KR101985656B1 - 방위, 시기 및 시간에 따라 그늘량을 연산하는 온실 주향 결정 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 방위에 따라 그늘량을 연산하여 온실의 주향을 결정하는 방법으로서, (a) 위치 정보 입력 모듈(10)에, 지면 상의 온실(100)이 설치되는 위치가 입력되는 단계(S100); (b) 온실 모델링 입력 모듈(30)에, 상기 온실(100)의 골조의 형태 및 차광막(170)에 관한 정보가 입력되는 단계(S110); (c) 상기 (b) 단계에서 입력된 정보에 따른 온실(100)이 모델링 되는 단계(S120); (d) 그늘량 연산 모듈(50)에서, 기상청의 기상데이터베이스(60)로부터 상기 위치에 해당하는 태양 고도에 관한 정보를 로딩하여, 하루 동안 변하는 태양 고도에 따른 상기 온실(100) 내부의 일일 그늘량이 연산되고, 상기 일일 그늘량의 합인 총 그날량이 연산되는 단계(S130); (e) 상기 위치 정보 입력 모듈(10)에서, 지면 상의 상기 온실(100)의 기준점이 결정된 후, 상기 그늘량 연산 모듈(50)에서, 상기 기준점을 중심으로 상기 온실(100)을 정북을 기준으로 90도 회전시키면서 소정의 각도마다 상기 (d) 단계가 반복되어, 상기 온실(100) 내부의 총 그늘량이 연산되는 단계(S140); 및 (f) 주향 결정 모듈(70)에서, 상기 (d) 단계에서 연산된 총 그늘량들 중 총 그늘량의 최소값에 대응되는 특정 각도가 선택되며, 상기 선택되는 특정 각도가 상기 온실(100)의 주향으로 결정되는 단계(S150); 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 온실 주향 결정 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 방위, 시기 및 시간에 따라 그늘량을 연산하는 온실 주향 결정 방법에 관한 것이다.
식물의 대사를 유지하는 데에 태양광이 에너지로 요구되는 바, 농가에서는,난지(暖地)의 식물을 재배하고, 평상 이외의 계절에 개화(開花) 및 결실(結實)시킬 목적으로 내부의 온도를 높일 수 있는 온실이 많이 사용된다.
다만, 온실 내로 입사되는 햇볕의 양은 비닐의 재질에 의해 노지(露地)에 직접적으로 입사되는 햇볕의 양보다 적게 입사되기 때문에, 온실 내의 작물은 노지의 작물에 비해 더 적은 양의 햇볕만으로 성장할 수 밖에 없다.
한편, 온실은 통상 골조와 그 골조 위를 빛이 통과할 수 있는 투명한 비닐로 덮어서 만들어진다.
이와 같이, 온실의 골조는 온실의 구조 유지 및 지지를 위해, 당연히 필요한 구성이나, 이러한 골조로 인해, 온실 내부에는 그늘이 불가피하게 발생된다.
한편, 종래의 농가에서는, 투광량을 최대화 하기 위하여 관례적으로 온실을 동서방향 또는 남북방향으로 설치하였는 바, 온실이 설치되는 방향 및 시간에 따른 그늘량의 변화를 정량적으로 알 수 없는 문제점이 있었다.
또한, 온실의 최종 목적은, 온실에 재배되는 작물의 재배 환경을 최적화시킴으로써, 작물의 생장을 극대화시키는데 있음에도 불구하고, 온실 골조, 피복 및 작물에 의한 그늘량을 명확하게 알지 못하고, 온실의 골조 구조 및 주향을 결정하는 문제점이 있었다.
이에 더하여, 온실 설치자는 온실의 주향을 온실이 설치되는 공간의 효율성에 따라, 임의로 결정을 하는 경우도 빈번하며, 한번 온실이 설치되면 다시 재설치하는 것이 곤란한 점에 비추어 볼 때, 그늘량이 많은 상태에서 온실 내에 작물이 재배됨에 따라, 재배자가 감수해야되는 피해가 막대한 문제점이 있었다.
한편, 종래 기술인, KR 10-2016-0069773 A은, 그늘영역 조명 기능 및 작물별 선택적 조명 기능을 가지는 온실장치에 관한 것으로서, 재배되는 작물별로 특정 파장의 빛을 선택하여 조명하는 것에 의해 작물의 생산성을 높일 수 있도록 하는 그늘영역 조명 기능 및 작물별 선택적 조명 기능을 가지는 온실장치에 관한 기술이다.
또한, 종래 기술인, KR 10-2012-0023039 A은, 온실에 관한 것으로서, 온실을 보온하는 기술이다.
이와 같이, 종래에는 미리 온실에 생기는 그늘량을 시뮬레이션함으로써, 온실의 골조 구조 및 주향을 결정하는 기술이 전혀 존재하지 않았다.
이에 따라, 온실을 설치하기 전에 미리 온실 내부에 발생되는 그늘을 연산할 수 있고, 온실 내에 재배되는 작물을 고려하여 온실의 골조 구조 및 주향을 결정함으로써, 온실 내에 생기는 그늘량을 최소화할 수 있는 기술에 대한 필요성이 매우 높은 실정이다.
