KR101545615B1 - 야생식물의 생육과정 모니터링 시스템 - Google Patents

야생식물의 생육과정 모니터링 시스템 Download PDF

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(유)엠탑코리아
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Abstract

이 발명은 특별관리임산물이나 멸종위기식물 등과 같은 야생식물의 야생 서식지에서의 생육과정을 원격지에서 자동으로 모니터링하는 시스템에 관한 것이다.
이 발명에 따른 야생식물의 생육과정 모니터링 시스템은, 관리자 시스템과 다수의 야생식물 서식지에 설치되는 다수의 모니터링단말기들을 포함한다. 상기 관리자시스템은 상기 다수의 모니터링단말기들로부터 서식지 정보와 지역 정보와 해당 서식지에서 생육중인 개체수와, 개체별 신규 등록일자와, 개체마다 일자별 생육 상태(개체의 키 정보를 포함함)와, 서식지의 일자별 토양 상태 및 외부 환경 상태와, 자연번식된 신규 개체수 등의 정보를 입력받아 저장하고, 지역별, 토양 조건별, 외부 환경 조건별 상기 야생식물의 성장 상태를 비교하여 최적의 생육 환경을 도출한다. 상기 모니터링단말기는 서식지 정보와 지역 정보와 해당 서식지에서 생육중인 개체수와, 개체별 신규 등록일자와, 개체마다 일자별 생육 상태(개체의 키 정보를 포함함)와, 서식지의 일자별 토양 상태 및 외부 환경 상태와, 자연번식된 신규 개체수 등의 정보를 수집하여 상기 관리자시스템에게 전송한다.

Description

야생식물의 생육과정 모니터링 시스템 {Growth Process Monitoring System for Wild Plants}
이 발명은 야생식물의 생육과정 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 특별관리임산물이나 멸종위기식물 등과 같은 야생식물의 야생 서식지에서의 생육과정을 원격지에서 자동으로 모니터링하는 시스템에 관한 것이다.
산양삼등 특별관리임산물의 품질강화를 위한 특별관리임산물 품질관리제도가 2011년 7월 25일부터 시행됨에 따라, 산양삼을 생산하고 있거나 생산하고자 하는 자는 의무적으로 서식지 관할 시, 군에 신고하여, 특별관리임산물 생산적합성조사를 받아야 한다. 한편, 환경부에서는 자연적 또는 인위적 위협요인으로 개체수가 현저하게 감소되어 멸종할 위험이 높은 종을 멸종위기생물로 지정하여 관리하고 있는 바, 현재 우리나라에서 멸종위기식물로 지정된 육상식물은 64종에 이른다.
이러한 특별관리임산물과 멸종위기식물은 서식지 훼손과 남획 등의 인위적인 요인과 함께 기후변화와 생태계 불균형 등으로 인한 서식환경 악화로 생존에 위협을 받고 있다. 멸종위기에 처한 종의 증식과 복원을 통해 자생력을 강화하고 건강한 생태계를 회복시키기 위해, 특별관리임산물과 멸종위기식물을 지속적으로 주의깊게 관리해야 할 필요가 있다. 이를 위해, 특별관리임산물이나 멸종위기식물 등의 야생식물이 야생 환경에서 어떻게 성장하는 지를 지속적으로 모니터링하면서 그 생육 상태를 기록하고 관리해야 할 필요가 있다.
그러나, 특별관리임산물이나 멸종위기식물의 서식 환경은 숲속, 산허리, 습지, 산골과 같이 인적이 드문 경우가 많다. 따라서, 관리자가 야생식물 서식지를 주기적으로 직접 방문하여 야생식물의 성장 상태를 모니터링하고 기록하기는 매우 어렵고, 이로 인해 많은 인력과 비용이 소요되는 문제점이 있다.
식물의 생육 상태를 원격에서 모니터링하는 선행특허로서, 대한민국 공개특허 제2011-0081710호, "원격 식물생육 모니터링 시스템"에는, 과원에 원격으로 위치를 조절할 수 있는 카메라를 설치하여 작업자가 현장에 직접 가지 않더라도 식물의 생육상황을 일정 시간별로 모니터링할 수 있는 원격 식물생육 모니터링 시스템이 개시되어 있다.
