KR101826336B1 - 재배 베드 간격 조정 자동화 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

재배 베드의 간격 조정자동화 시스템을 개시한다. 적어도 하나의 식물이 재배되는 복수의 재배 베드가 구비된 재배 베드 장치, 식물의 성장값을 측정하는 적어도 하나의 센서, 재배 베드들을 연결하는 연결 장치, 연결 장치를 구동하여 재배 베드들의 간격을 조정하는 구동 장치 및 식물의 생육 기간 및 센서로부터 수신한 성장값 중 선택된 하나를 미리 설정된 식물 생육 기준 정보와 비교하여 재배 베드들의 간격 조정값을 검출하고 검출된 간격 조정값에 기초하여 구동 장치를 제어하는 제어 장치를 포함한다.

Description

재배 베드 간격 조정 자동화 시스템 및 방법{System and Method for Automatically proofreading a space between cultivating beds}
본 발명은 재배 베드 간격 조정 자동화 시스템 및 방법에 관한 것이다.
전통적인 노지 재배와 달리 토양을 사용하지 않는 양액 재배는 수경액에 식물의 뿌리를 담구어 식물을 재배한다. 또는, 양액 재배는 암면, 펄라이트, 자갈, 피트, 톱밥 등의 배지에 양액을 공급하여 식물을 재배한다. 이러한 양액 재배는 특별히 제작된 재배 베드를 사용하여 식물을 재배한다. 현재 사용되는 재배 베드는 대부분 스티로폼이나 플라스틱으로 형성된다. 여기서 재배 베드는 일정 크기의 판에 고정적인 간격으로 식물을 파종하거나 정식할 수 있는 형태로 형성된다.
스티로폼이나 플라스틱으로 형성된 재배 베드는 반영구적인 사용과 작업의 편리성 등의 장점이 있으나 식물간 간격을 자유로이 조절할 수 없다. 따라서, 사용자는 파종 또는 초기 정식 때부터 수확기 때의 식물의 크기를 고려하여 충분한 간격을 두고 재배 베드를 사용한다. 또는 사용자는 식물의 성장에 따라 식물간 간격을 유지해 주기 위해 다른 베드로 이종을 하는 별도의 수작업을 실시한다. 이렇게 스티로폼이나 플라스틱으로 형성된 재배 베드의 사용은 재배 면적의 활용도를 저하시키며 이종을 위한 비용을 발생시킨다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 식물의 성장값을 측정하여 실물의 성장 단계에 따라 재배 베드의 간격을 자동으로 조정하는 재배 베드 간격 조정 자동화 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 재배 베드의 간격 조정 자동화 시스템을 제공한다.
식물의 성장을 위한 적어도 하나의 재배구를 포함하는 복수의 재배 베드, 식물을 측정하여 식물 성장 정보를 출력하는 센서, 재배 베드들을 자바라 구조로 연결하여 재배 베드들 사이의 간격을 조절하는 연결 장치, 연결 장치와 연결되고, 연결 장치를 구동하여 재배 베드들 사이의 간격을 조정하는 구동 장치 및 기 저장된 식물 생육 기준 정보에서 식물 생육 기간 또는 식물 성장 정보에 따른 간격 조정값을 검출하고, 검출된 간격 조정값에 따라 구동 장치의 구동을 제어하는 제어 장치를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 재배 베드 간격 조정 자동화 방법을 제공한다.
적어도 하나의 식물이 재배되는 복수의 재배 베드의 간격을 조정하는 구동 장치와 구동 장치의 구동을 제어하는 제어 장치를 포함하는 재배 베드 간격 조정 자동화 시스템의 자동화 방법은 (a) 제어 장치에서 재배 베드들의 식물 재배 정보를 입력받아 등록하는 단계, (b) 제어 장치에서 식물의 생육 기간 및 식물의 성장 측정값 중 하나를 이용하여 재배 베드의 간격 조정 기준을 설정하고, 설정된 재배 베드 간격 조정 기준에 따라 재배 베드의 간격 조정값을 산출하는 단계 및 (c) 제어 장치에서 재배 베드의 간격 조정값에 따라 재배 베드들에 연결된 구동 장치를 구동하여 재배 베드들의 간격을 조정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 재배 베드 간격 조정 자동화 시스템 및 방법은 식물의 성장에 따라 재배 베드의 간격을 자동으로 조정함으로써, 식물 재배를 위한 최적의 환경을 제공한다. 따라서, 재배 베드 간격 조정 자동화 시스템은 식물 배재의 생산성을 높일 수 있고, 수작업으로 재배 베드의 간격을 조정하는 시간과 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 재배 베드 간격 조정 자동화 시스템을 나타내는 도면,
도 2는 도 1의 재배 베드 장치의 전면을 도시한 도면,
도 3 및 도 4는 도 2의 재배 베드 장치의 후면에 설치된 연결 장치를 도시한 도면,
도 5는 도 3의 연결 장치의 다른 실시 예를 나타내는 도면,
도 6은 구동 장치의 구성을 나타내는 도면,
도 7은 제어 장치의 내부 구성을 나타내는 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 저장부에 저장된 베드 정보 테이블의 구성을 나타내는 도면,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 저장부에 저장된 생육 기준 정보 테이블의 구성을 나타내는 도면,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 저장부에 저장된 성장 정보 테이블을 나타내는 도면, 및
도 11은 재배 베드 간격 조정 자동화 방법을 나타내는 순서도이다.
