KR101823521B1 - Greenhouse environment control and yield prediction apparatus using optimal environment information for crop growth and method using the same - Google Patents
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Abstract
작물 생육에 대한 최적의 환경 정보를 이용한 온실 환경 제어 및 생산량 예측 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 작물 생육에 대한 최적의 환경 정보를 이용한 온실 환경 제어 및 생산량 예측 장치는 작물 생육에 대한 기설정된 최적 환경 정보를 추출하는 환경 정보 추출부; 상기 기설정된 최적 환경 정보에 기반하여 온실 환경을 제어 하는 환경 제어부; 및 상기 기설정된 최적 환경 정보와, 상기 온실 환경에 기반하여 작물의 생산량을 예측하는 생산량 예측부를 포함한다.Disclosed is an apparatus and method for estimating a greenhouse environment control and production amount using optimal environmental information for crop growth. The apparatus for predicting a greenhouse environment using optimal environmental information for growing a crop according to the present invention includes an environment information extracting unit for extracting predetermined optimal environment information on crop growth; An environment control unit for controlling a greenhouse environment based on the predetermined optimal environment information; And a production amount predicting unit for predicting a production amount of the crop based on the predetermined optimal environment information and the greenhouse environment.
Description
본 발명은 온실 환경 제어 및 생산량 예측 장치에 관한 것으로, 작물 생육에 대한 기 설정된 최적 환경 정보를 이용하여 온실 환경을 제어하고, 작물의 생산량을 예측할 수 있는 장치 및 이를 이용한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for predicting a greenhouse environment and an apparatus for predicting a production amount of a crop by controlling a greenhouse environment using predetermined optimal environment information on the growth of a crop and a method using the same.
기존의 시설 원예 환경 제어 장치는 환경정보를 모니터링 하여, 농업 컨설턴트 등의 전문가에 의지하여 수동으로 환경 조건을 입력하여 환경을 제어하는 방식으로 구현되었다. 일반적으로 기존의 시설 원예 환경 제어 장치는 온도의 하한을 설정하면 그 온도 이하로 내려가지 않도록 하고 특정 온도의 상한을 설정하면 그 온도 이상으로 올라가지 않도록 창문을 여는 등의 환기를 시키는 방법으로 구현되었다. 작물을 생육하는 데 있어 온도뿐 만 아니라 습도, 이산화탄소의 농도 등도 중요하며 작물의 종류에 따라서도 각각의 정보가 달라진다는 점을 고려할 때 종전의 기술들은 작물 생육에 대한 최적 환경 정보를 이용하는 것이 아니라는 점에서 문제가 있다. 또한, 이러한 종래기술들은 외부 전문가를 통하여 환경을 제어함으로써 이에 따른 시간과 비용이 발생하는 문제점이 있다.The existing facility horticultural environment control device was implemented in such a manner that environment information was monitored and environment was controlled manually by inputting environmental conditions depending on experts such as agricultural consultants. Generally, the existing facility horticultural environment control device is implemented by a method of ventilation such as opening a window such that if the lower limit of the temperature is set, it does not go below the temperature, and if the upper limit of the specific temperature is set, the window is opened so that it does not rise above that temperature. Considering that not only temperature but also humidity and carbon dioxide concentration are important for growing crops and information is also different depending on the kind of crops, the conventional technologies do not utilize optimal environmental information for growing crops There is a problem in. In addition, these conventional technologies have problems in that time and cost are incurred by controlling the environment through an external expert.
따라서, 작물을 최대로 생산하기 위해 고려되어야 하는 요소들을 제시하고, 이에 대한 작물생육 모델에 기반하여 온실 환경을 제어하면서 작물의 생산량을 예측하는 기술의 필요성이 절실하게 대두된다.Therefore, it is necessary to present the factors that should be considered for maximum crop production, and to predict the crop yield by controlling the greenhouse environment based on the crop growth model.
본 발명의 목적은 기 설정된 최적 환경 정보에 기반하여 작물의 생산량을 극대화 할 수 있도록 작물을 재배하는 온실의 온도, 이산화탄소 농도, 수분, 광량 등을 조절할 수 있도록 하는 것이다.An object of the present invention is to control the temperature, carbon dioxide concentration, moisture, light quantity, etc. of a greenhouse for cultivating crops in order to maximize the production amount of crops based on predetermined optimum environment information.
또한, 본 발명의 목적은 기 설정된 최적 환경 정보에 기반하여 온실의 환경을 자동으로 조절함으로써 수작업에 드는 시간과 비용을 감소시키는 것 이다.It is also an object of the present invention to reduce manual labor time and cost by automatically adjusting the environment of a greenhouse based on predetermined optimal environment information.
또한, 본 발명의 목적은 작물의 최대 생산량과 온실의 환경정보에 기반하여 추출한 작물의 스트레스 지수를 비교함으로써, 실제 생산량을 좀 더 정확하게 예측하는 것이다.It is also an object of the present invention to more accurately predict the actual production amount by comparing the stress index of the crop extracted based on the maximum production of the crop and environmental information of the greenhouse.
