KR101642770B1 - 유인재배 작물 하중 측정 장치 및 이를 포함하는 관리 시스템 - Google Patents

Abstract

온실 내 작물의 하중 변화를 실시간으로 측정하여 데이터를 전송 해주는 유인 재배 작물 하중 측정 장치 및 이를 포함하는 관리 시스템이 제공된다. 이러한 작물 관리 시스템은, 온실 바닥 고정식 베드나 행잉(hanging)식 베드 재배 방식으로 재배되는 작물의 성장을 안내하는 와이어 사이에 연결되어 작물의 성장단계에 다른 무게의 변화를 연속적으로 측정하여 측정 데이터를 송신하는 작물 하중 측정 장치, 작물 하중 측정 장치가 측정하여 송신한 측정 데이터를 수신하는 무선 수신부 및 데이터를 처리하는 모니터링 시스템부를 포함한다. 이에 따라, 유인 재배하는 동안 작물의 성장단계에 따라 변화하는 작물 자체 인장하중을 연속적으로 측정하여 실시간 모니터링 할 수 있다.

Description

유인재배 작물 하중 측정 장치 및 이를 포함하는 관리 시스템{MEASURING APPARATUS FOR CROP LOAD AND MONITORING SYSTEM HAVING THE SAME}

본 발명은 작물 하중 측정 장치 및 이를 포함하는 시스템에 관한 것으로, 보다 상세히 유인재배 작물 하중 측정 장치 및 이를 포함하는 시스템에 관한 것이다.

온실 시설재배의 목적은 작물의 생산을 자연 조건에 의존하지 않고 원하는 시기에 작물을 수확하는데 있다. 일반적으로 파프리카, 토마토 등 키 큰 작물(이하 ‘작물’)은 작물의 생산성을 높이고 작업의 편의성을 좋게 하기 위해 비닐하우스 내에 작물 줄기 성장 안내 와이어를 구현한 다음 상기 안내 와이어를 따라 작물이 성장하도록 유도한다.

또한, 일반적으로 재배하는 작물을 관리할 때에는, 작물의 생장 상태 정보를 통해 작물의 성장단계 및 수확량을 예측할 수 있으며, 작물의 생장 관측을 위한 방법으로 육안에 의존하는 계측 방법을 사용하여 왔다.

그러나 국내의 온실 재배가 점점 늘어나고 있는 상황에서, 단수나 품질을 고려하여 측고가 높은 온실 및 대규모의 온실을 선호하는 경향이 있어 토마토나 파프리카와 같은 키 큰 작물의 경우, 상기 온실에서 유인 재배를 하는 동안 작물의 성장 단계에 따라 작물의 생장 상태를 작업자가 직접 개별적으로 측정하기 힘들다.

더구나, 사람이 관측함으로써 재배 작물의 생장 상태를 관찰하는 데에는 관찰시점의 불일치와 관찰빈도가 제한되는 문제점이 있고 사람이 측정 시 개개인에 따라 차이가 있을 수 있으며, 작물의 생장 정보 측정에 많은 시간을 낭비하고 데이터를 분석하는데 어려움이 존재한다.

그에 따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 온실 내 원하는 위치에 손쉽게 설치하여 유인 재배 방식 중 바닥 고정식 베드에 재배되거나 온실 구조체 매달린 행잉(hanging) 베드에 재배되는 작물의 하중 변화를 실시간으로 측정하여 데이터를 전송해주는 유인 재배 작물 하중 측정 장치 및 이를 포함하는 시스템을 제공하는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 유인 재배 작물 하중 측정 장치는 온실 바닥 고정식 베드나 행잉(hanging)식 베드 재배 방식으로 재배되는 작물의 성장을 안내하는 와이어와 연결되는 와이어 연결부, 상기 와이어 연결부의 상부에 배치되어 상기 재배 방식으로 재배되는 작물의 성장 단계에 따른 하중의 변화를 실시간으로 측정하는 작물 하중 측정부, 상기 작물 하중 측정부가 측정한 데이터를 외부의 모니터링 시스템으로 무선 송신하는 무선 송신부, 상기 작물 하중 측정부의 상부에 형성되어 상기 무선 송신부를 실장하는 하우징 및 상기 하우징 상부에 형성되어 상기 온실 내의 설치체에 고정 가능한 와이어 고정부를 포함하는 유인 재배 작물 하중 측정 장치를 포함한다.

한편, 상기 작물 하중 측정부는 상기 와이어에 매달려 자라는 작물의 인장하중을 측정하기 위한 로드셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 유인 재배 작물 하중 측정 장치를 포함할 수 있다.