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 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 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, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 따른 재배 베드 간격 조정 자동화 시스템 및 방법에 관하여 상세히 설명한다.
도 1은 재배 베드 간격 조정 자동화 시스템을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 재배 베드 장치의 전면을 도시한 도면이고, 도 3 및 도 4는 도 2의 재배 베드 장치의 후면에 설치된 연결 장치를 도시한 도면이며, 도 5는 도 3의 연결 장치의 다른 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 재배 베드 간격 조정 자동화 시스템(10)은 재배 베드 장치(100), 센서(200), 연결 장치(300), 구동 장치(400) 및 제어 장치(500)를 포함한다.
재배 베드 장치(100)는 일정한 크기를 갖는 n(임의의 자연수)개의 재배 베드를 포함하고, 각각의 재배 베드는 적어도 하나의 식물이 생장할 수 있는 재배구를 포함한다. 도 2를 참조하여 재배 베드 장치(100)에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 재배 베드 장치(100)의 제1 내지 제n 재배 베드(110-1 ~ 110-n)는 상호 인접하도록 배치된다. 제1 내지 제n 재배 베드(110-1 ~ 110-n) 각각은 식물이 생장할 수 있는 적어도 하나의 재배구(150)를 포함한다. 제1 내지 제n 재배 베드(110-1 ~ 110-n) 각각은 하기에서 설명되는 연결 장치(300)에 의해 연결된다. 제1 내지 제n 재배 베드(110-1 ~ 110-n) 각각의 간격은 연결 장치(300)에 의해 제1 방향 또는 제2 방향으로 조절된다. 여기서 제1 방향은 수직 방향 및 수평 방향 중 어느 하나이고, 제2 방향은 수직 방향 및 수평 방향 중 나머지 하나일 수 있다. 여기서 제1 내지 제n 재배 베드(110-1 ~ 110-n)의 간격을 조절하는 방법에 대해서는 하기에서 관련 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
다시 도 1을 참조하면, 센서(200)는 식물을 측정하여 측정 데이터를 식물 성장 정보로 제어 장치(500)로 출력한다. 여기서 센서(200)는 식물의 유형에 따라 길이 측정 센서 또는 중량 측정 센서일 수 있다. 예를 들면, 식물 유형이 잎 채소이면, 센서(200)는 식물의 잎의 길이를 측정하기 위해 길이 측정 센서가 사용된다. 또는, 식물 유형이 뿌리 채소이면, 센서(200)는 식물의 무게를 측정하기 위해 중량 측정 센서가 사용될 수 있다.
예를 들어, 길이 측정 센서는 적외선 카메라, 열화상 카메라, CCTV 또는 적외선 센서일 수 있다. 여기서 길이 측정 센서는 적외선을 이용하여 자체적으로 식물의 잎의 길이를 측정할 수 있다. 또는 길이 측정 센서는 식물을 촬영한 후 촬영된 화상을 신호 처리하여 식물의 잎의 길이를 측정할 수 있다. 이때, 길이 측정 센서는 신호 처리를 수행하는 신호 처리부를 더 포함할 수 있다. 신호 처리부는 예컨대, 카메라의 촬영 거리, 촬영 각도 또는 렌즈 배율에 기초하여 촬영 화상을 신호 처리함으로써 실제 식물의 길이를 측정할 수 있다.
예를 들어, 중량 측정 센서는 제1 내지 제n 재배 베드(110-1 ~ 110-n) 전체의 무게를 측정한 후 1/n하여 각 재배 베드의 중량을 측정한다.
연결 장치(300)는 재배 베드 장치(100)의 제1 내지 제n 재배 베드(110-1 ~ 110-n)를 연결하기 위한 수단이다. 여기서는 도 3 및 도 4를 참조하여 연결 장치(300)에 대해 보다 상세히 설명한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 연결 장치를 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 연결 장치(300)는 복수의 링크 부재(310), 고정 부재(330) 및 연결 고리(340)를 포함한다.
링크 부재들(310) 각각은 제1 내지 제n 재배 베드(110-1 ~ 110-n) 각각의 배면에 연결된다. 또한, 서로 인접한 링크 부재들(310)은 'X자' 형태(자바라 구조)로 연결된다. 이때, 링크 부재들(310) 각각은 제1 핀(311)을 이용하여 일측이 제1 내지 제n 재배 베드(110-1 ~ 110-n) 각각에 연결된다. 또한, 링크 부재들(310) 각각은 제1 핀(311)을 이용하여 타측이 인접한 재배 배드에 연결된다. 여기서, 제1 내지 제n 재배 베드(110-1 ~ 110-n) 각각은 배면에 두 개의 링크 부재들(310)이 연결된다. 또한, 링크 부재들(310) 각각은 제2 핀(313)을 이용하여 서로 교차하는 부분이 연결된다. 여기서 링크 부재들(310) 각각은 제2 핀(313)에 의해 교차되는 각도가 조절된다. 예를 들면, 제1 내지 제n 재배 베드(110-1 ~ 110-n) 사이의 간격이 증가되면, 링크 부재들(310)의 교차 각도가 제1 각도(θ1)에서 제2 각도(θ2)로 변경된다. 여기서 제1 각도(θ1)는 제2 각도(θ2) 보다 적어도 크다. 이처럼 링크 부재들(310)은 교차 각도를 조절하여 제1 내지 제n 재배 베드(110-1 ~ 110-n) 사이의 간격을 증가시킬 수 있다.
