KR102071175B1 - 작물 생육상태에 따른 생장 관리 시스템 - Google Patents

작물 생육상태에 따른 생장 관리 시스템 Download PDF

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김종영
김정연
연윤미
박재홍
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농업회사법인 네오팜 주식회사
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Abstract

본 발명은 작물 생육상태에 따른 생장 관리 시스템에 관한 것으로, 다수의 작물이 식재된 적어도 하나 이상의 배지 상자가 안착 설치되는 소정의 배지 설치공간을 제공하는 재배단; 상기 재배단 일측에 설치되며, 상기 배지 설치공간에 안착된 적어도 하나 이상의 배지 상자와 배관을 통해 연결되어 내부에 저장된 양액의 급액 또는 배액을 수행하는 양액조절유닛; 상기 재배단 일측에 설치되어 상기 배지 설치공간에 안착된 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자에 식재된 작물의 생육정보를 수집하는 정보수집유닛; 및 상기 정보수집유닛을 통해 수집된 작물의 생육정보를 기반으로 영양생장 혹은 생식성장 중 하나에 해당하는 작물의 생육상태를 판단하여, 해당 생육상태에 따라 상기 양액조절유닛의 작동 형태를 조절하는 제어유닛;을 포함한다.

Description

작물 생육상태에 따른 생장 관리 시스템 {MANAGEMENT SYSTEM FOR PLANT GROWTH ACCORDING TO GROWTH STATE}
본 발명은 작물 생육상태에 따른 생장 관리 시스템에 관한 것이다.
토양재배와 달리 특정 공간이 제공되는 시설 내에서 세밀하게 관리자의 설정에 맞춰진 환경에 따라 작물을 재배할 수 있는 형태의 양액재배가 점점 늘어나고 있으며, 이러한 인위적 양액재배는 작물에 공급되는 양액의 성분 또한 작물에 맞추어 관리자가 달리할 수 있다.
이러한 양액재배를 통한 작물 생장을 관리하기 위한 시스템은 관리자가 생장 환경 및 양액 등에 대해 작물의 생리를 최적화 조건에 맞추어 섬세한 조절이 가능하지만, 이와 같은 장점은 관리자에 의한 인위적 작업을 필요로 하기 때문에 이를 제대로 수행함에는 많은 노력과 어려움이 동반된다.
이에 따라, 작물 생장에 영향을 주는 많은 요소들을 관리자가 관리함에 있어 작업용이성을 제공하고, 관리 방식을 자동화시키기 위한 많은 노력들이 수행되고 있으며, 특히 작물의 상태를 지속적으로 관찰하고 이를 통해 관리자가 최적화된 생육 조건을 맞춰줄 수 있는 시스템의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
이와 관련하여, 실내 특정 공간 내에서 작물의 양액재배를 수행함에 있어 작물의 생장에 따라 가장 적합한 생육 환경을 자동으로 조성하여 관리하기 위해 마련된 종래기술에 대한 선행문헌에는 대한민국 등록특허공보 제10-1240557호의 "작물 생장 주기에 따라 작물을 관리하는 자동화 관리 시스템"(이하, '종래기술'이라고 함)이 있다.
하지만, 종래기술을 비롯한 기존의 작물 생장 관리 시스템의 경우, 단순히 작물의 생장에 따라 변화하는 작물의 크기에 맞추어 제공되는 양액 및 광의 양을 조절하는 방식에 기술이 그쳐, 조금 더 작물의 생장에 최적화된 조건을 맞추어 관리를 수행하지 못함은 물론이고 그에 앞 서 정확한 작물의 상태에 대한 파악도 제대로 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.
더욱이, 종래기술을 비롯한 기존의 작물 생장 관리 시스템의 경우, 작물의 생장에 영향을 주는 다양한 요인들을 실시간으로 수집 및 분석하고, 이를 기반으로 작물의 상태를 정확히 진단하여 이에 대응되도록 최적화된 표준화 생육 환경 제어조건에 맞춘 조절을 통한 관리가 자동으로 이루어지지 못하며, 이와 같은 일련의 과정들에서 발생되는 정보들을 관리자가 제공받거나 파악함에 상당한 어려움이 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로써, 본 발명의 목적은 작물의 생장에 따라 작물의 생장에 영향을 주는 다양한 정보들을 다측면에서 수집하여 분석함으로써, 정확한 작물의 생육 상태에 대한 판단이 가능하고, 이를 기반으로 정확한 작물의 생육 상태에 대응되는 표준화 조건에 맞춰 생육 환경을 세밀하게 조절하여 자동 관리할 수 있는 기술을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 작물 생육상태에 따른 생장 관리 시스템은, 다수의 작물이 식재된 적어도 하나 이상의 배지 상자가 안착 설치되는 소정의 배지 설치공간을 제공하는 재배단; 상기 재배단 일측에 설치되며, 상기 배지 설치공간에 안착된 적어도 하나 이상의 배지 상자와 배관을 통해 연결되어 내부에 저장된 양액의 급액 또는 배액을 수행하는 양액조절유닛; 상기 재배단 일측에 설치되어 상기 배지 설치공간에 안착된 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자에 식재된 작물의 생육정보를 수집하는 정보수집유닛; 및 상기 정보수집유닛을 통해 수집된 작물의 생육정보를 기반으로 영양생장 혹은 생식성장 중 하나에 해당하는 작물의 생육상태를 판단하여, 해당 생육상태에 따라 상기 양액조절유닛의 작동 형태를 조절하는 제어유닛;을 포함한다.
여기서, 상기 정보수집유닛은, 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자에 식재된 작물의 잎의 표면 온도, 과육의 표면 온도 또는 작물이 식재된 땅의 온도 중 적어도 하나 이상을 감지하여 엽온, 과온 또는 지온 중 적어도 하나 이상에 대한 온도 감지정보를 생성하는 온도 감지부; 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자 내 토양의 함수율을 감지하여 함수율 감지정보 및 일중 함수율편차정보를 생성하는 함수율 감지부; 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자의 중량을 감지하여 배지중량정보를 생성하는 배지중량 감지부; 상기 양액조절유닛 내 저장된 양액의 중량을 감지하여 양액중량정보를 생성하는 양액중량 감지부; 상기 양액조절유닛 내 저장된 양액의 농도(EC, Electrical Conductivity)를 감지하여 양액농도정보를 생성하는 양액농도 감지부; 및 상기 양액조절유닛을 통해 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자에 급액되는 양액의 산성도 및 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자로부터 상기 양액조절유닛을 통해 배액되는 양액의 산성도를 감지하여 급액되는 양액의 산성도에 대한 제1산성도 정보, 배액되는 양액의 산성도에 대한 제2산성도 정보, 상기 제2산성도 정보와 제1산성도 정보 간의 편차(델타)값을 산출한 제3산성도 정보를 생성하는 산성도 감지부;를 포함할 수 있다.
