KR102054429B1 - 배지 상태 측정 방법 및 그 장치 - Google Patents

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정성호
배미경
김수진
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Abstract

배지 상태 측정 방법 및 그 장치가 개시된다. 복수의 탐침용 전극을 배지에 삽입하여 배지의 상태를 측정하는 방법은, 상기 복수의 탐침용 전극을 이용하여 배지의 전기전도도값을 측정하는 단계; 상기 측정된 전기전도도값을 이용하여 수분 보정값을 도출하는 단계; 상기 복수의 탐침용 전극을 이용하여 상기 배지의 수분량값을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 수분량값에 상기 전기전도도값을 이용하여 도출된 수분 보정값을 반영하여 보정함으로써 최종 수분량값을 계산하는 단계를 포함한다.

Description

배지 상태 측정 방법 및 그 장치{Method and apparatus for measuring the state of substrates in nutriculture}
본 발명은 배지 상태 측정 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
고설배지라 함은 지면에서 대략 1m 높이에 구조물을 설치하고, 그 위에 혼합배양토를 사용하여 작물을 재배한다. 이때에 양액이라는 일종의 액체 비료를 물과 혼합하여 재배 작물의 뿌리에만 직접 관수를 하는 기술을 수경재배라고 한다. 수경재배의 장점은 지상에서 물을 주지 않기 때문에 병충해 발생률이 적고, 물과 양액(비료)의 사용량을 획기적을 줄일 수 있다.
이때에 양액의 공급량이 적으면 작물 생육에 영향을 주게 되고, 많으면 그냥 버리게 되어 불필요한 손실이 발생한다. 또한 작물 생육 과정에 있어서 필요한 시점에 필요한 적정량의 양액이 공급되어야 작물의 생육상태가 좋아진다.
최근에는 이러한 고설재배에 대한 관심이 증가되고 있으나, 작물 생육 과정에 필수적인 양약의 정확한 상태를 파악할 수 있는 방법에 대한 연구는 미흡한 실정이다.
(01) 대한민국공개특허공보 제10-2018-0029374호(2018.03.21)
본 발명은 수경재배에 사용하는 배지 내부 상태를 측정할 수 있는 배지 상태 측정 방법 및 그 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 원하는 배지 깊이에 따른 온도를 정확하게 측정할 수 있는 배지 상태 측정 방법 및 그 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 배지 밀도(공극률)에 대한 오차를 보정하여 배지 상태 측정에 반영할 수 있는 배지 상태 측정 방법 및 그 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 탐침용 전극을 이용하여 배지 상태를 측정하는 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 탐침용 전극을 배지에 삽입하여 배지의 상태를 측정하는 방법에 있어서, 상기 복수의 탐침용 전극을 이용하여 배지의 전기전도도값을 측정하는 단계; 상기 측정된 전기전도도값을 이용하여 수분 보정값을 도출하는 단계; 상기 복수의 탐침용 전극을 이용하여 상기 배지의 수분량값을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 수분량값에 상기 전기전도도값을 이용하여 도출된 수분 보정값을 반영하여 보정함으로써 최종 수분량값을 계산하는 단계를 포함하는 배지 상태 측정 방법이 제공될 수 있다.
상기 최종 수분량값을 계산하는 단계는, 상기 측정된 수분량값이 제1 기준치 이하이거나 제2 기준치를 초과하는 경우 상기 수분 보정값의 적용 비율을 상이하게 반영하여 상기 수분량값을 보정할 수 있다.
일정 간격 이격된 복수의 전극 중 어느 하나를 통해 발진 주파수를 전송한 후 다른 하나를 통해 수신된 수신 주파수와의 세기차를 이용하여 상기 수분량값을 측정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 복수의 탐침용 전극을 배지에 삽입하여 배지의 상태를 측정하는 방법에 있어서, 배지의 특정 깊이의 온도를 측정하는 단계; 상기 복수의 탐침용 전극을 이용하여 상기 배지의 전기전도도값을 측정하는 단계; 상기 온도를 이용하여 상기 전기전도도값을 보정하는 단계; 상기 복수의 탐침용 전극을 이용하여 상기 배지의 수분량값을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 수분량값을 이용하여 상기 보정된 전기전도도값 재보정하는 단계를 포함하는 배지 상태 측정 방법이 제공될 수 있다.
