KR101772121B1 - 도시 농장 제어 시스템에서의 식물 생장 제어 장치 및 방법 - Google Patents

도시 농장 제어 시스템에서의 식물 생장 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

도시 농장 제어 시스템에서의 식물 생장 제어 장치 및 방법이 개시된다. 식물 생장 제어 장치는 환경 조건과 식물의 생장 일정의 상관 관계를 나타내는 생장 예측 모델을 포함하는 생장 일정 정보를 식물 별로 저장하는 저장부, 재배자가 원하는 재배 일정 정보를 입력받는 입력부, 도시 농장 내의 환경을 모니터링하는 모니터링부, 재배 일정 정보 및 모니터링된 환경을 상기 생장 예측 모델에 적용하여 생장 예측값을 산출하는 산출부 및 생장 예측값이 미리 설정된 기준값과 비일치하는 경우, 생장 예측값과 기준값의 차이에 따라 상기 도시 농장 내의 환경을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

도시 농장 제어 시스템에서의 식물 생장 제어 장치 및 방법{Apparatus and Method for controlling plant growth in city farm control system}
본 발명은 식물 재배에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 식물의 생장을 제어하는 식물 생장 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
오늘날 산업이 발전하고 인구가 증가함에 따라 각종 공장 시설의 확장과 주택의 건설로 농경지가 감소하고 있다. 특히, 화학비료 등의 사용으로 농작물을 재배하는 농경지가 척박해지고, 각종 산업공해의 증가로 각종 식물 재배가 어려워지고 있다. 이에 따라, 종래에 식물의 생산성을 향상시키기 위하여 유리 온실 또는 비닐하우스 등을 이용한 온실 재배 방식이 이용되었다. 이와 같은 온실 재배 방식은 식물의 생산성을 향상시킬 뿐만 아니라, 계절에 상관없이 농작물을 재배할 수 있는 장점이 있다.
하지만, 온실 재배 방식은 재배하려는 식물의 발아조건, 생장조건, 개화조건 등에 따라 적합한 온도, 습도, 일조량 등을 재배자가 조절해야 하는 어려움이 있다. 또한, 온실 재배 방식은 식물의 생장 기간을 감소시켜 생산성을 향상시킬 수는 있으나, 자연 환경에서 재배하는 방식과 마찬가지로 식물 생장의 완료 시기를 정확히 예측하거나 조절하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 재배하려는 식물에 대하여 원하는 출하시기에 식물의 생장이 완료되도록 식물의 생장을 제어하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 도시 농장 제어 시스템에서의 식물 생장 제어 장치가 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 식물 생장 제어 장치는 환경 조건과 식물의 생장 일정의 상관 관계를 나타내는 생장 예측 모델을 포함하는 생장 일정 정보를 식물 별로 저장하는 저장부, 재배자가 원하는 재배 일정 정보를 입력받는 입력부, 도시 농장 내의 환경을 모니터링하는 모니터링부, 상기 재배 일정 정보 및 상기 모니터링된 환경을 상기 생장 예측 모델에 적용하여 생장 예측값을 산출하는 산출부 및 상기 생장 예측값이 미리 설정된 기준값과 비일치하는 경우, 상기 생장 예측값과 상기 기준값의 차이에 따라 상기 도시 농장 내의 환경을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 도시 농장 제어 시스템에서의 식물 생장 제어 장치가 식물 생장을 제어하는 방법이 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 식물 생장 제어 방법은 재배자가 원하는 재배 일정 정보를 입력받는 단계, 도시 농장 내의 환경을 모니터링하는 단계, 상기 재배 일정 정보 및 상기 모니터링된 환경을 생장 예측 모델에 적용하여 생장 예측값을 산출하는 단계-상기 생장 예측 모델은 환경 조건과 식물의 생장 일정의 상관 관계를 나타냄- 및 상기 생장 예측값이 미리 설정된 기준값과 비일치하는 경우, 상기 생장 예측값과 상기 기준값의 차이에 따라 상기 도시 농장 내의 환경을 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명은 재배하려는 식물에 대하여 원하는 출하시기에 식물의 생장이 완료되도록 식물의 생장을 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은 원하는 출하시기에 식물을 재배함으로써, 식물의 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 도시농장 시스템을 개략적으로 예시한 구성도.
