KR102078062B1 - 스마트 수목 관수 관리 시스템 - Google Patents

스마트 수목 관수 관리 시스템 Download PDF

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KR102078062B1
KR102078062B1 KR1020190054698A KR20190054698A KR102078062B1 KR 102078062 B1 KR102078062 B1 KR 102078062B1 KR 1020190054698 A KR1020190054698 A KR 1020190054698A KR 20190054698 A KR20190054698 A KR 20190054698A KR 102078062 B1 KR102078062 B1 KR 102078062B1
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tree
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김완수
진병철
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에스케이임업 주식회사
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Abstract

본 발명은 스마트 수목 관수 관리 시스템을 제공한다. 상기 스마트 수목 관수 관리 시스템은 수목들이 심어지는 토양에서, 상기 수목들 각각이 심어지는 일정의 토양 영역에서의 토양 성분을 측정하는 토양 센서부; 상기 수목들이 심어지는 토양을 포함하는 일정 영역의 기상 정보를 측정하는 기상 센서부; 상기 수목들 각각이 심어지는 일정의 토양 영역에서의 수분량을 측정하는 수분 측정부; 상기 토양 영역에 배치되며, 해당 수목으로 물을 공급하되, 상기 수분 측정부로부터 측정된 상기 수분량이 기설정된 기준 수분량에 이르도록 상기 물을 공급하는 물 공급부; 및, 상기 측정되는 수분 정보, 상기 기상 정보 및 상기 수분량을 저장함과 아울러, 외부 서버로 상기 측정되는 수분 정보, 상기 기상 정보 및 상기 수분량을 무선 통신 방식으로 전송하고, 상기 물 공급부의 구동을 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

스마트 수목 관수 관리 시스템{Smart watering management system for trees}
본 발명은 스마트 수목 관수 관리 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수목이 심어진 토양의 상태 및 기상 상태를 고려하여 수목에 요구되는 물을 실시간으로 제어하여 공급하도록 함과 아울러, 주기별로 수목의 생장 상태를 모니터링 할 수 있는 스마트 수목 관수 관리 시스템에 관한 것이다.
통상 가로수나 정원수와 같은 나무가 식재된 토양은 시간이 지날수록 자연 상태에서 수분이 증발되어 건조된다.
이에 식재된 나무가 마르지 않고 잘 자라기 위해서는 토양에 정기적으로 물을 공급해 주어야 한다.
즉, 날씨에 따라 자주 비가 내리는 시기에는 자연적으로 토양이 충분한 수분을 함유하여 나무가 토양으로부터 충분한 물을 흡수할 수 있지만, 건조기에 해당하는 경우 토양은 마르게 되고, 나무는 물을 흡수할 수 없어 잘자라지 못하거나 심각한 경우 고사하게 되는 경우도 발생한다.
나무가 식재된 토양에 물을 공급하는 방법으로는 일반적으로 사람이 직접 나무가 식재된 주위의 토양에 충분한 양의 물을 뿌려 토양이 장시간 동안 수분을 유지할 수 있도록 하는 방법이 있으나, 이는 사람이 별도의 물공급도구를 이용하여 주기적으로 직접 물을 공급하여야 하는 번거로움이 있다.
이러한 번거로움을 해소하기 위해 통상적으로 물주머니를 바닥에서 1∼1.5m 높이로 나무에 묶어 매달고, 물주머니에 구멍을 내어 나무의 뿌리에 수분을 공급하는 방식이 널리 사용되고 있다.
그런데, 상기와 같은 종래 기술에는 다음과 같은 문제점이 있었다.
종래의 물주머니를 이용한 물공급 방식은 사용자의 조작에 의해 일정한 양의 물이 수목의 뿌리에 지속적으로 공급되는 구조로 이루어져 수목의 주변 환경 조건이나 대기 환경 조건에 따라 물공급을 단속하거나 조절할 수 없는 문제점이 있었다.
더하여 종래에는 수 개를 이루는 수목의 생장 상태 및 토양 상태를 고려하여 실시간으로 물을 공급함에 있어서 수목의 생장 특성 별로 물의 공급량을 개별적으로 및 실시간으로 제어하여 공급할 수 없는 문제점이 있다.
또한 우기시 비가 일정량 이상으로 내려 해당 수목에 지나친 물이 공급됨에 따라 수목의 뿌리에 오히려 악영향을 미치게 되는데, 종래에는 수목들의 생장에 요구되는 적정량의 수분 유지량을 일정하게 유지할 수 없는 문제점이 있다.
이에 종래에는 서로 다른 종의 수목들의 개벌적인 생장 특성을 고려하지 않고 단순히 물의 공급량 만을 자동으로 조절하는 기술이 개발되어 왔을 뿐이다.
