KR101903018B1 - 에이치엠아이 기반의 자동화 고설재배 시스템 - Google Patents

에이치엠아이 기반의 자동화 고설재배 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101903018B1
KR101903018B1 KR1020160123984A KR20160123984A KR101903018B1 KR 101903018 B1 KR101903018 B1 KR 101903018B1 KR 1020160123984 A KR1020160123984 A KR 1020160123984A KR 20160123984 A KR20160123984 A KR 20160123984A KR 101903018 B1 KR101903018 B1 KR 101903018B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plant
unit
medium
nutrient solution
information
Prior art date
Application number
KR1020160123984A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180034015A (ko
Inventor
이덕우
Original Assignee
이덕우
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이덕우 filed Critical 이덕우
Priority to KR1020160123984A priority Critical patent/KR101903018B1/ko
Publication of KR20180034015A publication Critical patent/KR20180034015A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101903018B1 publication Critical patent/KR101903018B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/14—Greenhouses
    • A01G9/1423—Greenhouse bench structures
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/02—Agriculture; Fishing; Forestry; Mining
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N5/225—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/25—Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Marine Sciences & Fisheries (AREA)
  • Economics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Hydroponics (AREA)

Abstract

본 발명은 에이치엠아이 기반의 자동화 고설재배 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 식물공장의 내, 외부 환경에 대한 정보를 감지하는 센싱유닛; 식물공장의 내부 모니터링 및 상기 배지에서 생장되는 식물의 생육 관련 영상정보를 획득하는 카메라유닛; 식물공장의 내부 환경을 조절하는 동작유닛; 및 상기 센싱유닛, 카메라유닛으로부터 획득된 정보를 토대로 상기 동작유닛의 제어를 수행하는 생육 관리 유닛; 을 포함하며, 상기 배지의 상태 정보를 측정하며, 배지에서 생육되는 식물에 최적화된 양액을 공급하기 위한 배지함수율 측정 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 식물공장의 내 외부 환경 분석을 통한 자동화 재배 기술이 구현된다.
또한, 양액 공급량, 배액의 배출량, 배액의 EC와 pH에 따른 데이터를 누적하고 이를 최적화하여 식물 생장에 따른 최적의 환경을 제공할 수 있다.
또한, 식물이 심어진 배지의 함수율과 양액의 투여량을 검출할 수 있고, 이를 토대로 식물에 최적화된 양액을 공급할 수 있는 데이터를 획득할 수 있다.