(특허문헌 1) KR 10-2016-0069773 A
(특허문헌 2) KR 10-2012-0023039 A
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것이며, 구체적으로, 온실에 재배되는 작물의 재배 기간 동안, 온실 내부에 생기는 그늘량이 최소가 되는 방향을 온실의 주향으로 결정하는, 그리고 그늘량이 최소가 되는 골조 구조를 제안할 수 있는, 온실 주향 결정 방법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은, (a) 위치 정보 입력 모듈(10)에, 온실(100)이 설치되는 위치가 입력되는 단계(S100); (b) 온실 모델링 입력 모듈(30)에, 상기 온실(100)의 골조의 형태에 관한 정보가 입력되는 단계(S110); (c) 상기 (b) 단계에서 입력된 정보에 따른 온실(100)이 모델링 되는 단계(S120); (d) 그늘량 연산 모듈(50)에서, 기상청의 기상데이터베이스(60)로부터 상기 위치에 해당하는 태양 고도에 관한 정보를 로딩하여, 하루 동안 변하는 태양 고도에 따른 상기 온실(100) 내부의 일일 그늘량이 연산되고, 상기 일일 그늘량의 합인 총 그늘량이 연산되는 단계(S130); (e) 상기 위치 정보 입력 모듈(10)에서, 지면 상의 상기 온실(100)의 기준점이 결정된 후, 상기 그늘량 연산 모듈(50)에서, 상기 기준점을 중심으로 상기 온실(100)을 정북을 기준으로 90도 회전시키면서 소정의 각도마다 상기 (d) 단계가 반복되어, 상기 온실(100) 내부의 총 그늘량이 연산되는 단계(S140); 및 (f) 주향 결정 모듈(70)에서, 상기 (d) 단계에서 연산된 총 그늘량들 중 총 그늘량의 최소값에 대응되는 특정 각도가 선택되며, 상기 선택되는 특정 각도가 상기 온실(100)의 주향으로 결정되는 단계(S150); 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 온실 주향 결정 방법을 제공한다.
또한, 상기 (c) 단계에서, 그늘량 연산 모듈(50)은, 소정의 시간 간격을 두고, 하루 동안의 상기 온실(100) 내부의 그늘량을 측정한 후, 상기 시간별 측정 값들을 모두 더한 값을, 특정 각도에서의 일일 그늘량으로 결정하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 (d) 단계에서, 상기 온실(100) 내부의 일일 그늘량은, 상기 온실(100) 내부 바닥면에 가해지는 그늘의 면적인 것이 바람직하다.
또한, 작물의 생장 높이에 관한 정보가 저장되어 있는 작물 데이터 입력 모듈(80)을 더 포함하며, 상기 작물 데이터 입력 모듈(80)에, 상기 온실(100)에 재배되는 작물이 입력되고, 상기 (d) 단계는, 상기 그늘량 연산 모듈(50)에, 상기 온실(100)에 재배되는 작물의 재배 기간이 더 입력되고, 상기 기상청의 기상데이터베이스(60)로부터 상기 재배 기간에 해당하는 태양 고도에 관한 정보를 로딩하여, 상기 재배 기간 동안의 상기 일일 그늘량의 합이 총 그늘량으로 연산되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 (c) 단계에서는, 상기 온실(100)에 재배되는 작물에 대응되는 가상 작물 객체(190)가 모델링되고, 상기 (d) 단계에서, 상기 온실(100) 내부의 일일 그늘량은, 상기 가상 작물 객체(190)에 가해지는 그늘의 면적인 것이 바람직하다.
또한, 상기 (b) 단계에서, 온실 모델링 입력 모듈(30)에는, 차광막(170)의 투광율에 대한 정보가 더 입력되고, 상기 (d) 단계에서는, 상기 투광율을 더 이용하여 상기 총 그늘량이 연산되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 (a) 단계에서, 상기 위치 정보 입력 모듈(10)에 입력되는 상기 온실(100)의 위치는, 상기 위치의 위도 및 경도인 것이 바람직하다.