본 발명과 관련된 선행문헌에는 대한민국 등록특허 등록번호 제10-1911934호(등록일: 2018년 10월 19일)이 있다.
본 발명의 제 1목적은 수목이 심어진 토양의 상태 및 기상 상태를 고려하여 수목에 요구되는 물을 실시간으로 제어하여 공급하도록 함과 아울러, 주기별로 수목의 생장 상태를 모니터링 할 수 있는 스마트 수목 관수 관리 시스템을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 제 2목적은 수목들 각각의 생장 특성에 요구되는 물 공급의 양을 제어하도록 할 수 있는 스마트 수목 관수 관리 시스템을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 제 3목적은 각각의 수목들이 심어진 일정의 영역을 기초 토양과 분리하여 생장을 관리하되, 수목의 위치를 설정된 이동 범위 내에서 실시간으로 이동 가능하도록 하고, 각각의 수목에서 요구되는 일조량이 유지되도록 할 수 있는 스마트 수목 관수 관리 시스템을 제공하는 것이다.
상기의 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 스마트 수목 관수 관리 시스템을 제공한다.
상기 스마트 수목 관수 관리 시스템은 수목들이 심어지는 토양에서, 상기 수목들 각각이 심어지는 일정의 토양 영역에서의 토양 성분을 측정하는 토양 센서부; 상기 수목들이 심어지는 토양을 포함하는 일정 영역의 기상 정보를 측정하는 기상 센서부; 상기 수목들 각각이 심어지는 일정의 토양 영역에서의 수분량을 측정하는 수분 측정부; 상기 토양 영역에 배치되며, 해당 수목으로 물을 공급하되, 상기 수분 측정부로부터 측정된 상기 수분량이 기설정된 기준 수분량에 이르도록 상기 물을 공급하는 물 공급부; 및, 상기 측정되는 수분 정보, 상기 기상 정보 및 상기 수분량을 저장함과 아울러, 외부 서버로 상기 측정되는 수분 정보, 상기 기상 정보 및 상기 수분량을 무선 통신 방식으로 전송하고, 상기 물 공급부의 구동을 제어하는 제어부;를 포함한다.
여기서 상기 물 공급부는,
일정량의 물이 저장되는 물 탱크와,
상기 토양 영역에 설치되며, 상기 물을 상기 수목에 분사하는 분사기와,
상기 물이 상기 물탱크로부터 상기 분사기로 이동되는 유로를 형성하는 물 공급관과,
상기 물 공급관 상에 설치되며, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 물을 상기 물탱크로부터 상기 분사기로 강제 공급하는 워터 펌프를 구비하되,
상기 토양 정보는, 지온, EC, pH에 대한 정보를 포함하고,
상기 기상 정보는, 우량, 설량, 풍량, 기온, 기압, 일조 시간에 대한 정보를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 물 탱크에는,
저장되는 상기 물의 수위값을 측정하는 수위 센서가 설치되고,
상기 물 탱크는,
외부 물 공급 장치와 연결되고,
상기 제어부는,
상기 수위 센서로부터 측정되는 상기 수위값이, 기설정되는 표준 수위값에 이르도록 상기 외부 물 공급 장치를 사용하여 외부의 물을 상기 물 탱크에 공급하는 것이 바람직하다.
또한 상기 수목들 각각에는,
상기 수목들 각각의 내부에서 유동되는 수목 성분을 채취하고, 상기 채취된 상기 수목 성분을 분석하여 생육 정보를 생성하는 생육 정보 분석부가 더 설치되고,
상기 수목들 각각은,
상기 생육 정보가 기설정된 기준 생육 정보에 이르도록 수목 영양제를 공급하는 영양제 공급부와 연결되고,
상기 제어부는,
측정된 상기 생육 정보가 기설정된 상기 기준 생육 정보에 이르도록 상기 영양제 공급부를 사용하여 상기 영양제를 상기 수목들 각각에 공급하도록 제어하는 것이 바람직하다.
또한 상기 토양 영역에는,
다수의 발열체와,
상기 다수의 발열체로 전류를 제공하여 상기 다수의 발열체를 가열시키는 전류 제공기와,
상기 토양 영역의 다수 위치에서의 온도값을 측정하는 온도 센서를 포함하되,
상기 제어부는,
측정된 상기 온도값이 기설정된 기준 온도값에 이르도록 상기 전류 제공기의 구동을 제어하되,
상기 다수의 발열체는, 절연체로 에워싸이는 것이 바람직하다.