그리고 작물 생육상태에 따른 생장 관리 시스템은, 상기 재배단이 설치된 공간의 난방, 냉방 또는 환기를 통해 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자에 식재된 작물의 잎의 표면 온도, 과육의 표면 온도 또는 작물이 식재된 땅의 온도 중 적어도 하나 이상을 조절하는 온도조절유닛;을 더 포함할 수 있으며, 상기 제어유닛은 상기 정보수집유닛을 통해 수집된 작물의 생육정보를 기반으로 영양생장 혹은 생식성장 중 하나에 해당하는 작물의 생육상태를 판단하여, 해당 생육상태에 따라 상기 온도조절유닛의 작동 형태를 조절할 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자는 식재된 작물의 뿌리 관찰을 위해 측면에 투명하게 형성된 뿌리 관찰창을 구비하고, 상기 정보수집유닛은, 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자에 식재된 작물의 뿌리를 상기 뿌리 관찰창을 통해 촬영하여 획득되는 이미지를 분석하여 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자에 식재된 작물의 소정의 토양 단면 범위 내 뿌리 분포도에 관한 제1영상분석정보를 생성하는 제1영상분석부;를 더 포함할 수 있다.
더 나아가, 상기 정보수집유닛은, 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자에 식재된 작물의 잎을 촬영하여 획득되는 이미지를 분석하여 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자에 식재된 작물의 잎 크기 및 색상에 관한 제2영상분석정보를 생성하는 제2영상분석부; 및 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자에 식재된 작물의 과육을 촬영하여 획득되는 이미지를 분석하여 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자에 식재된 작물의 과육 크기 및 색상에 관한 제3영상분석정보를 생성하는 제3영상분석부;를 더 포함할 수 있다.
아울러, 상기 제어유닛은, 상기 정보수집유닛을 통해 성생된 정보들을 수신하는 정보 수신부; 상기 정보 수신부를 통해 수신된 정보들을 기록 저장하는 제1저장부; 생육상태가 영양생장인지 생식생장인지를 판단하는 기준으로 기 설정된 엽온 또는 과온에 대한 온도값, 토양의 함수율값, 토양의 일중 함수율편차값, 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자의 중량값, 상기 양액조절유닛 내 저장된 양액의 중량값, 상기 양액조절유닛 내 저장된 양액의 농도(EC)값, 급액되는 양액의 산성도값, 배액되는 양액의 산성도값, 배액되는 양액와 급액되는 양액의 산성도 편차(델타)값 및 소정의 토양 단면 범위 내 뿌리 분포도값 중 적어도 하나 이상에 대한 생육상태 기준정보가 저장된 제2저장부; 상기 제2저장부에 저장된 생육상태 기준정보를 기준으로 상기 정보 수신부를 통해 수신된 정보들을 비교하여 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자에 식재된 작물의 생육상태가 영양생장인지 생식생장인지를 판단하는 생육상태 판단부; 작물의 영양생장에 따른 최적화 기준으로 기 설정된 엽온 또는 과온에 대한 온도값, 토양의 함수율값, 토양의 일중 함수율편차값, 상기 양액조절유닛 내 저장된 양액의 농도(EC)값, 급액되는 양액의 산성도값, 배액되는 양액의 산성도값 및 배액되는 양액와 급액되는 양액의 산성도 편차(델타)값에 대한 영양생장 최적화 정보를 저장하는 제3저장부; 작물의 생식생장에 따른 최적화 기준으로 기 설정된 엽온 또는 과온에 대한 온도값, 토양의 함수율값, 토양의 일중 함수율편차값, 상기 양액조절유닛 내 저장된 양액의 농도(EC)값, 급액되는 양액의 산성도값, 배액되는 양액의 산성도값 및 배액되는 양액와 급액되는 양액의 산성도 편차(델타)값에 대한 생식생장 최적화 정보를 저장하는 제4저장부; 상기 제3저장부에 저장된 영양생장 최적화 정보를 기반으로 상기 양액조절유닛 및 온도조절유닛 중 적어도 하나 이상의 작동형태를 제어하는 영양생장 제어부; 및 상기 제4저장부에 저장된 생식생장 최적화 정보를 기반으로 상기 양액조절유닛 및 온도조절유닛 중 적어도 하나 이상의 작동형태를 제어하는 생식생장 제어부;를 포함할 수 있다.
아울러, 상기 영양생장 제어부는 엽온, 과온 또는 지온 중 적어도 하나 이상에 대한 온도값, 토양의 함수율값, 토양의 일중 함수율편차값, 상기 양액조절유닛 내 저장된 양액의 농도(EC)값, 급액되는 양액의 산성도값, 배액되는 양액의 산성도값 및 배액되는 양액와 급액되는 양액의 산성도 편차(델타)값이 기 설정되어 상기 제3저장부에 저장된 영양생장 최적화 정보에 대응되도록 상기 양액조절유닛의 제어를 통해 급액 시간, 급액 양, 급액 횟수, 배액 시간, 배액양, 배액 횟수, 저장된 양액 제조를 위해 공급되는 원수 또는 액비의 양, 저장된 양액 제조를 위해 공급되는 산(Acid) 또는 알칼리 성분의 양 중 적어도 하나 이상을 조절하거나 상기 온도조절유닛의 제어를 통해 상기 재배단이 설치된 공간 내 난방기 혹은 냉방기의 가동 형태, 상기 재배단이 설치된 공간 내 스크린 개폐에 의한 환기 형태 중 적어도 하나 이상을 조절할 수 있다.
또한, 상기 생식생장 제어부는 엽온, 과온 또는 지온 중 적어도 하나 이상에 대한 온도값, 토양의 함수율값, 토양의 일중 함수율편차값, 상기 양액조절유닛 내 저장된 양액의 농도(EC)값, 급액되는 양액의 산성도값, 배액되는 양액의 산성도값 및 배액되는 양액와 급액되는 양액의 산성도 편차(델타)값이 기 설정되어 상기 제3저장부에 저장된 생식생장 최적화 정보에 대응되도록 상기 양액조절유닛의 제어를 통해 급액 시간, 급액 양, 급액 횟수, 배액 시간, 배액양, 배액 횟수, 저장된 양액 제조를 위해 공급되는 원수 또는 액비의 양, 저장된 양액 제조를 위해 공급되는 산(Acid) 또는 알칼리 성분의 양 중 적어도 하나 이상을 조절하거나 상기 온도조절유닛의 제어를 통해 상기 재배단이 설치된 공간 내 난방기 혹은 냉방기의 가동 형태, 상기 재배단이 설치된 공간 내 스크린 개폐에 의한 환기 형태 중 적어도 하나 이상을 조절할 수 있다.
