KR101612498B1 - 태양광을 이용한 열량과 시간 누적식 농작물의 영양분 공급제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광을 이용한 열량과 시간 누적식 농작물의 영양분 공급제어방법에 관한 것으로, 온실이나 비닐하우스에 심어진 농작물이 최적으로 성장할 수 있는 빛의 총 누적 열량과 빛의 열량이 누적되는 시간을 설정하면서 설정된 열량과 시간에 따라 농작물로 수분과 영양분을 공급할 수 있도록 하는 설정단계와, 온실이나 비닐하우스에 설치된 센서를 통해 태양에서 농작물로 발산되는 빛의 광량을 감지한 후, 빛의 광량을 열량으로 변환하는 감지단계와, 상기 감지단계 이후, 태양의 빛이 누적되면서 농작물로 발산되어 사용자가 설정한 열량의 수치가 이루어지면 농작물로 수분과 영양분이 공급되는 공급단계로 이루어진다.
본 발명은 태양에서 농작물로 전해지는 빛의 수치를 열량으로 연산하여 사용자가 설정한 수치만큼 누적(축척)시킴과 동시에 태양의 열량이 누적되는 양과 누적되는 시간이 동시에 충족될 경우에만 농작물로 수분 및 영양분을 공급하도록 함으로써, 농작물로 수분 및 영양분을 공급하기 위한 장치의 과작동을 예방하면서 농작물의 성장에 필요한 데이터를 통해 일정한 량의 수분과 영양분만을 농작물로 공급하도록 하여 농작물의 성장에 도움을 주면서 농작물에 대한 정확한 데이터를 얻을 수 있는 장점이 있다.

Description

태양광을 이용한 열량과 시간 누적식 농작물의 영양분 공급제어방법{The supply control method of the nutrients accumulated crop type and time heat using solar}

본 발명은 태양광을 이용한 열량과 시간 누적식 농작물의 영양분 공급제어방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 태양에서 비춰지는 빛의 수치를 열량으로 전환한 후, 사용자가 설정한 일정한 크기의 열량과 시간이 누적되는 두가지 조건이 충족될 때 농작물로 수분과 영양분을 공급함으로써, 농작물로 영양분이 초과공급되거나 부족공급되는 것을 방지하여 농작물이 원활하게 성장할 수 있도록 하며, 사용자가 공급설정한 시간에 대해 일정한 시간간격으로 농작물에 수분(영양분)을 강제공급함으로써, 농작물에 과잉 수분(영양분)공급이 이루어질 수 있는 문제점을 줄일 수 있는 태양광을 이용한 열량과 시간 누적식 농작물의 영양분 공급제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 태양광 및 수분을 이용하여 농작물에 영양분을 공급하는 방법으로는 대한민국공개특허공보 제10-2001-0079061호, 대한민국공개특허공보 제10-2011-0073010호, 대한민국등록특허공보 제10-081698호와 같이 태양광에서 온실이나 비닐하우스로 발산되는 빛에 의한 일사량, 파장, 온실 및 온도나 습도, 이산화탄소의 농도 등을 온실 및 비닐하우스에 설치된 광센서가 감지하고 제어하여 농작물로 수분이나 영양분을 공급하도록 하였다.

하지만, 상기와 같이 농작물로 공급되는 태양의 빛을 단순히 일사량, 파장, 온도, 습도만 등으로 감지하게 될 경우, 태양의 일사량, 파장, 온도 등이 제대로 연산되지 않거나 감지되지 않게 되어, 센서 등과 연계된 수분장치 및 영양분공급장치가 제대로 작동하지 않게 되면서 농작물로 수분 및 영양분이 초과공급되거나 부족공급되게 되면서 농작물이 제대로 성장하지 않게 됨은 물론, 사용자들이 수분 및 영양분공급장치를 사용하지 않게 되면서 필요 업는 설치비용을 지불하여 경제적인 문제점이 발생하였다.