특히, 상기 토양에는, 상기 토양 영역을 수용하는 수용 용기가 배치되고,
상기 수용 용기의 하단에는,
상기 토양에 노출되는 노출홀이 형성되고,
상기 수용 용기는 물 배출관과 연결되고,
상기 물 배출관 상에는, 배출 펌프가 설치되고,
상기 제어부는,
상기 수분 측정부에서 측정되는 상기 수분량이, 상기 물이 공급되지 않는 상태에서 상기 기준 수분량 이상으로 설정된 시간동안 유지되는 경우,
상기 배출 펌프를 사용하여 상기 수용 용기 내에 수용되는 상기 토양 영역에 포함되는 수분을 상기 물 배출관을 통해 강제로 외부로 배출하도록 제어한다.
또한 상기 물 배출관은 상기 토양에서의 접촉 면적을 증가시키기 위해 지그 재그 형상으로 형성된다.
또한 토양에는 격자 배열을 이루는 위치에 링 형상의 격벽들이 배치되고,
상기 격벽들 각각의 내측 영역에는 상기 토양 영역을 수용하는 수용 용기들이 배치되고,
상기 격벽들 각각의 하단에는 X, Y축 방향을 따르는 레일 부재들이 설치되고,
상기 수용 용기들 각각의 중앙부 하단에는,
상기 레일 부재들에 이동 가능하도록 레일 방식으로 연결되는 이동 블록들이 각각 설치되고,
상기 이동 블록들은,
상기 제어부의 제어에 따라 구동되는 리니어 모터의 구동에 의해 이동 되는,
상기 제어부는,
상기 리니어 모터를 구동시켜, 상기 이동 블록들 각각의 위치가 기설정된 위치에 배치되도록 실기간으로 제어한다.
또한 상기 격벽들 각각의 상단에는,
원형의 레일홈이 형성되고,
상기 레일홈에는, 조명 수단이 이동 가능하게 설치되되,
상기 조명 수단은,
승강되는 승강축을 갖는 승강 실린더와,
상기 승강 실린더의 하단에 설치되며, 상기 레일홈을 따라 이동되는 이동 부재와,
상기 제어부의 제어에 따라 상기 이동 부재를 이동시키는 이동 모터와,
상기 승강축의 상단에 회전 가능하도록 설치되며, 일정의 조도를 이루어 조명을 형성하는 조명부와,
상기 조명부로 전원을 제공하는 전원부를 구비하되,
상기 제어부에는,
상기 수목들 각각에 요구되는 기준 일조시간이 기설정되고,
상기 기상 정보에 포함되는 일조시간을 전송 받아, 상기 전송되는 일조 시간이 상기 기준 일조 시간 이하를 이루는 경우,
상기 제어부는,
상기 조명부가 상기 수목의 일정 위치를 조명하도록 상기 승강 실린더의 상기 승강축을 승강시키고,
, 상기 전송되는 일조 시간이 상기 기준 일조 시간과 일치될 때까지 상기 조명부를 구동시키고,
상기 이동 모터를 구동시켜 상기 승강 실린더를 상기 레일홈을 따라 일정 속도로 이동되도록 한다.
또한 상기 조명부는, 고정축을 구비하고,
상기 승강축이 상단에는 힌지가 형성되고,
상기 힌지에는, 상기 고정축이 회전 가능하게 연결되고,
상기 힌지는 모터의 축과 축 방식으로 연결되되,
상기 모터는, 상기 제어부의 제어에 따라 구동되어 상기 조명부를 회전시킨다.
상기의 해결 수단에 의해 본 발명은 수목이 심어진 토양의 상태 및 기상 상태를 고려하여 수목에 요구되는 물을 실시간으로 제어하여 공급하도록 함과 아울러, 주기별 또는 실시간으로 수목의 생장 상태를 모니터링 할 수 있는 효과를 갖는다.
또한 본 발명은 수목들 각각의 생장 특성에 요구되는 물 공급의 양을 제어하도록 할 수 있는 효과를 갖는다.
또한 본 발명은 각각의 수목들이 심어진 일정의 영역을 기초 토양과 분리하여 생장을 관리하되, 수목의 위치를 설정된 이동 범위 내에서 실시간으로 이동 가능하도록 하고, 각각의 수목에서 요구되는 일조량이 유지되도록 할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 스마트 수목 관수 관리 시스템의 전체적인 구성을 보여주는 개념도들이다.
도 2는 본 발명에 따른 스마트 수목 관수 관리 시스템의 구동을 보여주는 블록도이다.
도 3는 본 발명에 따른 물탱크를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 수목에서의 생육 정보를 측정하는 구성을 보여주는 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 토양 영역에 발열체들이 설치되는 예를 보여주는 면이다.
도 6은 본 발명에 따른 수용 용기에서 과 수분 배출이 가능한 구조의 예를 보여주는 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 이동 가능한 수용 용기의 구성의 예를 보여주는 도면들이다.
