KR101712582B1 - Ict를 활용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정보통신기술을 이용하여 원격제어단말기를 통해 양액을 공급하는 시스템을 원격으로 유지 관리 할 수 있을 뿐만 아니라, 수시로 변하는 재배시설 주위의 환경을 수시 감지하여 최적의 상태로 양액을 공급하고, 재배시설을 관리할 수 있게 한 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 시설재배의 양액 재활용 공급시스템에 관한 것으로 상세하게는 정보통신기술을 이용하여 원격제어단말기를 통해 양액공급시스템을 원격으로 유지 관리 할 수 있을 뿐만 아니라, 수시로 변하는 재배시설 주위의 환경을 수시 감지하여 최적의 상태로 양액을 공급하고, 재배시설로부터 배출되는 양액을 수거하여 재활용함에 따라 농가의 양액 구입비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 양액에 의해 환경이 오염되는 것을 방지할 수 있게 한 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템에 관한 것이다.
또한 배출되는 양액을 재순환시켜 재활용하되, 살균수단을 이용하여 살균하여 재활용함에 따라 재활용되는 양액의 오염에 의해 식물이 폐사하는 것을 방지할 수 있게 한 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템에 관한 것이다.
기술이 발달함에 따라 다양한 식물 재배 방법이 개발되고 있으며, 해당 식물의 생육에 최적의 조건으로 재배 환경을 만들어 식물을 재배하는 기술을 통칭하여 시설재배라 한다.
시설재배는 어느 작물을 재배를 목적으로 하는가에 따라 서로 다른 이름으로 사용되며 대부분은 원예작물을 재배함으로서 시설원예라고하며, 유리온실, 비닐하우스, 대형터널 등과 같이 시설 내에서 원예작물인 엽채류, 과채류, 근채류등의 채소, 과수, 및 화훼를 집약적으로 재배하는 재배방법이다.
이러한 시설재배는 자동화된 가온, 보온, 환기, 관수, 탄산가스의 시비 등의 장치들을 설치하여 자본집약적으로 경영이 되는 것이고, 근간에는 컴퓨터를 이용하여 제반 장치의 구동을 제어할 수 있게 함에 따라 작물들을 연중 출하할 수 있는 기술들이 사용되고 있다.
이러한 시설재배는 상기한 바와 같이 환경을 제어하기 위한 다양한 장치들이 사용되고 있고, 이러한 장치들 중에는 식물에 영양분을 공급하기 위한 양액 공급 시스템이 있으며, 이와 관련된 기술의 일예로 특허문헌 1 내지 3이 있다.
특허문헌 1은 일사량과 외부기온을 감지하는 기상환경감지센서와, 다수의 서로 다른
비료액을 공급하기 위한 다수의 비료액 공급모터와, 비료액공급모터에 의해서 공급된 비료액을 균일하게 혼합시키는 시스템혼합탱크와, 시스템혼합탱크의 상부로부터 하부로 연결되어 비료액을 순환시키는 시스템순환배관과, 시스템순환배관 상에 위치하여 비료액의 산도(pH)와 전기전도도(EC) 및 온도를 감지하는 양액센서와, 시스템순환배관 상에 위치하여 비료액을 수경재배베드의 상측을 향하여 일정한 힘으로 펌핑하기 위한 양액공급모터와, 양액공급모타와 연결된 공급관에 설치되어 양액의 공급량을 수치화하여 시각적으로 표시하는 양액공급수량계와, 수경재배베드의 하부를 통하여 공급된 비료액을 배출시키는 배액배관과, 배액배관에 설치되어 배출된 배액을 수용하는 1차배액탱크와, 1차배액탱크에 수용된 배액이 소정의 량에 도달하여 외부로 배출시키는 배액1차펌프와, 배액1차펌프에 의해 배출되는 배액을 최종적으로 보관하는 2차배액탱크와, 제2차배액탱크와 배액1차펌프 사이에 마련되어 펌핑되는 배액의 배출량을 계수하는 배액량수량계와, 2차배액탱크에 저장된 배액이 소정량에 도달하여 이를 시스템혼합탱크로 펌핑시키는 배액공급펌프와, 배액공급펌프에 의한 배액을 시스템혼합탱크로 이송시키는 배액공급배관과, 배액공급배관 상에 위치하여 배액의 공급수량을 계수하는 배액공급수량계와, 배액공급배관 상에 위치하여 배액의 전기전도도를 감지하는 센서와, 배액공급배관 상에 위치하여 양액과 배액의 공급하고 차단하는 복수의 전자밸브와, 기상환경계측센서와 양액센서, 양액공급 수량계, 배액량 수량계로부터 정보를 받아 양액공급펌프와, 배액공급펌프, 전자밸브를 각각 제어하여 시스템혼합탱크에 양/배액혼합과 수경재배베드에 양액공급 및 회수하는 마이크로프로세서컨트롤러를 포함하는 것이고,
