KR101869032B1

KR101869032B1 - Plant factory robot system based on intelligent AGV making big data

Info

Publication number: KR101869032B1
Application number: KR1020160159603A
Authority: KR
Inventors: 주종문
Original assignee: 주종문; (주)넥스트에이
Priority date: 2016-11-28
Filing date: 2016-11-28
Publication date: 2018-06-20
Also published as: KR20180060283A

Abstract

본 발명은 빅데이터 창출 지능형 AGV 기반 무인 식물공장 로봇 시스템을 제공한다. 이와 같은 본 발명에 따른 빅데이터 창출 지능형 AGV 기반 무인 식물공장 로봇 시스템은 사람의 출입이 금지된 무인 클린룸에서 식물생장에 필요한 대부분의 프로세스가 진행되고, 일부 프로세스가 작업자가 위치한 워크룸에서 제한적으로 수행되는 식물재배 룸 구조를 제공함으로써 최소화된 관리인원으로도 청정 농산물의 대량 생산이 가능해지도록 하고, 이동로봇을 포함하는 식물재배 로봇모듈이 식물재배 룸 내부에서 이동 및 정류(停留)를 반복하면서 정류 지점에 배치된 기능성 스탠드 모듈에 의해 식물생장에 필요한 프로세스를 수행함으로써 기존의 식물공장과 달리 재배시스템의 각종 장치구성이 최소화되도록 하며, 식물재배 로봇모듈에서의 식물재배 정보가 자체적인 센싱에 의해 검출되어 빅데이터로 DB화되면서 식물재배 로봇모듈의 동작이 지능적으로 자동제어됨으로써 정확하고 정밀한 식물재배 상황인지에 따른 식물재배가 정교하게 수행될 수 있어 식물공장 운용효율의 극대화와 농산물 생산성 향상이 도모되도록 하고, 식물재배 로봇모듈 별 맞춤식 식물재배가 정교하게 수행될 수 있어 소비자의 다양하고 분산된 욕구에 기반한 농산물 생산이 가능해지도록 한다.The present invention provides an intelligent AGV based unmanned plant factory robotic system for creating big data. The intelligent AGV-based unmanned plant factory robotic system according to the present invention as described above enables most processes required for plant growth to proceed in an unmanned clean room where human access is prohibited, The plant cultivation room module that includes the mobile robot is moved and stopped in the plant cultivation room while the planting room structure is carried out so that the mass production of the clean farm products can be performed even with the minimized management personnel, By performing the process necessary for plant growth by the functional stand module disposed at the branch, unlike the existing plant plant, the apparatus configuration of the cultivation system is minimized, and the plant cultivation information in the plant cultivation robot module is detected by the self-sensing As a result, the data of robot data The plant can be cultivated according to the accurate and precise plant cultivation situation by the intelligent and automatic control so that the efficiency of plant plant operation can be maximized and the productivity of agricultural products can be improved and the customized plant cultivation according to the plant cultivation robot module is finely To enable the production of agricultural products based on the diverse and distributed needs of consumers.

Description

Big data creation Intelligent AGV-based unmanned plant factory Robot system {Plant factory robot system based on intelligent AGV making big data}

본 발명은 빅데이터 창출 지능형 AGV 기반 무인 식물공장 로봇 시스템에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 사람의 출입이 금지된 무인 클린룸에서 식물생장에 필요한 대부분의 프로세스가 진행되고, 일부 프로세스가 작업자가 위치한 워크룸에서 제한적으로 수행되는 식물재배 룸 구조를 제공함으로써 최소화된 관리인원으로도 청정 농산물의 대량 생산이 가능해지도록 하고, 이동로봇을 포함하는 식물재배 로봇모듈이 식물재배 룸 내부에서 이동 및 정류(停留)를 반복하면서 정류 지점에 배치된 기능성 스탠드 모듈에 의해 식물생장에 필요한 프로세스를 수행함으로써 기존의 식물공장과 달리 재배시스템의 각종 장치구성이 최소화되도록 하며, 식물재배 로봇모듈에서의 식물재배 정보가 자체적인 센싱에 의해 검출되어 빅데이터로 DB화되면서 식물재배 로봇모듈의 동작이 지능적으로 자동제어됨으로써 정확하고 정밀한 식물재배 상황인지에 따른 식물재배가 정교하게 수행될 수 있어 식물공장 운용효율의 극대화와 농산물 생산성 향상이 도모되도록 하고, 식물재배 로봇모듈 별 맞춤식 식물재배가 정교하게 수행될 수 있어 소비자의 다양하고 분산된 욕구에 기반한 농산물 생산이 가능해지도록 하는 빅데이터 창출 지능형 AGV 기반 무인 식물공장 로봇 시스템에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to an intelligent AGV-based unmanned plant factory robotic system for generating big data, and more particularly, in an unmanned clean room where human access is prohibited, most of the processes required for plant growth are performed, In addition, the plant-grown robot module including the mobile robot can be moved and stopped inside the plant growing room, so that the production of clean agricultural products can be made possible even with a minimized number of management personnel. The process of plant growth is performed by the functional stand module disposed at the rectification point so as to minimize the various device configurations of the cultivation system unlike the existing plant plant and the plant cultivation information in the plant cultivation robot module is set to be self- It is detected by sensing and becomes DB in big data, Since the operation of the robot module is intelligently and automatically controlled, plant cultivation according to the accurate and precise plant cultivation situation can be performed precisely, thereby maximizing the efficiency of plant plant operation and improving the productivity of agricultural products. The present invention relates to an intelligent AGV-based unmanned plant factory robotic system for generating big data that enables cultivation to be carried out precisely, thereby enabling production of agricultural products based on diverse and distributed needs of consumers.

식물공장은 식물을 시설 안에서 빛, 온도, 습도 및 이산화탄소와 같은 재배조건을 인공적으로 제어하여 계절에 관계없이 자동으로 연속 생산하는 시스템을 제공하는 것으로, 이와 같은 식물공장은 실내 농업이기 때문에 연중 생산이 가능하고, 날씨와 상관없이 농사를 지을 수 있어 생산량 증대와 안정적인 공급 효과를 볼 수 있다. 따라서 식물공장은 차세대 녹색산업으로서 새로운 영농기술을 확립하고 관련 하이테크 기술 발전을 유도할 수 있을 것으로 기대되고 있다.Plant factories provide a system for automatically producing plants continuously in season, regardless of season, by artificially controlling cultivation conditions such as light, temperature, humidity and carbon dioxide in the facility. Since such plant factories are indoor farming, It is possible, and irrespective of the weather, farming can be done, which can increase production volume and provide stable supply. Therefore, the plant is expected to establish a new farming technology as a next-generation green industry and induce the development of related high-tech.

한편, 식물공장에서 높은 생산성으로 식물을 재배하려면 식물의 성장조건을 적기에 정확하게 조절해야 하므로 식물의 성장환경에 따른 성장결과를 감지하여 성장조건의 적정 여부를 판단하는 방법이 요구된다.On the other hand, in order to grow plants with high productivity in plant factories, it is necessary to accurately control the growth conditions of the plants in a timely manner, and thus a method of judging whether or not the growth condition is appropriate is required by sensing the growth result according to the growth environment of the plant.

이와 같은 식물공장은 식물의 생육주기를 일정별로 관찰하여 적절한 생육 조건을 유지시켜주어야 한다. 또한 적정한 생산성을 유지하고 생산단가를 낮추기 위해서는 병충해에 의한 손실을 방지해야 하고, 관리 인력의 투입을 최소화하기 위하여 원격으로 관리 제어하는 것이 필요하다.These plant factories should keep a proper growth condition by observing the growth cycle of plants. Also, in order to maintain proper productivity and lower the production cost, it is necessary to prevent damage caused by insect pests and to remotely control and control the management personnel to minimize input.

대한민국 등록특허공보 제10-1547560호 "이동형 지능로봇을 이용한 영상기반 식물 생장관리 제어시스템"Korean Patent Registration No. 10-1547560 entitled " Image-Based Plant Growth Management Control System Using Mobile Intelligent Robot "

따라서 본 발명은 이와 같은 식물공장에 대한 기술개발의 일환으로 안출된 것으로, 식물재배 룸이 식물재배용 무인 클린룸과 워크룸으로 구분형성되어 식물생장에 필요한 대부분의 프로세스는 식물재배용 무인 클린룸에서 진행되고, 일부 프로세스만 작업자가 위치한 워크룸에서 제한적으로 수행되도록 함으로써 최소화된 관리인원으로도 청정 농산물의 대량 생산이 가능해질 수 있는 새로운 형태의 빅데이터 창출 지능형 AGV 기반 무인 식물공장 로봇 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, the present invention was devised as a part of technology development for such a plant plant, and a plant growing room is divided into an unmanned clean room for plant cultivation and a work room, so that most of the processes required for plant growth are carried out in an unmanned clean room for plant cultivation And an intelligent AGV-based unmanned plant factory robotic system capable of mass production of clean agricultural products by minimizing the number of management personnel in a limited work room in which only some processes are performed The purpose.

그리고 본 발명은 복수의 단위 식물재배기로 구성된 식물재배유닛이 지능형 이동로봇 유닛에 적재되어 이루어진 식물재배 로봇모듈이 식물재배 룸 내부에서 이동 및 정류(停留)를 반복하면서 정류 지점에 배치된 기능성 스탠드 모듈에 의해 식물생장에 필요한 프로세스가 수행되도록 함으로써 기존의 식물공장과 달리 재배시스템의 각종 장치구성이 최소화될 수 있는 새로운 형태의 빅데이터 창출 지능형 AGV 기반 무인 식물공장 로봇 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In the present invention, the planting robot module in which the planting unit composed of a plurality of unit plant growers are loaded on the intelligent mobile robot unit repeats movement and rectification in the planting room, The present invention aims at providing a new type of big data creation intelligent AGV based unmanned plant factory robot system which can minimize the various device configurations of the cultivation system unlike existing plant factories.

