KR102127773B1 - 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치에 관한 것으로서, 내부에 메인 보드가 설치되는 제1 바디; 제1 바디의 상면에 결합되며, 내부에는 작물의 재배를 위한 물 및 양액이 수용되는 수용부가 구비되고, 상부 프레임에는 작물 지지 포트가 삽입 설치될 수 있는 적어도 하나의 홀이 구비된 제2 바디; 제1 바디의 일 측면에 수직으로 형성된 지지부에 설치되며, 재배되는 작물의 종류 및 재배 시기에 따라 상기 작물에 조사되는 빛의 파장이 제어되는 LED 제어부; 제2 바디에서 재배되는 작물의 재배 환경을 감지하는 적어도 하나의 센서부; 및 센서부에서 감지된 재배 환경 데이터를 사용자 단말에 송신하고, 사용자 단말로부터 수신된 제어 명령에 따라 LED 제어부 및 상기 센서부의 구동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라 사용자의 개인 선호도에 따라 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치에 장착되는 센서부의 커스터마이징이 가능하며, 사용자가 장착한 센서부가 감지한 재배 환경 데이터를 사용자 단말에서 실시간으로 제공받을 수 있어서 재배 중인 작물에 대하여 실시간 모니터링이 가능해지는 효과가 있다.
Description
본 발명은 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 IoT 기능을 접목한 수경 재배 키트를 이용하여 온도, 습도, 이산화탄소 농도 등 농작물 성장에 영향을 미치는 요인을 사용자 단말로 제어 가능한 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치에 관한 것이다.
수경 재배란 작물의 생육에 필요한 물과 양분을 토양으로부터 공급받는 방식이 아니라 양액으로부터 공급받도록 하는 식물 재배 방법의 일종이다.
이러한 수경 재배는 흙이 아닌 무균 배지를 사용함으로써 각종 병충해로부터 식물을 보호할 수 있으며, 인체에 유해한 농약을 사용하지 않고, 작물의 생육에 필요한 각종 성분을 적당한 배율로 희석시킨 양액을 공급함으로써 식물의 성장을 촉진시켜 단기간에 많은 수확량을 얻을 수 있다는 이점이 있다.
또한, 수경 재배는 흙을 사용하지 않기 때문에 토양에서 일어나는 토양 재배의 문제점을 개선할 수 있으며, 토양 재배가 불가능한 지역에서도 작물의 생산 및 수확이 가능하다는 점에서 현대인들의 수경 재배에 대한 관심이 크게 증가되고 있는 실정이다.
이러한 수경 재배 장치에 관한 선행 기술로서, 한국공개특허 제10-2016-0143166호(수경 재배 장치)에서는 수경 재배 작물의 재배 환경을 감시하고, 감시 결과를 이용하여 재배 환경을 조절하는 조절 유닛을 포함함으로써 휴대용 단말기와 통신하여 수경 재배 작물을 재배하는 기술을 제안하고 있다.
그러나 상술한 선행 발명의 경우 초기 설치 비용이 매우 높고, 단일 작물을 대량으로 재배할 수 밖에 없다는 한계점이 존재하며, 상술한 선행 발명을 포함한 종래의 수경 재배 장치는 가정용으로 이용되기에 부적절한 것들이 대부분이다.