고정 부재(330)는 재배 베드 장치(100)의 일측단을 고정시킨다. 이를 위해, 고정 부재(330)는 재배 베드 장치(100)의 일측단에 배치된 재배 베드에 결합된다. 또한, 고정 부재(330)는 지면 또는 시설물에 결합된다. 예를 들면, 고정 부재(330)는 접착 부재를 이용하여 제1 재배 베드(111)의 배면과 지면에 결합된다.
연결 고리(340)는 재배 베드 장치(100)의 타측에 결합된다. 연결 고리(340)는 제1 재배 베드(110-1) 내지 제n 재배 베드(110-n) 사이의 간격을 늘리기 위해 구동 장치(400)와 연결된다. 예를 들면, 연결 고리(340)는 제n 재배 베드(110-n) 에 결합된다. 연결 고리(340)는 재배 베드 장치(100)를 대표하여 구동 장치(400)의 동력을 전달받는다.
다른 한편으로, 도 5를 참조하면 연결 장치(300)는 서로 인접한 링크 부재들(310)을 연결하는 탄성 부재(315)를 더 포함한다. 여기서 탄성 부재(315)는 'X'자 형태로 교차하는 링크 부재들(310) 각각에 연결된다. 링크 부재들(310)의 교차 각도가 감소되면, 탄성 부재(315)는 교차하는 링크 부재들(310)을 끌어당긴다. 이를 통해 연결 장치(300)는 탄성 부재(310)를 이용하여 제1 내지 제n 재배 베드(110-1 ~ 110-n) 사이의 간격을 감소시킬 수 있다.
또 다른 한편으로, 연결 장치(300)는 제2 핀(313)을 이용하여 제1 내지 제n 재배 베드(110-1 ~ 110-n) 각각의 배면에 링크 부재들(310)이 연결될 수 있다. 예를 들면, 제1 내지 제n 재배 베드(110-1 ~ 110-n) 각각의 배면의 한 지점에 제2 핀(313)을 이용하여 두 개의 링크 부재들(310)이 연결된다. 이때, 두 개의 링크 부재들(310) 각각의 일측이 제2 핀(313)을 이용하여 연결될 수 있다. 두 개의 링크 부재들(310) 각각의 타측은 제1 핀(311)을 이용하여 다른 링크 부재들(310)과 연결될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 구동 장치(400)는 재배 베드 장치(100)의 제1 재배 베드(110-n) 내지 제n 재배 베드(110-n) 사이의 간격을 변경한다. 여기서는 도 6을 참조하여 구동 장치(400)에 대해 보다 상세히 설명한다.
도 6은 구동 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 구동 장치(400)는 동력 전달 부재(410) 및 액츄에이터(420)를 포함한다. 예를 들면, 구동 장치(400)는 재배 베드 장치(100)의 일측에 위치하는 재배 베드(118)와 연결된다. 구동 장치(400)는 액츄에이터(420)를 구동하여 재배 베드 장치(100)에 동력을 전달한다.
동력 전달 부재(410)는 일측이 연결 장치(300)에 연결된다. 예를 들면, 동력 전달 부재(410)는 연결 고리(340) 에 연결된다. 또한, 동력 전달 부재(410)는 타측이 액츄에이터(420)에 연결된다. 여기서 동력 전달 부재(410)는 액츄에이터(420)에 의해 길이가 가변된다. 동력 전달 부재(410)는 연성의 물질로 이루어진다. 이러한 동력 전달 부재(410)는 액츄에이터(420)의 작동에 의해 액츄에이터(420)에 감긴다. 예를 들면, 동력 전달 부재(410)는 일방향으로 회전하는 액츄에이터(420)의 회전봉에 일측단이 고정된다. 동력 전달 부재(410)는 액츄에이터(420)의 회전봉에 감기게 되어 길이가 점점 줄어든다. 이를 통해 동력 전달 부재(410)는 액츄에이터(420)의 구동력을 연결 고리(340)로 전달하여 제n 재배 베드(110-n)를 액츄에이터(420) 방향으로 끌어 당긴다.액츄에이터(420)는 동력 전달 부재(410)의 길이를 조정한다. 구체적으로 액츄에이터(420)는 외부로부터 전원을 공급받는다. 또한, 액츄에이터(420)는 제어 장치(500)로부터 턴온 또는 턴오프의 제어 명령을 수신한다. 액츄에이터(420)는 모터 등을 포함할 수 있다. 액츄에이터(420)는 제어 명령에 따라 일정 시간 동안 작동한다. 예를 들면, 액츄에이터(420)는 제어 장치(500)로부터 수신한 턴온 명령에 따라 지정된 시간 동안 작동한다. 따라서, 액츄에이터(420)는 작동 시간 동안 동력 전달 부재(410)의 길이를 줄인다.
