KR101428970B1 - 관수 시스템 - Google Patents

Abstract

관수 시스템이 개시된다. 상기 관수 시스템은 복수의 작물 재배 시설에 설치된 관수 파이프들 중 대응되는 관수 파이프에 설치되는 복수의 전동 밸브 모듈; 상기 복수의 전동 밸브 모듈을 병렬로 연결하는 케이블 모듈; 및 관수 스케쥴에 따라서, 전력선을 통하여 수신되는 교류 전압에 기반하여 상기 복수의 전동 밸브 모듈의 개폐 동작을 제어하기 위한 미리 정해진 레벨의 직류 전압 및 제1 제어 신호를 생성하며, 상기 직류 전압 및 상기 제어 신호를 상기 케이블을 통하여 상기 복수의 전동 밸브 모듈로 인가하는 제어 모듈을 포함할 수 있다.

Description

관수 시스템{irrigation system}

본 발명은 작물 재배 시설의 관수 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 미리 정해진 관수 스케쥴 또는 작물 재배 영역의 습도에 기초하여 자동으로 관수를 수행할 수 있는 관수 시스템에 관한 것이다.

현재 농촌에서는, 노동력 부족으로 인하여 농업용 비닐하우스 등과 같은 작물 재배 시설의 대형화가 어려울 뿐만 아니라, 영농 기술 보급의 낙후로 인하여 과학적이고 체계적으로 농작물을 재배기도 어려운 것이 현실이다.

재배 시설에서 작물을 재배하는데 가장 중요한 것은 적절한 시간과 습도를 고려하여 작물에 대한 관수를 할 것인지가 매우 중요하나, 관리자가 직접 관수 시스템의 온/오프를 수동으로 제어할 경우에는 실수나 착오로 인한 피해가 발생할 수 있다. 또한, 작물 재배 시설의 관수 시스템이 구비된 현장은 습하나 감전사고 방지를 위한 안전 설비 및 감전 사고에 대한 인식 자체가 낮다.
관수 시스템에 관해서는, 선행 기술 문헌 1(한국공개특허공보 제2009-0042575호, 2009년 4월 30일 공개), 선행 기술 문헌 2(한국공개특허공보 제10-2010-0051297호, 2010년 5월 17일 공개), 및 선행 기술 문헌 3(한국공개특허공보 10-2011-0065129호, 2011년 6월 15일 공개) 등에서 다양한 선행 기술을 개시하고 있다.
보다 구체적으로는, 선행 기술 문헌 1에는 토양의 수분량이나 사용자의 설정에 따라서 관수량을 조절할 수 있는 관수 시스템에 대하여 개시되어 있으며, 선행 기술 문헌 2에는 다수의 비닐 하우스에 균일한 수압으로 물을 분무할 수 있는 관수 기술에 대해 개시되어 있으며, 선행 기술 문헌 3에는 원격으로 온실 상태 관련 정보를 수집할 수 있고 원격에서 온실 관리 시스템을 제어할 수 있는 관수 기술에 대해 개시되어 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 작물 재배 시설에 대한 자동 관수 동작을 수행할 수 있는 관수 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 감전 사고 발생률이 매우 낮은 관수 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 사용자가 원격으로 제어할 수 있는 관수 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 작물 재배 시설의 토양의 습도에 따라서 관수 유무를 자동으로 결정할 수 있는 관수 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 관수 시스템은 복수의 전동 밸브 모듈, 케이블 모듈, 및 제어 모듈을 포함할 수 있다. 상기 전동 밸브 모듈은 복수의 작물 재배 시설에 설치된 관수 파이프들 중 대응되는 관수 파이프에 설치될 수 있다. 상기 케이블 모듈은 상기 복수의 전동 밸브 모듈을 병렬로 연결할 수 있다. 상기 제어 모듈은 관수 스케쥴에 따라서, 전력선을 통하여 수신되는 교류 전압에 기반하여 상기 복수의 전동 밸브 모듈의 밸브 개폐 동작을 제어하기 위한 미리 정해진 레벨의 직류 전압 및 제1 제어 신호를 생성하며, 상기 직류 전압 및 상기 제어 신호를 상기 케이블을 통하여 상기 복수의 전동 밸브 모듈로 인가할 수 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 관수 시스템은 복수의 전동 밸브 모듈, 케이블 모듈, 복수의 센싱 모듈들, 및 제어 모듈을 포함할 수 있다. 상기 전동 밸브 모듈은 작물 재배 시설에 설치되고 각각이 상기 작물 재배 시설의 복수의 작물 재배 영역 중 대응되는 작물 재배 영역을 커버하는 복수의 관수 파이프 중 대응되는 관수 파이프에 설치될 수 있다. 상기 케이블 모듈은 상기 복수의 전동 밸브 모듈을 병렬로 연결할 수 있다. 상기 복수의 센싱 모듈들은 상기 복수의 작물 재배 영역 중 대응되는 작물 재배 영역의 토양의 습도를 감지할 수 있다. 상기 제어 모듈은 상기 복수의 센싱 모듈들을 통한 토양의 습도 감지 결과에 기초하여, 전력선을 통하여 수신되는 교류 전압에 기반하여 상기 복수의 전동 밸브 모듈의 밸브 개폐 동작을 제어하기 위한 미리 정해진 레벨의 직류 전압 및 제1 제어 신호를 생성하며, 상기 직류 전압 및 상기 제어 신호를 상기 케이블을 통하여 상기 복수의 전동 밸브 모듈로 인가할 수 있다.