또한, 사용자가 농작물로 수분 및 영양분을 공급하게 될 때, 각 계절이나 시간마다 달라지는 태양의 세기를 광량, 온도, 일사량으로만 감지되어 태양에 의한 농작물의 상태를 정확하게 파악하지 못하고 임의의 시간마다 농작물으로 수분이나 영양분을 공급하게 되는 문제점이 있었다.

이에 더해, 상기와 같은 문제점으로 인해 사용자가 농작물로 수분이나 영양분을 공급하는 장치를 직접 수동으로 제어하게 되어 농작물의 성장률을 저하시키는 문제점이 있었다.

본 발명의 태양광을 이용한 열량과 시간 누적식 농작물의 영양분 공급제어방법은 온실이나 비닐하우스에 심어진 농작물이 최적으로 성장할 수 있는 빛의 총 누적 열량과 빛의 열량이 누적되는 시간을 설정하면서 설정된 열량과 시간에 따라 농작물로 수분과 영양분을 공급할 수 있도록 하는 설정단계와, 온실이나 비닐하우스에 설치된 센서를 통해 태양에서 농작물로 발산되는 빛의 광량을 감지한 후, 빛의 광량을 열량으로 변환하는 감지단계와, 상기 감지단계 이후, 태양의 빛이 누적되면서 농작물로 발산되어 사용자가 설정한 열량의 수치가 이루어지면 농작물로 수분과 영양분이 공급되는 공급단계로 이루어져, 태양에서 농작물로 전해지는 빛의 수치를 열량으로 연산하여 사용자가 설정한 수치만큼 누적(축척)시킴과 동시에 태양의 열량이 누적되는 양과 누적되는 시간이 동시에 충족될 경우에만 농작물로 수분 및 영양분을 공급하도록 함으로써, 농작물로 수분 및 영양분을 공급하기 위한 장치의 과작동을 예방하면서 농작물의 성장에 필요한 데이터를 통해 일정한 량의 수분과 영양분만을 농작물로 공급하도록 하여 농작물의 성장에 도움을 주면서 농작물에 대한 정확한 데이터를 얻을 수 있다.

본 발명은 태양에서 농작물로 전해지는 빛의 수치를 열량으로 연산하여 사용자가 설정한 수치만큼 누적(축척)시킴과 동시에 태양의 열량이 누적되는 양과 누적되는 시간이 동시에 충족될 경우에만 농작물로 수분 및 영양분을 공급하도록 함으로써, 농작물로 수분 및 영양분을 공급하기 위한 장치의 과작동을 예방하면서 농작물의 성장에 필요한 데이터를 통해 일정한 량의 수분과 영양분만을 농작물로 공급하도록 하여 농작물의 성장에 도움을 주면서 농작물에 대한 정확한 데이터를 얻을 수 있는 장점이 있다.

그리고, 태양이 제대로 비추지 않는 흐린 날과 같은 경우에는 사용자가 설정한 태양의 열량이 누적되지 않더라도 사용자가 설정한 시간에 대해 일정한 초과시간이 지나게 되면 자동으로 농작물로 수분이나 영양분을 공급하도록 하여, 농작물로 수분이나 영양분의 부족으로 인한 문제점을 예방할 수 있는 장점이 있다.

또한, 사용자가 설정한 태양의 열량이나 시간이 완료되어 농작물로 수분 및 영양분이 공급되면 농작물로 수분 및 영양분 공급장치에 누적된 태양의 열량 및 시간이 재설정되면서 다시 최초로 복귀하게 되어 연속적으로 반복작동하게 됨으로써, 농작물이 최상으로 성장할 수 있는 환경을 제공할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 농작물로 수분 및 영양분을 공급하기 위한 장치를 재설치할 필요 없어 기존에 설치된 장소에서도 용이하게 농작물로 수분 및 영양분을 공급할 수 있어, 설치비용 및 유지비용을 줄일 수 있으며 사용자가 간편하게 사용할 수 있는 장점이 있다.

