KR101882933B1 - 농지 범용화를 위한 스마트 토양 수분 제어 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 농지범용화를 위해 논에서 밭작물을 재배하는 경우에 적용할 수 있는 스마트 제어기술로서, 범용농지 적합형 토양수분 관리 기술과 무선통신을 활용한 현장 계측 및 제어기술을 융합하고, 스마트 절수형 토양수분환경 제어시스템 및 어플리케이션을 적용하여, 범용 농지에 적합한 작물별 토양수분을 최적화시킬 수 있도록 한 농지 범용화를 위한 스마트 토양 수분 제어 장치을 제공하고자 한 것이다.
Description
본 발명은 농지 범용화를 위한 스마트 토양 수분 제어 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 논을 밭작물이 가능한 토양으로 개량하는 등의 농지 범용화를 위하여 범용 농지에 적합한 작물별 토양수분을 최적화시킬 수 있도록 한 농지 범용화를 위한 스마트 토양 수분 제어 장치에 관한 것이다.
현재, 국내 논의 면적은 1990년까지 증가하다가 이후 지속적으로 감소하는 추세에 있고, 반대로 밭 면적은 지속적으로 증가하고 있는 추세에 있으며, 이는 최근 쌀 소비 감소와 밭작물의 단위면적당 수익성 증가가 원인으로 판단되고 있다.
이에, 논을 밭으로 전환하는 면적이 증대되고 있지만, 논에 밭작물을 재배하는 경우 토양의 특성이 다른 관계로 각종 작물 재배에 어려움을 겪게 되고, 배수불량에 의한 피해가 발생하는 경우가 많으며, 특히 논농사에 해당하는 토양수분 관리에 익숙하여 밭작물에 대한 토양수분 관리가 제대로 이루어지지 않는 문제점이 많이 발생하고 있다.
아울러, 논을 밭으로 전환하여 작물을 재배하는 경우에는 작물에 대한 수분 및 기타 관리 등의 노력이 논농사에 비하여 더욱 필요하지만, 농업인구의 고령화로 인하여 노동력 확보에 어려움이 있고, 그에 따라 밭 작물용 토양의 수분 및 기타 관리가 제대로 이루어지지 않아 작물 수확량 등이 저하되는 문제점이 있다.
위와 같은 제반 문제점을 감안하여, 논에서의 밭작물 재배시 농지 및 노동생산성을 향상시키기 위해서는 토양수분의 스마트 제어가 필수적이며, 이를 위한 계측 및 제어 기술 개발과 함께 농업인 누구나 쉽게 활용 가능한 토양수분 제어시스템이 요구되고 있다.
즉, 전반적인 농지면적의 변화양상과 농업 노동인구의 고령화에 따른 농업 경쟁력의 약화 및 농가소득 정체, 그리고 농업에 큰 영향을 미치는 한반도 기상 이변 등의 문제점을 타개하기 위한 노력의 일환으로 ICT(Information & Communication Technology) 기반의 스마트 농업 기술 도입이 추진되고 있다.
그러나, 농업기술에 ICT 기술을 복합시킨 융합 기술은 타 산업보다 아직 초보적인 단계에 머물러 있고, 시설원예를 중심으로 한 자동제어와 환경위치정보, 생육정보 등을 중심으로 진행되고 있으나, 아직 초기단계로 현장 활용도가 낮은 상황으로 평가되고 있고, 최적생육 모델 등의 알고리즘은 연구 추진 중으로 현장에서 활용은 아직 미미한 실정에 있다.