본 발명에 따른 관수 시스템은 재배 시설에 대한 자동 관수 동작을 수행할 수 있다.

본 발명에 따른 관수 시스템은 감전 사고 발생률이 매우 낮다.

본 발명에 따른 관수 시스템은 사용자가 원격으로 제어할 수 있다.

본 발명에 따른 관수 시스템은 작물 재배 시설의 토양의 습도에 따라서 관수 유무를 자동으로 결정할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 관수 시스템이 비닐 하우스에 설치된 것을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 관수 시스템의 제어 모듈의 블락도이다.
도 3은 본 발명에 따른 관수 시스템의 관수 방법의 일예를 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 관수 시스템의 케이블 모듈의 일예를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 관수 시스템의 케이블 모듈에 전동 밸브 모듈 및 센싱 모듈이 연결된 것을 나타낸다.
도 6은 2개의 케이블로 구현된 본 발명에 따른 관수 시스템의 케이블 모듈에 인가되는 전압 및 신호의 일예를 나타낸다.
도 7은 본 발명에 따른 관수 시스템을 댁내에서 원격으로 제어하는 것을 개념적으로 나타낸 것이다.
도 8은 개인용 컴퓨터에서 실행된 관수 제어 프로그램의 실행화면을 나타낸다.
도 9는 이동 단말기에서 실행된 관수 프로그램 실행 화면을 나타낸다.
도 10은 본 발명에 따른 관수 시스템의 관수 방법의 일예를 나타내는 흐름도이다.
도 11은 복수의 작물 재배 영역을 포함하는 비닐 하우스의 일예를 나타낸다.
도 12는 도 11에 도시된 비닐 하우스에 설치된 관수 시스템을 나타낸다.
도 13은 도 12에 도시된 본 발명에 따른 관수 시스템의 구동 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 14는 비닐 하우스에 설치된 관수 시스템의 다른 예를 나타낸다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바림직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송 또는 전달'하는 경우에는 상기 구성요소는 상기 다른 구성요소로 직접 상기 데이터 또는 신호를 전송 또는 전달할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 상기 데이터 또는 신호를 상기 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

본 발명의 상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 관수 시스템(1)이 비닐 하우스(10 및 20)에 설치된 것을 나타낸다. 도 1에서는 본 발명에 따른 관수 시스템(1)이 비닐 하우스에 설치되어 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 관수 시스템(1)은 비닐 하우스 이외의 작물 재배 시설에 설치될 수도 있다.

도 1을 참조하면, 상기 관수 시스템(1)은 제어 모듈(100), 케이블 모듈(300), 복수의 전동 밸브 모듈(200 및 210), 복수의 관수 파이프(300 및 310), 양수기(400), 및 송수 파이프(410)를 포함한다. 도 1에 도시된 상기 관수 시스템(1)의 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 관수 시스템(1)은 도 1에 도시된 것보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 가질 수도 있다.

상기 복수의 관수 파이프(300 및 310) 각각은 상기 복수의 전동 밸브 모듈(200 및 210)을 통하여 유입되는 물을 복수의 관수 공(300A 및 300B)을 통하여 상기 비닐 하우스(10 및 20)의 작물 재배 영역에 관수한다. 상기 복수의 전동 밸브 모듈(200 및 210)을 통하여 유입되는 물은. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 양수기(400)에 의하여 펌핑되어 상기 송수 파이프(410)를 경유하여 제공될 수 있다.

상기 복수의 전동 밸브 모듈(200 및 210)은 비닐 하우스들(10 및 20)에 설치된 관수 파이프들(300 및 310)에 설치된다. 상기 복수의 전동 밸브(200 및 210)의 개폐 정도에 따라서 상기 복수의 관수 파이프(300 및 310)로 유입되는 수량이 조절될 수 있다. 상기 복수의 전동 밸브 모듈(200 및 210)의 밸브 개폐 동작은 상기 케이블 모듈(300)을 통하여 상기 제어 모듈(100)로부터 인가되는 직류 전압 및 제어 신호에 의하여 제어될 수 있다.

상기 복수의 전동 밸브 모듈(200 및 210) 각각은 전동 밸브(202 또는 212) 및 모터 콘트롤러(204 또는 214)를 포함한다. 상기 모터 콘트롤러(204 또는 214)는 상기 직류 전압 및 상기 제어 신호에 응답하여 상기 전동 밸브(204 또는 214) 중 대응되는 전동 밸브의 개폐 정보를 제어할 수 있다.