상기 전기전도도값을 재보정하는 단계는, 상기 측정된 수분량값을 이용하여 수분 보정 계수를 도출하는 단계; 및 상기 수분 보정 계수를 이용하여 상기 보정된 전기전도도값을 재보정하되, 상기 보정된 전기전도도값이 제1 기준치 이상인 경우 오프셋을 더 반영하여 전기전도도값을 재보정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 오프셋은 상기 보정된 전기전도도값에 따라 상이하게 반영될 수 있다.
전기전도도값을 측정하는 단계는, 일정 간격 이격된 복수의 전극 중 어느 하나를 통해 저주파 전류 펄스를 전송한 후 다른 하나를 통해 수신된 전류 펄스의 양을 이용하여 상기 전기전도도값을 측정할 수도 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 복수의 탐침용 전극을 이용하여 배지 상태를 측정하는 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 탐침용 전극; 상기 탐침용 전극 하단부에 위치되는 온도 센서; 상기 탐침용 전극을 이용하여 배지의 전기전도도값을 측정하는 제1 측정부; 상기 탐침용 전극을 이용하여 상기 배지의 수분량값을 측정하는 제2 측정부; 및 상기 온도 센서에 의해 측정된 온도 및 상기 측정된 수분량값을 이용하여 상기 전기전도도값을 보정하는 제1 보정부를 포함하는 배지 상태 측정 장치가 제공될 수 있다.
상기 복수의 탐침용 전극은 상호 일정 간격 이격되어 배치되되, 상기 복수의 탐침용 전극 중 복수는 발진 전극이며, 상기 복수의 탐침용 전극 중 다른 하나는 수신 전극이다.
상기 복수의 발진 전극 중 어느 하나는 저주파 전류 펄스를 발진하며, 상기 복수의 발진 전극 중 다른 하나는 고주파 신호를 발진할 수 있다.
상기 제1 보정부는, 상기 측정된 수분량값을 이용하여 수분 보정 계수를 도출하고, 상기 수분 보정 계수를 이용하여 상기 보정된 전기전도도값을 재보정하되, 상기 보정된 전기전도도값이 제1 기준치 이상인 경우 오프셋을 더 반영하여 전기전도도값을 재보정할 수 있다.
상기 제1 보정부는 상기 보정된 전기전도도값의 크기에 따라 가변 오프셋을 반영하여 상기 보정된 전기전도도값을 재보정할 수 있다.
상기 측정된 전기전도도값을 이용하여 수분 보정값을 도출한 후 상기 수분 보정값을 반영하여 상기 측정된 수분량값을 보정하여 최종 수분량값을 출력하는 제2 보정부를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 보정부는, 상기 측정된 수분량값이 제1 기준치 이하이거나 제2 기준치를 초과하는 경우 상기 수분 보정값의 적용 비율을 상이하게 반영하여 상기 수분량값을 보정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수경재배에 사용하는 배지 내부 상태를 측정할 수 있는 배지 상태 측정 방법 및 그 장치를 제공함으로써, 원하는 배지 깊이에 따른 온도를 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 본 발명은 측정된 온도에 따른 오차를 보정하여 배지 상태를 측정할 수 있다.
또한, 본 발명은 배지 밀도(공극률)에 대한 오차를 보정하여 배지 상태 측정에 반영할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배지 상태 측정 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 센서 측정을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 측정부의 발진 회로부의 상세 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 측정부의 수신 회로부의 상세 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 측정부의 발진 회로부의 상세 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 측정부의 수신 회로부의 상세 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배지 상태 측정 방법을 나타낸 순서도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배지 상태 측정 방법을 나타낸 순서도.
도 9 내지 도 11은 타사 센서와 본 발명의 장치를 이용한 배지 온도, 배지 수분 및 전기전도도를 각각 측정한 결과를 비교한 표.