또한, 상기 (b) 단계에서, 상기 온실(100)은, 상기 온실(100)의 주향을 따라, 소정의 간격을 두고 배치되며, 상기 주향과 수직한 방향으로 연장되며, 양 단부는 지면에 고정되도록 형성되는 복수 개의 서까래(110); 및 상기 주향과 동일한 방향으로 연장되며, 상기 복수 개의 서까래(110)와 결합되어 상기 온실(100)의 골격을 형성하는 복수 개의 도리(130); 를 포함하며, 상기 서까래(110)는, 아치형으로 형성된 제 1 부분(112)을 포함하되, 상기 제 1 부분(112)은 상기 온실(100)의 지붕 측에 형성되고, 상기 제 1 부분(112)을 제외한 나머지 부분인 제 2 부분(114)은 한 쌍으로 형성되며, 상기 한 쌍의 제 2 부분(114)의 일 단부는 각각 상기 지면에 고정되도록 형성되고, 상기 온실 모델링 입력 모듈(30)에 입력되는 상기 온실(100) 골조의 형태에 관한 정보는, 상기 온실(100)의 길이; 상기 한 쌍의 제 2 부분(114)의 사이의 직선 거리인 바닥폭(d1); 상기 제 1 부분(112)의 양 단부 사이의 직선 거리인 측고폭(d2); 상기 제 1 부분(112)인 아치형의 곡률 반경인 아치 반경; 지면을 기준으로 상기 제 2 부분(114)의 높이인 측고(d3); 및 지면을 기준으로 상기 제 1 부분(112)의 최고 높이인 동고(d4); 를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 온실 모델링 입력 모듈(30)에 입력되는 상기 온실(100) 골조의 형태에 관한 정보는, 상기 서까래(110) 및 도리(130)의 단면의 직경; 상기 복수 개의 서까래(110)의 개수 및 이들의 간격; 상기 복수 개의 도리(130) 중 상기 서까래(110)의 제 1 부분(112)에 결합되는 도리(130)의 개수 및 이들의 간격; 상기 복수 개의 도리(130) 중 상기 서까래(110)의 제 2 부분(114)에 결합되는 도리(130)의 개수 및 이들의 간격; 및 상기 서까래(110)의 제 1 부분(112)을 지면으로부터 고정시키는 보조 기둥(140)의 개수 및 이들의 간격; 을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 온실 모델링 입력 모듈(30)에 입력되는 상기 온실(100) 골조의 형태에 관한 정보는, 상기 온실(100)의 출입구(150, 152)의 개방 여부; 및 상기 출입구(150, 152)가 개방되는 경우에는 상기 출입구(150, 152)의 위치, 폭 및 높이; 를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 온실 주향 결정 방법은, 온실 내부에 생기는 그늘량이 최소가 되는 온실의 주향 및 골조 구조를 제공함에 따라, 온실 내에 재배되는 작물의 생장 환경을 개선시킬 수 있으며, 이에 따른 작물의 수확량을 극대화시킬 수 있다.
또한, 온실 내의 그늘을 연산함에 있어서, 온실 내부의 바닥 뿐만 아니라, 작물의 생장 높이까지 고려함으로써, 작물의 생장 환경에 더욱 바람직한 온실의 주향을 제공할 수 있다.
이에 더하여, 온실의 주향을 자동으로 결정하는 방법을 제공함으로써, 사용자의 정보 입력에 따라, 자동으로 온실의 형태가 모델링되고, 이에 따른 그늘량 및 온실의 주향이 자동으로 결정됨으로써, 사용자에게 편리함을 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 온실 주향 결정 방법의 블록도이다.
도 2는, 본 발명에 따른 온실 주향 결정 방법의 순서도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 온실 주향 결정 방법의 (c) 단계에서 모델링되는 온실을 개략적으로 도시한 모식도이다.
도 4는, 본 발명에 따른 온실 모델링 입력 모듈에, 온실의 골조의 형태 및 차광막에 관한 정보가 입력된 후, 오전부터 오후까지 태양 고도가 변화함에 따라, 상기 온실 내부에 그늘이 생기는 것을 개략적으로 도시한 모식도이다.
도 5는, 본 발명에 따른 온실 모델링 입력 모듈에, 온실의 골조의 형태 및 차광막에 관한 정보가 입력된 후, 오전부터 오후까지 태양 고도가 변화함에 따라, 상기 온실 내부의 가상 작물 객체에 그늘이 생기는 것을 개략적으로 도시한 모식도이다.
도 2는, 본 발명에 따른 온실 주향 결정 방법의 순서도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 온실 주향 결정 방법의 (c) 단계에서 모델링되는 온실을 개략적으로 도시한 모식도이다.
도 4는, 본 발명에 따른 온실 모델링 입력 모듈에, 온실의 골조의 형태 및 차광막에 관한 정보가 입력된 후, 오전부터 오후까지 태양 고도가 변화함에 따라, 상기 온실 내부에 그늘이 생기는 것을 개략적으로 도시한 모식도이다.
도 5는, 본 발명에 따른 온실 모델링 입력 모듈에, 온실의 골조의 형태 및 차광막에 관한 정보가 입력된 후, 오전부터 오후까지 태양 고도가 변화함에 따라, 상기 온실 내부의 가상 작물 객체에 그늘이 생기는 것을 개략적으로 도시한 모식도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 온실 주향 결정 방법을 상세히 설명한다. 여기에서, 본 발명을 이루는 구성요소들은 필요에 따라 일체형으로 사용되거나 각각 분리되어 사용될 수 있다. 또한, 사용 형태에 따라 일부 구성요소를 생략하여 사용 가능하다. 본 발명의 형태 및 구성요소의 개수에 있어서도 다양한 변형이 가능하다.
또한, 이하에서, 본 발명에 따른 온실 주향 결정 방법은, "온실"을 대상으로 하고 있으나, 현재 농가에서 널리 쓰이는, "비닐 하우스"도 그 대상으로 포함될 수 있음을 미리 명시하는 바이다.