그리고 상기 제어유닛은, 적엽시기를 판단하는 기준으로 기 설정된 작물의 잎 크기 및 색상 중 적어도 하나 이상에 대한 적엽시기 기준정보가 저장된 제6저장부; 과육 수확시기를 판단하는 기준으로 기 설정된 작물의 과육 크기 및 색상 중 적어도 하나 이상에 대한 수확시기 기준정보가 저장된 제7저장부; 상기 제6저장부에 저장된 적엽시기 기준정보를 기준으로 상기 정보 수신부를 통해 수신된 상기 제2영상분석정보를 비교하여 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자에 식재된 작물의 적엽시기 도래여부를 판단하는 적엽시기 판단부; 상기 제7저장부에 저장된 수확시기 기준정보를 기준으로 상기 정보 수신부를 통해 수신된 상기 제3영상분석정보들을 비교하여 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자에 식재된 작물의 과육 수확시기 도래여부를 판단하는 수확시기 판단부; 및 상기 적엽시기 판단부를 통해 상기 정보 수신부를 통해 수신된 상기 제2영상분석정보가 나타내는 작물의 적엽시기가 도래함이 판단되거나, 상기 수확시기 판단부를 통해 상기 정보 수신부를 통해 수신된 상기 제3영상분석정보가 나타내는 작물의 과육 수확시기가 도래함이 판단될 경우, 알림정보를 생성하여 기 설정된 관리자 단말에 생성된 상기 알림정보를 전송하는 정보알림부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 다양한 센서들을 복합적으로 적용하여 다측면에서 작물의 생육상태와 관련한 다양한 정보들을 수집하여 분석함으로써, 작물의 생육상태를 정확하게 파악할 수 있다.
둘째, 정확히 판단된 작물의 생육상태에 따라 영양생장 상태인지 생식생장 상태인지로 구분하여 각각의 최적화된 표준조건에 맞춘 세밀한 생육환경의 자동화 조절을 통한 관리가 수행될 수 있다.
셋째, 작물의 생장 관리 과정에서 발생하는 각종 정보를 비롯한, 적엽 혹은 과육 수확과 같이 관리자의 직접적 작물 생장 관리 관여가 필요한 시점을 바로 알려줌으로써, 해당 시기를 놓치지 않고 즉각 대응할 수 있다.
도1은 본 발명의 작물 생육상태에 따른 작물 생육상태에 따른 생장 관리 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도2는 본 발명의 작물 생육상태에 따른 생장 관리 시스템의 구성요소를 도시한 블록도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지된 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
<작물 생육상태에 따른 생장 관리 시스템의 구성 및 작동형태에 관한 설명>
도1 내지 도2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 작물 생육상태에 따른 생장 관리 시스템(100)은 재배단(120); 양액조절유닛(130); 정보수집유닛(140); 온도조절유닛(150); 및 제어유닛(160);를 포함하며, 해당 구성들을 유선 또는 무선 환경을 통해 상호 연결 가능한 네트워크를 구축하여 정보, 신호 및 명령의 송, 수신이 실시간으로 이루어질 수 있도록 한다.
재배단(120)은 다수의 작물(P)이 식재된 적어도 하나 이상의 배지 상자(110)가 도1과 같이 최상측 단에 안착 설치되도록 해당 최상측 단에 소정의 배지 설치공간을 제공한다.
여기서, 재배단(120)의 최상측 단에 마련되는 배지 설치공간에 안착된 적어도 하나 이상의 배지 상자(110)는 도1에 도시된 바와 같이 식재된 작물의 뿌리 관찰을 위해 측면에 투명하게 형성된 뿌리 관찰창(110W)을 구비한다.
또한, 적어도 하나 이상의 배지 상자(110)는 도1에 도시된 바와 같이 뿌리 관찰창(110W) 외측에는 뿌리 관찰창(110W)을 개폐하여 관찰의 가능여부를 선택적으로 조절할 수 있는 암막 커버(110C)가 설치된다.
이를 통해 관리자는 뿌리 관찰창(110W)의 개폐여부를 선택적으로 달리할 수 있으며, 추후 설명될 제1영상분석부(147)를 통한 뿌리 상태의 관찰 및 뿌리 분포도의 산출의 기능 수행 가능 여부를 달리함으로 이어진다.
실시에 따라서는, 뿌리 관찰창(110W)의 외측에 설치된 암막 커버(110C)가 개폐 구동과 관련한 별도의 구동모듈과 연동되고, 제1영상분석부(147)와 유, 무선 환경을 통해 네트워크를 형성함으로써, 제1영상분석부(147)를 통해 뿌리 상태의 관찰 및 뿌리 분포도의 산출이 필요하도록 관리자가 사전에 기 설정한 주기에 맞추어 암막 커버(110C)가 열리고, 정보의 수집이 완료되면 자동으로 암막 커버(110C)가 닫힐 수 있도록 설계될 수도 있다.
재배단(120)은 결과적으로 여러 개의 단이 높이 또는 길이방향을 따라 연결되어 하나의 선반 프레임을 이루는 구성으로, 배지 상자(110) 뿐만 아니라 아래 설명될 양액조절유닛(130), 정보수집유닛(140), 온도조절유닛(150), 및 제어유닛(160) 등이 특정 단 일측에 놓이거나 설치될 수 있도록 공간을 제공한다.
양액조절유닛(130)은 재배단(120) 일측에 설치되며, 재배단(120)의 최상측 단에 마련되는 배지 설치공간에 안착된 적어도 하나 이상의 배지 상자(110)와 배관(133, 134)을 통해 연결되어 내부에 저장된 양액의 급액 또는 배액을 수행하며, 구체적으로 양액의 공급 주기, 공급양, 공급시기 등을 추후 설명될 제어유닛(160)으로부터 전달된 제어명령에 따라 자동을 조절 가능하다.
이를 위해, 양액조절유닛(130)은 도2에 도시된 바와 같이 양액공급부(131), 양액저장부(132), 급액부(133), 배액부(134), 양액제어부(135)을 포함한다.
양액공급부(131)는 원수를 공급하는 부분과 액비(液肥)를 공급하는 부분으로 구분되며, 원수의 공급양과 액비의 공급양을 달리하여 양액의 농도를 조절하거나 액비의 구성을 달리하여 양액의 산성도(pH)를 조절하기 위한 기능을 수행한다.
여기서, 양액공급부(131)의 원수 공급 부분은 외부의 물 공급처와 연결된 배관 및 밸브구조, 양수펌프와 원수 필터 등을 포함하도록 마련될 수도 있고, 챔버 혹은 탱크형태의 원수 저장공간의 형태로 마련될 수도 있다.
또한, 양액공급부(131)의 액비 공급 부분은 외부의 액비 공급처와 연결된 배 관 및 밸브구조와 액비펌프 등을 포함하도록 마련될 수도 있고, 챔버 혹은 탱크형태의 액비 저장공간의 형태로 마련될 수도 있다.
양액저장부(132)는 양액공급부(131)를 통해 제공되는 원수와 액비를 혼합하여 양액을 제조하는 혼입장치와 이를 통해 제조된 양액을 저장하는 챔버 혹은 탱크 형태의 저장공간을 포함하도록 마련된다.
급액부(133)는 양액저장부(132)와 재배단(120)의 최상측 단에 마련되는 배지 설치공간에 안착된 적어도 하나 이상의 배지 상자(110)를 연결하는 배관, 해당 배관 일측에 설치되는 밸브 및 펌프 등의 구성으로 마련된다.
배액부(134) 또한 양액저장부(132)와 재배단(120)의 최상측 단에 마련되는 배지 설치공간에 안착된 적어도 하나 이상의 배지 상자(110)를 연결하는 배관, 해당 배관 일측에 설치되는 밸브 및 펌프 등의 구성으로 마련된다.