도 12는 전기전도도와 수분량의 상관 관계를 설명하기 위해 도시한 표.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배지 상태 측정 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 센서 측정을 설명하기 위해 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 측정부의 발진 회로부의 상세 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 측정부의 수신 회로부의 상세 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 측정부의 발진 회로부의 상세 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 측정부의 수신 회로부의 상세 도면이며, 도 9 내지 도 11은 타사 센서와 본 발명의 장치를 이용한 배지 온도, 배지 수분 및 전기전도도를 각각 측정한 결과를 비교한 표이고, 도 12는 전기전도도와 수분량의 상관 관계를 설명하기 위해 도시한 표이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배지 상태 측정 장치(100)는 배지에 직접적으로 삽입되는 탐침용 전극을 포함하되, 탐침용 전극에 의해 측정되는 값을 이용하여 배지 내부 상태를 측정할 수 있다. 이하에서 별도의 설명이 없더라도 탐침용 전극은 배지에 삽입되는 것을 이해되어야 할 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배지 상태 측정 장치(100)는 다수의 탐침용 전극(110), 온도 센서(120), 제1 측정부(130), 제2 측정부(140), 제1 보정부(150), 제2 보정부(160), 메모리(170) 및 프로세서(180)를 포함하여 구성된다.
다수의 탐침용 전극(110)은 배지에 직접적으로 삽입되되, 전류 펄스 또는/및 주파수를 발진한 후 배지를 통과한 전류 펄스 또는/및 주파수 신호를 수신하기 위한 장치이다. 이러한 다수의 탐침용 전극(110)은 상호 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 이해와 설명의 편의를 도모하기 위해 탐침용 전극(110)이 3개인 것을 가정하나, 구현 방법에 따라 3개 이외에도 2개, 4개 등으로 다양하게 구현될 수 있음은 당연하다.
온도 센서(120)는 배지 내부 온도를 측정하기 위한 장치이다.
온도 센서(120)는 다수의 탐침용 전극(110) 중 적어도 하나의 하단부에 위치될 수 있다. 따라서, 탐침용 전극(110)을 배지 내부로 삽입하는 깊이를 달리함으로써 특정 깊이에서의 온도를 직접적으로 측정할 수 있다.
이러한, 온도 센서(120)는 백금 소재로 형성된 초소형 온도 센서로, 온도가 증가함에 따라 저항값이 증가하는 원리에 기반하여 온도를 측정할 수 있다. 예를 들어,
Figure 112019074746349-pat00001
에서
Figure 112019074746349-pat00002
의 저항값을 가질 수 있다. 이를 정리한 표가 도 2에 도시되어 있다.
이러한 온도 센서(120)의 동작 원리 자체는 당업자에게는 자명한 사항이므로 이에 대한 별도의 설명은 생략하기로 한다.
온도 센서(120)는 전압 노이즈나 리플에 의해 변화가 생길 수 있으므로, 짧은 시간 동안 여러 번 측정한 후 평균값을 도출하여 온도를 측정할 수 있다.
제1 측정부(130)는 전기전도도를 측정한다.
수경 재배에서 물과 혼합하여 사용하는 양액은 적정한 농도로 혼합해서 사용해야 작물 생육이 좋아진다. 이때, 양액의 농도 조절을 위해 전기전도도(EC: electrical conductivitiy, 이하 EC라 칭하기로 함)가 이용된다.
EC란 물속의 이온이 많을수록 전기가 잘 통하는 원리를 이용한 측정 기술로, 적어도 두개의 전극이 필요하다. 즉, 발진 전극에 전류를 흐르게 한 후 수신 전극에 도달하는 전류의 양을 측정하여 전기전도도값을 측정할 수 있다.
따라서, 제1 측정부(130)는 발진 회로부 및 수신 회로부를 포함한다.
발진 회로부는 다수의 탐침용 전극(110) 중 어느 하나의 발진 전극과 연결되며, 수신 회로부는 수신 전극과 연결될 수 있다.
발진 회로부는 저주파 전류 펄스를 발생하여 증폭시킨 후 발진 전극을 통해 출력할 수 있다. 예를 들어, 발진 회로부는 수Khz의 저주파 전류 펄스를 발생하여 증폭한 미세 전류를 발진 전극을 통해 출력할 수 있다. 도 3에는 발진 회로부의 상세 회로도가 예시되어 있다.
수신 회로부는 발진 회로부에 의해 출력된 전류 펄스 중 배지를 통과하여 수신되는 전류 펄스를 수신한다. 이러한 수신 회로부 수신된 전류 펄스를 앰프를 통해 증폭하여 ADC 변환한 값을 이용하여 EC 값을 측정할 수 있다. 도 4에는 수신 회로부의 상세 회로도가 예시되어 있다.
제1 측정부(130)에 의해 측정된 EC값은 배지의 온도 및 수분량값을 반영하여 보정될 수 있다.