특허문헌 2는 관수재배나 양액재배로 식물을 재배하기 위한 작물재배장치에 있어서, 상부가 개방되어 내측에 저수부를 가지며, 이 저수부에는 관수나 양액이 저수되는 장방형의 저수용기와; 내부에 식물배양용 상토가 충진되어, 저수용기의 저수부에 하부측이 침수되고, 저수부의 관수나 양액을 상토에 공급하는 다수의 관통공을 적어도 일측면에 가지며, 외측면은 저수용기의 내측면과 이격되어, 저수용기의 장축방향을 따라 슬라이딩되는 재배용기 및; 재배용기를 저수용기에 슬라이딩 가능하게 고정하고, 재배용기를 슬라이딩시키는 슬라이딩수단;을 포함하는 것이고,
특허문헌 3은 양액재배장치의 재배배지에 연결되어 재배배지에서 배출되는 퇴수를 재활용하는 양액재배 퇴수 재활용방법에 있어서, 재배배지에서 배출되는 퇴수의 PH와 EC 수치에 따라 원수와 비료성분 및 산도조절재를 투입 교반한 후, 재배배지로 순환시켜 재활용하며, 퇴수 또는 재배배지에 각종 미네랄 또는 유용미생물을 공급하는 양액재배 퇴수 재활용방법에 관한 것이다.
이러한 종래의 시설재배용 양액 공급 기술들 중 일부는 양액의 공급을 보다 정확하게 제어할 수 있는 장점이 있기는 하지만, 이러한 장치나 제어기의 제어를 위해서는 재배시설에 관리자가 상주해야 함에 따라 바쁜 시설 관리자가 다른 작업을 할 수 없는 문제가 있다.
또한, 시설재배는 기술에 의해 재배되는 작물은 주위완경에 민감하게 반응하지만, 실질적으로 재배시설 인근의 환경을 정확하게 파악할 수 없어 작물의 재배 조건을 환경에 맞추어 대응하는 데 어려움이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같이 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 정보통신기술을 이용하여 원격제어단말기를 통해 양액공급시스템을 원격으로 유지 관리 할 수 있는 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 재배시설로부터 배출되는 양액을 회수하여 살균하고 재 공급함에 따라 불필요한 양액의 낭비를 줄일 수 있으며, 재 순환되는 양액을 회수 및 살균 처리하여 재 공급함에 따라 순환되는 양액의 오염에 의해 재배되는 작물이 오염되는 것을 방지한 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
더욱이 본 발명은 수시로 변하는 재배시설 주위의 환경을 수시 감지하여 최적의 상태로 양액을 공급하고, 재배시설을 관리할 수 있게 한 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 이루기 위한 본 발명에 따른 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템은 식물 재배시설에 설치되어 식물에 양액을 공급하는 양액공급시스템으로, (A) 정수가 저장된 원수탱크와, 상기 원수탱크로부터 공급되는 정수에 홉합되는 다양한 종류의 양액이 저장되는 다수의 액비탱크와, 상기 원수탱크로부터 공급되는 정수와 액비탱크들로부터 공급되는 액비들을 혼합하여 식물에 적당한 양액을 만드는 혼합탱크와, 상기 혼합탱크에서 혼합된 양액을 각 재배시설로 송수하는 모터와 모터제어기를 포함하는 양액공급제어기와, 각 재배시설로부터 배출 및 회수되는 배출액이 저장되는 배액탱크, 및 상기 배액탱크에 설치되어 배액탱크로 저장된 회수 양액에 포함된 균을 살균하는 UV살균기를 포함하는 양액공급장치; (B) 상기 양액공급장치를 구성하는 양액공급제어기와 유무선통신하여 양액공급의 공급을 제어하는 원격제어단말기; 및 (C) 환경에 적합한 양액을 공급하고, 재배시설의 환경을 제어할 수 있도록 재배시설의 외부 또는 내부에 설치되어 재배시설 주위의 환경을 감지하는 환경감지장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
식물에 필요한 유기산액에 저장된 산액탱크와, 질소 성분의 액비가 저장된 질산탱크와, 칼륨 성분의 액비가 저장된 칼륨탱크를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 양액공급제어기는 재배되는 식물의 종류, 생육 단계 및 환경 변화에 따른 양액의 종류와 시비량 정보가 저장된 데이터베이스를 구비하고, 상기 환경감지장치에 의해 감지된 환경 정보와 식물의 생육 상태에 정보를 상기 데이터베이스에 저장된 양액의 종류 및 시비량과 대비하여 해당 조건에 최적의 상태로 양액이 공급되도록 양액공급장치의 구동을 제어하는 양액제어프로그램을 구비한 한다.