다시 도 1을 참조하면, 제어 장치(500)는 재배 베드 장치(100)의 간격 조정을 위해 액츄에이터(420)를 제어한다. 여기서는 도 7을 참조하여 제어 장치(500)에 대해 보다 상세히 설명한다.
도 7은 제어 장치의 내부 구성을 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 제어 장치(500)는 두 가지 방식으로 재배 베드 장치(100)의 간격을 조정한다.
제어 장치(500)는 입출력부(510), 컨버터(520), 성장 분석부(530), 제어부(540) 및 저장부(570)를 포함한다.
입출력부(510)는 사용자 또는 외부 장치로부터 데이터를 입력받는 역할을 담당한다. 또는 입출력부(510)는 외부 장치로 데이터를 출력하는 역할을 담당한다. 입출력부(510)는 사용자로부터 재배 베드별 파종 또는 정식된 식물 정보와 재배 베드들 사이의 간격을 입력받아 베드 정보 테이블로 저장부(570)에 저장한다. 또한, 입출력부(510)는 센서(200)로부터 식물에 대한 성장 측정값을 전송받는다. 입출력부(510)는 액츄에이터(420)에 제어 명령을 출력한다. 또한, 입출력부(510)는 액츄에이터(420)로부터의 응답을 수신한다.
컨버터(520)는 입출력부(510)를 통해 입력받은 센서(200)의 성장 측정값이 아날로그 데이터일 경우 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환한다. 또한, 컨버터(520)는 센서별로 측정 일자에 따른 성장 측정값을 성장 정보 테이블로 저장부(570)에 저장한다.
성장 분석부(530)는 식물별 생육 기간에 따른 센서 측정값 및 식물간 재배 베드의 간격 조정값을 분석한다. 성장 분석부(530)는 분석한 센서 측정값 및 식물간 간격 조정값에 기초하여 식물 성장 단계별 최적의 간격 조정값을 산출한다. 또한, 성장 분석부(530)는 산출된 간격 조정값으로 저장부(570)에 저장된 생육 기준 정보 테이블을 업데이트한다. 여기서 생육 기준 정보 테이블은 식물 생육 기준 정보를 저장한다. 예를 들면, 생육 기준 정보 테이블은 사용자 또는 외부 장치로부터 식물의 생육 기간에 따른 재배 베드 사이의 간격을 입력받아 저장한다. 식물 생육 기준 정보는 이하에서 도 9을 참조하여 다시 설명한다.
제어부(540)는 입출력부(510)를 통해 전송받은 성장 측정값 또는 식물의 생육기간을 생육 기준 정보 테이블의 식물 생육 기준 정보와 비교한다. 제어부(540)는 비교 결과에 기초하여 재배 베드간 간격 조정 여부 및 간격 조정값을 산출한다. 제어부(540)는 산출된 간격 조정값에 기초하여 액츄에이터(420)에게 제어 명령을 전송한다. 이를 위해 제어부(540)는 간격 산출부(550) 및 제어 통제부(560)를 포함한다.
간격 산출부(550)는 제1 재배 베드(110-1) 내지 제n 재배 베드(110-n) 사이의 간격 조정 기준을 설정한다. 간격 산출부(550)는 설정된 간격 조정 기준에 기초하여 재배 베드 사이의 간격 조정값을 산출한다. 여기서 간격 산출부(550)는 식물의 생육 기간 또는 성장 측정값을 기준으로 재배 베드 사이의 간격 조정값을 산출할 수 있다.
간격 조정 기준이 식물의 생육 기간일 경우, 간격 산출부(550)는 저장부(570)의 베드 정보 테이블에 저장된 재배 베드별 식물의 파종 일자 또는 정식 일자를 기준으로 식물의 생육 기간을 산출한다. 간격 산출부(550)는 산출된 식물의 생육 기간을 생육 기준 정보 테이블에 저장된 식물별 생육 기준일과 비교한다. 비교 결과에 기초하여 간격 산출부(550)는 재배 베드 간격값을 검출한다. 여기서 식물별 생육 기준일은 재배 베드간 간격을 조정하기 위해 생육 기준 정보 테이블에 미리 저장된다. 또한, 재배 베드 간격값도 생육 기준일에 대응하여 생육 기준 정보 테이블에 미리 설정된다. 예를 들면, 간격 산출부(550)는 생육 기준 정보 테이블 내에 산출된 생육 기간 이하의 생육 기준일이 존재하는지 확인한다. 만약 계산된 생육 기간보다 작거나 같은 생육 기준일이 다수 존재하면, 간격 산출부(550)는 가장 큰 생육 기준일을 선택한다. 그리고 간격 산출부(550)는 선택된 생육 기준일에 설정된 재배 베드 간격값을 검출한다.