상기 케이블 모듈(300)은 상기 복수의 전동 밸브 모듈(200 및 210)을 병렬로 연결하며, 상기 제어 모듈(100)로부터 상기 복수의 전동 밸브 모듈(200 및 210)의 개폐 동작을 위하여 제공되는 직류 전압 및 제어 신호를 상기 복수의 전동 밸브 모듈(200 및 210)로 인가할 수 있다.

상기 케이블 모듈(300)은 상기 복수의 전동 밸브 모듈(200 및 210)을 병렬로 연결하므로, 본 발명에 따른 관수 시스템(1) 구현에 필요한 케이블 모듈의 길이는 전동 모듈에 직접 전압을 인가하는 기존의 관수 시스템의 구현에 필요한 케이블 모듈의 길이보다 짧다. 이러한 점에서, 본 발명에 따른 관수 시스템(1)은 기존의 관수 시스템에 비하여 경제성이 뛰어날 수 있다.

상기 제어 모듈(100)은 상기 관수 시스템(1)의 전반적인 동작을 제어한다. 예컨대, 상기 제어 모듈(100)은 관수 스케쥴에 따라서. 전력선을 통하여 수신되는 교류 전압에 기초하여 상기 복수의 전동 밸브 모듈(200 및 210)의 밸브 개폐 동작을 제어하기 미리 정해진 레벨의 직류 전압 및 제어 신호를 생성하여 상기 케이블 모듈(300)을 통하여 상기 복수의 전동 밸브 모듈(200 및 210)로 인가할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제어 모듈(100)은 220V의 교류 전압을 이용하여 12V의 직류 전압을 생성하여 상기 복수의 전동 밸브 모듈(200 및 210)의 밸브 개폐 동작에 이용할 수 있다. 그러므로 본 발명에 따른 관수 시스템(1)에서 관리자의 감전 위험은, 교류 전압을 이용하여 전동 밸브 모듈의 밸브 개폐 동작을 제어하는 일반적인 관수 시스템에 비하여, 현저히 낮을 수밖에 없다. 또한, 본 발명에 따른 관수 시스템(1)에서의 케이블은, 교류 전압을 이용하여 전동 밸브 모듈의 개폐 동작을 제어하는 관수 시스템의 케이블에 비하여, 더 가늘고 절연성이 더 낮을 수 있다. 그러므로 본 발명에 따른 관수 시스템(1)은 기존의 관수 시스템에 비하여 경제성이 뛰어날 수 있다.

상기 제어 모듈(100)의 상기 비닐 하우스(10 및 20)의 작물 재배 영역의 토양 습도 센싱 결과에 기초하여 상기 복수의 전동 밸브 모듈(200 및 210)의 밸브 개폐 동작을 제어하기 위한 직류 전압 및 제어 신호를 생성할 수도 있다. 상기 비닐 하우스(10 및 20)에서의 토양의 습도 센싱은 비닐 하우스(10 및 20)에 설치된 습도 센싱 모듈들(미도시)에 의하여 수행될 수 있다.

또한, 상기 제어 모듈(100)은 상기 관수 스케쥴 및 상기 비닐 하우스(10 및 20)에 대한 토양의 습도 센싱 결과에 기초하여 상기 양수기(400)에 대한 교류 전압의 인가 여부를 결정할 수도 있다.

도 2는 본 발명에 따른 관수 시스템(1)의 제어 모듈(100)의 블락도이다.

도 2를 참조하면, 상기 제어 모듈(100)은 콘트롤러(110), 컨버터(120), 통신 모듈(130), 데이터 저장 모듈(140), 디스플레이 모듈(150), 및 사용자 조작부(160)를 포함한다. 도 2에 도시된 상기 제어 모듈(100)의 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 상기 제어 모듈(100)은 도 2에 도시된 것보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 가질 수도 있다. 이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 각 구성 요소들의 특성에 대하여 살펴 본다.

상기 콘트롤러(110)는 상기 관수 시스템(1)의 동작에 필요한 각종 연산 및 각 구성 요소들에 대한 제어 동작을 수행할 수 있다. 상기 컨버터(120)는 상기 관수 시스템(1)의 구동의 위하여 인가되는 교류 전압에 기초하여 상기 복수의 전동 밸브 모듈(200 및 210)의 밸브 개폐 동작을 위한 직류 전압을 생성할 수 있다.