다른 선행특허로서, 대한민국 공개특허 제2014-0114089호, "원예시설 감시 제어시스템 및 방법"에는 스마트기기와 인터넷이 연결된 컴퓨터로 원예시설 내의 환경과 기계장치를 모니터링하고 이를 제어할 수 있도록 하는 기술이 개시된다. 이 선행특허는 작물 생육단계별 최적의 생장환경을 갖도록 DB화된 자료를 기준으로 최적 제어값에 따라 원예시설의 온도, 습도, 이산화탄소, 광 조건을 정밀 조절하여 에너지 절감을 도모하고 외부에서도 원격으로 시설 환경의 모니터링 및 기기와 창, 커튼 등의 다단계 제어가 가능하도록 한다.
또 다른 선행특허로서, 대한민국 공개특허 제2014-0105053호, "온실환경에서 작물의 최적 생장 환경을 제공하기 위한 시스템 및 그 방법"은 시설재배가 가능한 온실 환경이나 식물공장 내에서 작물을 생육하는데 필요한 환경적 요소들(온도, 습도, 조도, 일조시간, CO2농도 등)을 제어 장치(히터, 환풍기, 분사펌프, LED 등)를 수동이나 자동화 시스템을 통해 작물이 성장하기에 알맞은 환경을 유지시켜 주는 기술이 개시된다.
또 다른 선행특허로서, 대한민국 등록특허 제1415933호, "식물 생장 모니터링 시스템"에는, 식물이 자라는 생장 환경을 모니터링하고, 식물이 최적 환경에서 자랄 수 있도록 사용자를 안내하는 시스템이 개시된다.
또 다른 선행특허로서, 대한민국 등록특허 제1263752호, "식물 생장 모니터링 시스템 및 그를 이용한 식물 생장 모니터링 방법"에는, 식물 공장 내에서 생장 하는 식물의 크기를 효율적으로 측정할 수 있는 기술이 개시된다.
상술한 선행특허들은 온실, 비닐하우스나 식물공장 등과 같이 실내 농장에서 재배하는 단일 식물의 생육 상태를 모니터링하고 최적의 생육 환경을 유지시키기 위해 적합하며, 이 발명과 같이 야생 환경에서 생육하는 야생식물을 모니터링하기에는 적합하지 않다.
또한, 상술한 선행특허들에는 다수의 지역에서 동일 야생식물의 생육 상태를 동시에 모니터링하여 최적의 생육 환경 조건을 도출하기 위한 기술은 전혀 기재되어 있지 않다.
대한민국 공개특허 제2014-0114089호
대한민국 공개특허 제2011-0081710호
대한민국 공개특허 제2014-0105053호
대한민국 등록특허 제1415933호
대한민국 등록특허 제1263752호
이 발명은 야생 환경에서 자라는 야생식물의 생육 상태를 자동으로 모니터링하는 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. 또한, 이 발명은 다수의 지역의 다른 생육 환경에서 자라는 동일 야생식물들의 생육 상태를 동시에 모니터링하여 상기 야생식물의 최적의 생육 환경 조건을 도출하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 이 발명에 따른 야생식물의 생육과정 모니터링 시스템은, 관리자 시스템과 다수의 야생식물 서식지에 설치되는 다수의 모니터링단말기들을 포함하고,
상기 관리자시스템은 상기 다수의 모니터링단말기들로부터 서식지 정보와 지역 정보와 해당 서식지에서 생육중인 개체수와, 개체별 신규 등록일자와, 개체마다 일자별 생육 상태(개체의 키 정보를 포함함)와, 서식지의 일자별 토양 상태 및 외부 환경 상태와, 자연번식된 신규 개체수 등의 정보를 입력받아 저장하고, 지역별, 토양 조건별, 외부 환경 조건별 상기 야생식물의 성장 상태를 비교하여 최적의 생육 환경을 도출하고,
상기 모니터링단말기는 서식지 정보와 지역 정보와 해당 서식지에서 생육중인 개체수와, 개체별 신규 등록일자와, 개체마다 일자별 생육 상태(개체의 키 정보를 포함함)와, 서식지의 일자별 토양 상태 및 외부 환경 상태와, 자연번식된 신규 개체수 등의 정보를 수집하여 상기 관리자시스템에게 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는 상기 모니터링단말기는 서식지의 영상과 상기 서식지에서 생육중인 개체들의 영상을 촬영하는 카메라와, 상기 카메라를 수평방향 및 수직방향으로 이동시키는 카메라이동부와, 상기 서식지 토양의 상태를 감지하는 토양감지부와, 상기 서식지의 외부 환경 상태를 감지하는 환경감지부와, 상기 개체의 키를 측정하는 키측정부와, 상기 키측정부를 상기 개체의 키를 측정하기 위한 위치로 이동시키는 키측정부이동부와, 상기 서식지의 영상으로부터 신규 개체의 위치를 검출하고 신규 개체를 등록하며 상기 카메라와 상기 카메라이동부와 상기 키측정부와 상기 키측정부이동부를 제어하여 일정 주기마다 상기 서식지에서 생육중인 개체들의 영상을 획득하고 키를 측정하여 저장부에 저장하는 제어부를 포함한 것을 특징으로 한다.