또한 본 발명은 식물재배 로봇모듈에서의 식물재배 정보(식물의 현재 생장단계, 현재 생육상태 등)가 지능형 이동로봇 유닛에 의해 검출되어 빅데이터로 DB화되면서 식물재배 로봇모듈의 동작이 지능적으로 자동제어되도록 함으로써 정확하고 정밀한 식물재배 상황인지에 따른 식물재배가 정교하게 수행될 수 있어 식물공장 운용효율의 극대화와 농산물 생산성 향상이 도모될 수 있고, 식물재배 로봇모듈 별 맞춤식 식물재배도 정교하게 수행될 수 있어 소비자의 다양하고 분산된 욕구에 기반한 농산물 생산이 가능해지는 새로운 형태의 빅데이터 창출 지능형 AGV 기반 무인 식물공장 로봇 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention also relates to a plant-cultivating robot module in which the plant cultivation information (the present growth stage of the plant, the present growth state, etc.) is detected by the intelligent mobile robot unit, The plant cultivation according to the accurate and precise plant cultivation situation can be performed precisely, thereby maximizing the efficiency of the plant plant operation and improving the productivity of the agricultural product, and the customized plant cultivation of the plant cultivation robot module can be finely performed The present invention aims to provide an intelligent AGV-based unmanned plant factory robotic system capable of producing a new type of big data that enables the production of agricultural products based on diverse and distributed needs of consumers.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 바닥면(120), 측면(110), 천정면(130)으로 둘러싸인 설정크기의 내부공간(140)이 외부환경으로부터 차단되게 형성되어 있는 식물재배 룸(100)과; 식물재배 룸(100)의 내부공간(140) 설정지점에 수직으로 설치되는 스탠드 본체(210), 설정 기능을 구현하는 하나 이상의 기능유닛(220)을 포함하는 구성으로 이루어지는 기능성 스탠드 모듈(200)과; 식물이 재배되는 단위 재배영역(3211)을 갖는 단위 식물재배기(321)가 하나 이상이 구비되어 있고, 식물재배에 필요한 물질(식물재배 필요물질)을 공급하는 식물재배 필요물질 공급유닛(330)이 구비되어 단위 식물재배기(321)의 단위 재배영역(3211)으로의 식물재배 필요물질 공급이 제어되며, 식물재배 룸(100)의 내부공간(140)에서 설정된 이동경로를 따라 단속적으로 이동하면서 기능성 스탠드 모듈(200) 설치 부위를 포함한 설정된 정류 지점에 정류(停留)하여 식물생장에 필요한 프로세스를 설정시간동안 진행하게 되는 식물재배 로봇모듈(300)을 포함하되, 식물재배 로봇모듈(300)은, 식물재배 룸(100)의 내부공간(140)에서의 단속(斷續)적인 이동 동작과 정류 동작을 반복하게 되고, 내부공간(140)에서의 이동을 위한 이동용 액추에이터(311)와 이동용 액추에이터(311)에 결합되는 식물재배유닛 장착대(312)를 포함하는 구성으로 이루어지는 지능형 이동로봇 유닛(310)과; 지능형 이동로봇 유닛(310)의 식물재배유닛 장착대(312)에 적재되는 하나 이상의 단위 식물재배기(321)로 이루어지는 식물재배유닛(320)과; 식물재배 필요물질을 공급하는 식물재배 필요물질 공급유닛(330)을 포함하는 것을 특징으로 하는 빅데이터 창출 지능형 AGV 기반 무인 식물공장 로봇 시스템을 제공한다.According to an aspect of the present invention for achieving the above-mentioned object, the present invention provides a method of manufacturing an air conditioner, which is configured such that an internal space 140 of a predetermined size surrounded by a bottom surface 120, side surfaces 110, A plant growing room (100) in which the plant is grown; A functional stand module 200 having a configuration including a stand body 210 vertically installed at a set point of an internal space 140 of the plant cultivation room 100 and one or more functional units 220 implementing a setting function; ; A plant cultivation necessary substance supply unit 330 for supplying a plant cultivation necessary substance (plant cultivation necessary substance) is provided with at least one unit plant cultivator 321 having a unit cultivation area 3211 in which plants are grown The supply of the plant cultivation necessary substance to the unit cultivation area 3211 of the unit plant cultivator 321 is controlled and the functional plant 321 is intermittently moved along the set path in the internal space 140 of the plant cultivation room 100, And a plant cultivation robot module (300) for rectifying the plant cultivation robot module (300) to a predetermined commutation point including an installation site of the module (200) An intermittent movement operation and a rectification operation in the internal space 140 of the cultivation room 100 are repeated and the movement actuator 311 and the movement actuator 311 And a planting unit mounting base (312) coupled to the planting unit mounting base (312); A plant cultivation unit 320 comprising at least one unit plant grower 321 loaded on a plant cultivation unit mount 312 of the intelligent mobile robot unit 310; And a plant cultivation required material supply unit (330) for supplying a plant cultivation necessary substance. The intelligent AGV based unmanned plant plant robotic system of the present invention provides a big data generating intelligent AGV based unmanned plant plant robot system.

이와 같은 본 발명에 따른 빅데이터 창출 지능형 AGV 기반 무인 식물공장 로봇 시스템에서 식물재배 룸(100)은, 하나 이상의 기능성 스탠드 모듈(200)이 배치되어 있고, 사람의 출입이 금지되는 오염방지 클린공간(140a)을 가지는 식물재배용 무인 클린룸(100a)과; 작업자가 출입하여 식물재배 관련작업을 수행하게 되는 작업공간(140b)을 가지고, 식물재배용 무인 클린룸(100a)과 연결되어 개폐동작하는 내부출입문(150)이 구비되어 내부출입문(150)을 통해 식물재배 로봇모듈(300)이 출입하게 되며, 외부공간과 연결되어 개폐동작하는 외부출입문(160)이 구비되어 외부출입문(160)을 통해 작업자가 출입하게 되되, 외부출입문(160)이 폐쇄되고 작업공간(140b)에 작업자가 없는 상태에서 내부출입문(150)이 개방되면서 식물재배 로봇모듈(300)의 출입동작이 수행되고, 내부출입문(150)이 폐쇄된 상태에서 외부출입문(160)을 통해 입장한 작업자에 의해 작업공간(140b)에 위치한 식물재배 로봇모듈(300)에 대한 식물재배 관련작업이 수행되는 워크룸(100b)을 포함하는 구성으로 이루어지되, 워크룸(100b)에서 수행되는 식물재배 관련작업에는 정식(定植) 작업, 생육상태 육안 점검작업, 양액 공급작업, 양액 회수작업, 수확 작업, 살균 작업이 포함될 수 있다.In the intelligent AGV-based unmanned plant factory robot system according to the present invention, the plant cultivation room 100 includes at least one functional stand module 200, and is installed in a contamination-free clean space Plant cleanroom 100a having the plant-grown clean room 100a; A work space 140b in which a worker enters and exits a plant cultivation related work and is provided with an inner door 150 connected to the plant cleanroom unmanned clean room 100a for opening and closing operations, The cultivating robot module 300 is in and out and is connected to the external space to open and close the external door 160. The external door 160 is closed by the operator through the external door 160, The robot robot module 300 is opened and closed while the inner door 150 is opened in the state in which the worker is not present in the robot body 140b and the planting robot module 300 is opened and closed. And a workroom (100b) in which a plant cultivation related work is performed on a plant cultivation robot module (300) located in a work space (140b) by a worker. The plant cultivation robot In action Full (定植) operations, the growth condition Visual inspection operation, nutrient solution supply operation, nutrient solution recovery operation, harvesting operation, may be included in the sterilizing operation.

이와 같은 본 발명에 따른 빅데이터 창출 지능형 AGV 기반 무인 식물공장 로봇 시스템에서 기능성 스탠드 모듈(200)의 기능유닛(220)은, 조명 기능유닛(221), 물 분무 기능유닛(222), 방제 기능유닛(223), 살균 기능유닛(224), 국부적 온도조절 기능유닛(225), 국부적 습도조절 기능유닛(226), 촬영 기능유닛(227), 영상분석 기능유닛(228), 통신 기능유닛(229) 군 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.In the intelligent AGV based unmanned plant factory robot system according to the present invention, the functional unit 220 of the functional stand module 200 includes the illumination function unit 221, the water spray function unit 222, A local temperature control function unit 225, a local humidity control function unit 226, a photographing function unit 227, an image analysis function unit 228, a communication function unit 229, And the like.

이와 같은 본 발명에 따른 빅데이터 창출 지능형 AGV 기반 무인 식물공장 로봇 시스템에서 식물재배 로봇모듈(300)의 지능형 이동로봇 유닛(310)은, 식물재배 룸(100)의 바닥면(120)에서 자율주행하는 바닥면 자율주행식 이동로봇 유닛, 식물재배 룸(100)의 바닥면(120)에 형성된 안내레일(1)을 따라 주행하는 바닥면 레일주행식 이동로봇 유닛, 식물재배 룸(100)의 천정면(130)에 형성된 안내레일(1)을 따라 주행하는 천정면 레일주행식 이동로봇 유닛 군 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.In the intelligent AGV-based unmanned plant factory robot system according to the present invention, the intelligent mobile robot unit 310 of the plant cultivating robot module 300 can automatically move from the bottom surface 120 of the plant growing room 100 to the self- A bottom rail autonomous mobile robot unit for traveling on the bottom side of the planting room 100, a bottom rail traveling mobile robot unit for traveling along a guide rail 1 formed on the bottom surface 120 of the plant growing room 100, And a front face rail traveling mobile robot unit traveling along the guide rail 1 formed on the front face 130.

이와 같은 본 발명에 따른 빅데이터 창출 지능형 AGV 기반 무인 식물공장 로봇 시스템에서 식물재배유닛(320)의 단위 식물재배기(321)는 내부벽면에 배치되는 반사판(3213)을 구비하여, 기능성 스탠드 모듈(200)에 구비된 조명 기능유닛(221)으로부터 조사되는 광이 반사판(3213)에 의해 반사되어 단위 식물재배기(321) 내부로 균일하게 조사되도록 할 수 있다.In the intelligent AGV based unmanned plant factory robot system according to the present invention, the unit plant grower 321 of the plant cultivation unit 320 includes a reflection plate 3213 disposed on the inner wall surface, and the functional stand module 200 The light emitted from the illumination function unit 221 provided in the unit plant regenerator 321 may be reflected by the reflector 3213 and uniformly irradiated into the unit plant remover 321.

이와 같은 본 발명에 따른 빅데이터 창출 지능형 AGV 기반 무인 식물공장 로봇 시스템에서 식물재배 로봇모듈(300)의 식물재배 필요물질 공급유닛(330)은, 식물재배 로봇모듈(300)의 상단부에 배치되고, 외부로부터 설정량의 양액을 공급받아 수용하게 되는 양액 공급용기(331)와; 식물재배 로봇모듈(300)의 하단부에 배치되고, 양액 공급용기(331)로부터 배출되어 중력에 의해 하향 이동하는 양액을 회수하여 수용하게 되는 양액 회수용기(332)를 포함하되, 양액 공급용기(331)로부터 배출된 양액은, 식물재배 로봇모듈(300)에 적층 배치되어 있는 각 단위 식물재배기(321) 내부의 양액 수용공간을 채운 다음 하향 이동하게 될 수 있다.In the intelligent AGV-based unmanned plant factory robot system according to the present invention, the plant cultivation required material supply unit 330 of the plant cultivation robot module 300 is disposed at the upper end of the plant cultivation robot module 300, A nutrient solution supply container (331) for receiving and receiving a nutrient solution of a predetermined amount from the outside; And a nutrient solution collecting container 332 disposed at the lower end of the plant cultivation robot module 300 and adapted to collect and receive the nutrient solution discharged from the nutrient solution supply vessel 331 and moving downward by gravity, Can be moved downward after filling the nutrient solution receiving space in each unit plant grower 321 stacked on the plant cultivating robot module 300.