도 8은 본 발명에 따른 수용 용기에 조명 수단이 더 설치되는 예를 보여주는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
이하에서 기재의 "상부 (또는 하부)" 또는 기재의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 구비 또는 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 기재의 상면 (또는 하면)에 접하여 구비 또는 배치되는 것을 의미한다.
또한, 상기 기재와 기재 상에 (또는 하에) 구비 또는 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성을 포함하지 않는 것으로 한정하는 것은 아니다.
이하, 첨부되는 도면들을 참조하여, 본 발명에 따른 스마트 수목 관수 관리 시스템을 설명한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 스마트 수목 관수 관리 시스템의 전체적인 구성을 보여주는 개념도들이고, 도 2는 본 발명에 따른 스마트 수목 관수 관리 시스템의 구동을 보여주는 블록도이다.
도 1a 내지 도 2를 참조 하면, 본 발명에 따른 스마트 수목 관수 관리 시스템은 수목들(10)이 심어지는 토양에서, 상기 수목들(10) 각각이 심어지는 일정의 토양 영역(a)에서의 토양 성분을 측정하는 토양 센서부(100)와, 상기 수목들(10)이 심어지는 토양을 포함하는 일정 영역의 기상 정보를 측정하는 기상 센서부(200)와, 상기 수목들(10) 각각이 심어지는 일정의 토양 영역(a)에서의 수분량을 측정하는 수분 측정부(300)와, 상기 토양 영역(a)에 배치되며, 해당 수목으로 물을 공급하되, 상기 수분 측정부(300)로부터 측정된 상기 수분량이 기설정된 기준 수분량에 이르도록 상기 물을 공급하는 물 공급부(400)와, 상기 측정되는 수분 정보, 상기 기상 정보 및 상기 수분량을 저장함과 아울러, 외부 서버로 상기 측정되는 수분 정보, 상기 기상 정보 및 상기 수분량을 무선 통신 방식으로 전송하고, 상기 물 공급부(400)의 구동을 제어하는 제어부(500)를 포함한다.
여기서 상기 물 공급부(400)는 일정량의 물이 저장되는 물 탱크(410)와, 상기 토양 영역(a)에 설치되며, 상기 물을 상기 수목(10)에 분사하는 분사기(420)와, 상기 물이 상기 물 탱크(410)로부터 상기 분사기(420)로 이동되는 유로를 형성하는 물 공급관(430)과, 상기 물 공급관(430) 상에 설치되며, 상기 제어부(500)의 제어에 따라 상기 물을 상기 물 탱크(410)로부터 상기 분사기(420)로 강제 공급하는 워터 펌프(440)를 구비한다.
상기 토양 정보는, 지온, EC, pH에 대한 정보를 포함한다.
상기 토양 센서부(100)는 지온, EC, pH를 측정하는 각각의 센서들을 포함할 수 있고, 이들은 하나의 모듈로 구성된다.
상기 토양 센서부(100)는 다수로 구성되며, 상기 토양 영역(a)의 다수 위치에 매설되되, 상기 수목(10)의 하단 뿌리 근방을 에워싸는 위치에 배치될 수 있다.
또한 도면에 도시되지 않았지만, 상기 토양 센서부들(100)은 수목(10)의 하단부를 에워싸는 링 형상의 고정링의 외주로부터 연장되는 고정바들의 단부에 끼움 방식으로 탈착 가능하게 설치될 수 있다. 이에 토양 센서부들(100) 각각의 유실을 방지함과 아울러 일정한 위치에서 정보를 측정하도록 하여 측정의 유의성을 향상시킬 수 있다.
또한 상기 기상 정보는, 우량, 설량, 풍량, 기온, 기압, 일조 시간에 대한 정보를 포함한다.
더하여 본 발명에 따른 제어부(500)는 클라우드 서버(30)와 무선 통신 방식으로 정보를 교환하되, 수집된 상기 토양 정보 및 기상 정보 후술되는 수목들(10)의 생육 상태에 대한 분석 정보 등을 클라우드 서버(30)에 전송 하여 저장함과 아울러, 별도의 저장부(510)에 실시간으로 저장할 수 있다.
또한 상기 클라우드 서버(30)는 관리자 서버(40)로 상술한 정보들을 무선 통신 방식으로 전달하고, 동시에 관리자의 통신 단말기(50)로 무선 통신 방식으로 전달할 수도 있다.
이에 관리자 서버(40) 및 통신 단말기(50)를 통해 실시간으로 수목들(10)의 상태 및 토양 상태, 기상 상태를 실시간으로 모니터링 할 수 있다.
도 3는 본 발명에 따른 물탱크를 보여주는 도면이다.
도 3을 참조 하면, 본 발명에 따른 물 탱크(410)에는, 저장되는 상기 물의 수위값을 측정하는 수위 센서(610)가 설치된다.
