KR101907636B1

KR101907636B1 - 지능형 인삼 재배 장치

Info

Publication number: KR101907636B1
Application number: KR1020160040939A
Authority: KR
Inventors: 고국원; 이상준
Original assignee: 선문대학교 산학협력단
Priority date: 2016-04-04
Filing date: 2016-04-04
Publication date: 2018-10-15
Also published as: KR20170115127A

Abstract

본 발명의 인삼 재배 장치는 인삼의 재배 정보를 수집하는 센서 유니트; 상기 인삼에 물과 영양분이 포함된 생장 자원을 공급하는 공급 유니트; 상기 공급 유니트로부터 상기 인삼으로 공급되는 상기 생장 자원의 공급양을 제어하는 제어 유니트; 원거리에서 상기 인삼의 재배 상태를 모니터링하는 모니터링 유니트;를 포함할 수 있다.

Description

지능형 인삼 재배 장치{INTELLIGENT GINSENG CULTIVATION DEVICE}

본 발명은 인삼 재배 환경을 제어하여, 인삼 재배를 자동화하는 지능형 인삼 재배 장치에 관한 것이다.

인삼은 원래 심산에 자생하던 식물로서 이를 채굴하여 약용하여 왔으나 이 자연생 인삼은 그 수요가 증가되고 산출이 고갈됨에 따라 인공재배가 시작되었다.

인삼은 용도에 따라 재배 기간이 6년까지 장기화되고, 이 기간 동안 온도, 수분, 일조량, 토양 환경에 대한 관리가 필요하다.

한국등록특허공보 제10-1431787호에는 인삼 재배에 대한 방법이 개시되고 있지만 재배자의 재배 편의를 위한 기술은 개시되고 있지 않다.

한국등록특허공보 제10-1431787호

본 발명은 인삼의 효율적인 재배와 용이한 인삼의 관리가 가능한 인삼 재배 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 인삼 재배 장치는 센서 유니트, 공급 유니트, 제어 유니트 및 모니터링 유니트를 포함할 수 있다.

센서 유니트, 공급 유니트, 제어 유니트를 이용해서 인삼의 재배에 최적화된 환경이 형성될 수 있다. 또한, 모니터링 유니트를 이용해서 인삼의 재배 상태 및 재배 현황을 용이하게 파악하고, 원거리에서 공급 유니트를 제어할 수 있다.

도 1은 본 발명의 지능형 인삼 재배 장치를 나타내는 사시도이다
도 2는 본 발명의 지능형 인삼 재배 장치를 나타내는 측면도이다.
도 3은 본 발명의 센서 유니트의 측정값 전송 구조를 나타내는 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 제어 유니트와 공급 유니트를 나타내는 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 수동 재배 환경 설정 모드 인터페이스를 나타내는 정면도이다.
도 6는 본 발명의 자동 재배 환경 설정 모드 인터페이스를 나타내는 정면도이다.
도 7 내지 8은 본 발명의 휴대 단말부의 모니터링 인터페이스의 일시예를 나타내는 정면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.

본 발명의 지능형 인삼 재배 장치는 재배 정보를 수집하는 센서 유니트(100)와, 물과 영양분을 포함하는 생장 자원을 공급하는 공급 유니트(200)와, 공급 유니트(200)의 공급량을 제어하는 제어 유니트(300)와, 원거리에서 인삼 재배 상태를 모니터링하는 모니터링 유니트(500)를 포함할 수 있다.

센서 유니트(100)는 인삼 재배에 있어서 중요 요소가 되는 재배 정보를 측정할 수 있다. 재배 정보는 센서 유니트(100)로부터 입수되는 재배 환경 정보 또는 생장 정보를 포함할 수 있다.

환경 정보는 인삼 재배지의 환경에 대한 정보로서, 지상의 온도, 지하의 온도, 지상의 습도, 토양의 수분, 토양의 PH, 일조량 등을 포함할 수 있다.

생장 정보는 인삼의 생장 상태에 대한 정보로, 병충해 감염 여부, 인삼의 성장 속도, 인삼 외 식물의 존재 여부 등을 포함할 수 있다.

센서 유니트(100)는 토양 PH 센서, 토양 수분 센서, 습도 센서, 지상 온도 센서, 토양 온도 센서(140), 모니터링 카메라(110) 등을 포함할 수 있다. 도면에는 습도 센서(120)와 지상 온도 센서(120)가 일체로 마련되고 있다. 도면에는 토양 PH 센서(130)와 토양 수분 센서(130)가 일체로 마련되고 있다.