이와 같은 본 발명에 따른 빅데이터 창출 지능형 AGV 기반 무인 식물공장 로봇 시스템은 식물재배 룸(100)의 설정지점에 설치되고, 해당 설정지점으로 이동한 식물재배 로봇모듈(300)의 양액 회수용기(332)와 연결되어 양액을 전달받게 되는 대형 양액 보관탱크(400)과; 대형 양액 보관탱크(400)에 보관된 양액에 대한 살균처리를 수행하는 양액 살균장치(410)와; 대형 양액 보관탱크(400)에 보관된 양액의 현재 조성비를 검출하고, 검출된 현재 조성비를 설정된 양액 기준 조성비와 비교하며, 양액 기준 조성비를 맞추기 위해 요구되는 양액 성분의 필요량을 투입시키게 되는 양액 조성비 보정장치(420)를 포함하여, 양액의 반복적인 재사용이 가능해지도록 할 수 있다.The big data creation intelligent AGV based unmanned plant factory robot system according to the present invention is installed at a set point of the plant cultivation room 100 and is connected to the nutrient solution collection container 332 of the plant cultivation robot module 300 moved to the set point A large nutrient solution storage tank 400 connected to the large nutrient solution storage tank 400 and receiving the nutrient solution; A nutrient sterilizing device 410 for performing a sterilizing treatment on the nutrient solution stored in the large nutrient solution storage tank 400; The current composition ratio of the nutrient solution stored in the large nutrient solution storage tank 400 is detected and the detected current composition ratio is compared with the set nutrient reference composition ratio and the amount of the nutrient solution component required for adjusting the nutrient solution reference composition ratio is input, Including the device 420, to enable repeated re-use of the nutrient solution.

이와 같은 본 발명에 따른 빅데이터 창출 지능형 AGV 기반 무인 식물공장 로봇 시스템에서 식물재배 로봇모듈(300)의 지능형 이동로봇 유닛(310)은, 단위 식물재배기(321)의 환경상태정보와 재배식물 상태정보를 검출하는 센서 유닛(315a)과; 단위 식물재배기(321)의 재배식물 이미지정보를 검출하는 카메라 유닛(315b)과; 센서 유닛(315a)과 카메라 유닛(315b)으로부터 단위 식물재배기(321)의 환경상태정보, 재배식물 상태정보, 재배식물 이미지정보를 입력받아 데이터베이스화하게 되는 빅데이터 생성유닛(315c)과; 빅데이터 생성유닛(315c)에 데이터베이스화된 단위 식물재배기(321)의 환경상태정보, 재배식물 상태정보, 재배식물 이미지정보에 대한 분석을 수행하여 단위 식물재배기(321)에서 현재 재배중인 식물의 현재 생장단계, 현재 생육상태를 판단하게 되는 식물재배 현재상태 판단유닛(315d)과; 식물재배 현재상태 판단유닛(315d)으로부터 전달되는 현재 생장단계 정보, 현재 생육상태 정보에 맞추어 지능형 이동로봇 유닛(310)의 이동 동작을 제어하기 위한 동작신호를 생성하는 동작신호 생성유닛(315e)과; 식물재배 현재상태 판단유닛(315d)으로부터 단위 식물재배기(321)에서 현재 재배중인 식물의 현재 생장단계 정보, 현재 생육상태 정보를 전달받아 식물재배 로봇모듈(300)이 정류한 부위에 설치한 기능성 스탠드 모듈(200)로 전송하게 되는 통신 유닛(315f)을 포함하여, 지능형 이동로봇 유닛(310)이 자체적으로 수집한 단위 식물재배기(321)에서의 식물재배 현재상태 정보(현재 생장단계 정보, 현재 생육상태 정보)가 빅데이터로 생성되어 분석되고, 식물생장에 필요한 프로세스를 진행하는 설정된 정류 지점으로의 식물재배 로봇모듈(300)의 이동이 지능형 이동로봇 유닛(310)의 빅데이터 분석에 의해 자동으로 수행될 수 있다.In the intelligent AGV based unmanned plant factory robot system according to the present invention, the intelligent mobile robot unit 310 of the plant cultivating robot module 300 can acquire the environmental condition information of the unit plant grower 321, A sensor unit 315a for detecting the position of the object; A camera unit (315b) for detecting cultivated plant image information of the unit plant grower (321); A big data generation unit 315c which receives environmental condition information, cultivated plant status information, and cultivated plant image information of the unit plant grower 321 from the sensor unit 315a and the camera unit 315b and stores them in a database; The plant status information of the unit plant grower 321, the cultivated plant status information, and the cultivated plant image information of the unit plant grower 321, which is databaseed in the big data generating unit 315c, A plant growth current state determination unit 315d for determining a growth stage and a current growth state; An operation signal generating unit 315e for generating an operation signal for controlling the movement operation of the intelligent mobile robot unit 310 in accordance with the current growth stage information and current growth state information transmitted from the plant growing current status determination unit 315d, ; The current plant growth status information of the plant currently being cultivated by the unit plant grower 321 from the plant cultivation current status determination unit 315d and the current growth status information from the plant cultivation current status determination unit 315d, Plant growth current information (current growth stage information, current growth stage information, current growth stage information, and current growth stage information) in the unit plant grower 321 collected by the intelligent mobile robot unit 310 itself, including the communication unit 315f, And the movement of the plant cultivating robot module 300 to the set rectifying point for carrying out the process necessary for plant growth is automatically performed by the big data analysis of the intelligent mobile robot unit 310 .

이와 같은 본 발명에 따른 빅데이터 창출 지능형 AGV 기반 무인 식물공장 로봇 시스템에서 식물재배 로봇모듈(300)은 식물재배 룸(100)의 바닥면(120)에 형성되어 있는 이동경로 표식체(700)를 인식하면서 해당 이동경로를 이동하게 되거나, 식물재배 룸(100)의 내부공간(140)의 설정지점에 배치되는 3개 이상의 AP(Acess Point)와, 식물재배 로봇모듈(300)에 설치되는 위치검출용 태그(900) 간 무선통신에 의한 위치검출에 따라 설정된 이동경로를 이동하게 될 수 있다.In the intelligent AGV based unmanned plant factory robot system according to the present invention, the planting robot module 300 includes a moving path marker 700 formed on the bottom surface 120 of the plant growing room 100 3 or more APs located at a set point of the inner space 140 of the plant growing room 100 and a plurality of APs located at the set position of the planting robot module 300, Tags 900 can be moved along the set travel path in accordance with the position detection by wireless communication.

본 발명에 의한 빅데이터 창출 지능형 AGV 기반 무인 식물공장 로봇 시스템에 의하면, 최소화된 관리인원으로도 청정 농산물의 대량 생산이 가능해지고, 기존의 식물공장과 달리 재배시스템의 각종 장치구성이 최소화되는 효과가 있다. 또한 본 발명에 의한 빅데이터 창출 지능형 AGV 기반 무인 식물공장 로봇 시스템에 의하면, 정확하고 정밀한 식물재배 상황인지에 따른 식물재배가 정교하게 수행되고, 이를 통해 식물공장 운용효율의 극대화와 농산물 생산성 향상이 도모될 뿐만 아니라, 식물재배 로봇모듈 별 맞춤식 식물재배가 정교하게 수행되면서 소비자의 다양하고 분산된 욕구에 기반한 농산물 생산이 가능해지는 효과가 있다.Big Data Creation According to the Present Invention According to the intelligent AGV-based unmanned plant factory robot system, it is possible to mass-produce clean agricultural products even with a minimized number of management personnel, and minimize the various device configurations of the cultivation system unlike the existing plant factories have. According to the intelligent AGV based unmanned plant factory robot system according to the present invention, the plant cultivation according to the accurate and precise plant cultivation situation can be finely performed, thereby maximizing the efficiency of plant plant operation and improving the productivity of agricultural products In addition, customized plant cultivation by individual plant cultivation robot modules is performed precisely, and it is possible to produce agricultural products based on the diverse and distributed needs of consumers.

도 1은 본 발명에 따른 빅데이터 창출 지능형 AGV 기반 무인 식물공장 로봇 시스템의 구성 블록도;
도 2는 식물재배용 무인 클린룸과 워크룸으로 분할된 식물재배 룸을 갖는 본 발명에 따른 빅데이터 창출 지능형 AGV 기반 무인 식물공장 로봇 시스템의 구성 블록도;
도 3은 본 발명에 따른 워크룸의 내부 구조 예시도;
도 4는 본 발명에 따른 워크룸 내부에 배치되는 복층형 작업스테이션을 보여주기 위한 도면;
도 5의 (a)와 (b)는 본 발명에 따른 기능성 스탠드 모듈의 구성 블록도;
도 6은 본 발명에 따른 기능성 스탠드 모듈에 구비될 수 있는 기능유닛의 예시도;
도 7은 조명 기능유닛이 구비된 본 발명에 따른 기능성 스탠드 모듈에 의해 식물재배 로봇모듈로 광이 조사되는 것을 보여주기 위한 도면;
도 8은 본 발명에 따른 식물재배 로봇모듈의 구성블록도;
도 9의 (a)와 (b)는 본 발명에 따른 식물재배 로봇모듈의 이동 배치 구조를 보여주기 위한 도면;
도 10의 (a)와 (b)는 식물재배 룸의 바닥면을 이동하는 본 발명에 따른 식물재배 로봇모듈의 지능형 이동로봇 유닛의 구성을 보여주기 위한 도면;
도 11의 (a)와 (b)는 고정 지지대가 구비된 본 발명에 따른 식물재배 로봇모듈의 지능형 이동로봇 유닛의 구성을 보여주기 위한 도면;
도 12는 본 발명에 따른 식물재배유닛의 단위 식물재배기에 반사판이 설치된 것을 보여주기 위한 도면;
도 13의 (a)와 (b)는 본 발명에 따른 식물재배 로봇모듈에 구비되는 양액 공급용기와 양액 회수용기를 보여주기 위한 도면;
도 14는 본 발명에 따른 빅데이터 창출 지능형 AGV 기반 무인 식물공장 로봇 시스템에서의 양액 재활용을 위한 구성블록도;
도 15는 본 발명에 따른 식물재배 로봇모듈의 지능형 이동로봇 유닛의 상세 구성블록도;
도 16의 (a)와 (b)는 본 발명에 따른 빅데이터 창출 지능형 AGV 기반 무인 식물공장 로봇 시스템에서의 식물재배 로봇모듈 이동위치 확인 구조를 보여주기 위한 도면이다.1 is a block diagram of an intelligent AGV based unmanned plant factory robot system according to the present invention;
FIG. 2 is a block diagram of an intelligent AGV-based unmanned plant plant robotic system according to the present invention having a plant growing room divided into an unmanned clean room for plant cultivation and a work room;
3 is a diagram illustrating an example of the internal structure of a workroom according to the present invention;
Figure 4 is a diagram illustrating a two-layer work station disposed within a workroom in accordance with the present invention;
5 (a) and 5 (b) are block diagrams of a functional stand module according to the present invention;
6 is an exemplary view of a functional unit that may be included in the functional stand module according to the present invention;
FIG. 7 is a view for showing that the light is irradiated to the planting robot module by the functional stand module according to the present invention having the illumination function unit; FIG.
8 is a block diagram of a plant cultivating robot module according to the present invention;
9 (a) and 9 (b) are diagrams showing a movement arrangement structure of a plant cultivating robot module according to the present invention;
10 (a) and 10 (b) are diagrams showing a configuration of an intelligent mobile robot unit of a plant cultivating robot module according to the present invention moving on the floor of a plant growing room;
11 (a) and 11 (b) are diagrams showing a configuration of an intelligent mobile robot unit of a plant cultivating robot module according to the present invention having a fixed support;
12 is a view showing a reflector installed on a unit plant grower of a plant growing unit according to the present invention;
13A and 13B are views showing a nutrient solution supply container and a nutrient solution recovery container provided in the plant cultivation robot module according to the present invention;
FIG. 14 is a block diagram for nutrient solution recycling in an intelligent AGV based unmanned plant factory robot system according to the present invention; FIG.
15 is a detailed block diagram of an intelligent mobile robot unit of a plant cultivating robot module according to the present invention;
16 (a) and 16 (b) are diagrams showing a structure for confirming the movement position of a plant cultivating robot module in the intelligent AGV-based unmanned plant factory robot system according to the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 16에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 도면과 상세한 설명에서 일반적인 식물공장, 식물공장의 식물재배 룸, 무인 클린룸, 이동로봇, AGV, 조명기기, 빅데이터 분석/생성 기술 등으로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings 1 to 16. In the drawings and the detailed description, it should be understood that those skilled in the art can easily understand the constitution and the like from the general plant factories, plant growing rooms of plant factories, unmanned clean rooms, mobile robots, AGV, The schemes and references to the action are brief or omitted. In the drawings and specification, there are shown in the drawings and will not be described in detail, and only the technical features related to the present invention are shown or described only briefly. Respectively.

