KR101570963B1 - 작물의 발아 및 육묘를 위한 하우스형 조사료 재배장치 - Google Patents

작물의 발아 및 육묘를 위한 하우스형 조사료 재배장치 Download PDF

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Abstract

본 실시예는, 작물의 재배를 위한 전력을 제공하는 전원 제공부; 하우스의 환경정보를 수신하고, 환경정보와 기 설정된 재배조건에 근거하여 작물의 발아 및 육묘 환경을 제어하기 위한 제어명령을 생성하는 환경 제어부; 적어도 두 쌍의 수직바를 구비하고, 각 쌍의 수직바를 서로 연결하는 지지 엥글, 지지 엥글 상호 간에 직교하는 방향으로 소정의 간격 단위로 배치되는 지지 파이프, 지지 파이프에 지지 엥글과 평행 방향으로 소정의 간격 단위로 설치된 Rub형 레일을 포함하여 작물을 발아 및 육묘하기 위한 트레이를 지탱하는 다층, 다열 구조의 트레이 구조부; 및 작물의 발아 및 육묘에 필요한 광을 조사하는 조명부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하우스형 조사료 재배장치 제공한다.

Description

작물의 발아 및 육묘를 위한 하우스형 조사료 재배장치{Fodder Cultivation Device for Providing Crop Germination and Raising Seeding}
본 실시예는 작물의 발아 및 육묘를 위한 하우스형 조사료 재배장치이다. 더욱 상세하게는, 외부환경이 차단된 하우스 내에 설치되어 작물을 발아 및 육묘시키는 하우스형 조사료 재배장치를 제작하고, 하우스형 조사료 재배장치가 하우스 내 온도, 습도 및 CO2 등과 같은 작물의 성장과 관련된 요소들을 제어함으로써 작물의 발아 및 육묘를 위한 최적의 환경을 구현하는 작물의 발아 및 육묘를 위한 하우스형 조사료 재배장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
일반적으로 식물재배는 토양에 심은 종자에 비료와 물을 주고, 태양광에 의해 식물 내에서 일어나는 광합성을 이용하는 방식으로 이루어진다. 그런데 이러한 재배 방법은 기후의 변화가 생산량에 영향을 미칠 뿐 아니라, 비료나 농약의 사용으로 인한 비용 문제와 환경 문제가 발생하게 된다. 또한, 식물을 재배하는 데 오랜 시간이 걸리기 때문에 소비자의 수요에 비해 생산량이 따라가지 못하고 있다.
한편, 최근 국제곡물가의 폭등, 환율인상, 해상운임 상승, FTA 등 수입 개방과 맞물려 가축의 사료를 제공하는 데 어려움이 발생하였으며, 농경지가 부족한 우리나라의 경우에 있어서 휴경 논이나 휴경지에 사료작물을 재배하여 이용하는 것은 그 효율성이 떨어지는 것은 물론, 국토의 친환경적 공익기능 유지에서도 커다란 문제점이 있다. 최근에는 식물의 성장이 광합성에 의해 이루어지는 것에 주목해, 인공 광원인 LED(Light Emitting Diode)를 사용하여 광합성에 필요한 파장을 공급해 줌으로써 식물의 성장을 촉진시킬 뿐 아니라 기후에 영향을 받지 않고, 무농약의 식물 재배가 가능한 친환경적인 식물재배 방식이 각광받고 있다. 하지만 가축의 사료로 사용하기 위한 조사료 재배에 특화된 시스템은 존재하지 않아 여전히 가축의 사료를 제공하는데 많은 비용이 발생한다는 문제점이 있다.
본 실시예는, 외부환경이 차단된 하우스 내에 설치되어 가축의 사료로 사용하기 위한 작물을 발아 및 육묘하는 하우스형 조사료 재배장치를 제작하고, 하우스형 조사료 재배장치가 하우스 내 온도, 습도 및 CO2 등과 같은 작물의 성장과 관련된 요소들을 제어하여 작물의 발아 및 육묘를 위한 최적의 환경을 구현함으로써 조사료의 성장 기간을 단축시키고, 양질의 조사료를 생산하여 가축의 사료로 인해 발생하는 비용문제를 해결하고자 하는데 주된 목적이 있다.
본 실시예는, 외부환경이 차단된 하우스 내에 설치되어 작물을 발아 및 육묘시키는 하우스형 조사료 재배장치에 있어서, 상기 작물의 재배를 위한 전력을 제공하는 전원 제공부; 상기 하우스의 환경정보를 수신하고, 상기 환경정보와 기 설정된 재배조건에 근거하여 상기 작물의 발아 및 육묘 환경을 제어하기 위한 제어명령을 생성하는 환경 제어부; 적어도 두 쌍의 수직바를 구비하고, 각 쌍의 수직바를 서로 연결하는 지지 엥글, 상기 지지 엥글 상호 간에 직교하는 방향으로 소정의 간격 단위로 배치되는 지지 파이프, 상기 지지 파이프에 상기 지지 엥글과 평행 방향으로 소정의 간격 단위로 설치된 Rub형 레일을 포함하여 상기 작물을 발아 및 육묘하기 위한 트레이를 지탱하는 다층, 다열 구조의 트레이 구조부; 및 상기 작물의 발아 및 육묘에 필요한 광을 조사하는 조명부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하우스형 조사료 재배장치를 제공한다.
또한, 본 실시예의 다른 측면에 의하면, 작물을 발아 및 육묘시키기 위한 하우스형 조사료 재배장치에 있어서, 적어도 두쌍의 수직바; 각 쌍의 수직바를 서로 연결하는 지지 엥글; 상기 지지 엥글 상호 간에 직교하는 방향으로 소정의 간격 단위로 배치되는 지지 파이프; 상기 지지 파이프에 상기 지지 엥글과 평행 방향으로 소정의 간격 단위로 설치된 Rub형 레일; 및 상기 소정의 간격 단위로 설치된 Rub형 레일 사이에 위치하며 상기 Rub형 레일에 의해 지탱되는 상기 작물을 발아 및 육묘하기 위한 트레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 하우스형 조사료 재배장치를 제공한다.
본 실시예는, 외부환경이 차단된 하우스 내에 설치되어 가축의 사료로 사용하기 위한 작물을 발아 및 육묘하는 하우스형 조사료 재배장치를 제작하고, 하우스형 조사료 재배장치가 하우스 내 온도, 습도 및 CO2 등과 같은 작물의 성장과 관련된 요소들을 제어하여 작물의 발아 및 육묘를 위한 최적의 환경을 구현함으로써 조사료의 성장 기간을 단축시키고, 양질의 조사료를 생산하여 가축의 사료로 인해 발생하는 비용문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 하우스형 조사료 재배장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 하우스형 조사료 재배장치 내 작물이 재배되는 트레이를 지탱하는 트레이 구조부를 도시한 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 다수의 하우스형 조사료 재배장치가 하우스 내부에 구현된 경우를 예시한 예시도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 하우스형 조사료 재배장치에 부착되며 작물을 재배하기 위한 인공광원으로 엘이디를 사용하는 경우의 조명부의 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 조명부의 엘이디 모듈의 구성 및 회로도를 나타낸 도면이다.