상기 환경감지장치는 햇빛의 일사량을 감지하는 일사량센서, 비 또는 눈의 양을 감지하는 강우량센서, 바람의 속도 및 방향을 감지하는 풍향풍속센서, 대기 온도를 감지하는 온도센서, 대기중의 습도를 감지하는 습도센서, 재배시설 주변의 지온을 감지하는 지온센서, 토양이 머금은 수분을 감지하는 토양수분감지센서, 및 상기 각 센서로부터 감지된 정보를 수집하여 상기 양액공급제어기에 유무선으로 전달하는 자료수집장치를 포함한다.
상기 혼합탱크에는 혼합된 양액 중의 무기이온의 농도를 감지하는 이온센서, 산도를 감지하는 pH센서, 혼합된 양액 중의 무기태질소의 농도를 측정하는 전기전도도센서, 양액 중의 질소 성분을 감지하는 질산센서, 양액 중의 칼륨 성분의 농도를 감지하는 칼륨센서, 양액의 온도를 감지하는 온도센서가 더 설치되는 것이 바람직하다.
상기 재배시설의 내부에는 식물의 상태를 관찰하기 위한 모니터링장치가 더 구비될 수 있다.
상기 UV살균기는 일측 단부에는 입수구가 형성되고 타측 단부에는 출수구가 형성되어 회수된 배액이 통과하는 살균탱크; 상기 살균탱크의 일측 단부에 탈착가능하게 설치된 마개에 연결된 전원선을 통해 전원을 공급받아 살균탱크의 내부에 UV를 조사하여 살균탱크 내부를 통과하는 배액 중의 균을 사멸시키는 UV램프; 상기 살균탱크의 일측에 설치되어 상기 UV램프에 공급되는 전원을 제어하는 제어반; 상기 살균탱의의 일측에 설치되어 살균탱크 내부를 감시할 수 있는 투시창; 및 상기 살균탱크의 하단에 설치되어 살균과정에서 발생한 이물질을 배출시키는 드레인밸브를 포함한다.
상기 살균탱크는 수직으로 세워진 통형으로 이루어지고, 바닥의 드레인밸브 상부의 내부에는 살균과정에서 발생된 이물질이 부유하여 배액에 혼합되지 않도록 분리하기 위한 재오염방지수단이 더 설치되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템은 재배시설에 구비된 양액공급제어기를 이용하여 양액공급장치를 제어함은 물론, 원격제어단말기를 이용하여 양액공급장치를 원격으로 모니터링함과 동시에 제어할 수 있게 함에 따라 작업자가 보다 쉽게 양액공급을 제어할 수 있음은 물론, 작업자의 행동반경이 넓어져 작업 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 재배시설의 일측에 온도, 풍송 및 풍향, 강우량, 지온, 토양의 수분, 엽면의 습도를 감지할 수 있는 센서로 이루어진 환경감지장치를 설치하여 재배시설이 설치된 장소의 환경을 직접 인지하고 이에 맞추어 양액 또는 수분을 공급할 수 있게 함에 따라 작물에 최적의 생육 조건을 제공할 수 있는 효과도 있는 것이다.
또한, 회수 및 순환되는 양액을 살균 처리함에 따라 순환하는 재활용 양액이 오염됨에 의해 재배되는 작물이 오염되는 것을 방지할 수 있는 효과도 있는 것이다.