Description

에이치엠아이 기반의 자동화 고설재배 시스템{Automatic High Position Cultivating System Based on Human Machine Interface}
본 발명은 에이치엠아이 기반의 자동화 고설재배 시스템에 관한 것이다.
고설 재배장치는 지표면보다 높은 위치에서 작물을 재배하기 위한 장치로서 일반적인 야채나 과일의 모종 재배에 사용되기도 하지만, 주로 딸기, 방울토마토, 메론 등의 재배에 많이 사용되고 있다.
딸기, 방울토마토 또는 메론은 작물의 키가 낮아 모든 재배 작업을 엎드려 하기 때문에 다른 작물에 비해 노동 강도가 셀 뿐만 아니라, 수확 및 재배기간이 길어 많은 노동력을 필요로 함에 따라, 작업자가 편하게 선 자세로 재배 작업을 할 수 있는 고설 재배장치가 현재 많이 사용되면서 생산성을 높이고 있다.
최근 심화되고 있는 이상기상 현상에 따라 농산물 수급불안이 지속되고 있으며, 주변의 환경변화에 관계없이 안정적인 재배를 구현하는 식물공장 시스템의 개발이 진행되고 있다.
식물공장이란 농작물에 대하여 통제된 일정한 시설 내에서 빛, 온도, 습도, 이산화탄소 농도 및 배양액 등의 환경 조건을 인공적으로 제어하여 계절이나 장소에 관계없이 자동적으로 연속 생산하는 시스템을 말한다.
이는 농업과 건축, 설비, 기계, 전자제어는 물론, 생체정보 해석 등 여러 분야의 과학기술이 융복합된 첨단 농업생산기술이라 할 수 있다. 이와 같이 식물공장은 농작물의 생육 상태를 과학적으로 관리하여 비료나 농약을 저투입하는 정밀농업(precision agriculture)의 성격을 가지므로, 일반 농산물에 비해 안전성을 확보할 수 있다.
또한, 노지에서 재배가 어려운 기능성 농작물을 재배함으로써 고부가가치 농업을 실현할 수 있고, 식량작물의 연중 재배를 통해 생산성을 비약적으로 높임으로써 식량기지로 활용할 수 있다는 점에서 식물공장 방식은 미래 농업의 대안이 될 수 있을 것이다.
선행기술 1을 살펴보면, 내연기관의 동력을 이용하여 전기를 자체적으로 생산함으로써 독립적인 유지 및 운영이 가능하고, 인공 광원을 통해 식물에 필요한 빛 에너지를 안정적으로 공급할 수 있고, 내연기관의 배출가스를 정화한 상태로 식물공장으로 배기시키는 식물공장 시스템에 대해 기재되어 있다.
선행기술 1의 경우, 내연기관을 통한 식물공장의 독립적 운영 및 내연기관의 배출가스의 폐열회수를 통한 식물공장 내부 온도 유지에 대한 내용을 기재하고 있으나, 식물공장의 내 외부 환경 분석을 통한 자동화 재배 기술이 적용되고 있지 않다.
한편, 배지 내 함수량과 작물의 생육과의 관계에 대해 살펴보면, 배지 내 적절한 함수량은 작물의 생육에 커다란 영향을 미친다. 일반적으로 배지 내 함수량이 높을 경우 작물은 영양생장을 하며 함수량이 낮을 경우 생식 생장을 하게 된다. 그러나 배지 내에 지나치게 높은 함수량은 작물의 뿌리에 좋지 않은 영향을 주며 또한 지나치게 낮은 함수량은 뿌리의 발육은 좋게 하나 강한 광조건 하에서 작물이 쉽게 시들어 해를 줄 수 있음으로 적절한 관리가 매우 중요하다.
하루 중의 배지 내 수분의 변화도 식물의 생육에 커다란 영향을 끼치므로 일일 중 함수량의 차이를 이용해서 작물의 생육을 조절할 수가 있다.
배지 내 함수율은 근권의 3상(기상, 액상, 고상)중 기상(최소 25%, 적정 기상비율 30 ~ 40%)을 좌우하는 요인으로서 야간에 충분한 산소공급이 이루어져 근 호흡이 이루어져야 하며, 근 호흡에 의해 생성된 에너지는 주간에 양·수분 흡수에 영향을 미치므로 근 호흡을 개선할 수 있도록 함수량을 충분히 떨어뜨려야 한다.
만약 근 호흡이 충분하지 않다면 하엽이 황화되는 가리 결핍증상이 발현되며, 낙엽 된다. 그리고 재배시기에 따라 작물의 증산유형도 변하며, 이러한 증산양상에 따라 함수량 관리가 이루어져야 하는데, 대개 1 ~ 2월 중에 증산은 광이 좋다고 하더라도 감소하는 경향을 보이고 있어 배지 내 수분관리가 어려운 실정이다. 따라서 1 ~ 2월 중에는 배액량을 25~30% 정도 유지할 경우 함수량이 지나치게 상승하여 뿌리의 발달이 약해지는 사례가 발견되는바 함수량을 고려한 급액관리가 필수적이다.
따라서 함수량의 측정은 배지를 이용한 작물 재배에 있어서 중요한 요소이다.
종래의 함수량 측정 방법은 오븐에서 열기로 건조하여 전건중량(oven-dry weight)을 측정하는 전건법(ovendrying method)이 가장 일반적이나, 시료를 채취하여 무게를 재고 오븐에 건조 시킨 후 무게를 재어 수분함량을 측정하는 함수량 측정 절차와 시간이 오래 걸리고 실시간으로 함수량 파악이 어렵다는 점에서 배지를 이용한 작물 재배에 적용하기 어렵다는 문제점이 있다.
선행기술 2를 살펴보면, 적외선 온도센서와, 할로겐램프와, 데이터 획득 시스템과, 컴퓨터와, 보정계수로 이루어지며, 목재뿐만 아니라 식품이나 기타 재료 등과 같이 비파괴적 함수율 추정이 요구되는 어떠한 공정에도 간단히 설치할 수 있는 비파괴식 함수율 측정방법이 개시되어 있다.
또한, 선행기술 3을 살펴보면, 피측정물의 함수율을 측정하는 장치로서, 탐침부는 일정한 양의 열을 발생시키는 히터부와, 히터부를 통해 피측정물에 일정한 양의 열을 전도하는 가열봉과, 피측정물의 온도를 검출하는 센서봉과, 센서봉을 통해 검출된 온도를 측정하는 온도센서부로 구성되고, 인디케이터는 히터부의 온도를 제어하고 온도센서부를 통한 신호를 수신 받아 피측정물의 함수율을 측정하는 마이컴과, 상기 마이컴의 측정된 함수율을 표시하는 표시부와, 상기 마이컴에 상기 피측정물의 함수율에 관한 보정데이터를 제공하는 보정데이터입출력부와, 상기 보정데이터와 상기 마이컴의 제어신호를 외부의 컴퓨터로부터 입력받고 상기 마이컴의 함수율 측정데이터를 외부의 컴퓨터로 출력하는 연결포트로 구성되는 함수율 측정 장치가 개시되어 있다.
하지만, 선행기술 2 및 3은 이미 식물의 생장에 필요한 함수율의 정보를 획득한 상태에서 식물에 투여되는 양액의 공급량을 조절하는데 필요한 기술이다.
즉, 식물의 종류에 따라 함수율이 다른데 모든 식물의 데이터를 보유한 상태에서 배지의 함수율의 측정하여 양액의 공급량을 조절하기에는 문제가 없지만, 데이터에 없는 식물일 경우에는 양액의 공급량을 알 수 없는 문제가 있다.
설령, 데이터에 없는 식물을 심고 일일이 양액의 공급량을 체크 하면서 식물을 키우더라도 공급량에 따라 식물이 최대한 생장한 것인지 알 수가 없어서 생장에 따른 정확한 기초 데이터를 획득하는데 어려움이 따른다.
(선행기술 1) 한국등록특허 제10-1509672호 (등록일자 2015.04.01) (선행기술 2) 한국등록특허 제10-0294510호 (등록일자 2001.04.17) (선행기술 3) 한국공개특허 제10-2005-0050782호 (공개일자 2005.06.01)