아울러, 국내 뿐만 아니라 아프리카 지역 등을 포함한 물 부족 국가에서는 기상 조건 및 환경 조건에 따라 원하는 시기마다 물을 지속적으로 사용할 수 없으므로, 절수형 토양 수분 제어 시스템이 필수적으로 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 농지범용화를 위해 논에서 밭작물을 재배하는 경우에 적용할 수 있는 스마트 제어기술로서, 범용농지 적합형 토양수분 관리 기술과 무선통신을 활용한 현장 계측 및 제어기술을 융합하고, 스마트 절수형 토양수분환경 제어시스템 및 어플리케이션을 적용하여, 범용 농지에 적합한 작물별 토양수분을 최적화시킬 수 있도록 한 농지 범용화를 위한 스마트 토양 수분 제어 장치을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은: 일정 면적으로 구획된 농지에 설치되어 농지내 수분량을 감지하여, 감지된 토지수분 감지신호를 무선통신으로 제어반에 전송하는 토양수분 감지모듈; 상기 농지의 소정 위치에 설치되는 스프링 쿨러; 상기 농지의 주변 위치에 설치되는 급수조; 상기 농지의 배수관로와 연결되어 농지로부터 배수되는 물을 집수하는 집수조; 상기 급수조 또는 집수조 내에 저장된 물을 제어반의 제어 신호에 따라 스프링 쿨러쪽으로 펌핑하는 급수 펌프; 상기 집수조 내의 수집된 물을 제어반의 제어 신호에 따라 외부로 펌핑하는 배수 펌프; 및 상기 토양수분 감지모듈로부터의 토양수분 감지신호를 무선통신을 통해 수신한 후, 수신된 토양수분 감지신호와 현재 농지에 재배되는 작물별 최적 생육 정보를 기반으로 최적의 물 공급량을 산출하여, 상기 급수 펌프 또는 배수 펌프에 작동 또는 작동 중지를 위한 제어신호를 인가함과 함께 농지의 급수 및 배수를 위한 밸브류 작동 신호를 인가하는 제어반; 을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 농지 범용화를 위한 스마트 토양 수분 제어 장치을 제공한다.
바람직하게는, 상기 농지에 임의로 형성된 관개배수라인에는 물 배출을 차단하거나 집수조쪽으로 허용하는 배수용 밸브가 장착된 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 토양수분 감지모듈은 농지 내에 일정 깊이로 삽입되는 토양수분 감지센서와, 토양수분 감지센서의 감지신호를 무선통신모듈을 통해 제어반에 전송하는 RTU 기반의 메인모드와, 토양수분 감지센서 및 메인보드에 전원 공급을 위한 자체 배터리가 하나로 모듈화된 것임을 특징으로 한다.
더욱이, 상기 토양수분 감지모듈에는 토양수분 감지센서 및 메인보드의 동작을 일정 주기로 작동시키는 슬립 모드(sleep mode)를 실현시키기 위한 타이머를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어반에는 농지에 대한 물 공급 제어를 임의로 조작할 수 있도록 인터넷망을 통해 원격관리용 컴퓨터 또는 스마트 기기가 연결되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 컴퓨터 및 스마트 기기에는 기상정보를 제공하는 IOT 정보 제공부가 연결되거나, 상기 제어반에 IOT 정보 제공부가 직접 연결되는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 농지 및 그 주변에는 현재 기상정보를 무선통신을 통해 제어반에 제공하는 강우량계, 풍속계, 풍향계가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 농지의 주변에 설치되어, 상기 제어반 및 토양수분 감지모듈에 전원 공급 가능하게 연결되는 태양광 발전용 집광판을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 농지범용화를 위해 논에서 밭작물을 재배하는 경우, 범용농지 적합형 토양수분 관리 기술과 무선통신을 활용한 현장 계측 및 제어기술을 적용함으로써, 현재 농지에 재배되는 작물별 최적 생육 정보에 알맞는 최적의 물 관리 및 작물별 토양수분 최적화가 이루어질 수 있고, 그에 따라 작물의 원활한 생육 및 생산량을 보장할 수 있다.
둘째, 농지에 공급되어 배수되는 물을 저장하여, 다시 농지로 재공급할 수 있도록 함으로써, 절수 효과 및 농지에 대한 물 공급이 항상 원활하게 이루어질 수 있다.
셋째, 현재 기상정보를 이용하여 농지에 대한 물 관리가 실시간으로 이루어짐으로써, 농지에 재배되는 작물별 최적 생육 정보에 알맞는 최적의 물 관리 및 토양수분 최적화가 더욱 용이하게 이루어질 수 있다.