이에 본 발명에서는, 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 소규모이면서 다품종의 작물을 재배할 수 있으면서 초기 설치 비용이 저렴하며, 키트를 이용하여 온도, 습도, 이산화탄소 농도 등 농작물 성장에 영향을 미치는 요인을 사용자 단말로 제어 가능한 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치를 제공하는 것에 일 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 의한 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치는, 내부에 메인 보드가 설치되는 제1 바디; 제1 바디의 상면에 결합되며, 내부에는 작물의 재배를 위한 물 및 양액이 수용되는 수용부가 구비되고, 상부 프레임에는 작물 지지 포트가 삽입 설치될 수 있는 적어도 하나의 홀이 구비된 제2 바디; 제1 바디의 일 측면에 수직으로 형성된 지지부에 설치되며, 재배되는 작물의 종류 및 재배 시기에 따라 상기 작물에 조사되는 빛의 파장이 제어되는 LED 제어부; 제2 바디에서 재배되는 작물의 재배 환경을 감지하는 적어도 하나의 센서부; 및 센서부에서 감지된 재배 환경 데이터를 사용자 단말에 송신하고, 사용자 단말로부터 수신된 제어 명령에 따라 LED 제어부 및 상기 센서부의 구동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 사용자의 개인 선호도에 따라 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치에 장착되는 센서부의 커스터마이징이 가능하고, 사용자가 장착한 센서부가 감지한 재배 환경 데이터를 사용자 단말에서 실시간으로 제공받을 수 있어서 재배 중인 작물에 대하여 실시간 모니터링이 가능해지는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 데이터베이스에 기 저장된 작물의 재배 환경 데이터를 토대로 재배 환경을 용이하게 제어할 수 있으며, 이에 따라 작물에 대하여 전문적인 지식이 없는 사용자도 가정에서 다양한 작물을 재배 및 관리할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 고령화에 따라서 농업 인구가 지속적으로 감소하는 현 사회에, 농업 생산성의 감소에 대한 대안책이 될 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 농업 경쟁력 측면에서 우리나라의 농산물 및 수출 경쟁력을 향상하여 스마트 농업 시장의 기반을 확립할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 펠릿 종자를 포함하고 있는 지지 포트의 실시 예.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 지지 포트가 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치에 삽입 설치되는 실시 예.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치의 메인 보드에 연결되는 키트 조립의 실시 예.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치와 통신하여 사용자 단말에서 원격제어가 실시되는 화면의 일 예.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 사용자 단말과 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치가 통신함으로써 재배되는 작물의 일 예.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 장치의 내부 구성을 설명하기 위한 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 펠릿 종자를 포함하고 있는 지지 포트의 실시 예.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 지지 포트가 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치에 삽입 설치되는 실시 예.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치의 메인 보드에 연결되는 키트 조립의 실시 예.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치와 통신하여 사용자 단말에서 원격제어가 실시되는 화면의 일 예.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 사용자 단말과 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치가 통신함으로써 재배되는 작물의 일 예.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 장치의 내부 구성을 설명하기 위한 블록도.
이하에서는, 다양한 실시 예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.
본 명세서에서 사용되는 "실시 예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시 예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명은 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치(100)에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 IoT 기능을 접목한 수경 재배 키트를 이용하여 온도, 습도, 이산화탄소 농도 등 농작물 성장에 영향을 미치는 요인을 사용자 단말로 제어함으로써 작물의 성장에 최적의 환경을 용이하게 제공하여 작물의 수확 혹은 생육이 가능하게 하는데 목적이 있다.
이때 사용자 단말은 홈네트워크 월패드, 홈네트워크 조작장치, 스마트홈 콘트롤 디바이스, 스마트 폰(smart phone), 태블릿(tablet) 개인용 컴퓨터(personal computer: PC, 이하 'PC'라 칭하기로 한다), 이동 전화기, 화상 전화기, 전자책 리더(e-book reader), 데스크 탑(desktop) PC, 랩탑(laptop) PC, 넷북(netbook) PC, 개인용 복합 단말기(personal digital assistant: PDA, 이하 'PDA'라 칭하기로 한다), 휴대용 멀티미디어 플레이어(portable multimedia player: PMP, 이하 'PMP'라 칭하기로 한다), 엠피3 플레이어(mp3 player), 이동 의료 디바이스, 카메라, 웨어러블 디바이스(wearable device) 등이 될 수 있다.
먼저, 도 1을 참조하면, 도 1에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치(100)의 사시도를 도시하였다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명인 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치(100)는, 제1 바디(110), 제2 바디(300), LED 제어부, 센서부(60) 및 컨트롤러를 포함하여 구성될 수 있다.