상기 물 탱크(410)는 외부 물 공급 장치(600)와 연결된다.
상기 외부 물 공급 장치(600)는 상기 수위 센서(610)와, 공급 라인(620)과 상기 공급 라인(620)에 설치되는 공급 펌프(630)와, 공급 라인(620)의 타단에 연결되는 외부 물 저장기(640)를 갖는다.
상기 공급 라인(620)은 상기 외부 물 저장기(640)와 상기 물 탱크(410)를 연결한다.
상기 제어부(500)는 상기 수위 센서(610)로부터 측정되는 상기 수위값이, 기설정되는 표준 수위값에 이르도록 상기 외부 물 공급 장치(600)를 사용하여 외부의 물을 상기 물 탱크(410)에 공급할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 수목에서의 생육 정보를 측정하는 구성을 보여주는 블록도이다.
도 4를 참조 하면, 본 발명에 따른 수목들(10) 각각에는 상기 수목들(10) 각각의 내부에서 유동되는 수목 성분을 채취하고, 상기 채취된 상기 수목 성분을 분석하여 생육 정보를 생성하는 생육 정보 분석부(700)가 더 설치된다.
상기 생육 정보 분석부(700)는 수목의 내부에 침투되는 파이프(710)와, 상기 파이프(710)로부터 흘러 나오는 수목 성분을 분석후 생육 정보를 생성하는 분석 모듈(720)을 갖는다.
상기 수목들(10) 각각은, 상기 생육 정보가 기설정된 기준 생육 정보에 이르도록 수목 영양제를 공급하는 영양제 공급부(730)와 연결된다.
상기 제어부(500)는, 측정된 상기 생육 정보가 기설정된 상기 기준 생육 정보에 이르도록 상기 영양제 공급부(730)를 사용하여 상기 영양제를 상기 수목들(10) 각각에 공급하도록 제어한다.
또한 상기 영양제 공급부(730)는 영양제 공급기들(731)과, 일단이 영양제 공급기들(731) 각각과 연결되며, 타단이 상기 수목들(10) 각각의 내부에 박혀 설치되는 튜브들(732)을 갖는다. 그리고 상기 튜브들(732) 각각에는 펌프들(733)이 구비된다. 상기 펌프들(733)은 제어부(500)의 제어에 따라 독립적으로 작동한다.
상기 영양제 공급기들(731)은 서로 다른 효과를 갖는 영양제를 저장한다.
이에 본 발명에서의 제어부(500)는 분석 모듈(720)에서 분석된 생육 정보에서 일정 기준 이하를 이루는 생육 요소를 선별할 수도 있다.
그리고 제어부(500)는 서로 다른 영양제들 중, 선별된 생육 요소의 수준을 기준으로 상승시킬 수 있는 영양제가 공급되도록 해당 영양제 공급기(731)를 작동시키도록 해당 펌프(733)를 구동시킬 수도 있다.
도 5는 본 발명에 따른 토양 영역에 발열체들이 설치되는 예를 보여주는 면이다.
도 5를 참조 하면, 본 발명에 따른 토양 영역(a)에는, 다수의 발열체(110)와, 상기 다수의 발열체(110)로 전류를 제공하여 상기 다수의 발열체(110)를 가열시키는 전류 제공기(120)와, 상기 토양 영역(a)의 다수 위치에서의 온도값을 측정하는 온도 센서(130)를 포함한다.
상기 제어부(500)는, 측정된 상기 온도값이 기설정된 기준 온도값에 이르도록 상기 전류 제공기(120)의 구동을 제어한다.
상기 다수의 발열체(110)는, 절연체(미도시)로 에워싸일 수 있다.
이에 기상의 변화에 따라 이른봄 또는 늦가을 철에 일정 이상으로 온도가 낮게 형성되는 경우, 해당 토양 영역의 온도가 일정 이하의 저온을 형성하지 않도록 할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 수용 용기에서 수분 배출이 가능한 구조의 예를 보여주는 도면이다.
도 6을 참조 하면, 특히, 상기 토양(1)에는, 상기 토양 영역(a)을 수용하는 수용 용기(800)가 배치된다.
상기 수용 용기(800)의 하단에는 상기 토양(1)에 노출되는 노출홀(800a)이 형성된다.
상기 수용 용기(800)는 물 배출관(210)과 연결된다.
상기 물 배출관(210) 상에는, 배출 펌프(220)가 설치된다.
상기 제어부(500)는 상기 수분 측정부(300)에서 측정되는 상기 수분량이, 상기 물이 공급되지 않는 상태에서 상기 기준 수분량 이상으로 설정된 시간동안 유지되는 경우, 상기 배출 펌프(220)를 사용하여 상기 수용 용기(800) 내에 수용되는 상기 토양 영역(a)에 포함되는 수분을 상기 물 배출관(210)을 통해 강제로 외부로 배출하도록 제어한다.