토양 PH 센서는 인삼 재배 토양의 PH를 측정할 수 있다. 인삼 재배에 적합한 토양은 약산성(PH 5.0~PH 6.0) 토양일 수 있다. 따라서 인삼의 원활한 생장을 위해서는 PH 5.5 전후로 유지하는 바람직할 수 있다. 본 발명의 지능형 인삼 재배 장치는 토양 PH 센서로 측정한 토양 PH 값을 근거로 토양의 PH를 제어할 수 있다. 측정된 PH 값에 따라 공급 유니트(200)가 공급하는 석회 또는 석회질소 등 PH 조절 물질의 공급량이 제어될 수 있다.

토양 수분 센서는 토양의 수분을 측정할 수 있다. 인삼 재배시 토양은 겉흑과 속흙의 토양질 구분이 명확하다. 인삼 재배 토양에서, 겉흙은 모래참흙, 참흙이 바람직하고, 속흙은 찰흙질이 다소 많은 질참흙이 바람직하다. 겉흙과 속흙의 토양 성분이 다르기 때문에 토양의 물 빠짐이 달라질 수 있다. 따라서 물 빠짐 양에 따라 토양 수분 보유량이 달라지기 때문에 토양 수분 센서는 겉흙과 속흙의 토양 수분을 각각 측정하기 위해서 복수로 마련될 수 있다. 인삼 재배에서 겉흙의 두께는 30cm가 바람직하며, 30cm 깊이를 기준으로 토양 수분 센서는 각각 마련될 수 있다.

질참흙은 식양토, 참흙은 양토, 모래참흙은 사양토를 의미한다.

식양토는 점토분이 많은 식토와 점토분이 비교적 적은 양토의 중간 성질을 가지는데 점착력(粘着力)이 크고 양토보다는 경작이 곤란하지만 양분, 특히 보수력(保水力)이 커서 벼 재배에 적합하고 콩류나 과수류의 재배도 가능하다.

양토는 입자지름 2 mm 이하의 가늘고 고운 흙 중에 점토가 25~37.5 % 함유된 토양을 말한다. 양토는 토성이 좋고 경작도 잘 되며, 모든 작물에 적합하다.

사양토는 점토량이 12.5~25%로 비교적 적은 토양이다.

습도 센서 및 지상 온도 센서는 지상 또는 대기의 습도 및 온도를 측정할 수 있다. 인삼은 너무 건조하거나 습도가 높은 상태에서 염류가 높은 토양의 차양막(400) 시설 내 온도가 30도 이상으로 1주일 이상 지속될 때 피해가 많이 발생하는데 인삼 잎 가장자리부터 서서히 마르면서 죽는다. 본 발명의 지능형 인삼 재배 장치는 습도 센서의 습도 측정값에 따라 공급 유니트(200)의 농업 용수 또는 환풍기의 풍량을 조절하여 인삼 재배에 적합한 습도 및 온도를 제공할 수 있다.

토양 온도 센서(140)는 토양의 온도를 측정할 수 있다. 인삼 재배에 있어서, 생장저해, 건조피해, 일사피해, 동결피해 등 온도에 의한 발병을 방지하기 위해서 온도 조절은 중요하다. 인삼은 0℃이하의 저온과 30℃이상의 고온에서 피해를 입을 수 있다. 겨울철의 저온은 인삼조직의 동결에 영향을 주는데 특히 지표면에 가까운 뇌두에 영향을 준다. 봄이 되어 온도가 올라가면 토양이 해동하게 되는데 이 때 인삼도 따라 해동한다. 그리고 한낮의 온도가 높아지면서 낮에 녹고 밤에 어는 조건이 반복되면 동결된 조직이 연화 부패한다. 대체로 병원균은 상처 난 조직과 썩은 조직을 선호하기 때문에 수없이 조직에 침투한다. 여름에 무더위를 동반하는 더위는 생장의 저해를 가져오고 식물체가 생장할 수 있는 조건을 상실하게 만든다. 여기에 태양의 열사와 대기의 수분이 과습되면서 식물체는 시들해지고 여기에 장마에 의해 흙탕물이 경엽에 튀면 조직이 연화되어 그 연화된 조직에 병원균이 침투한다. 이와 같은 온도에 의한 발명을 억제하기 위해서, 토양 온도 센서(140)의 온도 측정 값을 근거로 공급 유니트(200)의 공급 물과 풍량을 조절할 수 있다.