한편 상술한 제1 바디(110)는 내부에 메인 보드가 설치되며 이때, 설치되는 메인 보드는 가정용 수경 재배 장치에 적합하도록 가장 바람직하게는 단일 싱글 보드 컴퓨터인 라즈베리 파이(Raspberry pi)가 이용될 수 있다.
상술한 라즈베리 파이는 영국의 라즈베리 파이 재단에서 만든 싱글 보드 컴퓨터로 가격이 매우 저렴하지만 일반 컴퓨터의 기본적인 기능을 모두 갖추고 있으며, 하드웨어를 직접 제어할 수 있는 다용도 입출력포트(GPIO) PIN을 가지고 있기 때문에 추가적인 비용을 투자하지 않고도 손쉽게 하드웨어를 제어할 수 있으며, 무선통신 및 유선 통신 모듈이 탑재되어 있어 무선, 유선 통신을 이용하여 외부에서도 작물의 모니터링 및 조작이 가능하다.
본 발명에서는 상술한 메인 보드에 키트 형태로 구비된 센서부(60)를 장착하여 사용자의 개인 선호도가 반영되어 각종 기능이 추가 확장된 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치(100)를 구성할 수 있는 것으로서, 메인 보드인 라즈베리 파이를 내부에 포함하고 있는 상술한 제1 바디(110)의 일측에는 적어도 하나의 관통홀이 구비되어, 상기 라즈베리 파이를 포함하는 메인 보드의 전원 어댑터 케이블 등을 외부의 전원 공급 수단과 연결 가능하게 할 수도 있다.
또한 제1 바디(110)의 상면에는 후술할 제2 바디(300)가 용이하게 안착될 수 있도록 상면에 안착 홈을 구비하고 있을 수 있으며, 이에 따라 제2 바디(300)가 제1 바디(110)의 상면에 용이하게 안착 및 결합될 수 있다.
한편 제2 바디(300)의 내부에는 작물의 재배를 위한 물 및 양액이 수용되는 수용부가 구비될 수 있다.
상술한 제2 바디(300)는 개별 수용부 및 상부 프레임이 하나의 유닛으로 구성되어 하나 이상의 유닛이 결합되어 동시에 여러 작물이 재배될 수 있도록 할수도 있으며 본 발명은 이에 제한하지 않는다.
한편, 상술한 양액은 작물의 생육에 꼭 필요한 무기 영양분을 각각의 비율에 맞추어 물에 용해시킨 것으로서 작물에 공급되어야 할 다량원소와 미량원소를 포함하고 있는 것이며, 상술한 양액은 제2 바디(300)의 수용부에 물과 결합하여 수경 재배 되는 작물에 영양분을 공급해주는 기능을 수행하는 것으로 이해될 수 있다.
또한 상술한 제2 바디(300)에는 내부, 즉 수용부에 공급된 물 및 양액의 순환을 위한 순환 펌프가 더 구비될 수 있다.
즉, 바람직하게는 소형의 순환 펌프가 구비되어 수용부 내부에 공기 방울을 발생시키고, 수면의 파장을 형성하여 물 및 양액이 수용부 내부에서 순환되게 함으로써 작물의 뿌리층에 원활하게 영양분을 공급하는 기능을 수행하는 것으로 이해할 수 있다.
또한, 상술한 제2 바디(300)에는 끼움 결합, 삽입 결합, 및 볼트 결합 중 적어도 어느 하나를 이용한 결합 수단에 의하여 탈착 가능하도록 설치되는 상부 프레임이 더 구비될 수 있다.