본 발명의 실시예에 따른 빅데이터 창출 지능형 AGV 기반 무인 식물공장 로봇 시스템은 도 1에서와 같이 식물재배 룸(100), 기능성 스탠드 모듈(200), 식물재배 로봇모듈(300)을 포함하는 구성으로 이루어진다.The Big Data Creation Intelligent AGV based unmanned plant factory robot system according to the embodiment of the present invention includes a plant cultivation room 100, a functional stand module 200, and a plant cultivation robot module 300 as shown in FIG. 1 .

식물재배 룸(100)은 바닥면(120), 측면(110), 천정면(130)으로 둘러싸인 설정크기의 내부공간(140)이 외부환경으로부터 차단되게 형성되어 있는 것으로, 식물재배 룸(100)의 내부공간(140)에는 재배대상 식물이 배치된 식물재배 로봇모듈(300)이 위치되고, 이와 같은 식물재배 로봇모듈(300)이 내부공간(140)을 이동하면서 식물 재배를 수행하게 된다. 여기서 본 발명의 실시예에 따른 식물재배 룸(100)은 도 2에서와 같이 식물재배용 무인 클린룸(100a)과 워크룸(100b)을 포함하는 구성으로 이루어진다.The plant growing room 100 is formed in such a manner that a set internal space 140 enclosed by the bottom surface 120, the side surface 110 and the ceiling surface 130 is blocked from the external environment. The plant growing robot module 300 in which the plants to be cultivated is placed is placed in the inner space 140 of the plant growing robot module 300 and the plant cultivation is performed while the planting robot module 300 moves through the inner space 140. Here, the plant growing room 100 according to the embodiment of the present invention includes a clean room 100a for plant cultivation and a work room 100b as shown in FIG.

식물재배용 무인 클린룸(100a)은 사람의 출입이 금지되는 오염방지 클린공간(140a)을 가지는 것으로, 식물재배용 무인 클린룸(100a)에 하나 이상의 기능성 스탠드 모듈(200)이 배치되어 있다.The unmanned clean room 100a for plant cultivation has a contamination-free clean space 140a in which human access is prohibited, and one or more functional stand modules 200 are disposed in the clean room 100a for plant cultivation.

워크룸(100b)은 작업자가 출입하여 식물재배 관련작업을 수행하게 되는 작업공간(140b)을 가지는 것으로, 워크룸(100b)에서 수행되는 식물재배 관련작업에는 정식(定植) 작업, 생육상태 육안 점검작업, 양액 공급작업, 양액 회수작업, 수확 작업, 살균 작업 등이 포함될 수 있다.The work room 100b has a work space 140b in which a worker enters and exits and performs a plant cultivation related work. The plant cultivation related work performed in the workroom 100b includes a planting operation, Operations, nutrient supply operations, nutrient recovery operations, harvest operations, sterilization operations, and the like.

이와 같은 워크룸(100b)에는 식물재배용 무인 클린룸(100a)과 연결되어 개폐동작하는 내부출입문(150)이 구비되어 내부출입문(150)을 통해 식물재배 로봇모듈(300)이 출입하게 되며, 외부공간과 연결되어 개폐동작하는 외부출입문(160)이 구비되어 외부출입문(160)을 통해 작업자가 출입하게 된다. 여기서 본 발명의 실시예에 따른 식물재배 룸(100)은 외부출입문(160)이 폐쇄되고 작업공간(140b)에 작업자가 없는 상태에서 내부출입문(150)이 개방되면서 식물재배 로봇모듈(300)의 출입동작이 수행되도록 한다. 그리고 내부출입문(150)이 폐쇄된 상태에서 외부출입문(160)을 통해 입장한 작업자에 의해 작업공간(140b)에 위치한 식물재배 로봇모듈(300)에 대한 식물재배 관련작업이 수행되도록 한다. 이를 위하여 도 3에서와 같이 워크룸(100b)에는 인원검출센서(180)가 설치되어 작업공간(140b)에서의 작업자 존재 여부가 검출되고, 작업자 존재 여부 정보는 내부출입문 개폐제어용 컨트롤러(190a)와 외부출입문 개폐제어용 컨트롤러(190b)로 전달되면서 내부출입문(150)과 외부출입문(160)의 개폐동작이 제어된다.The work room 100b is provided with an inner door 150 connected to the clean room 100a for opening and closing the plant so that the plant growing robot module 300 is taken in and out through the inner door 150, And an external door 160 connected to the space to open and close the external door 160. The operator enters and exits the external door 160 through the external door 160. In the plant growing room 100 according to the embodiment of the present invention, the inner door 150 is opened while the outer door 160 is closed and the worker is not present in the work space 140b, Thereby allowing the access operation to be performed. The plant cultivation related work to the plant cultivation robot module 300 located in the work space 140b is performed by an operator entering through the external door 160 in a state where the internal door 150 is closed. 3, presence of a worker in the work space 140b is detected by a personnel detection sensor 180 installed in the work room 100b, and information on the presence of the worker is provided to the controller 190a for controlling the opening / Closing operation of the inner door 150 and the outer door 160 is controlled while being transmitted to the controller 190b for controlling the opening and closing of the outer door.

이와 같은 내부출입문(150)과 외부출입문(160)의 개폐동작 제어는, 외부출입문(160)을 통해 유입될 수 있는 세균, 바이러스 등이 식물재배용 무인 클린룸(100a)으로 침투하거나, 외부환경에 노출된 작업자의 몸에 기생하고 있는 세균, 바이러스 등이 식물재배용 무인 클린룸(100a)으로 침투하는 것을 방지하기 위함이다. The opening and closing operation control of the inner door 150 and the outer door 160 may be performed by controlling the opening and closing operation of the inner door 150 and the outer door 160 such that bacteria or viruses that may enter through the outer door 160 may penetrate into the unmanned cleanroom 100a for plant cultivation, Viruses and the like which are parasitic to the body of the exposed worker are infiltrated into the unmanned clean room 100a for plant cultivation.

한편 식물재배 룸(100)의 워크룸(100b)에는 도 4에서와 같이 복층형 작업스테이션(170)이 구비될 수 있는데, 복층형 작업스테이션(170)은 식물재배 로봇모듈(300)의 수직높이에 대응하는 높이를 갖는 복층 구조로 이루어지며, 각 층에 위치한 작업자에 의해 식물재배 로봇모듈(300)에 상하 적층되어 있는 단위 식물재배기(321)에 대한 식물재배 관련작업이 수행되도록 한다.The work room 100b of the plant growing room 100 may be provided with a multi-layer work station 170 as shown in FIG. 4. The multi-layer work station 170 corresponds to the vertical height of the plant growing robot module 300 And the plant cultivation related work to the unit plant grower 321 which is stacked up and down on the plant cultivation robot module 300 is carried out by the worker located in each layer.

기능성 스탠드 모듈(200)은 식물재배 룸(100)의 내부공간(140) 설정지점에 설치되는 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 빅데이터 창출 지능형 AGV 기반 무인 식물공장 로봇 시스템은 복수의 기능성 스탠드 모듈(200)이 식물재배 로봇모듈(300)의 이동경로를 따라 설정 간격으로 배치되도록 한다. 이와 같은 기능성 스탠드 모듈(200)은 도 5에서와 같이 식물재배 룸(100)의 바닥면(120)에 수직으로 설치되는 스탠드 본체(210), 스탠드 본체(210)에 장착되는 하나 이상의 기능유닛(220)을 포함하는 구성으로 이루어진다. 기능유닛(220)은 설정 기능을 구현하는 것으로, 이와 같은 기능유닛(220)을 통해 각 기능성 스탠드 모듈(200)은 조명 기능, 물 분무 기능, 방제 기능, 살균 기능, 온도조절 기능, 습도조절 기능, 촬영 기능, 통신 기능 등에서 하나 이상 선택되는 기능을 수행하게 된다. 이를 위한 기능성 스탠드 모듈(200)의 기능유닛(220)에는 도 6에서와 같이 조명 기능유닛(221), 물 분무 기능유닛(222), 방제 기능유닛(223), 살균 기능유닛(224), 국부적 온도조절 기능유닛(225), 국부적 습도조절 기능유닛(226), 촬영 기능유닛(227), 영상분석 기능유닛(228), 통신 기능유닛(229) 등이 포함될 수 있다. 여기서 식물재배 룸(100)은 내부공간(140)의 전체 온도와 습도를 통괄 제어하는 온도제어장치와 습도제어장치를 구비할 수 있는데, 이와는 별도로 상기와 같은 국부적 온도조절 기능유닛(225), 국부적 습도조절 기능유닛(226)을 구비한 기능성 스탠드 모듈(200)에 의해 식물재배 로봇모듈(300)의 온도나 습도가 국부적으로 제어되도록 할 수도 있다.The intelligent AGV based unmanned plant factory robot system according to the embodiment of the present invention includes a plurality of functional stand modules 200, (200) are arranged at a set interval along the movement path of the planting robot module (300). 5, the functional stand module 200 includes a stand body 210 vertically installed on the bottom surface 120 of the plant growing room 100, one or more functional units (not shown) mounted on the stand body 210 220). The functional unit 220 implements the setting function and each functional stand module 200 is provided with a lighting function, a water spray function, a control function, a sterilization function, a temperature control function, a humidity control function , A photographing function, a communication function, and the like. 6, the function unit 220 of the functional stand module 200 for this purpose includes a lighting function unit 221, a water spray function unit 222, a control function unit 223, a sterilizing function unit 224, A temperature control function unit 225, a local humidity control function unit 226, a photographing function unit 227, an image analysis function unit 228, a communication function unit 229, and the like. The plant growing room 100 may include a temperature control unit and a humidity control unit for controlling the overall temperature and humidity of the internal space 140. In addition, the local temperature control function unit 225, The temperature and humidity of the planting robot module 300 may be locally controlled by the functional stand module 200 having the humidity control function unit 226.