이 발명에 따르면 야생 환경에서 자라는 야생식물의 생육 상태를 자동으로 모니터링할 수 있고, 다수의 지역의 다른 생육 환경에서 자리는 동일 야생식물들의 생육 상태를 동시에 모니터링하여 상기 야생식물의 최적의 생육 환경 조건을 도출할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 이 발명에 따른 야생식물 생육과정 모니터링 시스템의 구성도이다.
도 2는 이 발명에 따른 모니터링단말기의 내부 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 이 발명의 한 실시예에 따른 야생식물 생육과정 모니터링 시스템을 상세하게 설명한다.
도 1은 이 발명에 따른 야생식물 생육과정 모니터링 시스템의 구성도이다.
이 발명에 따른 야생식물 생육과정 모니터링 시스템은, 관리자 시스템(110)과 다수의 야생식물 서식지에 설치되는 다수의 모니터링단말기(120)를 포함한다. 관리자시스템(110)과 다수의 모니터링단말기(120)는 인터넷을 통해 통신한다. 야생식물 서식지는 다수의 지역에 분포되는 것이 바람직하다.
관리자시스템(110)은 다수의 모니터링단말기(120)들로부터 서식지 정보와 지역 정보와 해당 서식지에서 생육중인 개체수와, 개체별 신규 등록일자와, 개체마다 일자별 생육 상태(개체의 키 정보를 포함함)와, 서식지의 일자별 토양 상태 및 외부 환경 상태와, 자연번식된 신규 개체수 등의 정보를 입력받아 저장하고, 이를 기반으로 지역별, 토양 조건별, 외부 환경 조건별 상기 야생식물의 성장 상태를 비교하여 최적의 생육 환경을 도출한다.
상기 최적의 생육 환경은 신규 등록 후 성장속도가 임계속도 이하가 될 때까지의 기간이 가장 짧은 지역, 토양 조건, 외부 환경 조건을 도출할 수 있다. 또는 최적의 생육 환경은 신규 등록 후 성장속도가 임계속도 이하가 된 후의 키가 가장 큰 지역, 토양 조건, 외부 환경 조건을 도출할 수 있다. 또는 최적의 생육 환경은 자연번식된 신규 개체수가 가장 많은 지역, 토양 조건, 외부 환경 조건을 도출할 수 있다. 또는 최적의 생육 환경 조건은 개체의 잎 수를 기반으로 도출될 수도 있다. 개체의 성장 특성에 따라 최적의 생육 환경 조건을 도출하기 위한 기준이 달라질 수 있음은 자명하다.
모니터링단말기(120)는 서식지 정보와 지역 정보와 해당 서식지에서 생육중인 개체수와, 개체별 신규 등록일자와, 개체마다 일자별 생육 상태(개체의 키 정보를 포함함)와, 서식지의 일자별 토양 상태 및 외부 환경 상태와, 자연번식된 신규 개체수 등의 정보를 수집하여 관리자시스템(110)에게 전송한다.
도 2는 이 발명에 따른 모니터링단말기의 내부 구성도이다.
이 모니터링단말기는, 서식지 영상 및 상기 서식지에서 생육중인 개체들의 영상을 촬영하는 카메라(211)와, 상기 카메라(211)를 수평방향 및 수직방향으로 이동시키는 카메라이동부(212)와, 상기 서식지 토양의 상태를 감지하는 토양감지부(213)와, 상기 서식지의 외부 환경 상태를 감지하는 환경감지부(214)와, 상기 개체의 키를 측정하는 키측정부(215)와, 상기 키측정부(215)를 상기 개체의 키를 측정하기 위한 위치로 이동시키는 키측정부이동부(216)와, 상기 서식지 영상으로부터 신규 개체의 위치를 검출하고 신규 개체를 등록하며 상기 카메라(211)와 상기 카메라이동부(212)와 상기 키측정부(215)와 상기 키측정부이동부(216)를 제어하여 일정 주기마다 상기 서식지에서 생육중인 개체들의 영상을 획득하고 키를 측정하여 저장부(217)에 저장하는 제어부(218)를 포함한다.
