KR101582389B1 - 무선 제어 가능한 식물 재배 시스템 - Google Patents

무선 제어 가능한 식물 재배 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101582389B1
KR101582389B1 KR1020130159204A KR20130159204A KR101582389B1 KR 101582389 B1 KR101582389 B1 KR 101582389B1 KR 1020130159204 A KR1020130159204 A KR 1020130159204A KR 20130159204 A KR20130159204 A KR 20130159204A KR 101582389 B1 KR101582389 B1 KR 101582389B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plant
culture
culture chamber
plant culture
culture solution
Prior art date
Application number
KR1020130159204A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150072488A (ko
Inventor
조병록
김동현
박종찬
Original Assignee
순천대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 순천대학교 산학협력단 filed Critical 순천대학교 산학협력단
Priority to KR1020130159204A priority Critical patent/KR101582389B1/ko
Publication of KR20150072488A publication Critical patent/KR20150072488A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101582389B1 publication Critical patent/KR101582389B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G31/00—Soilless cultivation, e.g. hydroponics
    • A01G31/02—Special apparatus therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00—Botany in general
    • A01G7/04—Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00—Botany in general
    • A01G7/06—Treatment of growing trees or plants, e.g. for preventing decay of wood, for tingeing flowers or wood, for prolonging the life of plants
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/02—Receptacles, e.g. flower-pots or boxes; Glasses for cultivating flowers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/02—Agriculture; Fishing; Forestry; Mining
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/14—Measures for saving energy, e.g. in green houses
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/20—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2
    • Y02P60/21—Dinitrogen oxide [N2O], e.g. using aquaponics, hydroponics or efficiency measures

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Economics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Marine Sciences & Fisheries (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Hydroponics (AREA)

Abstract

본 발명은 식물 재배를 위한 배양 공간이 내부에 구비되는 식물배양챔버; 상기 식물배양챔버의 하부에 형성되어 식물 재배를 위한 배양액을 수용하는 배양액수용함; 파장이 상이한 복수의 LED를 포함하고.상기 식물배양챔버의 상부에 설치되어 재배하는 식물을 조사하는 LED 발광부; 상기 식물배양챔버의 측면에 수직으로 설정 간격으로 이격되어 상기 식물배양챔버 내측을 촬영하도록 설치되는 하나 이상의 카메라; 무선 통신을 수행하는 통신부를 포함하고, 상기 식물배양챔버에 조사되는 광량 및 파장을 조절하도록 상기 LED 발광부의 발광을 제어하고, 상기 하나 이상의 카메라로부터 촬영된 상기 식물배양챔버 내측의 이미지를 상기 통신부를 스마트 모바일 단말기로 전송하는 제어부를 포함하는 식물 재배 시스템을 제공한다.