양액저장부(132)는 양액저장부(132)에 저장된 양액이 밸브의 개방 및 펌프의 작동 여부에 대응되어 배관을 통해 적어도 하나 이상의 배지 상자(110)에 급액될 수 있도록 하고, 배액부(134)는 적어도 하나 이상의 배지 상자(110)에 급액된 양액이 밸브의 개방 및 펌프의 작동 여부에 대응되어 배관을 통해 양액저장부(132)에 다시 배액될 수 있도록 한다.
양액제어부(135)는 아래 설명될 제어유닛(160)으로부터 수신되는 제어명령에 따라 양액공급부(131), 양액저장부(132), 급액부(133), 배액부(134) 중 적어도 하나 이상의 동작을 제어하여 급액 시간, 급액 양, 급액 횟수, 배액 시간, 배액양, 배액 횟수, 저장된 양액 제조를 위해 공급되는 원수 또는 액비의 양, 저장된 양액 제조를 위해 공급되는 산(Acid) 또는 알칼리 성분의 양 중 적어도 하나 이상이 조절되도록 한다.
정보수집유닛(140)은 재배단(120) 일측에 설치되어 배지 설치공간에 안착된 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자(110)에 식재된 작물(P)의 생육정보를 수집한다.
여기서, 생육정보라 함은 엽온, 과온 또는 지온 중 적어도 하나 이상에 대한 온도값, 토양의 함수율값, 토양의 일중 함수율편차값, 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자의 중량값, 상기 양액조절유닛 내 저장된 양액의 중량값, 상기 양액조절유닛 내 저장된 양액의 농도(EC)값, 급액되는 양액의 산성도값, 배액되는 양액의 산성도값, 배액되는 양액와 급액되는 양액의 산성도 편차(델타)값 및 소정의 토양 단면 범위 내 뿌리 분포도값, 잎의 크기 및 색상, 과육의 크기 및 색상 등에 관한 정보를 의미힌다.
이와 같은 생육정보의 수집을 위해, 정보수집유닛(140)은 도2에 도시된 바와 같이 온도 감지부(141), 함수율 감지부(142), 배지중량 감지부(143), 양액중량 감지부(144), 양액농도 감지부(145), 산성도 감지부(146), 제1영상분석부(147), 제2영상분석부(148), 제3영상분석부(149)를 포함한다.
온도 감지부(141)는 적어도 하나 이상의 배지 상자(110)에 식재된 작물(P)의 잎의 표면 온도, 과육의 표면 온도 또는 작물(P)이 식재된 땅의 온도(뿌리 주변 온도) 중 적어도 하나 이상을 감지하여 엽온, 과온 또는 지온에 대한 온도 감지정보를 생성하며, 구체적으로 표면 온도센서와 같은 센싱모듈로 마련될 수 있다.
함수율 감지부(142)는 적어도 하나 이상의 배지 상자(110) 내 토양의 함수율을 감지하여 함수율 감지정보 및 일중 함수율편차정보를 생성하며, 구체적으로 함수율 측정센서와 같은 센싱모듈과 센싱되는 함수율 값들의 일중 함수율편차값을 산정하기 위한 연산모듈로 마련될 수 있다.
배지중량 감지부(143)는 적어도 하나 이상의 배지 상자(110)의 중량을 감지하여 배지중량정보를 생성하며, 구체적으로 중량센서와 같은 센싱모듈로 마련될 수 있다.
양액중량 감지부(144)는 양액조절유닛(130)의 양액저장부(132) 내 저장된 양액의 중량을 감지하여 양액중량정보를 생성하며, 구체적으로 중량센서와 같은 센싱모듈로 마련될 수 있다.
양액농도 감지부(145)는 양액조절유닛(130)의 양액저장부(132) 내 저장된 양액의 농도(EC, Electrical Conductivity)를 감지하여 양액농도정보를 생성하며, 구체적으로 EC측정센서와 같은 센싱모듈로 마련될 수 있다.
산성도 감지부(146)는 양액조절유닛(130)의 급액부(133)을 통해 적어도 하나 이상의 배지 상자(110)에 급액되는 양액의 산성도 및 적어도 하나 이상의 배지 상자(110)로부터 양액조절유닛(130)의 배액부(134)를 통해 배액되는 양액의 산성도를 감지하여 급액되는 양액의 산성도에 대한 제1산성도 정보, 배액되는 양액의 산성도에 대한 제2산성도 정보, 제2산성도 정보와 제1산성도 정보 간의 편차(델타)값을 산출한 제3산성도 정보를 생성하며, 구체적으로 pH측정센서와 같은 센싱모듈이 급액용과 배액용으로 구분 설치되며, 각각의 센싱모듈로부터 측정된 산성도 값의 편차를 산정하기 위한 연산모듈로 마련될 수 있다.
제1영상분석부(147)는 적어도 하나 이상의 배지 상자(110)에 식재된 작물(P)의 뿌리를 뿌리 관찰창(110W)을 통해 촬영하여 획득되는 이미지를 분석하여 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자에 식재된 작물(P)의 소정의 토양 단면 범위 내 뿌리 분포도에 관한 제1영상분석정보를 생성한다.
이를 위해, 제1영상분석부(147)는 뿌리 관찰창(110W)을 통해 식재된 작물(P)의 뿌리를 관찰 가능한 위치에 설치된 비젼 카메라와 해당 카메라를 통해 촬영되어 획득된 이미지의 분석을 통해 뿌리 분포도를 계산하는 연산모듈을 포함한다.
제2영상분석부(148)는 적어도 하나 이상의 배지 상자(110)에 식재된 작물(P)의 잎을 촬영하여 획득되는 이미지를 분석하여 적어도 하나 이상의 배지 상자(110)에 식재된 작물(P)의 잎 크기, 형상 및 색상에 관한 제2영상분석정보를 생성한다.
이를 위해, 제2영상분석부(148)는 배지 상자(110)에 식재된 작물(P)의 잎을 관찰 가능한 위치에 설치된 비젼 카메라와 해당 카메라를 통해 촬영되어 획득된 이미지의 분석을 통해 잎의 크기, 형상 및 색상을 계산 및 추출하는 연산모듈을 포함한다.
실시에 따라, 제2영상분석부(148)는 배지 상자(110)에 식재된 작물(P)의 꽃을 추가로 촬영하여 획득되는 이미지를 분석하여 적어도 하나 이상의 배지 상자(110)에 식재된 작물(P)의 꽃 크기, 형상 및 색상에 관한 제2영상분석정보를 추가로 생성할 수도 있다.
여기서, 제2영상분석부(148)를 통해 측정되는 잎 또는 꽃의 크기 및 형상에 관련한 수치는 구체적으로 엽장, 엽폭, 화경장, 초장, 분화 및 출뢰 등에 관한 정보 중 적어도 하나 이상을 포함함이 바람직하다.
제3영상분석부(149)는 적어도 하나 이상의 배지 상자(110)에 식재된 작물(P)의 과육을 촬영하여 획득되는 이미지를 분석하여 적어도 하나 이상의 배지 상자(110)에 식재된 작물(P)의 과육 크기, 형상 및 색상에 관한 제3영상분석정보를 생성한다.
이를 위해, 제3영상분석부(149)는 배지 상자(110)에 식재된 작물(P)의 과육을 관찰 가능한 위치에 설치된 비젼 카메라와 해당 카메라를 통해 촬영되어 획득된 이미지의 분석을 통해 과육의 크기, 형상 및 색상을 계산 및 추출하는 연산모듈을 포함한다.