모니터링 카메라(110)는 인삼을 직접적으로 촬영하여, 인삼의 생장 상태에 대한 정보인 병충해 감염 여부, 인삼의 생장 상태(촬영에 의해 측정되는 잎의 크기, 줄기의 길이 등), 인삼 외 식물의 존재 여부 등을 감지할 수 있다. 인삼 재배지는 일정한 영역으로 구획화되고, 개별 구역당 모니터링 카메라(110)가 구비될 수 있다. 각 구역의 모니터링 카메라(110)는 해당 구역의 인삼(지상 부분, 줄기와 잎)을 촬영하여 제어 유니트(300)와 모니터링 유니트(500)에 전송할 수 있다.

모니터링 카메라(110)로 촬영된 영상은 제어 유니트(300) 또는 모니터링 유니트(500)에서 색상 분석이 될 수 있다. 기준 색상 값과 비교하여, 기준 값과 다른 색상의 위치 또는 영역을 추출할 수 있다. 추출 값에 따라 인삼의 병충해 감염, 이종 식물의 발생, 인삼의 성장 상태를 산출할 수 있다. 기준 색상 값은 재배되는 인삼의 종류에 따라 달라질 수 있다.

공급 유니트(200)는 제어 유니트(300)의 제어에 따라 토양의 PH, 토양의 수분, 대기의 습도, 대기의 온도, 토양의 온도 중 적어도 하나를 조절할 수 있다.

모니터링 카메라(110)로 촬형한 영상은 제어 유니트(300)에 의해 모니터링 유니트(500)로 전송될 수 있다. 재배자는 모니터링 유니트(500)에 표시되는 영상을 통해 인삼의 재배 상태를 시각적으로 파악할 수 있다.

센서 유니트(100)의 전원은 차양막(400) 상단에 설치된 태양광 모듈(410)을 통해 공급될 수 있다. 센서 유니트(100)는 넓은 재배지에 반복적으로 복수로 설치될 수 있다. 넓은 농지 영역에 복수의 센서 유니트(100)의 구성들이 설치되게 되면, 다수의 전선에 대한 설비가 요구되고, 전선 설비에 대한 유지보수관리에 대한 문제가 발생할 수 있다. 따라서 전력 소비가 비교적 적은 센서 유니트(100)의 전원은 해당 구역에 설치된 태양광 모듈(410)을 통해 공급될 수 있다. 또한 인삼은 직사 광선을 차단하고 산란광을 통해서 광합성을 해야되기 때문에 차양막(400) 설치가 필수적이다. 따라서 차양막(400)에 태양광 모듈(410)을 설치하게 되면 태양광 모듈(410) 설치에 필수 요건인 설치 부지에 대한 요건를 충족할 수 있다.

일 예로, 본 발명의 인삼 재배 장치에는 인삼에 조사되는 태양광을 차단하는 차양막(400)이 마련될 수 있다. 이때, 태양에 대면되는 차양막(400)의 일면에는 태양광을 이용해서 전기를 생산하는 솔라 패널이 마련될 수 있다. 솔라 패널에서 생산된 전기는 센서 유니트(100), 공급 유니트(200), 제어 유니트(300) 중 적어도 하나의 구동 전력으로 사용될 수 있다.

공급 유니트(200)는 인삼 생장에 필요한 생장 자원을 공급할 수 있다.

생장 자원은 인삼 생장에 필요한 자원으로 물, 비료, 농약, 석회 물질(PH 조절 물질), 바람, 지하수(온도 조절 냉각수용) 등일 수 있다.

공급 유니트(200)는 토양 수분 공급부(210), 지상 수분 공급부(220), 환풍부(230), 냉각수 지하 관정부(240)를 포함할 수 있다.

토양 수분 공급부(210)는 지하에 매설되어 인삼이 재배되는 토양 속에 수분을 공급할 수 있다. 토양 수분 공급부(210)는 재배지 토양의 물 빠짐 상태에 따라서 매설 깊이 및 개수가 조절될 수 있다. 토양 수분 공급부(210)는 지하를 관통하고 물이 통과하는 파이프를 포함할 수 있으며, 파이프의 중간에는 물이 토출되는 구멍 또는 밸브가 형성될 수 있다.