아울러, 계절별, 일별의 날씨에 따른 태양의 세기에 따라 태양으로부터 공급되는 열량 및 열량이 누적되는 시간을 사용자가 간편하게 임의대로 설정할 수 있어, 사용자가 농작물로 공급되는 수분 및 영양분의 용이하게 조절할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명인 태양광을 이용한 열량과 시간 누적식 농작물의 영양분 공급제어방법을 도시한 흐름도.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명인 태양광을 이용한 열량과 시간 누적식 농작물의 영양분 공급제어방법에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 온실이나 비닐하우스 등의 내부에 농작물로 수분이나 영양분을 공급할 수 있는 장치 등을 설치하도록 한다.

이에 더해, 상기 온실이나 비닐하우스 등에는 태양에서 농작물로 공급되는 빛을 감지할 수 있는 센서 등이 설치되는 것은 자명한 사항으로 상세한 설명은 생략하도록 한다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이 농작물의 특성에 따라 농작물이 최상으로 성장할 수 있는 빛의 광량이나 열량을 연산하도록 한다.

예를 들어, 농작물로 1회 수분이나 영양분을 공급할 때 필요한 빛의 양이 시간당(분당, 초당 설정은 사용자의 목적에 따라 다르게 설정할 수 있음) 100W일 때, 태양에서 발산되는 빛의 양이 시간당 50W이 경우 약 2시간가량 지나야 태양의 빛이 누적되므로 2시간마다 농작물로 수분이나 영양분을 공급하도록 설정하는 것을 말한다.

덧붙여, 빛의 열량이 누적되는 세기에 따라 누적되는 시간은 달라지게 되는 것은 자명한 사항으로 상세한 설명은 생략하도록 한다.

이에 더해, 일반적으로 빛의 광량 측정범위는 0~2000W/㎡으로 활용되고 있으며, 본 발명에서는 빛의 광량을 열량으로 변환하여 사용하도록 한다.

여기서, 본 발명에서 활용되고 있는 빛의 열량(J/㎠)에 대한 계산방식은 1초당 광량 누적량의 단위 환산 값으로써,

일정한 100W의 광원의 1초당 누적값은 100J이며 1분간 광원이 누적된다면 약 6000J이 누적되는 것으로 연산된다.

여기서, 광량의 단위는 W/㎡로 사용되며 열량의 단위는 J/㎠로 사용되어 연산된 광량의 값에서 1e^-4으로 변환하여 0.6J/㎠로 연산된 열량으로 사용하게 되는 것이다.

이처럼, 본 발명에서는 농작물로 발산되는 빛의 값이나 단위를 상대적으로 낮은 열량으로 환산하여 사용함으로써, 사용자가 손쉽게 숫자의 오차없이 간편하게 열량의 단위를 설정할 수 있게 되는 것이다.

그리고, 상기 농작물이 최상으로 성장할 수 있는 열량을 설정하면서 계절이나 날씨에 따라 열량이 과잉 누적되는 시간을 별도로 설정하도록 한다.

예를 들어, 농작물에서 필요한 1시간 동안 빛의 누적열량이 100J/㎠일 경우 여름과 같이 태양의 빛이 강한 날의 시간당 빛의 누적열량이 50분만에 100J/㎠이상일 경우 수분(영양분)공급이 너무 자주 되어 과잉공급되는 형태가 이루어질 수 있는데 이럴 경우 누적시간을 1시간으로 설정하여 농작물로 수분이나 영양분이 1시간 이내에는 공급되지 않도록 하며, 사용자가 설정한 빛의 누적된 열량과 누적시간의 두가지 조건이 모두 충족될 때 농작물로 수분과 영양분을 공급할 수 있도록 설정한다.

덧붙여, 빛의 열량만이 사용자가 설정한 열량에 도달하였더라도 사용자가 설정한 시간을 충족하지 못할 경우에는 농작물로 수분과 영양분을 공급하지 못하도록 하면서 사용자가 설정한 빛의 열량과 시간이 충족되었을 경우에만 농작물로 수분과 영양분을 공급하도록 한다.