또한, 본 발명의 목적은 작물의 생산량을 정확하게 예측하여 합리적인 생산 계획 및 판매 계획을 수립할 수 있도록 하는 것이다.It is also an object of the present invention to make it possible to accurately predict the production amount of a crop and establish a reasonable production plan and a sales plan.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 작물 생육에 대한 최적 환경 정보를 이용한 온실 환경 제어 및 생산량 예측 장치는, 작물 생육에 대한 기 설정된 최적 환경 정보를 추출하는 환경 정보 추출부; 상기 기 설정된 최적 환경 정보에 기반하여 온실 환경을 제어하는 환경 제어부; 및 상기 기 설정된 최적 환경 정보와, 상기 온실 환경에 기반하여 작물의 생산량을 예측하는 생산량 예측부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for predicting a greenhouse environment and controlling production of a greenhouse using optimal environment information for crop growth, the apparatus comprising: an environment information extracting unit for extracting optimal environment information for crop growth; An environment control unit for controlling a greenhouse environment based on the predetermined optimal environment information; And a production amount predicting unit for predicting a production amount of the crop based on the predetermined optimal environment information and the greenhouse environment.
이 때, 환경 정보 추출부는 상기 작물의 종류, 지리적 정보를 입력하는 입력부; 지리적 정보에 기반하여 일몰시간 및 일출 시간을 계산하는 계산부; 및 상기 작물의 종류, 일몰 시간 및 일출 시간을 이용하여 기 설정된 최적 환경 정보를 추출하는 추출부를 더 포함할 수 있다.At this time, the environment information extracting unit includes an input unit for inputting the type of the crop and the geographical information; A calculation unit for calculating a sunset time and a sunrise time based on the geographical information; And an extracting unit for extracting predetermined optimum environment information using the type of the crop, the sunset time, and the sunrise time.
이 때, 환경 제어부는 온실 환경의 정보를 측정하는 측정부; 기 설정된 최적의 환경 정보와 상기 온실 환경의 정보를 비교하는 비교부; 및 비교부의 결과에 기반하여 온실 환경을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.At this time, the environment control unit includes a measurement unit for measuring information on the greenhouse environment; A comparison unit comparing the predetermined optimal environment information with the information of the greenhouse environment; And a control unit for controlling the greenhouse environment based on a result of the comparing unit.
이 때, 환경 제어부는 온실의 수분, 광량, 온도 및 이산화탄소의 농도를 조절할 수 있다.At this time, the environmental control section can adjust the moisture, light amount, temperature, and concentration of carbon dioxide in the greenhouse.
이 때, 생산량 예측부는 기 설정된 최적의 환경 정보에 기반하여 작물의 최대 생산량을 추출하는 추출부; 상기 온실의 환경 정보에 기반하여 작물의 스트레스 지수를 산출하는 스트레스 지수 산출부; 및 상기 작물의 최대 생산량과 상기 작물의 스트레스 지수를 이용하여 작물의 실제 생산량을 예측하는 예측부를 더 포함할 수 있다.At this time, the production amount predicting unit may include an extracting unit for extracting the maximum production amount of the crop based on the preset optimal environment information; A stress index calculating unit for calculating a stress index of the crop based on environmental information of the greenhouse; And a predictor for predicting an actual production amount of the crop using the maximum production amount of the crop and the stress index of the crop.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 작물 생육에 대한 최적 환경 정보를 이용한 온실 환경 제어 및 생산량 예측 장치는 작물 생육에 대한 기 설정된 최적의 환경 정보를 추출하는 단계; 상기 기 설정된 최적의 환경 정보에 기반하여 온실 환경을 제어하는 단계; 및 상기 기 설정된 최적의 환경 정보와 상기 온실 환경에 기반하여 작물의 생산량을 예측하는 단계를 포함한다.In addition, the apparatus for predicting greenhouse environment and controlling the production of greenhouse using optimum environment information for growing a crop according to an embodiment of the present invention includes extracting predetermined optimal environment information on crop growth; Controlling a greenhouse environment based on the predetermined optimal environment information; And predicting a crop production amount based on the predetermined optimal environment information and the greenhouse environment.
이 때, 상기 기 설정된 최적의 환경 정보를 추출하는 단계는 상기 작물의 종류, 시간, 지리적 정보를 입력하는 단계; 상기 지리적 정보에 기반하여 일몰 시간 및 일출 시간을 계산하는 단계; 및 상기 작물의 종류, 일몰 시간 및 일출 시간을 이용하여 기 설정된 최적의 환경 정보를 추출하는 단계를 더 포함할 수 있다.At this time, the step of extracting the preset optimal environmental information includes: inputting the type, time, and geographical information of the crop; Calculating a sunset time and a sunrise time based on the geographical information; And extracting optimal environment information preset by using the type of the crop, the sunset time, and the sunrise time.
이 때, 상기 온실 환경을 제어하는 단계는 상기 온실 환경의 정보를 측정하는 단계; 상기 기설정된 최적의 환경 정보와 상기 온실 환경의 정보를 비교하는 단계; 및 상기 비교부의 결과에 기반하여 상기 온실 환경을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.The controlling the greenhouse environment may include: measuring information of the greenhouse environment; Comparing the predetermined optimal environment information with information of the greenhouse environment; And controlling the greenhouse environment based on a result of the comparison unit.
이 때, 상기 온실 환경을 제어하는 단계는 상기 온실의 수분, 광량, 온도 및 이산화탄소의 농도를 조절할 수 있다.At this time, the step of controlling the greenhouse environment can control the moisture, light amount, temperature, and concentration of carbon dioxide in the greenhouse.
이 때, 작물의 생산량을 예측하는 단계는 상기 기 설정된 최적의 환경 정보에 기반하여 작물의 최대 생산량을 추출하는 단계; 상기 온실의 환경 정보에 기반하여 작물의 스트레스 지수를 산출하는 단계; 및 상기 작물의 치대 생산량과 상기 작물의 스트레스 지수를 이용하여 작물의 실제 생산량을 예측하는 단계를 더 포함할 수 있다.At this time, the step of predicting the crop production amount includes extracting the maximum production amount of the crop based on the predetermined optimum environment information. Calculating a stress index of the crop based on environmental information of the greenhouse; And estimating the actual production amount of the crop using the dental production amount of the crop and the stress index of the crop.