Description

무선 제어 가능한 식물 재배 시스템{Wireless Controllable Plant Cultivation System}
본 발명은 스마트 모바일 단말기를 이용하여 제어할 수 있는 식물 재배 시스템에 관한 것이다.
산업이 발전하고 인구가 증가함에 따라 농경지나 청정지역이 감소하고, 특히 화학비료 등의 사용으로 농작물을 재배하는 농경지가 척박해짐은 물론 공해의 증가로 청정 농산물의 재배가 어려워지고 있다.
또한, 최근 심각한 기후 변화로 인해 안정적으로 식량을 확보하기 위한 방안에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이에 따라 기후 변화에 상관없이 식물을 인공적으로 재배할 수 있는 식물재배장치의 도입에 대한 필요성이 제기 및 증대되고 있다.
이러한 식물재배장치는 1990년대 중후반 네덜란드 및 일본 등을 중심으로 화훼 및 일부 특용작물의 안정적인 대량생산을 위해 도입된 것이며, 현재는 인공적 재배방식의 대형화 및 기업화 등의 양태를 나타내고 있어 식물공장이라 명칭하기도 하며, 도 1에서 보여주는 바와 같이 빌딩형이나 건물일체형 등의 형태로 변형되어가고 있다.
한편, 웰빙시대에 맞추어 우리가 일상적으로 먹는 채소에 잔존하는 농약의 유해성에 대한 관심이 고조되면서 일반 가정에서 식생활에 필요한 야채를 직접 재배하여 먹고자 하는 욕구가 높아지고 있는데, 일반 가정에서 자신이 소비할 채소를 직접 재배한다는 것은 현실적으로 매우 어렵다.
일부 가정에서 수경재배를 통하여 인체에 유해한 농약을 사용하지 않아 오염되지 않은 상태의 채소를 직접 재배하는 경우가 있으나, 수경식물에 배양액만을 공급할 뿐 식물의 생장에 필요한 빛이나 온도를 제어 공급할 수 없으므로 수경식물의 성장을 촉진하는데 일정 한계가 있었으며, 특히 햇빛이 부족한 장소에서는 효율적으로 수경재배를 하기 어려운 문제점이 있었다.
이를 극복하기 위하여 국내등록특허 제10-1034513호에서는 케이스와, 상기 케이스의 내부 바닥면에 구비되며 배양액이 저장되는 저수조와, 상기 저수조 상측의 케이스 내부에 소정 높이 간격으로 설치되어 케이스 내부를 복층으로 구획하며 상기 배양액의 수로가 내부에 형성되는 복수의 선반부재와, 상기 복수의 선반부재의 상부에 각각 구비되며 수경식물을 위한 식재공이 다수 형성된 복수의 재배판재와, 상기 복수의 재배판재 각각의 상측에 구비되어 각 재배판재에 식재된 수경식물에 독립적으로 빛을 조사하는 복수의 조명부재와, 상기 복수의 조명부재 각각의 빛의 세기를 식재된 수경식물의 특성에 맞추어 제어하는 조명제어부와, 상기 저수조와 최상측 선반부재의 수로 사이에 공급관이 연결되고 복수의 선반부재 각각의 수로가 연결관으로 연결되며 최하측 선반부재의 수로와 상기 저수조 사이에 회수관이 연결되어 순환펌프의 구동에 따라 상기 저수조의 배양액을 순환시키는 배양액순환부, 및 상기 순환펌프의 구동을 제어하는 펌프제어부를 포함하여 구성함으로써 수경식물의 특성에 적합한 최적의 환경을 제공하여 수경식물의 성장을 촉진할 수 있으며, 특히 다양한 종류의 수경식물을 효율적으로 재배할 수 있는 수경재배장치를 제안하고 있다.
한편, 독립된 가전 형태로 실내의 거실 또는 주방에 깔끔하게 설치할 수 있는 가전형 식물재배기에 대해 국내등록실용신안 제20-0455827호에서 제안하고 있는 데, 이 또한 LED광원과 수경재배기술을 이용하여 채소 등의 식물을 재배하기 위한 것으로서, 프레임, 프레임의 가이드레일에 슬라이드 가능하게 결합되는 다수의 배양 트레이와 배양액 공급통, LED광원, 배양액 펌프와 배양액 공급을 위한 배관들과 배관 연결구와 이들을 수용하는 케이싱을 포함하는 구성을 제시하고 있다.
대한민국 등록 특허 제10-0923982호 (공개일: 2009.10.21) 대한민국 공개 특허 제10-2010-0049981호 (공개일: 2010.05.13)