도 2는 도시 농장의 제어 방법을 나타낸 흐름도.
도 3은 S240 단계의 세부 흐름도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 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.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면 번호에 상관없이 동일한 수단에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하기로 한다.
도 1은 도시농장 제어 시스템을 개략적으로 예시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 도시농장 제어 시스템은 식물생장 제어장치(10), 온도조절 장치(20), 조명 장치(30), 수공급 장치(40) 및 양액공급 장치(50)를 포함한다. 도시농장 제어 시스템은 비닐하우스와 같은 온실 내에 설치될 수 있다. 예를 들어, 도시농장은 도시 내에서 비닐하우스로 구현된 경작지가 될 수 있다. 이때, 도시농장은 태양에 노출되거나 노출되지 않은 상태로 설치될 수 있다. 식물생장 제어장치(10)는 도시농장 내의 온도 및 광주기를 모니터링하여 현재 온도 및 광주기(phptoperiod)의 적합성 여부를 판단하고, 적합성 여부에 따라 재배 식물의 생장에 적합한 온도 및 광주기를 산출하여 출력할 수 있다. 이때, 재배자는 출력된 온도 및 광주기를 확인하고, 온도조절 장치(20), 조명 장치(30), 수공급 장치(40) 및 양액공급 장치(50)를 조작하여 도시농장 내의 온도, 광주기, 물의 공급량 및 양액의 공급량을 조절할 수 있다. 여기서, 광주기는 태양광이 존재하는 낮의 길이를 의미한다. 또한, 식물생장 제어장치(10)는 구현하기에 따라 온도조절장치(20), 조명장치(10), 수공급 장치(40) 및 양액공급 장치(50)를 제어하여 도시농장 내의 온도, 광주기, 물의 공급량 및 양액의 공급량을 조절할 수 있다. 온도조절장치(20)는 냉방 또는 난방을 하는 장치로, 온실 내의 온도를 조절한다. 예를 들어, 온도조절장치(20)는 히터, 에어컨 등과 같은 냉난방 장치일 수 있다. 또한, 온도조절장치(20)는 CO2의 농도를 조절하는 기능을 구비할 수 있다. 조명 장치(30)는 태양광을 대신하여 식물에 광을 조사하는 장치이다. 예를 들어, 도시농장이 태양광에 노출되어 설치되는 경우, 조명 장치(30)는 태양광이 사라진 후 식물로 광 제공이 더 요구되어지면 작동될 수 있다. 수공급 장치(40)는 식물생장 제어장치(10) 또는 재배자의 제어에 따라 도시 농장으로 물을 공급한다. 양액공급 장치(50)는 식물생장 제어장치(10) 또는 재배자의 제어에 따라 도시 농장으로 양액을 공급한다. 여기서, 양액은 작물의 생육에 반드시 필요한 무기양분을 각각의 흡수량의 비율에 맞추어 물에 용해시킨 것으로 배양액이라고도 한다.
식물생장 제어장치(10)는 저장부(11), 입력부(12), 모니터링부(13), 산출부(14), 출력부(15) 및 제어부(16)를 포함한다.
저장부(11)는 품종 정보를 저장한다. 품종 정보는 식물명, 환경 조건(예를 들어, 온도, 광주기, 광량, 광도, CO2 농도 등)에 따른 생장 일정 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 생장 일정 정보는 과거 10년 간 축적된 기상 상태에 따른 식물의 생장 일정 정보가 될 수 있다. 즉, 생장 일정 정보는 온도, 광주기 등에 따른 발아일, 꽃눈의 분화일, 개화일 및 생장 완료일을 포함할 수 있다. 이하에서는 식물의 분화일부터 개화일까지의 기간을 나타내는 개화기간의 제어를 중심으로 설명한다.
생장 일정 정보는 환경 조건과 식물의 생장 일정의 상관 관계를 나타내는 생장 예측 모델을 포함할 수 있다.
예를 들어, 실험을 통해 회귀 분석식으로 산출된 개화 예측 모델은 다음의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. 개화 예측 모델은 온도 및 광주기와 식물의 개화 시기의 상관 관계를 나타낸다.