한편 조명 기능유닛(221)이 구비된 기능성 스탠드 모듈(200)은 식물재배 로봇모듈(300)의 이동경로를 따라 설정 간격으로 배치될 수 있다. 조명 기능유닛(221)으로는 LED 조명등(221a)이 사용될 수 있다. 여기서 조명 기능유닛(221)이 구비된 기능성 스탠드 모듈(200)은 도 7에서와 같이 해당 기능성 스탠드 모듈(200)의 설치 부위에 정류 중인 식물재배 로봇모듈(300)에 구비된 식물의 종류, 현재 생장단계, 현재 생육상태에 맞추어 출력광 세기, 광 출력 주기, 광 출력패턴을 달리할 수 있다. 이를 위하여 기능성 스탠드 모듈(200)은 식물생장 점검유닛(230)을 구비할 수 있다. 식물생장 점검유닛(230)은 기능성 스탠드 모듈(200)의 설치 부위에 정류 중인 식물재배 로봇모듈(300)에서 재배중인 식물의 종류, 현재 생장단계, 현재 생육상태를 검출하게 되는 것으로, 이를 위하여 식물생장 점검유닛(230)은 통신 기능유닛(229)을 구비하여 식물재배 로봇모듈(300)로부터 식물 종류 정보, 현재 생장단계 정보, 현재 생육상태 정보를 전송받게 되거나, 촬영 기능유닛(227)과 영상분석 기능유닛(228)을 구비하여 식물재배 로봇모듈(300)에서 재배중인 식물에 대한 영상촬영으로 산출되는 재배식물 이미지정보에 대한 분석을 통해 식물 종류 정보, 현재 생장단계 정보, 현재 생육상태 정보를 검출하게 될 수 있다.Meanwhile, the functional stand module 200 provided with the lighting function unit 221 can be arranged at a set interval along the movement path of the plant cultivation robot module 300. As the illumination function unit 221, an LED illumination lamp 221a may be used. 7, the functional stand module 200 provided with the lighting function unit 221 is configured to display the type of plant, the current plant type, and the type of plant provided in the plant cultivation robot module 300, which is being rectified at the installation site of the functional stand module 200, The output light intensity, the light output period, and the light output pattern can be changed according to the growth stage and the current growth state. For this, the functional stand module 200 may include a plant growth inspection unit 230. The plant growth inspecting unit 230 detects the type of plant being cultivated, the present growing stage, and the present growing state in the plant cultivation robot module 300 being rectified at the installation site of the functional stand module 200, The growth inspection unit 230 is provided with a communication function unit 229 and receives plant type information, current growth stage information, and current growth status information from the planting robot module 300, The analysis function unit 228 analyzes the plant image information of the plant being cultivated by the plant cultivation robot module 300 to acquire the plant type information, the current growth stage information, and the current growth status information Can be detected.

상기와 같이 식물재배 로봇모듈(300)은 조명 기능유닛(221)이 구비된 기능성 스탠드 모듈(200)로부터 생장에 필요한 광을 조사받게 되므로, 식물재배 로봇모듈(300) 내부에 설치되는 전기배선이 최소화되는 동시에 조명장치의 설치가 필요없어지게 된다. 또한 종래의 식물재배유닛(320)에 설치되었던 조명장치가 열을 발생시키면서 식물에 악영향을 주던 현상도 방지할 수 있게 된다.The planting robot module 300 receives the light necessary for growth from the functional stand module 200 provided with the illumination function unit 221 and thus the electric wiring installed inside the planting robot module 300 So that it is minimized and installation of a lighting device is not necessary. Also, it is possible to prevent a phenomenon that a lighting apparatus installed in a conventional plant cultivation unit 320 generates heat and adversely affects plants.

식물재배 로봇모듈(300)은 도 8에서와 같이 지능형 이동로봇 유닛(310), 식물재배유닛(320), 식물재배 필요물질 공급유닛(330)을 포함하는 구성으로 이루어지는 것으로, 이와 같은 식물재배 로봇모듈(300)은 식물재배 룸(100)의 내부공간(140)에서 설정된 이동경로를 따라 단속적으로 이동하면서 기능성 스탠드 모듈(200) 설치 부위를 포함한 설정된 정류 지점에 정류(停留)하여 식물생장에 필요한 프로세스를 설정시간동안 진행하게 된다.The plant cultivation robot module 300 includes an intelligent mobile robot unit 310, a plant cultivation unit 320 and a plant cultivation required material supply unit 330 as shown in FIG. 8, The module 300 is intermittently moved along the set path in the inner space 140 of the plant growing room 100 while being rectified at a set rectifying point including the mounting position of the functional stand module 200, The process proceeds during the set time.

지능형 이동로봇 유닛(310)은 식물재배 룸(100)의 내부공간(140)에서의 단속(斷續)적인 이동 동작과 정류 동작을 반복하게 되는 것이다. 이와 같은 지능형 이동로봇 유닛(310)은 물류 운송분야에서의 무인운반차, 자동차 주차로봇 등이 채택하고 있는 AGV(automated guided vehicle) 구조로 이루어질 수 있다.The intelligent mobile robot unit 310 repeats an intermittent movement operation and a rectification operation in the internal space 140 of the plant cultivation room 100. Such an intelligent mobile robot unit 310 may be an automated guided vehicle (AGV) structure adopted by an unmanned vehicle or a car parking robot in the field of logistics transportation.

여기서 본 발명에 따른 지능형 이동로봇 유닛(310)은 도 9에서와 같이 내부공간(140)에서의 이동을 위한 이동용 액추에이터(311), 이동용 액추에이터(311)에 결합되는 식물재배유닛 장착대(312)를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있는데, 도 9의 (a)에서와 같이 식물재배 룸(100)의 바닥면(120)을 따라 이동할 수도 있고, 도 9의 (b)에서와 같이 식물재배 룸(100)의 천정면(130)에 설치된 안내레일(1)을 따라 이동할 수도 있다. 9, the intelligent mobile robot unit 310 according to the present invention includes a moving actuator 311 for movement in the internal space 140, a planting unit mount 312 coupled to the moving actuator 311, 9 (a), it may be moved along the bottom surface 120 of the plant growing room 100 or may be moved along the bottom surface 120 of the plant growing room 100 The guide rail 1 can be moved along the guide rail 1 installed on the ceiling surface 130 of the vehicle.

식물재배 룸(100)의 천정면(130)을 따라 이동하는 지능형 이동로봇 유닛(310)을 갖는 식물재배 로봇모듈(300)에서는, 수확시 작업자가 서서 작업하는 것이 유리한 딸기 등의 열매채소나 근채류가 재배될 수 있다.The plant cultivation robot module 300 having the intelligent mobile robot unit 310 moving along the ceiling surface 130 of the plant cultivation room 100 is able to produce fruit vegetables such as strawberries, Can be cultivated.

한편 식물재배 룸(100)의 천정면(130)을 따라 이동하는 지능형 이동로봇 유닛(310)에는 고정 지지대(314)가 형성되어 식물재배유닛(320)의 이탈이 방지되도록 할 수 있다. 물론 식물재배 룸(100)의 바닥면(120)을 따라 이동하는 지능형 이동로봇 유닛(310)에도 고정 지지대(315)가 형성될 수 있다.Meanwhile, the intelligent mobile robot unit 310 moving along the ceiling surface 130 of the plant growing room 100 may be formed with a fixed support 314 to prevent the planting unit 320 from being separated. Of course, a fixed support 315 may also be formed in the intelligent mobile robot unit 310 moving along the bottom surface 120 of the plant growing room 100.

그리고 본 발명에 따른 지능형 이동로봇 유닛(310)은 도 10의 (a)에서와 같이 식물재배 룸(100)의 바닥면(120)에서 자율주행하는 바닥면 자율주행식 이동로봇 유닛으로 이루어질 수 있는데, 이를 위하여 지능형 이동로봇 유닛(310)은 주행바퀴(3111)와 주행바퀴 구동체(3112)로 이루어진 이동용 액추에이터(311)가 본체프레임(313) 하부에 설치되는 구성을 가질 수 있다. 또한 본 발명에 따른 지능형 이동로봇 유닛(310)은 도 10의 (b)에서와 같이 식물재배 룸(100)의 바닥면(120)에 형성된 안내레일(1)을 따라 주행하는 바닥면 레일주행식 이동로봇 유닛으로 이루어질 수도 있다. 이를 위하여 지능형 이동로봇 유닛(310)은 레일용 바퀴(3113)와 레일용 바퀴 구동체(3114)로 이루어진 이동용 액추에이터(311)가 본체프레임(313) 하부에 설치되는 구성을 가질 수 있다. 물론 본 발명에 따른 지능형 이동로봇 유닛(310)은 도 9의 (b)에서와 같이 식물재배 룸(100)의 천정면(130)에 형성된 안내레일(1)을 따라 주행하는 천정면 레일주행식 이동로봇 유닛으로 이루어질 수도 있다.The intelligent mobile robot unit 310 according to the present invention may be a floor autonomous mobile robot unit that autonomously travels on the floor surface 120 of the plant growing room 100 as shown in FIG. 10 (a) The intelligent mobile robot unit 310 may have a structure in which a mobile actuator 311 composed of a traveling wheel 3111 and a traveling wheel driving body 3112 is installed below the main frame 313. [ 10 (b), the intelligent mobile robot unit 310 according to the present invention includes a bottom rail running type 1 traveling along a guide rail 1 formed on a bottom surface 120 of a plant growing room 100, Or a mobile robot unit. To this end, the intelligent mobile robot unit 310 may have a structure in which a movable actuator 311 composed of a rail wheel 3113 and a rail wheel drive body 3114 is installed below the main frame 313. Of course, the intelligent mobile robot unit 310 according to the present invention may include a ceiling rail running type traveling along a guide rail 1 formed on a ceiling surface 130 of a plant growing room 100 as shown in FIG. 9 (b) Or a mobile robot unit.

여기서 식물재배 로봇모듈(300)의 지능형 이동로봇 유닛(310)은 도 11의 (a)와 (b)에서와 같이 식물재배유닛 장착대(312)의 좌우측 부위 또는 전후측 부위에 수직으로 배치되는 고정 지지대(314)를 구비할 수 있는데, 식물재배유닛 장착대(312)에 적재된 식물재배유닛(320)은 고정 지지대(314)에 의해 이탈없이 지지될 수 있다.Here, the intelligent mobile robot unit 310 of the plant cultivation robot module 300 is disposed vertically on the left and right parts or the front and rear parts of the planting unit mount 312 as shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b) The planting unit 320 mounted on the planting unit mount 312 can be supported by the stationary support 314 without detachment.

식물재배유닛(320)은 식물이 재배되는 단위 재배영역(3211)을 갖는 단위 식물재배기(321)가 하나 이상이 구비되어 있는 것으로, 지능형 이동로봇 유닛(310)의 식물재배유닛 장착대(312)에 적재된다. 이와 같은 단위 식물재배기(321)는 도 12에서와 같이 내부벽면에 배치되는 반사판(3213)을 구비할 수 있는데, 이는 기능성 스탠드 모듈(200)에 구비된 조명 기능유닛(221)으로부터 조사되는 광이 반사판(3213)에 의해 반사되어 단위 식물재배기(321) 내부로 균일하게 조사되도록 하기 위함이다.The plant cultivation unit 320 includes at least one unit plant cultivator 321 having a unit cultivation area 3211 in which plants are grown. The plant cultivating unit mount 312 of the intelligent mobile robot unit 310, Lt; / RTI > 12, the unit plant grower 321 may include a reflector 3213 disposed on the inner wall of the functional stand module 200. This is because the light emitted from the illuminating function unit 221 of the functional stand module 200 And is reflected by the reflection plate 3213 to be uniformly irradiated into the unit plant grower 321.