본 발명에 따르면, 기 설정된 작물 생육 모델에 기반하여 작물의 생산량을 극대화 할 수 있도록 작물을 재배하는 온실의 온도, 이산화탄소 농도, 수분, 광량 등을 조절할 수 있다.According to the present invention, it is possible to control the temperature, carbon dioxide concentration, moisture, light amount, etc. of the greenhouse for cultivating crops in order to maximize the crop production based on a predetermined crop growth model.
또한, 본 발명은 기 설정된 작물 생육 모델에 기반하여 온실의 환경을 자동으로 조절함으로써 수작업에 드는 시간과 비용을 감소시킬 수 있다.In addition, the present invention can reduce the time and cost for manual work by automatically adjusting the environment of the greenhouse based on a predetermined crop growth model.
또한, 본 발명은 작물의 최대 생산량과 온실의 환경정보에 기반하여 추출한 작물의 스트레스 지수를 비교함으로써, 실제 생산량을 좀 더 정확하게 예측할 수 있다.Further, the present invention can more accurately predict the actual production amount by comparing the stress index of the extracted crop based on the maximum production amount of the crop and the environmental information of the greenhouse.
또한, 본 발명은 작물의 생산량을 정확하게 예측하여 합리적인 생산 계획 및 판매 계획을 수립할 수 있다.Further, the present invention can accurately predict the production amount of crops and establish a reasonable production plan and sales plan.
도 1은 본 발명의 작물 생육에 대한 최적 환경 정보를 이용한 온실 환경 제어 및 생산량 예측 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 환경제어부의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시된 생산량 예측부의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 4는 도 1에 도시된 환경 정부 추출부의 일 예를 나타낸 블록도이다.
도 5는 작물 생육에 대한 최적 환경 정보를 이용한 온실 환경 제어 방법의 일실시예를 나타낸 동작흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 작물 생육에 대한 최적 환경 정보를 이용한 온실 환경 제어 및 생산량 예측 방법의 동작흐름도이다.FIG. 1 is a block diagram showing an apparatus for predicting a greenhouse environment and controlling the production of greenhouse using optimal environment information for crop growth of the present invention.
2 is a block diagram showing an example of the environment control unit shown in FIG.
3 is a block diagram showing an example of the production amount predicting unit shown in FIG.
FIG. 4 is a block diagram showing an example of the environment extracting unit shown in FIG. 1. FIG.
5 is an operational flowchart illustrating an embodiment of a method for controlling a greenhouse environment using optimal environment information for crop growth.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of controlling a greenhouse environment and estimating a production amount using optimum environment information for crop growth according to an embodiment of the present invention.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, a repeated description, a known function that may obscure the gist of the present invention, and a detailed description of the configuration will be omitted. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings and the like can be exaggerated for clarity.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 작물 생육에 대한 최적 환경 정보를 이용한 온실 환경 제어 및 생산량 예측 장치를 나타낸 블록도이다.FIG. 1 is a block diagram showing an apparatus for predicting a greenhouse environment and controlling the production of greenhouse using optimal environment information for crop growth of the present invention.
도 1을 참조하면 작물 생육에 대한 최적 환경 정보를 이용한 온실 환경 제어 및 생산량 예측 장치는 환경 정보 추출부(110), 환경 제어부(120) 및 생산량 예측부(130)로 구성된다.Referring to FIG. 1, an apparatus for predicting a greenhouse environment using an optimal environment information for growing a crop includes an environment
환경 정보 추출부(110)는 작물 생육에 대한 기 설정된 최적 환경 정보를 추출한다.The environment
이 때, 최적 환경 정보는 온실의 지리적 정보를 이용하여 산출된 일몰 시간 및 일출 시간과 작물의 종류에 의하여 산출될 수 있다.At this time, the optimum environmental information can be calculated by the sunset time and the sunrise time calculated using the geographical information of the greenhouse and the kind of the crop.
예를 들면, 경기도에 위치하는 온실과 경상남도에 위치하는 온실에 있어 일출 시간과 일몰 시간이 상이하므로 최적 환경 정보 추출 시 이를 고려할 수도 있다.For example, in greenhouses located in Gyeonggi-do and greenhouses located in Gyeongsangnam-do, sunrise times and sunset times are different.
이 때, 최적 환경 정보는 수분, 광량, 온도 및 양액에 관한 정보가 될 수 있다. At this time, the optimum environmental information may be information on moisture, light quantity, temperature and nutrient solution.
이 때, 최적 환경 정보는 작물의 종류에 따라 달라질 수 도 있다.At this time, the optimum environmental information may vary depending on the kind of the crop.
예를 들면, 감자를 재배하는 경우와 장미를 재배하는 경우에 각각의 최적 환경 정보는 달라질 수도 있다.For example, the optimal environmental information for each potato and roses may vary.
또한, 환경 제어부(120)는 온실의 환경을 조절할 수 있다.In addition, the
이 때, 온실의 환경은 수분의 양, 광량, 온도 및 이산화탄소의 농도일 수도 있다.At this time, the environment of the greenhouse may be the amount of water, the amount of light, the temperature, and the concentration of carbon dioxide.