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 식물공장의 내 외부 환경 분석을 통한 자동화 재배 기술이 적용된 에이치엠아이(Human Machine Interface) 기반의 자동화 고설재배 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 식물이 심어진 배지의 함수율과, 양액의 농도 및 투여량과, 배액의 배출량 및 농도를 검출할 수 있고, 이를 토대로 식물에 최적화된 양액을 공급할 수 있는 정확한 기초 데이터를 획득할 수 있는 배지 함수율 측정장치가 채택된 에이치엠아이(Human Machine Interface) 기반의 자동화 고설재배 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
식물공장의 내, 외부 환경에 대한 정보를 감지하는 센싱유닛; 식물공장의 내부 모니터링 및 상기 배지에서 생장되는 식물의 생육 관련 영상정보를 획득하는 카메라유닛; 식물공장의 내부 환경을 조절하는 동작유닛; 및 상기 센싱유닛, 카메라유닛으로부터 획득된 정보를 토대로 상기 동작유닛의 제어를 수행하는 생육 관리 유닛; 을 포함하며, 상기 배지의 상태 정보를 측정하며, 배지에서 생육되는 식물에 최적화된 양액을 공급하기 위한 배지함수율 측정 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에이치엠아이 기반의 자동화 고설재배 시스템. 이치엠아이 기반의 자동화 고설재배 시스템에 의해 달성된다.
여기서, 상기 센싱유닛은 식물공장의 외부온도, 외부습도, 풍향, 풍속, 강우량, 광량 정보를 감지하는 제1센서와 식물공장의 내부온도, 내부습도, 내부 이산화탄소 농도 정보를 감지하는 제2센서를 포함한다.
또한, 상기 센싱유닛은 식물공장의 내부광량 및 배지로 공급되는 양액의 전기전도도(EC) 및 산도(pH) 정보를 감지하는 제3센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 센싱유닛은 배지에서 배출되는 배액의 전기전도도(EC) 및 산도(pH) 정보를 감지하는 제4센서를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 카메라유닛은 식물공장의 내부 상태의 영상정보를 획득하기 위한 내부카메라부와 배지에서 생장되는 식물 생육 상태의 영상정보를 획득하기 위한 식물카메라부를 포함한다.
또한, 상기 동작유닛은 난방기, 환풍기, 유동팬, 이산화탄소 공급기, 분무기, 양액 및 배액의 공급을 위한 관로, 밸브, 모터 및 LED 광원을 포함한다.
한편, 상기 배지함수율 측정 장치는, 외형을 이루는 본체와, 상기 본체의 한 부분에 식재 또는 파종하기 위한 배지를 삽입하는 안착부와, 상기 안착부와 상기 본체 사이에 상기 배지의 중량을 검출하여 배지정보를 생성하는 배지측정부와, 상기 본체의 한 부분에 상기 배지에 양액을 공급하는 양액공급부와, 상기 배지정보와 상기 투여되는 양액의 공급정보와 배지에 식재되거나 파종 될 식물의 생육정보 중 적어도 어느 하나의 정보를 저장하고 누적하는 저장부 및 상기 배지측정부와 상기 양액공급부 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 저장부에 누적된 정보를 토대로 상기 식물에 최적화된 양액을 공급할 수 있는 데이터를 획득하도록 마련된다.
여기서, 상기 본체의 한 부분에 상기 양액의 부피 또는 중량 중 적어도 어느 하나를 검출하여 양액정보를 생성하는 양액측정부를 더 포함할 수 있다.
또, 상기 안착부는, 상기 배지로부터 배출되는 배액이 모여서 배출되는 배출구가 마련될 수 있다.
또한, 상기 본체의 한 부분에 상기 안착부로부터 배출되는 배액의 부피 또는 중량 중 적어도 어느 하나를 검출하여 배액정보를 생성하는 배액측정부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 안착부로부터 배출되는 배액의 전기전도도(EC) 또는 산도(pH) 중 적어도 어느 하나를 검출하여 배액농도정보를 생성하는 배액검출부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 양액의 전기전도도(EC) 또는 산도(pH) 중 적어도 어느 하나를 검출하여 양액농도정보를 생성하는 양액검출부를 더 포함할 수 있다.
또, 상기 제어부는, 상기 배지에 식물이 심어진 상태에서 상기 식물에 상기 양액을 공급한 후 상기 배액정보 또는 상기 배액농도정보를 토대로 상기 양액의 공급량을 조절할 수 있다.
또, 상기 제어부는, 상기 식물이 생장함에 따라 식물의 중량이 더해진 배지정보, 상기 배액정보 및 상기 배액농도정보 중 적어도 어느 하나의 데이터를 일정시간 간격으로 저장하고, 저장된 데이터를 토대로 상기 식물에 투여되는 양액의 공급량을 조절할 수 있다.
또, 상기 배액검출부는, 상기 제어부와 연결되고, 상기 본체로부터 승강 또는 하강할 수 있다.
또한, 상기 식물의 생장에 따른 양액의 투여량 및 배지정보를 출력하는 디스플레이부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 식물의 생장에 따른 상기 식물의 크기정보를 입력하는 컨트롤부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 본체의 한 부분에 상기 식물을 촬영하는 카메라부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 식물공장의 내 외부 환경 분석을 통한 자동화 재배 기술이 적용된 에이치엠아이(Human Machine Interface) 기반의 자동화 고설재배 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 양액 공급량, 배액의 배출량, 배액의 EC와 pH에 따른 데이터를 누적하고 이를 최적화하여 식물 생장에 따른 최적의 환경을 제공할 수 있다.
또한, 최적화된 데이터를 이용함으로써, 양액의 과다 공급을 방지할 수 있으며, 식물의 종류에 따라 양액의 농도를 결정할 수 있다.
또한, 식물의 종류에 따라 양액의 공급량을 자동으로 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 에이치엠아이 기반의 자동화 고설재배 시스템의 블럭도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배지 함수율 측정장치에서 양액 공급함 및 배액 수용함이 분리된 상태를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배지 함수율 측정장치의 후방을 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 배지 함수율 측정장치에서 배액수용부의 일부를 절개한 상태를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 배지 함수율 측정장치의 사용상태를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 배지 함수율 측정장치를 개략적으로 나타낸 블록도.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 배지 함수율 측정장치에 카메라부가 더 적용된 상태를 개략적으로 나타낸 사시도.