본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 작물 관리 시스템은, 온실 내에 설치체와 작물의 성장을 안내하는 와이어 사이에 연결되어 상기 작물의 성장단계에 다른 무게의 변화를 연속적으로 측정하여 측정 데이터를 송신하는 작물 하중 측정 장치, 상기 작물 하중 측정 장치가 측정하여 송신한 측정 데이터를 수신하는 무선 수신부 및 상기 데이터를 처리하는 모니터링 시스템부를 포함한다.

한편, 상기 작물 하중 측정 장치는 상기 와이어와 연결되는 와이어 연결부, 상기 작물의 성장단계에 다른 하중의 변화를 실시간으로 측정하는 작물 하중 측정부, 상기 작물 하중 측정부가 측정한 데이터를 외부의 모니터링 시스템으로 무선 송신하는 무선 송신부, 상기 작물 하중 측정부의 상부에 형성되어 상기 무선 송신부를 실장하는 하우징, 및 상기 하우징 상부에 형성되어 상기 온실 내의 설치체에 고정 가능한 와이어 고정부를 포함할 수 있다.

한편, 상기 무선 송신부는, 상기 하중 측정부의 작동상태를 무선 수신부로 송신할 수 있다.

또한, 상기 온실 내의 설치체에 적어도 한 개의 상기 작물 측정 장치가 설치될 수 있다.

한편, 상기 모니터링 시스템부는 상기 무선 수신부로부터 전달받은 데이터를 분석하여 디스플레이로 출력하고, 상기 작물 하중 측정 장치를 제어할 수 있다.

또한, 상기 모니터링 시스템부는 상기 무선 수신부로부터 데이터를 수신하는 측정 주기 외의 시간에는 상기 작물 하중 측정부 및 상기 무선 송신부를 절전모드로 제어할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 의한 유인 재배 작물 하중 측정 장치 및 이를 포함하는 시스템에 의하면, 유인 재배하는 동안 작물의 성장단계에 따라 변화하는 작물 자체 인장하중을 연속적으로 측정하여 실시간 모니터링 할 수 있다.

또한, 대면적 온실에 식재된 작물 개체의 개별적인 모니터링을 통해 작물의 양분 및 수분 관리, 관수시기 및 수확시기 결정, 작물 성장 정도의 온실내 수평적 분포 등에 대해 농가의 기존 경험적 재배기술과 접목하여, 1ha 이상 대규모 온실에서 재배되는 작물을 효과적으로 관리할 수 있다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 의한 작물 관리 시스템의 개략도를 나타낸 도면이다.
도 2a는 도 1에서 도시된 유인 재배 하중 측정 장치를 정면에서 도시한 도면이다.
도 2b은 도 1에서 도시된 유인 재배 하중 측정 장치를 측면에서 도시한 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조 부호를 유사한 구성 요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 과장하여 도시한 것일 수 있다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, A와 B가'연결된다', '결합된다'라는 의미는 A와 B가 직접적으로 연결되거나 결합하는 것 이외에 다른 구성요소 C가 A와 B 사이에 포함되어 A와 B가 연결되거나 결합되는 것을 포함하는 것이다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 또한, 방법 발명에 대한 특허 청구범위에서, 각 단계가 명확하게 순서에 구속되지 않는 한, 각 단계들은 그 순서가 서로 바뀔 수도 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 의한 작물 관리 시스템의 개략도를 나타낸 도면이고, 도 2a는 도 1에서 도시된 유인 재배 하중 측정 장치를 정면에서 도시한 도면이고, 도 2b은 도 1에서 도시된 유인 재배 하중 측정 장치를 측면에서 도시한 도면이다.

도 1 을 참조하면, 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 작물 관리 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이 온실(10) 내의 설치체(12)에 연결된 작물 하중 측정 장치(100), 상기 하중 측정 장치로부터 데이터를 수신받는 무선 수신부(200) 및 상기 데이터를 모니터링하는 모니터링 시스템부(300)를 포함한다.

상기 작물 하중 측정 장치(100)는, 온실(10) 내에 안내 와이어(14)에 매달려 작물이 재배되는 온실 바닥 고정식 베드나 행잉(hanging)식 베드 재배 방식으로 재배되는 작물의 무게를 인장하중 형태로 실시간 측정해주는 장치이다. 상기 작물의 인장하중을 측정하기 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 온실(10) 상부에 골조 및 고정와이어(미도시)를 포함한 설치체(12)를 설치할 수 있고, 상기 설치체(12)에 다수의 상기 작물 하중 측정 장치(100)를 고정한다. 상기 설치체(12)에 고정된 상기 작물 하중 측정 장치(100)에 안내와이어(14)를 연결하여 작물을 재배할 수 있다.

