)는 제어하는 온실, 예를 하우스 A동에 대한 내외부의 가상상태를 그래프로 표시하여 출력하고 있다.

한편 상기 온실(110) 내 환경설비(13) 내 카메라부(8)는 온실에 설치되어 상, 하, 좌, 우는 물론 줌인/아웃(Zoom In/Out) 포커스 촬영이 가능하며, 촬영 영상을 제어부(5)에 전송하고 제어부(5)는 온실 복합환경 제어 GUI(50) 내에 촬영 GUI를 포함시켜 상기 카메라부(8)의 촬영 영상을 디스플레이부(9) 또는 원격단말기(10)에 전송한다. 상기 촬영 GUI의 예시가 도 6에 도시되어 있다. 도 6을 참고하면, 촬영 GUI(80)는 촬영 영상을 보여주며 촬영 영상의 확대/축소 등의 기능을 제공한다.

상기 온실 복합환경 제어장치(100)는 네트워크를 통해 상기 제어부(5)와 연결되어 상기 제어부(5)를 제어하여 상기 온실 복합환경 제어장치(100)를 제어하는 원격단말기(10)를 더 포함할 수 있으며,

상기 제어부(5)는, 상기 설비제어부(6)에 이상이 발생하거나, 상기 다수의 온실마다 상기 내부온도가 설정된 고온보다 높은 경우, 온실환경 이상메시지를 발생하여 상기 원격단말기(10)로 전송할 수 있다. 이때, 제어부(5)는 일정시간 동안 설비제어부(6)와의 통신이 이루어졌는가 여부로 설비제어부(6)의 이상 여부를 판단할 수 있으며, 일정시간 동안 설비제어부(6)와의 통신이 이루어지지 않은 경우 설비제어부(6)에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 그리고 상기 온실환경 이상메시지는 단문메시지(SMS) 등을 통해서 전송될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

한편, 상기 설비제어부(6)는 제어부(5)와의 통신이 일정시간 단절된 경우, 상기 제어부(5)에 이상이 발생한 것으로 판단하여, 상기 제어부(5)의 동작을 대신하여 수행하고, 상기 제어부(5)와의 통신이 정상적으로 이루어진 경우, 상기 제어부(5) 대신에 수행한 정보를 상기 제어부(5)에 전송할 수 있다. 상기 설비제어부(6)가 제어부(5) 대신에 수행하는 제어부(5)의 동작은, 상기 상술된 제어부(5)의 모든 동작일 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허청구범위에 기재된 내용 및 그와 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