넷째, 원격의 장소에서도 컴퓨터 및 스마트 기기를 통해 제어반을 제어함으로써, 작물 재배자가 원하는 물 공급 및 배수 등을 포함하는 전반적인 작물 재배 용 물 관리가 자동으로 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 농지 범용화를 위한 스마트 토양 수분 제어 장치를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 농지 범용화를 위한 스마트 토양 수분 제어 장치의 제어도,
도 3은 본 발명에 따른 농지 범용화를 위한 스마트 토양 수분 제어 장치의 토양수분 감지모듈을 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 농지 범용화를 위한 스마트 토양 수분 제어 장치의 제어도,
도 3은 본 발명에 따른 농지 범용화를 위한 스마트 토양 수분 제어 장치의 토양수분 감지모듈을 도시한 구성도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
첨부한 도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 농지 범용화를 위한 스마트 토양 수분 제어 장치의 구성도 및 제어도를 나타내며, 도면부호 100은 재배 농지를 지시한다.
상기 농지(100)는 예를 들어, 밭작물 재배를 위하여 논에서 밭으로 전환한 토지를 말한다.
상기 농지(100)에는 토양의 수분 상태를 감지하는 토양수분 감지모듈(10)이 소정의 간격으로 배치된다.
바람직한 구현예로서, 상기 토양수분 감지모듈(10)은 첨부한 도 3에서 보듯이 농지의 토양 내에 일정 깊이로 삽입되는 토양수분 감지센서(12)와, 토양수분 감지센서(12)의 감지신호를 무선통신모듈(14)을 통해 제어반(70)에 전송하는 RTU 기반의 메인모드(16)와, 토양수분 감지센서(12) 및 메인보드(16)에 전원 공급을 위한 자체 배터리(18)가 하나로 모듈화된 구조로 구비된다.
이때, 상기 토양수분 감지모듈(10)의 구성 중, 토양수분 감지센서(12)만이 토양 내에 삽입 고정되고, 나머지 무선통신모듈(14)을 갖는 메인모드(16)와 배터리(18)는 소정의 절연케이스(미도시됨)로 절연 가능하게 케이싱되어 토양 위에 배치된다.
바람직하게는, 상기 토양수분 감지센서(12)는 토양의 10, 20, 30, 50cm 깊이에서 부피비로 수분을 측정할 수 있는 센서로서 유전율식 센서를 사용할 수 있다.
상기 유전율식 센서를 사용하는 이유는 토양에서 물의 유전상수가 다른 매질에 비해 월등히 높아 유전율을 측정하면 해당 관계식을 통해 토양수분함량을 산정할 수 있기 때문이며, 상기 토양수분 감지센서(12)로서 유전율식 센서 외에 다른 감지센서를 사용할 수 있음을 물론이다.
또한, 상기 무선통신모듈(14)은 낮은 소비 전력 및 작은 크기를 갖는 지그비 통신모듈을 사용할 수 있고, 그 밖에 블루투스, 유무선 랜 통신모듈 등을 사용할 수 있다.
따라서, 상기 토양수분 감지센서(12)에서 현재 농지 내 토양의 수분 상태를 감지하면, 메인보드(16)에서 무선통신모듈(14)을 통해 제어반(70)으로 전송하게 된다.
이때, 상기 토양수분 감지모듈(10)은 장시간 동안 토양의 수분 상태를 감지하는 기능을 함에 따라 저전력 소비가 요구되며, 이를 위해 상기 토양수분 감지모듈(10)에는 토양수분 감지센서(12) 및 무선통신모듈(14)을 갖는 메인보드(16)의 동작을 일정 주기로 작동시키는 슬립 모드(sleep mode)를 실현시키기 위한 타이머가 더 포함된다.
이에, 상기 토양수분 감지모듈(10)은 대부분의 시간을 수면상태로 유지하다가, 타이머의 작동 주기에 의하여 일정 시간마다 배터리(18) 전원에 의하여 다시 작동하여, 토양의 수분을 감지하는 동시에 감지된 신호를 제어부(70)에 전송하고, 일정 시간 후에 다시 수면상태로 되돌아 가게 됨으로써, 토양수분 감지모듈(10)의 저전력 소비를 실현할 수 있다.