또한, 회수 및 순환되는 양액을 살균 처리하는 UV살균기의 구조를 단순화시켜 비용을 절감할 수 있고, 고장 발생율을 줄였으며, 사멸된 균의 잔유물이나 2차 부유물을 배출시킬 수 있게 함에 따라 이들에 의해 살균된 양액이 재 오염되는 것을 방지할 수 있는 효과도 있는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템에서 제어수단의 메인화면
도 3은 본 발명에 따른 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템에서 제어수단의 밸브 개폐 시간 설정화면
도 4는 본 발명에 따른 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템에서 제어수단의 양액 공급 시간 설정화면
도 5는 본 발명에 따른 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템에서 제어수단에 표시되는 공급량 확인화면
도 6은 본 발명에 따른 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템에서 제어수단에서 추가 옵션 선택 화면
도 7은 본 발명에 따른 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템에서 제어수단에서 이상 신호 경보화면
도 8은 본 발명에 따른 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템에서 환경정보를 수집하기 위한 환경정보수집장치의 구성도
도 9는 본 발명에 따른 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템에 구비한 UV살균기의 일예의 분해사시도
도 10은 도 9의 UV살균기의 단면도
도 2는 본 발명에 따른 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템에서 제어수단의 메인화면
도 3은 본 발명에 따른 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템에서 제어수단의 밸브 개폐 시간 설정화면
도 4는 본 발명에 따른 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템에서 제어수단의 양액 공급 시간 설정화면
도 5는 본 발명에 따른 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템에서 제어수단에 표시되는 공급량 확인화면
도 6은 본 발명에 따른 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템에서 제어수단에서 추가 옵션 선택 화면
도 7은 본 발명에 따른 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템에서 제어수단에서 이상 신호 경보화면
도 8은 본 발명에 따른 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템에서 환경정보를 수집하기 위한 환경정보수집장치의 구성도
도 9는 본 발명에 따른 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템에 구비한 UV살균기의 일예의 분해사시도
도 10은 도 9의 UV살균기의 단면도
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명을 통해 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 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 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 양액공급시스템을 원격으로 유지 관리 할 수 있을 뿐만 아니라, 수시로 변하는 재배시설 주위의 환경을 수시 감지하여 최적의 상태로 양액을 공급하고, 재배시설을 관리할 수 있고, 배출되는 양액(이하, "배액"이라함)을 효과적으로 재활용할 수 있게 한다.
본 발명에 따른 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템은 도 1에 도시한 바와 같이, 양액공급장치(10)와, 원격제어단말기(20) 및 환경감지장치(30)를 포함한다.
상기 양액공급장치(10)는 통상의 양액공급장치와 동일 유사하되, 재배시설의 식물에 공급되었을 때 식물이 흡수하지 못하고 배출시키는 배액을 회수하여 재활용하기 위한 배액탱크(15)와, 배액을 살균하기 위한 UV살균기(17)를 더 구비하고 있다.
먼저, 상기 양액공급장치(10)의 전체 구성에 대하여 설명한다.
상기 양액공급장치(10)는 도 1에 도시한 바와 같이, 정수가 저장된 원수탱크(11)와, 상기 원수탱크로부터 공급되는 정수에 혼합되는 다양한 종류의 양액이 저장되는 다수의 액비탱크(12a ~ 12b)와, 상기 원수탱크로부터 공급되는 정수와 액비탱크들로부터 공급되는 액비들을 혼합하여 식물에 적당한 양액을 만드는 혼합탱크(14)와, 상기 혼합탱크에서 혼합된 양액을 각 재배시설로 송수하는 모터와 모터제어기를 포함하는 양액공급제어기(16)와, 각 재배시설로부터 배출 및 회수되는 배출양액이 저장되는 배액탱크(15), 및 상기 배액탱크에 설치되어 배액탱크로 회수되는 배액에 포함된 균을 살균하는 UV살균기(17)를 포함한다.
상기 원수탱크(11)는 지하수나 하천수를 정수한 정수를 저장하는 탱크로, 혼합탱크와 연결된 배관에는 급수펌프를 구비하여 상기 양액공급제어기의 제어에 의해 혼합탱크에 공급되는 원수의 양이 제어될 수 있다.
상기 액비탱크(12a ~ 12b)는 서로 다른 종류의 비료 원액이 저장된 탱크로, 이들과 혼합탱크 사이에 연결된 배관에는 액비혼합기(10v)가 설치되 있으며, 이 액비혼합기(10v)는 통상의 펌프가 될 수 있고, 상기 양액공급제어기(16)의 제어에 의해 액비혼합기(10v)의 구동이 제어되어 혼합탱크(14)로 공급되는 액비의 량이 조절된다.
상기한 바와 같이 상기 혼합탱크(14)는 정수와 액비들을 식물이 원하는 최적의 혼합 비율로 혼합한 양액을 저장하는 탱크로, 전술한 바와 같이 이 혼합탱크에 공급되는 액비와 정수의 양은 상기 액비혼합기(10v)와 급수펌프의 구동을 제어함에 의해 이루어지고, 혼합된 양액은 상기 양액공급제어기(16)에 구비된 배수펌프의 구동을 제어함에 의해 각 재배시설로 공급된다.
상기 혼합탱크(14)에는 상기한 바와 같이 정수에 다종의 액비를 혼합한 양액이 저장되는 공간으로 저장된 양액이 식물이 원하는 양액인지여부를 확인할 필요가 있다.