본 발명의 목적은 스마트 폰을 이용하여 자동으로 식물 재배에 최적화된 생육 환경을 맞춤 조절할 수 있는 식물 재배 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 무선 제어 가능 식물 제어 시스템은, 식물 재배를 위한 배양 공간이 내부에 구비되는 식물배양챔버; 상기 식물배양챔버의 하부에 형성되어 식물 재배를 위한 배양액을 수용하는 배양액수용함; 파장이 상이한 복수의 LED를 포함하고.상기 식물배양챔버의 상부에 설치되어 재배하는 식물을 조사하는 LED 발광부; 상기 식물배양챔버의 측면에 수직으로 설정 간격으로 이격되어 상기 식물배양챔버 내측을 촬영하도록 설치되는 하나 이상의 카메라; 무선 통신을 수행하는 통신부를 포함하고, 상기 식물배양챔버에 조사되는 광량 및 파장을 조절하도록 상기 LED 발광부의 발광을 제어하고, 상기 하나 이상의 카메라로부터 촬영된 상기 식물배양챔버 내측의 이미지를 상기 통신부를 스마트 모바일 단말기로 전송하는 제어부를 포함하는 식물 재배 시스템을 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 식물 재배 시스템은 상기 배양액수용함 상부를 커버하도록 상기 식물배양 챔버 내에 수평 상태로 설치되며, 다수의 포트삽입홀이 형성되는 포트거치대;와 상기 포트거치대의 상기 포트삽입홀에 개별 삽입되어 거치되는 것으로, 내부에 재배토를 수용할 수 있는 용기 형상이고, 용기 외면에 다수의 관통공이 형성되고, 상기 배양액수용함 내부에 상기 관통공 형성 부분이 설정 높이 이상 잠기는 식물재배포트를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 식물 재배 시스템은 상기 배양액수용함은 상부에 배양액이 투입되는 투입구와 상기 배양액수용함에 수용되었던 배양액이 배출되는 배출구가 개폐 제어가능하게 설치되고, 상기 제어부는 상기 배양액수용함에 배양액 수용 시간 또는 수용량을 조절하도록 상기 배양액수용함의 상기 투입구와 상기 배출구의 개폐를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 식물 재배 시스템은 상기 재배토의 습도를 감지하는 습도센서를 추가로 포함하고, 상기 제어부는 상기 습도센서의 감지값에 따라 상기 배양액수용함의 상기 투입구와 상기 배출구를 개폐 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 무선으로 식물의 성장에 따라 온도, 수분, 광량, 이산화탄소 농도, 배양액 등의 환경 인자 요건에 대한 통합 제어와 관리가 가능하며, 계절이나 장소에 관계없이 식물을 실내에서 연속 재배할 수 있을 뿐만 아니라 식물 재배에 따른 유지 관리가 유용한 장점이 있다.
도 1 은 종래의 식물 공장을 나타낸 사진,
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배 장치를 나타낸 도면,
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배 시스템을 개략적으로 나타낸 블럭도, 및
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배 시스템의 카메라에서 촬영되어 전송된 사진을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명에 의한 식물 재배 시스템의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조로 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도이고, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배 시스템의 카메라에서 촬영되어 모바일 단말기로 전송된 사진을 도시한 도면이다.
도시되는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물재배시스템은 식물 재배를 위한 식물 배양 챔버(110)와 이를 구동시키는 구성을 포함하는 식물재배장치(100), 식물 재배 장치(100)를 제어하는 제어부(300), 제어부(300)와 통신하여 식물 재배 상황을 제공받고 인터페이스를 통해 제어 명령을 송신하는 모바일 스마트 단말기(400)를 포함한다.
식물재배장치(100)는 복수개의 식물배양챔버(110)를 포함할 수 있다. 식물배양챔버(110)는 배양액(120)을 수용하는 배양액수용함(111), 배양액수용함(111) 상에 설치되고 다수의 포트삽입홀(112a)이 형성 및 배열되어 있는 평판 형상의 포트 거치대(112), 포트거치대(112)의 포트삽입홀(112a)에 개별 삽입되어 배양액 수용함(111) 내부에 일정 부분 이상 잠기는 식물재배포트(130), 식물 재배포트(130) 내의 재배토의 습도를 감지하는 습도센서(220), 배양액수용함(111) 내에 설치되어 배양액의 Ph를 검출하는 Ph 센서(230), 배양액 수용함(111) 내의 배양액의 수위를 감지하는 수위센서(240), 배양공간 측벽에 설치되어 재배되는 식물을 촬영하는 카메라(160a,b,c), 및 챔버(110)의 상부 측면에 구비되어 식물배양챔버(110) 내 공기 순환을 유도하고, 식물배양챔버(10) 내부의 온도를 제어하는 상기 공기순환팬(140)을 포함한다.