상기 통신 모듈(130)은 상기 콘트롤러(110)에 의하여 생성된 제어 신호를 상기 복수의 전동 밸브 모듈(200 및 210)로 전송할 수 있다. 상기 제어 신호는 도 1에 도시된 바와 같이 케이블 모듈(300)을 통하여 전송될 수도 있고, 이와 달리 무선 통신망을 통하여 전송될 수도 있다. 한편, 상기 무선 통신망은 무선 CAN 통신, 블루투스 통신, 지그비 통신 등의 무선 통신 기술에 기반한 통신망일 수 있다. 그러나 본 발명에 다른 관수 시스템(1)에서 제어 신호를 전송하는 무선 통신 기술이 상술한 예들로 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 통신 모듈(130)은 비닐 하우스(10 및 20)에 대한 토양의 습도 센싱 결과를 상기 케이블 모듈(300) 또는 무선 통신망을 통하여 수신할 수 있다. 또한, 상기 통신 모듈(130)은 상기 비닐 하우스(10 및 20)에 대한 토양의 습도 센싱 결과를 유/무선 통신망을 통하여 관리자의 단말기로 전송할 수도 있다.

또한, 상기 통신 모듈(130)은 유/무선 통신망을 통하여 상기 관수 시스템(1)에 대한 원격 제어 신호를 수신할 수도 있다. 그러면, 상기 콘트롤러(110)는 수신된 원격 제어 정보에 기초하여 관수 스케쥴을 생성하여 상기 데이터 저장 모듈(140)에 저장할 수 있다. 한편, 상기 유/무선 통신망은 전력선을 이용한 전력선 통신망일 수 있다. 또한, 상기 유/무선 통신망은 이동 통신망일 수도 있다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 데이터 저장 모듈(140)은 상술한 관수 스케쥴 뿐만 아니라, 상기 관수 시스템(1)의 구동을 위한 구동 프로그램, 상기 관수 시스템(1)의 구동 과정에서 생성되는 각종 데이터 등을 저장할 수 있다. 상기 데이터 저장 모듈(140)은 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory) 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.

상기 디스플레이 모듈(150)은 상기 관수 시스템(1)의 동작 상태를 나타내는 각종 정보, 상기 관수 시스템(1)에 대한 정보 입력 및 출력 과정 등을 표시할 수 있다. 상기 사용자 조작부(160)는 상기 관수 시스템(1)의 동작 상태를 제어하거나 상기 관수 시스템(1)에 대한 정보 입력에 이용될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 관수 시스템(1)의 관수 방법의 일예를 나타내는 흐름도이다. 이하, 필요한 도면들을 참조하여 상기 관수 방법을 살펴 본다.

상기 관수 시스템(1)의 제어 모듈(100)의 콘트롤러(110)는 데이터 저장 모듈(140)에 저장된 관수 스케쥴을 리드한다(S100). 그런 다음, 상기 콘트롤러(110)는 전력선을 통하여 제공되는 교류 전압에 기초하여 복수의 전동 밸브 모듈(200 및 210)의 구동을 위한 직류 전압을 생성하도록 컨버터(120)를 제어하고, 상기 복수의 전동 밸브 모듈(200 및 210)의 개폐 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다(S110).

그런 다음, 상기 콘트롤러(110)는 상기 생성된 직류 전압 및 상기 제어 신호를 케이블 모듈(300)을 통하여 상기 복수의 전동 밸브 모듈(200 및 210)로 전송하도록 통신 모듈(130)을 제어한다(S120). 그러면 상기 복수의 전동 밸브 모듈(200 및 210)은 상기 직류 전압 및 제어 신호에 응답하여 전동 밸브(202 및 212)를 개방한다.

상기 전동 밸브(202 및 212) 중 적어도 하나에 대한 개방이 완료되면, 상기 콘트롤러(110)는 상기 교류 전압을 양수기(400)로 인가한다(S130). 상기 양수기(400)에 의하여 펌핑된 물은 송수 파이프(410) 및 상기 전동 밸브 모듈(200 및 210)를 경유하여 관수 파이프(300 및 310)로 유입된다.

관수 스케쥴에 따른 관수 시간이 경과하면, 상기 콘트롤러(110)는 상기 전동 밸브 모듈(200 및 210)이 복수의 전동 밸브(202 및 212)를 닫기 위한 제어 신호를 생성하여 상기 복수의 전동 밸브 모듈(200 및 210)로 전송하고, 상기 양수기(400)로 인가되는 교류 전력을 차단할 수 있다.

도 3에서는 관수 스케쥴에 따라서 복수의 전동 밸브 모듈(200 및 210)에 포함된 복수의 전동 밸브(202 및 214) 모두가 개방되었다가 닫히는 예를 들었으나, 경우에 따라서는 상기 복수의 전동 밸브(202 및 212) 중 하나만 개방되었다가 닫힐 수도 있다. 또한, 상기 복수의 전동 밸브(202 및 212) 각각의 개방 정도는 서로 다르게 이루어질 수도 있다.

도 4는 본 발명에 따른 관수 시스템(1)의 케이블 모듈(300)의 일예를 나타낸다. 이하, 필요한 도면들을 참조하여 상기 케이블 모듈(300)의 특성을 살펴본다.