상기 작물 하중 측정 장치(100)는 상기 온실(10)내에 분포되어 설치될 수 있다.

상기 작물 하중 측정 장치(100)는 와이어 연결부(110), 작물 하중 측정부(120), 무선 송신부(130), 하우징(140) 및 와이어 고정부(150)를 포함한다.

상기 와이어 연결부(110)는 상기 작물이 자라는 것을 안내하는 상기 안내와이어(14)와 상기 작물 하중 측정 장치(100)를 연결할 수 있다. 이에 따라, 상기 설치체(12)와 연결된 상기 작물 하중 측정 장치(100)은 상기 안내 와이어(14)에 유인 재배되는 작물의 인장하중을 받는다.

작물의 인장하중을 받은 상기 작물 하중 측정 장치(100)는 상기 작물 하중 측정부(120)를 통하여 작물의 인장하중을 측정한다.

상기 작물 하중 측정부(120)는 상기 와이어 연결부(110)의 상부에 배치되어 실시간으로 작물의 인장변화를 측정한다. 즉, 상기 작물 하중 측정부(120)는 상기 작물의 성장단계에 따른 인장하중의 변화를 실시간으로 측정할 수 있다. 예를 들어, 상기 작물 하중 측정부(120)는, 상기 안내와이어(14)에 매달려 자라는 작물의 인장하중을 측정하기 위한 로드셀일 수 있다. 상기 작물 하중의 측정범위는 0~10kg일 수 있으며, 측정 단위는 0.001kg 일 수 있다.

상기 작물 하중 측정부(120)가 측정한 데이터는 상기 무선 송신부(130)를 통하여 상기 무선 수신부(200)로 송신된다. 상기 무선 송신부(130)는 상기 하우징(140)에 실장된다. 상기 하우징(140)은 상기 작물 하중 측정부(120)의 상부에 형성되어 상기 무선 송신부(130)를 실장 할 수 있다.

상기 무선 송신부(130)는 상기 작물 하중 측정부(120)에서 측정된 작물의 무게 변화 데이터를 주기적으로 상기 무선 수신부(200)로 송신하게 된다. 또한, 상기 무선 송신부(130)는 상기 작물 하중 측정부(120)의 작동상태를 상기 무선 수신부(200)로 송신한다.

한편, 상기 작물 하중 측정 장치(100)는 안테나(132)를 더 포함할 수 있다. 무선 송신부(130)는 상기 작물 하중 측정부(120)가 측정한 데이터를 상기 무선 수신부(200)로 송신하기 위하여, 실질적으로는 안테나(132)를 통하여 상기 데이터를 송신할 수 있다.

상기 하우징(140)의 상부에는 와이어 고정부(150)가 형성된다. 상기 와이어 고정부(150)는 상기 설치체(12)에 포함된 고정와이어(미도시)와 상기 작물 하중 측정 장치(100)를 고정시켜, 상기 작물 하중 측정 장치(100)가 안전하게 상기 유인재배 작물의 인장하중을 측정할 수 있다.

또한, 상기 작물 하중 측정 장치(100)들은, 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1에서 보여지는 바와 같이, 상기 온실(10) 내의 설치체(12)에 평면적으로 설치되는 구성을 개시하였지만, 상기 온실(10) 내의 설치체(12)에 포함되어 있는 상기 고정와이어(미도시)의 길이는 작물의 성장 환경 및 작물의 성장 상태에 따라 조절 될 수 있다. 이에 따라, 측고가 높은 온실 및 대규모의 온실 내부에서는 상기 작물 하중 측정 장치(100)에 전력을 공급하는 전력선을 연결하거나 태양광 전지 등을 이용하기에는 제한 적이므로, 상기 작물 하중 측정 장치(100)는 독립적인 배터리를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 무선 수신부(200)는 상기 작물 하중 측정 장치(100)가 상기 무선 송신부(130)를 이용하여 송신한 측정 데이터를 수신한다. 상기 무선 송신부(130)와 상기 무선 수신부(200)가 주고받는 무선 주파수의 범위는, 예를 들어, 400Mhz 대역 전후의 일반 사용 주파수의 범위일 수 있다.