이때 상술한 상부 프레임에는 작물 지지 포트가 삽입 설치될 수 있는 적어도 하나의 홀(310)이 구비될 수 있으며, 상술한 홀(310)의 외면에는 작물 지지포트의 미끄러짐을 방지하기 위하여 적어도 실리콘 처리 등을 포함한 미끄럼 방지 수단 또는 별도의 홀더 및 물 또는 양액 공급을 위한 공급부가 더 포함될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 상술한 제2 바디(300)에는, 상술한 수용부에 공급된 물을 기화시켜 생성된 수증기를 외부로 배출되도록 하는 가습 수단이 더 구비될 수 있다.
상술한 가습 수단은 예를 들어, 가습 필터 및 수증기를 외부로 배출하기 위한 송풍 팬, 및 송풍팬에 구동 전력을 공급하는 전력 구동부 등 가습 기능을 수행하기 위하여 통상적으로 필요한 구성들이 더 포함될 수 있으며, 이에 따라 본 발명에서는 가정에서 수경 재배가 용이하게 가능하게 할 뿐만 아니라 수경 재배 장치가 설치되는 실내의 공기를 가습할 수 있는 가습 기능이 더 구비된 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치(100)를 제공할 수 있는 효과가 있다.
한편, 상술한 제2 바디(300)는 투과성이 높은 소재, 예를 들어 아크릴, 유리 등의 소재로 형성될 수도 있으며, 이를 통해 사용자가 내부를 용이하게 관찰할 수 있게 하여 작물의 뿌리 성장을 한눈에 확인할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에서는 제2 바디(300)를 투과성이 높은 소재로 구비함에 따라서 작물의 재배와 동시에 관상어를 사육할 수 있는 어항으로서 이용할 수 있는 효과가 있어 가정, 사무실 등 실내에서 심미적 효과가 우수하다.
한편, 앞서 언급한 제1 바디(110) 및 제2 바디(300) 중 적어도 어느 하나의 일 측에는 사용자가 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치(100)를 이동하고자 할 때 운반의 편의성을 향상케 하기 위하여 별도의 손잡이가 적어도 하나 더 구비될 수 있으며, 본 발명은 이에 제한하지 않는다.
LED 제어부(20)는 제1 바디(110)의 일 측면에 수직으로 형성된 지지부(11)에 설치될 수 있고, 재배되는 작물의 종류 및 재배 시기에 따라 작물에 조사되는 빛의 파장을 제어하여 작물에 조사하는 기능을 수행할 수 있다.
이때 작물에 조사되는 빛의 파장은, UV-A 및 UV-B를 포함하는 자외선, 가시광선 및 적외선(IR-A)을 모두 포함하는 파장 범위인 것으로서, 280nm 내지 1400nm의 파장이 이용될 수 있으며, 이때 780nm를 초과하는 파장은 작물의 광합성에 특별한 작용이 없고 단순 발열 기능만을 제공하기 때문에 가장 바람직하게는 280nm 내지 780nm의 파장을 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시 예에 따라 각각의 파장이 작물에 조사됨으로써 얻어지는 기능에 대해 더욱 구체적으로 살펴보자면, UV B인 280 내지 320nm의 파장은 작물의 기능성 물질의 함량을 증가시켜 면역체를 형성하는 기능을 수행하며, UV-A인 320 내지 400nm의 파장은 식물의 잎을 두껍게 하고 색소의 발색 촉진을 촉진하는 기능을 수행한다.
한편 가시광선 영역인 400 내지 430nm의 파장의 경우, 작물의 잎을 넓고 크게 만들며 광합성 작용이 최대가 되도록 하며, 580 내지 650nm의 파장의 경우, 해충 방제효과가 있으며, 650 내지 660nm의 파장은 엽록소 작용을 최대로 하며, 발아 작용 및 잎 배포 화아 형성의 촉진을 돕는다.
또한, 적외선 영역인 730 내지 780nm의 파장은 작물의 성장을 촉진시키는 기능을 수행할 수 있다.
즉, LED 제어부(20)는 280nm 내지 1400nm의 파장, 더욱 바람직하게는 280nm 내지 780nm의 파장을 이용하여 작물의 종류별 혹은 작물의 성장 단계별로 조사되는 파장을 제어함으로써 재배되는 작물의 작물마다의 최적의 재배 환경을 조성 가능한 것으로 이해될 것이다.