[수학식 1]
Figure 112011012461088-pat00001
여기서, f는 분화일부터 개화일까지의 개화기간이고, T는 하루동안의 평균 온도이고, P는 하루동안의 광주기를 나타낸다. 또한, a. b 및 c는 상수로, 실험을 통해 회귀 분석이 수행되어 도출될 수 있다.
수학식 1을 살펴보면, 개화기간 동안 매일 a+bT+cP값을 산출하고 모두 합하게 되면, 그 합이 1이 됨을 알 수 있다.
시네라리아(Cineraria)를 이용하여 온도 및 광주기에 따른 생장을 실험한 결과는 다음 표 1 내지 표 3과 같다. 여기서, 표 1 내지 표 3은 온도 및 광주기에 따른 개화기간을 나타낸다.
다음의 표 1은 시네라리아 베네치아(Cineraria cv. Venezia)의 개화기간을 나타낸다.
온도(℃) 광주기(시간/일)
8 11 14 17
9.7 77.0 78.2 56.8 53.6
13.1 56.8 34.6
16.9 34.8 32.4 24.6 28.2
20.8 37.0 28.0 23.2 22.4
23.8 28.8 24.6 19.0 17.6
다음의 표 2는 시네라리아 스타워즈(Cineraria cv. Star Wars)의 개화기간을 나타낸다.
온도(℃) 광주기(시간/일)
8 11 14 17
9.7 94.2 65.4 66.4 65.8
13.1 60.8 59.0 48.6 43.8
16.9 42.0 39.5 35.8 32.6
20.8 37.2 35.2 37.4 38.6
23.8 37.3 34.4 27.6 27.8
다음의 표 3은 시네라리아 미티어(Cineraria cv. Meteor)의 개화기간을 나타낸다.
온도(℃) 광주기(시간/일)
8 11 14 17
9.7 82.6 75.6 64.2 65.2
13.1 64.8 52.0 46.4 45.4
16.9 43.2 38.0 31.0 30.8
20.8 37.6 32.6 24.4 26.0
23.8 32.3 29.8 24.4 22.2
표 1 내지 표 3은 시네라리아가 23.8도 및 17시간의 광주기에서 생장 속도가 최고임을 보여준다.
이와 같은 실험 결과를 이용하여 앞서 상술한 수학식 1과 같은 회귀 분석식을 도출할 수 있다.
예를 들어, 도출된 회귀 분석식은 다음의 수학식2 내지 4와 같다.
[수학식 2]
베네치아:
Figure 112011012461088-pat00002
(±0.000827) (±0.00041) (±0.000503)
[수학식 3]
스타 워즈:
Figure 112011012461088-pat00003
(±0.004127) (±0.000242) (±0.00024)
[수학식 4]
미티어:
Figure 112011012461088-pat00004
(±0.002701) (±0.000205) (±0.000105)
Figure 112011012461088-pat00005
(±0.003265) (±0.000172) (±0.000252) (±0.0000133)
입력부(12)는 식물생장 제어장치(10)의 동작에 필요한 외부 입력을 받는다. 예를 들어, 입력부(12)는 재배하려는 식물의 식물명 및 재배자가 원하는 출하일을 포함하는 재배 일정 정보를 입력받을 수 있다. 여기서, 재배 일정 정보는 출하일에 따른 발아일, 분화일 및 개화일을 포함할 수 있다.
모니터링부(13)는 도시농장 내의 환경을 모니터링한다. 즉, 모니터링부(13)는 온도 센서 및 조도 센서를 구비하여 온도를 측정하고 광을 감지하고, 이를 이용하여 하루동안의 평균 온도 및 광주기를 산출한다. 예를 들어, 모니터링부(13)는 매일 시간별로 온도를 측정하여 시간별 온도의 평균을 계산하여 하루동안의 평균 온도를 산출할 수 있다. 또한, 모니터링부(13)는 미리 설정된 임계치 이상의 세기를 가지는 광(예를 들어, 태양광의 세기)을 감지하고, 이 광이 유지되는 시간을 측정하여 하루동안의 광주기를 산출할 수 있다.