온도조절유닛(150)은 재배단(120)이 설치된 공간의 난방, 냉방 또는 환기를 통해 적어도 하나 이상의 배지 상자(110)에 식재된 작물(P)의 잎의 표면 온도 또는 과육의 표면 온도 또는 또는 작물(P)이 식재된 땅의 온도(뿌리 주변 온도) 적어도 하나 이상을 조절하며, 이를 위해 도2에 도시된 바와 같이 냉, 난방 제어부(151) 및 스크린 제어부(152)를 포함함다.
냉, 난방 제어부(151)는 재배단(120)이 설치된 공간 내 난방기 혹은 냉방기(H)의 가동 형태를 제어한다.
구체적으로, 냉, 난방 제어부(151) 재배단(120)이 설치된 공간 내에 내부 공기 온도 및 습도의 조절을 위해 설치된 난방기 혹은 냉방기(H)와 유선 또는 무선으로 연결되어 난방기 혹은 냉방기(H)의 가동여부, 조절 온도 및 습도 조건, 가동시간, 가동주기 등을 관리자에 의해 사전에 기 설정된 조건에 따라 다양하게 조절 가능하다.
스크린 제어부(152)는 재배단(120)이 설치된 공간 내 스크린(S) 개폐에 의한 환기 형태를 제어한다.
구체적으로, 스크린 제어부(152)는 재배단(120)이 설치된 공간 내에 외부 공기의 유입 및 내부 공기 온도 및 습도의 조절을 위해 외측 벽에 자동 개폐 가능하게 설치된 창 형태의 스크린(S)과 유선 또는 무선으로 연결되어 스크린(S)의 개폐를 조절하는 구동모듈과 통신함으로써, 구동모듈의 가동을 통한 스크린(S)의 개폐 여부, 개폐 시간, 개폐 주기 등을 관리자에 의해 사전에 기 설정된 조건에 따라 다양하게 조절 가능하다.
이와 같은, 냉, 난방 제어부(151) 및 스크린 제어부(152)는 아래 설명될 제어유닛(160)으로부터 수신되는 제어명령에 기반을 두고 제어 형태가 대응되도록 한다.
제어유닛(160)은 정보수집유닛(140)을 통해 수집된 작물(P)의 생육정보를 기반으로 영양생장 혹은 생식성장 중 하나에 해당하는 작물(P)의 생육상태를 판단하여, 해당 생육상태에 따라 양액조절유닛(130)의 작동 형태를 조절한다.
또한, 제어유닛(160)은 정보수집유닛(140)을 통해 수집된 작물(P)의 생육정보를 기반으로 영양생장 혹은 생식성장 중 하나에 해당하는 작물(P)의 생육상태를 판단하여, 해당 생육상태에 따라 온도조절유닛(150)의 작동 형태를 조절할 수 있다.
이를 위해, 제어유닛(160)은 도2에 도시된 바와 같이 정보 수신부(161), 제1저장부(162a), 제2저장부(162b), 제3저장부(162c), 생육상태 판단부(163), 제4저장부(162d), 제5저장부(162e), 영양생장 제어부(164), 생식생장 제어부(165), 제6저장부(162f), 제7저장부(162g), 적엽시기 판단부(166), 수확시기 판단부(167), 정보알림부(168)를 포함한다. 정보 수신부(161)는 정보수집유닛(140)을 통해 성생된 정보들을 유선 또는 무선통신망을 통해 상호 연결되어 정보 송, 수신 네트워크가 형성된 상태에서 수신한다.
제1저장부(162a)는 정보 수신부(161)를 통해 수신된 정보들을 일괄적으로 기록 저장하여 관리하는 메인 데이터베이스 공간이다.
제2저장부(162b)는 작물(P)의 생육상태가 영양생장인지 생식생장인지를 판단하는 기준으로 관리자에 의해 사전에 기 설정된 엽온 또는 과온에 대한 온도값, 토양의 함수율값, 토양의 일중 함수율편차값, 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자의 중량값, 상기 양액조절유닛 내 저장된 양액의 중량값, 상기 양액조절유닛 내 저장된 양액의 농도(EC)값, 급액되는 양액의 산성도값, 배액되는 양액의 산성도값, 배액되는 양액와 급액되는 양액의 산성도 편차(델타)값 및 소정의 토양 단면 범위 내 뿌리 분포도값 중 적어도 하나 이상에 대한 생육상태 기준정보가 저장되는 데이터베이스 공간이다.,
제3저장부(162c)는 작물(P)의 영양생장에 따른 최적화 기준으로 관리자에 의해 사전에 기 설정된 엽온, 과온 또는 지온 중 적어도 하나 이상에 대한 온도값, 토양의 함수율값, 토양의 일중 함수율편차값, 상기 양액조절유닛 내 저장된 양액의 농도(EC)값, 급액되는 양액의 산성도값, 배액되는 양액의 산성도값 및 배액되는 양액와 급액되는 양액의 산성도 편차(델타)값에 대한 영양생장 최적화 정보가 저장되는 데이터베이스 공간이다.
생육상태 판단부(163)는 제2저장부(162b)에 저장된 생육상태 기준정보를 기준으로 정보 수신부(161)를 통해 수신된 정보들을 비교하여 적어도 하나 이상의 배지 상자(110)에 식재된 작물(P)의 생육상태가 영양생장인지 생식생장인지를 판단한다.
제4저장부(162d)는 작물(P)의 생식생장에 따른 최적화 기준으로 관리자에 의해 사전에 기 설정된 엽온, 과온 또는 지온 중 적어도 하나 이상에 대한 온도값, 토양의 함수율값, 토양의 일중 함수율편차값, 상기 양액조절유닛 내 저장된 양액의 농도(EC)값, 급액되는 양액의 산성도값, 배액되는 양액의 산성도값 및 배액되는 양액와 급액되는 양액의 산성도 편차(델타)값에 대한 생식생장 최적화 정보가 저장되는 데이터베이스 공간이다.
영양생장 제어부(164)는 제3저장부(162c)에 저장된 영양생장 최적화 정보를 기반으로 양액조절유닛(130) 및 온도조절유닛(150) 중 적어도 하나 이상의 작동형태를 제어명령 생성 및 전송을 통해 제어한다.
영양생장 제어부(164)는 엽온, 과온 또는 지온 중 적어도 하나 이상에 대한 온도값, 토양의 함수율값, 토양의 일중 함수율편차값, 양액조절유닛(130) 내 저장된 양액의 농도(EC)값, 급액되는 양액의 산성도값, 배액되는 양액의 산성도값 및 배액되는 양액와 급액되는 양액의 산성도 편차(델타)값이 기 설정되어 제3저장부(162c)에 저장된 영양생장 최적화 정보에 대응되도록 생성된 제어명령을 양액조절유닛(130) 및 온도조절유닛(150) 중 적어도 하나 이상에 전송하여, 양액조절유닛(130)의 제어가 수행될 경우 급액 시간, 급액 양, 급액 횟수, 배액 시간, 배액 양, 배액 횟수, 저장된 양액 제조를 위해 공급되는 원수 또는 액비의 양, 저장된 양액 제조를 위해 공급되는 산(Acid) 또는 알칼리 성분의 양 중 적어도 하나 이상을 조절되도록 하거나, 온도조절유닛(150)의 제어가 수행될 경우 재배단(120)이 설치된 공간 내 난방기 혹은 냉방기(H)의 가동 형태, 재배단(120)이 설치된 공간 내 스크린(S) 개폐에 의한 환기 형태 중 적어도 하나 이상이 조절되도록 한다.