이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 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, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 실시예에 따른 하우스형 조사료 재배장치(100)의 구조를 도시한 도면이다. 한편, 도 1은 본 실시예에 따른 하우스형 조사료 재배장치(100)를 정면에서 바라본 정면도를 도시하였다.
도 1에서 도시하듯이 본 실시예에 따른 하우스형 조사료 재배장치(100)는 공조부(102), 전원 제공부(104), 급수부(106), 가압펌프(108), 트레이 구조부(110), 환경 제어부(124), 센서부(126), 및 조명부(130)를 포함한다. 본 실시예에서는 하우스형 조사료 재배장치(100)가 공조부(102), 전원 제공부(104), 급수부(106), 가압펌프(108), 트레이 구조부(110), 환경 제어부(124), 센서부(126), 및 조명부(130)만을 포함하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 하우스형 조사료 재배장치(100)에 포함되는 구성 요소에 대하여 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.
본 실시예에 따른 하우스형 조사료 재배장치(100)는 외부환경이 차단된 하우스 내에 설치되며, 내부에 저장된 예비전력 및 외부로부터 제공받은 외부전력을 이용하여 하우스 내 온도, 습도 등을 제어하고, 인공광원을 통해 하우스형 조사료 재배장치(100)에서 재배되고 있는 작물의 성장에 필요한 광을 제어함으로써, 작물의 발아 및 육묘를 위한 최적의 환경을 제공하는 장치이다. 한편, 하우스는 온실, 비닐하우스, 건물 등의 공간을 의미하나 반드시 이에 한정되지는 않고 외부환경이 차단되는 공간이라면 어떠한 장소라도 가능하다.
한편, 도 1에서는 하우스형 조사료 재배장치(100)가 하우스 내에 설치되어 있음을 도시하지 않았지만, 이는 본 실시예에 따른 하우스형 조사료 재배장치(100)의 구조를 명확하게 설명하기 위한 일 실시예에 불과하며 실질적으로는 외부환경이 차단된 하우스 및 식물공장 등에 설치된다.
한편, 하우스형 조사료 재배장치(100)는 작물의 생산량 및 종자에 따라 다양한 크기 및 복수 개 이상의 수량으로 제작이 가능하며, 다층, 다열 구조로 이루어져 수확되는 조사료의 양을 조절할 수 있다. 즉, 하우스 내에 다수의 하우스형 조사료 재배장치(100)가 구비될 수 있으며, 사용자는 수확하고자 하는 조사료의 양에 따라 하우스 내 하우스형 조사료 재배장치(100)의 수량을 조절할 수 있다. 한편, 다수의 하우스형 조사료 재배장치(100)가 하우스 내에 구비되는 경우는 도 3에서 추가로 후술하도록 한다.
또한, 하우스형 조사료 재배장치(100)는 하우스형 조사료 재배장치(100)의 하부에 하우스형 조사료 재배장치(100)를 이동시키기 위한 이동수단을 구비며, 이를 통해 하우스형 조사료 재배장치(100)를 원하는 장소로 이동시킬 수 있다. 즉, 하우스형 조사료 재배장치(100)는 바퀴와 같은 이동수단을 구비하거나 추가로 레일을 구비함으로써 하우스형 조사료 재배장치(100)를 원하는 장소로 이동시킬 수 있다.
한편, 하우스형 조사료 재배장치(100)는 탈부착이 가능한 연결고리를 구비할 수 있으며, 이를 통해 하우스 내 다수의 하우스형 조사료 재배장치(100)가 위치하는 경우 각각의 하우스형 조사료 재배장치(100)가 일정 간격을 두고 배치되도록 조절할 수 있다. 이후, 하우스형 조사료 재배장치(100)를 이동시키고자 하는 경우 해당 연결고리를 탈착하고, 바퀴 및 추가로 구비된 레일을 이용하여 하우스형 조사료 재배장치(100)를 원하는 장소로 이동시킬 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 3에서 추가로 후술하도록 한다.
공조부(102)는 하우스형 조사료 재배장치(100)에서 재배되고 있는 작물의 발아 및 육묘에 적합한 온도를 제공하기 위해 하우스형 조사료 재배장치(100)가 위치한 하우스 내부의 냉난방 및 습도를 조절한다. 즉, 공조부(102)는 하나 이상의 에어컨, 히터 및 가습기를 포함하며, 환경 제어부(124)로부터 제어명령을 수신하는 경우 에어컨, 히터 및 가습기를 동작시켜 하우스 내부의 온도를 조절한다. 이때, 공조부(102)가 수신하는 제어명령은 환경 제어부(124)가 하우스형 조사료 재배장치(100)가 위치하는 하우스 내부의 현재 온도가 기 설정된 작물을 발아 및 육묘하기 위한 최적의 온도에 대한 설정범위와 다르다고 판단되는 경우 생성된다. 이를 통해, 하우스 내부는 항상 일정한 온도로 제어될 수 있다. 한편, 기 설정된 작물을 발아 및 육묘하기 위한 최적의 온도는 21도를 기본으로 하나 반드시 이에 한정되지는 않고 하우스형 조사료 재배장치(100)에서 재배되는 작물의 종류에 따라 다양한 온도로 설정될 수 있다.
또한, 공조부(102)는 에어컨 및 히터를 이용하여 하우스형 조사료 재배장치(100) 내부에 존재하는 공기를 일정한 방향으로 순환하고, 이를 통해 하우스 내 유해 기체, 분진 등을 외부로 배출시켜 하우스형 조사료 재배장치(100)에서 재배되고 있는 작물에 신선한 공기가 제공되도록 동작한다.
한편, 공조부(102)에 포함되어 있는 에어컨, 히터 및 가습기의 수량은 하우스형 조사료 재배장치(100)의 크기, 수량 및 하우스형 조사료 재배장치(100)에 재배되고 있는 작물의 종류에 따라 다양하게 조절될 수 있다.
한편, 공조부(102)는 하우스 내 다수의 하우스형 조사료 재배장치(100)가 존재하는 경우, 각각의 하우스형 조사료 재배장치(100)에 개별적으로 구현될 수도 있으며, 하나의 장치로 구현되어 하우스 내부의 냉난방 및 습도를 조절할 수 있다.
전원 제공부(104)는 작물의 재배를 위한 전력을 제공한다. 즉, 전원 제공부(104)는 내부에 저장된 예비전력 및 외부로부터 제공받은 외부전력을 제어하여 하우스형 조사료 재배장치(100)에 포함된 각각의 장치가 동작하는데 필요한 필요전력을 제공한다. 한편, 전원 제공부(104)는 외부로부터 외부전력을 제공받을 수 없는 경우, 기 저장되어 있는 예비전력을 제공할 수 있다. 이때, 기 저장되어 있는 예비전력은 신재생 에너지의 근원이 되는 태양광 및 풍력 등을 통해 예비전력 생산장치(미도시)로부터 생산된 전력을 의미하며, 예비전력 생산장치에 포함된 축전지에 저장된다. 예비전력 생산장치는 하우스형 조사료 재배장치(100)가 위치하는 지역에 특성에 따라 하우스형 조사료 재배장치(100)가 설치된 하우스 주변에 설치될 수 있다.