본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지된 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 에이치엠아이 기반의 자동화 고설재배 시스템의 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 에이치엠아이 기반의 자동화 고설재배 시스템은 센싱유닛(200), 카메라유닛(300), 동작유닛(400), 생육관리유닛(500) 및 배지함수율 측정 장치(100)를 포함한다.
센싱유닛(200)은 식물공장의 내, 외부 환경 및 배지로 공급되는 양액, 배지에서 배출되는 배액에 대한 정보를 감지하는 구성이다.
구체적으로, 센싱유닛(200)은 식물공장의 외부온도, 외부습도, 풍향, 풍속, 강우량, 광량 정보를 감지하는 제1센서와 식물공장의 내부온도, 내부습도, 내부 이산화탄소 농도 정보를 감지하는 제2센서와 식물공장의 내부광량 및 배지로 공급되는 양액의 전기전도도(EC) 및 산도(pH) 정보를 감지하는 제3센서와 배지에서 배출되는 배액의 전기전도도(EC) 및 산도(pH) 정보를 감지하는 제4센서; 를 포함한다.
여기서, 상기 제1센서는 식물공장의 외부 환경 상태에 대한 전반적 정보를 감지하도록 마련되며, 상기 제2센서는 식물공장의 내부 환경 상태에 대한 전반적 정보를 감지하도록 마련된다. 또한, 상기 제3센서는 생장에 필수적인 내부 광량 및 양액의 상태 정보를 감지하도록 마련되며, 상기 제4센서는 생장 관리의 효율을 더하기 위하여 배지 및 배액의 상태 정보를 감지하도록 마련된다.
상기와 같은 센서들은 해당 감지 대상 정보의 정확한 센싱을 위하여 식물공장 내, 외부에 최적의 위치에 복수개 설치되며, 각 센서에서 획득된 정보들은 유선 또는 무선 방식의 통신 수단에 의하여 후술할 생육관리유닛(500)으로 전송되도록 마련된다.
카메라유닛(300)은 식물공장의 내부 모니터링 및 배지에서 생장되는 식물의 생육 관련 영상정보를 획득하는 구성으로 식물 공장의 내부에 복수개 설치될 수 있다. 또한 카메라유닛(300)은 식물공장의 내부 상태를 전체적인 영상정보로 획득하기 위한 내부카메라부와 식물공장 내부의 배지에서 생장되는 식물 생육 상태(식물의 키, 열매의 크기 등)를 구체적인 영상정보로 획득하기 위한 식물카메라부로 이루어질 수 있다.
상기와 같은 각 카메라에서 획득된 정보들은 유선 또는 무선 방식의 통신 수단에 의하여 생육관리유닛(500)으로 전송되도록 마련된다.
동작유닛(400)은 생육관리유닛(500)에서 획득된 정보가 연산 및 분석된 결과에 따라 생육관리유닛(500)의 제어에 의해 식물공장의 내부 환경을 조절하는 구성이다.
구체적으로, 동작유닛(400)은 식물공장 내부의 환경 상태를 조절하는 난방기, 환풍기, 유동팬, 이산화탄소 공급기, 분무기 등의 구성과 양액 및 배액의 공급, 배출, 순환을 관리하는 관로, 밸브, 모터 및 광합성을 위한 광원을 제공하는 LED 등의 구성을 포함한다.
생육 관리 유닛(500)은 전술한 센싱유닛(200), 카메라유닛(300) 및 후술할 배지함수율 측정 장치(100)로부터 획득된 정보를 토대로 동작유닛(400)의 제어를 수행하는 구성으로, 데이터 처리 서버, DB 서버, 다수의 제어 유닛 등을 포함하는 형태로 마련될 수 있다. 여기서, 생육 관리 유닛(500)은 각 센싱유닛(200)과 카메라유닛(300)으로부터 전송된 감지 정보와, 후술할 배지함수율 측정 장치(100)로부터 전송된 감지 정보와, 생육 대상 식물의 표준 생육 스케쥴에 대한 기준 정보와, 기상청 등과 같이 외부에서 전송되는 환경 상태 관련 정보를 취합하여 현 상태에서 최적의 생육 관리를 위한 환경 상태를 연산하며, 이 결과에 근거하여 동작유닛(400)을 제어하여 고설재배 식물의 자동화를 구현한다.
배지함수율 측정 장치(100)는 본 발명의 특징적 구성으로, 배지의 상태 정보를 측정하며, 배지에서 생육되는 식물에 최적화된 양액을 공급하기 위한 구성이다.
배지함수율 측정 장치(100)는 양액 및 배액의 측정 및 검출을 감지하는 구성이 포함되어 있으며, 이러한 구성은 전술한 센싱유닛(200)의 제3, 4센서의 역할과 유사하다. 다만, 배지함수율 측정 장치(100)는 식물 공장 내에 배치된 배지 전체에 설치되는 것은 아니며, 특정 배지의 함수율을 측정하여 전체 배지의 함수율을 유추하기 위한 샘플링 구성으로 식물공장 내에 1~4개소 설치되어 모든 배지에 설치되는 제3, 4센서와는 구분된다. 즉, 배지함수율 측정 장치(100)는 양액의 최적화 공급을 위하여 특정 배지에 함수율을 정확하게 측정하는 구성인 것이다.
이하, 배치함수율 측정 장치(100)에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 배지 함수율 측정장치는, 본체(1), 안착부(2), 배지측정부(3), 양액공급부(4) 및 제어부(10)를 포함한다. 여기에, 양액측정부(5), 양액검출부(6), 배액측정부(7), 배액수용부(8), 배액검출부(9), 디스플레이부(20), 컨트롤부(30), 저장부(40) 및 통신부(50)를 포함할 수 있다.
본체(1)는, 대략 외형을 이루되 단차진 베이스(11) 및 케이스(12)를 포함한다.
베이스(11)는, 케이스(12) 및 배액수용부(8)를 지지하는 것으로, 대략 직육면체로 형성되되 우측 상면이 상향 돌출된다.
또한, 베이스(11)는 전방 좌측 상면에 후술할 배액수용부(8)가 삽입되도록 배액수용부(8)에 대응하는 배액삽입부(111)가 함몰되어 형성된다.
케이스(12)는, 양액공급부(4)를 지지하면서 제어부(10), 디스플레이부(20), 컨트롤부(30)를 수용하는 것으로, 대략 직육면체로 형성된다.
또한, 케이스(12)는 배액수용부(8)의 후방 배치되어 베이스(11)에 설치되고, 상단에는 양액공급부(4)에 대응하는 양액삽입부(121)가 함몰되어 형성되되 함몰된 일측 영역이 절개된다. 즉, 절개된 부분에 후술할 공급밸브(43)가 삽입된다.
또한, 케이스(12)는 상부 후면에 후술할 양액검출부(6)와 제어부(10)를 연결하는 접속부(122)가 마련된다. 이에 따른 설명은 후술한다.
안착부(2)는, 상단에는 배지가 수용된 배지판(70)이 삽입되어 고정되도록 배지판(70)에 대응하는 단차진 가이드(21)가 마련된다.
또한, 안착부(2)의 바닥은 배지에서 배출되는 배액이 전방 좌측의 안쪽코너 쪽으로 모이도록 2개의 경사면(22)이 형성된다.
더욱 상세하게는, 안착부(2)의 바닥에 후방 우측의 안쪽코너에서 전방 좌측의 안쪽코너 쪽으로 경사지면서 함몰된 골이 형성되고, 골을 기준으로 양쪽에 2개의 삼각형으로 형성된 경사면(22)이 형성되되 경사면(22)이 골을 향해 하향 경사지면서 전방 좌측의 안쪽코너 쪽으로 하향 경사지도록 형성된다.
또한, 안측부는 전방 좌측의 바깥쪽 코너에 배액을 배출하는 배출구(23)가 형성된다.
이에 따라, 배지로부터 배액이 배출되면 배액이 골로 모이고 골에 모인 배액이 배출구(23)를 통해서 배출된다.