지상 수분 공급부(220)는 인삼에 대면되는 차양막(400)의 타면에 설치될 수 있다. 지상 수분 공급부(220)는 인삼의 위에서 인삼을 향해 물을 분사하는 형태로 수분을 공급할 수 있다. 지상 수분 공급부(220)에 따르면, 자연적인 비와 유사한 형태로 인삼에 고르게 물을 공급할 수 있다.

토양 수분 공급부(210) 또는 지상 수분 공급부(220)는 수분을 공급하는 동시에 농약, 비료, 석회물질 등을 물에 희석하여 공급할 수 있다.

환풍부(230)는 별도의 거치대로 지면에 설치되거나 차양막(400)의 기둥에 고정되어 설치될 수 있다. 환풍부(230)는 인삼 재배지의 공기를 유통시켜 온도와 습도를 조절할 수 있다.

냉각수 지하 관정부(240)는 지하수를 공급받기 위한 관정일 수 있다. 냉각수 지하 관정부(240)는 지하 수원에 연결되고 지표면을 흐르는 물의 온도 또는 대기의 온도보다 상대적으로 낮은 온도의 지하수를 끌어올릴 수 있다. 공급 유니트(200)는 제어 유니트(300)의 제어에 의해 지하 수원의 지하수를 이용해서 인삼 주변의 대기 온도 또는 토양의 온도를 낮출 수 있다. 구체적으로, 평균 기온보다 온도가 낮은 지하수로 재배지의 온도가 기준치보다 높아지면, 공급 유니트(200)는 냉각수 지하 관정부(240)를 이용해서 차가운 지하수를 끌어올려 재배지의 온도를 내릴 수 있다.

냉각수 지하 관정부(240)는 직접적으로 재배지에 분사될 수도 있지만, 도 2에 도시된 바와 같이, 지상 수분 공급부(220) 또는 토양 수분 공급부(210)에 호스(241)로 연결하여 간접적으로 지하수를 공급될 수 있다. 다시 말해 토양, 인삼 또는 차양막(400) 주변에 차가운 온도의 파이프가 마련되고, 차가운 온도의 파이프를 이용해 토양 또는 대기의 온도를 낮출 수 있다.

공급 유니트(200)는 냉각수 지하 관정부(240)를 이용해서 토양 또는 인삼에 지하수를 공급할 수 있다. 대기 온도 또는 지표면의 물보다 차가운 지하수가 토양 또는 인삼에 직접 공급되면 인삼의 생장이 방해받을 수 있다. 인삼의 생장이 제한되지 않도록 냉각수 지하 관정부(240)에는 지하수가 흐르는 호스(241)가 마련될 수 있다.

호스(241)는 토양으로부터 인출되어 차양막(400)까지 연장될 수 있다. 이때, 지하수는 호스(241)를 따라 차양막(400)까지 유동되면서 주변의 열을 흡수할 수 있다. 주변의 열을 흡수한 지하수는 차양막(400)을 거친 후 인삼을 향해 분출되거나, 인삼이 재배되는 토양에 뿌려지거나 공급될 수 있다.

냉각수 지하 관정부(240)는 토양 수분 공급부(210) 또는 지상 수분 공급부(220)에 연결되거나, 토양 수분 공급부(210) 또는 지상 수분 공급부(220)와 일체로 형성될 수 있다.

공급 유니트(200)의 각 구성인, 토양 수분 공급부(210), 지상 수분 공급부(220), 환풍부(230), 냉각수 지하 관정부(240)들의 생장 자원 공급량은 센서 유니트(100)의 측정값과 다른 구성의 공급값을 근거로 공급될 수 있다. 예를 들어, 지상 수분 공급부(220)로부터 지상으로 공급된 수분은 토양에 흡수되기 때문에 토양의 수분량에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 토양 수분 공급부(210)의 수분 공급량은 지상 수분 공급부(220)의 수분 공급량과 토양 수분 센서로 측정된 토양 수분 값(수분량)을 복합적으로 근거하여 산출될 수 있다.

제어 유니트(300)는 센서 유니트(100)의 측정값과 모니터링 유니트(500)의 사용자 설정값을 근거로 공급 유니트(200)를 제어할 수 있다.