이에 여름철 들의 우기시 또는 기상 이변에 따라, 토양 영역들에 수목들의 생장에 요구되는 물 또는 수분의 양 이상의 비가 내리는 경우, 해당 토양 영역에서는 물이 흘러 넘칠 가능성이 있다. 그리고 뿌리 및 수목의 하단부는 물에 잠기어 썩는 등의 문제가 있다.
따라서 상기와 같이 흘러 넘치는 물 또는 수분을 강제로 배출하도록 하여, 수백 또는 수천개의 수목들을 실시간으로 관리할 수 있다.
또한 상기 물 배출관(210)은 상기 토양에서의 접촉 면적을 증가시키기 위해 지그 재그 형상으로 형성될 수 있다. 이에 비가 오랜 기간 내린다 할 지라도 물 배출관이 토양의 내부에서 안정적으로 고정되어 뒤틀리는 등의 문제를 해결할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 이동 가능한 수용 용기의 구성의 예를 보여주는 도면들이다.
도 7a 및 도 7b를 참조 하면, 또한 토양(1)에는 격자 배열을 이루는 위치에 링 형상의 격벽들(910)이 배치된다.
상기 격벽들(910) 각각의 내측 영역에는 상기 토양 영역(a)을 수용하는 수용 용기들(800)이 배치된다.
상기 격벽들(910) 각각의 하단에는 X, Y축 방향을 따르는 레일 부재들(920)이 설치된다.
상기 수용 용기들(800) 각각의 중앙부 하단에는 상기 레일 부재들(920)에 이동 가능하도록 레일 방식으로 연결되는 이동 블록들(930)이 각각 설치된다.
상기 이동 블록들(930)은, 상기 제어부(500)의 제어에 따라 구동되는 리니어 모터(940)의 구동에 의해 이동된다.
여기서 상기 제어부(500)는, 상기 리니어 모터(940)를 구동시켜, 상기 이동 블록들(930) 각각의 위치가 기설정된 위치에 배치되도록 실기간으로 제어한다.
그리고 상기 격벽들(910) 각각은 배출관(911)과 연결되고, 상기 배출관(911) 상에는 배출 펌프(912)가 설치된다. 상기 배출 펌프(912)는 제어부(500)의 제어에 따라 격벽들(910) 내부에 존재되는 물이 일정량을 유지하도록 물을 배출할 수 있다.
또한 상기 리니어 모터(930)는 방수 처리가 이루어진 방수 모터인 것이 좋다.
도 8은 본 발명에 따른 수용 용기에 조명 수단이 더 설치되는 예를 보여주는 도면이다.
도 8을 참조 하면, 또한 상기 격벽들(910) 각각의 상단에는 원형의 레일홈(950)이 형성된다.
상기 레일홈(950)에는, 조명 수단(960)이 이동 가능하게 설치된다.
여기서 상기 조명 수단(960)은 승강되는 승강축(961a)을 갖는 승강 실린더(961)와, 상기 승강 실린더(961)의 하단에 설치되며, 상기 레일홈(950)을 따라 이동되는 이동 부재(962)와, 상기 제어부(500)의 제어에 따라 상기 이동 부재(962)를 이동시키는 이동 모터(963)와, 상기 승강축(961a)의 상단에 회전 가능하도록 설치되며, 일정의 조도를 이루어 조명을 형성하는 조명부(964)와, 상기 조명부(964)로 전원을 제공하는 전원부(965)를 구비한다.
상기 제어부(500)에는, 상기 수목들 각각에 요구되는 기준 일조시간이 기설정된다.
상기 기상 정보에 포함되는 일조시간을 전송 받아, 상기 전송되는 일조 시간이 상기 기준 일조 시간 이하를 이루는 경우, 상기 제어부(500)는, 상기 조명부가 상기 수목(10)의 일정 위치를 조명하도록 상기 승강 실린더(961)의 상기 승강축(961a)을 승강시킨다.
이어 상기 제어부(500)는 상기 전송되는 일조 시간이 상기 기준 일조 시간과 일치될 때까지 전원부(965)를 구동시켜 상기 조명부(964)를 구동시킨다.
이어 상기 제어부(500)는 상기 이동 모터(963)를 구동시켜 상기 승강 실린더(961)를 상기 레일홈(950)을 따라 일정 속도로 이동되도록 한다.
이에 일조량에 일정 이하로 부족한 수목을 선별하고, 해당 수목이 배치된 수용 용기에 구비되는 조명 수단을 사용하여 기성 정보에 포함되는 일조 시간과 동일한 시간으로 조명을 이루도록 하여 수목들 전체가 균일한 일조량을 취득하도록 할 수도 있다.