간격 산출부(550)는 검출한 재배 베드 간격값과 베드 정보 테이블의 재배 베드 간격값을 비교한다. 비교 결과 베드 정보 테이블의 재배 베드 간격값이 검출한 재배 베드 간격값보다 작을 경우, 간격 산출부(550)는 검출한 재배 베드 간격값과 베드 정보 테이블의 재배 베드 간격값의 차이값을 구한다. 간격 산출부(550)는 검출한 재배 베드 간격값과 베드 정보 테이블의 재배 베드 간격값의 차이값에 기초하여 재배 베드의 간격 조정값을 산출한다. 이때, 간격 산출부(550)는 액츄에이터(420)의 회전 속도와 동력 전달 부재(410)와 길이를 고려하여 액츄에이터(420)의 동작 시간을 계산한다. 간격 산출부(550)는 계산된 액츄에이터(420)의 동작 시간으로 재배 베드 간격 조정값을 산출한다.
간격 조정 기준이 식물의 성장 측정값일 경우, 간격 산출부(550)는 식물의 성장 측정값을 이용하여 재배 베드 간격 조정값을 산출한다. 이를 위해 간격 산출부(550)는 센서(200)로부터 입력받은 성장 측정값을 생육 기준 정보 테이블에 저장된 식물별 성장 기준값과 비교한다. 비교 결과에 기초하여 간격 산출부(550)는 재배 베드 간격값을 검출한다. 여기서 식물별 성장 기준값은 재배 베드간 간격을 조정하기 위해 생육 기준 정보 테이블에 미리 저장된다. 또한, 재배 베드 간격값도 성장 기준값에 대응하여 생육 기준 정보 테이블에 미리 설정된다. 예를 들면, 간격 산출부(550)는 생육 기준 정보 테이블 내에 수신한 성장 측정값 이하의 성장 기준값이 존재하는지 확인한다. 만약 수신한 성장 측정값보다 작거나 같은 성장 기준값이 다수 존재하면, 간격 산출부(550)는 가장 큰 성장 기준값을 선택한다. 그리고 간격 산출부(550)는 선택된 성장 기준값에 설정된 재배 베드 간격값을 검출한다.
간격 산출부(550)는 검출한 재배 베드 간격값과 베드 정보 테이블의 재배 베드 간격값을 비교한다. 비교 결과 베드 정보 테이블의 재배 베드 간격값이 검출한 재배 베드 간격값보다 작을 경우, 간격 산출부(550)는 검출한 재배 베드 간격값과 베드 정보 테이블의 재배 베드 간격값의 차이값을 구한다. 간격 산출부(550)는 검출한 재배 베드 간격값과 베드 정보 테이블의 재배 베드 간격값의 차이값에 기초하여 재배 베드의 간격 조정값을 산출한다. 이때, 간격 산출부(550)는 액츄에이터(420)의 회전 속도와 동력 전달 부재(410)와 길이를 고려하여 액츄에이터(420)의 동작 시간을 계산한다. 간격 산출부(550)는 계산된 액츄에이터(420)의 동작 시간으로 재배 베드 간격 조정값을 산출한다.
제어 통제부(560)는 액츄에이터(420)의 작동 및 정지를 제어한다. 여기서 제어 통제부(560)는 생육일 기준 간격 산출부 또는 성장값 기준 간격 산출부 각각으로부터 액츄에이터(420)의 동작 시간을 입력받는다. 제어 통제부(560)는 산출된 액츄에이터(420)의 동작 시간에 기초하여 액츄에이터(420)를 제어한다.
저장부(570)는 입출력부(510)로부터 입력받은 데이터를 저장한다. 또한, 저장부(570)는 제어부(540)의 간격 조정값 산출을 위한 데이터를 저장한다. 여기서 저장부(570)는 도 8 내지 도 10 각각에 도시된 바와 같이 베드 정보 테이블, 생육 기준 정보 테이블 또는 성장 정보 테이블을 저장한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 저장부에 저장된 베드 정보 테이블의 구성을 나타내는 도면이다. 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 저장부에 저장된 생육 기준 정보 테이블의 구성을 나타내는 도면이다. 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 저장부에 저장된 성장 정보 테이블을 나타내는 도면이다.
여기서 베드 정보 테이블은 도 7에 도시된 바와 같이 베드 ID, 센서 ID, 액츄에이터 ID, 식물명, 파종/정식 일자, 베드간 간격 및 베드의 위치 정보를 포함한다.
또한, 생육 기준 정보 테이블은 도 8에 도시된 바와 같이 식물명, 생육 기준일, 성장값, 베드 간격 및 액츄에이터 동작 시간을 포함한다.
또한, 성장 정보 테이블은 도 9에 도시된 바와 같이 센서 ID, 측정 일자, 측정값 및 식물명을 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 재배 베드 간격 조정 자동화 시스템은 식물의 성장에 따라 재배 베드의 간격을 자동으로 조정함으로써, 식물 재배를 위한 최적의 환경을 제공한다. 따라서, 재배 베드 간격 조정 자동화 시스템은 식물 배재의 생산성을 높일 수 있고, 수작업으로 재배 베드의 간격을 조정하는 시간과 비용을 절감할 수 있다.