예를 들면, 환경 제어부(120)는 산출된 최적 온도와 온실의 온도를 비교하여 온풍기 작동, 커튼 여닫기, 창문 닫기, 에어컨 작동, 배기판 가동 여부를 결정할 수 있다. 이 때, 환경 제어부(120)는 제어 행위의 경제성을 분석하여 비용이 작은 순서대로 제어가 가능할 수도 있다.For example, the
예를 들면, 환경 제어부(120)는 산출된 최적 습도와 온실의 습도를 비교하여 가습기의 가동 여부를 결정 할 수 있다.For example, the
예를 들면, 환경 제어부(120)는 산출된 최적 이산화탄소 농도와 온실의 이산화탄소 농도를 비교하여 이산화탄소 공급기의 가동 여부를 결정할 수 있다.For example, the
예를 들면, 환경 제어부(120)는 산출된 광량과 온실의 광량을 비교하여 인공조명 가동 및 차광 커튼 가동 여부를 결정 할 수 있다. 이 때, 환경 제어부(120)는 제어 행위의 경제성을 분석하여 비용이 작은 순서대로 제어가 가능할 수도 있다.For example, the
또한, 생산량 예측부(130)는 온실의 작물의 생산량을 예측할 수 있다.Further, the production
이 때, 환경 정보 추출부(110)에서 추출한 기설정된 최적 환경 정보를 갖는 온실에서 재배할 수 있는 작물의 최대 생산량을 추출할 수 있다.At this time, it is possible to extract the maximum production amount of the crop that can be cultivated in the greenhouse having the preset optimum environment information extracted by the environment
이 때, 작물의 최대 생산량 추출은 온도, 습도, 물, 양액, 이산화 탄소 농도가 모두 최적 상태일 때 온실에서 재배할 수 있는 작물의 최대 생산량일 수 있다.At this time, the maximum yield of the crop can be the maximum yield of crops that can be grown in the greenhouse when temperature, humidity, water, nutrient solution, and carbon dioxide concentrations are all optimal.
이 때, 생산량 예측부(130)는 작물의 증산량 및 생장량을 관찰하여 최대 생산량 예측 모델을 만들 수 있다.At this time, the production
이 때, 온실에서 재배되는 작물의 스트레스 지수를 작성할 수 있다.At this time, the stress index of the crops grown in the greenhouse can be created.
예를 들어, 제어 포인트 별 최적 제어 구간을 벗어난 빈도를 이용하여 스트레스 지수를 작성할 수 있다. 이 때, 제어 포인트는 온도, 습도, 광량, 이산화탄소의 농도가 될 수 있다.For example, the stress index can be created by using the frequency out of the optimal control period for each control point. At this time, the control point may be temperature, humidity, light amount, and concentration of carbon dioxide.
예를 들어, 제어 포인트 별 최적 제어 구간을 벗어난 피해도를 이용하여 스트레스 지수를 작성할 수 있다. 이 때, 제어 포인트는 온도, 습도, 광량, 이산화탄소의 농도가 될 수 있다.For example, the stress index can be created using the degree of damage out of the optimal control period for each control point. At this time, the control point may be temperature, humidity, light amount, and concentration of carbon dioxide.
예를 들어, 제어 포인트 별 최적 제어 구간을 벗어난 빈도 및 피해도 별 가중치를 이용하여 스트레스 지수를 작성할 수도 있다. 이 때, 제어 포인트는 온도, 습도, 광량, 이산화탄소의 농도가 될 수 있다.For example, the stress index can be created by using the weight and the degree of damage out of the optimal control period for each control point. At this time, the control point may be temperature, humidity, light amount, and concentration of carbon dioxide.
이 때, 온실에서 재배할 수 있는 작물의 최대 생산량과 온실에서 재배되는 작물의 스트레스 지수를 이용하여 실제 생산량을 예측할 수 있다.At this time, the actual production can be predicted using the maximum yield of the crops that can be grown in the greenhouse and the stress index of the crops grown in the greenhouse.
예를 들어, 작물의 실제 생산량은 작물의 최대 생산량에서 작물의 최대 생산량과 스트레스 지수를 곱한 값을 뺀 것이 될 수도 있다.For example, the actual yield of a crop may be the maximum yield of the crop minus the product of the maximum yield of the crop multiplied by the stress index.
도 2는 도 1에 도시된 환경제어부의 일 예를 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram showing an example of the environment control unit shown in FIG.
도 2를 참조하면 환경제어부(120)는 측정부(210), 비교부(220) 및 제어부(230)로 구성되어 있다.Referring to FIG. 2, the
측정부(210)는 현재 온실의 환경 정보를 측정한다.The measuring
예를 들면, 측정부(210)에서 현재 온실의 온도는 17도임을 판단할 수 있다.For example, the measuring
이 때, 비교부(220)는 측정부(210)에서 측정한 온실의 환경 정보와 환경 정부 추출부(110)에서 추출된 최적 환경 정보를 비교한다.At this time, the comparing
예를 들면, 최적의 온도가 20도 일 때, 현재 온실의 온도는 17도로 다소 낮은 온도임을 판단할 수 있다.For example, when the optimum temperature is 20 degrees, it can be judged that the temperature of the present greenhouse is somewhat lower than 17 degrees.
이 때, 제어부(230)는 온실의 환경을 조절할 수 있다.At this time, the
이 때, 온실의 환경은 수분의 양, 광량, 온도 및 이산화탄소의 농도일 수도 있다.At this time, the environment of the greenhouse may be the amount of water, the amount of light, the temperature, and the concentration of carbon dioxide.