즉, 그늘 등에 의해 정상적으로 햇빛을 받지 못하는 수목이 발생되는 문제를 해결할 수 있다.
또한 상기 조명부(964)는 고정축(964a)을 구비할 수 있다.
상기 승강축(961a)이 상단에는 힌지(H)가 형성된다. 상기 힌지(H)에는, 상기 고정축(964a)이 회전 가능하게 연결된다.
상기 힌지(H)는 모터(M)의 축과 축 방식으로 연결된다. 상기 모터(M)는, 상기 제어부(500)의 제어에 따라 구동되어 상기 조명부(964)를 회전시킨다.
이에 본 발명에 따른 조명부는 상하 또는 좌우의 각도 가변이 가능하여 조명을 제공하는 위치를 실시간으로 가변시킬 있는 이점이 있다.
상기의 구성 및 작용에 따라 본 발명은 수목이 심어진 토양의 상태 및 기상 상태를 고려하여 수목에 요구되는 물을 실시간으로 제어하여 공급하도록 함과 아울러, 주기별 또는 실시간으로 수목의 생장 상태를 모니터링 할 수 있는 효과를 갖는다.
또한 본 발명은 수목들 각각의 생장 특성에 요구되는 물 공급의 양을 제어하도록 할 수 있는 효과를 갖는다.
또한 본 발명은 각각의 수목들이 심어진 일정의 영역을 기초 토양과 분리하여 생장을 관리하되, 수목의 위치를 설정된 이동 범위 내에서 실시간으로 이동 가능하도록 하고, 각각의 수목에서 요구되는 일조량이 유지되도록 할 수 있는 효과를 갖는다.
이상, 본 발명에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 토양 센서부
110 : 발열체
120 : 전류 제공기
130 : 온도 센서
200 : 기상 센서부
210 : 물 배출관
220 : 배출 펌프
300 : 수분 측정부
400 : 물 공급부
410 : 물 탱크
420 : 분사기
430 : 물 공급관
440 : 워터 펌프
500 : 제어부
600 : 외부 물 공급 장치
610 : 수위 센서
620 : 공급 라인
630 : 공급 펌프
640 : 외부 물 저장기
700 : 생육 정보 분석부
710 : 파이프
720 : 분석 모듈
730 : 영양제 공급부
731 : 영양제 공급기
732 : 튜브
733 : 펌프
800 : 수용 용기
910 : 격벽
911 : 배출관
920 : 레일 부재
930 : 이동 블록
940 : 리니어 모터

Claims (5)

  1. 수목들이 심어지는 토양을 포함하는 일정 영역의 기상 정보를 측정하는 기상 센서부;
    상기 수목들 각각이 심어지는 일정의 토양 영역에서의 수분량을 측정하는 수분 측정부;
    상기 토양 영역에 배치되며, 해당 수목으로 물을 공급하되, 상기 수분 측정부로부터 측정된 상기 수분량이 기설정된 기준 수분량에 이르도록 상기 물을 공급하는 물 공급부; 및,
    상기 측정되는 수분 정보, 상기 기상 정보 및 상기 수분량을 저장함과 아울러, 외부 서버로 상기 측정되는 수분 정보, 상기 기상 정보 및 상기 수분량을 무선 통신 방식으로 전송하고, 상기 물 공급부의 구동을 제어하는 제어부;
    를 포함하되,
    상기 물 공급부는,
    일정량의 물이 저장되는 물 탱크와,
    상기 토양 영역에 설치되며, 상기 물을 상기 수목에 분사하는 분사기와,
    상기 물이 상기 물탱크로부터 상기 분사기로 이동되는 유로를 형성하는 물 공급관과,
    상기 물 공급관 상에 설치되며, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 물을 상기 물탱크로부터 상기 분사기로 강제 공급하는 워터 펌프를 구비하되,
    상기 기상 정보는, 우량, 설량, 풍량, 기온, 기압, 일조 시간에 대한 정보를 포함하고,
    상기 물 탱크에는,
    저장되는 상기 물의 수위값을 측정하는 수위 센서가 설치되고,
    상기 물 탱크는,
    외부 물 공급 장치와 연결되고,
    상기 제어부는,
    상기 수위 센서로부터 측정되는 상기 수위값이, 기설정되는 표준 수위값에 이르도록 상기 외부 물 공급 장치를 사용하여 외부의 물을 상기 물 탱크에 공급하고,
    상기 수목들 각각에는,
    상기 수목들 각각의 내부에서 유동되는 수목 성분을 채취하고, 상기 채취된 상기 수목 성분을 분석하여 생육 정보를 생성하는 생육 정보 분석부가 더 설치되고,
    상기 수목들 각각은,