이에 따라 상기 혼합탱크(14)에는 혼합된 양액 중의 무기이온의 농도를 감지하는 이온센서, 산도를 감지하는 pH센서, 혼합된 양액 중의 무기태질소의 농도를 측정하는 전기전도도(EC)센서, 양액 중의 질소 성분을 감지하는 질산센서, 양액 중의 칼륨 성분의 농도를 감지하는 칼륨센서, 혼합된 양액의 온도를 감지하는 온도센서가 더 설치되어 있다.
상기 혼합탱크에 설치된 각 센서로부터 감지된 신호는 상기 양액공급제어기에 전달되어 기 설정된 양액의 조건과 대비하여 각 탱크에 설치된 급수펌프나 액비혼합기를 제어하여 원하는 영양분을 갖는 양액으로 재 혼합하는 것이다.
상기 양액공급제어기(16)는 양액을 공급하기 위한 제반 장치들의 구동을 제어하기 위한 것으로 재배되는 식물의 종류, 생육 단계 및 환경 변화에 따른 양액의 종류와 시비량 정보가 저장된 데이터베이스를 구비하고, 상기 환경감지장치(30)에 의해 감지된 환경 정보와 식물의 생육 상태에 정보를 상기 데이터베이스에 저장된 양액의 종류 및 시비량과 대비하여 해당 조건에 최적의 상태로 양액이 공급되도록 양액공급장치의 구동을 제어하는 양액제어프로그램을 구비하고 있다.
상기 배액탱크(15)는 각 재배시설의 식물에 공급된 양액 중 식물이 흡수하지 못하고 배출되는 양액을 회수하여 저장하는 탱크로, 이 배액탱크(15)에 회수되는 배액에는 토양 중의 균이 포함될 수 있으므로, 배액탱크의 입구측에 상기 UV살균기(17)를 설치하여 배액탱크에 저장된 배액을 살균하는 것이 바람직하다.
상기 배액탱크(15)에 저장되는 배액은 재배시설의 바닥에 설치된 배액집수통에 의해 수집된 것을 펌프 등으로 배액통으로 이동시켜 저장된다. 이러한 배액에는 다양한 이물질을 포함하고 있으며, 이러한 이물질들에는 균이 존재할 수 있다.
이에 따라 상기 UV살균기(17)를 설치하여 배액탱크에 저장된 배액을 살균하는 것이다.
물론, 배액수집통에 필터를 설치하여 배액탱크(15)로 송수하기 전에 이물질을 여과한다.
상기 UV살균기(17)는 도 1에 도시한 바와 같이 배액탱크(15)에 저장되는 배액을 지속적으로 순환하여 살균할 수 있도록 순환관에 의해 배액탱크에 연결되어 있다. 즉, 배액탱크의 배액이 지속적으로 UV살균기(17)를 순환하여 통과하면서 살균이 이루어지게 하였다.
상기 UV살균기(17)는 다른 다양한 살균기로 대체하여 사용할 수 있으나, 구조를 단순화하고, 사멸된 균이 남아 있지 않게 할 수 있고, 세균이나 바이러스도 살균할 수 있으며, 배액의 산도 및 전기전도도(EC)에 영향을 주지 않는 것이 바람직하므로 UV살균기를 사용한 것이다.
상기 UV살균기(17)의 구체적인 구조는 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 일측 단부에는 입수구(17i)가 형성되고 타측 단부에는 출수구(17o)가 형성되어 회수된 배액이 통과하는 살균탱크(17t); 상기 살균탱크의 일측 단부에 탈착가능하게 설치되는 마개(17d)에 연결된 전원선을 통해 전원을 공급받아 살균탱크의 내부에 UV를 조사하여 살균탱크 내부를 통과하는 배액 중의 균을 사멸시키는 UV램프(17l); 상기 살균탱크의 일측에 설치되어 상기 UV램프에 공급되는 전원을 제어하는 제어반(17c); 상기 살균탱크의 일측에 설치되어 살균탱크 내부를 감시할 수 있는 투시창(17w); 및 상기 살균탱크의 하단에 설치되어 살균과정에서 발생한 이물질을 배출시키는 드레인밸브(17v)를 구비한 것이다.
이러한 상기 살균탱크(17t)는 수직으로 세워진 통형으로 이루어지고, 바닥의 드레인밸브 상주의 내부에는 살균과정에서 발생된 이물질이 부유하여 배액에 혼합되지 않도록 분리하기 위한 재오염방지수단(19)을 더 구비하는 것이 바람직하다.
즉, UV살균기(10)에 의해 살균이 이루어진 배액 중에는 살균 과정이나 수집 과정에서 배액 중에 이물질이 남아 있을 수 있고, 이러한 이물질이 다시 혼합탱크(14)로 유입되는 것을 방지할 수 있도록 상기 재오염방지수단(19)을 구비한 것이다.