또한, 전원 제공부(104)는 작물이 발아 및 육묘되는 과정에서 소비되는 시간대별 필요 전력량을 피드백하고, 이를 기반으로 해당 시간대에 필요 전력량을 초과하는 전력이 축전지에 구비되도록 제어한다. 즉, 전원 제공부(104)는 축전지에 저장된 예비전력의 양과 시간대별 필요 전력량을 비교하여 해당 시간대에 필요 전력량을 초과하는 전력이 축전지에 저장되어 있도록 동작한다. 한편, 전원 제공부(104)는 축전지에 저장되어 있는 전력을 초과하는 전력이 사용되는 경우 외부전력을 제공받아 하우스형 조사료 재배장치(100)에 제공할 수 있다.
급수부(106)는 하우스형 조사료 재배장치(100)에서 재배되고 있는 작물의 발아 및 육묘에 필요한 급수를 제공한다. 한편, 급수부(106)는 급수를 저장하기 위한 저장부(107) 및 급수를 작물로 이동시키기 위한 가압펌프(108)를 포함한다. 즉, 급수부(106)는 환경 제어부(124)로부터 급수의 제공에 대한 제어명령을 수신하는 경우 저장부(107)에 저장되어 있는 급수를 가압펌프(108)를 이용하여 급수용 파이프(120)로 전송함으로써 작물에 제공한다. 이때, 가압펌프(108)는 저장부(107)에 저장되어 있는 급수에 압력을 가함으로써 급수를 급수용 파이프(120)로 이동시킨다.
한편, 저장부(107)는 하우스형 조사료 재배장치(100)에 재배되고 있는 작물의 발아 및 육묘에 적합한 온도의 급수를 제공하기 위해 급수의 온도를 조절하는 히터(미도시)를 별도로 포함한다. 본 발명의 실시예에서는 하우스형 조사료 재배장치(100)에 재배되고 있는 작물의 발아 및 육묘에 적합한 급수의 온도를 22.5도로 설정하였지만 반드시 이에 한정되지는 않고 재배되고 있는 작물의 종류에 따라 다양한 온도로 급수를 조절할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 저장부(107)가 급수를 저장하고 있다고 명시하였지만, 반드시 이에 한정되지는 않고 급수 및 양액이 기 설정된 비율로 혼합된 배양액을 저장할 수 있다.
한편, 급수부(106)는 하우스 내 다수의 하우스형 조사료 재배장치(100)가 존재하는 경우, 각각의 하우스형 조사료 재배장치(100)에 개별적으로 구현될 수도 있으며, 하나의 장치로 구현되어 각각의 하우스형 조사료 재배장치(100)에 재배되고 있는 작물의 발아 및 육묘에 필요한 급수를 제공할 수 있다.
트레이 구조부(110)는 다층, 다열 구조로 이루어지며, 적어도 두 쌍의 수직바를 구비하고, 각 쌍의 수직바를 서로 연결하는 지지 엥글(112), 지지 엥글(112) 상호 간에 직교하는 방향으로 소정의 간격 단위로 배치되는 지지 파이프(114), 지지 파이프(114)에 지지 엥글(112)과 평행 방향으로 소정의 간격 단위로 설치된 Rub형 레일(116)을 포함하여 작물을 발아 및 육묘하기 위한 트레이(118)를 지탱한다.
즉, 트레이 구조부(110)는 적어도 두 쌍의 수직바를 구비하고, 두 쌍의 수직바에 포함된 각 쌍의 수직바에는 각 쌍의 수직바를 서로 연결하는 지지 엥글(112)이 부착되어 있다. 이때, 트레이 구조부(110)는 다층, 다열 구조로 이루어져 있기 때문에 각 쌍의 수직바에는 소정 간격 단위로 복수의 지지 엥글(112)이 부착될 수 있다. 한편, 도 1에서는 지지 엥글(112)이 Ｌ형 엥글로 구현된 것으로 도시되었지만 반드시 이에 한정되지는 않고 ㄷ형 엥글 등 다양한 형태의 엥글이 사용될 수 있다.
한편, 한 쌍의 수직바를 서로 연결하는 지지 엥글 및 다른 한 쌍의 수직바를 서로 연결하는 지지 엥글에는 지지 엥글(112) 상호 간에 직교하는 방향으로 소정의 간격 단위로 지지 파이프(114)가 배치된다.
지지 파이프(114)에는 지지 엥글(112)과 평행 방향으로 소정의 간격 단위로 Rub형 레일(116)이 배치된다. 또한, 소정의 간격 단위로 배치된 Rub형 레일(116) 사이에는 작물이 발아 및 육묘되고 있는 트레이(118)가 위치하여 Rub형 레일(116)에 의해 지탱된다. 한편, 본 실시예에서 Rub형 레일(116)은
Figure 112013050403099-pat00001
또는 이와 유사한
Figure 112013050403099-pat00002
구조로 제작된 장치를 의미하나, 반드시 이에 한정되지는 않고 트레이(118)를 지탱할 수 있으면 어떠한 형태로라도 구현될 수 있다.
한편, Rub형 레일(116)의 안쪽에는 작물에 제공되는 급수가 이동하는 급수용 파이프(120)가 장착되어 있으며 해당 급수용 파이프(120)는 급수부(106)와 연결되어 급수부(106)로부터 급수를 제공받는다. 이때, 급수용 파이프(120)에는 일정거리 단위로 작물에 급수를 분출하는 급수용 노즐부(122)가 장착되어 있다.
급수용 노즐부(122)는 급수부(110)로부터 급수용 파이프(120)를 통해 이동되는 급수를 작물에 제공한다. 즉, 급수용 노즐부(122)는 액체 또는 기체를 고속으로 자유공간에 분출시키기 위해 관 형태의 구조로 이루어져 트레이(118)에서 발아 및 육묘되고 있는 작물에 급수를 제공한다.
한편, 급수용 노즐부(122)는 하우스형 조사료 재배장치(100)에 재배되고 있는 작물의 종류에 따라 기 설정된 시간에 기 설정된 양의 급수를 분출한다. 본 실시예에 따른 급수용 노즐부(122)는 작물의 발아 및 육묘를 위해 시간당 1회 단위로 급수를 분출하며, 1회당 22초 동안 급수를 분출하도록 설정되었지만, 반드시 이에 한정되지는 않는다.