산출부(14)는 입력받은 출하일에 따른 개화일을 이용하여 개화일에 따른 제어 정보를 산출한다. 여기서, 제어 정보는 개화일에 따른 온도 및 광주기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 산출부(14)는 저장부(11)에 저장된 해당 식물의 생장 일정 정보에 따른 각 생장 단계의 기간 비율을 적용하여 입력받은 출하일에 따른 개화기간을 산출할 수 있다. 또는, 산출부(14)는 입력부(12)를 통해 입력받은 발아일, 분화일 및 개화일을 이용하여 개화기간을 산출할 수도 있다. 그리고, 산출부(14)는 상술한 수학식1의 회귀 분석식을 이용하여 개화기간에 따른 온도 및 광주기를 산출할 수 있다.
산출부(14)는 재배 일정 정보 및 모니터링된 환경을 생장 예측 모델에 적용하여 생장 예측값을 산출한다.
즉, 산출부(14)는 모니터링부(13)가 산출한 하루동안의 평균 온도 및 광주기를 이용하여 모니터링 시작일로부터 현재일까지의 모니터링값을 산출한다. 예를 들어, 산출부(14)는 모니터링부(13)가 산출한 하루동안의 평균 온도 및 광주기를 수학식1에 대입하여 개화기간의 역수값에 해당하는 모니터링값을 분화일부터 매일 산출할 수 있다.
또한, 산출부(14)는 현재일 이후부터 개화일까지 개화기간의 역수값에 대한 예측값을 산출하고, 모니터링값과 예측값의 합인 생장 예측값을 산출한다. 예를 들어, 예측값은 입력받은 개화일에 따른 개화기간의 역수값이 될 수 있다.
예를 들어, 개화기간이 10일이고, 현재일이 3일째라고 가정하자. 1일부터 3일까지 매일 측정을 통해 산출된 평균온도 및 광주기를 이용하여 모니터링값이 산출된다. 그리고, 4일부터 10일까지는 매일 개화기간의 역수값인 1/10이 적용될 수 있다. 즉, 산출부(14)는 1일부터 3일까지 측정을 통해 산출된 평균온도 및 광주기를 수학식 1에 대입하여 모니터링값을 산출하고, 1일부터 3일까지의 모니터링값과 4일부터 10일까지의 예측값인 1/10을 모두 합한다. 이와 같이 산출되는 생장 예측값은 다음의 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 5]
Figure 112011012461088-pat00006
또한, 산출부(14)는 개화기간 동안의 모니터링값과 예측값의 합이 1이 되지 않는 경우, 제어 정보를 재산출한다. 즉, 산출부(14)는 수학식 1을 이용하여 모니터링값과 예측값의 합이 1이 되는 온도 및 광주기를 산출할 수 있다.
예를 들어, 산출부(14)는 모니터링값 및 예측값의 합과 1의 차이값에 상응하는 온도 및 광주기를 산출할 수 있다. 즉, 차이값이 +0.9라고 가정하면, a+bT+cP=1/f+0.9를 만족하는 T값 및 P값이 산출됨으로써, 제어 정보가 재산출될 수 있다.
출력부(15)는 시각 또는 청각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 이에는 디스플레이 모듈, 음향 출력 모듈 등이 포함될 수 있다. 예를 들어, 출력부(15)는 재배자로부터 재배 정보를 입력받을 수 있는 화면을 출력할 수 있으며, 제어부(16)의 제어에 따라 도시농장 내의 온도 및 광주기의 조정이 필요한 경우, 음향 출력 모듈을 이용하여 알람 신호를 발생할 수 있다.
제어부(16)는 식물생장 제어장치(10)의 각 구성부(예를 들어, 저장부(11), 입력부(12), 모니터링부(13), 산출부(14), 출력부(15))를 제어한다.