식물 재배 포트(130)는 용기 형상으로 원통형 또는 사각이나 육각 등의 다각 기둥 구조를 포함하여 다양하게 형성될 수 있는데, 이는 식물이 성장하기 위한 재배토가 수용되며 이 재배토에 재배 식물이 뿌리를 내리고 성장하게 된다. 식물재배포트(130)는 외면에 관통공(131)이 다수개 형성되어 배양액이 관통공을 통해 재배토로 흡수될 수 있다.
배양액수용함(111)은 상부에 배양액 투입구(도면중 미도시)가 형성되고 바닥에 배출구(도면중 미도시)가 형성되는데, 배양액 수용함(111)의 바닥은 배양액의 용이한 배출을 위해 사선 방향으로 기울어져 있고, 배출구는 기울어진 바닥의 제일 낮은 위치에 설치되는 것이 바람직하다. 투입구와 배출구는 밸브에 의해 개폐가 제어된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배 장치(100)는 상기 배양액수용함(111)에 공급되는 배양액이 혼합되는 배양액 공급탱크(171)와 함께, 배양액 수용함(111)으로부터 배양액이 배출되는 배출수 저장탱크(172)를 구비한다. 배양액(120)은 배양액 공급라인(도면중 미도시)을 통해 배양액 공급탱크(171)에서 배양액 수용함(111)으로 공급되고, 배출라인(도면중 미도시)을 통해 배양액 수용함(111)에서 배출수 저장탱크(172)로 배출된다.
배출수 저장탱크(172)와 배양액 공급탱크(171)는 연결되어, 배출수 저장탱크(172) 내의 배출수에 양액을 보충하여 배양액 공급탱크(171)로 순환 공급될 수 있고, 배출수 저장탱크(172) 없이 바로 외부로 배출될 수도 있고, 배출라인이 필터 등을 거쳐 배양액 공급탱크(171)에 연결되어, 배양액 공급탱크(171)에서 양액을 보충하여 배양액으로 순환될 수도 있다. 배양액 공급탱크(171)에는 Ph 센서(230)가 설치되어 배양액에 양액 또는 물의 추가 여부를 판단 기준이 될 수 있다.
배양액 공급탱크(171)에서 배양액수용함(111)으로 배양액의 공급은 펌프구동부(230)를 이용하여 달성되고, 배양액수용함(111)으로부터 배출라인을 통한 배출은 배양액 수용함(111) 바닥의 기울기 등 낙차를 이용하여 배출할 수 있다. 배양액 수용함(111)의 투입구(도면중 미도시)와 배출구(도면중 미도시)는 밸브개폐부(170)를 통해 개폐가 제어된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배 장치(100)는 상이한 파장의 LED를 복수개 포함하고 식물배양챔버(110)의 상부에 설치되어 재배 식물을 조사하는 LED 발광부(150)를 포함하고, 식물 배양 챔버(110)의 상부 측면에 상기 공기순환팬(160)을 구비하여 식물배양챔버(110) 내 공기 순환을 유도하고, 식물배양챔버(10) 내부의 온도를 제어한다.
LED 발광부(150)는 red LED, Ultra-red LED, Blue LED, Green LED, Yellow LED를 포함할 수 있다. Red LED는 520nm~620nm 미만의 적색광을 발광시켜 광합성 촉진과 개화를 조절시키는데 이용된다. Ultra-Red LED는 620nm~720nm 미만의 초적색광을 발광시켜 과실수, 당도, 사포닌 증가를 조절시키는데 이용된다. Blue LED는 320nm~420nm 미만의 청색광을 발광시켜 웃자람 방지를 조절시키는데 이용된다. Green) LED는 420nm~520nm 미만의 녹색광을 발광시켜 곰팡이 발생을 억제시키는데 이용된다. Yellow LED는 550~600nm 미만의 황색광을 발광시켜 해충을 억제시키는데 이용된다. LED 발광부(150)는 상기와 같은 LED의 종류와 발광 개수를 조절하여 재배되는 식물에 조사되는 파장과 광량을 조정할 수 있다.