구체적으로, 영양생장 제어부(164)는 영양생장이 지속 유도되어 최적화된 조건에서 실시될 수 있도록 하기 위함으로, 양액조절유닛(130)의 제어를 통해 급액시간을 길게하고, 급액의 시작이 오전 일찍 시작되어 오후 늦게 종료되도록 하며, 1회 급액 양을 적게하며, 저장된 양액의 농도(EC)값을 높게 관리하며, 배액율을 30%이상으로 높게 관리함이 바람직하다.
또한, 영양생장 제어부(164)는 영양생장이 지속 유도되어 최적화된 조건에서 실시될 수 있도록 하기 위함으로, 온도조절유닛(150)의 제어를 통해 냉, 난방 제어부(151) 및 스크린 제어부(152)에 제어명령을 전송하여 온도를 높게 관리하며, 24시간 평균 온도 역시 높게 관리하며, 주간과 야간의 온도 편차는 낮게 관리함이 바람직하다.
생식생장 제어부(165)는 제4저장부(162d)에 저장된 생식생장 최적화 정보를 기반으로 양액조절유닛(130) 및 온도조절유닛(150) 중 적어도 하나 이상의 작동형태를 제어명령 생성 및 전송을 통해 제어한다.
생식생장 제어부(165)는 엽온, 과온 또는 지온 중 적어도 하나 이상에 대한 온도값, 토양의 함수율값, 토양의 일중 함수율편차값, 양액조절유닛(130) 내 저장된 양액의 농도(EC)값, 급액되는 양액의 산성도값, 배액되는 양액의 산성도값 및 배액되는 양액와 급액되는 양액의 산성도 편차(델타)값이 기 설정되어 제4저장부(162d)에 저장된 생식생장 최적화 정보에 대응되도록 생성된 제어명령을 양액조절유닛(130) 및 온도조절유닛(150) 중 적어도 하나 이상에 전송하여, 양액조절유닛(130)의 제어가 수행될 경우 급액 시간, 급액 양, 급액 횟수, 배액 시간, 배액양, 배액 횟수, 저장된 양액 제조를 위해 공급되는 원수 또는 액비의 양, 저장된 양액 제조를 위해 공급되는 산(Acid) 또는 알칼리 성분의 양 중 적어도 하나 이상을 조절되도록 하거나, 온도조절유닛(150)의 제어가 수행될 경우 재배단(120)이 설치된 공간 내 난방기 혹은 냉방기(H)의 가동 형태, 재배단(120)이 설치된 공간 내 스크린(S) 개폐에 의한 환기 형태 중 적어도 하나 이상이 조절되도록 한다.
구체적으로, 생식생장 제어부(165)는 생식생장이 지속 유도되어 최적화된 조건에서 실시될 수 있도록 하기 위함으로, 양액조절유닛(130)의 제어를 통해 급액시간을 짧게하고, 급액의 시작이 오전 늦게 시작되어 오후 일찍 종료되도록 하며, 다량 소회로 관수하며, 저장된 양액의 농도(EC)값을 높게 관리하며, 배액율을 낮게 관리함이 바람직하다.
또한, 생식생장 제어부(165)는 생식생장이 지속 유도되어 최적화된 조건에서 실시될 수 있도록 하기 위함으로, 온도조절유닛(150)의 제어를 통해 냉, 난방 제어부(151) 및 스크린 제어부(152)에 제어명령을 전송하여 야간온도를 낮게 관리하며, 24시간 평균 온도 역시 낮게 관리하며, 주간과 야간의 온도 편차는 크게 관리함이 바람직하다.
제5저장부(162e)는 생육상태 판단부(163)를 통해 수행된 작물(P)들의 생육상태 판단결과와 영양생장 제어부(164) 또는 생식생장 제어부(165)를 통해 생성된 제어명령 및 이에 따른 제어결과 등을 저장 관리 저장되는 데이터베이스 공간이다.
제6저장부(162f)는 적엽시기를 판단하는 기준으로 관리자에 의해 사전에 기 설정된 작물(P)의 잎 크기, 형상 및 색상 중 적어도 하나 이상에 대한 적엽시기 기준정보가 저장되는 데이터베이스 공간이다.
실시에 따라, 제6저장부(162f)는 적화시기를 판단하는 기준으로 관리자에 의해 사전에 기 설정된 작물(P)의 꽃 크기, 형상 및 색상 중 적어도 하나 이상에 대한 적화시기 기준정보가 추가로 저장될 수 있으며, 아예 별개의 구성으로 동일 기능을 수행하는 데이터베이스 공간이 추가로 마련될 수도 있다.
제7저장부(162g)는 과육 수확시기를 판단하는 기준으로 관리자에 의해 사전에 기 설정된 작물(P)의 과육 크기, 형상 및 색상 중 적어도 하나 이상에 대한 수확시기 기준정보가 저장되는 데이터베이스 공간이다.
더 나아가, 제7저장부(162g)는 과육 수확시기를 판단하는 기준으로 관리자에 의해 사전에 기 설정된 작물(P)의 적산온도에 관한 수확시기 기준정보가 추가 저장될 수도 있다.
실시에 따라, 제7저장부(162g)는 적과시기를 판단하는 기준으로 관리자에 의해 사전에 기 설정된 작물(P)의 과육 크기, 형상 및 색상 중 적어도 하나 이상에 대한 적과시기 기준정보가 추가로 저장될 수 있으며, 아예 별개의 구성으로 동일 기능을 수행하는 데이터베이스 공간이 추가로 마련될 수도 있다.
이와 같이 앞서 설명된 제1저장부(162a) 내지 제7저장부(162g)는 각기 별개의 데이터베이스를 구축하도록 마련될 수도 있지만, 실시에 따라서는 하나의 데이터베이스 내 구분된 영역을 가지도록 마련될 수도 있다.
적엽시기 판단부(166)는 제6저장부(162f)에 저장된 적엽시기 기준정보를 기준으로 정보 수신부를(161) 통해 수신된 제2영상분석정보를 비교하여 적어도 하나 이상의 배지 상자(110)에 식재된 작물(P)의 적엽시기 도래여부를 판단한다.
또한, 실시에 따라 적엽시기 판단부(166)는 제6저장부(162f)에 저장된 적화시기 기준정보를 기준으로 정보 수신부를(161) 통해 수신된 제2영상분석정보 내 꽃의 크기, 형상 및 생상에 관한 정보를 비교하여 적어도 하나 이상의 배지 상자(110)에 식재된 작물(P)의 적화시기 도래여부를 판단하도록 기능할 수 있으며, 아예 별개의 구성으로 동일 기능을 수행하는 적화시기 판단부를 추가로 마련될 수도 있다.