한편 상술한 LED 제어부(20)는 이송 수단에 의하여 조사되는 빛의 각도 및 빛의 조사 거리 중 적어도 어느 하나가 제어될 수 있으며, 또한 상술한 LED 제어부(20)에는 타이머가 구비되어, 상술한 타이머에 의하여 LED 제어부(20)의 작동 시기 및 작동 시간 중 적어도 어느 하나가 제어될 수도 있다.
이에 대한 더욱 구체적인 실시 예로써, 예를 들어 사용자가 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치(100)에 토마토를 재배하기 위하여, 펠릿 종자를 삽입 설치하였다고 가정하였을 때, 토마토 종자의 발아를 위해 토마토 종자를 발아하게 하기 위하여 600nm의 파장을 오전 9시를 시작으로 5시간 동안 조사되게 하여 하루 최적치의 LED 파장이 작물에 조사될 수 있게 하는 것이다.
이때, LED 제어부(20)는 타이머가 설정된 시간 동안 작물에 조사되는 빛의 각도를 기 설정된 시간마다 변경되게 제어할 수도 있으며, 이는 작물에 조사되는 빛을 고르게 분포하여 재배되는 작물을 균일하게 성장할 수 있게 한다.
본 발명인 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치(100)의 제2 바디(300)에는 작물의 재배 환경을 감지하는 센서부(60)가 적어도 하나 구비될 수 있다.
이때, 상술한 센서부(60)는 키트(kit)형태로 구비되어 메인 보드에 탈착 가능하도록 장착될 수 있는 것을 특징으로 하며, 센서부(60)에는 온도 센서, 습도 센서, 당도 센서, 산도 센서, 수위 센서, 및 이산화탄소 농도 센서 중 적어도 어느 하나가 포함된 센서일 수 있다.
상술한 센서들은 재배 중인 작물의 재배 환경, 예를 들어 물 및 양액에 대하여 수온, 산소, 수위, 이산화탄소 농도, 습도 등 재배 중인 작물의 성장에 커다란 영향을 미치는 요소 및 작물의 당도 등을 검지하여 컨트롤러에 재배 환경 데이터로서 송신할 수 있는 것이다.
한 실시 예로써, 메인 보드인 라즈베리 파이에 릴레이를 이용하여 온도 센서, 당도 센서, 수위 센서가 장착될 수 있으며, 상술한 센서들이 장착될 시 전원이 공급됨에 따라 사용자 단말에 물 및 양액의 온도 측정, 재배 중인 작물의 당도 측정 및 수용부에 공급된 물 및 양액의 수위 측정 등 사용자가 장착한 센서부(60)가 감지한 재배 환경 데이터를 사용자 단말에서 실시간으로 제공받을 수 있어서 재배 중인 작물에 대하여 실시간 모니터링이 가능해지는 효과가 있다.
한편, 컨트롤러는, 센서부(60)에서 감지된 재배 환경 데이터를 사용자 단말에 송신하고, 사용자 단말로부터 수신된 제어 명령에 따라 LED 제어부(20) 및 센서부(60)의 구동을 제어하는 기능을 수행한다.
더욱 구체적으로 상술한 컨트롤러는 라즈베리 파이에 장착된 센서부(60)의 기능 수행에 의하여 감지된 작물의 재배 환경이 기 설정된 임계 범위를 벗어나는 경우, 사용자 단말에 적어도 푸쉬 알림을 포함하는 경고 알림을 제공함으로써 사용자에 의해 수동으로 식물의 재배 환경을 조성하거나 기 저장된 작물별 재배 환경 데이터의 표준 값을 이용하여 자동으로 재배 환경을 조성할 수도 있는 것이다.