식물재배 필요물질 공급유닛(330)은 양액과 같은 식물재배에 필요한 물질(식물재배 필요물질)을 공급하게 되는 것으로, 단위 식물재배기(321)의 단위 재배영역(3211)으로의 식물재배 필요물질 공급이 식물재배 필요물질 공급유닛(330)에 의해 제어된다.The plant cultivation necessary substance supply unit 330 supplies the substance (plant cultivation necessary substance) necessary for plant cultivation such as nutrient solution, and supplies the plant cultivation necessary substance to the unit cultivation area 3211 of the unit plant cultivator 321 Is controlled by the plant cultivation-necessary substance supply unit 330.

본 발명에 따른 식물재배 필요물질 공급유닛(330)은 양액을 각각의 단위 식물재배기(321)로 공급하고 회수하게 된다. 물론 양액 이외의 다양한 식물재배 필요물질이 식물재배 필요물질 공급유닛(330)을 통해 단위 식물재배기(321)로 공급될 수 있다.The plant cultivation required material supply unit 330 according to the present invention supplies and returns the nutrient solution to each unit plant grower 321. Of course, various plant cultivation-requiring substances other than the nutrient solution may be supplied to the unit plant grower 321 through the plant growing necessary substance supply unit 330.

양액을 공급하고 회수하기 위한 본 발명에 따른 식물재배 필요물질 공급유닛(330)은 도 13의 (a)에서와 같이 양액 공급용기(331)와 양액 회수용기(332)를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.The plant cultivation required material supply unit 330 according to the present invention for supplying and recovering the nutrient solution may be configured to include the nutrient solution supply vessel 331 and the nutrient solution recovery vessel 332 as shown in FIG. have.

양액 공급용기(331)는 식물재배 로봇모듈(300)의 상단부에 배치되는 것으로, 외부로부터 설정량의 양액을 공급받아 수용하게 된다. 여기서 양액은 식물재배 룸(100)의 워크룸(100b)에 위치한 작업자나 양액공급장치를 통해 공급될 수도 있고, 식물재배 룸(100)의 식물재배용 무인 클린룸(100a)에 위치한 양액공급장치 또는 기능성 스탠드 모듈(200)의 양액공급 기능유닛을 통해 공급될 수도 있다. 양액 회수용기(332)는 식물재배 로봇모듈(300)의 하단부에 배치되는 것으로, 양액 공급용기(331)로부터 배출되어 중력에 의해 하향 이동하는 양액을 회수하여 수용하게 된다. 양액 공급용기(331)로부터 배출된 양액은 식물재배 로봇모듈(300)에 적층 배치되어 있는 각 단위 식물재배기(321) 내부의 양액 수용공간(3212)을 채운 다음 하향 이동하게 된다. 여기서 양액 공급용기(331) 하단면과 단위 식물재배기(321)의 하단면에는 양액 유출구(333)가 형성되어 양액이 하부로 낙하하도록 할 수 있다. 이와 같은 양액 유출구(333)에는 개폐밸브가 설치되어 양액의 유출이 제어될 수 있다.The nutrient solution supply container 331 is disposed at the upper end of the plant cultivation robot module 300, and receives the nutrient solution in a predetermined amount from the outside. Here, the nutrient solution may be supplied through an operator or a nutrient solution supply unit located in the work room 100b of the plant cultivation room 100, or may be supplied to the nutrient solution supply unit located in the plant- And may be supplied through the nutrient supply function unit of the functional stand module 200. [ The nutrient solution recovery container 332 is disposed at the lower end of the plant cultivation robot module 300 and collects and receives the nutrient solution discharged from the nutrient solution supply vessel 331 and moving downward by gravity. The nutrient solution discharged from the nutrient solution supply container 331 is filled in the nutrient solution receiving space 3212 in each unit plant grower 321 stacked on the plant cultivating robot module 300 and then moved downward. Here, the nutrient solution outlet 333 is formed on the lower end surface of the nutrient solution supply container 331 and the lower end surface of the unit plant grower 321 so that the nutrient solution can be dropped downward. The nutrient solution outlet 333 is provided with an on-off valve so that the outflow of the nutrient solution can be controlled.

한편 양액을 공급하고 회수하기 위한 본 발명에 따른 식물재배 필요물질 공급유닛(330)은 도 13의 (b)에서와 같이 양액 이송관(334)과 양액 배출관(335)을 통해 양액의 이송과 배출을 수행할 수 있다. 양액 이송관(334)은 식물재배 로봇모듈(300)에 적층 배치되어 있는 각 단위 식물재배기(321) 내부의 양액 수용공간(3212)을 통과하는 설정패턴의 배관라인 구조로 형성되는 것으로, 각 단위 식물재배기(321) 내부의 양액 수용공간(3212)을 통과하는 부위에 양액 유출구(3341)가 형성되어 설정량의 양액이 양액 수용공간(3212)으로 유출되도록 한다. 그리고 양액 배출관(335)은 각 단위 식물재배기(321) 내부의 양액 수용공간(3212)에 연결되어 교체가 필요한 양액을 각 단위 식물재배기(321) 내부의 양액 수용공간(3212)으로부터 배출시키게 된다. 여기서 양액 이송관(334)의 양액 유출구(3341)와 양액 배출관(335)에는 개페밸브가 설치되어 양액의 유출과 배출이 제어되도록 한다.The plant cultivation required material supply unit 330 according to the present invention for supplying and recovering the nutrient solution is configured to feed and discharge the nutrient solution through the nutrient solution feed pipe 334 and the nutrient solution discharge pipe 335 as shown in FIG. Can be performed. The nutrient solution conveyance pipe 334 is formed in a pipe line structure of a set pattern passing through the nutrient solution receiving space 3212 in each unit plant grower 321 stacked on the plant cultivating robot module 300, A nutrient solution outlet 3341 is formed at a portion passing through the nutrient solution receiving space 3212 in the plant grower 321 so that the nutrient solution in a predetermined amount flows out into the nutrient solution receiving space 3212. The nutrient solution discharge pipe 335 is connected to the nutrient solution receiving space 3212 in each unit plant grower 321 to discharge the nutrient solution necessary for replacement from the nutrient solution receiving space 3212 in each unit plant grower 321. In this case, the nutrient solution outflow port 3341 and the nutrient solution discharge pipe 335 of the nutrient solution conveyance pipe 334 are provided with a check valve to control the outflow and discharge of the nutrient solution.

본 발명에 따른 빅데이터 창출 지능형 AGV 기반 무인 식물공장 로봇 시스템은 도 14에서와 같이 대형 양액 보관탱크(400), 양액 살균장치(410), 양액 조성비 보정장치(420)를 구비하여 양액의 반복적인 재사용이 가능해지도록 할 수 있다.Big Data Creation According to the Invention The intelligent AGV based unmanned plant factory robotic system according to the present invention includes a large nutrient solution storage tank 400, a nutrient solution sterilizing device 410 and a nutrient solution composition correcting device 420 as shown in FIG. 14, Reuse can be made possible.

대형 양액 보관탱크(400)는 식물재배 룸(100)의 설정지점에 설치되는 것으로, 해당 설정지점으로 이동한 식물재배 로봇모듈(300)의 양액 회수용기(332)와 연결되어 교체가 필요한 양액을 전달받게 된다. The large nutrient solution storage tank 400 is installed at a set point of the plant cultivation room 100 and is connected to the nutrient solution collection container 332 of the plant cultivation robot module 300 moved to the set point, .

양액 살균장치(410)는 대형 양액 보관탱크(400)에 보관된 양액에 대한 살균처리를 수행하는 장치이다. 이와 같은 양액 살균장치(410)는 대형 양액 보관탱크(400)로부터 이격 배치되어 대형 양액 보관탱크(400)와 연결된 배관라인을 통해 공급되는 양액에 대한 살균을 수행할 수도 있고, 대형 양액 보관탱크(400) 내부에 설치되어 대형 양액 보관탱크(400) 내부에 위치한 양액에 대한 살균을 수행할 수도 있다.The nutrient liquid sterilization apparatus 410 is a device for performing a sterilization treatment on the nutrient solution stored in the large nutrient solution storage tank 400. The nutrient sterilization apparatus 410 may be disposed apart from the large nutrient solution storage tank 400 to sterilize the nutrient solution supplied through a pipeline connected to the large nutrient solution storage tank 400, 400 to sterilize the nutrient solution located in the large nutrient solution storage tank 400. [

양액 조성비 보정장치(420)는 대형 양액 보관탱크(400)에 보관된 양액의 현재 조성비를 검출하고, 검출된 현재 조성비를 설정된 양액 기준 조성비와 비교하며, 양액 기준 조성비를 맞추기 위해 요구되는 양액 성분의 필요량을 투입시키게 되는 장치이다. 이를 위하여 양액 조성비 보정장치(420)는 양액을 구성하는 각 성분 물질을 일정량 보유하는 동시에 양액 성분의 필요량을 투입시키기 위한 양액성분 투입장치를 구비하게 된다. 이와 같은 양액 조성비 보정장치(420)는 대형 양액 보관탱크(400)로부터 이격 배치되어 대형 양액 보관탱크(400)와 연결된 배관라인을 통해 공급되는 양액에 대한 조성비 보정을 수행할 수도 있고, 대형 양액 보관탱크(400) 내부에 설치되어 대형 양액 보관탱크(400) 내부에 위치한 양액에 대한 조성비 보정을 수행할 수도 있다.The nutrient solution composition correcting device 420 detects the present composition ratio of the nutrient solution stored in the large nutrient solution storage tank 400, compares the detected current composition ratio with the set nutrient reference composition ratio, It is a device that injects the necessary amount. To this end, the nutrient solution composition correcting device 420 is provided with a nutrient solution input device for holding a certain amount of each ingredient constituting the nutrient solution and injecting a necessary amount of the nutrient solution component. The nutrient solution composition correcting device 420 may perform a composition ratio correction for the nutrient solution supplied through the pipeline connected to the large nutrient solution storage tank 400 by being disposed apart from the large nutritive solution storage tank 400, It is possible to perform the composition ratio correction for the nutrient solution placed in the tank 400 and located inside the large nutrient solution storage tank 400.

양액 살균장치(410)와 양액 조성비 보정장치(420)를 통해 살균처리 및 조성비 보정처리된 재활용 양액은 다시 식물재배 로봇모듈(300)의 양액 공급용기(331)로 공급되어 재사용된다.The recycled nutrient solution, which has undergone the sterilization treatment and the composition ratio correction through the nutrient solution sterilizing device 410 and the nutrient solution composition correcting device 420, is supplied again to the nutrient solution supply container 331 of the plant cultivation robot module 300 and reused.

이와 같은 대형 양액 보관탱크(400), 양액 살균장치(410), 양액 조성비 보정장치(420)는 식물재배 룸(100)의 워크룸(100b)에 설치될 수도 있고, 식물재배 룸(100)의 식물재배용 무인 클린룸(100a)에 설치될 수도 있다.The large nutrient solution storage tank 400, the nutrient solution sterilizing device 410 and the nutrient solution composition correcting device 420 may be installed in the work room 100b of the plant cultivation room 100, And may be installed in the unmanned clean room 100a for plant cultivation.