식물배양챔버(110)의 측면 또는 상면에 하나 이상의 카메라(160a,160b,160c)를 포함할 수 있다. 측면에 설치되는 카메라(160a,160b,160c)는 설정 높이 만큼 이격되어 차례로 설치되어 재배되는 식물의 발육 높이, 웃자람 등을 확인할 수 있게 한다. 상면에 설치되는 카메라(도면중 미도시)는 재배되는 식물 포기 별 직경 잎, 꽃, 열매의 다소를 확인할 수 있게 한다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배 시스템의 카메라에서 촬영되어 전송된 사진을 도시한 도면으로 (a)는 카메라 160a로 촬영된 사진이고, (b)는 카메라 160b로 촬영된 사진이고, (c)는 카메라 160c로 촬영된 사진이다. 사용자는 모바일 단말기로 전달된 사진 (a), (b), (c)를 비교하여 재배되는 식물의 키를 파악할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배 장치(100)는 배양액수용함(111) 또는 배양액 공급탱크(171) 또는 배출수 저장탱크(172) 내에 설치되어 배양액의 Ph를 검출하는 Ph 센서(230), 포트(130) 내의 재배토의 습도를 측정하는 습도센서(220), 식물 배양 챔버(110) 내의 LED 발광부(150)와 자연광에 의한 조도를 측정하는 조도 센서(250), 식물배양챔버(110) 내의 온도를 측정하는 온도센서(210), 배양액 수용함(111) 내에 설치되어 배양액의 수위를 감지하는 수위센서(240)를 포함할 수 있다. 제어부(300)는 상기 센서들(210,220,230,240,250)의 감지 신호에 따라 식물 재배 장치(100)의 구동을 제어하거나, 센서들(210,220,230,240,250)의 감지 신호를 통신부(310)를 통해 모바일 단말기(400)로 전달하고, 모바일 단말기(400)에서 수신된 제어 신호에 따라 식물 재배 장치(100)의 구동을 제어할 수 있다.
상기와 같이 구성된 식물 재배 시스템의 구동의 일 예를 아래에서 상세히 설명하기로 한다.
먼저 본 발명에 따른 식물 재배 시스템은 자동으로 제어부에서 설정 값에 따라 배양액을 공급하고 LED를 구동시키거나, 공기를 순환시킬 수 있고, 모바일 단말기(400)로 식물 재배 시스템의 각종 센서의 검출값을 송신하고, 이에 대한 사용자의 제어 명령이 모바일 단말기(400)로부터 입력되면 수신된 제어 명령에 따라 구동도리 수 있다.
먼저 자동 제어 모드를 설명하기로 한다
복수의 식물배양챔버(110)를 포함하는 식물 재배 장치(100)는 습도센서(220)의 감지 신호에 의해 재배토의 습도를 확인할 수 있는 데, 설정 값 이하로 감소하면 배양액수용함(111)으로 배양액(120)을 공급하여 포트(130)가 배양액(120)에 잠기도록 할 수 있다. 습도센서(220)는 복수의 챔버(110)에서 각 챔버(110) 별로 하나 이상 설치되어, 각 챔버 별로 배양액의 공급과 배출을 개별적으로 제어하도록 할 수 있다. 제어부(300)는 습도센서(220) 입력값이 설정 값 이하이면 자동으로 펌프구동부(230)를 구동시켜 공급라인을 통해 배양액이 식물배양챔버(110)에 설치되는 배양액수용함(111)으로 배양액(120)이 공급되도록 하거나, 설정 시간 이상 배양액 수용함(111)에 배양액(120)이 채워져 있는 것으로 판단되면, 배출구를 오픈하도록 밸브 개폐부(170)를 구동하여 배양액 수용함(111)으로부터 배양액(120)이 배출되도록 할 수 있다.
이때, 제어부(300)는 투입구의 밸브를 오픈 상태로 제어하고, 배출구의 밸브를 닫힘 상태로 제어한다. 배양액 수용함(111)은 수위센서(240)를 포함하여 배양액(120)이 채워지면 펌프구동부(230)를 멈추고, 배양액 수용함(111)을 채운 배양액이 포트(130) 내의 재배토에 흡수되도록 한다. 재배 식물에 따라 설정 시간이 경과하면 배출구의 밸브를 오픈하여 배양액(120)이 배출되도록 한다. 설정시간 이상 재배토가 배양액에 잠겨서 재배토 내의 뿌리가 썩는 현상을 방지할 수 있게 된다.
제어부(300)는 조도센서(250)의 감지 신호와 재배 식물과 성장 과정에 따라 필요한 파장과 광량이 되도록 해당하는 LED가 발광하도록 LED 발광부(150)를 제어하고, 온도 센서(210), CO2 감지센서 또는 O2 감지센서의 감지신호에 따라 공기순환팬(140)의 동작을 제어한다.
모바일 단말기(400)를 이용한 사용자 제어 모드를 설명하면 다음과 같다.