한편, 급수용 노즐부(104)는 하우스형 조사료 재배장치(100)가 위치하는 하우스 내부의 습도를 일정 습도로 유지시키기 위해 기 설정된 양의 급수 이외에 추가로 급수를 분출할 수도 있다. 즉, 급수용 노즐부(104)는 환경 제어부(124)로부터 급수 분출에 대한 제어명령을 수신하는 경우 급수를 분출할 수 있다. 이때, 해당 제어명령은 환경 제어부(124)가 센서부(126)로부터 수집된 하우스 내부의 습도 정보를 기반으로 하우스 내부의 현재 습도가 기 설정된 작물을 발아 및 육묘하기 위한 최적의 습도에 대한 설정범위와 다르다고 판단하는 경우 생성된다. 이를 통해 하우스 내부는 일정 습도로 유지될 수 있다.
한편, 트레이 구조부(110)는 트레이(118)에서 재배되고 있는 작물의 종류에 따라 높이 및 크기의 조절이 가능하며 두 쌍의 수직바의 하부에 바퀴 및 레일 중 적어도 하나를 포함하는 이동수단을 구비하여 하우스형 조사료 재배장치(100)를 다른 장소로 이동시킬 수 있다. 즉, 트레이 구조부(110)는 수직바의 하부에 바퀴만을 구비하거나 레일을 추가로 구비하여 하우스형 조사료 재배장치(100)를 원하는 장소로 이동시킬 수 있다. 트레이 구조부(110)에 대한 상세한 설명은 도 2에서 추가로 후술하도록 한다.
환경 제어부(124)는 하우스의 환경정보를 수신하고, 수신한 환경정보와 기 설정된 작물을 발아 및 육묘시키기 위한 최적의 재배조건에 근거하여 작물의 발아 및 육묘 환경을 제어하기 위한 제어명령을 생성한다. 한편, 하우스의 환경정보는 하우스 내부의 온도, 습도, CO2 및 조도를 포함하나 반드시 이에 한정되지는 않는다.
예컨대, 환경 제어부(124)는 센서부(126)로부터 하우스의 환경정보를 수신하고, 수신한 하우스의 환경정보를 기반으로 하우스의 온도, 습도, CO2 및 작물에 제공되고 있는 빛의 조도가 기 설정된 작물을 발아 및 육묘하기 위한 최적의 온도, 습도, CO2 및 조도의 설정범위와 다른 경우 공조부(102), 급수부(106), 급수용 노즐부(120) 및 조명부(130)를 동작시키기 위한 제어명령을 생성한다. 이를 통해, 환경 제어부(124)는 현재 하우스의 온도, 습도, CO2 및 작물에 제공되고 있는 빛의 조도를 기 설정된 작물을 발아 및 육묘하기 위한 최적의 온도, 습도, CO2 및 조도로 조절한다.
한편, 환경 제어부(124)는 센서부(126)로부터 기 설정된 시간 단위에 따라 하우스의 환경정보를 수신하고, 수신한 하우스의 환경정보와 기 설정된 재배조건의 차이값이 하우스가 위치하는 환경 조건에 근거하여 기 설정된 임계값을 초과하는 경우 하우스의 환경정보와 기 설정된 재배조건을 일치시키기 위한 제어명령을 생성한다.
한편, 환경 제어부(124)는 수신한 하우스의 환경정보와 기 설정된 재배조건의 차이값이 기 설정된 임계값을 초과하는 경우 기 설정된 하우스의 환경정보를 수신하는 시간 단위를 소정의 단위만큼 감소시킨다. 이를 통해, 환경 제어부(124)는 하우스의 환경정보의 변화율을 빠르게 탐지할 수 있다. 이후, 환경 제어부(124)는 하우스의 환경정보와 기 설정된 재배조건의 차이값이 기 설정된 임계값을 초과하지 않는다고 판단되는 경우 새롭게 설정된 시간 단위를 소정의 단위만큼 증가시켜 작물의 발아 및 육묘 환경을 제어하는 과정에서 소비되는 전력을 감소시킨다.
또한, 환경 제어부(124)는 기 설정된 재배조건에 근거하여 재배된 작물의 성장 데이터를 수신하고, 성장 데이터가 기 설정된 임계값을 만족시킨다고 판단되는 경우 기 설정된 재배조건을 유지하고, 성장 데이터가 기 설정된 임계값을 만족하지 않는다고 판단되는 경우 기 설정된 재배조건을 소정의 방식에 따라 보완한다. 한편, 작물의 성장 데이터는 사용자의 입력 또는 영상 촬영장치(미도시)를 통해 수신되며 기 설정된 재배조건에 따른 작물의 성장 및 수확량 등의 정보가 포함되어 있다.
한편, 환경 제어부(124)가 기 설정된 재배조건을 보완하는 방법은 먼저 작물의 성장 데이터의 결과를 분석하고, 분석한 성장 데이터와 기 설정된 임계치의 차를 백분율로 환산한 오차값을 추출한다. 한편, 환경 제어부(124)에는 오차 범위에 따라 그에 매칭되는 보완값이 설정되어 있으며, 환경 제어부(124)는 계산된 오차값에 대응되는 보완값을 파악하고, 파악된 보완값을 기반으로 기 설정된 재배조건을 보완한다. 이때, 오차 범위에 따라 설정되어 있는 보완값은 온도, 습도, CO2 및 조도 등의 재배조건의 + 또는 - 값을 포함한다.
한편, 환경 제어부(124)에 오차 범위에 따라 설정되어 있는 보완값은 사용자에 의해 임의적으로 설정된 값이나 반드시 이에 한정되지는 않고 다양한 방법을 통해 설정될 수 있다.
또한, 환경 제어부(124)는 하우스형 조사료 재배장치(100)에 터치 패널 형태로 장착되며, 사용자의 입력정보를 수신하기 위한 사용자 UI(User Interface)를 추가로 포함한다. 즉, 사용자는 하우스형 조사료 재배장치(100)를 제어하고자 하는 경우 사용자 UI를 통해 입력정보를 입력하고, 이를 통해 손쉽게 하우스형 조사료 재배장치(100)를 제어할 수 있다.
또한, 환경 제어부(124)는 센서부(126) 및 영상 촬영장치를 이용하여 하우스 내부의 상태 및 하우스형 조사료 재배장치(100)에서 재배되고 있는 작물의 상태를 지속적으로 파악하고, 해당 상태에 이상이 발생하였다고 판단되는 경우 이상발생 알림 및 영상 촬영장치를 통해 촬영된 모니터링 영상을 SMS(Short Message Service) 문자 서비스 등을 통해 사용자에게 실시간으로 전달한다.
센서부(126)는 다수의 센서를 이용하여 하우스형 조사료 재배장치(100)가 위치하는 하우스 내부의 환경정보를 수집하고, 수집된 환경정보를 기 설정된 시간 단위에 따라 환경 제어부(124)로 전송한다. 한편, 센서부(126)는 온도센서, 습도센서, CO2 센서 및 조도센서를 포함할 수 있으며 특정 환경정보를 수집하는 센서만으로 한정되지 않고 다양한 센서를 포함할 수 있다.