상기 재오염방지수단(19)는 이물질이 부유하여 배액에 혼합되지 않게 하는 기능을 하는 것으로 도 10에 도시한 바와 같이, 수직으로 설치되는 살균탱크(17t)의 입수구(17i)의 아래쪽에 설치되는 것이 바람직하고, 배액중의 이물질이 가라앉을 때 어느 일측으로 가라앉도록 이물질이 가라앉는 방향을 안내하는 배출경사판(19s)의 위에 배출경사반과 반대로 경사를 이루는 역류방지판(19r)를 설치하여 구성된다.
즉, 도 10에 도시한 바와 같이 상기 배출경사판(19s)은 입수구(17i)의 반대측 배격으로부터 중앙을 향하며 하향 경사지게 설치되고, 상기 역류방지판(19r)은 입수구 아래쪽으로부터 중앙을 향하며 하향 경사지게 설치하되, 상기 역류방지판의 하단이 배출경사판(19s)의 중간에 위치하게 하고, 역류방지판의 하단과 배출경사판(19s)의 중간 사이에 틈이 있어 이 틈으로 미끄러져 두 경사판 아래로 가라앉은 이물질이 위로 부상할 때 두 경사판에 의해 부유하는 것이 방지되게 한 것이다.
이와 같이 양액공급장치(10)에 의해 각 재배시설로 공급되는 양액의 양과 재배시설에서 재배되는 식물의 상태를 원격으로 모니터링하고 제어하기 위해 상기 원격제어단말기(20)를 구비하고 있으며, 이 원격제어단말기(20)는 통상의 컴퓨터 또는 휴대용단말기가 될 수 있다.
상기 원격제어단말기(20)에는 양액공급제어기(16)와 동일한 양액제어프로그램 또는 양액제어용 어플리케이션(이하, "양액제어프로그램"이라 통칭함)을 구비하고 있으며. 이 프로그램 또는 어플리케이션의 메인화면은 도 2에 도시한 바와 같이 구성된다.
즉, 양액제어프로그램은 도 2에 도시한 바와 같이, 환경정보, 공급정보, 공급상태, 배액상태, 및 각 탱크들의 정보를 표시할 수 있는 창을 구비하고 있으며, 상기 환경감지장치(30)로부터 감지된 환경정보를 표시할 수 있다.
도 3 내지 도 7은 상기 양액제어프로그램에 의해 표시되는 화면들로, 도 3은 본 발명에 따른 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템에서 제어수단의 밸브 개폐 시간 설정화면이고, 도 4는 본 발명에 따른 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템에서 제어수단의 양액 공급 시간 설정화면이며, 도 6은 본 발명에 따른 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템에서 제어수단에서 추가 옵션 선택 화면이고, 도 7은 본 발명에 따른 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템에서 제어수단에서 이상 신호 경보화면이다.
즉, 도 1에 도시한 바와 같이, 각 재배시설마다 또는 각 재배시설의 각 재배라인마다 양액의 흐름을 제어하는 전자밸브(18)가 설치되어 있고, 이 전자밸브는 도 3 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 재배시설에서 재배되는 식물의 종류나 생육 상태에 따른 양액 공급 주기 또는 공급 시간들의 스캐줄에 따라 개방시간이 미리 설정될 수 있다.
또한, 양액제어프로그램은 도 6에 도시한 바와 같이 추가 옵션을 설정할 수 있다.
즉, 상기 환경감지장치(30)에서 감지된 환경정보를 토대로 기 설정된 양액 공급 설정 스캐줄을 조절할 수 있는 기능을 추가할 수 있는 것이다.
물론 상기 양액제어프로그램에는 배액의 살균 처리 시간이나 배액의 공급 여부 등을 제어할 수 있다.
상기 환경감지장치(30)는 환경에 적합한 양액을 공급하고, 재배시설의 환경을 제어할 수 있도록 재배시설의 외부 또는 내부에 설치되어 재배시설 주위의 환경을 감지하는 기능을 하는 것으로 도 8에 도시한 바와 같이, 햇빛의 일사량을 감지하는 일사량센서(31), 비 또는 눈의 양을 감지하는 강우량센서(32), 바람의 속도 및 방향을 감지하는 풍향풍속센서(33), 대기 온도를 감지하는 온도센서(34), 대기중의 습도를 감지하는 습도센서(35), 재비시설 주변의 지온을 감지하는 지온센서(36), 토양이 머금은 수분을 감지하는 토양수분감지센서(37), 재배되는 식물의 입의 표면 습도를 감지하는 엽면습윤센서(38), 및 상기 각 센서로부터 감지된 정보를 수집하여 상기 양액공급제어기(16)에 유무선으로 전달하는 자료수집장치(39)를 포함한다.