이에 더해, 농작물로 수분과 영양분을 공급할 때, 수분과 영양분을 공급하는 장치의 작동시간과 작동중지시간을 추가로 설정할 수도 있다.

예를 들어, 00시00분 ~ 23시 59분까지 작동하도록 하는 것과 같이 일정시간대역을 선택하여 농작물로 수분 및 영양분을 공급하도록 할 수도 있다.

또한, 태양이 비추는 시간대역은 상술한 바와 같이 다양하게 설정할 수 있으며, 태양이 비추지 않는 저녁, 새벽 시간대역에는 농작물로 수분이나 영양분을 공급하지 않도록 하거나 수분이나 영양분이 공급되는 시간대역을 넓게 설정할 수도 있다.

그리고, 흐린 날씨나 태양이 비추지 않은 때나 빛의 열량이 부족할 때에는 사용자가 농작물로 수분이나 영양분을 공급하도록 설정한 시간에 대해 일정한 시간이 초과되었을 경우, 강제로 농작물로 수분과 영양분을 공급하도록 할 수도 있다.

예를 들어, 사용자가 빛의 열량에 따라 약 2시간마다 농작물로 수분과 영양분을 공급하도록 설정하였지만 흐린 날씨, 비, 눈, 안개 등에 듸해 빛이 제대로 비추지 않아 농작물로 빛의 열량이 사용자가 설정한 수치대로 누적되지 않을 경우 사용자가 설정한 누적시간에 5시간이 지난 후, 강제로 농작물로 수분과 영양분을 공급하도록 설정하는 것을 말한다.

여기서, 농작물로 강제로 수분과 영양분을 공급하도록 설정한 시간에서 추가되는 시간은 얼마든지 다양하게 설정할 수 있다.

이는, 흐린 날씨, 비, 눈, 안개와 같이 빛의 열량이 제대로 누적되지 않을 경우 온실, 비닐하우스 등에 설치된 센서 등이 계속 작동하면서 과부하가 발생하게 되어 고장의 원인으로 발생하게 되면서 오동작될 수 있는 상황을 예방하기 위한 것이다.

또한, 태양의 열량이 누적되어 사용자가 설정한 수치가 되더라도 농작물로 너무 자주 수분이나 영양분을 공급하지 않도록 수분과 영양분을 공급하는 시간 대역(간격)을 넓게 설정할 수도 있다.(S10)

한편, 상기와 같이 설정한 후, 온실이나 비닐하우스 등에 설치된 센서가 지속적으로 태양의 빛이 누적되는 것을 감지하게 된다.

여기서, 태양에서 발산되는 빛의 광량을 감지할 때, 상술한 바와 같이 빛의 광량을 열량으로 변환하면서 온실 및 비닐하우스로 발산되어 누적되는 빛을 감지하게 되는 것이다.(S20)

그런 후, 상기와 같이 센서가 태양의 빛을 감지하면서 빛의 누적열량과 누적된 시간이 사용자가 설정한 수치로 두가지 조건이 충족되면, 온실 및 비닐하우스 등에 심어진 농작물로 수분과 영양분을 공급하게 되는 것이다.

또한, 온실 및 비닐하우스로 발산되어 누적되는 빛의 열량이 사용자가 설정한 수치에 이르더라도 사용자가 열량이 누적되는 설정한 시간에 이르지 않게 되면 사용자가 설정한 시간까지 대기하였다가 그 시간에 다다르게 될 때, 농작물로 수분과 영양분을 공급하게 되는 것이다.

이에 더해, 온실 및 비닐하우스로 발산되어 누적되는 빛의 열량이 상술한 바와 같이 사용자가 설정한 수치에 이르지 않더라도 사용자가 설정한 시간이 초과되면 강제적으로 농작물로 수분과 영양분이 공급되게 되는 것이다.

상기와 같이 농작물에 빛이 공급될 때, 농작물의 특성에 따라 성장에 필요한 빛의 열량을 설정한 후, 일정한 시간만큼 누적시켜 사용자가 설정한 수치에 도달하도록 하여 두가지 조건이 충족될 때에만 농작물로 수분 및 영양분을 공급하도록 하여, 농작물의 성장에 최적한 환경을 제공할 수 있게 된다.