본 발명에 따른 온실 주향 결정 방법에 있어서, "주향"이란 온실을 구성하는 서까래가 이격하여 배치되는 방향을 의미하며, 이는 온실을 구성하는 각각의 도리의 연장 방향과 동일한 방향을 의미한다.
도 1은, 본 발명에 따른, 온실 주향 결정 방법의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 온실 주향 결정 방법은, 위치 정보 입력 모듈(10), 온실 모델링 입력 모듈(30), 그늘량 연산 모듈(50) 및 주향 결정 모듈(70)을 포함하며, 이 때, 그늘량 연산 모듈(50)은 기상청의 기상데이터베이스와 연결되어 있는 바, 기상데이터베이스로부터 필요한 정보들을 로딩할 수 있도록 형성된다.
또한, 본 발명에 따른 온실 주향 결정 방법의 입력 모듈(10, 30, 50, 70)은, 상기 나열된 순서로 입력되며, 구체적인 내용들은 후술하도록 한다.
도 2는, 본 발명에 따른 온실 주향 결정 방법의 순서도이다. 도 2를 참조하면, 상기 단계(S100)은, 위치 정보 입력 모듈(10)에, 온실(100)이 설치되는 지면 상의 위치가 입력되는 단계로써, 온실(100)이 설치되는 위치의 위도 및 경도에 관한 정보가 입력된다.
이와 같이, 온실(100)이 설치되는 위치의 위도 및 경도에 관한 정보가 입력됨으로써, 기상청의 기상데이터베이스(60)로부터 상기 위도 및 경도에 따른 태양 고도에 관한 정확한 값을 정보로 로딩할 수 있다.
또한, 위치 정보 입력 모듈(10)에는, 온실(100)이 설치되는 위치의 위도 및 경도에 관한 정보 이외에도, 온실(100)이 설치되는 지면의 경사각 등이 추가로 입력될 수 있으며, 기타 온실(100) 내부에 생기는 그늘량에 영향을 줄 수 있는 위치에 관한 정보들이 추가로 더 입력될 수 있다.
상기 위치에 관한 추가적인 정보들과 관련하여, 위치 정보 입력 모듈(10)에는, 온실(100) 내부에 생기는 그늘량에 영향을 주는 구조물 및 조경에 관한 정보를 입력하여 고정 그늘이 연산되는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 구조물 및 조경에 관한 정보는, 상기 구조물과 조경의 형태 및 상기 온실(100)로부터 떨어져 있는 위치가 입력됨에 따라, 고정 그늘이 연산될 수 있다.
상기 단계(S110)에서는, 온실 모델링 입력 모듈(30)에, 온실(100)의 골조의 형태 및 차광막(170)에 관한 정보가 입력되고, 온실의 골조는, 서까래 및 도리를 포함하며, 추가적으로, 보조 기둥 및 보강 부재를 더 포함할 수 있고, 이에 대해서는 후술하도록 한다.
한편, 온실(100)은 온실(100) 내에 재배되는 작물을 직사광선으로부터 보호하기 위해, 차광막(170)을 설치할 수 있으며, 이 때, 차광막(170)이 설치되는 위치 및 면적이 온실 모델링 입력 모듈(30)에 입력된다.
이 때, 외피복재인 비닐, 유리 및 차광막(170)의 투광율에 대한 정보가 더 입력될 수 있으며, 비닐, 유리 및 차광막은 빛을 일부 투과시키는 바, 투광율이 0인 골조에 의해 발생되는 그늘과는 그늘의 세기가 다르게 형성될 수 있다.
이와 같이, 차광막에 의해 발생되는 그늘을 고려함에 있어, 단순히 상기 그늘의 면적만을 고려하는 것이 아니라, 그늘의 세기를 고려하여 그늘량을 연산할 수 있다.
상기 단계(S120)에서는, 상기 단계(S110)에서 입력된 정보에 따른 온실(100)이 모델링된다.
이 때, 온실(100)은 사용자의 편의를 위해, 모델링된 온실(100)을 사용자에게 시각적으로 제공할 수 있으며, 사용자의 요구에 따라, 온실(100)의 골조의 형태에 관한 정보를 수정할 수 있다.
상기 단계(S130)에서는, 그늘량 연산 모듈(50)에서, 기상청의 기상데이터베이스(60)로부터 상기 위치에 해당하는 태양 고도에 관한 정보를 로딩하여, 하루 동안 변하는 태양 고도에 따른 상기 온실(100) 내부의 일일 그늘량이 연산되고, 상기 일일 그늘량의 합인 총 그날량이 연산된다.
이 때, 그늘량 연산 모듈(50)에서는, 소정의 시간 간격을 두고, 하루 동안의 상기 온실(100) 내부의 그늘량을 측정한 후, 상기 시간별 측정 값들을 모두 더한 값을, 특정 각도에서의 일일 그늘량으로 결정된다.
또한, 상기 소정의 시간 간격은 사용자의 선택에 따라 조절 가능하도록 형성된다.