전술한 바와 같이 감지 값을 검출하는 온도센서(210), 습도센서(220), Ph센서(230), 수위센서(240), 조도센서(250)의 검출값과 하나 이상의 카메라(160)에서 촬영된 이미지가 제어부(300)에 인가된다. 제어부(300)는 설정된 바에 따라 임계값초과시, 설정 시간간격으로, 또는 모바일 단말기(400)로부터 요청인가될 때 검출값 또는 이미지들을 통신부(310)를 통해 무선으로 모바일 단말기(400)로 전송한다. 통신부(310)를 통한 전송은 모바일 단말기(400)와 식물 재배 장치(100)의 통신부(310) 간의 직접 통신, 또는 통신부(310)와 관리서버(도면중 미도시), 관리서버와 모바일 단말기(400) 간 통신을 통해 상호 전달될 수 있다.
사용자는 모바일 단말기(400)를 통해 식물 재배 장치(100)의 상태를 확인하고 해당하는 명령을 입력하면 이는 통신부(310)를 통해 제어부(300)에 입력되고, 제어부(300)는 입력된 제어 명령에 따라, 공기 순환팬(140), LED 발광부(150), 밸브 개폐부(160), 펌푸 구동부(180)를 구동한다.
특히, 소정 높이 간격으로 설치되는 카메라(160)에서 촬영된 사진을 모바일 단말기로 확인하면, 하나의 카메라가 설치되는 경우보다 촬영된 사진 내의 재배 식물의 키, 잎, 열매, 꽃의 다소 등을 사용자가 보다 정확하게 파악할 수 있다.
한편, 모바일 단말기(400)와 제어부(300)는 사용자 설정 및 상태 확인이 가능하고 재배하고자 하는 식물의 환경인자요건 등의 정보검색 등 식물검색과 일정 체크가 가능하도록 하는 어플리케이션(application) 프로그램이 탑재될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 식물 재배 장치(100)에는 개폐도어가 구비되고, 내부의 배양공간 및 식물의 재배상태를 눈으로 확인할 수 있도록 투명창이 구비될 수 있으며, 이동이 가능하도록 바퀴가 구비될 수 있다.
배양액 공급탱크(171)에 저장되는 배양액은 수동 및/또는 자동 공급이 이루어지도록 구성될 수 있다. 도시하지는 않았으나, 상기 배양액 공급탱크(171)에 저장될 수 있는 물은 가정 내 구비되는 수도 배관 또는 정수기 연결배관에 분기배관을 설치함으로써 공급받을 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 배양액 공급탱크(171)와 배출수 저장탱크(172) 각각에는 수위센서(240)를 설치함으로써 배양액 공급과 배수 처리의 자동 제어가 수행되도록 구성함이 바람직하다.
제어부(300)와 모바일 단말기(400)는 식물 검색과 일정 체크 등의 정보 디스플레이를 위한 어플리케이션 프로그램의 실행을 위해 프로그램 운영체계가 요구되는데, 안드로이드 OS, 애플 iOS, 윈도우 OS 중의 어느 하나인 운영체계가 구축될 수 있다.
여기서, 식물 검색 등을 위한 어플리케이션은 다양한 식물종중 해당 식물에대한 적합 온도나 적정한 습도 및 광량 등 다수의 생육환경 인자, 계절별 제철식물등의 정보를 디스플레이하기 위한 식물도감(植物圖鑑) 관련 데이터라 할 수 있다.
상기 제어부(300)는 디스플레이 화면을 추가로 포함하여, 재배 식물의 모든 기능 제어 및 관리와 상태 표시는 물론 사용자 인터페이스를 통한 식물 검색과 현재 재배하고있는 식물의 일정 체크 등을 사용자가 수행할 수 있다.
디지털 기반에 의한 디지털 텃밭으로 운영 가능하므로 사용자 인터페이스를 통하여 재배하는 식물에 대한 정보를 획득할 수 있을뿐더러 그 정보에 기초한 최적화된 생육환경으로 사용자 설정 및 맞춤조절할 수 있고 이렇게 설정된 상태로 통합 제어 및 관리할 수 있어 누구나 쉽게 식물을 재배 및 사용자 편의성을 추구할 수 있으며, 종래 수경재배방식의 식물재배장치가 아니라 텃밭 개념의 식물 재배방식을 구현하는 것이다.
이상에서 설명한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위내에서 이 기술분야의 당해업자에 의하여 다양한 수정과 변형 또는 치환이 이루어질 수 있다 할 것이며, 이는 본 발명의 기술적 범위에 속한다 할 것이다.
100 : 식물 재배 장치 110 : 식물 배양 챔버
111 : 배양액 수용함 112 : 포트 거치대
120 : 배양액 130 : 식물 재배 포트
131 : 관통공 140 : 공기순환팬
150 : LED 발광부 160 : 카메라
170 : 밸브 개폐부 180 : 펌프 구동부
210 : 온도센서 220 : 습도센서
230 : Ph 센서 240 : 수위센서
300 : 제어부 310 : 통신부
400 : 모바일 단말기