수확시기 판단부(167)는 제7저장부(162g)에 저장된 수확시기 기준정보를 기준으로 정보 수신부(161)를 통해 수신된 제3영상분석정보들을 비교하여 적어도 하나 이상의 배지 상자(110)에 식재된 작물(P)의 과육 수확시기 도래여부를 판단한다.
더 나아가, 수확시기 판단부(167)는 온도 감지부(141)와 연계되어 정보 수신부(161)를 통해 수신 후 제1저장부(162a)에 저장 관리되는 온도 관련 정보를 통해 적산온도에 관한 정보를 산출하여 제7저장부(162g)에 저장된 수확시기 기준정보를 기준으로 적어도 하나 이상의 배지 상자(110)에 식재된 작물(P)의 과육 수확시기 도래여부를 판단할 수도 있다.
또한, 실시에 따라 수확시기 판단부(167)는 제7저장부(162g)에 저장된 적과시기 기준정보를 기준으로 정보 수신부를(161) 통해 수신된 제3영상분석정보 내 과육의 크기, 형상 및 생상에 관한 정보를 비교하여 적어도 하나 이상의 배지 상자(110)에 식재된 작물(P)의 적과시기 도래여부를 판단하도록 기능할 수 있으며, 아예 별개의 구성으로 동일 기능을 수행하는 적과시기 판단부를 추가로 마련될 수도 있다.
정보알림부(168)는 적엽시기 판단부(166)를 통해 정보 수신부(161)를 통해 수신된 제2영상분석정보가 나타내는 작물(P)의 적엽시기 또는 적화시기가 도래함이 판단되거나, 수확시기 판단부(167)를 통해 정보 수신부(161)를 통해 수신된 제3영상분석정보가 나타내는 작물(P)의 과육 수확시기 또는 적과시기가 도래함이 판단될 경우, 알림정보를 생성하여 기 설정된 관리자 단말(M)에 생성된 알림정보를 연결된 유선 또는 무선통신망을 통해 전송한다.
이를 통해, 알림정보를 제공받은 관리자는 적어도 하나 이상의 배지 상자(110)에 식재된 작물(P)의 잎을 제거하거나, 과육의 수확을 즉각적으로 적정시기에 수행할 수 있다.
또한, 실시에 따라 정보알림부(168)는 제1저장부(162a) 내지 제7저장부(162g) 내 저장 관리되는 각종 정보 역시 관리자 단말(M)에 전송해줄 수 있으며, 또 다른 실시에 따라서는 관리자 단말(M)이 제어유닛(160)에 접속하여 제1저장부(162a) 내지 제7저장부(162g) 내 저장 관리되는 각종 정보의 열람 및 확인이 가능하도록 마련될 수도 있다.
본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의해서 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 보호범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 작물 생육상태에 따른 생장 관리 시스템
110 : 배지 상자
110W : 뿌리 관찰창 110C : 암막 커버
120 : 재배단
130 : 양액조절유닛
131 : 양액공급부 132 : 양액저장부
133 : 급액부 134 : 배액부
135 : 양액제어부
140 : 정보수집유닛
141 : 온도 감지부 142 : 함수율 감지부
143 : 배지중량 감지부 144 : 양액중량 감지부
145 : 양액농도 감지부 146 : 산성도 감지부
147 : 제1영상분석부 148 : 제2영상분석부
149 : 제3영상분석부
150 : 온도조절유닛
151 : 냉, 난방 제어부 152 : 스크린 제어부
160 : 제어유닛
161 : 정보 수신부 162a : 제1저장부
162b : 제2저장부 162c : 제3저장부
163 : 생육상태 판단부 162d : 제4저장부
162e : 제5저장부 164 : 영양생장 제어부
165 : 생식생장 제어부 162f :제6저장부
162g : 제7저장부 166 : 적엽시기 판단부
167 : 수확시기 판단부 168 : 정보알림부
S : 스크린
H : 난방기 혹은 냉방기
P : 작물
M : 관리자 단말

Claims (9)

  1. 다수의 작물이 식재되며, 식재된 작물의 뿌리 관찰을 위해 측면에 투명하게 형성된 뿌리 관찰창을 구비하는 적어도 하나 이상의 배지 상자가 안착 설치되는 소정의 배지 설치공간을 제공하는 재배단;
    상기 재배단 일측에 설치되며, 상기 배지 설치공간에 안착된 적어도 하나 이상의 배지 상자와 배관을 통해 연결되어 내부에 저장된 양액의 급액 또는 배액을 수행하는 양액조절유닛;
    상기 재배단 일측에 설치되어 상기 배지 설치공간에 안착된 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자에 식재된 작물의 생육정보를 수집하는 정보수집유닛;
    상기 재배단이 설치된 공간의 난방, 냉방 또는 환기를 통해 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자에 식재된 작물의 잎의 표면 온도, 과육의 표면 온도 또는 작물이 식재된 땅의 온도 중 적어도 하나 이상을 조절하는 온도조절유닛; 및
    상기 정보수집유닛을 통해 수집된 작물의 생육정보를 기반으로 영양생장 혹은 생식성장 중 하나에 해당하는 작물의 생육상태를 판단하여, 해당 생육상태에 따라 상기 양액조절유닛 및 상기 온도조절유닛의 작동 형태를 조절하는 제어유닛;을 포함하며,
    상기 정보수집유닛은,
    상기 적어도 하나 이상의 배지 상자에 식재된 작물의 잎의 표면 온도, 과육의 표면 온도 또는 작물이 식재된 땅의 온도 중 적어도 하나 이상을 감지하여 엽온, 과온 또는 지온 중 적어도 하나 이상에 대한 온도 감지정보를 생성하는 온도 감지부;
    상기 적어도 하나 이상의 배지 상자 내 토양의 함수율을 감지하여 함수율 감지정보 및 일중 함수율편차정보를 생성하는 함수율 감지부;
    상기 적어도 하나 이상의 배지 상자의 중량을 감지하여 배지중량정보를 생성하는 배지중량 감지부;
    상기 양액조절유닛 내 저장된 양액의 중량을 감지하여 양액중량정보를 생성하는 양액중량 감지부;
    상기 양액조절유닛 내 저장된 양액의 농도(EC, Electrical Conductivity)를 감지하여 양액농도정보를 생성하는 양액농도 감지부;
    상기 양액조절유닛을 통해 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자에 급액되는 양액의 산성도 및 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자로부터 상기 양액조절유닛을 통해 배액되는 양액의 산성도를 감지하여 급액되는 양액의 산성도에 대한 제1산성도 정보, 배액되는 양액의 산성도에 대한 제2산성도 정보, 상기 제2산성도 정보와 제1산성도 정보 간의 편차(델타)값을 산출한 제3산성도 정보를 생성하는 산성도 감지부;
    상기 적어도 하나 이상의 배지 상자에 식재된 작물의 뿌리를 상기 뿌리 관찰창을 통해 촬영하여 획득되는 이미지를 분석하여 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자에 식재된 작물의 소정의 토양 단면 범위 내 뿌리 분포도에 관한 제1영상분석정보를 생성하는 제1영상분석부;