배지측정부(3)는, 배지가 수용된 배지판(70)의 중량을 측정하는 것으로, 후술할 제어부(10)와 연결되고, 안착부(2)의 하부에 배치되며, 베이스(11)의 상부에 마련되되 안착부(2)와 밀착된다.
이에 따라, 안착부(2)에 배지판(70)을 안착시키면 배지측정부(3)가 배지판(70)의 중량을 검출하여 배지정보를 생성한다.
또한, 배지에 양액을 공급한 후 양액이 흡수된 배지의 중량을 검출하여 배지정보를 생성한다.
또한, 배지에 식물이 자생할 경우 식물 및 양액의 무게가 더해진 배지의 중량을 검출하여 배지정보를 생성한다.
양액공급부(4)는, 배지에 심어진 식물에 양액을 공급하는 것으로, 양액저장용기(41), 양액투여배관(42) 및 공급밸브(43)를 포함한다.
양액저장용기(41)는, 양액을 저장하는 것으로, 상단이 개구된 직육면체 박스와, 박스의 개구를 개폐하는 덮개가 박스의 상부에 설치되며, 케이스(12)의 양액삽입부(121)에 삽입된다.
양액투여배관(42)은, 대략 주름관 등으로 형성되고, 일단은 양액저장용기(41)의 좌측면에 연결되고, 타단은 분사노즐(421)이 마련되며, 외력을 가해서 분사노즐(421)의 방향을 설정할 수 있다.
공급밸브(43)는, 양액투여배관(42)을 개폐하는 것으로, 양액투여배관(42)에 설치되고, 후술할 제어부(10)와 연결된다. 즉, 제어부(10)에서 공급밸브(43)의 개폐시간을 조절함으로써, 양액의 공급량을 설정할 수 있다.
양액측정부(5)는, 식물에 공급되는 양액의 중량을 검출하여 양액정보를 생성하는 것으로, 후술할 제어부(10)와 연결되고, 양액삽입부(121)의 바닥에 마련된다.
즉, 양액공급부(4)에 일정량의 양액이 수용된 상태에서 양액공급부(4)를 양액삽입부(121)에 삽입하면 양액측정부(5)에서 양액공급부(4)의 중량을 실시간으로 검출하여 양액정보를 생성한다. 이에 따라, 양액이 늘거나 줄어드는 양을 실시간으로 알 수 있다.
양액검출부(6)는, 양액의 전기전도도(EC) 및 산도(pH)를 일정시간 간격으로 검출하여 양액농도정보를 생성하는 것으로, 양액공급부(4)의 내부에 마련된다.
이때, 양액검출부(6)는 센서가 배치된 일단은 양액공급부(4)의 내부에 마련되고, 타단은 제어부(10)와 접속하기 위한 접속단자(61)가 마련된다.
이에 따라, 양액공급부(4)가 양액삽입부(121)에 삽입되면, 양액검출부(6)의 접속단자(61)가 케이스(12)에 마련된 접속부(122)에 끼워짐으로써 양액공급부(4)와 제어부(10)가 연결된다.
배액측정부(7)는, 배지로부터 배출되는 배액의 중량을 검출하여 배액정보를 생성하는 것으로, 후술할 제어부(10)와 연결되고, 배액삽입부(111)의 바닥에 마련된다.
배액수용부(8)는, 배지로부터 배출되는 배액을 수용하고 배출하는 것으로, 배액저장용기(81) 및 배출밸브(84)를 포함한다.
배액저장용기(81)는, 대략 상단이 개구된 직육면체의 박스 형태로, 배출구(23)로부터 배출되는 배액을 수용하고, 배액삽입부(111)에 삽입된다.
배액저장용기의 바닥은, 후방에 우측에서 좌측으로 하향 경사진 제1안내면(82)과, 전방에서 후방으로 하향 경사지면서 제1안내면(82)과 연결되는 제2안내면(83)이 형성된다.
이에 따라, 배출구(23)에서 배액이 배출되면, 배액이 제1안내면(82)을 타고 좌측으로 이동하면서, 제2안내면(83)을 타고 전방에서 후방으로 이동하여 좌측 후방 코너에 배액이 모인다.
배출밸브(84)는, 배액저장용기(81)의 좌측면 하단의 후방에 설치되고, 제어부(10)와 연결된다.
따라서, 배액수용부(8)가 배액삽입부(111)에 삽입된 상태에서 배출구(23)로부터 배액이 배출되면, 배액저장용기(81)로 배액이 떨어져 수용되고, 배액측정부(7)에서 배액수용부(8)의 중량을 검출하여 배액의 중량에 따른 배액정보를 생성한다. 여기서, 배액정보가 생성된 후에는 배출밸브(84)를 개방하여 배액저장용기(81)로부터 배액을 배출시킬 수 있다. 또한, 배액저장용기(81)에 일정량의 배액이 수용된 상태에서 배액정보를 생성하고, 배액저장용기(81)로 배액이 추가로 떨어진 후 배액정보를 생성할 수도 있다.
배액검출부(9)는, 배액의 전기전도도(EC) 및 산도(pH)를 일정시간 간격으로 검출하여 배액농도정보를 생성하는 것으로, 케이스(12)의 전면에 설치되되 배액을 검출하는 끝단이 승강한다.
즉, 배액삽입부(111)에 배액수용부(8)를 삽입하기 전에 배액검출부(9)를 상승시킨 후 배액수용부(8)를 삽입하고, 배액수용부(8)가 삽입되면 배액검출부(9)의 끝단이 제1안내면(82)에 근접하도록 배액검출부(9)를 하강시킨다. 이때, 배액검출부(9)의 끝단은 배액수용용기의 바닥의 후방 좌측코너에 배치된다.
이에 따라, 배액수용부(8)에 소량의 배액이 떨어지더라도 배액이 코너로 모임으로써, 배액검출부(9)가 배액의 전기전도도(EC) 및 산도(pH)를 용이하게 검출할 수 있다.
상술한, 양액측정부(5), 배지측정부(3) 및 배액측정부(7)는 주지 또는 공지된 중량센서 기술을 이용하는바 상세한 설명은 생략하기로 한다.
디스플레이부(20)는, 케이스(12)의 좌측면에 설치되고, 양액정보, 양액농도정보, 배지정보, 배액정보, 배액농도정보 및 입력될 정보 중 적어도 어느 하나의 정보가 출력된다.
컨트롤부(30)는, 디스플레이부(20)를 통해서 양액정보, 양액농도정보, 배지정보, 배액정보 및 배액농도정보 중 적어도 어느 하나의 정보를 출력시키기 위해서 키 입력을 하고, 식물의 생장에 따른 생장정보(높이, 좌우폭 등의 정보)를 입력한다.
저장부(40)는, 양액정보, 양액농도정보, 배지정보, 배액정보, 배액농도정보 및 컨트롤부(30)를 통해 입력될 정보가 시간별로 저장되고, 이를 누적시킨다.
통신부(50)는, 컴퓨터 및 스마트기기와 같은 외부기기와 접속하는 것으로, 주지 또는 공지된 무선통신 기술을 이용하고, 후술할 제어부(10)와 연결되며, 케이스(12)의 내부에 배치된다.
이에 따라, 통신부(50)를 통해 저장부(40)에 저장된 정보를 외부기기에서 저장하거나 확인할 수 있다.
제어부(10)는, 케이스(12)의 내부에 배치되고, 디스플레이부(20), 컨트롤부(30), 저장부(40), 통신부(50), 공급밸브(43), 배출밸브(84), 배지측정부(3), 배액측정부(7), 배액검출부(9), 양액측정부(5) 및 양액검출부(6)와 연결되고, 이들을 제어한다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 배지 함수율 측정장치는, 식물을 촬영하는 카메라부(60)를 더 포함할 수 있다.
카메라부(60)는, 베이스(11)의 전방 상단에 설치되고, 카메라부(60)가 상·하로 회전할 수 있으며, 승강할 수 있다.
또한, 카메라부(60)는 제어부(10)에 의해 제어되고, 카메라부(60)에서 촬영된 이미지가 디스플레이부(20)를 통해 출력될 수 있다.
이에 따라, 관리자는 디스플레이부(20)를 통해서 카메라부(60)가 식물을 향하도록 회전하거나 승강시킬 수 있다.
또한, 촬영된 이미지 및 동영상 중 적어도 어느 하나는 저장부(40)에 저장될 수 있다.