한편, 상기 단계(S130)에서는, 상기 그늘량 연산 모듈(50)에, 상기 온실(100)에 재배되는 작물의 재배 기간이 더 입력되고, 상기 기상청의 기상데이터베이스(60)로부터 상기 재배 기간에 해당하는 태양 고도에 관한 정보를 더 로딩하여, 상기 재배 기간 동안의 상기 일일 그늘량의 합이 총 그늘량으로 연산될 수 있다.
구체적으로, 재배 기간이 입력되며, 재배 기간은, 재배 시작일 및 수확일을 입력함으로써, 자동으로 연산될 수 있다.
이에 따라, 온실(100)이 설치되는 위치를 기준으로, 계절이 변해감에 따라, 매일 태양 고도가 변화하는 것을 반영할 수 있다.
추가적으로는, 과거의 기상데이터를 이용하여, 상기 위치의 과거 기상 상태를 반영함으로써, 특정 일자의 구름에 의해 태양광의 세기를 반영할 수 있는 바, 온실(100) 내에 생기는 그늘량에 관한 정확한 값을 제공받을 수 있다.
한편, 온실(100) 내부의 일일 그늘량을 연산하는 방식은 크게 두가지로 나눌 수 있다.
첫째로, 상기 온실(100) 내부의 일일 그늘량은, 상기 온실(100) 내부 바닥면에 가해지는 그늘의 면적을 기준으로 연산될 수 있다.
둘재로, 상기 온실(100)에 재배되는 작물에 대응되어 모델링되는 가상 작물 객체(190)에 가해지는 그늘의 면적을 기준으로 연산될 수 있다.
이를 위해, 본 발명에 따른 온실 주향 결정 방법은, 작물의 생장 높이에 관한 정보가 저장되어 있는 작물 데이터 입력 모듈(80)을 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 작물 데이터 입력 모듈(80)에, 상기 온실(100)에 재배되는 작물이 입력되면, 상기 (c) 단계에서는, 상기 온실(100)에 재배되는 작물에 대응되는 가상 작물 객체(190)가 모델링된다.
또한, 상기 작물 데이터 입력 모듈(80)에는, 재배되는 작물의 생장 높이에 관한 정보가 저장되어 있고, 상기 일일 그늘량은, 상기 재배되는 작물의 전체 높이 중 생장 높이에 가해지는 그늘량을 기준으로 연산된다.
이와 같이, 온실(100) 내부의 바닥면이 아니라, 가상 작물 객체(190)에 가해지는 그늘량을 기준으로 판단하는 바, 온실(100) 내부에 재배되는 작물의 특성을 고려될 수 있다.
상기 단계(S140)에서는, 상기 위치 정보 입력 모듈(10)에, 상기 위치 정보 입력 모듈(10)에서, 지면 상의 상기 온실(100)의 기준점이 결정된 후, 상기 그늘량 연산 모듈(50)에서, 상기 기준점을 중심으로 상기 온실(100)을 정북을 기준으로 90도 회전시키면서 소정의 각도마다 상기 (d) 단계가 반복되어, 상기 온실(100) 내부의 총 그늘량이 연산된다.
이 때, 기준점은, 지면 상의 온실(100)의 임의의 점을 선택할 수 있으며, 기준점을 중심으로 회전시키되, 정북을 기준으로 90도 회전시킨다.
이는, 태양광에 의해 발생되는 그늘 역시, 대칭인 점을 고려한 것이며, 구체적인 예를 들면, 온실(100)의 주향이 정북을 기준으로 +30도일 때, 발생되는 그늘은 온실(100)의 주향이 정북을 기준으로 -30도일 때, 발생되는 그늘과 동일하므로, 기준점을 중심으로 온실(100)을 90도 회전시킴으로써, 온실의 전 방위 주향에 따른 그늘량을 연산할 수 있다.
또한, 기준점을 중심으로 온실(100)을 90도 회전시키면서 일일 그늘량이 연산될 때, 사용자는 소정의 각도마다 일일 그늘량을 연산하도록 설정할 수 있으며, 이는 사용자의 선택에 따라 달라질 수 있고, 소정의 각도 값이 작을수록 좀 더 정확한 주향을 연산할 수 있다.
단계(S150)에서는, 주향 결정 모듈(70)에서, 상기 (d) 단계에서 연산된 총 그늘량들 중 총 그늘량의 최소값에 대응되는 특정 각도가 선택되며, 상기 선택되는 특정 각도가 상기 온실(100)의 주향으로 결정된다.
도 3은, 본 발명에 따른 온실 주향 결정 방법의 (c) 단계에서 모델링되는 온실을 개략적으로 도시한 모식도이다.
도 3을 참조하면, 상기 온실 모델링 입력 모듈(30)에 입력되는 상기 온실(100) 골조의 형태에 관한 정보는, 온실(100)의 길이, 한 쌍의 제 2 부분(114)의 사이의 직선 거리인 바닥폭(d1), 제 1 부분(112)의 양 단부 사이의 직선 거리인 측고폭(d2), 제 1 부분(112)인 아치형의 곡률 반경인 아치 반경, 지면을 기준으로 상기 제 2 부분(114)의 높이인 측고(d3) 및 지면을 기준으로 상기 제 1 부분(112)의 최고 높이인 동고(d4)를 포함한다.