도 4를 참조하면, 상기 케이블 모듈(300)은 직류 전압을 복수의 전동 밸브 모듈(200 및 210)로 인가하기 위한 제1 케이블 모듈 쌍(300B) 및 상기 복수의 전동 밸브 모듈(200 및 210)로 제어 신호를 인가하기 위한 제2 케이블 쌍(300A)을 포함한다. 보다 상세하게는 상기 제2 케이블 쌍(300A)은 CAN(Controller Area Network) 통신에 이용되는 콘트롤 라인 쌍을 나타낸다. 그러나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

CAN 통신은 병렬로 연결된 복수의 콘트롤 유닛들을 제어하는 통신 방식으로 최초에는 자동차의 각종 전자 부품을 제어하기 위해 개발되었으나, 현재에는 자동차를 비롯하여 산업 자동화 분야, 의료 기기 분야, 건물 자동화 분야 등에 폭넓게 이용되고 있다. 이러한 CAN 통신은 노이즈에 매우 강하고 통신 속도가 최대 1Mbps로 빠르며, 비교적 먼 거리(최대 1000 미터)까지 통신이 가능한 장점을 가진다.

도 5는 본 발명에 따른 관수 시스템(1)의 케이블 모듈(300)에 전동 밸브 모듈(200) 및 센싱 모듈(500)이 연결된 것을 나타낸다. 도 5에서 상기 관수 시스템(1)은 상기 전동 밸브 모듈(200) 및 센싱 모듈(500)의 동작 제어를 위해 앞서 살펴본 CAN 통신 방식 및 12V의 직류 전압을 이용한다.

모터 콘트롤러(202)는 CAN 통신의 콘트롤 라인 쌍(CAN_H 및CAN_L)으로부터 제어 신호를 수신하여 전동 밸브(204)의 개폐 동작을 제어할 수 있다. 센서 콘트롤러(502)는 CAN 통신의 콘트롤 라인 쌍(CAN_H 및CAN_L)으로부터 제어 신호를 수신하여 습도 센서(504)의 습도 센싱 동작을 제어할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 달리, 센싱 모듈은 토양의 습도 센싱 결과를 근거리 무선 통신을 이용하여 상기 제어 모듈(100)의 통신 모듈(130)로 전송할 수도 있다.

도 6은 2개의 케이블로 구현된 본 발명에 따른 관수 시스템(1)의 케이블 모듈에 인가되는 전압 및 신호의 일예를 나타낸다.

도 6을 참조하면, 상기 케이블 모듈(300)에는 12V의 직류 전압이 인가되며, 상기 직류 전압을 공급하기 위한 제1 라인 라인(DC(+))을 통해서는 복수의 전동 밸브 모듈(200 및 210)의 개폐를 제어하기 위한 제어 신호도 전송될 수 있음을 알 수 있다. 상기 직류 전압을 공급하기 위한 제2 라인(DC(-))은 상기 직류 전압 및 상기 제어 신호에 대한 그라운드 라인이다. 이하, 도 6에 도시된 전압 및 제어 신호의 인가에 기초한 상기 관수 시스템(1)의 관수 동작을 살펴 본다.

상기 관수 시스템(1)의 제어 모듈(100)은 관수 스케쥴에 따라서, T1 내지 T2 구간에서 제어 신호를 상기 복수의 전동 밸브 모듈(200 및 210)로 인가하여 전동 밸브(202 및 212)를 개방시키고, 상기 전동 밸브(202 및 212) 개방이 완료된 T2 시점에서 양수기(400)에 교류 전압을 인가한다. 그러면 상기 관수 시스템(1)의 관수가 개시된다.

상기 양수기(400)에 교류 전압이 인가된 다음 차단되는 구간인 T2 내지 T3 구간이 상기 관수 시스템(1)의 관수 시간이 된다. 상기 관수 시간이 경과하면 상기 제어 모듈(100)은 T3 내지 T4 구간 동안 상기 복수의 전동 밸브 모듈(200 및 210)에 상기 전동 밸브(202 및 212)를 닫기 위한 제어 신호를 인가한다. 상기 제어 신호의 인가가 완료되는 T4 시점이 상기 관수 시스템(1)의 관수 스케쥴이 완료되는 시점이다.

도 7은 본 발명에 따른 관수 시스템(1)을 댁내(600)에서 원격으로 제어하는 것을 개념적으로 나타낸 것이다.

관리자는 댁내(600)에서 개인용 컴퓨터 등의 단말기(610)에서 관수 제어 프로그램을 실행하고, 상기 관수 제어 프로그램을 이용하여 상기 관수 시스템(1)을 제어하기 위한 원격 제어 정보를 생성하고, 상기 생성된 원격 제어 정보를 네트워크(700)를 통하여 관수 시스템(1)으로 전송한다. 그러면, 상기 관수 시스템(1)은 상기 수신된 원격 제어 정보에 기초하여 관수 스케쥴을 생성하고 상기 생성된 스케쥴에 기초하여 관수 동작을 수행할 수 있다.