1. 다수의 온실마다, 외부의 온도, 풍향, 풍속, 일사량 및 강우발생 여부를 감지하는 외부감지부;
   다수의 온실마다, 내부온도를 감지하는 내부감지부;
   다수의 온실마다, 다수의 창 및 상기 다수의 창의 개폐를 담당하는 창개폐부;
   다수의 온실마다, 다수의 커튼 및 상기 다수의 커튼의 개폐를 담당하는 커튼개폐부;
   사용자로부터 상기 다수의 온실마다, 내부목표온도 및 외부 기상상태별 상기 다수의 창의 개폐범위를 설정받으며, 또한 상기 다수의 커튼별로 외부설정온도, 온도편차, 일사량 편차, 커튼 열림 일사량 및 커튼 닫힘 일사량을 설정받는 설정부;
   상기 다수의 온실마다, 상기 외부감지부의 감지정보, 상기 내부온도, 상기 내부목표온도 및 상기 외부 기상상태별 상기 다수의 창의 개폐범위를 고려하여 내부온도 조절을 위한 상기 다수의 창 중 개폐될 적어도 하나의 창 정보가 포함된 창개폐신호를 산출하며, 또한 상기 다수의 커튼별로 상기 외부온도, 상기 외부설정온도, 상기 일사량 및 상기 커튼 열림 일사량을 이용하여 커튼열림신호를 발생하고 상기 다수의 커튼별로 상기 외부온도, 상기 외부설정온도, 상기 온도편차, 상기 일사량, 상기 커튼 닫힘 일사량 및 상기 일사량 편차를 이용하여 커튼닫힘신호를 발생하는 제어부; 및
   상기 다수의 온실마다, 상기 제어부의 산출된 창개폐신호에 따라 상기 창개폐부를 제어하여 상기 개폐될 적어도 하나의 창을 개폐하며, 또한 상기 제어부의 커튼열림신호 또는 커튼닫힘신호에 따라 상기 커튼개폐부를 제어하여 상기 다수의 커튼의 열림 또는 닫힘을 제어하는 설비제어부를 포함하며,
   상기 제어부는 상기 다수의 온실마다, 상기 강우발생 여부 정보로부터 강우 발생이 파악되고 상기 내부온도가 상기 온실 내부목표온도보다 높은 경우 상기 풍향정보를 이용하여 상기 다수의 창 중 강우시 상기 온실 내부온도의 조절을 위해 개폐될 풍정창 및 풍반창을 파악하고 상기 풍정창 및 풍반창 정보가 포함된 창개폐신호를 발생하고,
   상기 외부 기상상태별 다수의 창의 개폐범위는 강우시 상기 다수의 창의 개폐범위를 포함하며, 상기 제어부는 상기 강우시 상기 풍정창의 개폐범위 및 풍반창의 개폐범위 내에서 상기 풍정창 및 풍반창을 최대로 열기 위한 창개폐신호를 발생하며,
   또한, 상기 제어부는 상기 다수의 온실마다, 상기 강우발생 여부 정보 및 풍속정보로부터 폭풍 발생이 파악되고 상기 내부온도가 상기 온실 내부목표온도보다 높은 경우 상기 풍향정보를 이용하여 상기 다수의 창 중 폭풍시 상기 온실 내부온도의 조절을 위해 개폐될 풍정창 및 풍반창을 파악하고 상기 풍정창 및 풍반창 정보가 포함된 창개폐신호를 발생하고,
   상기 외부 기상상태별 다수의 창의 개폐범위는, 폭풍시 상기 다수의 창의 개폐범위를 포함하며, 상기 제어부는 상기 폭풍시 상기 풍정창의 개폐범위 및 풍반창의 개폐범위에 따라 상기 풍정창 및 풍반창의 개폐를 제어하기 위한 창개폐신호를 발생하며,
   또한, 상기 제어부는 상기 다수의 온실마다, 상기 일사량이 상기 커튼 열림 일사량보다 높은 경우, 또는 상기 외부온도 및 일사량이 각각 상기 외부설정온도 및 커튼 열림 일사량보다 높은 경우에 상기 커튼열림신호를 발생하고,
   또한, 상기 제어부는 상기 다수의 온실마다, 상기 외부온도가 상기 외부설정온도 및 상기 온도편차 간 차보다 낮고 동시에 상기 일사량이 상기 커튼 닫힘 일사량 및 일사량 편차 간 차보다 낮은 경우에 상기 커튼닫힘신호를 발생하며,
   또한, 상기 제어부는 상기 다수의 온실마다, 상기 일사량이 상기 커튼 닫힘 일사량보다 큰 경우에 상기 커튼닫힘신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 온실 복합환경 제어장치.
2. 삭제
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5. 삭제
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9. 삭제
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 온실 복합환경 제어장치는,
    네트워크를 통해 상기 제어부와 연결되어 상기 제어부의 제어를 통해 상기 온실 복합환경 제어장치를 제어하는 원격단말기를 더 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 설비제어부에 이상이 발생하거나, 상기 다수의 온실마다 상기 내부온도가 설정된 고온보다 높은 경우, 온실환경 이상메시지를 발생하여 상기 원격단말기로 전송하는 것을 특징으로 하는 온실 복합환경 제어장치.
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 온실 복합환경 제어장치는,
    상기 온실 복합환경 제어장치의 동작전원을 공급하는 전원공급부; 와
    배터리를 구비하며 상기 전원공급부에 이상이 발생하여 상기 온실 복합환경 제어장치로 상기 동작전원이 공급되지 않는 경우, 상기 온실 복합환경 제어장치에 상기 배터리의 충전전압을 공급하는 비상전원공급부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 온실 복합환경 제어장치.
12. 청구항 1, 청구항 10 내지 청구항 11 중 어느 하나에 있어서,
    상기 설비제어부는,
    상기 제어부와의 통신이 일정시간 단절된 경우, 상기 제어부에 이상이 발생한 것으로 판단하여, 상기 제어부의 동작을 대신하여 수행하는 것을 특징으로 하는 온실 복합환경 제어장치.

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