이 때, 상기 온실(100)의 외면에는, 차광막(170)이 더 포함되어 있고, 온실(100)의 내부에는, 가상 작물 객체(190)가 더 포함될 수 있다.
도 4는, 본 발명에 따른 온실 모델링 입력 모듈에, 온실의 골조의 형태 및 차광막에 관한 정보가 입력된 후, 오전부터 오후까지 태양 고도가 변화함에 따라, 상기 온실 내부에 그늘이 생기는 것을 개략적으로 도시한 모식도이다.
도 4에는, 오전을 기준으로 온실(100) 내부에 생기는 그늘이 도시되어 있으며, 태양의 위치가 오전에서 오후까지 변해가는 과정이 도시되어 있고, 참고로, 도 4에는 태양의 위치가 오전일 때 생긴 그늘이 개략적으로 도시되어 있다.
한편, 정오가 태양 고도가 가장 높은 때인 바, 그늘이 가장 짧게 형성되며, 오전 및 오후는 태양 고도가 낮은 때이므로, 정오일 때보다 그늘이 길게 형성된다.
오전 및 오후에 생기는 그늘과 관련하여, 태양 고도가 90도일 때를 기준으로, 태양고도가 동일한 각도차를 갖고 있다면, 상호 방향을 달리할 뿐, 대칭으로 그늘이 발생된다.
또한, 도 4에는, 온실(100) 내부의 소정의 부분이 확대된 상태가 도시되어 있으며, 온실(100) 내부는, 온실(100)의 골조에 의해 생기는 그늘(A) 및 그늘이 생기지 않는 부분(B)으로 구분된다.
이 때, 온실(100)에 발생되는 그늘(A)은, 골조 및 차광막(170)에 의해 주로 발생되며, 차광막(170)은 그 밀도에 따라, 투광율이 달라질 수 있는 바, 온실 모델링 입력 모듈(30)에, 상기 차광막(170)의 투광율에 대한 정보가 더 입력됨으로써, 보다 정밀한 온실(100) 내부에 발생되는 그늘량이 연산될 수 있다.
한편, 온실(100)에 그늘(A)을 발생시키는 가장 큰 요인인 골조와 관련하여, 온실(100)의 주향을 따라, 소정의 간격을 두고 배치되며, 상기 주향과 수직한 방향으로 연장되며, 양 단부는 지면에 고정되도록 형성되는 복수 개의 서까래(110) 및 주향과 동일한 방향으로 연장되며, 상기 복수 개의 서까래(110)와 결합되어 상기 온실(100)의 골격을 형성하는 복수 개의 도리(130)를 포함한다.
이 때, 상기 서까래(110)는, 아치형으로 형성된 제 1 부분(112)을 포함하되, 상기 제 1 부분(112)은 상기 온실(100)의 지붕 측에 형성되고, 상기 제 1 부분(112)을 제외한 나머지 부분인 제 2 부분(114)은 한 쌍으로 형성되며, 상기 한 쌍의 제 2 부분(114)의 일 단부는 각각 상기 지면에 고정되도록 형성된다.
상기 정보들이 사용자에 의해 입력됨에 따라, 온실이 모델링될 수 있으며, 전술한 정보들 이외에도 사용자가 좀 더 정밀하게 온실을 모델링하도록 추가적으로 온실의 골조와 관련된 정보를 입력할 수 있다.
또한, 추가적으로, 온실 모델링 입력 모듈(30)에는, 서까래(110) 및 도리(130)의 단면의 직경, 복수 개의 서까래(110)의 개수 및 이들의 간격, 복수 개의 도리(130) 중 상기 서까래(110)의 제 1 부분(112)에 결합되는 도리(130)의 개수 및 이들의 간격, 복수 개의 도리(130) 중 상기 서까래(110)의 제 2 부분(114)에 결합되는 도리(130)의 개수 및 이들의 간격 및 서까래(110)의 제 1 부분(112)을 지면으로부터 고정시키는 보조 기둥(140)의 개수 및 이들의 간격을 더 입력할 수 있다.
이 때, 보다 정밀한 그늘량 연산을 위해, 상기 온실 모델링 입력 모듈(30)에는 온실(100)의 출입구(150, 152)의 개방 여부; 및 상기 출입구(150, 152)가 개방되는 경우에는 상기 출입구(150, 152)의 위치, 폭 및 높이;가 더 입력될 수 있다.
도 5는, 본 발명에 따른 온실 모델링 입력 모듈에, 온실의 골조의 형태 및 차광막에 관한 정보가 입력된 후, 오전부터 오후까지 태양 고도가 변화함에 따라, 상기 온실 내부의 가상 작물 객체에 그늘이 생기는 것을 개략적으로 도시한 모식도이다.
도 5는 도 4와 달리, 가상 작물 객체(190)를 더 포함하는 구성이며, 도 5를 참조하면, 가상 작물 객체(190)의 소정의 부분이 확대된 상태가 도시되어 있다.