도 11은 재배 베드 간격 조정 자동화 방법을 나타내는 순서도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 재배 베드 간격 조정 자동화 방법은 식물 재배 정보를 등록하는 단계(S10), 재배 베드의 간격 조정 기준을 설정하는 단계(S20), 설정된 재배 베드의 간격 조정 기준을 이용하여 재배 베드의 간격값을 검출하는 단계(S60), 검출된 재배 베드의 간격값에 기초하여 재배 베드의 간격 조정값을 산출하는 단계(S70) 및 산출된 간격 조정값에 기초하여 재베 베드의 간격을 조정하는 단계(S90)을 포함한다.
우선, 단계 S20에서는 사용자로부터 입출력부(510)를 통해 재배 베드 정보가 제어부(540)로 입력된다. 제어부(540)는 재배 베드 ID를 포함한 재배 베드 정보를 베드 정보 테이블에 등록한다. 여기서 베드 정보 테이블에 최초 등록된 재배 베드 간격값은 '0'이다.
다음, 단계 S20에서 제어부는 베드 간격 조정 기준을 설정한다. 여기서 베드 간격 조정 기준은 생육일 기준과 성장 측정값 기준 중 하나로 설정할 수 있다.
다음, 단계 S20에서 베드 간격 조정 기준이 생육일 기준일 경우, 단계 S30으로 이동하여 간격 산출부(550)는 재배 베드별 식물의 생육 기간을 산출한다.
다음, 단계 S60에서 간격 산출부(550)는 산출된 생육 기간을 생육 기준 정보 테이블에 저장된 식물별 생육 기준일과 비교한다. 이때, 간격 산출부(550)는 생육 기준 정보 테이블에 계산된 생육 기간 이하의 생육 기준일이 존재하는지 확인한다. 만약 계산된 생육 기간보다 작거나 같은 생육 기준일이 다수 존재하면, 간격 산출부(550)는 가장 큰 기준일수의 재배 베드 간격값을 검출한다.
간격 산출부(550)는 검출한 재배 베드 간격값과 베드 정보 테이블의 재배 베드 간격값을 비교한다. 비교 결과 베드 정보 테이블의 재배 베드 간격값이 작을 경우, 간격 산출부(550)는 검출한 재배 베드 간격값과 베드 정보 테이블의 재배 베드 간격값의 차이값을 구한다.
다음, 단계 S70에서 간격 산출부(550)는 액츄에이터(420)의 회전 속도와 동력 전달 부재(410)와 길이를 고려하여 액츄에이터(420)의 동작 시간을 계산한다. 간격 산출부(550)는 계산된 액츄에이터(420)의 동작 시간으로 재배 베드 간격 조정값을 산출한다.
한편, 단계 S30에서 베드 간격 조정 기준이 성장값 기준일 경우, 단계 S40 및 단계 S50으로 이동하여 센서(200)는 식물의 성장을 측정하고, 간격 산출부(550)는 센서(200)에서 측정된 식물 성장 측정값을 수신한다.
다음, 단계 S60에서 간격 산출부(550)는 수신한 성장 측정값과 생육 기준 정보 테이블에 저장된 식물별 성장 기준값을 비교한다. 이때, 간격 산출부(550)는 생육 기준 정보 테이블 내에 수신한 성장 측정값 이하의 성장 기준값이 존재하는지 확인한다. 여기서 식물별 성장 기준값은 생육일별 식물의 정상적인 성장 상태로 설정된 기준값이다. 만약 수신된 성장 측정값보다 작거나 같은 성장 기준값이 다수 존재하면, 간격 산출부(550) 는 생육 기준 정보 테이블에서 가장 큰 성장 기준값의 재배 베드 간격값을 검출한다.
간격 산출부(550)는 검출한 재배 베드 간격값과 베드 정보 테이블의 재배 베드 간격값을 비교한다. 비교 결과 베드 정보 테이블의 재배 베드 간격값이 작을 경우, 간격 산출부(550)는 검출한 재배 베드 간격값과 베드 정보 테이블의 재배 베드 간격값의 차이값을 구한다.
다음, 단계 S70에서 간격 산출부(550)는 액츄에이터(420)의 회전 속도와 동력 전달 부재(410)와 길이를 고려하여 구동 장치(400)의 동작 시간을 계산한다. 간격 산출부(550)는 계산된 구동 장치(400)의 동작 시간으로 재배 베드 간격 조정값을 산출한다.
다음, 단계 S80에서 제어 장치(500)는 산출한 재배 베드 간격 조정값에 기초하여 구동 장치(400)에 구동을 위한 제어 명령을 송신한다. 여기서 제어 장치(500)는 구동 장치(400)의 동작 시간에 대응하도록 구동 장치(400)에 제어 명령을 송신한다. 예를 들면, 제어 장치(500)는 구동 장치(400)의 동작 시간에 맞춰 구동 시작 명령과 구동 정지 명령을 차례로 송신한다.