예를 들면, 제어부(230)는 산출된 최적 온도와 온실의 온도를 비교하여 온풍기 작동, 커튼 여닫기, 창문 닫기, 에어컨 작동, 배기판 가동 여부를 결정할 수 있다. 이 때, 제어부(230)는 제어 행위의 경제성을 분석하여 비용이 작은 순서대로 제어가 가능할 수도 있다.For example, the
예를 들면, 제어부(230)는 산출된 최적 습도와 온실의 습도를 비교하여 가습기의 가동 여부를 결정 할 수 있다.For example, the
예를 들면, 제어부(230)는 산출된 최적 이산화탄소 농도와 온실의 이산화탄소 농도를 비교하여 이산화탄소 공급기의 가동 여부를 결정할 수 있다.For example, the
예를 들면, 제어부(230)는 산출된 광량과 온실의 광량을 비교하여 인공조명 가동 및 차광 커튼 가동 여부를 결정 할 수 있다. 이 때, 제어부(230)는 제어 행위의 경제성을 분석하여 비용이 작은 순서대로 제어가 가능할 수도 있다.For example, the
도 3은 도 1에 도시된 생산량 예측부의 일 예를 나타낸 블록도이다.3 is a block diagram showing an example of the production amount predicting unit shown in FIG.
도 3을 참조하면 생산량 예측부(130)는 추출부(310), 스트레스 지수 산출부(320) 및 예측부(330)로 구성된다.3, the production
추출부(310)는 작물의 증산량 및 생장량을 관찰하여 최대 생산량 예측 모델을 추출할 수 있다.The extracting
이 때, 스트레스 지수 산출부(320)는 온실에서 재배되는 작물의 스트레스 지수를 작성할 수 있다.At this time, the stress
예를 들어, 제어 포인트 별 최적 제어 구간을 벗어난 빈도를 이용하여 스트레스 지수를 작성할 수 있다. 이 때, 제어 포인트는 온도, 습도, 광량, 이산화탄소의 농도가 될 수 있다.For example, the stress index can be created by using the frequency out of the optimal control period for each control point. At this time, the control point may be temperature, humidity, light amount, and concentration of carbon dioxide.
예를 들어, 제어 포인트 별 최적 제어 구간을 벗어난 피해도를 이용하여 스트레스 지수를 작성할 수 있다. 이 때, 제어 포인트는 온도, 습도, 광량, 이산화탄소의 농도가 될 수 있다.For example, the stress index can be created using the degree of damage out of the optimal control period for each control point. At this time, the control point may be temperature, humidity, light amount, and concentration of carbon dioxide.
예를 들어, 제어 포인트 별 최적 제어 구간을 벗어난 빈도 및 피해도 별 가중치를 이용하여 스트레스 지수를 작성할 수도 있다. 이 때, 제어 포인트는 온도, 습도, 광량, 이산화탄소의 농도가 될 수 있다.For example, the stress index can be created by using the weight and the degree of damage out of the optimal control period for each control point. At this time, the control point may be temperature, humidity, light amount, and concentration of carbon dioxide.
이 때, 예측부(330)는 추출부(310)에서 추출한 온실에서 재배할 수 있는 작물의 최대 생산량과 스트레스 지수 산출부(320)에서 산출한 온실에서 재배되는 작물의 스트레스 지수를 이용하여 실제 생산량을 예측할 수 있다.At this time, the predicting
예를 들어, 작물의 실제 생산량은 작물의 최대 생산량에서 작물의 최대 생산량과 스트레스 지수를 곱한 값을 뺀 것이 될 수도 있다.
For example, the actual yield of a crop may be the maximum yield of the crop minus the product of the maximum yield of the crop multiplied by the stress index.
도 4는 도 1에 도시된 환경 정보 추출부의 일 예를 나타낸 블록도이다.4 is a block diagram showing an example of the environment information extracting unit shown in FIG.
도 4를 참조하면, 환경 정보 추출부(110)는 시간, 위도, 경도 입력부(410), 일출, 일몰 시간 추출부(420) 및 최적 환경 정보 생성부(430)를 포함한다.4, the environment
시간, 위도, 경도 입력부(410)는 현재 시간, 온실이 위치하고 있는 위도, 경도를 받아들일 수 있다.The time, latitude and longitude input unit 410 may accept the current time, the latitude and longitude at which the greenhouse is located.
이 때, 시간, 위도, 경도 입력부(410)에 입력된 현재 시간, 온실이 위치하고 있는 위도, 경도를 일출, 일몰 시간 추출부(420)과 최적 환경 정보 생성부(430)로 전송한다.At this time, the current time input to the time, latitude and longitude input unit 410, latitude and longitude where the greenhouse is located are transmitted to the sunrise and sunset time extraction unit 420 and the optimum environment
이 때, 일출, 일몰 시간 추출부(420)는 입력된 위도, 경도 정보를 이용하여 온실이 위치하고 있는 지역의 일출시간 및 일몰 시간을 추출할 수 있다.At this time, the sunrise and sunset time extracting unit 420 can extract the sunrise time and the sunset time of the area where the greenhouse is located by using the inputted latitude and longitude information.
예를 들면, 천문우주지식정보 웹사이트의 데이터베이스를 통하여 위도, 경도 정보를 입력하면 온실이 위치하고 있는 지역의 일출시간 및 일몰 시간을 추출할 수 있다.For example, by inputting latitude and longitude information through a database on the Astronomy Space Knowledge Information website, you can extract the sunrise time and sunset time of the area where the greenhouse is located.
이 때, 최적 환경 정보 생성부(430)는 추출된 일출 시간, 일몰 시간 및 시간, 위도, 경도 입력부(410)에서 전송 받은 현재 시간을 이용하여 최적 환경 정보를 생성할 수 있다.