여기서, 상술한 제어부(10)는 촬영된 이미지에서 식물의 크기를 산출할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 배지 함수율 측정장치의 사용상태를 설명하기로 한다.
배지에 초목 또는 씨앗을 심은 배지판(70)을 안착부(2)에 삽입하고, 양액이 수용된 양액공급부(4)를 양액삽입부(121)에 삽입한다.
양액공급부(4)가 삽입되면, 양액검출부(6)에서 양액의 전기전도도(EC) 및 산도(pH)를 검출하고, 이에 따른 정보를 저장부(40)에 저장한다.
배액수용부(8)를 배액삽입부(111)에 삽입한다.
배액수용부(8)를 삽입이 끝나면, 배액검출부(9)를 하강시키고, 디스플레이부(20)를 보면서 카메라부(60)의 높이 및 각도를 조절한다.
배액검출부(9) 및 카메라부(60)의 조절이 끝나면, 분사노즐(421)의 방향을 설정한다.
분사노즐(421)의 설정이 끝나면, 컨트롤부(30)를 통해서 양액의 공급시간 및 공급량을 설정하고, 카메라부(60)의 촬영시간을 설정하며, 배액의 배출시간을 설정한다.
이후, 공급밸브(43)가 일정시간 개방되고 일정량의 양액이 배지로 투여된다.
공급밸브(43)가 닫히면, 양액측정부(5)에서 양액공급부(4)의 중량을 검출하고, 이때 투여된 양액의 공급량을 산출할 수 있고, 이에 따른 정보를 저장부(40)에 저장한다.
양액 공급은 설정시간에 맞춰서 주기적으로 이뤄지고, 식물은 양액을 흡수하면서 생장한다.
이때, 식물이 흡수하고 남은 양액이 배지로부터 배출되고, 배출된 배액은 경사면(22)을 타고 모여서 이동하며, 이동하는 배액은 배출구(23)를 통해 배출된다.
배출구(23)를 통해 배출된 배액은 배액저장용기(81)에 수용되고, 배액측정부(7)에 배액의 중량을 검출하고, 이에 따른 정보를 저장부(40)에 저장한다. 또한, 배액검출부(9)에서는 배액의 전기전도도(EC) 및 산도(pH)를 검출하고, 이에 따른 정보를 저장부(40)에 저장한다. 이에 따라, 배액의 중량을 산출함으로써 투여될 양액의 공급량을 최적화할 수 있고, 배액의 농도를 검출함으로써 양액의 농도를 최적화할 수 있다.
한편, 카메라부(60)에서는 일정시간 간격으로 식물을 촬영하고, 촬영된 정보를 저장부(40)에 저장한다.
상기와 같은 작동이 반복되고, 반복되는 과정에서 생성되는 정보를 저장부(40)에 누적한다.
따라서, 본 발명은 식물의 생장과정에 필요한 정보를 자동으로 수집함으로써, 투여될 양액의 공급량 및 농도를 최적화할 수 있다.
이상 본 발명에 따르면, 식물공장의 내 외부 환경 분석을 통한 자동화 재배 기술이 적용된 에이치엠아이(Human Machine Interface) 기반의 자동화 고설재배 시스템이 구현되며, 양액 공급량, 배액의 배출량, 배액의 EC와 pH에 따른 데이터를 누적하고 이를 최적화하여 식물 생장에 따른 최적의 환경을 제공할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 에이치엠아이 기반의 자동화 고설재배 시스템에는 아래의 기술요소가 추가될 수 있다.
1. 양액(배액 재활용) 순환 구성
관수를 통해 식물로 공급된 수분과 양액기를 통해 식물로 공급된 양액이 생장과정을 거쳐 배액으로 배출되는데 이 배액에는 양액에 포함된 영양분의 일부와 흙에서 배출된 수분에 함유된 다양한 물질이 혼합된 상태이다. 이러한 배액을 아래의 가공 및 처리를 통하여 재활용시킬 수 있다.
먼저, 배출된 배액을 배액탱크에 저장하고, 저장된 배액의 상태를 검출한다. 여기서, 배액탱크 내부에는 배액의 상태 검출(염분농도, 수소이온농도, 그 밖의 함유물 등)을 위한 감지 구성이 설치된다.
다음, 배액의 상태에 따라 정화(필터링), 물 또는 기타 영양분 첨가 등의 가공 공정을 거쳐 저장된 배액을 보조 양액으로 제조한다.
다음, 생육 관리 유닛(500)에서 수집된 작물의 생장 상태에 따라 차후 공급될 양액의 성분을 결정하며, 성분이 결정된 양액의 제조를 위해 상기 보조 양액(S3)과 양액과 물의 혼합 과정을 통해 최종 공급될 양액을 제조한다.
다음, 제조된 양액에 대한 상태 검출을 통해 양액의 최종 성분을 확인하고, 생육 관리 유닛(500)의 제어에 따라 양액을 공급한다.
전술한 양액 순환 구성을 위해 생육 관리 유닛(500)에서 자동으로 제어가능한 순환관, 펌프, 밸브 등의 구성이 포함될 수 있다.
2. 이동식 광원 및 관수(양액 포함) 제공 구성
카메라유닛(300)에 의해 식물 생장 상태를 이미지 프로세싱을 통해 파악(측부-식물의 높이, 상부-식물 생장의 분포, 사선부-과육의 크기 등)하고 기 입력된 기준 생장 정보와 비교한 후, 추가 양분 공급이 필요한 부분에서 광원 및 관수가 제공되도록 생육 관리 유닛(500)에서 제어한다.
여기서, 이동식 광원 및 관수 제공 구성은 모듈화(∩ 형태의 프레임에 광원 및 관수 공급 구성이 프레임을 따라 이동)되어 식물공장 내부에 일정 간격으로 배치되며, 각 모듈은 식물공장 바닥에 설치된 가이드레일 구성(구동원 구성, 모터, 벨트 등을 포함)을 따라 전, 후방으로 이동하게 구성되어 각 모듈별 담당영역 내에서 이동하면서 광원 및 관수를 제공하도록 한다.
3. 태양전지셀의 구성
식물공장의 천장부 및 측부에 투명 태양전지셀을 설치하여 태양광발전에 의한 에너지를 식물공장에 공급(상시)하며, 축전지 구성을 부가하여 식물공장에 공급되는 상용 전원 단절 시(이상 발생시), 이를 보조 전원으로 이용한다.
아울러, 식물공장 측부에 태양전지셀을 지지함과 동시에 경사각을 조절할 수 있는 거치구조를 부가하여 태양전지셀의 발전 효율을 극대화시키는 구성도 채택 가능하다. 즉, 일출부터 일몰까지 태양광의 조사 방향에 따라 태양전지셀 설치면(식물공장의 측부)을 실시간 가변함으로써 태양전지셀로 조사되는 태양광의 효율을 극대화시킬 수 있는 것이다.
이상과 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 된다. 따라서 상기에서 설명한 것 외에도 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람은 본 발명의 실시 예에 대한 설명만으로도 쉽게 상기 실시 예와 동일 범주 내의 다른 형태의 본 발명을 실시할 수 있거나, 본 발명과 균등한 영역의 발명을 실시할 수 있을 것이다.
1; 본체
11; 베이스
111; 배액삽입부
12; 케이스
121; 양액삽입부
122; 접속부
2; 안착부
21; 가이드
22; 경사면
23; 배출구
3; 배지측정부
4; 양액공급부
41; 양액저장용기
42; 양액투여배관
421; 분사노즐
43; 공급밸브
5; 양액측정부
6; 양액검출부
61; 접속단자
7; 배액측정부
8; 배액수용부
81; 배액저장용기
82; 제1안내면
83; 제2안내면
84; 배출밸브
9; 배액검출부
10; 제어부
20; 디스플레이부
30; 컨트롤부
40; 저장부
50; 통신부
60; 카메라부
70; 배지판
100; 배지함수율 측정 장치
200; 센싱유닛
300; 카메라유닛
400; 동작유닛
500; 생육관련유닛