예를 들어, 제어부(16)는 출력부(15)가 재배 정보를 입력받는 화면을 출력하도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(16)는 산출부(14)가 제어 정보를 산출하고, 출력부(15)가 산출된 제어 정보를 화면에 출력하도록 제어할 수 있다. 이때, 제어부(16)는 제어 정보에 따라 온도조절장치(20) 및 조명 장치(30)를 직접 제어할 수도 있다. 또한, 제어부(16)는 모니터링부(13)가 도시농장 내의 환경을 모니터링하도록 제어하고, 산출부(14)가 모니터링값과 예측값의 합을 산출하도록 제어할 수 있다. 이때, 제어부(16)는 모니터링값과 예측값의 합이 1이 되는지 여부를 판단하여 1이 되지 않는 경우, 산출부(14)가 제어 정보를 재산출하고, 출력부(15)가 알람 신호를 발생하도록 제어할 수 있다.
지금까지 개화기간의 제어를 중심으로 설명하였으나, 개화기간의 제어 방법은 식물 생장의 각 단계별(예를 들어, 발아일부터 분화일까지의 단계, 개화일부터 생장 완료일까지의 단계 등)로 적용될 수 있다.
도 2는 도시 농장의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
S210 단계에서, 식물생장 제어장치(10)는 재배하려는 식물의 식물명 및 재배자가 원하는 출하일을 포함하는 재배 일정 정보를 입력받는다. 여기서, 재배 일정 정보는 출하일에 따른 발아일, 분화일 및 개화일을 포함할 수 있다.
S220 단계에서, 식물생장 제어장치(10)는 출하일에 따른 개화기간을 산출한다. 예를 들어, 식물생장 제어장치(10)는 저장부(11)에 저장된 해당 식물의 생장 일정 정보에 따른 각 생장 단계의 기간 비율을 적용하여 입력받은 출하일에 따른 개화기간을 산출할 수 있다. 만약, S210 단계에서, 발아일, 분화일 및 개화일이 입력되는 경우, 식물생장 제어장치(10)는 이를 이용하여 개화기간을 산출할 수도 있다.
S230 단계에서, 식물생장 제어장치(10)는 개화기간에 따른 제어 정보를 산출하고 출력한다. 여기서, 제어 정보는 개화일에 따른 온도 및 광주기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 식물생장 제어장치(10)는 수학식1의 회귀 분석식을 이용하여 개화기간에 따른 온도 및 광주기를 산출할 수 있다. 이때, 식물생장 제어장치(10)는 산출된 제어 정보를 출력할 수 있으며, 출력된 제어 정보를 이용하여 재배자가 도시 농장 내의 환경을 조절할 수 있다. 또는, 식물생장 제어장치(10)가 제어 정보에 따라 온도조절장치(20) 및 조명 장치(30)를 직접 제어할 수도 있다.
S240 단계에서, 식물생장 제어장치(10)는 도시 농장 내의 환경을 모니터링하고 모니터링값을 산출한다.
도 3은 S240 단계의 세부 흐름도이다.
S241 단계에서, 식물생장 제어장치(10)는 일단위로 도시 농장 내의 온도 및 광주기를 산출한다. 예를 들어, 식물생장 제어장치(10)는 매일 시간별로 온도를 측정하여 시간별 온도의 평균을 계산하여 하루동안의 평균 온도를 산출할 수 있다. 또한, 식물생장 제어장치(10)는 미리 설정된 임계치 이상의 세기를 가지는 광(예를 들어, 태양광의 세기)을 감지하고, 이 광이 유지되는 시간을 측정하여 하루동안의 광주기를 산출할 수 있다.
S242 단계에서, 식물생장 제어장치(10)는 제어 주기 여부를 판단한다. 예를 들어, 제어 주기는 일 단위 또는 2일 단위 등으로 미리 설정될 수 있다. 즉, 식물생장 제어장치(10)는 설정된 제어 주기에 도시 농장 내의 모니터링값을 체크하여 환경 조절의 필요 여부를 재배자에게 알려 줄 수 있다.
S243 단계에서, 식물생장 제어장치(10)는 일별로 모니터링값을 산출한다. 예를 들어, 식물생장 제어장치(10)는 하루동안의 평균 온도 및 광주기를 수학식1에 대입하여 개화기간의 역수값에 해당하는 모니터링값을 분화일부터 매일 산출할 수 있다.