At this time, the optimum environment
도 5는 작물 생육에 대한 최적 환경 정보를 이용한 온실 환경 제어 방법의 일 실시예를 나타낸 동작 흐름도이다.5 is an operational flowchart illustrating an embodiment of a method for controlling a greenhouse environment using optimal environment information for crop growth.
도 5를 참조하면, 본 동작을 진행하는 시간을 1분씩 증가시킨다(S501).Referring to FIG. 5, the time for performing the operation is increased by one minute (S501).
또한, 동작을 진행하고 있는 현재 시간을 체크한다(S502).Also, the current time at which the operation is proceeding is checked (S502).
또한, 작물 생육에 대한 기설정한 최적 환경 정보를 추출한다(S503).In addition, predetermined optimum environment information on crop growth is extracted (S503).
또한, 현재온도와 최적온도를 비교하고(S504), 현재온도와 최적온도가 다른 경우, 온도 제어 장치가 작동하는지 확인하고(S505), 작동하지 않으면 온도제어 장치 구동 모듈을 가동한다.If the current temperature and the optimum temperature are different from each other, it is checked whether the temperature control device is operating (S505). If not, the temperature control device driving module is operated.
또한, 현재습도와 최적습도를 비교하고(S506), 현재습도와 최적습도가 다른 경우, 습도 제어 장치가 작동하는지 확인하고(S507), 작동하지 않으면 습도제어 장치 구동 모듈을 가동한다.If the current humidity and the optimum humidity are different from each other, it is checked whether the humidity control device is operating (S507). If the humidity and the optimum humidity are different, the humidity control device driving module is operated.
또한, 현재 이산화탄소 농도와 최적 이산화탄소 농도를 비교하고(S508), 현재 이산화탄소 농도와 최적 이산화탄소 농도가 다른 경우, 이산화탄소 농도 제어장치의 작동여부를 확인하고(S509), 작동하지 않으면 이산화탄소 제어장치 구동 모듈을 가동한다.If the current carbon dioxide concentration is different from the optimal carbon dioxide concentration, it is checked whether the carbon dioxide concentration control apparatus is operated (S509). If the current carbon dioxide concentration and the optimum carbon dioxide concentration are not different from each other, the carbon dioxide concentration control apparatus is operated And operates.
또한, 현재 광량과 최적 광량을 비교하고(S510), 현재 광량과 최적 광량이 다른 경우, 광량제어장치 작동여부를 확인하고(S511), 작동하지 않으면 광량 제어 장치 구동 모듈을 가동한다.If the current light amount and the optimum light amount are different from each other, the operation of the light amount control device is checked (S511). If the light amount control device is not operated, the light amount control device driving module is operated.
이 과정이 종료되면 다시 순환시간을 1분 증가시키고(S501) 위와 같은 과정을 반복한다.
When this process ends, the cycle time is increased by 1 minute again (S501) and the above process is repeated.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 작물 생육에 대한 최적 환경 정보를 이용한 온실 환경 제어 및 생산량 예측 방법의 동작흐름도이다.FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of controlling a greenhouse environment and estimating a production amount using optimum environment information for crop growth according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 작물 생육에 대한 기 설정된 최적 환경 정보를 추출한다(S601).Referring to FIG. 6, predetermined optimal environment information on crop growth is extracted (S601).
이 때, 최적 환경 정보는 온실의 지리적 정보를 이용하여 산출된 일몰 시간 및 일출 시간과 작물의 종류에 의하여 산출될 수 있다.At this time, the optimum environmental information can be calculated by the sunset time and the sunrise time calculated using the geographical information of the greenhouse and the kind of the crop.
예를 들면, 경기도에 위치하는 온실과 경상남도에 위치하는 온실에 있어 일출 시간과 일몰 시간이 상이하므로 최적 환경 정보 추출 시 이를 고려할 수도 있다.For example, in greenhouses located in Gyeonggi-do and greenhouses located in Gyeongsangnam-do, sunrise times and sunset times are different.
이 때, 최적 환경 정보는 수분, 광량, 온도 및 양액에 관한 정보가 될 수 있다. At this time, the optimum environmental information may be information on moisture, light quantity, temperature and nutrient solution.
이 때, 최적 환경 정보는 작물의 종류에 따라 달라질 수 도 있다.At this time, the optimum environmental information may vary depending on the kind of the crop.
예를 들면, 감자를 재배하는 경우와 장미를 재배하는 경우에 각각의 최적 환경 정보는 달라질 수도 있다For example, the optimal environmental information for each potato and roses may vary
또한, 최적 환경 정보에 기반하여 온실의 시설 환경을 제어 한다(S602).In addition, the facility environment of the greenhouse is controlled based on the optimal environment information (S602).
이 때, 온실의 환경은 수분의 양, 광량, 온도 및 이산화탄소의 농도일 수도 있다.At this time, the environment of the greenhouse may be the amount of water, the amount of light, the temperature, and the concentration of carbon dioxide.
예를 들면, 산출된 최적 온도와 온실의 온도를 비교하여 온풍기 작동, 커튼 여닫기, 창문 닫기, 에어컨 작동, 배기판 가동 여부를 결정할 수 있다. 이 때, 제어 행위의 경제성을 분석하여 비용이 작은 순서대로 제어가 가능할 수도 있다.For example, by comparing the calculated optimum temperature with the temperature of the greenhouse, it is possible to determine whether to operate the hot air fan, open / close the curtain, close the window, operate the air conditioner, or operate the exhaust plate. In this case, the economics of the control actions may be analyzed and the control may be possible in the order of smaller costs.
예를 들면, 산출된 최적 습도와 온실의 습도를 비교하여 가습기의 가동 여부를 결정 할 수 있다.For example, it is possible to determine whether the humidifier is in operation by comparing the calculated optimum humidity with the humidity of the greenhouse.