이 때, 가상 작물 객체(190)는, 온실(100)의 골조에 의해 생기는 그늘(A) 및 그늘이 생기지 않는 부분(B)으로 구분되며, 온실(100) 내부의 바닥에 생기는 그늘량이 아닌, 상기 가상 작물 객체(190)에 생기는 그늘을 기준으로, 일일 그늘량이 결정된다.
이와 같이, 가상 작물 객체(190)에 생기는 그늘을 기준으로, 일일 그늘량 및 총 그늘량을 결정하는 것 이외의 나머지는 전술한 설명과 동일하므로, 이에 대한 중복 설명은 생략한다.
이상, 본 명세서에는 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 본 발명의 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10: 위치 정보 입력 모듈
30: 온실 모델링 입력 모듈
50: 그늘량 연산 모듈
60: 기상데이터베이스
70: 주향 결정 모듈
100: 온실
110: 서까래
130: 도리
150, 152: 출입구
30: 온실 모델링 입력 모듈
50: 그늘량 연산 모듈
60: 기상데이터베이스
70: 주향 결정 모듈
100: 온실
110: 서까래
130: 도리
150, 152: 출입구
Claims (10)
- (a) 위치 정보 입력 모듈(10)에, 온실(100)이 설치되는 위치가 입력되는 단계(S100);
(b) 온실 모델링 입력 모듈(30)에, 상기 온실(100)의 골조의 형태에 관한 정보가 입력되는 단계(S110);
(c) 상기 (b) 단계에서 입력된 정보에 따른 온실(100)이 모델링 되는 단계(S120);
(d) 그늘량 연산 모듈(50)에서, 기상청의 기상데이터베이스(60)로부터 상기 위치에 해당하는 태양 고도에 관한 정보를 로딩하여, 하루 동안 변하는 태양 고도에 따른 온실(100) 내부의 일일 그늘량이 연산되고, 상기 일일 그늘량의 합인 총 그늘량이 연산되는 단계(S130);
(e) 상기 위치 정보 입력 모듈(10)에서, 지면 상의 상기 온실(100)의 기준점이 결정된 후, 상기 그늘량 연산 모듈(50)에서, 상기 기준점을 중심으로 상기 온실(100)을 정북을 기준으로 90도 회전시키면서 소정의 각도마다 상기 (d) 단계가 반복되어, 상기 온실(100) 내부의 총 그늘량이 연산되는 단계(S140); 및
(f) 주향 결정 모듈(70)에서, 상기 (d) 단계에서 연산된 총 그늘량들 중 총 그늘량의 최소값에 대응되는 특정 각도가 선택되며, 상기 선택되는 특정 각도가 상기 온실(100)의 주향으로 결정되는 단계(S150); 를 포함하고,
작물의 생장 높이에 관한 정보가 저장되어 있는 작물 데이터 입력 모듈(80)을 더 포함하며,
상기 작물 데이터 입력 모듈(80)에, 상기 온실(100)에 재배되는 작물이 입력되고,
상기 (d) 단계는, 상기 그늘량 연산 모듈(50)에, 상기 온실(100)에 재배되는 작물의 재배 기간이 더 입력되고, 상기 기상청의 기상데이터베이스(60)로부터 상기 재배 기간에 해당하는 태양 고도에 관한 정보를 로딩하여, 상기 재배 기간 동안의 상기 일일 그늘량의 합이 총 그늘량으로 연산되는 것을 특징으로 하는,
온실 주향 결정 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 (c) 단계에서, 그늘량 연산 모듈(50)은,
소정의 시간 간격을 두고, 하루 동안의 상기 온실(100) 내부의 그늘량을 측정한 후, 상기 시간별 측정 값들을 모두 더한 값을, 특정 각도에서의 일일 그늘량으로 결정하는 것을 특징으로 하는,
온실 주향 결정 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 (d) 단계에서, 상기 온실(100) 내부의 일일 그늘량은, 온실(100) 내부 바닥면에 가해지는 그늘의 면적인 것을 특징으로 하는,
온실 주향 결정 방법.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 (c) 단계에서는, 상기 온실(100)에 재배되는 작물에 대응되는 가상 작물 객체(190)가 모델링되고,
상기 (d) 단계에서, 상기 온실(100) 내부의 일일 그늘량은, 상기 가상 작물 객체(190)에 가해지는 그늘의 면적인 것을 특징으로 하는,
온실 주향 결정 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 (b) 단계에서, 온실 모델링 입력 모듈(30)에는, 차광막(170)의 투광율에 대한 정보가 더 입력되고,
상기 (d) 단계에서는, 상기 투광율을 더 이용하여 상기 총 그늘량이 연산되는 것을 특징으로 하는,
온실 주향 결정 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 (a) 단계에서, 상기 위치 정보 입력 모듈(10)에 입력되는 상기 온실(100)의 위치는, 상기 위치의 위도 및 경도인 것을 특징으로 하는,
온실 주향 결정 방법.