    상기 적어도 하나 이상의 배지 상자에 식재된 작물의 잎을 촬영하여 획득되는 이미지를 분석하여 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자에 식재된 작물의 잎 크기 및 색상에 관한 제2영상분석정보를 생성하는 제2영상분석부; 및
    상기 적어도 하나 이상의 배지 상자에 식재된 작물의 과육을 촬영하여 획득되는 이미지를 분석하여 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자에 식재된 작물의 과육 크기 및 색상에 관한 제3영상분석정보를 생성하는 제3영상분석부;를 포함하며,
    상기 제어유닛은,
    상기 정보수집유닛을 통해 성생된 정보들을 수신하는 정보 수신부;
    상기 정보 수신부를 통해 수신된 정보들을 기록 저장하는 제1저장부;
    생육상태가 영양생장인지 생식생장인지를 판단하는 기준으로 기 설정된 엽온 또는 과온에 대한 온도값, 토양의 함수율값, 토양의 일중 함수율편차값, 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자의 중량값, 상기 양액조절유닛 내 저장된 양액의 중량값, 상기 양액조절유닛 내 저장된 양액의 농도(EC)값, 급액되는 양액의 산성도값, 배액되는 양액의 산성도값, 배액되는 양액와 급액되는 양액의 산성도 편차(델타)값 및 소정의 토양 단면 범위 내 뿌리 분포도값 중 적어도 하나 이상에 대한 생육상태 기준정보가 저장된 제2저장부;
    상기 제2저장부에 저장된 생육상태 기준정보를 기준으로 상기 정보 수신부를 통해 수신된 정보들을 비교하여 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자에 식재된 작물의 생육상태가 영양생장인지 생식생장인지를 판단하는 생육상태 판단부;
    작물의 영양생장에 따른 최적화 기준으로 기 설정된 엽온 또는 과온에 대한 온도값, 토양의 함수율값, 토양의 일중 함수율편차값, 상기 양액조절유닛 내 저장된 양액의 농도(EC)값, 급액되는 양액의 산성도값, 배액되는 양액의 산성도값 및 배액되는 양액와 급액되는 양액의 산성도 편차(델타)값에 대한 영양생장 최적화 정보를 저장하는 제3저장부;
    작물의 생식생장에 따른 최적화 기준으로 기 설정된 엽온 또는 과온에 대한 온도값, 토양의 함수율값, 토양의 일중 함수율편차값, 상기 양액조절유닛 내 저장된 양액의 농도(EC)값, 급액되는 양액의 산성도값, 배액되는 양액의 산성도값 및 배액되는 양액와 급액되는 양액의 산성도 편차(델타)값에 대한 생식생장 최적화 정보를 저장하는 제4저장부;
    상기 제3저장부에 저장된 영양생장 최적화 정보를 기반으로 상기 양액조절유닛 및 온도조절유닛 중 적어도 하나 이상의 작동형태를 제어하여 영양생장이 지속 유지되도록 하는 영양생장 제어부; 및
    상기 제4저장부에 저장된 생식생장 최적화 정보를 기반으로 상기 양액조절유닛 및 온도조절유닛 중 적어도 하나 이상의 작동형태를 제어하여 생식생장이 지속 유지되도록 하는 생식생장 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는
    작물 생육상태에 따른 생장 관리 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 영양생장 제어부는 엽온, 과온 또는 지온 중 적어도 하나 이상에 대한 온도값, 토양의 함수율값, 토양의 일중 함수율편차값, 상기 양액조절유닛 내 저장된 양액의 농도(EC)값, 급액되는 양액의 산성도값, 배액되는 양액의 산성도값 및 배액되는 양액와 급액되는 양액의 산성도 편차(델타)값이 기 설정되어 상기 제3저장부에 저장된 영양생장 최적화 정보에 대응되도록 상기 양액조절유닛의 제어를 통해 급액 시간, 급액 양, 급액 횟수, 배액 시간, 배액양, 배액 횟수, 저장된 양액 제조를 위해 공급되는 원수 또는 액비의 양, 저장된 양액 제조를 위해 공급되는 산(Acid) 또는 알칼리 성분의 양 중 적어도 하나 이상을 조절하거나 상기 온도조절유닛의 제어를 통해 상기 재배단이 설치된 공간 내 난방기 혹은 냉방기의 가동 형태, 상기 재배단이 설치된 공간 내 스크린 개폐에 의한 환기 형태 중 적어도 하나 이상을 조절하는 것을 특징으로 하는
    작물 생육상태에 따른 생장 관리 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 생식생장 제어부는 엽온, 과온 또는 지온 중 적어도 하나 이상에 대한 온도값, 토양의 함수율값, 토양의 일중 함수율편차값, 상기 양액조절유닛 내 저장된 양액의 농도(EC)값, 급액되는 양액의 산성도값, 배액되는 양액의 산성도값 및 배액되는 양액와 급액되는 양액의 산성도 편차(델타)값이 기 설정되어 상기 제3저장부에 저장된 생식생장 최적화 정보에 대응되도록 상기 양액조절유닛의 제어를 통해 급액 시간, 급액 양, 급액 횟수, 배액 시간, 배액양, 배액 횟수, 저장된 양액 제조를 위해 공급되는 원수 또는 액비의 양, 저장된 양액 제조를 위해 공급되는 산(Acid) 또는 알칼리 성분의 양 중 적어도 하나 이상을 조절하거나 상기 온도조절유닛의 제어를 통해 상기 재배단이 설치된 공간 내 난방기 혹은 냉방기의 가동 형태, 상기 재배단이 설치된 공간 내 스크린 개폐에 의한 환기 형태 중 적어도 하나 이상을 조절하는 것을 특징으로 하는
    작물 생육상태에 따른 생장 관리 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어유닛은,
    적엽시기를 판단하는 기준으로 기 설정된 작물의 잎 크기 및 색상 중 적어도 하나 이상에 대한 적엽시기 기준정보가 저장된 제6저장부;
    과육 수확시기를 판단하는 기준으로 기 설정된 작물의 과육 크기 및 색상 중 적어도 하나 이상에 대한 수확시기 기준정보가 저장된 제7저장부;
    상기 제6저장부에 저장된 적엽시기 기준정보를 기준으로 상기 정보 수신부를 통해 수신된 상기 제2영상분석정보를 비교하여 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자에 식재된 작물의 적엽시기 도래여부를 판단하는 적엽시기 판단부;
    상기 제7저장부에 저장된 수확시기 기준정보를 기준으로 상기 정보 수신부를 통해 수신된 상기 제3영상분석정보들을 비교하여 상기 적어도 하나 이상의 배지 상자에 식재된 작물의 과육 수확시기 도래여부를 판단하는 수확시기 판단부; 및
    상기 적엽시기 판단부를 통해 상기 정보 수신부를 통해 수신된 상기 제2영상분석정보가 나타내는 작물의 적엽시기가 도래함이 판단되거나, 상기 수확시기 판단부를 통해 상기 정보 수신부를 통해 수신된 상기 제3영상분석정보가 나타내는 작물의 과육 수확시기가 도래함이 판단될 경우, 알림정보를 생성하여 기 설정된 관리자 단말에 생성된 상기 알림정보를 전송하는 정보알림부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    작물 생육상태에 따른 생장 관리 시스템.
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