예를 들면, 산출된 최적 이산화탄소 농도와 온실의 이산화탄소 농도를 비교하여 이산화탄소 공급기의 가동 여부를 결정할 수 있다.For example, it is possible to determine whether the carbon dioxide supply is in operation by comparing the calculated optimum carbon dioxide concentration with the carbon dioxide concentration of the greenhouse.
예를 들면, 산출된 광량과 온실의 광량을 비교하여 인공조명 가동 및 차광 커튼 가동 여부를 결정 할 수 있다. 이 때, 제어 행위의 경제성을 분석하여 비용이 작은 순서대로 제어가 가능할 수도 있다.For example, by comparing the calculated light amount with the amount of light in the greenhouse, it is possible to determine whether the artificial lighting operation and the light-shielding curtain are operated. In this case, the economics of the control action may be analyzed and the control may be possible in the order of the smallest cost.
또한, 기설정된 최적 환경 정보와 온실 환경에 기반하여 작물의 생산량을 예측한다(S603).In addition, the production amount of the crop is predicted based on the preset optimal environment information and the greenhouse environment (S603).
이 때, 기설정된 최적 환경을 유지하는 온실에서 재배할 수 있는 작물의 최대 생산량을 추출할 수 있다.At this time, it is possible to extract the maximum production amount of crops that can be grown in a greenhouse that maintains a predetermined optimal environment.
이 때, 작물의 최대 생산량 추출은 온도, 습도, 물, 양액, 이산화 탄소 농도가 모두 최적 상태일 때 온실에서 재배할 수 있는 작물의 최대 생산량일 수 있다.At this time, the maximum yield of the crop can be the maximum yield of crops that can be grown in the greenhouse when temperature, humidity, water, nutrient solution, and carbon dioxide concentrations are all optimal.
이 때, 작물의 증산량 및 생장량을 관찰하여 최대 생산량 예측 모델을 만들 수 있다.At this time, the maximum yield prediction model can be made by observing the growth and the amount of crops.
이 때, 온실에서 재배되는 작물의 스트레스 지수를 작성할 수 있다.At this time, the stress index of the crops grown in the greenhouse can be created.
예를 들어, 제어 포인트 별 최적 제어 구간을 벗어난 빈도를 이용하여 스트레스 지수를 작성할 수 있다. 이 때, 제어 포인트는 온도, 습도, 광량, 이산화탄소의 농도가 될 수 있다.For example, the stress index can be created by using the frequency out of the optimal control period for each control point. At this time, the control point may be temperature, humidity, light amount, and concentration of carbon dioxide.
예를 들어, 제어 포인트 별 최적 제어 구간을 벗어난 피해도를 이용하여 스트레스 지수를 작성할 수 있다. 이 때, 제어 포인트는 온도, 습도, 광량, 이산화탄소의 농도가 될 수 있다.For example, the stress index can be created using the degree of damage out of the optimal control period for each control point. At this time, the control point may be temperature, humidity, light amount, and concentration of carbon dioxide.
예를 들어, 제어 포인트 별 최적 제어 구간을 벗어난 빈도 및 피해도 별 가중치를 이용하여 스트레스 지수를 작성할 수도 있다. 이 때, 제어 포인트는 온도, 습도, 광량, 이산화탄소의 농도가 될 수 있다.For example, the stress index can be created by using the weight and the degree of damage out of the optimal control period for each control point. At this time, the control point may be temperature, humidity, light amount, and concentration of carbon dioxide.
이 때, 온실에서 재배할 수 있는 작물의 최대 생산량과 온실에서 재배되는 작물의 스트레스 지수를 이용하여 실제 생산량을 예측할 수 있다.At this time, the actual production can be predicted using the maximum yield of the crops that can be grown in the greenhouse and the stress index of the crops grown in the greenhouse.
예를 들어, 작물의 실제 생산량은 작물의 최대 생산량에서 작물의 최대 생산량과 스트레스 지수를 곱한 값을 뺀 것이 될 수도 있다.
For example, the actual yield of a crop may be the maximum yield of the crop minus the product of the maximum yield of the crop multiplied by the stress index.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 온실 환경 제어 및 생산량 예측 장치 및 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.As described above, the apparatus and method for estimating the greenhouse environment control and production amount according to the present invention are not limited to the configuration and method of the embodiments described above, All or some of the embodiments may be selectively combined.