이에 대해서는 하기에서 별도의 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
제2 측정부(140)는 배지의 수분량값을 측정하기 위한 수단이다.
제2 측정부(140)는 다수의 탐침용 전극 중 다른 하나의 발진 전극 및 수신 전극과 연결된다. 제1 측정부(130) 및 제2 측정부(140)는 각각 수신 전극을 공유할 수도 있다. 물론, 구현 방법에 따라 제1 측정부(130) 및 제2 측정부(140)는 발진 전극을 공유할 수도 있으나, 본 발명의 일 실시예에서는 다른 발진 전극을 사용하는 것을 가정하기로 한다.
제2 측정부(140)는 발진 회로부와 수신 회로부를 포함한다.
발진 회로부는 고주파 신호를 발진한다. 예를 들어, 발진 회로부는 80 내지 100Mhz의 고주파 신호를 발진하여 발진 전극을 통해 출력할 수 있다. 발진 회로부의 세부 회로도는 도 5에 도시된 바와 같다.
제2 측정부(140)에서 80 내지 100Mhz의 고주파 신호를 이용하여 수분량값을 측정하는 이유는 EC값에 의한 영향이 적으며 화학물질의 변화에 따른 영향이 적기 때문이다.
수신 회로부는 발진 회로부에서 출력된 고주파 신호가 배지를 통과하여 수신 전극으로 도달한 고주파 신호의 세기를 이용하여 배지의 수분량값을 측정할 수 있다.
수신 회로도의 세부 회로도는 도 6에 도시된 바와 같다.
다시 정리하면, 제2 측정부(140)는 고주파 신호를 발진하여 발진 전극을 통해 출력하며, 수신 전극을 통해 수신되는 고주파 신호의 세기를 이용하여 배지의 수분량값을 측정할 수 있다.
제2 측정부(140)에 의해 수신된 수분량값은 EC값을 이용하여 보정될 수 있다. 이에 대해서는 하기에서 관련 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
제1 보정부(150)는 온도 및 수분량값을 이용하여 EC값을 보정하기 위한 수단이다.
예를 들어, 제1 보정부(150)는 온도 센서(120)에 의해 측정된 온도를 이용하여 제1 측정부(130)에 의해 측정된 EC값을 보정한다.
제1 보정부(150)는 온도 보정된 EC값을 제2 측정부(140)에 의해 측정된 수분량값을 이용하여 재보정한다. 이에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
EC값은 온도의 영향을 받는다. 따라서, 제1 보정부(150)는 제1 측정부(130)에 의해 측정된 EC값을 온도에 따라 보정한다.
예를 들어, 제1 보정부(150)는 하기 수학식 1을 이용하여 온도 보정 계수를 도출한 후 이를 EC값에 반영하여 EC값을 보정할 수 있다.
Figure 112019074746349-pat00003
또한, EC값은 배지의 밀도(공극률)에 영향을 주기 때문에 온도 보정된 EC값에서 수분량값을 참조하여 EC값을 재보정하여 최종 EC값에 반영되도록 할 수 있다. 예를 들어, 제1 보정부(150)는 수분량값에 따른 EC 보정계수를 도출할 수 있으며, 이를 이용하여 온도 보정된 EC값에 EC 보정계수값을 반영하여 최종 EC 값을 보정할 수 있다. 또한, 제1 보정부(150)는 온도 보정된 EC값이 제1 기준치를 초과하는 경우 EC값에 EC값의 크기에 따른 가변 오프셋을 반영하여 EC값을 최종 보정할 수 있다.
즉, 제1 보정부(150)는 온도 보정된 EC값이 제1 기준치 미만인 경우, 오프셋 보정을 추가적으로 반영하지 않을 수 있으며, 온도 보정된 EC값에 EC 보정계수값을 반영하여 최종 EC 값을 보정할 수 있다.
제2 보정부(160)는 제2 측정부(140)에서 측정된 수분량값을 보정하기 위한 수단이다. 도 12를 참조하면, EC값이 높아질수록 수분량값이 낮게 측정되는 것을 알 수 있다. 따라서, EC값이 높아지면 수분량값을 올려서 보정할 수 있다.
제2 보정부(160)는 EC값을 이용하여 수분량값을 보정할 수 있다. 예를 들어, 제2 보정부(160)는 EC값을 이용하여 수분 보정값을 계산할 수 있다. 제2 보정부(160)는 계산된 수분 보정값을 측정된 수분량값에 반영하여 수분량값을 보정할 수 있다. 이때, 제2 보정부(160)는 측정된 수분량값에 따라 수분 보정값의 적용 비율을 상이하게 적용할 수 있다.