특히 본 발명에 따른 식물재배 로봇모듈(300)은 자체적으로 빅데이터를 창출하고, 이에 기반한 지능제어에 의한 구동될 수 있는데, 이를 위하여 식물재배 로봇모듈(300)을 이루는 지능형 이동로봇 유닛(310)에는 도 15에서와 같이 센서 유닛(315a), 카메라 유닛(315b), 빅데이터 생성유닛(315c), 식물재배 현재상태 판단유닛(315d), 동작신호 생성유닛(315e), 통신 유닛(315f)이 구비될 수 있다. 이를 통해 단위 식물재배기(321)에서의 식물재배 현재상태 정보(현재 생장단계 정보, 현재 생육상태 정보)가 지능형 이동로봇 유닛(310)에 의해 자체적으로 수집되어 빅데이터로 생성되어 분석되고, 식물생장에 필요한 프로세스를 진행하는 설정된 정류 지점으로의 식물재배 로봇모듈(300)의 이동이 지능형 이동로봇 유닛(310)의 빅데이터 분석에 의해 자동으로 수행된다.In particular, the plant-cultivating robot module 300 according to the present invention can generate big data by itself and can be driven by intelligent control based on the big data. For this purpose, the intelligent mobile robot unit 310, which constitutes the plant- The planting current state determination unit 315d, the operation signal generation unit 315e, and the communication unit 315f, as shown in Fig. 15, the sensor unit 315a, the camera unit 315b, the big data generation unit 315c, . Plant growth current status information (current growth stage information, current growth status information) in the unit plant grower 321 is collected by the intelligent mobile robot unit 310 and is generated and analyzed as big data, The movement of the plant cultivating robot module 300 to the set rectifying point for carrying out the process necessary for the robot 300 is automatically performed by the big data analysis of the intelligent mobile robot unit 310. [

센서 유닛(315a)은 단위 식물재배기(321)의 환경상태정보와 재배식물 상태정보를 검출하는 유닛으로, 환경정보 계측센서와 식물 상태정보 검출센서로 이루어질 수 있다. 센서 유닛(315a)은 설정주기로 단위 식물재배기(321)의 환경상태정보와 재배식물 상태정보를 실시간으로 검출함으로써 정확하고 정밀한 식물재배 현재상태와 관련한 빅데이터 분석/생성이 수행될 수 있도록 한다. 이와 같은 센서 유닛(315a)은 식물재배유닛(320)을 이루는 각 단위 식물재배기(321)에 개별적으로 설치될 수도 있고, 식물재배유닛(320)에 단일하게 설치될 수도 있다. The sensor unit 315a is a unit for detecting environmental condition information and cultivated plant condition information of the unit plant grower 321 and may be an environmental information measuring sensor and a plant state information detecting sensor. The sensor unit 315a detects environmental condition information and cultivated plant status information of the unit plant grower 321 at a set cycle in real time, so that the big data analysis / generation related to accurate and accurate plant cultivation present status can be performed. The sensor unit 315a may be installed individually in each unit plant grower 321 constituting the plant cultivation unit 320 or may be installed in the plant cultivation unit 320 in a single unit.

카메라 유닛(315b)은 단위 식물재배기(321)의 재배식물 이미지정보를 검출하는 유닛으로, 카메라 유닛(315b)도 설정주기로 단위 식물재배기(321)의 재배식물 이미지정보를 실시간으로 검출함으로써 정확하고 정밀한 식물재배 현재상태와 관련한 빅데이터 분석/생성이 수행될 수 있도록 한다.The camera unit 315b is a unit for detecting cultivated plant image information of the unit plant grower 321. The camera unit 315b also detects cultivated plant image information of the unit plant grower 321 at a set cycle in real time, Allows big data analysis / generation to be performed related to plant growing current status.

빅데이터 생성유닛(315c)은 센서 유닛(315a)과 카메라 유닛(315b)으로부터 단위 식물재배기(321)의 환경상태정보, 재배식물 상태정보, 재배식물 이미지정보를 입력받아 빅데이터로 데이터베이스화하게 되는 유닛이다.The big data generating unit 315c receives environmental condition information, cultivated plant status information, and cultivated plant image information of the unit plant grower 321 from the sensor unit 315a and the camera unit 315b, Unit.

식물재배 현재상태 판단유닛(315d)은 빅데이터 생성유닛(315c)에 데이터베이스화된 단위 식물재배기(321)의 환경상태정보, 재배식물 상태정보, 재배식물 이미지정보에 대한 분석을 수행하여 단위 식물재배기(321)에서 현재 재배중인 식물의 현재 생장단계, 현재 생육상태를 판단하게 되는 유닛이다. 이를 위하여 식물재배 현재상태 판단유닛(315d)에는 식물 생장단계와 식물 생육상태를 판단할 수 있는 기준정보가 미리 설정되어 저장되어 있다. 이와 같은 식물재배 현재상태 판단유닛(315d)은 빅데이터 생성유닛(315c)에 데이터베이스화된 단위 식물재배기(321)의 환경상태정보로부터 환경조건 정상여부도 판단하여 환경조건이 비정상인 것으로 판단될 경우, 식물재배 로봇모듈(300)/기능성 스탠드 모듈(200)/식물재배 룸(100)에 설치되는 별도의 환경제어장치를 통한 환경조건의 정상화가 유도되도록 할 수 있다.The plant cultivation present condition determination unit 315d analyzes the environmental condition information, cultivated plant status information, and cultivated plant image information of the unit plant grower 321, which is databaseed in the big data generation unit 315c, Is a unit for judging the current growth stage of the plant being cultivated at present and the current growth state at the plant 321. For this purpose, reference information for determining the plant growth stage and the plant growth state is stored in advance in the plant growing current condition determination unit 315d. The plant growing current state determination unit 315d also determines whether the environmental condition is normal based on the environmental state information of the unit plant reapplier 321 that has been databaseed in the big data generation unit 315c. If it is determined that the environmental condition is abnormal Normalization of the environmental conditions through the separate environment control device installed in the planting robot module 300 / the functional stand module 200 / the plant cultivation room 100 can be induced.

동작신호 생성유닛(315e)은 식물재배 현재상태 판단유닛(315d)으로부터 전달되는 현재 생장단계 정보, 현재 생육상태 정보에 맞추어 지능형 이동로봇 유닛(310)의 이동 동작을 제어하기 위한 동작신호를 생성하는 유닛이다. 본 발명에 따른 식물재배 로봇모듈(300)은 식물재배 룸(100)의 내부공간(140)을 단속적으로 이동하면서 기능성 스탠드 모듈(200) 설치 부위를 포함한 설정된 정류 지점에 정류(停留)하여 식물생장에 필요한 프로세스를 설정시간동안 진행하게 되는데, 현재 정류중인 식물재배 로봇모듈(300)에서 재배중인 식물의 현재 생장단계나 현재 생육상태가 다음 단계의 프로세스를 요구하거나 특정 프로세스를 요구하는 경우, 동작신호 생성유닛(315e)은 해당 프로세스가 진행될 수 있는 정류 지점으로의 지능형 이동로봇 유닛(310)의 이동을 유도하기 위한 동작신호를 생성하게 되는 것이다. 한편 식물재배 현재상태 판단유닛(315d)에 의해 식물재배 로봇모듈(300)의 단위 식물재배기(321) 환경조건이 비정상인 것으로 판단된 경우, 동작신호 생성유닛(315e)은 식물재배 로봇모듈(300)/기능성 스탠드 모듈(200)/식물재배 룸(100)에 설치되는 별도의 환경제어장치를 동작시키기 위한 제어신호를 생성할 수도 있다.The operation signal generating unit 315e generates an operation signal for controlling the movement operation of the intelligent mobile robot unit 310 in accordance with the current growth step information and current growth state information transmitted from the plant growing current state determination unit 315d Unit. The plant cultivation robot module 300 according to the present invention is configured such that the internal space 140 of the plant cultivation room 100 is intermittently moved while being rectified at a set rectifying point including the installation position of the functional stand module 200, When the current planting stage or the current planting state of the plant being cultivated in the planting robot module 300 currently in the process of being rectified requires a process of the next step or requires a specific process, The generating unit 315e generates an operation signal for inducing the movement of the intelligent mobile robot unit 310 to the rectification point where the process can proceed. If it is determined that the environmental condition of the unit plant grower 321 of the plant cultivating robot module 300 is abnormal by the plant cultivation present state determining unit 315d, the operation signal generating unit 315e generates the operation signal of the plant cultivating robot module 300 ) / Functional stand module 200 / a separate environmental control device installed in the plant cultivation room 100 may be generated.

통신 유닛(315f)은 식물재배 현재상태 판단유닛(315d)으로부터 단위 식물재배기(321)에서 현재 재배중인 식물의 현재 생장단계 정보, 현재 생육상태 정보, 환경조건 정상여부 정보를 전달받아 식물재배 로봇모듈(300)이 정류한 부위에 설치한 기능성 스탠드 모듈(200)로 전송하게 되는 유닛으로, 통신 유닛(315f)은 기능성 스탠드 모듈(200) 이외에 식물공장 관리서버(500)나 관리자 단말기(600)로도 단위 식물재배기(321)에서 현재 재배중인 식물의 현재 생장단계 정보, 현재 생육상태 정보, 환경조건 정상여부 정보를 전송하여 식물공장 관리서버(500)나 관리자 단말기(600)에서의 정보 모니터링이 가능해지도록 할 수 있다.The communication unit 315f receives the current growth stage information of the plant currently being cultivated by the unit plant grower 321, the present growing condition information, and the environmental condition normal condition information from the plant cultivation current condition determination unit 315d, The communication unit 315f is a unit that is transmitted to the plant stand management server 500 or the administrator terminal 600 in addition to the functional stand module 200. [ The information on the current growth stage of the plant currently being cultivated, the current growth status information and the environmental condition normal status information are transmitted to the plant plant management server 500 or the administrator terminal 600 in the unit plant grower 321 can do.

한편 본 발명에 따른 식물재배 로봇모듈(300)은 도 16의 (a)에서와 같이 식물재배 룸(100)의 바닥면(120)에 형성되어 있는 이동경로 표식체(700)를 인식하면서 해당 이동경로를 이동하게 될 수 있다. 이동경로 표식체(700)로는 영상인식으로 인식될 수 있는 도료에 의한 마킹 라인, 근거리무선통신으로 인식될 수 있는 전자태그 라인 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, the plant cultivation robot module 300 according to the present invention recognizes the movement path markers 700 formed on the bottom surface 120 of the plant growing room 100 as shown in FIG. 16 (a) The path may be moved. As the moving path markers 700, marking lines by paints that can be recognized as image recognition, electronic tag lines that can be recognized as short-range wireless communication, and the like may be used, but the present invention is not limited thereto.

또한 본 발명에 따른 식물재배 로봇모듈(300)은 도 16의 (b)에서와 같이 식물재배 룸(100)의 내부공간(140)의 설정지점에 배치되는 3개 이상의 AP(Acess Point)(800)와, 식물재배 로봇모듈(300)에 설치되는 위치검출용 태그(900) 간 무선통신에 의한 위치검출에 따라 설정된 이동경로를 이동하게 될 수 있다. 여기서 각각의 AP(800)는 식물재배 룸(100)의 내부공간(140) 모서리 부위에 설치되어 기준 좌표계 상의 위치값을 가지게 되면서 식물재배 로봇모듈(300)의 현재 위치값이 정확하고 정밀하게 검출될 수 있도록 할 수 있다.The plant cultivation robot module 300 according to the present invention may include at least three access points 800 located at a set point in the interior space 140 of the plant cultivation room 100 as shown in FIG. And the position detection tag 900 provided in the plant cultivating robot module 300. The position detection tag 900 can be moved along the movement path set in accordance with the position detection by wireless communication. Each of the APs 800 is installed at a corner of the inner space 140 of the plant growing room 100 and has a position value on a reference coordinate system so that the current position value of the planting robot module 300 is accurately and accurately detected .