한편, 상기 네트워크에는 상기 관수 시스템(1)에 교류 전력을 공급하는 전력망일 수 있고, 유/무선 통신 네트워크일 수 있다. 또한, 관리자는 이동 통신 단말기를 이용하여 상기 관수 시스템(1)을 원격 제어할 수 있다.

도 8은 개인용 컴퓨터(610)에서 실행된 관수 제어 프로그램의 실행화면을 나타낸다. 도 9는 이동 단말기에서 실행된 관수 프로그램 실행 화면을 나타낸다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 사용자는 상기 개인용 컴퓨터(610) 또는 이동 단말기(610')에서 관수 제어 프로그램을 실행하여 상기 관수 시스템(1)의 관수 시간, 관수 대상 등을 설정할 수 있음을 알 수 있다. 도 8 및 도 9에 도시되지는 않았으나, 상기 관리자는 상기 관수 제어 프로그램을 이용하여 전동 밸브 모듈(200 및 210)의 밸브 개폐 정도, 관수 대상인 비닐 하우스들에 대한 관수 순서 등을 설정할 수도 있다.

도 10은 본 발명에 따른 관수 시스템(1)의 관수 방법의 일예를 나타내는 흐름도이다. 이하, 필요한 도면들을 참조하여 상기 관수 방법을 살펴본다.

관리자가 단말기에서 관수 제어 프로그램을 실행하고, 상기 관수 제어 프로그램을 이용하여 상기 관수 시스템(1) 제어를 위한 원격 제어 정보를 생성한다(S200). 그런 다음, 상기 사용자는 상기 단말기를 이용하여 상기 생성된 원격 제어 정보를 네트워크를 통하여 전송한다(S210). 앞서 살펴본 바와 같이, 상기 네트워크는 각종 유/무선 인터넷망, 전력통신망, 이동 통신망 등일 수 있다.

상기 관수 시스템(1)의 통신 모듈(130)은 상기 네트워크를 통하여 상기 원격 제어 정보를 수신하고(S230), 상기 관수 시스템(1)의 콘트롤러(110)는 상기 수신된 원격 제어 정보에 기초하여 관수 스케쥴을 생성한다(S240). 상기 생성된 관수 스케쥴은 상기 관수 시스템(1)의 데이터 저장 모듈(140)에 저장될 수 있다.

상기 관수 스케쥴이 생성되면, 상기 콘트롤러(110)는 상기 관수 스케쥴에 따라서 직류 전압 및 제어 신호를 생성하고(S250), 상기 생성된 직류 전압 및 제어 신호를 복수의 전동 밸브 모듈(200 및 210)로 전송하고 양수기(400)에 교류 전압을 인가함으로써 관수 동작을 개시할 수 있다.

이상에서는 도 1 내지 도 10을 참조하여, 하나의 비닐 하우스에 하나의 관수 파이프만 설치된 경우에 있어서, 본 발명에 따른 관수 시스템(1)의 관수 동작에 관하여 살펴 보았다. 이하에서는 도 11 내지 도 14를 참조하여 하나의 비닐 하우스에 복수의 관수 파이프가 설치된 경우에 있어서, 본 발명에 따른 관수 시스템(1)의 관수 동작에 대해 살펴 본다.

도 11은 복수의 작물 재배 영역을 포함하는 비닐 하우스(30)의 일예를 나타낸다. 도 11을 참조하면, 상기 비닐 하우스(30)의 작물 재배 영역이 상기 비닐 하우스(30)의 길이 방향으로 제1 내지 제3 작물 재배 영역(AREA1, AREA2, 및 AREA3)으로 구분됨을 알 수 있다.

도 12는 도 11에 도시된 비닐 하우스(30)에 설치된 관수 시스템(1)을 나타낸다. 참고로, 도 12에는 관수를 작물 재배 영역별로 수행하는 특징을 설명하는데 필요한 상기 관수 시스템(1)의 구성요소들만 간략하게 도시되었다. 도 12에 도시되지 않은 상기 관수 시스템(1)의 구성요소들은 도 1 도는 도 2를 참조할 수 있다.

도 12를 참조하면, 상기 관수 시스템(1)은 복수의 전동 밸브 모듈(220, 230, 및 240), 복수의 관수 파이프(320, 330, 및 340), 및 복수의 습도 센싱 모듈(510, 520, 및 530)을 포함한다.

상기 복수의 관수 파이프(320, 330, 및 340)는 작물 재배 시설인 비닐 하우스에 설치되고, 각각이 상기 비닐 하우스의 복수의 작물 재배 영역(AREA1, AREA2, 및 AREA3) 중 대응되는 작물 재배 영역을 커버한다. 보다 상세하게는, 제1 관수 파이프(320)는 제1 작물 재배 영역(AREA1)에 대한 관수를 담당하고, 제2 관수 파이프(330)는 제2 작물 재배 영역(AREA2)에 대한 관수를 담당하고, 제3 관수 파이프(340)는 제3 작물 재배 영역(AREA3)에 대한 관수를 담당한다.