한편, 상기 토양수분 감지모듈(10)의 배터리(18)에 대한 충전은 상기 농지(100) 주변에 설치되는 태양광 발전용 집광판(80)에 의한 발전 전력을 사용할 수 있도록 함으로써, 별도의 전력을 사용하지 않고도 토양수분 감지모듈(10)에 대한 장시간 구동이 가능하다.
여기서, 상기 농지에 대한 실질적인 물 공급을 위한 물 저장수단으로서, 농지 주변 위치에 급수조(20)이 설치되고, 급수조의 물배출 라인에는 물을 농지쪽으로 펌핑하기 위한 급수 펌프(22)가 장착되고, 급수 펌프(22)의 출구 위치에는 물 공급을 차단하기 위한 전동식의 공급측 밸브(24)가 장착된다.
또한, 상기 급수 펌프(22)로부터 농지의 밭고랑을 따라 연장되는 물공급라인에는 일종의 물 분사 노즐로 채택되는 복수의 스프링 쿨러(26)가 일정 간격으로 장착된다.
이때, 상기 급수 펌프(22)는 제어반(70)의 제어 신호에 의하여 작동되고, 상기 공급측 밸브(24) 또한 제어반(70)의 제어 신호에 의하여 개폐된다.
따라서, 상기 제어반(70)의 제어 신호에 의하여 급수 펌프(22)가 구동되는 동시에 공급측 밸브(24)가 열림 작동되면, 급수조(20) 내 저장된 물이 물공급라인을 따라 흐르는 동시에 스프링 쿨러(26)로부터 분사되어 농지 및 그 재배작물로 공급된다.
한편, 상기 농지의 밭고랑을 따라 연장되는 물공급라인의 말단부는 농지에 임의로 형성되는 관개배수관로와 연통되며, 이 관개배수관로에는 우천시 빗물 및 외부 유입수 등을 비롯하여 스프링 쿨러(26)에서 미분사된 잔여의 물이 1차적으로 모이게 된다.
상기 관개배수관로의 말단부에는 관개배수관로 내의 물 배출을 차단하거나 물 배출을 허용하는 전동식의 배수용 밸브(32)가 장착되고, 배수용 밸브(32)의 출구로부터 더 연장되는 관개배수관로의 최종 말단부는 농지의 주변 위치에 설치되는 별도의 집수조(30)에 연결된다.
또한, 상기 집수조(30)에는 배수 펌프(34)가 연결되는 바, 이 배수 펌프(34) 는 집수조(30) 내에 임계치 이상 물이 수집되는 경우 제어반(70)의 제어 신호에 따라 집수조(30) 내의 물이 임계치 이하 수준이 되도록 외부로 펌핑 배출하는 역할을 한다.
이를 위해, 상기 집수조(30)에는 물 수집 수준이 임계치 이상임을 감지하여 제어반(70)에 전송하는 수위감지센서(미도시됨)가 장착된다.
한편, 상기 농지 및 그 주변에는 현재 기상정보를 무선통신을 통해 제어반(70)에 제공하는 강우량계, 풍속계, 풍향계 등이 배치되고, 또한 상기 농지의 주변에는 상기 제어반(70) 및 토양수분 감지모듈(10) 등에 전원 공급 가능하게 연결되는 태양광 발전용 집광판(80)이 배치된다.
여기서, 상기 제어반(70)은 농지에 대한 전반적인 물 관리 제어를 수동 또는 자동 제어하기 위한 것으로서, 상기 토양수분 감지모듈(10)로부터의 토양수분 감지신호를 무선통신을 통해 수신한 후, 수신된 토양수분 감지신호와 현재 농지에 재배되는 작물별 최적 생육 정보를 기반으로 최적의 물 공급량을 산출하여, 상기 급수 펌프(22) 또는 배수 펌프(34)에 작동 또는 작동 중지를 위한 제어신호를 인가함과 함께 농지의 급수 및 배수를 위한 밸브류(24,32)에 작동 신호를 인가하는 등의 역할을 한다.