조명부(130)는 하우스형 조사료 재배장치(100)에서 재배되고 있는 작물의 발아 및 육묘에 필요한 광을 조사한다. 한편, 본 실시예에 따른 조명부(130)는 트레이 구조부(110)의 지지 파이프(114) 하부에 부착되며 트레이 구조부(110)가 다층, 다열 구조인 경우 트레이 구조부(110)의 각 층에 위치하는 지지 파이프(114)에 부착된다.
조명부(130)는 하나 이상의 인공광원을 포함하며, 인공광원의 밝기 및 색상 등을 제어하여 작물이 필요로 하는 광을 조사한다. 즉, 조명부(130)는 작물의 발아 및 육묘 단계에 따라 기 설정된 최적의 광을 조사하며, 이를 통해 작물의 성장 및 광합성에 필요한 빛의 파장을 공급한다. 한편, 본 실시예에서 조명부(130)는 지지 파이프(140)의 하부에 부착된다고 명시하였으나 이는 단지 본 발명의 일 실시예에 불과하며 반드시 이에 한정되지는 않고 트레이(118)에 재배되고 있는 작물에 광을 제공할 수 있으면 어떠한 위치라도 무관하다.
또한, 조명부(130)는 하우스형 조사료 재배장치(100)의 전체 길이에 따른 확장성을 고려하여 분리 또는 결합 되는 구조의 PCB(Printed Circuit Board)로 제작된 엘이디 모듈로 구성되어 있으며, 엘이디 모듈 내 다수의 엘이디를 통해 가축의 사료로 사용하기 위한 작물을 재배한다. 한편, 엘이디 모듈은 3개의 PCB로 구성되며, 각각의 PCB는 엘이디를 제어하기 위한 드라이버 장치와 RGB(Red-Green-Blue) 엘이디가 6개씩 병렬로 배치되어 있다.
한편, 조명부(130)는 인공광원으로 엘이디를 사용하는 것으로 명시되었지만 반드시 이에 한정되지는 않고 작물의 성장에 필요한 조도를 제공할 수 있는 다양한 인공광원을 사용할 수 있다.
도 2는 본 실시예에 따른 하우스형 조사료 재배장치(100) 내 작물이 재배되는 트레이(118)를 지탱하는 트레이 구조부(110)를 도시한 도면이다. 한편, 도 2는 도 1에 도시된 다층, 다열 구조의 트레이 구조부(110)의 상부를 절단하고, 이에 대한 사시도를 도시하였다.
도 2에서 도시하듯이, 본 실시예에 따른 하우스형 조사료 재배장치(100) 내 작물이 재배되는 트레이(118)를 지탱하는 트레이 구조부(110)는 두 쌍의 수직바(200, 210), 지지 엥글(112), 지지 파이프(114) 및 Rub형 레일(116)을 포함한다. 즉, 트레이 구조부(110)는 적어도 두 쌍의 수직바(200, 210)를 구비하고, 각 쌍의 수직바(202, 204, 212, 214)를 서로 연결하는 지지 엥글(112), 지지 엥글(112) 상호 간에 직교하는 방향으로 소정의 간격 단위로 배치되는 지지 파이프(114), 지지 파이프(114)에 지지 엥글(112)과 평행 방향으로 소정의 간격 단위로 설치된 Rub형 레일(116)을 포함하여 작물을 발아 및 육묘하기 위한 트레이(118)를 지탱한다.
트레이 구조부(110)는 적어도 두 쌍의 수직바(200, 210)를 구비하고, 두 쌍의 수직바(200, 210)에 포함된 각 쌍의 수직바(202, 204, 212, 214)에는 각 쌍의 수직바(202, 204, 212, 214)를 서로 연결하는 지지 엥글(112)이 부착되어 있다. 한편, 두 쌍의 수직바(200, 210)는 합성수지 또는 금속으로 제작되며 하우스형 조사료 재배장치(100) 내 재배되는 작물의 수량 또는 크기에 따라 높이 및 두 쌍의 수직바(200, 210) 사이의 넓이를 다양하게 조절할 수 있다. 또한, 도 2에서는 두 쌍의 수직바(200, 210)만을 구비하여 트레이 구조부(110)를 1차적으로 지지하도록 도시하였지만 반드시 이에 한정되지는 않고, 트레이 구조부(110)의 크기에 따라 두 쌍의 수직바(200, 210) 사이에 복수 쌍의 수직바를 추가로 구비할 수 있으며 두 쌍의 수직바(200, 210)의 최상부에 두 쌍의 수직바(200, 210)를 연결하기 위한 수평바가 구비될 수 있다.
한편, 두 쌍의 수직바(200, 210) 하부에는 바퀴(216) 및 레일(218) 중 적어도 하나를 포함하는 이동수단이 구비되어 하우스형 조사료 재배장치(100)를 다른 장소로 이동시킬 수 있다. 즉, 트레이 구조부(110)의 두 쌍의 수직바(200, 210) 하부에는 바퀴(216) 만이 구비되거나 레일(218)이 추가로 구비되어 하우스형 조사료 재배장치(100)를 원하는 장소로 이동시킬 수 있다. 한편, 도 2에서는 하우스형 조사료 재배장치(100)를 이동시키기 위한 이동수단으로 바퀴(216) 및 레일(218)을 명시하였지만 반드시 이에 한정되지는 않고 하우스형 조사료 재배장치(100)를 이동시킬 수 있으면 어떠한 수단이라도 사용될 수 있다.
지지 엥글(112)은 두 쌍의 수직바(200, 210)에 포함된 각 쌍의 수직바(202, 204, 212, 214)에 각각 부착되어 각 쌍의 수직바(202, 204, 212, 214)를 서로 연결한다. 즉, 지지 엥글(112)은 두 쌍의 수직바(200, 210) 중 어느 한 쌍의 수직바(200)에 부착되어 어느 한 쌍의 수직바(200)에 포함된 복수의 수직바(202, 204)를 연결하고, 두 쌍의 수직바(200, 210) 중 다른 한 쌍의 수직바(210)에 부착되어 다른 한 쌍의 수직바(210)에 포함된 복수의 수직바(212, 214)를 연결한다. 한편, 지지 엥글(112)은 합성수지 또는 금속으로 제작되며 하우스형 조사료 재배장치(100) 내 재배되는 작물의 크기에 따라 높이를 다양하게 조절할 수 있다. 또한, 트레이 구조부(110)가 다층, 다열 구조로 이루어지는 경우 각 쌍의 수직바(202, 204, 212, 214)에는 소정 간격 단위로 복수의 지지 엥글(112)이 부착될 수 있다.
한편, 도 2에서는 지지 엥글(112)이 Ｌ형 엥글로 구현된 것으로 도시되었지만 반드시 이에 한정되지는 않고 ㄷ형 엥글 등 다양한 형태의 엥글이 사용될 수 있다.
한 쌍의 수직바(202, 204)를 서로 연결하는 지지 엥글(112) 및 다른 한 쌍의 수직바(212, 214)를 서로 연결하는 지지 엥글(112)에는 지지 엥글(112) 상호 간에 직교하는 방향으로 소정의 간격 단위로 지지 파이프(114)가 배치된다.