제어 유니트(300)는 인삼 재배지에 구비될 수 있다. 제어 유니트(300)는 인삼 재배지 현장에 설치됨으로써, 센서 유니트(100)와 공급 유니트(200)와 근거리 통신 방식으로 연결가능할 수 있다. 재배지의 환경과 인삼의 생장 상태는 실시간으로 변할 수 있고, 이에 실시간으로 대응하기 위해서는 제어 유니트(300)는 센서 유니트(100)로부터 실시간으로 재배 정보를 전송받을 필요가 있다. 또한 제어 유니트(300)는 실시간으로 제공받은 재배 정보에 따라 공급 유니트(200)에 공급 명령을 하달할 필요가 있다. 즉, 제어 유니트(300)와 센서 유니트(100), 공급 유니트(200) 간에는 빈번하게 통신 정보가 교환되기 때문에 통신 유지비가 비교적 절감되는 근거리 통신으로 연결되는 것이 유리할 수 있다.

제어 유니트(300)는 센서 유니트(100), 공급 유니트(200) 또는 모니터링 유니트(500)와 통신 연결되는 통신부(310)와, 공급 유니트(200)에 제어 명령을 내리는 제어부(320)를 포함할 수 있다.

통신부(310)는 센서 유니트(100) 또는 모니터링 유니트(500)와 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다.

통신부(310)는 센서 유니트(100)의 측정값을 전송받고, 전송받은 측정값을 제어부(320) 또는 모니터링 유니트(500)로 전송할 수 있다.

통신부(310)는 LTE WIFI 등의 무선 통신망을 통해서 센서 유니트(100), 공급 유니트(200), 모니터링 유니트(500) 중 적어도 하나에 통신연결될 수 있다.

LTE WIFI는 LTE-Wi-Fi Carrier Aggregation, LTE-Wi-Fi Link Aggregation, LTE-H, LTE-X로 명칭되는 기술로, LTE와 WIFI의 통신 체제를 통합한 통신망일 수 있다. 보통 인터넷을 통해 연결되어 있는 기기들은 여러 경로들을 통해 동시에 연결될 수 있고, WIFI나 LTE도 각각 다른 하나씩의 경로를 사용할 수 있다. 즉, TCP는 기본적으로 보내는 기기와 받는 기기 사이에 통신하는 경로(path)가 하나로 구성되어 있기 때문에 이 중 하나밖에 사용할 수 없을 수 있다. LTE WIFI는 WIFI나 LTE도에 통신 경로를 각각 복수로 만드는 별도의 수단을 구비한 통신 장치이다.

일 실시예로, LTE WIFI는 Multipath TCP (MPTCP)를 구비함으로써, 통신 경로를 여러 개로 늘릴수 있다. 기존의 TCP 계층이 하나의 MPTCP 계층과 그 밑의 여러 TCP 서브플로우(하위 흐름)로 나뉘고, 이에 따라 IP도 TCP 서브플로우의 개수만큼 나뉠수 있다. 이를 통해 MPTCP를 송신자와 수신자가 모두 지원한다면 한 데이터 덩어리를 보낼 때에도 여러 경로(WIFI나 LTE 경로)로 나누어 보낼 수 있습니다.

따라서, 통신부(310)는 LTE와 WIFI 망을 모두 사용하는 LTE WIFI를 사용함으로써, 제어 유니트(300)와 근거리에 설치되는 센서 유니트(100) 또는 공급 유니트(200)는 WIFI망을 높은 비중으로 사용할 수 있고, 원거리에 위치하는 모니터링 유니트(500)와는 LTE 망으로 연결될 수 있다.

제어부(320)는 센서 유니트(100)의 측정값, 모니터닝 유니트로부터 전달받은 사용자 설정값을 근거로 공급 유니트(200)에 제어 명령을 하달할 수 있다.

제어부(320)는 센서 유니트(100)의 측정값을 변수로 하고, 사용자 설정값을 기준값으로 하며, 공급 유니트(200)에서 공급해야될 생장 자원 공급량을 산출하고, 산출된 공급량에 대한 제어 명령을 공급 유니트(200)에 하달할 수 있다. 사용자 설정값은 모니터링 유니트(500)로부터 입력될 수 있다.

모니터링 유니트(500)는 제어 유니트(300)와 통신망으로 연결되고, 제어 유니트(300)를 통해 재배 정보를 전달받을 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 센서 유니트(100)로 측정된 측정값은 제어 유니트(300)의 통신부(310)로 전송되고, 통신부(310)가 전송받은 측정값은 모니터링 유니트(500)로 전송될 수 있다.