더욱이, 상기 제어반(70)에는 작물 재배자가 직접 농지에 대한 물 공급 제어를 임의로 조작할 수 있도록 인터넷망을 통해 원격관리용 컴퓨터(72) 또는 스마트 기기(74)가 연결되고, 또한 상기 컴퓨터(72) 및 스마트 기기(74)에는 기상정보를 제공하는 IOT 정보 제공부(76)가 연결되거나 상기 제어반(70)에 IOT 정보 제공부(76)가 직접 연결된다.
여기서, 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 스마트 토양 수분 제어 장치에 대한 작동 흐름을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상기 토양수분 감지모듈(10)의 일 구성인 토양수분 감지센서(12)에서 현재 농지 내 토양의 수분 상태를 감지하면, 메인보드(16)에서 무선통신모듈(14)을 통해 제어반(70)으로 전송한다.
이때, 상기 토양수분 감지모듈(10)은 타이머의 소정 작동 주기에 의하여 일정 시간마다 배터리(18) 전원에 의하여 작동하여, 토양의 수분을 감지하는 동시에 감지된 신호를 제어부(70)에 전송하고, 일정 시간 후에 다시 수면상태로 되돌아가게 됨으로써, 토양수분 감지모듈(10)의 저전력 소비를 실현할 수 있다.
이어서, 상기 제어반(70)에서 토양수분 감지센서(12)로부터 전송된 토양수분 감지신호와, 메모리부에 기 저장된 작물별 최적 생육 데이터(현재 농지에 재배되는 작물별 최적 생육 정보)를 기반으로 최적의 물 공급량을 산출한다.
예를 들어, 농지에 A 작물이 재배되는 경우 현재 토양수분이 제1임계치로 유지되어야 하는데, 상기 제어반(70)에서 토양수분 감지센서(12)로부터 전송된 토양수분 감지신호를 통해 확인한 결과, 현재 토양수분이 제1임계치 미만으로 판정되면, 물을 더 공급해야 하는 것으로 판정하고, 이때의 물 공급량은 메모리부에 기 저장된 작물별 최적 생육 데이터에 의거 A 작물의 생육 조건을 만족하는 수준으로 산출된다.
이에, 상기 제어반은 위와 같이 산출된 물 공급량을 농지에 공급하기 위하여, 상기 급수 펌프(22)에 작동을 위한 제어신호를 인가함과 함께 농지의 급수를 위한 공급측 밸브(24)에 열림을 위한 작동 신호를 인가한다.
따라서, 상기 제어반(70)의 제어 신호에 의하여 급수 펌프(22)가 구동되는 동시에 공급측 밸브(24)가 열림 작동되면, 급수조(20) 내 저장된 물이 물공급라인을 따라 흐르는 동시에 스프링 쿨러(26)로부터 분사되어 농지 및 그 재배작물로 용이하게 공급된다.
이때, 상기 제어반(70)에서 IOT 정보 제공부(76)로부터 우천 및 예고 강수량을 수신하는 경우에는 상기 급수 펌프(22)를 구동 정지시키는 동시에 공급측 밸브(24)를 닫힘 작동시킴으로써, 우천 상황에 따른 물 공급이 더 이상 이루어지지 않도록 한다.
반면, 농지에 A 작물이 재배되는 경우 현재 토양수분이 제1임계치로 유지되어야 하는데, 상기 제어반(70)에서 토양수분 감지센서(12)로부터 전송된 토양수분 감지신호를 통해 확인한 결과, 현재 토양수분이 제1임계치 이상인 것으로 판정되면, 물을 공급하지 않아도 되는 것으로 판정하여, 상기 급수 펌프(22)의 작동을 정지시키는 동시에 공급측 밸브(24)를 닫힘 작동시키며, 이때 토양수분은 일정 시간 후에 자연 배수로 인하여 제1임계치 수준에 도달될 수 있다.
한편, 우천으로 인하여 또는 현재 토양수분이 예를 들어 제1임계치를 크게 초과하여 제2임계치에 도달함으로 인하여, 토양 내 물이 관개배수관로로 수집되며, 또한 우천시 빗물 및 외부 유입수 등 외에 스프링 쿨러(26)에서 미분사된 잔여의 물이 1차적으로 모이게 된다.