상기 제어부(218)는 현 주기에서 측정된 특정 개체의 영상 또는 키와 이전 주기에서 측정된 상기 특정 개체의 영상 또는 키를 비교하여 이상 여부를 판단하고, 이상 발생이 감지되면 관리자의 연락처에 알람하거나, 인근 경찰서 등에 신고한다. 멸종위기식물이 불법 도난, 채취될 경우 서식지 영상에서 상기 개체가 사라지고, 해당 개체의 위치에서의 키측정시 갑작스럽게 키 측정값이 변화된다. 이럴 경우, 제어부는 이상 상태로 판단하고 해당 관리자의 연락처로 알람한다. 이를 위해 저장부(217)는 상기 관리자의 연락처를 저장하는 것이 바람직하다.
상기 모니터링단말기는 상기 제어부(218)의 제어를 받아 상기 카메라(211)와 상기 키측정부(215)의 이물질을 제거하는 세척부(219)를 더 포함한다. 카메라이동부(212)와 키측정부이동부(216)는 별개의 구성 또는 일체된 구성으로 구현될 수 있다.
상기 토양감지부(213)는 지온감지센서, 지습감지센서, 성분감지센서를 포함한다.
상기 환경감지부(214)는 온도감지센서, 습도감지센서, 이산화탄소감지센서, 풍향감지센서, 풍속감지센서, 조도감지센서, 강우량감지센서를 포함한다.
상기 카메라(211)는 360도 PTZ, FULL HD 해상도를 지원하며 지그에 고정되어 카메라이동부(212)에 장착된다. 카메라이동부(212)는 카메라(211)가 장착된 지그를 수평형가이드를 따라 이동시킴으로써, 한 대의 카메라가 이동하면서 서식지에서 생육중인 모든 개체들의 영상을 촬영할 수 있도록 한다. 또한, 카메라이동부(212)는 상기 카메라(211)가 장착된 지그를 수직형 가이드를 따라 이동시킴으로써 하나의 개체에 대해 다양한 각도에서의 영상을 촬영할 수 있도록 한다.
이하, 이 발명에 따른 야생식물 생육과정 모니터링 시스템의 동작을 설명한다.
야생식물 서식지에 이 발명에 따른 모니터링 단말기를 설치한다. 카메라이동부(212)는 카메라(211)를 이동시키고, 키측정부이동부(216)는 키측정부(215)를 이동시키도록 설치된다.
제어부(218)의 제어에 따라 카메라(211)가 서식지 전역 영상을 촬영하고, 제어부(218)는 서식지 전역 영상을 이전 영상과 비교하여 새로운 개체가 생성되었는지를 판독한다. 새로운 신규 개체가 생성되었으면 그 신규 개체에 식별자를 부여하고 위치를 파악하며, 신규 개체의 위치 정보와 식별자와 영상을 저장부(217)에 신규 등록한다. 제어부(218)는 상기 신규 개체가 인위적인 번식없이 신규 등록된 개체이면 자연번식된 신규 개체수를 증가시킨다.
이후, 제어부(218)는 카메라이동부(212)와 키측정부이동부(216)와 카메라(211)와 키측정부(215)를 제어하여, 카메라(211)와 키측정부(215)를 이동시키면서 해당 서식지에서 생육중인 각 개체들의 영상과 키 정보를 획득하여 저장부(217)에 저장한다. 또한, 제어부(218)는 토양감지부(213)와 환경감지부(214)를 통해 획득된 토양 정보와 환경 정보를 저장부(217)에 저장한다.
제어부(218)는 저장부에 저장된 서식지 정보와 지역 정보와 해당 서식지에서 생육중인 개체수와, 개체별 신규 등록일자와, 개체마다 일자별 생육 상태(개체의 키 정보를 포함함)와, 서식지의 일자별 토양 상태 및 외부 환경 상태와, 자연번식된 신규 개체수 등의 정보를 주기적으로 관리자시스템(110)에게 전송한다.
또한, 제어부(218)는 현 주기에서 측정된 특정 개체의 영상 또는 키와, 이전 주기에서 측정된 상기 특정 개체의 영상 또는 키를 비교하여 해당 특정 개체의 이상 여부를 판단한다. 예컨대, 상기 영상에서 상기 특정 개체 이미지가 존재하지 않거나 상기 특정 개체의 측정된 키가 임계값 이상으로 급격하게 변동되면 이상 상태로 판단한다. 제어부(218)는 이상 상태로 판단되면, 관리자, 관리자시스템, 인근 경찰서 등에 알람 메시지를 전송할 수 있다.