상기 복수의 전동 밸브 모듈(220, 230, 및 240)은 상기 복수의 관수 파이프(320, 330, 및 340) 중 대응되는 관수 파이프에 설치된다. 도면에 도시되지는 않았으나, 상기 복수의 전동 밸브 모듈(220, 230, 및 240)은 앞서 살펴본 바와 같이 케이블 모듈(300)에 의하여 서로 병렬로 연결될 수 있다.

또한, 상기 케이블 모듈(300)은 도 4에 도시된 바와 같이 직류 전압을 공급하기 위한 제1 케이블 쌍과 제어 신호를 전송하기 위한 제2 케이블 쌍으로 구현될 수 있고, 도 6에 도시된 바와 같이 직류 전압과 제어 신호를 동시에 전송하기 위한 하나의 케이블 쌍으로 구현될 수도 있다.

상기 습도 센싱 모듈(510, 520, 및 530)은 상기 복수의 작물 재배 영역(AREA1, AREA2, 및 AREA3)의 토양의 습도를 감지할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 습도 센싱 모듈(510, 520, 및 530) 각각은 센서 콘트롤러와 습도 센서로 구현될 수 있다.

상기 관수 시스템(1)의 제어 모듈(100)은 상기 복수의 습도 센싱 모듈(510, 520, 및 530)에 의한 토양의 습도 감지 결과에 기초하여, 전력선을 통하여 수신되는 교류 전압에 기반하여 상기 복수의 전동 밸브 모듈(220, 230, 및 240)의 밸브 개폐 동작을 제어하기 위한 직류 전압과 제어 신호를 생성할 수 있다.

여기서, 상기 제어 신호는 상기 복수의 작물 재배 영역(AREA1, AREA2, 및 AREA3) 중 감지된 토양의 습도가 미리 정해진 범위 이내인 작물 재배 영역에 대응되는 전동 밸브 모듈의 개폐 동작만을 제어하기 위한 신호일 수 있다.

그런 다음, 상기 제어 모듈(100)은 상기 직류 전압 및 제어신호를 상기 복수의 전동 밸브 모듈(220, 230, 및 240)로 전송한다. 그러면, 상기 복수의 전동 밸브 모듈(220, 230, 및 240)의 모터 콘트롤러(224, 234, 및 244)는 상기 직류 전압 및 제어 신호에 응답하여 전동 밸브(222, 232, 및 242)의 개폐 동작을 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어 모듈(100)은 상기 습도 센싱 모듈(510, 520, 및 530)에 의하여 센싱된 토양의 습도를 통신 모듈(130)을 통하여 관리자의 단말기로 전송할 수 있다. 그러면 관리자는 상기 단말기를 통하여 수신된 토양의 습도를 보고 상기 관수 시스템(1)의 관수 스케쥴을 생성하기 위한 원격 제어 정보를 생성하여 상기 관수 시스템(1)으로 전송할 수 있다. 그러면, 상기 관수 시스템(1)의 제어 모듈(100)은 상기 원격 제어 정보에 기초하여 관수 스케쥴을 생성하고, 상기 생성된 관수 스케쥴에 따라 관수 동작을 수행할 수 있다. 한편, 상기 센싱된 토양의 습도 및 원격 제어 정보는 각종 유/무선 통신망을 통하여 송수신될 수 있다.

도 13은 도 12에 도시된 본 발명에 따른 관수 시스템(1)의 구동 방법을 나타내는 흐름도이다. 이하, 필요한 도면들을 참조하여 상기 관수 시스템(1)의 구동 방법을 살펴 본다.

상기 관수 시스템(1)의 복수의 습도 센싱 모듈(510, 520, 및 530)은 비닐 하우스(30)의 복수의 작물 재배 영역(AREA1, AREA2, 및 AREA3) 각각의 토양의 습도를 감지한다(S300). 상기 토양의 습도가 감지되면, 제어 모듈(100)은 상기 토양의 습도 감지 결과에 기초하여 관수가 필요한 작물 재배 영역을 선택한다(S310).

그런 다음, 상기 제어 모듈(100)은 상기 선택된 작물 재배 영역에 대응되는 전동 밸브 모듈의 개폐 동작을 제어하기 위한 직류 전압 및 제어 신호를 생성하고(S320), 상기 생성된 직류 전압 및 제어 신호를 케이블 모듈(300)을 통하여 상기 선택된 전동 밸브 모듈로 인가한다(S330). 그러면 상기 선택된 전동 밸브 모듈은 상기 직류 전압 및 제어 신호에 응답하여 전동 밸브를 개방한다.

상기 선택된 전동 밸브 모듈의 전동 밸브 개방 동작이 완료되면, 상기 제어 모듈(100)은 교류 전압을 양수기(400)로 인가하여 관수 동작을 개시한다(S340).