모니터링 유니트(500)는 휴대가 용이한 스마트 기기 또는 데이터 관리가 용이한 PC 등을 포함할 수 있다. 즉 모니터링 유니트(500)는 휴대가 용이한 스마트 기기인 휴대 단말부(510)와 데이터 관리가 용이한 PC인 데이터 서버부(520)를 포함할 수 있다.

휴대 단말부(510)를 이용해서 재배자는 원격에서 재배지의 재배 정보를 모니터링하고, 사용자 설정값을 입력하여 제어 유니트(300)로 전송할 수 있다.

휴대 단말부(510)는 재배지의 재배 정보를 도 5에 도시된 바와 같이, 수치로 모닝터링하거나, 도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 영상으로 모니터링할 수 있다.

도 5에 도시된 바와같이, 휴대 단말부(510)는 항목 리스트창(511), 현재 재배 상태창(515), 사용자 설정값 문자 입력창(512), 사용자 설정값 선택창(513)이 표시될 수 있다.

항목 리스트창(511)에는 지상 온도, 지하 온도(토양 온도), 지상 습도, 지하 수분(토양 수분), 토양 PH, 생장 자원(비료, 물, 농약, PH 조절 물질 등) 공급 주기 등의 항목 리스트가 표시될 수 있다.

현재 재배 상태창(515)은 항목 리스트창(511)의 좌측 또는 우측에 인접하게 표시될 수 있다. 현재 재배 상태창(515)에는 센서 유니트(100)에서 측정된 재배 정보가 항목 리스트창(511)의 각 항목에 매칭되게 표시될 수 있다. 현재 재배 상태창(515)의 수치는 사용자가 모니터링 유니트(500)에서 수정할 수 없다.

사용자 설정값 문자 입력창(512)은 항목 리스트창(511) 또는 현재 재배 상태창(515)의 좌 또는 우측에 인접하여 표시될 수 있다. 사용자 설정값 문자 입력창(512)은 키패드를 통해서 직접적인 수치를 입력할 수 있다. 입력된 수치는 제어 유니트(300)로 전송되어 생장 자원 공급량 산출의 기준값으로 사용될 수 있다.

사용자 설정값을 선택창은 사용자 설정값 문자 입력창(512)와 인접하여 표시될 수 있다. 사용자 설정값 선택창(513)을 통해서 사전에 정의된 값들 중 하나로 사용자 설정값을 설정할 수 있다. 예를 들어서 사용자 설정값 선택창(513)을 활성화하면 사용자 설정값 문자 입력창(512)이 상측 또는 하측으로 확장되어 복수의 사전에 정의된 값들이 정렬되어 표시될 수 있고, 이 값들 중 하나를 선택하여 사용자 설정값으로 지정할 수 있다.

휴대 단말부(510)에는 센서 유니트(100)의 측정 정보의 목표값을 입력하는 입력 메뉴가 표시될 수 있다. 입력 메뉴는 사용자 설정값 문자 입력창(512) 또는 사용자 설정값 선택창(513)을 포함할 수 있다.

입력 메뉴에는 온도, 습도, PH 등의 목표값이 직접 입력되는 수동 재배 환경 설정 모드와, 인삼의 종류, 재배단계, 재배 토양 종류를 등을 입력하여 그에 해당하는 재배 정보가 기설정된 설정값으로 지정되는 자동 재배 환경 설정 모드가 마련될 수 있다.

수동 재배 환경 설정 모드는 도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 재배 정보(측정 정보)에 대한 사용자 설정값(목표값)을 직접 수치로 입력하는 모드일 수 있다. 수동 재배 환경 설정 모드는 재배자가 자체적인 재배 온도, 습도, PH 등에 대한 노하우를 보유하거나 특수한 재배 목적(재배 조건 실험 등)으로 인삼을 재배할 때 적합할 수 있다.

자동 재배 환경 설정 모드는 도 6에 도시된 바와 같이, 인삼의 종류, 재배 토양의 종류, 현재 인삼의 재배 단계 등을 입력하면, 입력된 값에 따라 지상 온도, 토양 온도, 지상 습도, 토양 수분, 토양 PH에 대한 수치가 기설정된 사용자 설정값으로 설정될 수 있다. 다시 말해 자동 재배 환경 설정 모드는 인삼의 종류, 재배 단계, 재배 토양의 종류에 매칭되는 측정 정보 또는 재배 정보의 목표값이 자동으로 세팅되는 모드일 수 있다.