- (a) 위치 정보 입력 모듈(10)에, 온실(100)이 설치되는 위치가 입력되는 단계(S100);
(b) 온실 모델링 입력 모듈(30)에, 상기 온실(100)의 골조의 형태에 관한 정보가 입력되는 단계(S110);
(c) 상기 (b) 단계에서 입력된 정보에 따른 온실(100)이 모델링 되는 단계(S120);
(d) 그늘량 연산 모듈(50)에서, 기상청의 기상데이터베이스(60)로부터 상기 위치에 해당하는 태양 고도에 관한 정보를 로딩하여, 하루 동안 변하는 태양 고도에 따른 상기 온실(100) 내부의 일일 그늘량이 연산되고, 상기 일일 그늘량의 합인 총 그늘량이 연산되는 단계(S130);
(e) 상기 위치 정보 입력 모듈(10)에서, 지면 상의 상기 온실(100)의 기준점이 결정된 후, 상기 그늘량 연산 모듈(50)에서, 상기 기준점을 중심으로 상기 온실(100)을 정북을 기준으로 90도 회전시키면서 소정의 각도마다 상기 (d) 단계가 반복되어, 상기 온실(100) 내부의 총 그늘량이 연산되는 단계(S140); 및
(f) 주향 결정 모듈(70)에서, 상기 (d) 단계에서 연산된 총 그늘량들 중 총 그늘량의 최소값에 대응되는 특정 각도가 선택되며, 상기 선택되는 특정 각도가 상기 온실(100)의 주향으로 결정되는 단계(S150); 를 포함하고,
상기 (b) 단계에서, 상기 온실(100)은,
상기 온실(100)의 주향을 따라, 소정의 간격을 두고 배치되며, 상기 주향과 수직한 방향으로 연장되며, 양 단부는 지면에 고정되도록 형성되는 복수 개의 서까래(110); 및
상기 주향과 동일한 방향으로 연장되며, 상기 복수 개의 서까래(110)와 결합되어 상기 온실(100)의 골격을 형성하는 복수 개의 도리(130); 를 포함하며,
상기 서까래(110)는,
아치형으로 형성된 제 1 부분(112)을 포함하되, 상기 제 1 부분(112)은 상기 온실(100)의 지붕 측에 형성되고, 상기 제 1 부분(112)을 제외한 나머지 부분인 제 2 부분(114)은 한 쌍으로 형성되며, 상기 한 쌍의 제 2 부분(114)의 일 단부는 각각 상기 지면에 고정되도록 형성되고,
상기 온실 모델링 입력 모듈(30)에 입력되는 상기 온실(100) 골조의 형태에 관한 정보는,
상기 온실(100)의 길이;
상기 한 쌍의 제 2 부분(114)의 사이의 직선 거리인 바닥폭(d1);
상기 제 1 부분(112)의 양 단부 사이의 직선 거리인 측고폭(d2);
상기 제 1 부분(112)인 아치형의 곡률 반경인 아치 반경;
지면을 기준으로 상기 제 2 부분(114)의 높이인 측고(d3); 및
지면을 기준으로 상기 제 1 부분(112)의 최고 높이인 동고(d4); 를 포함하는 것을 특징으로 하는,
온실 주향 결정 방법.
- 제 8 항에 있어서,
상기 온실 모델링 입력 모듈(30)에 입력되는 상기 온실(100) 골조의 형태에 관한 정보는,
상기 서까래(110) 및 도리(130)의 단면의 직경;
상기 복수 개의 서까래(110)의 개수 및 이들의 간격;
상기 복수 개의 도리(130) 중 상기 서까래(110)의 제 1 부분(112)에 결합되는 도리(130)의 개수 및 이들의 간격;
상기 복수 개의 도리(130) 중 상기 서까래(110)의 제 2 부분(114)에 결합되는 도리(130)의 개수 및 이들의 간격; 및
상기 서까래(110)의 제 1 부분(112)을 지면으로부터 고정시키는 보조 기둥(140)의 개수 및 이들의 간격; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
온실 주향 결정 방법.
- 제 9 항에 있어서,
상기 온실 모델링 입력 모듈(30)에 입력되는 상기 온실(100) 골조의 형태에 관한 정보는,
상기 온실(100)의 출입구(150, 152)의 개방 여부; 및
상기 출입구(150, 152)가 개방되는 경우에는 상기 출입구(150, 152)의 위치, 폭 및 높이; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
온실 주향 결정 방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020170148926A KR101985656B1 (ko) | 2017-11-09 | 2017-11-09 | 방위, 시기 및 시간에 따라 그늘량을 연산하는 온실 주향 결정 방법 |
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| KR100309529B1 (ko) * | 1999-01-07 | 2001-09-26 | 이정국 | 실시간 일조환경 시뮬레이션 방법 및 기록매체 |
| JP2003167065A (ja) * | 2001-12-04 | 2003-06-13 | Asahi Kasei Corp | 日照シミュレーションシステム |
Family Cites Families (1)
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|---|---|---|---|---|
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Non-Patent Citations (1)
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|---|
| "공동주택의 입면 변화에 따른 일조 현상 분석", 광운대학교대학원 건축공학과, 2005년 |
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