관수 동작이 개시된 이후, 상기 선택된 작물 재배 영역의 토양의 습도가 일정 수준에 도달한 것이 상기 선택된 재배 영역에 설치된 습도 센싱 모듈에 의하여 감지되면, 상기 제어 모듈(100)은 상기 개방된 전동 밸브를 닫기 위한 제어 신호를 생성하여 상기 선택된 재배 영역에 대응되는 전동 밸브 모듈로 전송할 수 있다.

만약, 복수의 작물 재배 영역이 선택되어 그에 대한 관수 동작이 수행되었으며, 상기 선택된 복수의 작물 재배 영역 모두의 토양의 습도가 일정 수준에 도달하면, 상기 제어 모듈(100)은 양수기(400)로 인가되는 교류 전압을 차단할 수도 있다.

도 12 및 도 13을 참조하여 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 관수 시스템(1)은 비닐 하우스의 토양의 습도 센싱 결과에 기초하여 작물 재배 영역별로 관수 동작을 자동으로 수행할 수 있다.

도 14는 비닐 하우스에 설치된 관수 시스템(1)의 다른 예를 나타낸다. 도 14를 참조하면, 비닐 하우스(40)의 작물 재배 영역을 길이 방향으로 복수의 작물 재배 영역(AREA1, AREA2, 및 AREA3)으로 구분됨을 알 수 있다. 또한, 상기 관수 시스템(1)의 복수의 관수 파이프(350, 360, 및 370)는 상기 복수의 작물 재배 영역(AREA1, AREA2, 및 AREA3) 중 대응되는 작물 재배 영역을 커버하며, 상기 비닐 하우스의 길이 방향으로 설치된 것을 알 수 있다.

상기 관수 시스템(1)의 습도 센싱 모듈들(540)에 의한 토양의 습도 센싱 결과에 따른, 상기 복수의 관수 파이프(350, 360, 및 370)에 설치된 전동 밸브 모듈(250, 250, 및 260)의 개폐 동작 제어는 앞서 도 12 및 도 13을 참조하여 설명한 바에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 그러므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 명세서에서 살펴본, 본 발명에 따른 관수 시스템(1)의 관수 방법들 각각은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

1: 관수 시스템 10-40: 비닐 하우스
100: 제어 모듈 110: 콘트롤러
120: 컨버터 130: 통신 모듈
140: 데이터 저장 모듈 150: 디스플레이 모듈
160: 사용자 조작부 200-250: 전동 밸브 모듈
300-370: 관수 파이프 400: 양수기
410: 송수 파이프 500: 센싱 모듈
600: 댁내 700: 네트워크

Claims (15)

1. 작물 재배 시설에 설치된 관수 파이프들에 설치되는 복수의 전동 밸브 모듈;
   상기 복수의 전동 밸브 모듈에 연결된 제1 및 제2 케이블;
   교류 전압 공급을 위한 전력선 또는 유/무선 네트워크를 통하여 원격 제어 정보를 수신하는 통신 모듈;
   상기 작물 재배 시설의 토양의 습도를 주기적으로 감지하는 복수의 센싱 모듈; 및
   상기 원격 제어 정보 및 상기 복수의 센싱 모듈에 의한 습도 감지 결과에 기초하여 관수 스케줄을 생성하고,
   상기 관수 스케줄에 따라서, 상기 교류 전압에 기초하여 상기 복수의 전동 밸브 모듈 구동용 직류 전압 및 개폐 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하며,
   상기 관수 스케줄에 따라서, 상기 교류 전압을 양수기로 인가하고, 상기 직류 전압을 상기 제1 및 제2 케이블을 통하여 상기 복수의 전동 밸브 모듈로 인가하며, 상기 제어 신호를 상기 제1 및 제2 케이블 중 하나를 통하여 상기 복수의 전동 밸브 모듈로 인가하는 제어모듈을 포함하며,
   상기 제어모듈은,
   상기 복수의 센싱 모듈을 통한 습도 감지 결과에 기초하여 상기 관수 스케줄을 생성하는 경우,
   상기 복수의 전동 밸브 모듈 중, 상기 복수의 센싱 모듈 중 미리 정해진 범위 내의 습도가 감지되는 센싱 모듈에 대응되는, 전동 밸브 모듈만을 구동시키기 위한 직류 전압 및 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 관수 시스템(irrigation system).
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 제어 모듈은,
   상기 교류 전압에 기초하여 상기 직류 전압을 생성하는 컨버터;
   상기 원격 제어 정보 및 상기 습도 감지 결과에 기초하여 상기 관수 스케줄을 생성하는 콘트롤러; 및
   상기 관수 스케쥴을 저장하는 데이터 저장 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 관수 시스템.
6. 제1항에 있어서, 상기 통신 모듈은,
   이동 통신망을 통하여 상기 원격 제어 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 관수 시스템.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제

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