S244 단계에서, 식물생장 제어장치(10)는 모니터링값 및 예측값의 합을 산출한다. 여기서, 모니터링값은 분화일부터 현재일까지의 일별로 산출될 수 있으며, 예측값은 현재일 이후부터 개화일까지 일별로 개화기간의 역수값이 일괄 적용될 수 있다. 여기서, 개화기간은 재배자가 입력한 출하일에 따라 산출된 값이 될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, S250 단계에서, 식물생장 제어장치(10)는 모니터링값 및 예측값의 합이 1이 되는지 여부를 판단한다.
S260 단계에서, 식물생장 제어장치(10)는 모니터링값 및 예측값의 합이 1이 되지 않는 경우, 제어 정보를 재산출한다. 즉, 식물생장 제어장치(10)는 수학식 1을 이용하여 모니터링값과 예측값의 합이 1이 되는 온도 및 광주기를 산출할 수 있다. 예를 들어, 식물생장 제어장치(10)는 모니터링값 및 예측값의 합과 1의 차이값에 상응하는 온도 및 광주기를 산출할 수 있다. 즉, 차이값이 +0.9라고 가정하면, a+bT+cP=1/f+0.9를 만족하는 T값 및 P값이 산출됨으로써, 제어 정보가 재산출될 수 있다.
S270 단계에서, 재산출된 제어 정보에 따라 도시 농장 내의 환경 제어가 수행된다. 예를 들어, 식물생장 제어장치(10)는 재산출된 제어 정보를 출력하고, 알람 신호를 발생할 수 있고, 이에 따라, 재배자는 재산출된 제어 정보를 이용하여 도시 농장 내의 환경을 조절할 수 있다. 또는, 식물생장 제어장치(10)가 제어 정보에 따라 온도조절장치(20) 및 조명 장치(30)를 직접 제어할 수도 있다.
S280 단계에서, 식물생장 제어장치(10)는 현재일이 개화일인지 여부를 판단한다. 현재일이 개화일인 경우, 절차가 종료되고, 현재일이 개화일이 아닌 경우, S240 단계로 진입한다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 도시 농장 제어 방법은 다양한 전자적으로 정보를 처리하는 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 저장 매체에 기록될 수 있다. 저장 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
저장 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 소프트웨어 분야 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 저장 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 또한 상술한 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 전자적으로 정보를 처리하는 장치, 예를 들어, 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 도시농장 제어장치
20: 온도조절 장치
30: 조명 장치

Claims (13)

  1. 도시 농장 제어 시스템에서의 식물 생장 제어 장치에 있어서,
    환경 조건과 식물의 생장 일정의 상관 관계를 나타내는 생장 예측 모델을 포함하는 생장 일정 정보를 식물 별로 저장하는 저장부;
    재배자가 원하는 재배 일정 정보를 입력받는 입력부;
    도시 농장 내의 환경을 모니터링하는 모니터링부;
    상기 재배 일정 정보 및 상기 모니터링된 환경을 상기 생장 예측 모델에 적용하여 생장 예측값을 산출하는 산출부; 및
    상기 생장 예측값이 미리 설정된 기준값과 비일치하는 경우, 상기 생장 예측값과 상기 기준값의 차이에 따라 상기 도시 농장 내의 환경을 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 재배 일정 정보는 상기 도시 농장의 재배자가 원하는 출하일, 상기 출하일에 따른 분화일 및 개화일을 포함하고,
    상기 산출부는 상기 분화일 및 상기 개화일을 이용하여 상기 분화일부터 개화일까지의 기간인 개화기간을 산출하되,
    상기 생장 예측 모델은 회귀 분석을 통해 하기의 수학식으로 나타나는 것을 특징으로 하는 식물 생장 제어 장치.