Claims (6)

  1. 식물 재배를 위한 배양 공간이 내부에 구비되는 식물배양챔버;
    상기 식물배양챔버의 하부에 형성되어 식물 재배를 위한 배양액을 수용하고, 상기 배양액이 투입되는 투입구와 수용되었던 상기 배양액이 배출되는 배출구가 개폐 제어 가능하게 설치되고 바닥이 사선 방향으로 기울어지도록 형성되고 상기 배출구는 기울어진 상기 바닥의 제일 낮은 위치에 설치되는 배양액수용함;
    상기 배양액수용함 상부를 커버하도록 상기 식물배양 챔버 내에 수평 상태로 설치되며, 다수의 포트삽입홀이 형성되는 포트거치대;
    상기 포트거치대의 상기 포트삽입홀에 개별 삽입되어 거치되는 것으로, 내부에 재배토를 수용할 수 있는 용기 형상이고, 용기 외면에 다수의 관통공이 형성되고, 상기 배양액수용함 내부에 상기 관통공 형성 부분이 설정 높이 이상 잠기는 식물재배포트;
    상기 재배토의 습도를 감지하는 습도센서;
    파장이 상이한 복수의 LED를 포함하고, 상기 식물배양챔버의 상부에 설치되어 재배하는 식물을 조사하는 LED 발광부;
    상기 식물배양챔버의 측면에 수직으로 설정 간격으로 이격되어 상기 식물배양챔버 내측을 촬영하도록 설치되는 복수의 카메라;
    무선 통신을 수행하는 통신부를 포함하고, 상기 식물배양챔버에 조사되는 광량 및 파장을 조절하도록 상기 LED 발광부의 발광을 제어하고, 상기 배양액수용함에 배양액 수용 시간 또는 수용량을 조절하도록 상기 배양액수용함의 상기 투입구와 상기 배출구의 개폐를 제어하고, 복수의 상기 카메라로부터 촬영된 상기 식물배양챔버 내측의 이미지를 상기 통신부를 통해 스마트 모바일 단말기로 전송하고, 상기 스마트 모바일 단말기에서 수신되는 제어 신호에 따라 상기 투입구와 상기 배출구의 개폐 및 상기 LED 발광부를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 습도센서의 감지값에 따라 상기 배양액수용함의 상기 투입구와 상기 배출구를 개폐 제어하는 무선 제어 가능한 식물 재배 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 식물배양챔버가 복수개 세로로 적층되는 무선 제어 가능한 식물 재배 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 카메라는 상기 식물 배양 챔버의 상면에 하방을 촬영하도록 설치되는 카메라를 추가로 포함하는 무선 제어 가능한 식물 재배 시스템.
KR1020130159204A 2013-12-19 2013-12-19 무선 제어 가능한 식물 재배 시스템 KR101582389B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130159204A KR101582389B1 (ko) 2013-12-19 2013-12-19 무선 제어 가능한 식물 재배 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130159204A KR101582389B1 (ko) 2013-12-19 2013-12-19 무선 제어 가능한 식물 재배 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150072488A KR20150072488A (ko) 2015-06-30
KR101582389B1 true KR101582389B1 (ko) 2016-01-20