예를 들어, 측정된 수분량값이 제1 기준치 미만으로 저수분 상태(10% 미만)인 것으로 판단되는 경우, 제2 보정부(160)는 수분 보정값의 적용 비율은 0.02 ~ 0.05로 반영할 수 있다. 그러나 만일 측정된 수분량값이 제1 기준치 이상 제2 기준치 미만인 중수분 상태(10% 이상 60% 미만)인 경우, 제2 보정부(160)는 0.07 내지 0.25로 수분 보정값을 반영할 수 있다. 또한, 측정된 수분량값이 제2 기준치 이상 고수분 상태(60% 이상)인 경우, 제2 보정부(160)는 수분 보정값을 0.25 이상 반영하여 수분량값을 보정할 수 있다.
메모리(170)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전류 및 주파수신호를 기반으로 배지 상태를 측정하기 위한 방법을 수행하기 위해 필요한 명령어들(프로그램 코드들), 이 과정에서 파생되는 다양한 데이터 등을 저장한다.
프로세서(180)는 본 발명의 일 실시예에 따른 배지 상태 측정 장치(100)의 내부 구성 요소들(예를 들어, 다수의 탐침용 전극(110), 온도 센서(120), 제1 측정부(130), 제2 측정부(140), 제1 보정부(150), 제2 보정부(160), 메모리(170) 등)을 제어하기 위한 수단이다.
또한, 도 1에는 상세히 도시되어 있지 않으나, 배지 상태 측정 장치(100)는 통신 모듈을 더 구비할 수 있다. 이로 인해, 배지 상태 측정 장치(100)에 의해 측정된 온도, EC값, 수분량값이 주기적으로 서버로 전송될 수 있다. 물론, 배지 상태 측정 장치(100)는 온도, EC값, 수분량값을 주기적으로 서버로 전송함에 있어, 각각의 식별정보를 포함하여 전송할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배지 상태 측정 방법을 나타낸 순서도이다. 이하에서는 배지 수분량값을 측정하는 방법에 대해 설명하기로 하며, 배지 전기전도도값을 측정하는 방법에 대해서는 도 8에서 설명하기로 한다.
이하에서는 복수의 탐침용 전극을 배지에 삽입한 이후 배지의 수분량을 측정하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
단계 710에서 배지 상태 측정 장치(100)는 배지의 EC값을 측정한다.
예를 들어, 배지 상태 측정 장치(100)는 복수의 탐침용 전극 중 발진 전극을 통해 저주파 전류 펄스를 출력한 후 수신 전극을 통해 수신되는 전류 펄스의 양을 이용하여 EC값을 측정할 수 있다. 이에 대해서는 도 1 내지 도 6을 이용하여 설명한 바와 같으므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
단계 715에서 배지 상태 측정 장치(100)는 EC값을 이용하여 수분 보정값을 도출한다.
예를 들어, 배지 상태 측정 장치(100)는 EC값의 크기에 상응하여 수분 보정값을 각기 상이하게 도출할 수 있다.
단계 720에서 배지 상태 측정 장치(100)는 배지의 수분량값을 측정한다.
예를 들어, 이미 전술한 바와 같이, 배지 상태 측정 장치(100)는 복수의 탐침용 전극 중 발진 전극을 통해 고주파 신호를 출력한 후 수신 전극을 통해 수신되는 고주파 신호의 세기의 차이를 이용하여 수분량값을 측정할 수 있다. 이에 대해서는 전술한 바와 같으므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
단계 725에서 배지 상태 측정 장치(100)는 측정된 수분량값에 수분 보정값을 반영하여 수분량값을 보정한다. 이때, 배지 상태 측정 장치(100)는 수분량값에 따라 수분 보정값의 적용 비율을 상이하게 반영할 수 있다.