지지 파이프(114)는 합성수지 또는 금속으로 제작되며, 지지 엥글(112) 상부에 지지 엥글(112)과 직각 방향으로 설치되어 트레이(118)의 하면을 지탱하기 위한 지지대 역할을 하는 한편, Rub형 레일(116)을 지탱한다. 이때, 지지 파이프(114)는 지지 엥글(112)과 마찬가지로 하우스형 조사료 재배장치(100) 내 재배되는 작물의 크기에 따라 높이를 다양하게 조절할 수 있으며 트레이 구조부(110)가 다층, 다열 구조로 이루어지는 경우 각 층의 지지 엥글(112)에 각각 설치될 수 있다.
Rub형 레일(116)은 지지 파이프(114) 상부에 지지 엥글(112)과 평행 방향으로 소정의 간격 단위로 배치되며, Rub형 레일(116)의 측면 바를 통해 트레이(118)를 지탱 및 이동시킬 수 있는 구조로 구성되어 있다. 즉, 소정의 간격 단위로 배치된 Rub형 레일(116) 사이에는 작물이 발아 및 육묘되고 있는 트레이(118)가 위치하여 Rub형 레일(116)에 의해 지탱된다. 한편, Rub형 레일(116) 역시 합성수지 또는 금속으로 제작되며 트레이 구조부(110)가 다층, 다열 구조로 이루어지는 경우 각 층의 지지 파이프(114)에 각각 설치될 수 있다.
한편, 본 실시예에서 Rub형 레일(116)은
Figure 112013050403099-pat00003
또는 이와 유사한
Figure 112013050403099-pat00004
구조로 제작된 장치를 의미하나, 반드시 이에 한정되지는 않고 트레이(118)를 지탱할 수 있으면 어떠한 형태로라도 구현될 수 있다.
또한, Rub형 레일(116)의 안쪽에는 작물에 제공되는 급수가 이동하는 급수용 파이프(120)가 장착되어 있으며 해당 급수용 파이프(120)는 급수부(106)와 연결되어 급수부(106)로부터 급수를 제공받는다. 이때, 급수용 파이프(120)에는 일정거리 단위로 작물에 급수를 분출하는 급수용 노즐부(122)가 장착되어 있다.
한편, 트레이(118)에 파종되는 작물의 씨앗은 트레이(118)에 파종 되기 전 가수용액을 이용한 이온화 과정을 통해 산성을 갖도록 선 처리되며, 이를 통해 작물의 씨앗의 보관 중 발생할 수 있는 곰팡균 및 각종 유해세균을 제거하여 발아율을 촉진시킬 수 있다. 이때, 작물의 씨앗을 산 처리 하는 과정은 하우스형 조사료 재배장치(100) 외부에서 진행되는 것이 일반적이나, 하우스형 조사료 재배장치(100) 내부에 작물의 씨앗을 산 처리하기 위한 모듈(미도시)을 추가적으로 구비하여 작물의 씨앗을 산 처리 할 수 있다.
도 3은 본 실시예에 따른 다수의 하우스형 조사료 재배장치(100)가 하우스 내부에 구현된 경우를 예시한 예시도이다.
도 3에서 도시하듯이, 하우스 내부에는 수확하고자 하는 조사료의 양에 따라 다수의 하우스형 조사료 재배장치(100)가 구비될 수 있다. 한편, 각각의 하우스형 조사료 재배장치(100)의 하부에는 바퀴(216) 및 레일(218)이 구비될 수 있으며, 각각의 하우스형 조사료 재배장치(100)에 구비된 레일(218)은 서로 결합 및 분리 가능하여, 각각의 하우스형 조사료 재배장치(100)를 하나로 연결할 수 있도록 동작한다. 즉, 각각의 하우스형 조사료 재배장치(100)는 하부에 위치한 바퀴(216)를 이용하여 서로 간 연결된 레일(218) 위를 이동할 수 있으며 이를 통해, 각각의 하우스형 조사료 재배장치(100) 사이의 이동 공간의 크기를 조절할 수 있다. 사용자는 조절 가능한 이동 공간을 통해 내부 작업을 수행할 수 있다.
한편, 각각의 하우스형 조사료 재배장치(100)는 탈부착이 가능한 연결고리(300)를 구비할 수 있으며, 연결고리(300)는 각각의 하우스형 조사료 재배장치(100)의 하부에 위치한 레일(218)이 서로 연결된 경우, 각각의 하우스형 조사료 재배장치(100)가 서로 간 일정 간격을 두고 배치될 수 있도록 각각의 하우스형 조사료 재배장치(100)를 서로 연결시킨다. 이후, 각각의 하우스형 조사료 재배장치(100) 간 간격을 조정하고자 하는 경우 각각의 하우스형 조사료 재배장치(100)를 연결하고 있는 해당 연결고리(300)를 탈착하고, 바퀴(216) 및 레일(218)을 이용하여 각각의 하우스형 조사료 재배장치(100)를 이동시킴으로써 하우스형 조사료 재배장치(100) 간 간격을 조정할 수 있다.
한편, 하우스 내부에 위치하는 각각의 하우스형 조사료 재배장치(100)는 개별적으로 공조부(102) 및 급수부(104)를 구비할 수 있지만, 도 3에 도시된 바와 같이 하나의 공조부(102) 및 급수부(104)를 구비할 수도 있다. 이때, 급수부(102)의 일단에는 유연성을 가지는 소재로 제작된 배관이 연결되며, 해당 배관으로부터 분리된 배관이 각각의 하우스형 조사료 재배장치(100)에 구비된 급수용 파이프(120)에 각각 연결된다. 이후, 급수부(102)에 저장된 급수는 가압펌프(108)에 의해 배관을 거쳐 각각의 하우스형 조사료 재배장치(100)에 구비된 급수용 파이프(120)에 전달되며, 급수용 파이프(120)에 전달된 급수는 급수용 파이프(120)에 일정거리 단위로 장착된 급수용 노즐부(122)를 통해 작물에 분출된다.
한편, 하우스 내부에는 필요에 따라 각각의 하우스형 조사료 재배장치(100)에서 재배되고 있는 작물에 추가적인 광을 제공하기 위한 자연채광용 창과 조명을 추가로 구비할 수 있다.
도 4는 본 실시예에 따른 하우스형 조사료 재배장치(100)에 부착되며 작물을 재배하기 위한 인공광원으로 엘이디를 사용하는 경우의 조명부(130)의 구조를 도시한 도면이다.
도 4에 도시하듯이 본 발명에 따른 하우스형 조사료 재배장치(100)에 부착되며 작물을 재배하기 위한 인공광원으로 엘이디를 사용하는 경우의 조명부(130)의 구조는 전압제공장치(400), 제1 엘이디 제어모듈부 내지 제N 엘이디 제어모듈부(410, 420), 미터링모듈부(430), 센서모듈부(440) 및 엘이디 모듈(450)을 포함한다.