    Figure 112017047975688-pat00012

    여기서, f는 분화일부터 개화일까지의 개화기간이고, T는 하루 동안의 평균 온도이고, P는 하루 동안의 광주기이고, a. b 및 c는 상수로, 실험을 통해 회귀 분석이 수행되어 도출됨.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 환경 조건은 온도 및 광주기(photoperiod)를 포함하고, 상기 제어부는 온도조절장치 및 조명장치를 제어하여 상기 도시 농장 내의 온도 및 광주기를 제어하는 것을 특징으로 하는 식물 생장 제어 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 모니터링부는 상기 도시 농장 내의 온도 및 광을 모니터링하여 일별로 온도 및 광주기를 산출하고,
    상기 산출부는 상기 일별로 산출된 온도 및 광주기를 상기 생장 예측 모델에 대입하여 분화일부터 현재일까지 각각 모니터링값을 산출하고, 상기 개화기간의 역수를 상기 현재일 이후부터 상기 개화일까지 각각 예측값으로 적용하여 상기 모니터링값 및 상기 예측값의 합인 생장 예측값을 산출하는 것을 특징으로 하는 식물 생장 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 생장 예측값이 미리 설정된 기준값과 비일치하는 경우, 상기 산출부는 상기 생장 예측 모델을 이용하여 상기 생장 예측값과 상기 기준값의 차이값에 상응하는 온도 및 광주기를 산출하고,
    상기 제어부는 상기 차이값에 상응하는 온도 및 광주기에 따라 상기 도시 농장 내의 온도 및 광주기를 제어하는 것을 특징으로 하는 식물 생장 제어 장치.
  7. 도시 농장 제어 시스템에서의 식물 생장 제어 장치가 식물 생장을 제어하는 방법에 있어서,
    재배자가 원하는 재배 일정 정보를 입력받는 단계;
    도시 농장 내의 환경을 모니터링하는 단계;
    상기 재배 일정 정보 및 상기 모니터링된 환경을 생장 예측 모델에 적용하여 생장 예측값을 산출하는 단계-상기 생장 예측 모델은 환경 조건과 식물의 생장 일정의 상관 관계를 나타냄-; 및
    상기 생장 예측값이 미리 설정된 기준값과 비일치하는 경우, 상기 생장 예측값과 상기 기준값의 차이에 따라 상기 도시 농장 내의 환경을 제어하는 단계를 포함하되,
    상기 재배 일정 정보는 상기 도시 농장의 재배자가 원하는 출하일, 상기 출하일에 따른 분화일 및 개화일을 포함하고,
    상기 재배 일정 정보를 입력받는 단계 이후에,
    상기 분화일 및 상기 개화일을 이용하여 상기 분화일부터 개화일까지의 기간인 개화기간을 산출하는 단계를 더 포함하되,
    상기 생장 예측 모델은 회귀 분석을 통해 하기의 수학식으로 나타나는 것을 특징으로 하는 식물 생장 제어 방법.
    Figure 112017047975688-pat00013

    여기서, f는 분화일부터 개화일까지의 개화기간이고, T는 하루동안의 평균 온도이고, P는 하루동안의 광주기이고, a, b 및 c는 상수로, 실험을 통해 회귀 분석이 수행되어 도출됨.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 환경 조건은 온도 및 광주기(photoperiod)를 포함하고,
    상기 도시 농장 내의 환경을 제어하는 단계는
    온도조절장치 및 조명장치를 제어하여 상기 도시 농장 내의 온도 및 광주기를 제어하는 것을 특징으로 하는 식물 생장 제어 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제7항에 있어서,
    상기 도시 농장 내의 환경을 모니터링하는 단계는
    상기 도시 농장 내의 온도 및 광을 모니터링하여 일별로 온도 및 광주기를 산출하는 단계를 포함하고,
    상기 생장 예측값을 산출하는 단계는
    상기 일별로 산출된 온도 및 광주기를 상기 생장 예측 모델에 대입하여 분화일부터 현재일까지 각각 모니터링값을 산출하는 단계; 및
    상기 개화기간의 역수를 상기 현재일 이후부터 상기 개화일까지 각각 예측값으로 적용하여 상기 모니터링값 및 상기 예측값의 합인 생장 예측값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물 생장 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 도시 농장 내의 환경을 제어하는 단계는
    상기 생장 예측 모델을 이용하여 상기 생장 예측값과 상기 기준값의 차이값에 상응하는 온도 및 광주기를 산출하는 단계; 및
    상기 차이값에 상응하는 온도 및 광주기에 따라 상기 도시 농장 내의 온도 및 광주기를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물 생장 제어 방법.
  13. 제7항, 제8항, 제11항 및 제12항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
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