예를 들어, 배지 상태 측정 장치(100)는 수분량값이 제1 기준치 이하이면 저수분 상태인 것으로 판단하여 0.02 내지 0.05의 적용 비율로 수분 보정값을 반영하여 수분량값을 보정할 수 있다. 그러나, 측정된 수분량값이 제1 기준치 이상 제2 기준치 미만인 중수분 상태(10% 이상 60% 미만)인 경우, 배지 상태 측정 장치(100)는 0.07 내지 0.25로 수분 보정값을 반영할 수 있다. 또한, 측정된 수분량값이 제2 기준치 이상 고수분 상태(60% 이상)인 경우, 배지 상태 측정 장치(100)는 수분 보정값을 0.25 이상 반영하여 수분량값을 보정할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배지 상태 측정 방법을 나타낸 순서도이다. 이하에서는 배지의 전기전도도값을 측정하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
단계 810에서 배지 상태 측정 장치(100)는 배지의 특정 깊이에서의 온도를 측정한다.
단계 815에서 배지 상태 측정 장치(100)는 배지의 EC값을 측정한다.
전술한 바와 같이, 배지 상태 측정 장치(100)는 저주파 전류 펄스를 출력한 후 수신 전극을 통해 수신되는 전류 펄스의 양을 이용하여 EC값을 측정할 수 있다.
단계 820에서 배지 상태 측정 장치(100)는 온도를 이용하여 EC값을 보정한다.
단계 825에서 배지 상태 측정 장치(100)는 배지의 수분량값을 측정한다.
단계 830에서 배지 상태 측정 장치(100)는 측정된 수분량값을 이용하여 온도 보정된 EC값을 보정하여 최종 EC값을 출력할 수 있다.
예를 들어, 배지 상태 측정 장치(100)는 측정된 수분량값을 이용하여 수분 보정 계수를 도출한 후 이를 이용하여 보정된 EC값을 보정할 수 있다. 또한, 배지 상태 측정 장치(100)는 수분량값이 제1 기준치 이상인 경우 EC값의 크기에 상응하여 가변 오프셋을 더 적용하여 EC값을 보정할 수도 있다. 이는 전술한 바와 같으므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 9 내지 도 11은 타사 센서와 본 발명의 장치를 이용한 배지 온도, 배지 수분 및 전기전도도를 각각 측정한 결과를 비교한 표이다.
타사 센서의 탐침봉 길이는 60mm이며, 본 발명의 장치의 탐침봉 길이는 70mm이므로 동일 위치에서 배지 삽입하지 않고, 동일 위치 및 깊이의 배지 상태 측정을 위해 탐침봉의 삽입 방향을 달리하여 실험하였다.
도 9를 참조하면, 타사 센서와 본 발명의 배지 상태 측정 장치(100)의 배지 온도를 측정한 결과를 보면, 본 발명의 배지 상태 측정 장치(100)가 타사 센서보다 정밀하게 배지 내부 온도 측정이 가능함을 알 수 있다.
도 10은 배지 수분을 측정한 결과를 나타낸 표로, 도 10에서 보여지는 바와 같이, 본 발명의 배지 상태 측정 장치(100)가 타사 센서보다 정밀하고 정확하게 배지 내부 수분량 측정이 가능함을 알 수 있다.
또한, 도 11은 배지 EC 측정 결과를 나타낸 표로, 도 11에서 보여지는 바와 같이, 본 발명의 배지 상태 측정 장치(100)가 타사 센서보다 정밀하고 정확하게 배지 내부 전기전도도 측정이 가능함을 알 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 배지 상태 측정 장치(100)는 정밀한 배지 내부 온도, 수분량 및 전기전도도 측정이 가능하여 식물 성장에 큰 영향을 미치는 배지의 정밀 관리가 가능케 할 수 있는 것을 알 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 장치 및 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야 통상의 기술자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 배지 상태 측정 장치
110: 다수의 탐침용 전극
120: 온도 센서
130: 제1 측정부
140: 제2 측정부
150: 제1 보정부
160: 제2 보정부
170: 메모리
180: 프로세서

Claims (15)

  1. 복수의 탐침용 전극을 배지에 삽입하여 배지의 상태를 측정하는 방법에 있어서,
    상기 복수의 탐침용 전극을 이용하여 배지의 전기전도도값을 측정하는 단계;
    상기 측정된 전기전도도값을 이용하여 수분 보정값을 도출하는 단계;
    상기 복수의 탐침용 전극을 통해 80Mhz 내지 100Mhz의 고주파 신호를 이용하여 상기 배지의 수분량값을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 수분량값에 상기 도출된 수분 보정값을 반영하여 상기 수분량값을 보정함으로써 최종 수분량값을 계산하는 단계를 포함하되,
    상기 측정된 수분량값에 따라 상기 수분 보정값의 적용 비율을 상이하게 반영하여 상기 최종 수분량을 계산하는 것을 특징으로 하는 배지 상태 측정 방법.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    일정 간격 이격된 복수의 전극 중 어느 하나를 통해 발진 주파수를 전송한 후 다른 하나를 통해 수신된 수신 주파수와의 세기차를 이용하여 상기 수분량값을 측정하는 것을 특징으로 하는 배지 상태 측정 방법.