전압제공장치(400)는 AC 전원을 DC 전압으로 변환하여 제1 엘이디 제어모듈부 내지 제N 엘이디 제어모듈부(410, 420)로 제공하며, 제1 엘이디 제어모듈부 내지 제N 엘이디 제어모듈부(410, 420)는 미터링모듈부(430), 센서모듈부(440)로부터 수신된 상태정보에 따라, 엘이디 모듈(450)을 제어한다.
전압제공장치(400)는 복수의 제1 및 제2 전압제공장치(400_1, 400_2)로 구분될 수 있다. 제1 전압제공장치(400_1)는 AC 전원을 DC 전압으로 변환하여 제1 엘이디 제어모듈부 내지 제N 엘이디 제어모듈부(410, 420)로 제공하며, 제2 전압제공장치(400_2)는 변환된 DC 전압을 센서모듈부(440) 및 엘이디 모듈(450)로 제공한다. 각각의 전압제공장치(400)는 110 또는 220 V의 상용전원을 입력받아 24 V 가량의 DC 전압으로 변환하고, 제1 엘이디 제어모듈부 내지 제N 엘이디 제어모듈부(410, 420) 또는 엘이디 모듈(450) 내의 집적회로(IC)를 구동하기 위한 3.3 V 가량의 DC 전압으로 다시 변환하여 출력한다. 이를 위하여 전압제공장치(400)는 인버터와 DC-DC 컨버터를 포함할 수 있다.
제1 엘이디 제어모듈부 내지 제N 엘이디 제어모듈부(410, 420)는 근거리 무선통신에 의해 각각의 제어모듈부가 제어하는 엘이디 모듈(450)과 통신하며, 제1 전압제공장치(400_1)로 제공되는 DC 전압을 제공받아 구동한다.
한편, 제1 엘이디 제어모듈부 내지 제N 엘이디 제어모듈부(410, 420)는 복수의 엘이디 모듈(450)을 각각 관장할 수 있도록 각각의 제어모듈부에 복수의 엘이디 모듈(450)이 일대일로 대응되도록 구성된다. 이에, 환경 제어부(124)의 제어에 따라 제1 열에서 제N 열의 엘이디 모듈(450)이 서로 동일한 발광 조건을 갖도록 구동될 수 있지만, 서로 다른 작물이 재배되는 경우에는 해당 작물에 적합한 발광 조건으로 구동될 수 있다.
즉, PWM을 통해 엘이디 모듈(450)을 디밍(Dimming) 제어하는 한편, 적, 녹, 청의 엘이디 소자들을 색 별로 그룹 제어함으로써 풀 컬러의 광을 제공하도록 제어하게 된다.
미터링모듈부(430)는 근거리 무선통신을 통해 전압제공장치(400)에서 제1 엘이디 제어모듈부 내지 제N 엘이디 제어모듈부(410, 420), 센서모듈부(440) 및 엘이디 모듈(450)로 제공되는 전압, 전력 등에 관련된 정보를 취득한다. 이후, 취득된 정보는 환경 제어부(124)로 전달된다.
즉, 미터링모듈부(430)는 전압제공장치(400) 각각의 교류입력전력과 전체시스템 교류입력전력을 미터링 센서 등으로 측정한 후 측정값을 디지털 변환하여 전압 관련 정보를 생성하고 생성한 전압 관련 정보를 환경 제어부(124)에 제공한다. 이후, 미터링모듈부(430)는 환경 제어부(124)의 분석 결과에 따라 전압제공장치(400)의 전력 상태를 재설정할 수 있게 된다.
센서모듈부(440)는 조도센서 및 파장센서 등을 포함하며, 각각의 센서를 통해 취득되는 센싱 데이터를 센서부(126)로 전송한다. 한편, 센서모듈부(440)가 수생하는 역할은 센서부(126)에 의해 대체될 수 있다. 이후, 센서부(126)는 해당 데이터를 환경 제어부(124)로 제공한다. 한편, 환경 제어부(124)는 센서모듈부(440)로부터 취득된 정보를 기반으로 엘이디 모듈(450)이 기 설정된 작물을 재배하기 위한 최적의 광을 조사하도록, 엘이디의 파장, 강도 및 조사주기 등을 제어하기 위한 제어명령을 생성하여 엘이디 모듈(450)로 전송한다.
엘이디 모듈(450)은 제1 내지 제N 개의 열을 이루어 구비되고, 하우스형 조사료 재배장치(100) 내의 트레이 구조부(110)의 면적이 증가함에 따라 자유롭게 확장하여 설치가 이루어지도록 다수의 PCB 모듈이 분리 및 결합되는 구조로 제작된다. 또한, 각각의 엘이디 모듈(450)은 재배되는 작물에 제공되는 엘이디 광에 대한 파장, 강도 및 조사주기 등의 정보를 포함한 ID(Identifier) 정보를 저장한다. 이를 통해, 엘이디 모듈(450)을 확장하여 구성하더라도 확장된 엘이디 모듈에 기 저장된 ID 정보를 전송하는 방법을 통해 기존의 엘이디 모듈(450)과 동일한 정보의 광을 발광할 수 있다.
도 5는 본 실시예에 따른 조명부(130)의 엘이디 모듈(450)의 구성 및 회로도를 나타낸 도면이다. 한편, 도 5a는 본 실시예에 따른 조명부(130)의 엘이디 모듈(450)의 구성을 도시하였으며, 도 5b는 엘이디 모듈(450)의 회로도를 도시하였다.
도 5a 및 도 5b에 도시하듯이, 엘이디 모듈(450)은 제1 내지 제N 개의 열로 이루어져 있으며 하우스형 조사료 재배장치(100)의 전체 길이에 대한 확장성을 고려하여 3개의 PCB로 분리 및 결합하도록 제작되었다. 한편, 각각의 PCB는 엘이디를 제어하기 위한 드라이버 장치(500)와 RGB(Red-Green-Blue) 엘이디(510)가 각각 6개씩 병렬로 배치되어 일반적인 전력을 사용하는 경우, 사용자가 필요한 전압 분배를 손쉽게 적용할 수 있다.
엘이디 모듈(450)의 회로는 소스로부터 유입되는 DC를 막아주는 입력필터와 순방향으로만 전류가 흐르게 하는 다이오드를 포함한다. 이때, 엘이디 모듈(450)에 전원을 공급하는 전압제공장치(400)는 인버터를 통해 110 또는 220 V의 상용전원을 24V DC 전압으로 변환하여 엘이디 모듈(450)로 제공하며, DC-DC 컨버터를 통해 인버터에 의해 변환된 24 V의 DC 전압 레벨을 다시 3.3 V의 DC 전압으로 변환하여 엘이디 모듈(450)의 드라이버 장치(500)로 출력하게 된다.