따라서, 상기 제어반(70)에서 토양수분 감지센서(12)로부터 전송된 토양수분 감지신호를 통해 확인한 결과, 현재 토양수분이 제1임계치를 크게 초과하여 제2임계치에 도달한 것으로 판정되면, 상기 관개배수관로의 말단부에 장착된 전동식의 배수용 밸브(32)에 열림 제어신호를 인가한다.
이에, 상기 관개배수관로에 모이는 물이 배수용 밸브(32)를 통과하여 집수조(30)로 2차 수집된다.
이렇게 상기 집수조(30)에 수집된 물은 추후 농지에 물을 공급하기 위한 재활용수로 사용될 수 있으며, 상기 급수 펌프(22)의 작동시 집수조(30) 내에 수집된 물이 농지로 공급될 수 있으므로, 절수 효과 및 농지에 대한 물 공급이 항상 원활하게 이루어질 수 있다.
또한, 상기 집수조(30)에는 수집되는 물의 수위가 임계치 이상임을 수위감지센서(미도시됨)에서 감지하여 제어반(70)에 전송하면, 제어반(70)의 제어 신호에 따라 배수 펌프(34)가 작동하여 집수조(30) 내의 물을 임계치 이하 수준이 되도록 외부로 펌핑 배출함으로써, 집수조(30) 내의 물 저장량은 항상 재활용 가능하게 일정 수준을 유지하게 된다.
한편, 작물 재배자가 원거리에서 CCTV 등을 통해 현재 농지 상태를 모니터링 한 결과, 예를 들어 태양광으로 인해 작물 상태가 다소 말라 있는 것으로 판단되면, 원거리에서도 컴퓨터(72) 또는 스마트 기기(74)를 통해 제어반(70)에 물 공급 명령을 전달하면, 제어반(70)의 제어신호에 의하여 상기한 바와 같이 농지에 대한 물 공급이 수동으로 이루어질 수 있다.
또한, 작물 재배자가 IOT 정보 제공부(76)로부터 향후(예, 익일) 기상정보를 확인한 결과, 태풍이나 폭우 경보가 존재하는 것으로 확인되면, 원거리에서 컴퓨터(72) 또는 스마트 기기(74)를 통해 제어반(70)에 물 공급 차단 명령을 전달하면, 제어반(70)의 제어신호에 의하여 상기한 바와 같이 농지에 대한 물 공급 차단 및 배수 과정이 수동으로 이루어질 수 있다.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 스마트 토양 수분 제어 장치에 의거 현재 농지에 재배되는 작물별 최적 생육 정보에 알맞는 최적의 물 관리 및 작물별 토양수분 최적화가 이루어질 수 있고, 그에 따라 작물의 원활한 생육 및 생산량을 보장할 수 있으며, 또한 원격의 장소에서도 컴퓨터 및 스마트 기기를 통해 제어반을 제어함으로써, 작물 재배자가 원하는 물 공급 및 배수 등을 포함하는 전반적인 작물 재배용 물 관리가 자동 및 수동으로 이루어질 수 있다.