Claims (9)

  1. 식물공장의 내, 외부 환경에 대한 정보를 감지하는 센싱유닛;
    식물공장의 내부 모니터링 및 배지에서 생장되는 식물의 생육 관련 영상정보를 획득하는 카메라유닛;
    식물공장의 내부 환경을 조절하는 동작유닛;
    상기 센싱유닛, 카메라유닛으로부터 획득된 정보를 토대로 상기 동작유닛의 제어를 수행하는 생육 관리 유닛; 및
    상기 배지의 상태 정보를 측정하며, 배지에서 생육되는 식물에 최적화된 양액을 공급하기 위한 배지함수율 측정 장치;를 포함하며,
    상기 배지함수율 측정 장치는,
    외형을 이루는 본체;
    상기 본체의 한 부분에 식재 또는 파종하기 위한 배지를 삽입하는 안착부;
    상기 안착부와 상기 본체 사이에 상기 배지의 중량을 검출하여 배지정보를 생성하는 배지측정부;
    상기 본체의 한 부분에 상기 배지에 양액을 공급하는 양액공급부;
    상기 배지정보와 상기 투여되는 양액의 공급정보와 배지에 식재되거나 파종 될 식물의 생육정보 중 적어도 어느 하나의 정보를 저장하고 누적하는 저장부; 및
    상기 배지측정부와 상기 양액공급부 중 적어도 어느 하나를 제어하는 제어부;를 포함하며,
    상기 저장부에 누적된 정보를 토대로 상기 식물에 최적화된 양액을 공급할 수 있는 데이터를 획득하도록 마련되며,
    상기 안착부의 바닥면에는 배지에서 배출되는 배액이 한쪽으로 모이도록 함몰된 골 및 복수의 경사면이 형성되며,
    상기 배지함수율 측정 장치는,
    상기 안착부에 안착된 배지에서 배출되는 배액을 수용하고 배출하는 배액 수용부; 및
    상기 배액의 전기전도도(EC) 및 산도(pH)를 일정시간 간격으로 검출하여 배액농도정보를 생성하는 배액 검출부; 를 더 포함하며,
    상기 배액 수용부는 배액 저장용기, 배출밸브를 포함하며, 상기 배액 저장용기의 바닥에는 상기 안착부로부터 배출된 배액이 한쪽으로 모이도록 경사진 복수의 안내면이 형성되며,
    상기 배액 검출부는 상기 본체의 일측에 설치되어 승강이 가능하도록 마련되는 것을 특징으로 하는
    에이치엠아이 기반의 자동화 고설재배 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센싱유닛은 식물공장의 외부온도, 외부습도, 풍향, 풍속, 강우량, 광량 정보 중 적어도 어느 하나를 감지하는 제1센서와, 식물공장의 내부온도, 내부습도, 내부 이산화탄소 농도 정보 중 적어도 어느 하나를 감지하는 제2센서를 포함하는 것을 특징으로 하는
    에이치엠아이 기반의 자동화 고설재배 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 센싱유닛은 식물공장의 내부광량 및 배지로 공급되는 양액의 전기전도도(EC) 및 산도(pH) 정보 중 적어도 어느 하나를 감지하는 제3센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    에이치엠아이 기반의 자동화 고설재배 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 센싱유닛은 배지에서 배출되는 배액의 전기전도도(EC) 및 산도(pH) 정보 중 적어도 어느 하나를 감지하는 제4센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    에이치엠아이 기반의 자동화 고설재배 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 카메라유닛은 식물공장의 내부 상태의 영상정보를 획득하기 위한 내부카메라부와 배지에서 생장되는 식물 생육 상태의 영상정보를 획득하기 위한 식물카메라부 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는
    에이치엠아이 기반의 자동화 고설재배 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 동작유닛은 난방기, 환풍기, 유동팬, 이산화탄소 공급기, 분무기, 양액 및 배액의 공급을 위한 관로, 밸브, 모터 및 LED 광원 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는
    에이치엠아이 기반의 자동화 고설재배 시스템.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 본체의 한 부분에 상기 양액의 부피 또는 중량 중 적어도 어느 하나를 검출하여 양액정보를 생성하는 양액측정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    에이치엠아이 기반의 자동화 고설재배 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 안착부는,
    상기 배지로부터 배출되는 배액이 모여서 배출되는 배출구가 마련되는 것을 특징으로 하는
    에이치엠아이 기반의 자동화 고설재배 시스템.