드라이버 장치(500)는 풀 브리지 방식의 구동 회로를 포함할 수 있으며, 접지와의 사이에 레퍼런스(REF) 저항을 포함한다. 레퍼런스 저항은 저항값에 따라 R, G, B의 개별 출력 전류, 즉 정전류를 조절한다. 다시 말해, 드라이버 장치(500)는 DC-DC 컨버터에서 제공되는 3.3 V의 DC 전압을 제공받아 레퍼런스 저항의 저항값에 따라 정전류가 개별 엘이디 소자에서 제공될 수 있도록 한다.
RGB 엘이디(510)는 환경 제어부(124)의 제어에 따라 디밍 제어되는데, 여기서 디밍 제어된다는 것은 발광소자들의 턴온 및 턴오프되는 듀티비를 조절하여 PWM 구동함으로써 단위모듈에서 제공되는 빛의 발광량이 조절되는 것을 의미한다. 가령 턴온 시간이 적으면 그만큼 발광량이 적으므로 밝기는 다소 어두울 수 있다. 또한 엘이디 모듈(450)은 엘이디를 어떻게 구동시키느냐에 따라 다양한 색과 다양한 밝기의 빛을 발광할 수 있다. 예를 들어, RGB 엘이디(510)를 각각 구동시키게 되면, 단일 색의 빛을 각각 얻을 수 있지만, RGB 엘이디(510)를 동시에 구동시키게 되면 백색광을 얻을 수 있는 것이다. 이와 같은 구동 방식에 따라 엘이디 모듈(450)은 풀 컬러를 구현하게 된다. 실질적으로 엘이디 모듈(450)은 재배되는 작물의 종류뿐 아니라 작물의 성장 상태에 따라서 파장 및 광량이 조절된다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 하우스형 조사료 재배장치 102: 공조부
104: 전원 제공부 106: 급수부
107: 저장부 108: 가압펌프
110: 트레이 구조부 112: 지지 엥글
114: 지지 파이프 116: Rub형 레일
118: 트레이 120: 급수용 파이프
122: 급수용 노즐부 124: 환경 제어부
126: 센서부 130: 조명부

Claims (14)

  1. 외부환경이 차단된 하우스 내에 설치되어 작물을 발아 및 육묘시키는 하우스형 조사료 재배장치에 있어서,
    상기 작물의 재배를 위한 전력을 제공하는 전원 제공부;
    상기 하우스의 환경정보를 수신하고, 상기 환경정보와 기 설정된 재배조건에 근거하여 상기 작물의 발아 및 육묘 환경을 제어하기 위한 제어명령을 생성하는 환경 제어부;
    적어도 두 쌍의 수직바를 구비하고, 각 쌍의 수직바를 서로 연결하는 지지 엥글, 상기 지지 엥글 상호 간에 직교하는 방향으로 소정의 간격 단위로 배치되는 지지 파이프, 상기 지지 파이프에 상기 지지 엥글과 평행 방향으로 소정의 간격 단위로 설치된 Rub형 레일을 포함하여 상기 작물을 발아 및 육묘하기 위한 트레이를 지탱하는 다층, 다열 구조의 트레이 구조부; 및
    상기 작물의 발아 및 육묘에 필요한 광을 조사하는 조명부를 포함하되,
    상기 환경 제어부는, 상기 기 설정된 재배조건에 근거하여 재배된 작물의 성장 데이터를 수신하고, 상기 성장 데이터가 기 설정된 임계값을 만족하지 못한다고 판단되는 경우, 기 설정된 오차범위별 재배조건 보완값 중 상기 성장 데이터와 상기 임계값 간의 오차값에 대응되는 재배조건 보완값을 산출하고, 산출된 재배조건 보완값에 근거하여 상기 기 설정된 재배조건을 재설정하며, 상기 환경정보와 상기 기 설정된 재배조건의 차이값이 기 설정된 임계값을 초과하는 경우 기 설정된 상기 환경정보를 수신하는 시간 단위를 소정의 단위만큼 감소시켜 새로 설정하고, 상기 환경정보와 상기 기 설정된 재배조건의 차이값이 기 설정된 임계값을 초과하지 않는다고 판단되는 경우 새롭게 설정된 시간 단위를 상기 소정의 단위만큼 증가시키는 것을 특징으로 하는 하우스형 조사료 재배장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 지지 엥글은 Ｌ형 엥글 및 ㄷ형 엥글 중 적어도 어느 하나의 엥글로 구현되는 것을 특징으로 하는 하우스형 조사료 재배장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 Rub형 레일의 안쪽에는 상기 작물에 제공되는 급수가 이동하는 급수용 파이프가 장착되어 있으며, 상기 급수용 파이프에는 일정거리 단위로 상기 작물에 상기 급수를 분출하는 급수용 노즐부가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 하우스형 조사료 재배장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 작물을 재배하기 위한 냉난방 및 습도를 조절하는 공조부,
    다수의 센서를 이용하여 상기 하우스의 환경정보를 수집하는 센서부; 및
    상기 작물에 급수를 제공하는 급수부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하우스형 조사료 재배장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 급수부는 상기 급수를 저장하기 위한 저장부 및 상기 급수를 상기 작물로 이동시키기 위한 가압펌프를 포함하며,
    상기 저장부는 상기 급수의 온도를 일정하게 유지하기 위한 히터를 별도로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 하우스형 조사료 재배장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 환경 제어부는 기 설정된 시간 단위에 따라 상기 환경정보를 수신하고, 상기 환경정보와 상기 기 설정된 재배조건의 차이값이 상기 하우스가 위치하는 환경 조건에 근거하여 기 설정된 임계값을 초과하는 경우 상기 환경정보와 상기 기 설정된 재배조건에 근거하여 상기 제어명령을 생성하는 것을 특징으로 하는 하우스형 조사료 재배장치.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 환경 제어부는 상기 환경정보를 기반으로 상기 하우스의 온도, 습도 및 CO2가 기 설정된 상기 작물을 발아 및 육묘하기 위한 최적의 온도, 습도 및 CO2의 설정범위와 다른 경우, 상기 공조부 및 상기 급수부를 동작시키기 위한 제어명령을 생성하는 것을 특징으로 하는 하우스형 조사료 재배장치.
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 트레이 구조부는 상기 트레이에 재배되고 있는 상기 작물의 종류에 따라 높이 및 크기의 조절이 가능한 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 하우스형 조사료 재배장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 트레이 구조부는 상기 두 쌍의 수직바의 하부에 상기 트레이 구조부를 이동시키기 위한 이동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 하우스형 조사료 재배장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 이동 수단은 바퀴 및 레일 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 하우스형 조사료 재배장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 조명부는 상기 지지 파이프 하부에 부착되며 상기 트레이 구조부의 각 층별로 부착되는 것을 특징으로 하는 하우스형 조사료 재배장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 조명부는 분리 또는 결합 되는 구조의 PCB(Printed Circuit Board)로 제작된 엘이디 모듈을 사용하고, 상기 엘이디 모듈 내 인공광원으로 사용되는 엘이디의 밝기 및 색상 중 일부 또는 전부를 제어하여 상기 작물의 발아 및 육묘에 필요한 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 하우스형 조사료 재배장치.
  14. 삭제
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