관리자시스템(110)은 다수의 지역에 분포된 다수의 모니터링단말기들로부터 서식지 정보와 지역 정보와 해당 서식지에서 생육중인 개체수와, 개체별 신규 등록일자와, 개체마다 일자별 생육 상태(개체의 키 정보를 포함함)와, 서식지의 일자별 토양 상태 및 외부 환경 상태와, 자연번식된 신규 개체수 등의 정보를 주기적으로 입력받아 저장한다. 관리자시스템(110)은 특정 야생식물에 대해 지역별, 토양 조건별, 외부 환경 조건별 해당 야생식물의 성장 상태를 비교하여 최적의 생육 환경을 도출한다. 최적의 생육 환경은 야생식물의 생장 조건에 따라 다르게 설정될 수 있다. 이로써, 해당 야생식물이 가장 잘 자랄 수 있는 지역, 토양조건, 외부환경조건 등이 도출될 수 있다.
모니터링단말기는 화재감지센서를 더 포함하여, 산불이나 기타 화재발생시 관리자시스템, 관리자, 인근 경찰서, 소방서 중 적어도 하나에 알람 메시지를 전송할 수도 있다.
또한, 모니터링단말기는 태양광발전장비를 포함하여 축전지에 충전하였다가 정전이나 낙뢰에 의해 전원공급이 불량하면 비상전원으로 활용할 수 있다.
이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
110 : 관리자시스템 120 : 모니터링단말기
211 : 카메라 212 : 카메라이동부
213 : 토양감지부 214 : 환경감지부
215 : 키측정부 216 : 키측정부이동부
217 : 저장부 218 : 제어부
219 : 세척부

Claims (6)

  1. 관리자 시스템과 다수의 야생식물 서식지에 설치되는 다수의 모니터링단말기들을 포함하고,
    상기 관리자시스템은 상기 다수의 모니터링단말기들로부터 서식지 정보와 지역 정보와 해당 서식지에서 생육중인 개체수와, 개체별 신규 등록일자와, 개체마다 개체의 키 정보를 포함하는 일자별 생육 상태와, 서식지의 일자별 토양 상태 및 외부 환경 상태와, 자연번식된 신규 개체수 정보를 입력받아 저장하고, 지역별, 토양 조건별, 외부 환경 조건별 상기 야생식물의 성장 상태를 비교하여 최적의 생육 환경을 도출하고,
    상기 모니터링단말기는 서식지 정보와 지역 정보와 해당 서식지에서 생육중인 개체수와, 개체별 신규 등록일자와, 개체마다 개체의 키 정보를 포함하는 일자별 생육 상태와, 서식지의 일자별 토양 상태 및 외부 환경 상태와, 자연번식된 신규 개체수 정보를 수집하여 상기 관리자시스템에게 전송하는 것을 특징으로 하는 야생식물의 생육과정 모니터링 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 모니터링단말기는 서식지의 영상과 상기 서식지에서 생육중인 개체들의 영상을 촬영하는 카메라와,
    상기 카메라를 수평방향 및 수직방향으로 이동시키는 카메라이동부와,
    상기 서식지 토양의 상태를 감지하는 토양감지부와,
    상기 서식지의 외부 환경 상태를 감지하는 환경감지부와,
    상기 개체의 키를 측정하는 키측정부와,
    상기 키측정부를 상기 개체의 키를 측정하기 위한 위치로 이동시키는 키측정부이동부와,
    상기 서식지의 영상으로부터 신규 개체의 위치를 검출하고 신규 개체를 등록하며 상기 카메라와 상기 카메라이동부와 상기 키측정부와 상기 키측정부이동부를 제어하여 일정 주기마다 상기 서식지에서 생육중인 개체들의 영상을 획득하고 키를 측정하여 저장부에 저장하는 제어부를 포함한 것을 특징으로 하는 야생식물의 생육과정 모니터링 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 모니터링단말기는 상기 제어부의 제어를 받아 상기 카메라와 상기 키측정부의 이물질을 제거하는 세척부를 더 포함한 것을 특징으로 하는 야생식물의 생육과정 모니터링 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 토양감지부는 지온감지센서, 지습감지센서, 성분감지센서를 포함한 것을 특징으로 하는 야생식물의 생육과정 모니터링 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 환경감지부는 온도감지센서, 습도감지센서, 이산화탄소감지센서, 풍향감지센서, 풍속감지센서, 조도감지센서, 강우량감지센서를 포함한 것을 특징으로 하는 야생식물의 생육과정 모니터링 시스템.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 제어부는 현 주기에서 측정된 특정 개체의 영상 또는 키와 이전 주기에서 측정된 상기 특정 개체의 영상 또는 키를 비교하여 이상 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 야생식물의 생육과정 모니터링 시스템.

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