상기 일사량센서(31), 강우량센서(32), 풍향풍속센서(33), 온도센서(34), 습도센서(35), 지온센서(36), 토양수분감지센서(37)는 재배시설의 외부에 설치되어 재배시설 외부 환경을 감지할 수 있고, 엽면습윤센서(38)는 재배되는 식물의 잎에 설치되어 잎의 습도를 감지함에 따라 식물의 수분 부족 여부를 감지할 수 있다.
상기 자료수집장치(39)는 상기한 각 센서들로부터 감지된 감지 정보를 상기 양액공급제어기(16)와 원격제어단말기(20)에 전달한다.
또한 본 발명에 따른 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템은 공급되는 양액의 산도가 낮을 경우 양액에 유기산을 공급할 수 있도록 식물에 필요한 유기산액에 저장된 산액탱크(13)를 더 구비하고 있으며, 이 또한 상기 양액공급제어기의 제어에 의해 혼합탱크에 공급되는 양이 조절될 수 있으며, 이러한 제어는 상기 혼합탱크(14)에 설치된 pH센서에서 감지된 산도를 근거로 이루어진다.
또한 도 1에 도시한 바와 같이 상기 재배시설의 내부에는 식물의 상태를 관찰하기 위한 모니터링장치(40)가 더 구비될 있으며, 이 모니터링장치는 카메라가 될 수 있다.
10: 양액공급장치
11: 원수탱크 12a ~ 12b: 액비탱크 12k: 칼륨탱크
12n: 질산탱크
13: 산액탱크
14: 혼합탱크 15: 배액탱크 16: 양액공급제어기
17: UV살균기 17d: 마개 17t: 살균탱크
17i: 입수구 17o: 출수구 17c: 제어반
17l: UV램프 17s: 스탠드 17w: 투시창
17v: 드레인밸브
18: 전자밸브
19: 재오염방지수단
19s: 배출경사판 19r: 역류방지판
20: 원격제어단말기
30: 환경감지장치
31: 일사량센서 32: 강우량센서 33: 풍향풍속센서
34: 온도센서 35: 습도센서 36: 지온센서
37: 토양수분감지센서 38: 엽면습윤센서
39: 자료수집장치
40: 모니터링장치
11: 원수탱크 12a ~ 12b: 액비탱크 12k: 칼륨탱크
12n: 질산탱크
13: 산액탱크
14: 혼합탱크 15: 배액탱크 16: 양액공급제어기
17: UV살균기 17d: 마개 17t: 살균탱크
17i: 입수구 17o: 출수구 17c: 제어반
17l: UV램프 17s: 스탠드 17w: 투시창
17v: 드레인밸브
18: 전자밸브
19: 재오염방지수단
19s: 배출경사판 19r: 역류방지판
20: 원격제어단말기
30: 환경감지장치
31: 일사량센서 32: 강우량센서 33: 풍향풍속센서
34: 온도센서 35: 습도센서 36: 지온센서
37: 토양수분감지센서 38: 엽면습윤센서
39: 자료수집장치
40: 모니터링장치
Claims (8)
- 식물 재배시설에 설치되어 식물에 양액을 공급하는 양액공급시스템으로, (A) 정수가 저장된 원수탱크(11)와, 상기 원수탱크로부터 공급되는 정수에 혼합되는 다양한 종류의 양액이 저장되는 다수의 액비탱크(12a ~ 12b)와, 상기 원수탱크로부터 공급되는 정수와 액비탱크들로부터 공급되는 액비들을 혼합하여 식물에 적당한 양액을 만드는 혼합탱크(14)와, 상기 혼합탱크와 액비탱크 및 정수탱크 사이에 연결된 배관에 설치된 액비혼합기의 구동을 제어하여 혼합탱크로 공급되는 액비와 원수의 양을 제어하고, 혼합된 양액을 각 재배시설로 송수하는 모터와 모터제어기를 포함하는 양액공급제어기(16)와, 각 재배시설로부터 배출 및 회수되는 배출액이 저장되는 배액탱크(15), 및 상기 배액탱크에 설치되어 회수 양액에 포함된 균을 살균하는 UV살균기(17)를 포함하는 양액공급장치(10); (B) 상기 양액공급장치를 구성하는 양액공급제어기(16)와 유무선통신하여 양액공급의 공급을 제어하는 원격제어단말기(20); 및 (C) 환경에 적합한 양액을 공급하고, 재배시설의 환경을 제어할 수 있도록 재배시설의 외부 또는 내부에 설치되어 재배시설 주위의 환경을 감지하는 환경감지장치(30)를 포함하는 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템에 있어서,
상기 UV살균기(17)는 일측 단부에는 입수구(17i)가 형성되고 타측 단부에는 출수구(17o)가 형성되어 회수된 배액이 통과하는 살균탱크(17t); 상기 살균탱크의 일측 단부에 탈착가능하게 설치된 마개(17d)에 연결된 전원선을 통해 전원을 공급받아 살균탱크의 내부에 UV를 조사하여 살균탱크 내부를 통과하는 배액 중의 균을 사멸시키는 UV램프(17l); 상기 살균탱크의 일측에 설치되어 상기 UV램프에 공급되는 전원을 제어하는 제어반(17c); 상기 살균탱크의 일측에 설치되어 살균탱크 내부를 감시할 수 있는 투시창(17w); 및 상기 살균탱크의 하단에 설치되어 살균과정에서 발생한 이물질을 배출시키는 드레인밸브(17v)를 포함하고,
상기 살균탱크(17t)는 수직으로 세워진 통형으로 이루어지고, 바닥의 드레인밸브 상주의 내부에는 살균과정에서 발생된 이물질이 부유하여 배액에 혼합되지 않도록 분리하기 위한 재오염방지수단(19)이 더 설치되며,