상기와 같이 농작물로 수분 및 영양분이 자주 공급되어 농작물이 썩는 등 성장에 피해를 주지 않도록 일정한 간격마다 자동으로 농작물 성장에 최적화될 수 있도록 태양의 빛이 일정하게 공급된 상태에서만 수분과 영양분이 공급되도록 함으로써, 농작물의 성장에 도움을 주게 된다.

그리고, 빛의 열량과 시간을 누적시키면서 농작물에 빛, 수분 및 영양분을 공급하도록하여 농작물로 빛, 수분과 영양분이 과하거나 부족하지 않도록 일정하게 공급함으로써, 농작물의 성장에 도움을 주면서 농작물로 수분이나 영양분을 공급하는 장치의 과부하 등을 예방하여 사용자가 편리하게 농작물을 기르거나 장치를 관리할 수 있게 되는 것이다.(S30)

한편, 상기와 같이 사용자가 설정한 대로 태양의 빛이 누적되면서 시간이 충족되어 농작물로 수분과 영양분이 공급되면 현재 누적된 열량이나 시간이 초기화되면서 다시 처음부터 태양의 열량을 누적하면서 시간을 카운터하여 상술한 방법을 반복하게 되는 것이다.(S40)

상기와 같은 방법을 통해 사용자가 용이하게 농작물 등을 편리하게 관리할 수 있으며, 기존에 온실이나 비닐하우스 등에 설치된 장치에도 별다른 장치를 추가하지 않고도 간편하게 설정하여 사용할 수 있게 되는 것이다.

이에 더해, 농작물을 기르기 위해 사용되는 수분이나 영양분을 공급하기 위한 장치와 별도로 다른 장치와 연계하여 사용할 수도 있다.

상술한 실시예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백한 것이다.

Claims (5)

1. 온실이나 비닐하우스에 심어진 농작물이 최적으로 성장할 수 있는 빛의 총 누적 열량과 빛의 열량이 누적되는 시간을 설정하면서 설정된 열량과 시간에 따라 농작물로 수분과 영양분을 공급할 수 있도록 하며, 농작물로 수분과 영양분을 공급할 수 있는 작동시간(시작시간)과 작동정지시간(완료시간)을 설정하고, 계절과 날씨에 따라 빛의 열량이 누적되는 시간을 별도로 설정할 수 있으며, 빛의 누적열량이 사용자가 설정한 수치에 도달하지 않더라도 일정시간 이후에 농작물로 수분과 영양분을 강제로 공급하는 강제공급시간을 추가로 설정하는 설정단계(S10);
   온실이나 비닐하우스에 설치된 센서를 통해 태양에서 농작물로 발산되는 빛의 광량을 감지한 후, 빛의 광량을 열량으로 변환하는 감지단계(S20);
   상기 감지단계(S20) 이후, 태양의 빛이 누적되면서 농작물로 발산되어 사용자가 설정한 열량의 수치가 이루어지면 농작물로 수분과 영양분이 공급되거나, 빛의 열량만이 사용자가 설정한 열량에 도달하였더라도 사용자가 설정한 시간을 충족하지 못할 경우에는 농작물로 수분과 영양분을 공급하지 못하도록 하면서 사용자가 설정한 빛의 열량과 시간이 충족되었을 경우에만 농작물로 수분과 영양분을 공급하도록 하는 공급단계(S30);
   상기 공급단계(S30)에서 사용자가 설정한 빛의 누적열량과 누적시간이 완료되어 농작물로 수분과 영양분이 공급된 후, 빛의 누적열량과 누적된 시간이 초기화되면서 감지단계(S20)와 공급단계(S30)가 반복적으로 이루어지는 반복단계(S40);로 이루어진 것에 특징이 있는 태양광을 이용한 열량과 시간 누적식 농작물의 영양분 공급제어방법.
   
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