단계 S90에서 구동 장치(400)는 제어 명령에 따라 구동한다. 예를 들면, 구동 장치(400)는 구동 시작 명령에 따라 회전하여 재배 배드들의 간격을 서서히 증가시킨다. 이후 구동 장치(400)는 구동 정지 명령에 따라 정지하여 동작 시간 동안 재배 베드들의 간격을 조절한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 재배 베드 간격 조정 자동화 시스템의 작동 방법은 식물의 성장에 따라 재배 베드의 간격을 자동으로 조정함으로써, 식물 재배를 위한 최적의 환경을 제공한다. 따라서, 재배 베드 간격 조정 자동화 시스템의 작동 방법은 식물 배재의 생산성을 높일 수 있고, 수작업으로 재배 베드의 간격을 조정하는 시간과 비용을 절감할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 재배 베드 간격 조정 자동화 시스템
100: 재배 베드 장치 200: 센서
300: 연결 장치 400: 구동 장치
500: 제어 장치

Claims (16)

  1. 식물의 성장을 위한 적어도 하나의 재배구를 포함하는 복수의 재배 베드;
    상기 식물을 측정하여 식물 성장 정보를 출력하는 센서;
    상기 재배 베드들을 자바라 구조로 연결하여 상기 재배 베드들 사이의 간격을 조절하는 연결 장치;
    상기 연결 장치와 연결되고, 상기 연결 장치를 구동하여 상기 재배 베드들 사이의 간격을 조정하는 구동 장치; 및
    기 저장된 식물 생육 기준 정보에서 식물 생육 기간 또는 상기 식물 성장 정보에 따른 간격 조정값을 검출하고, 상기 검출된 간격 조정값에 따라 상기 구동 장치의 구동을 제어하는 제어 장치를 포함하고,
    상기 연결 장치는
    상호 인접하게 배치된 상기 재배 베드들 중 일측단에 배치된 재배 베드를 고정시키는 고정 부재;
    상기 재배 베드들 중 타측단에 배치된 재배 베드에 결합되어 상기 구동 장치와 연결되는 연결 고리; 및
    교차하는 형태로 상호 인접한 상기 재배 베드들을 연결하는 복수의 링크 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 재배 베드 간격 조정 자동화 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 링크 부재들은 교차 지점이 회동 가능하게 핀으로 연결되는 것을 특징으로 하는 재배 베드 간격 조정 자동화 시스템.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 링크 부재들 각각은 상기 재배 베드들 각각의 후면에 핀으로 회동 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 재배 베드 간격 조정 자동화 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 구동 장치는
    상기 연결 장치와 연결되는 동력 전달 부재; 및
    상기 동력 전달 부재의 길이를 조정하는 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 재배 베드 간격 조정 자동화 시스템.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제어 장치는
    식물의 파종 일시를 포함하는 식물 재배 정보로부터 식물 생육 기간을 산출하며, 상기 재배 베드들 사이의 간격 조정 기준을 설정하고 설정된 상기 간격 조정 기준에 기초하여 상기 재배 베드 사이의 간격 조정값을 산출하여 상기 구동 장치의 구동을 제어하는 제어부; 및
    상기 재배 베드들 사이의 간격값을 포함하는 상기 식물 재배 정보를 저장하는 베드 정보 테이블, 식물별 성장 기준값을 포함하는 상기 식물 생육 기준 정보를 저장하는 생육 기준 정보 테이블 및 측정 일자별 성장 측정값을 저장하는 성장 정보 테이블이 저장되는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 재배 베드 간격 조정 자동화 시스템.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 식물의 성장 측정값 및 상기 식물 생육 기간 중 어느 하나로 상기간격 조정 기준을 설정하고 설정된 상기 간격 조정 기준에 기초하여 상기 재배 베드 사이의 간격 조정값을 산출하는 간격 산출부; 및
    상기 간격 산출부에서 산출된 상기 간격 조정값에 기초하여 상기 구동 장치로 구동 제어 신호를 출력하는 제어 통제부를 포함하는 것을 특징으로 하는 재배 베드 간격 조정 자동화 시스템.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 간격 산출부는 상기 간격 조정 기준이 상기 식물의 생육 기간일 경우, 상기 식물의 생육 기간과 상기 식물 생육 기준 정보에 저장된 식물별 성장 기준값을 비교하고, 상기 식물 생육 기준 정보에 상기 생육 기간 이하의 기간에 대응하는 성장 기준값이 존재하는지 확인하여 가장 큰 생육 기간의 성장 기준값의 재배 베드 간격값을 검출하는 것을 특징으로 하는 재배 베드 간격 조정 자동화 시스템.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 간격 산출부는 검출된 상기 재배 베드 간격값과 상기 베드 정보 테이블의 재배 베드 간격값을 비교하고, 상기 베드 정보 테이블의 재배 베드 간격값이 작을 경우 검출된 상기 재배 베드 간격값과 상기 베드 정보 테이블의 재배 베드 간격값의 차이값을 계산하여 상기 재배 베드 간격 조정값을 산출하는 것을 특징으로 하는 재배 베드 간격 조정 자동화 시스템.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 센서는 길이 측정 센서 또는 중량 측정 센서인 것을 특징으로 하는 재배 베드 간격 조정 자동화 시스템.