Claims (10)
상기 최적 환경 정보에 기반하여 온실 환경을 제어 하는 환경 제어부; 및
상기 최적 환경 정보에 기반하여 상기 작물의 최대 생산량을 추출하고, 상기 온실 환경의 정보에 기반하여 상기 작물의 스트레스 지수를 산출하며, 상기 작물의 최대 생산량 및 상기 작물의 스트레스 지수를 이용하여 상기 작물의 실제 생산량을 예측하는 생산량 예측부를 포함하며,
상기 환경 제어부는,
상기 온실 환경에 포함된 복수의 온실 환경 제어 장치들 중에서, 제어 행위의 경제성 분석 결과 비용이 적은 상기 온실 환경 제어 장치 순으로 상기 온실 환경 제어 장치를 구동하여 상기 온실 환경을 제어하고,
상기 작물의 스트레스 지수는,
상기 온실 환경의 정보 별 최적 제어 구간을 벗어난 빈도 및 상기 온실 환경의 정보 별 상기 최적 제어 구간을 벗어난 피해도에 가중치를 부여하여 산출한 것을 특징으로 하는 온실 환경 제어 및 생산량 예측 장치.An environment information extracting unit for extracting predetermined optimum environmental information about the growth of the crop;
An environment control unit for controlling a greenhouse environment based on the optimal environment information; And
Extracting a maximum production amount of the crop based on the optimal environment information, calculating a stress index of the crop based on the information of the greenhouse environment, calculating a maximum production amount of the crop and a stress index of the crop, And a production amount predicting unit for predicting the actual production amount,
The environment control unit,
Wherein the control unit controls the greenhouse environment control unit by driving the greenhouse environment control unit in the order of the greenhouse environment control unit having a low cost as a result of the economical analysis of the control activity among the plurality of greenhouse environment control devices included in the greenhouse environment,
The stress index of the crop,
Wherein the control unit calculates a weighted value of the degree of damage out of the optimal control period for each information of the information on the greenhouse environment,
상기 환경 정보 추출부는,
상기 작물의 종류 및 지리적 정보를 입력받는 입력부;
상기 지리적 정보에 기반하여, 일몰시간 및 일출 시간을 계산하는 계산부; 및
상기 작물의 종류, 상기 일몰 시간 및 일출 시간을 이용하여, 상기 최적 환경 정보를 추출하는 추출부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 온실 환경 제어 및 생산량 예측 장치. The method according to claim 1,
The environmental information extracting unit extracts,
An input unit for inputting the type of the crop and geographical information;
A calculation unit for calculating a sunset time and a sunrise time based on the geographical information; And
An extraction unit for extracting the optimum environment information by using the kind of the crop, the sunset time, and the sunrise time,
And a greenhouse environment control unit for controlling the greenhouse environment.
상기 환경 제어부는
상기 온실 환경의 정보를 측정하는 측정부;
상기 최적 환경 정보와 상기 온실 환경의 정보를 비교하는 비교부; 및
상기 비교 결과에 기반하여 온실 환경을 제어하는 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 온실 환경 제어 및 생산량 예측 장치.3. The method of claim 2,
The environment control unit
A measuring unit for measuring information on the greenhouse environment;
A comparison unit comparing the optimal environment information and the information of the greenhouse environment; And
A control unit for controlling the greenhouse environment based on the comparison result;
And a greenhouse environment control unit for controlling the greenhouse environment.
상기 환경 제어부는
상기 온실의 수분, 광량, 온도 및 이산화탄소의 농도를 조절하는 것을 특징으로 하는 온실 환경 제어 및 생산량 예측 장치. The method of claim 3,
The environment control unit
And controlling the concentration of water, light, temperature, and carbon dioxide in the greenhouse.
작물 생육에 대한 최적 환경 정보를 추출하는 단계;
현재 온실 환경의 정보와 상기 최적 환경 정보를 비교하는 단계;
상기 온실 환경의 정보의 비교 결과에 기반하여, 온실 환경 제어 장치의 구동을 제어하되, 상기 온실 환경에 포함된 복수의 온실 환경 제어 장치들 중에서, 제어 행위의 경제성 분석 결과 비용이 적은 상기 온실 환경 제어 장치 순으로 상기 온실 환경 제어 장치를 구동하여 상기 온실 환경을 제어하는 단계;
상기 최적 환경 정보에 기반하여 상기 작물의 최대 생산량을 추출하는 단계;
상기 온실 환경의 정보 별 최적 제어 구간을 벗어난 빈도, 상기 온실 환경의 정보 별 상기 최적 제어 구간을 벗어난 피해도, 상기 빈도 및 피해도 별 가중치 중 적어도 어느 하나를 기반으로, 상기 작물의 스트레스 지수를 산출하는 단계; 및
상기 작물의 최대 생산량 및 상기 작물의 스트레스 지수를 이용하여 상기 작물의 실제 생산량을 예측하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 온실 환경 제어 및 생산량 예측 방법.A method for controlling a greenhouse environment and estimating a production amount by a greenhouse environment control and production amount predicting device,
Extracting optimal environmental information for crop growth;
Comparing the current greenhouse environment information with the optimal environment information;
And controlling the operation of the greenhouse environment control device based on a result of the comparison of the information of the greenhouse environment, wherein, among the plurality of greenhouse environment control devices included in the greenhouse environment, Controlling the greenhouse environment by driving the greenhouse environment control device in order of devices;
Extracting a maximum production amount of the crop based on the optimal environment information;
Calculating a stress index of the crop based on at least any one of a frequency out of the optimal control period for each information of the greenhouse environment, a damage out of the optimum control period for each information of the greenhouse environment, ; And
Predicting an actual production amount of the crop using the maximum production amount of the crop and the stress index of the crop; And estimating the production amount of the greenhouse environment.
상기 최적 환경 정보를 추출하는 단계는,
상기 작물의 지리적 정보에 기반하여 일몰 시간 및 일출 시간을 계산하는 단계; 및
상기 작물의 종류, 상기 일몰 시간 및 일출 시간을 이용하여 상기 최적 환경 정보를 추출하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온실 환경 제어 및 생산량 예측 방법.The method according to claim 6,
Wherein the extracting of the optimal environment information comprises:
Calculating a sunset time and a sunrise time based on the geographical information of the crop; And
Extracting the optimal environment information using the kind of the crop, the sunset time, and the sunrise time
And estimating a production amount of the greenhouse environment.
상기 온실 환경의 정보는,
상기 온실의 온도, 습도, 이산화탄소 농도 및 광량 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 온실 환경 제어 및 생산량 예측 방법. 8. The method of claim 7,
Wherein the information of the greenhouse environment includes:
Wherein the control unit includes at least one of temperature, humidity, carbon dioxide concentration, and light amount of the greenhouse.
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