인삼의 종류는 자경종, 확숙종, 청경종, 등황숙종, KG-101, KG-102, KG-104 등 다향한 종류가 있으며, 각 종류에 따라 잎의 색상, 성장 속도, 체형 등이 달라질 수 있다. 예를 들어, 자경종은 줄기와 엽병이 완전히 자색을 띠거나 반은 자색, 반은 녹색을 띠며 성숙하면 홍색이 되지만, 황숙종의 경우 줄기와 엽병 모두 순록색을 띠며 장과가 성숙하면 황색이 된다. 즉 모니터링 카메라(110)로 촬영된 영상을 분석을 할 때에도 기준이 되는 색상 값이 다르게 된다.

또한, 성장 단계에 있어서도, 발아단계, 1년차, 2년차 등 단계마다 요구되는 생장 자원은 달라질 수 있다.

자동 재배 환경 설정 모드는 인삼의 종류, 재배 단계, 토양 종류 등 간단한 몇 가지 정보를 입력함으로써, 복잡한 세부적 사용자 설정값 수치들이 자동으로 설정되게 할 수 있다.

휴대 단말부(510)는 현재 재배 상태를 영상으로 모니터링할 수 있다. 도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 휴대 단말부(510)는 재배 영상 표시창(514)을 통해서, 모니터링 카메라(110)로 촬영된 영상을 표시할 수 있다. 휴대 단말부(510)에 재배자가 재배 구역 번호를 입력하면, 휴대 단말부(510)는 해당 재배 구역의 영상을 재배 영상 표시창(514)을 통해서 표시할 수 있다.

재배 영상 표시창(514)은 모니터링 카메라(110)로 촬영된 재배 현장의 영상을 표시하고, 병충해 등의 이상 상태가 발생할 시에는 도 8에 도시된 바와 같이, 이상 상태 표시 커서(516)가 재배 영상 중 이상 상태가 발생한 부분에 표시될 수 있다. 이상 상태 표시 커서(516)를 통해 재배자는 병충해 발생의 세부적인 위치를 손쉽게 확인할 수 있다.

구체적으로, 제어 유니트(300)는 인삼을 촬영한 모니터링 카메라(110)의 촬영 영상을 입구하고, 무선 통신 모듈 등을 통해 모니터링 유니트(500)로 전송할 수 있다.

모니터링 유니트(500)는 제어 유니트(300)로부터 촬영 영상을 전송받아 분석할 수 있다. 모니터링 유니트(500)는 촬영 영상에 표시되는 인삼의 줄기 또는 잎을 주변 환경과 구분할 수 있다. 모니터링 유니트(500)는 인삼의 줄기 또는 잎의 색깔과 설정 색깔을 비교하고, 설정 색깔과 다른 인삼의 줄기 또는 잎을 지지하는 이상 상태 표시 커버를 촬영 영상 상에 표시할 수 있다.

데이터 서버부(520)는 휴대 단말부(510)의 모니터링 기능과 사용자 설정값 입력 기능을 기본적으로 포함하고 있으며, 이에 추가하여, 지속적으로 측정되는 센서 유니트(100)의 측정값과, 공급 유니트(200)의 공급값을 수집할 수 있다. 센서 유니트(100)의 측정값이 측정되었을 때, 공급 유니트(200)가 공급한 생장 자원 공급값은 매칭되어 저장될 수 있다.

수집된 데이터는 통계적 데이터로 연구에 활용될 수 있다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

100...센서 유니트 110...모니터링 카메라
120...습도 센서, 지상 온도 센서 130...토양 PH 센서, 토양 수분 센서
140...토양 온도 센서 200...공급 유니트
210...토양 수분 공급부 220...지상 수분 공급부
230...환풍부 240...냉각수 지하 관정부
241...호스 300...제어 유니트
310...통신부 320...제어부
400...차양막 410...태양광 모듈
500...모니터링 유니트 510...휴대 단말부
511...항목 리스트창 512...사용자 설정값 문자 입력창
513...사용자 설정값 선택창 514...재배 영상 표시창
515...현재 재배 상태창 516...이상 상태 표시 커서
520...데이터 서버부