10 : 토양수분 감지모듈
12 : 토양수분 감지센서
14 : 무선통신모듈
16 : 메인보드
18 : 배터리
20 : 급수조
22 : 급수 펌프
24 : 공급측 밸브
26 : 스프링 쿨러
30 : 집수조
32 : 배수용 밸브
34 : 배수 펌프
70 : 제어반
72 : 컴퓨터
74 : 스마트 기기
76 : IOT 정보 제공부
80 : 태양광 발전용 집광판
100 : 농지
12 : 토양수분 감지센서
14 : 무선통신모듈
16 : 메인보드
18 : 배터리
20 : 급수조
22 : 급수 펌프
24 : 공급측 밸브
26 : 스프링 쿨러
30 : 집수조
32 : 배수용 밸브
34 : 배수 펌프
70 : 제어반
72 : 컴퓨터
74 : 스마트 기기
76 : IOT 정보 제공부
80 : 태양광 발전용 집광판
100 : 농지
Claims (8)
- 일정 면적으로 구획된 농지에 소정의 간격을 두고 배치되어 농지내 수분량을 감지하도록 설치되며, 감지된 토지수분 감지신호를 무선통신으로 제어반에 전송하는 다수의 토양수분 감지모듈들;
상기 감지모듈들의 동작을 일정 주기로 작동시키기 위한 타이머;
상기 농지의 주변 위치에 설치되는 급수조;
상기 농지로부터 배수되는 물을 집수하는 집수조;
상기 급수조 또는 집수조 내에 저장된 물을 제어반의 제어 신호에 따라 펌핑하는 급수 펌프;
상기 급수 펌프의 출구 위치에서 물 공급을 차단하기 위해 설치되는 공급측 밸브;
상기 급수 펌프로부터 연장되며, 농지의 밭고랑들을 따라 분기되어 각 밭고랑을 따라 연장 형성되는 다수의 물공급라인들;
각각의 물공급라인들 상에 설치되어 농지로 물을 분사할수 있도록 구성된 다수의 스프링 쿨러들;
상기 밭고랑을 따라 연장되는 다수의 물공급라인의 말단부에 연결되는 배수관로;
상기 배수관로 내의 물을 배출하거나 물 배출을 차단할 수 있도록, 상기 배수관로의 말단부에 설치되는 배수용 밸브;
상기 배수용밸브로부터 연장되며, 상기 배수관로와 상기 집수조를 연결하는 집수라인;
상기 집수조에 설치되는 수위감지센서;
상기 집수조 내의 수집된 물을 제어반의 제어 신호에 따라 외부로 펌핑하여 배출시키기 위한 배수 펌프; 및
상기 토양수분 감지모듈로부터의 토양수분 감지신호를 무선통신을 통해 수신한 후, 수신된 토양수분 감지신호와 현재 농지에 재배되는 작물별 최적 생육 정보를 기반으로 최적의 물 공급량을 산출하여, 상기 급수 펌프 또는 배수 펌프에 작동 또는 작동 중지를 위한 제어신호를 인가함과 함께 농지의 급수 및 배수를 위한 밸브류 작동 신호를 인가하는 제어반;
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 농지 범용화를 위한 스마트 토양 수분 제어 장치.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 토양수분 감지모듈은 농지 내에 일정 깊이로 삽입되는 토양수분 감지센서와, 토양수분 감지센서의 감지신호를 무선통신모듈을 통해 제어반에 전송하는 RTU 기반의 메인보드와, 토양수분 감지센서 및 메인보드에 전원 공급을 위한 자체 배터리가 하나로 모듈화된 것임을 특징으로 하는 농지 범용화를 위한 스마트 토양 수분 제어 장치.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 제어반에는 농지에 대한 물 공급 제어를 임의로 조작할 수 있도록 인터넷망을 통해 원격관리용 컴퓨터 또는 스마트 기기가 연결되는 것을 특징으로 하는 농지 범용화를 위한 스마트 토양 수분 제어 장치.
- 청구항 5에 있어서,
상기 컴퓨터 및 스마트 기기에는 기상정보를 제공하는 IOT 정보 제공부가 연결되거나, 상기 제어반에 IOT 정보 제공부가 직접 연결되는 것을 특징으로 하는 농지 범용화를 위한 스마트 토양 수분 제어 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 농지 및 그 주변에는 현재 기상정보를 무선통신을 통해 제어반에 제공하는 강우량계, 풍속계, 풍향계가 설치되는 것을 특징으로 하는 농지 범용화를 위한 스마트 토양 수분 제어 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 농지의 주변에 설치되어, 상기 제어반 및 토양수분 감지모듈에 전원 공급 가능하게 연결되는 태양광 발전용 집광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 농지 범용화를 위한 스마트 토양 수분 제어 장치.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170119642A KR101882933B1 (ko) | 2017-09-18 | 2017-09-18 | 농지 범용화를 위한 스마트 토양 수분 제어 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020170119642A KR101882933B1 (ko) | 2017-09-18 | 2017-09-18 | 농지 범용화를 위한 스마트 토양 수분 제어 장치 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101882933B1 true KR101882933B1 (ko) | 2018-07-30 |
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ID=63048595
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| KR1020170119642A KR101882933B1 (ko) | 2017-09-18 | 2017-09-18 | 농지 범용화를 위한 스마트 토양 수분 제어 장치 |
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2017
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