상기 재오염방지수단(19)는 배액 중의 이물질이 가라앉을 때 어느 일측으로 가라앉도록 이물질이 가라앉는 방향을 안내하는 배출경사판(19s)과, 상기 배출경사판(19s)의 위에 배출경사반과 반대로 경사를 이루는 역류방지판(19r)를 설치하여 구성되는 것을 특징으로 하는 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템.
- 제1항에 있어서,
식물에 필요한 질소 성분의 액비가 저장된 질산탱크(12n)와, 칼륨 성분의 액비가 저장된 칼륨탱크(12k), 및 유기산액에 저장된 산액탱크(13)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템. - 제1항에 있어서,
상기 양액공급제어기(16)는 재배되는 식물의 종류, 생육 단계 및 환경 변화에 따른 양액의 종류와 비시량 정보가 저장된 데이터베이스를 구비하고,
상기 환경감지장치에 의해 감지된 환경 정보와 식물의 생육 상태에 정보를 상기 데이터베이스에 저장된 양액의 종류 및 시비량과 대비하여 해당 조건에 최적의 상태로 양액이 공급되도록 양액공급장치의 구동을 제어하는 양액제어프로그램을 구비한 것을 특징으로 하는 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한항에 있어서,
상기 환경감지장치(30)는 햇빛의 일사량을 감지하는 일사량센서(31), 비 또는 눈의 양을 감지하는 강우량센서(32), 바람의 속도 및 방향을 감지하는 풍향풍속센서(33), 대기 온도를 감지하는 온도센서(34), 대기중의 습도를 감지하는 습도센서(35), 재비시설 주변의 지온을 감지하는 지온센서(36), 토양이 머금은 수분을 감지하는 토양수분감지센서(37), 및 상기 각 센서로부터 감지된 정보를 수집하여 상기 양액공급제어기(16)에 유무선으로 전달하는 자료수집장치(39)를 포함하는 것을 특징으로 하는 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템. - 제4항에 있어서,
상기 혼합탱크(14)에는 혼합된 양액 중의 무기이온의 농도를 감지하는 이온센서, 산도를 감지하는 pH센서, 혼합된 양액 중의 무기태질소의 농도를 측정하는 전기전도도(EC)센서, 양액 중의 질소 성분을 감지하는 질산센서, 양액 중의 칼륨 성분의 농도를 감지하는 칼륨센서, 혼합된 양액의 온도를 감지하는 온도센서가 더 설치된 것을 특징으로 하는 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템. - 제5항에 있어서,
상기 재배시설의 내부에는 식물의 상태를 관찰하기 위한 모니터링장치(40)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 ICT를 이용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템. - 삭제
- 삭제
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160183339A KR101712582B1 (ko) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | Ict를 활용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160183339A KR101712582B1 (ko) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | Ict를 활용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101712582B1 true KR101712582B1 (ko) | 2017-03-06 |
Family
ID=58399024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160183339A KR101712582B1 (ko) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | Ict를 활용한 시설재배의 양액 재활용 공급시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101712582B1 (ko) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR101953620B1 (ko) * | 2018-06-19 | 2019-03-04 | 주식회사 청오엔지니어링 | 양액 재활용 및 환경제어 복합형 양액공급시스템 제어용 복합컨트롤러 |
| KR20190032029A (ko) * | 2017-09-19 | 2019-03-27 | 한국과학기술연구원 | 최적밸브제어모델 기반의 시설 원예용 스마트 양액 공급 장치 |
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