Claims

인삼의 재배 정보를 수집하는 센서 유니트;
상기 인삼에 물과 영양분이 포함된 생장 자원을 공급하는 공급 유니트;
상기 공급 유니트로부터 상기 인삼으로 공급되는 상기 생장 자원의 공급양을 제어하는 제어 유니트;
원거리에서 상기 인삼의 재배 상태를 모니터링하는 모니터링 유니트;를 포함하고,
상기 인삼에 조사되는 태양광을 차단하는 차양막이 마련되고,
상기 차양막의 일면이 태양에 대면될 때, 상기 차양막의 타면은 상기 인삼에 대면되며,
상기 공급 유니트에는 지하 수원에 연결된 냉각수 지하 관정부가 마련되며,
상기 냉각수 지하 관정부에는 상기 지하수가 흐르는 호스가 마련되고,
상기 호스는 토양으로부터 인출되어 상기 인삼에 대면되는 상기 차양막의 타면까지 연장되며,
상기 지하수는 상기 호스를 따라 상기 차양막까지 유동되면서 주변의 열을 흡수하고,
상기 공급 유니트에는 상기 인삼에 대면되는 상기 차양막의 타면에 설치된 지상 수분 공급부가 마련되며,
상기 지상 수분 공급부는 상기 호스를 따라 상기 차양막의 타면까지 유동된 상기 지하수를 상기 인삼의 위에서 상기 인삼을 향해 분사하고,
상기 차양막의 기둥에 설치되는 환풍부가 마련되며,
상기 환풍부는 상기 차양막 아래에 형성된 인삼 재배지의 공기를 유통시켜 온도와 습도를 조절하고,
상기 센서 유니트는 토양 PH 센서, 상기 인삼을 촬영하는 모니터링 카메라를 포함하고,
상기 토양 PH 센서는 상기 인삼이 재배되는 토양의 PH를 측정하며,
상기 제어 유니트는 상기 모니터링 카메라의 촬영 영상을 입수하고,
상기 모니터링 유니트는 상기 제어 유니트로부터 상기 촬영 영상을 전송받아 분석하고, 상기 촬영 영상에 표시되는 인삼의 줄기 또는 잎을 주변 환경과 구분하며, 상기 인삼의 줄기 또는 잎의 색깔과 설정 색깔을 비교하고, 설정 색깔과 다른 인삼의 줄기 또는 잎을 지시하는 이상 상태 표시 커서를 상기 촬영 영상 상에 표시하는 인삼 재배 장치.
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제1항에 있어서,
태양에 대면되는 상기 차양막의 일면에는 태양광을 이용해서 전기를 생산하는 솔라 패널이 마련되며,
상기 솔라 패널에서 생산된 전기는 상기 센서 유니트, 상기 공급 유니트, 상기 제어 유니트 중 적어도 하나의 구동 전력으로 사용되는 인삼 재배 장치.
제1항에 있어서,
상기 공급 유니트는 지하에 매설되고 상기 인삼이 재배되는 토양 속에 수분을 공급하는 토양 수분 공급부 및 토양 밖에 설치되고 인삼을 향해 물을 분사하는 상기 지상 수분 공급부를 포함하고,
상기 토양 수분 공급부로부터 공급되는 수분 또는 상기 지상 수분 공급부로부터 공급되는 물에는 농약, 비료, 석회 물질이 포함되는 인삼 재배 장치.
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제1항에 있어서,
상기 모니터링 유니트는 상기 제어 유니트와 무선 통신하는 휴대 단말부를 포함하고,
상기 휴대 단말부에는 상기 제어 유니트로부터 전송된 상기 센서 유니트의 측정 정보, 상기 측정 정보의 목표값을 입력하는 입력 메뉴가 표시되며,
상기 입력 메뉴에는 수동 재배 환경 설정 모드와 자동 재배 환경 설정 모드가 마련되고,
상기 수동 재배 환경 설정 모드는 상기 측정 정보의 목표값이 직접 입력되는 모드이며,
상기 자동 재배 환경 설정 모드는 상기 인삼의 종류, 재배 단계, 재배 토양의 종류 중 적어도 하나가 입력되면, 상기 인삼의 종류, 상기 재배 단계, 상기 재배 토양의 종류에 매칭되는 상기 측정 정보의 목표값이 자동으로 세팅되는 모드인 인삼 재배 장치.
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