상기 무선 수신부(200)가 수신한 데이터는 상기 무선 수신부(200)와 연결되어 있는 모니터링 시스템부(300)에서 처리한다.

상기 무선 수신부(200)와 연결된 상기 모니터링 시스템부(300)는 취득한 데이터를 처리하여 데이터 베이스화하고, 인식할 수 있는 형태의 수치 및 그래프로 나타내어 디스플레이(310)에 표시할 수 있다. 이에 따라, 작업자는 상기 디스플레이(310)를 통하여 상기 온실(10)에서 재배되는 작물 개체의 개별적인 모니터링 뿐만 아니라, 재배 작물의 증체량 분포도 변화 분석 등을 할 수 있으며, 이에 따라, 데이터 베이스화 된 상기 데이터는 성장단계별 작물의 양분 및 수분 관리 등 농가의 기존 경험적 재배기술과 접목할 수 있는 기초자료로 활용이 가능하다.

또한, 상기 모니터링 시스템부(300)는 상기 작물 하중 측정 장치(100)를 제어 할 수 있다. 예를 들어, 상기 모니터링 시스템부(300)는 상기 작물 하중 측정 시간 간격, 작동 시작 등 상기 작물 하중 측정부(120)의 작동 및 상기 무선 수신부(200)의 데이터 송신 주기를 초, 분, 시간 단위로 임의 설정할 수 있으며, 상기 무선 수신부(200)로부터 데이터를 수신하는 시간 외에는 상기 작물 하중 측정부(120) 및 상기 무선 송신부(130)를 절전모드로 제어하여 상기 배터리를 절약 할 수 있다.

또한, 상기 모니터링 시스템부(300)는 상기 무선 송신부(130)를 통하여 수신하는 상기 작물 하중 측정부(120)의 작동상태 데이터를 분석하여 상기 작물 하중 측정부(120)를 주기적으로 검사할 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 온실 100: 작물 하중 측정 장치
110: 와이어 연결부 120: 작물 하중 측정부
130: 무선 송신부 140: 하우징
150: 와이어 고정부 200: 무선 수신부
300: 모니터링 시스템부 400: 디스플레이

Claims (8)

1. 삭제
2. 삭제
3. 온실 바닥 고정식 베드나 행잉(hanging)식 베드 재배 방식으로 재배되는 작물의 성장을 안내하는 와이어들 사이에 연결되어 상기 작물의 성장단계에 따른 무게의 변화를 연속적으로 측정하여 측정 데이터를 송신하는 작물 하중 측정 장치;
   상기 작물 하중 측정 장치가 측정하여 송신한 측정 데이터를 수신하는 무선 수신부; 및
   상기 무선 수신부와 연결되어 데이터를 처리하는 모니터링 시스템부를 포함하고,
   상기 온실 내의 설치체에 적어도 한 개의 상기 작물 측정 장치가 설치되고,
   상기 작물 하중 측정 장치는,
   상기 와이어와 연결되는 와이어 연결부;
   상기 와이어 연결부의 상부에 배치되어 상기 작물의 성장단계에 따른 하중의 변화를 실시간으로 측정하는 작물 하중 측정부;
   상기 작물 하중 측정부가 측정한 데이터를 무선 수신부로 무선 송신하는 무선 송신부;
   상기 작물 하중 측정부의 상부에 형성되어 상기 무선 송신부를 실장하는 하우징; 및
   상기 하우징 상부에 형성되어 상기 온실 내의 설치체에 고정 가능한 와이어 고정부를 포함하며,
   상기 설치체는 작물의 성장 환경 및 작물의 성장 상태에 따라 길이조절이 가능한 고정와이어를 포함하고,
   상기 작물 하중 측정부는 상기 와이어에 매달려 자라는 작물의 인장하중을 측정하기 위한 로드셀을 포함하고,
   상기 무선 송신부는, 상기 하중 측정부의 작동상태를 무선 수신부로 송신하고,
   상기 모니터링 시스템부는, 상기 무선 수신부로부터 전달받은 작물 하중 데이터를 통하여 상기 온실 내의 재배 작물의 증체량 분포도의 변화를 분석하여 디스플레이로 출력하고, 상기 작물 하중 측정 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 작물 관리 시스템.
   
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 1항에 있어서,
   상기 모니터링 시스템부는,
   상기 무선 수신부로부터 데이터를 수신하는 수신 주기 외의 시간에는 상기 작물 하중 측정부 및 상기 무선 송신부를 절전모드로 제어하는 것을 특징으로 하는 작물 관리 시스템.
   

Images