KR1020160123984A 2016-09-27 2016-09-27 에이치엠아이 기반의 자동화 고설재배 시스템 KR101903018B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160123984A KR101903018B1 (ko) 2016-09-27 2016-09-27 에이치엠아이 기반의 자동화 고설재배 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160123984A KR101903018B1 (ko) 2016-09-27 2016-09-27 에이치엠아이 기반의 자동화 고설재배 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180034015A KR20180034015A (ko) 2018-04-04
KR101903018B1 true KR101903018B1 (ko) 2018-11-07

Family

ID=61975209

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160123984A KR101903018B1 (ko) 2016-09-27 2016-09-27 에이치엠아이 기반의 자동화 고설재배 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101903018B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102014082B1 (ko) * 2019-03-20 2019-08-26 한을 수생 및 반수생 생물의 생태 환경 조성을 위한 환경인자 모니터링 및 환수시스템
KR20210034299A (ko) * 2019-09-20 2021-03-30 (주)도시농부 벽면녹화 장치 및 그 시스템
WO2021096259A1 (ko) * 2019-11-12 2021-05-20 농업회사법인 누리(주) 모듈형 식물 재배 시스템

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190143678A (ko) * 2018-06-21 2019-12-31 주식회사 에스에스엘 IoT 기반 온실 환경 관리 시스템
KR102101038B1 (ko) * 2018-10-31 2020-04-14 주식회사 한설그린 ＩｏＴ 기술을 활용한 벽면녹화 유지관리 시스템
CN110470336B (zh) * 2019-07-09 2021-04-27 生态环境部南京环境科学研究所 一种基于温湿度核算全国规模化禽畜养殖场氨排放量的方法
WO2021107671A1 (ko) * 2019-11-27 2021-06-03 주식회사 올릭스 생육 주기 확인을 통한 스마트팜 양액 제어 시스템
KR20210065891A (ko) * 2019-11-27 2021-06-04 주식회사 올릭스 생육 주기별 양액 농도 제어가 가능한 스마트팜 제어 시스템
KR102356687B1 (ko) * 2020-01-14 2022-01-27 이승만 수경재배용 흡수 배지를 이용한 재배 시스템 및 이를 수행하기 위한 컴퓨팅 장치
KR102517745B1 (ko) * 2020-10-06 2023-04-05 경상국립대학교산학협력단 양액 관수 제어장치 및 이를 이용한 제어방법
KR102469969B1 (ko) * 2022-07-06 2022-11-23 서원상 병충해 바이러스 피해 없는 과채류 모종 생산이 가능한 스마트육묘시스템

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015062409A (ja) 2013-08-30 2015-04-09 シーシーエス株式会社 水耕栽培装置及び水耕栽培方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2559214Y2 (ja) * 1991-12-26 1998-01-14 株式会社誠和 水耕栽培装置
KR20110079483A (ko) * 2009-12-31 2011-07-07 (주)와이즈산전 유비쿼터스 식물공장 환경조절 시스템
KR101692486B1 (ko) * 2014-10-16 2017-01-03 인지전기공업 주식회사 Ｌｅｄ 식물공장 자동화시스템

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015062409A (ja) 2013-08-30 2015-04-09 シーシーエス株式会社 水耕栽培装置及び水耕栽培方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102014082B1 (ko) * 2019-03-20 2019-08-26 한을 수생 및 반수생 생물의 생태 환경 조성을 위한 환경인자 모니터링 및 환수시스템
KR20210034299A (ko) * 2019-09-20 2021-03-30 (주)도시농부 벽면녹화 장치 및 그 시스템
KR102262730B1 (ko) 2019-09-20 2021-06-09 (주)도시농부 벽면녹화 장치 및 그 시스템
WO2021096259A1 (ko) * 2019-11-12 2021-05-20 농업회사법인 누리(주) 모듈형 식물 재배 시스템
KR20220038652A (ko) * 2019-11-12 2022-03-29 농업회사법인 누리(주) 모듈형 식물 재배 시스템
KR102456769B1 (ko) * 2019-11-12 2022-10-21 농업회사법인 누리 주식회사 모듈형 식물 재배 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180034015A (ko) 2018-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101903018B1 (ko) 에이치엠아이 기반의 자동화 고설재배 시스템
KR101953620B1 (ko) 양액 재활용 및 환경제어 복합형 양액공급시스템 제어용 복합컨트롤러
KR101870680B1 (ko) 하우스 시설재배 관리시스템
CN112882517B (zh) 基于大数据和物联网的智慧农业种植环境监测方法和云监测平台
CN107072160B (zh) 园艺方法和设备
KR20030070208A (ko) 순환식 수경재배용 양액 자동공급시스템
KR101947680B1 (ko) 양액 관수 제어장치
CN114723113A (zh) 一种农业自动化生产管理系统
KR102062081B1 (ko) 재배시설의 양액공급 제어기용 통합컨버터
CN109892203A (zh) 作物潮汐式灌溉综合管控系统及管控方法
CN107179784A (zh) 一种农田土壤墒情监测系统及方法
CN112425502A (zh) 智能化etfe气枕式膜结构植物快速生长环境调节装置
KR102071175B1 (ko) 작물 생육상태에 따른 생장 관리 시스템
GB2605253A (en) A data collection and monitoring system, a controlled environment farming system, devices and related methods
Bwambale et al. Smart irrigation monitoring and control
KR102410916B1 (ko) 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템
CN110692500B (zh) 一种潮汐育苗标定与灌溉装置及方法
CN115885837A (zh) 一种水耕栽培营养液流速试验装置及方法
US20230024142A1 (en) Apparatus for control and distribution of nutriated water in an automated agricultural facility
Elings et al. Feed-forward control of water and nutrient supply in greenhouse horticulture: development of a system
CN114935590A (zh) 沼液水质在线监测装置、沼液精准化配肥还田系统及方法
KR20180029374A (ko) 배지 함수율 측정장치
Beghi et al. Evaluation of energy requirements of an industrial scale plant for the cultivation of white button mushroom (Agaricus bisporus)
Avşar et al. Evaluation of an electronic irrigation system with internet connection in strawberry cultivation.
Voogt et al. Irrigation management in organic greenhouse: how to comply with sustainability goals

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
N231 Notification of change of applicant