    상기 생육 정보가 기설정된 기준 생육 정보에 이르도록 수목 영양제를 공급하는 영양제 공급부와 연결되고,
    상기 제어부는,
    측정된 상기 생육 정보가 기설정된 상기 기준 생육 정보에 이르도록 상기 영양제 공급부를 사용하여 상기 영양제를 상기 수목들 각각에 공급하도록 제어하고,
    상기 토양 영역에는,
    다수의 발열체와,
    상기 다수의 발열체로 전류를 제공하여 상기 다수의 발열체를 가열시키는 전류 제공기와,
    상기 토양 영역의 다수 위치에서의 온도값을 측정하는 온도 센서를 포함하되,
    상기 제어부는,
    측정된 상기 온도값이 기설정된 기준 온도값에 이르도록 상기 전류 제공기의 구동을 제어하되,
    상기 다수의 발열체는, 절연체로 에워싸이되,
    상기 토양에는, 상기 토양 영역을 수용하는 수용 용기가 배치되고,
    상기 수용 용기의 하단에는,
    상기 토양에 노출되는 노출홀이 형성되고,
    상기 수용 용기는 물 배출관과 연결되고,
    상기 물 배출관 상에는, 배출 펌프가 설치되고,
    상기 제어부는,
    상기 수분 측정부에서 측정되는 상기 수분량이, 상기 물이 공급되지 않는 상태에서 상기 기준 수분량 이상으로 설정된 시간동안 유지되는 경우,
    상기 배출 펌프를 사용하여 상기 수용 용기 내에 수용되는 상기 토양 영역에 포함되는 수분을 상기 물 배출관을 통해 강제로 외부로 배출하도록 제어하고,
    상기 물 배출관은 상기 토양에서의 접촉 면적을 증가시키기 위해 지그 재그 형상으로 형성되고,
    상기 토양에는 격자 배열을 이루는 위치에 링 형상의 격벽들이 배치되고,
    상기 격벽들 각각의 내측 영역에는 상기 토양 영역을 수용하는 수용 용기들이 배치되고,
    상기 격벽들 각각의 하단에는 X, Y축 방향을 따르는 레일 부재들이 설치되고,
    상기 수용 용기들 각각의 중앙부 하단에는,
    상기 레일 부재들에 이동 가능하도록 레일 방식으로 연결되는 이동 블록들이 각각 설치되고,
    상기 이동 블록들은,
    상기 제어부의 제어에 따라 구동되는 리니어 모터의 구동에 의해 이동 되고,
    상기 제어부는,
    상기 리니어 모터를 구동시켜, 상기 이동 블록들 각각의 위치가 기설정된 위치에 배치되도록 실기간으로 제어하고,
    상기 격벽들 각각의 상단에는,
    원형의 레일홈이 형성되고,
    상기 레일홈에는, 조명 수단이 이동 가능하게 설치되되,
    상기 조명 수단은,
    승강되는 승강축을 갖는 승강 실린더와,
    상기 승강 실린더의 하단에 설치되며, 상기 레일홈을 따라 이동되는 이동 부재와,
    상기 제어부의 제어에 따라 상기 이동 부재를 이동시키는 이동 모터와,
    상기 승강축의 상단에 회전 가능하도록 설치되며, 일정의 조도를 이루어 조명을 형성하는 조명부와,
    상기 조명부로 전원을 제공하는 전원부를 구비하되,
    상기 제어부에는,
    상기 수목들 각각에 요구되는 기준 일조시간이 기설정되고,
    상기 기상 정보에 포함되는 일조시간을 전송 받아, 상기 전송되는 일조 시간이 상기 기준 일조 시간 이하를 이루는 경우,
    상기 제어부는,
    상기 조명부가 상기 수목의 일정 위치를 조명하도록 상기 승강 실린더의 상기 승강축을 승강시키고,
    상기 전송되는 일조 시간이 상기 기준 일조 시간과 일치될 때까지 상기 조명부를 구동시키고,
    상기 이동 모터를 구동시켜 상기 승강 실린더를 상기 레일홈을 따라 일정 속도로 이동되도록 하는 것을 특징으로 하는 스마트 수목 관수 관리 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 조명부는, 고정축을 구비하고,
    상기 승강축이 상단에는 힌지가 형성되고,
    상기 힌지에는, 상기 고정축이 회전 가능하게 연결되고,
    상기 힌지는 모터의 축과 축 방식으로 연결되되,
    상기 모터는, 상기 제어부의 제어에 따라 구동되어 상기 조명부를 회전시키는 것을 특징으로 하는 스마트 수목 관수 관리 시스템.
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