  11. 적어도 하나의 식물이 재배되는 복수의 재배 베드의 간격을 조정하는 구동 장치와 상기 구동 장치의 구동을 제어하는 제어 장치를 포함하는 재배 베드 자동화 시스템의 자동화 방법에 있어서,
    (a) 상기 제어 장치에서 상기 재배 베드들의 식물 재배 정보를 입력받아 등록하는 단계;
    (b) 상기 제어 장치에서 상기 식물의 생육 기간 및 상기 식물의 성장 측정값 중 하나를 이용하여 상기 재배 베드의 간격 조정 기준을 설정하고, 설정된 상기 재배 베드 간격 조정 기준에 따라 상기 재배 베드의 간격 조정값을 산출하는 단계; 및
    (c) 상기 제어 장치에서 상기 재배 베드의 간격 조정값에 따라 상기 재배 베드들에 연결된 상기 구동 장치를 구동하여 상기 재배 베드들의 간격을 조정하는 단계를 포함하고,
    상기 (b) 단계에서 상기 식물의 생육 기간을 이용하는 경우,
    상기 재배 베드별 상기 식물의 생육 기간을 계산하는 단계;
    계산된 상기 식물의 생육 기간을 생육 기준 정보 테이블에 저장된 식물별 생육 기준일과 비교하는 단계;
    비교 결과에 기초하여 계산된 상기 식물의 생육기간 이하의 생육 기준일이 존재하는지 확인하는 단계;
    존재하는 상기 생육 기준일에 따른 재배 재배 베드 간격값을 검출하는 단계;
    검출된 상기 재배 베드 간격값과 베드 정보 테이블의 재배 베드 간격값을 비교하여 상기 베드 정보 테이블의 재배 베드 간격값이 작을 경우 검출된 상기 재배 베드 간격값과 상기 베드 정보 테이블의 재배 베드 간격값의 차이값을 구하는 단계; 및
    검출된 상기 재배 베드 간격값과 상기 베드 정보 테이블의 재배 베드 간격값의 차이값에 기초하여 상기 재배 베드의 간격 조정값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 재배 베드의 간격 조정 자동화 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서
    상기 제어 장치는 상기 재배 베드의 ID, 센서 ID, 상기 구동 장치의 ID, 상기 식물의 명칭, 상기 식물의 파종 일자, 상기 식물의 정식 일자, 상기 재배 베드들의 간격, 상기 재배 베드들의 위치 정보 중 적어도 하나를 포함하는 식물 재배 정보를 베드 정보 테이블에 등록하는 것을 특징으로 하는 재배 베드의 간격 조정 자동화 방법.

  13. 삭제
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 생육 기준일에 따른 재배 베드 간격값을 검출하는 단계에서
    상기 제어 장치는 상기 식물의 생육기간 이하의 생육 기준일 중 가장 큰 생육 기준일을 선택하고, 선택된 생육 기준일에 설정된 상기 재배 베드 간격값을 검출하는 것을 특징으로 하는 재배 베드의 간격 조정 자동화 방법.
  15. 적어도 하나의 식물이 재배되는 복수의 재배 베드의 간격을 조정하는 구동 장치와 상기 구동 장치의 구동을 제어하는 제어 장치를 포함하는 재배 베드 자동화 시스템의 자동화 방법에 있어서,
    (a) 상기 제어 장치에서 상기 재배 베드들의 식물 재배 정보를 입력받아 등록하는 단계;
    (b) 상기 제어 장치에서 상기 식물의 생육 기간 및 상기 식물의 성장 측정값 중 하나를 이용하여 상기 재배 베드의 간격 조정 기준을 설정하고, 설정된 상기 재배 베드 간격 조정 기준에 따라 상기 재배 베드의 간격 조정값을 산출하는 단계; 및
    (c) 상기 제어 장치에서 상기 재배 베드의 간격 조정값에 따라 상기 재배 베드들에 연결된 상기 구동 장치를 구동하여 상기 재배 베드들의 간격을 조정하는 단계를 포함하고,
    상기 (b) 단계에서 상기 식물의 성장 측정값을 이용하는 경우,
    상기 재배 베드에 설치된 센서로부터 상기 식물의 성장 측정값을 수신하는 단계;
    상기 성장 측정값을 생육 기준 정보 테이블에 저장된 식물별 성장 기준값을 비교하는 단계;
    비교 결과에 기초하여 수신된 상기 성장 측정값 이하의 성장 기준값이 존재하는지 확인하는 단계;
    존재하는 상기 성장 기준값에 따른 재배 베드 간격값을 검출하는 단계;
    검출된 상기 재배 베드 간격값과 베드 정보 테이블의 재배 베드 간격값을 비교하여 상기 베드 정보 테이블의 재배 베드 간격값이 작을 경우 검출된 상기 재배 베드 간격값과 상기 베드 정보 테이블의 재배 베드 간격값의 차이값을 구하는 단계; 및
    검출된 상기 재배 베드 간격값과 상기 베드 정보 테이블의 재배 베드 간격값의 차이값에 기초하여 상기 재배 베드의 간격 조정값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 재배 베드의 간격 조정 자동화 방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 성장 기준값에 따른 재배 베드 간격값을 검출하는 단계에서
    상기 제어 장치는 상기 식물의 성장 측정값 이하의 성장 기준값 중 가장 큰 성장 기준값을 선택하고, 선택된 상기 성장 기준값에 설정된 상기 재배 베드 간격값을 검출하는 것을 특징으로 하는 재배 베드의 간격 조정 자동화 방법.
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