Family

ID=53518417

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130159204A KR101582389B1 (ko) 2013-12-19 2013-12-19 무선 제어 가능한 식물 재배 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101582389B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019059436A1 (ko) * 2017-09-25 2019-03-28 김진중 엘이디 스마트 화분장치
WO2021091004A1 (ko) * 2019-11-07 2021-05-14 농업회사법인에코그로잉주식회사 분무식 수경 재배장치

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019149969A1 (es) * 2018-02-05 2019-08-08 Plascencia Rodrìguez Arturo Conjunto interior para cultivo de plantas
KR102127773B1 (ko) * 2018-02-26 2020-06-29 홍유석 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치
KR102134518B1 (ko) * 2018-11-28 2020-07-16 서부건 다목적 소형 스마트팜 장치
CN109874544A (zh) * 2019-03-08 2019-06-14 合肥学院 一种智能阳台作物种植系统
KR102168614B1 (ko) * 2019-05-13 2020-10-22 박기태 미세먼지 저감 및 습도 조절을 위한 다단형 식물 재배 장치
KR102454244B1 (ko) * 2019-12-31 2022-10-14 고정호 실내용 스마트 수경재배시스템
KR102292115B1 (ko) * 2020-08-19 2021-08-20 (주)케이컴퍼니 원수 독성 검사 장치 및 그 제어 방법
KR102214160B1 (ko) * 2020-11-20 2021-02-09 김남철 식물 재배 전용 대형 수경 재배 박스
KR102452034B1 (ko) * 2021-11-18 2022-10-11 (주)카탈로닉스 친환경 업사이클링 수경재배장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200462981Y1 (ko) 2010-03-23 2012-10-18 대한민국 컨테이너를 이용한 식물 재배 장치
KR101321336B1 (ko) 2013-03-19 2013-10-29 (주)유양디앤유 식물공장 재배작물의 다단형 재배장치

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100981854B1 (ko) 2008-11-04 2010-09-13 박명구 Ｌｅｄ 형광램프
KR100923982B1 (ko) 2009-01-09 2009-10-28 이해숙 형광등 타입의 엘이디 조명 램프
KR200469809Y1 (ko) * 2010-11-29 2013-11-07 주식회사 바이오퓨쳐 원예 재배기
KR20130065828A (ko) * 2011-12-01 2013-06-20 주식회사 오트리 스마트폰을 이용한 식물공장 운영시스템

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200462981Y1 (ko) 2010-03-23 2012-10-18 대한민국 컨테이너를 이용한 식물 재배 장치
KR101321336B1 (ko) 2013-03-19 2013-10-29 (주)유양디앤유 식물공장 재배작물의 다단형 재배장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019059436A1 (ko) * 2017-09-25 2019-03-28 김진중 엘이디 스마트 화분장치
WO2021091004A1 (ko) * 2019-11-07 2021-05-14 농업회사법인에코그로잉주식회사 분무식 수경 재배장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150072488A (ko) 2015-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101582389B1 (ko) 무선 제어 가능한 식물 재배 시스템
US10750689B2 (en) Automated hydroponic growing appliance
US11064659B2 (en) Device and method for cultivating plants, and sowing and planting mat therefor
US10709076B2 (en) Smart cabinet for home gardening
KR101813598B1 (ko) 양어 연계형 채소재배 시스템 및 그의 운용 방법
KR101963508B1 (ko) 자체제어 및 원격제어가 가능한 식물재배 시스템
KR101408932B1 (ko) 디지털 기반의 가전형 식물재배장치
WO2017161698A1 (zh) 一种植物水培架和植物生长环境保障系统
CN106508649B (zh) 植物无土栽培系统
KR101102733B1 (ko) 가정용 식물 재배 장치
KR101034513B1 (ko) 수경재배장치
US20220124995A1 (en) Plant incubation apparatuses and related methods
CN205018017U (zh) 智能水培蔬菜种植柜
US20200375127A1 (en) Soilless plant growing systems
KR101582388B1 (ko) 식물 재배 장치
KR20120007420A (ko) 적층 서랍식 식물재배기
KR102176107B1 (ko) 식물 재배 장치
KR200469809Y1 (ko) 원예 재배기
KR101219787B1 (ko) 수직형 식물 재배 장치
US20240172613A1 (en) Automated hydroponic growing appliance
KR20190029540A (ko) 자체제어 및 원격제어가 가능한 식물재배 시스템
KR102241200B1 (ko) 수직형 수경재배기
WO2022015752A1 (en) Automated hydroponic growing appliance
KR20190040703A (ko) 스마트 작물재배장치
CN206024775U (zh) 一种室内箱柜式四季蔬菜种植机

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181217

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191231

Year of fee payment: 5