  4. 복수의 탐침용 전극을 배지에 삽입하여 배지의 상태를 측정하는 방법에 있어서,
    배지의 특정 깊이의 온도를 측정하는 단계;
    상기 복수의 탐침용 전극을 이용하여 상기 배지의 전기전도도값을 측정하는 단계;
    상기 온도를 이용하여 상기 전기전도도값 보정하는 단계;
    상기 복수의 탐침용 전극을 이용하여 상기 배지의 수분량값을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 수분량값을 이용하여 상기 보정된 전기전도도값을 재보정하는 단계를 포함하되,
    상기 전기전도도값을 재보정하는 단계는,
    상기 측정된 수분량값을 이용하여 수분 보정 계수를 도출하는 단계; 및
    상기 수분 보정 계수를 이용하여 상기 보정된 전기전도도값을 재보정하되, 상기 보정된 전기전도도값이 제1 기준치 이상인 경우 오프셋을 더 반영하여 전기전도도값을 재보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배지 상태 측정 방법.
  5. 삭제
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 오프셋은 상기 보정된 전기전도도값에 따라 상이하게 반영되는 것을 특징으로 하는 배지 상태 측정 방법.
  7. 제4 항에 있어서,
    전기전도도값을 측정하는 단계는,
    일정 간격 이격된 복수의 전극 중 어느 하나를 통해 저주파 전류 펄스를 전송한 후 다른 하나를 통해 수신된 전류 펄스의 양을 이용하여 상기 전기전도도값을 측정하는 것을 특징으로 하는 배지 상태 측정 방법.
  8. 제1 항 또는 제4 항에 따른 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드를 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체 제품.
  9. 복수의 탐침용 전극;
    상기 탐침용 전극 하단부에 위치되는 온도 센서;
    상기 탐침용 전극을 이용하여 배지의 전기전도도값을 측정하는 제1 측정부;
    상기 탐침용 전극을 이용하여 상기 배지의 수분량값을 측정하는 제2 측정부;
    상기 온도 센서에 의해 측정된 온도 및 상기 측정된 수분량값을 이용하여 상기 전기전도도값을 보정하는 제1 보정부; 및
    상기 측정된 전기전도도값을 이용하여 수분 보정값을 도출한 후 상기 수분 보정값을 반영하여 상기 측정된 수분량값을 보정하여 최종 수분량값을 출력하는 제2 보정부를 포함하되,
    상기 제1 보정부는,
    상기 측정된 수분량값을 이용하여 수분 보정 계수를 도출하고, 상기 수분 보정 계수를 이용하여 상기 보정된 전기전도도값을 재보정하되, 상기 보정된 전기전도도값이 제1 기준치 이상인 경우 오프셋을 더 반영하여 전기전도도값을 재보정하며,
    상기 제2 보정부는,
    상기 측정된 수분량값에 따라 상기 수분 보정값의 적용 비율을 상이하게 반영하여 상기 최종 수분량을 계산하는 것을 특징으로 하는 배지 상태 측정 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 복수의 탐침용 전극은 상호 일정 간격 이격되어 배치되되,
    상기 복수의 탐침용 전극 중 복수는 발진 전극이며, 상기 복수의 탐침용 전극 중 다른 하나는 수신 전극인 것을 특징으로 하는 배지 상태 측정 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 복수의 발진 전극 중 어느 하나는 저주파 전류 펄스를 발진하며,
    상기 복수의 발진 전극 중 다른 하나는 고주파 신호를 발진하는 것을 특징으로 하는 배지 상태 측정 장치.
  12. 삭제
  13. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 보정부는 상기 보정된 전기전도도값의 크기에 따라 가변 오프셋을 반영하여 상기 보정된 전기전도도값을 재보정하는 것을 특징으로 하는 배지 상태 측정 장치.
  14. 삭제
  15. 삭제
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