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 빅데이터 창출 지능형 AGV 기반 무인 식물공장 로봇 시스템은 식물재배 룸(100)이 식물재배용 무인 클린룸(100a)과 워크룸(100b)으로 구분형성되어 식물생장에 필요한 대부분의 프로세스는 식물재배용 무인 클린룸(100a)에서 진행되고, 일부 프로세스만 작업자가 위치한 워크룸(100b)에서 제한적으로 수행되도록 하므로, 최소화된 관리인원으로도 청정 농산물의 대량 생산이 가능해질 수 있게 된다. 그리고 본 발명의 실시예에 따른 빅데이터 창출 지능형 AGV 기반 무인 식물공장 로봇 시스템은 복수의 단위 식물재배기(321)로 구성된 식물재배유닛(320)이 지능형 이동로봇 유닛(310)에 적재되어 이루어진 식물재배 로봇모듈(300)이 식물재배 룸(100) 내부에서 이동 및 정류(停留)를 반복하면서 정류 지점에 배치된 기능성 스탠드 모듈(200)에 의해 식물생장에 필요한 프로세스가 수행되도록 하므로, 기존의 식물공장과 달리 재배시스템의 각종 장치구성이 최소화될 수 있게 된다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 빅데이터 창출 지능형 AGV 기반 무인 식물공장 로봇 시스템은 식물재배 로봇모듈(300)에서의 식물재배 정보(식물의 현재 생장단계, 현재 생육상태 등)가 지능형 이동로봇 유닛(310)에 의해 검출되어 빅데이터로 DB화되면서 식물재배 로봇모듈(300)의 동작이 지능적으로 자동제어되도록 하므로, 정확하고 정밀한 식물재배 상황인지에 따른 식물재배가 정교하게 수행될 수 있어 식물공장 운용효율의 극대화와 농산물 생산성 향상이 도모될 수 있고, 식물재배 로봇모듈(300) 별 맞춤식 식물재배도 정교하게 수행될 수 있어 소비자의 다양하고 분산된 욕구에 기반한 농산물 생산이 가능해지게 된다.The intelligent AGV-based unmanned plant factory robot system having the above-described configuration according to the present invention has a plant growing room 100 divided into an unmanned clean room 100a for plant cultivation and a workroom 100b, Is performed in the unmanned clean room 100a for plant cultivation and only a part of the processes are limitedly performed in the workroom 100b where the worker is located so that mass production of clean agricultural products can be made even with a minimized number of management personnel . The intelligent AGV based unmanned plant factory robot system according to the embodiment of the present invention includes a plant cultivation unit 320 composed of a plurality of unit plant growers 321, Since the robot module 300 is moved and rectified (stopped) in the plant growing room 100 and the process necessary for plant growth is performed by the functional stand module 200 disposed at the rectifying point, The apparatus configuration of the cultivation system can be minimized. The intelligent AGV-based unmanned plant factory robot system according to the embodiment of the present invention can also be used in a plant-grown robot module 300 in which plant cultivation information (current growth stage of a plant, current growth state, etc.) 310, and is converted into a DB as big data, the operation of the plant cultivation robot module 300 is automatically and intelligently controlled. Therefore, the plant cultivation can be finely performed according to the accurate and precise plant cultivation situation, Efficiency can be maximized and productivity of agricultural products can be improved and customized plant cultivation for each plant cultivation robot module 300 can be performed precisely, which enables production of agricultural products based on various diversified needs of consumers.

상술한 바와 같은, 본 발명의 실시예에 따른 빅데이터 창출 지능형 AGV 기반 무인 식물공장 로봇 시스템을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.As described above, the intelligent AGV based unmanned plant factory robotic system according to the embodiment of the present invention has been described with reference to the above description and drawings, but this is merely an example of the present invention, It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the present invention.

1 : 안내레일
100 : 식물재배 룸
100a : 식물재배용 무인 클린룸
100b : 워크룸
110 : 측면
120 : 바닥면
130 : 천정면
140 : 내부공간
140a : 오염방지 클린공간
140b : 작업공간
150 : 내부출입문
160 : 외부출입문
170 : 복층형 작업스테이션
180 : 인원검출센서
190a : 내부출입문 개폐제어용 컨트롤러
190b : 외부출입문 개폐제어용 컨트롤러
200 : 기능성 스탠드 모듈
210 : 스탠드 본체
220 : 기능유닛
221 : 조명 기능유닛
221a : LED 조명등
222 : 물 분무 기능유닛
223 : 방제 기능유닛
224 : 살균 기능유닛
225 : 국부적 온도조절 기능유닛
226 : 국부적 습도조절 기능유닛
227 : 촬영 기능유닛
228 : 영상분석 기능유닛
229 : 통신 기능유닛
230 : 식물생장 점검유닛
300 : 식물재배 로봇모듈
310 : 지능형 이동로봇 유닛
311 : 이동용 액추에이터
3111 : 주행바퀴
3112 : 주행바퀴 구동체
3113 : 레일용 바퀴
3114 : 레일용 바퀴 구동체
312 : 식물재배유닛 장착대
313 : 본체프레임
314 : 고정 지지대
315a : 센서 유닛
315b : 카메라 유닛
315c : 빅데이터 생성유닛
315d : 식물재배 현재상태 판단유닛
315e : 동작신호 생성유닛
315f : 통신 유닛
320 : 식물재배유닛
321 : 단위 식물재배기
3211 : 단위 재배영역
3212 : 양액 수용공간
3213 : 반사판
330 : 식물재배 필요물질 공급유닛
331 : 양액 공급용기
332 : 양액 회수용기
333 : 양액 유출구
334 : 양액 이송관
3341 : 양액 유출구
335 : 양액 배출관
400 : 대형 양액 보관탱크
410 : 양액 살균장치
420 : 양액 조성비 보정장치
500 : 식물공장 관리서버
600 : 관리자 단말기
700 : 이동경로 표식체
800 : AP
900 : 위치검출용 태그1: Guide rail
100: Plant Growing Room
100a: Unmanned Clean Room for Plant Growing
100b: Workroom
110: side
120: bottom surface
130: Ceiling front
140: interior space
140a: Clean room for pollution prevention
140b: Workspace
150: Internal door
160: External door
170: duplex work station
180: Person detection sensor
190a: controller for opening and closing the inner door
190b: controller for opening / closing the outer door
200: Functional stand module
210: Stand body
220: functional unit
221: Lighting function unit
221a: LED lights
222: Water spray function unit
223: Control function unit
224: sterilizing function unit
225: Local temperature control function unit
226: Local humidity control function unit
227: Shooting function unit
228: Image analysis function unit
229: Communication function unit
230: Plant growth inspection unit
300: Plant cultivation robot module
310: intelligent mobile robot unit
311: Movable actuator
3111: Driving wheels
3112: Driving wheel drive body
3113: Wheels for rails
3114: Wheel drive for rail
312: Plant Growing Unit Mounting Base
313: Body frame
314: Fixed support
315a: Sensor unit
315b: camera unit
315c: Big data generation unit
315d: Plant cultivation present condition judging unit
315e: operation signal generating unit
315f: communication unit
320: Plant Growing Unit
321: Unit Plant Grower
3211: Unit cultivation area
3212: Nutrient solution storage space
3213: Reflector
330: Material supply unit for plant cultivation
331: Nutrient solution supply container
332: Quantity recovery container
333: Nutrient solution outlet
334: Nutrient solution conveying pipe
3341: Nutrient solution outlet
335: Nutrient solution discharge pipe
400: Large nutrient solution storage tank
410: Nutrient sterilization device
420: Nutrient composition ratio correction device
500: plant plant management server
600: administrator terminal
700: travel path marker
800: AP
900: Tag for position detection

Claims

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A plant growing room 100 in which a predetermined size inner space 140 surrounded by the bottom surface 120, the side surface 110 and the ceiling surface 130 is formed to be shielded from the external environment;
A functional stand module 200 having a configuration including a stand body 210 vertically installed at a set point of an internal space 140 of the plant cultivation room 100 and one or more functional units 220 implementing a setting function; ;
A plant cultivation necessary substance supply unit 330 for supplying a plant cultivation necessary substance (plant cultivation necessary substance) is provided with at least one unit plant cultivator 321 having a unit cultivation area 3211 in which plants are grown The supply of the plant cultivation necessary substance to the unit cultivation area 3211 of the unit plant cultivator 321 is controlled and the functional plant 321 is intermittently moved along the set path in the internal space 140 of the plant cultivation room 100, And a plant cultivation robot module (300) for rectifying the plant at a set rectifying point including the installation site of the module (200)
The plant cultivation robot module (300)
An intermittent movement operation and a commutation operation in the internal space 140 of the plant cultivation room 100 are repeated so that the movement actuator 311 and the movement actuator 311 And a planting unit mounting base (312) coupled to the planting unit mounting base (312);
A plant cultivation unit 320 comprising at least one unit plant grower 321 loaded on a plant cultivation unit mount 312 of the intelligent mobile robot unit 310;
And a plant growing necessary material supplying unit (330) for supplying a plant growing necessary material,
The functional unit 220 of the functional stand module 200,
A water spray function unit 222, a control function unit 223, a sterilizing function unit 224, a local temperature control function unit 225, a local humidity control function unit 226, The image analysis function unit 227, the image analysis function unit 228, and the communication function unit 229,
The unit plant grower 321 of the plant cultivation unit 320 has a reflection plate 3213 disposed on the inner wall surface,
The light irradiated from the illumination function unit 221 provided in the functional stand module 200 is reflected by the reflection plate 3213 and is uniformly irradiated into the unit plant grower 321. The intelligent AGV Based unmanned plant robot system.

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6. The method of claim 5,
The intelligent mobile robot unit (310) of the plant cultivating robot module (300)
A sensor unit 315a for detecting environmental condition information and cultivation plant status information of the unit plant grower 321;
A camera unit (315b) for detecting cultivated plant image information of the unit plant grower (321);
A big data generation unit 315c which receives environmental condition information, cultivated plant status information, and cultivated plant image information of the unit plant grower 321 from the sensor unit 315a and the camera unit 315b and stores them in a database;
The plant status information of the unit plant grower 321, the cultivated plant status information, and the cultivated plant image information of the unit plant grower 321, which is databaseed in the big data generating unit 315c, A plant growth current state determination unit 315d for determining a growth stage and a current growth state;
An operation signal generating unit 315e for generating an operation signal for controlling the movement operation of the intelligent mobile robot unit 310 in accordance with the current growth stage information and current growth state information transmitted from the plant growing current status determination unit 315d, ;
The current plant growth status information of the plant currently being cultivated by the unit plant grower 321 from the plant cultivation current status determination unit 315d and the current growth status information from the plant cultivation current status determination unit 315d, Including the communication unit 315f to be transmitted to the module 200,
Plant growth current state information (current growth step information, current growth state information) in the unit plant grower 321 collected by the intelligent mobile robot unit 310 itself is generated and analyzed as big data, and the process necessary for plant growth Wherein the movement of the plant-cultivating robot module 300 to the set rectifying point where the plant-grown robot module 300 proceeds is automatically performed by the big data analysis of the intelligent mobile robot unit 310. [ .

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