한 실시 예로써, 사용자가 토마토를 재배 중이며, 라즈베리 파이에 수위센서, 산도 센서, 및 온도 센서가 장착되어 있다고 가정했을 때, 컨트롤러는 데이터베이스에 기 저장된 토마토의 최적 재배 환경 정보를 로드하고, 산도 센서 및 온도 센서로부터 감지된 재배 환경 데이터를 비교 분석하여 물 및 양액의 산도가 6.5 내지 7.0을 벗어나거나 수온이 15 내지 25℃를 벗어나는 경우, 사용자 단말에 경고 알림을 제공할 수 있으며, 사용자 단말에서는 비교 분석된 데이터 결과를 토대로 제어 명령을 입력할 수 있게 된다.
한편 수위 센서는, 작물의 최초 수위로부터 기 설정된 범위 이하로 수위가 낮아졌을 때, 사용자 단말에 급수 알림을 제공하여 작물이 최적의 환경에서 재배될 수 있도록 하는 기능을 수행할 수 있다.
또한 상술한 급수 알림과 더불어 현재 작물의 재배 환경을 분석하여 필요한 양액의 알림 또한 제공할 수 있음은 당연하다.
본 발명의 다른 실시 예에 있어서, 상술한 컨트롤러는 당도 센서로부터 재배 중인 작물의 당도를 감지하고, 기 저장된 작물별 최적 당도 데이터를 기준으로 작물의 당도가 최적 당도에 도달하였을 경우, 사용자 단말에 수확 알림을 제공할 수 있다.
이때, 기 저장된 작물별 최적 당도 데이터를 작물별로 몇 실시 예를 들어 설명하자면, 토마토 6 내지 9brix, 딸기 8 내지 14brix, 블루베리 12 내지 16birx, 참외 10 내지 14birx, 시금치 14 내지 20birx, 고구마 12 내지 16birx 등으로 각각의 작물별 평균 당도 데이터인 것으로 이해될 수 있으며, 상술한 작물별 최적 당도 데이터는 빅데이터를 이용하여 수집한 데이터이거나, 농업 관측 정보로부터 수집된 데이터 일수 있다.
즉, 본 발명에서는 당도 측정 센서에 의해 측정된 재배 중인 작물의 당도가 최적 당도에 도달하였을 때 사용자 단말에 수확 알림을 제공함으로써 가장 맛이 좋은 상태의 작물을 수확 가능하게 함에 따라서 전문적인 지식이 없는 사용자도 가정에서 다양한 작물을 재배 및 관리할 수 있는 효과가 있다.
또 다른 실시 예에 있어서 본 발명에서 컨트롤러는 사용자 단말에 재배 환경을 제어하기 위하여 LED 제어부(20) 및 센서부(60)를 작동시키는 명령어를 포함하는 사용자 인터페이스(UI)를 사용자 단말에 이미지 및 텍스트를 포함한 형태의 화면으로서 제공할 수 있으며, 사용자 단말의 입력수단을 통하여 입력된 제어 명령을 LED 제어부(20) 및 센서부(60)에 전달함으로써 사용자의 제어 명령에 대응되도록 기능을 수행하게 할 수 있다.
종합적으로 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 사용자의 개인 선호도에 따라 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치(100)에 장착되는 센서부의 커스터마이징이 가능하며, 사용자가 장착한 센서부가 감지한 재배 환경 데이터를 사용자 단말에서 실시간으로 제공받을 수 있어서 재배 중인 작물에 대하여 실시간 모니터링이 가능해지는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 데이터베이스에 기 저장된 작물의 재배 환경 데이터를 토대로 재배 환경을 용이하게 제어할 수 있으며, 이에 따라 작물에 대하여 전문적인 지식이 없는 사용자도 가정에서 다양한 작물을 재배 및 관리할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 고령화에 따라서 농업 인구가 지속적으로 감소하는 현 사회에, 농업 생산성의 감소에 대한 대안책이 될 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 농업 경쟁력 측면에서 우리나라의 농산물 및 수출 경쟁력을 향상하여 스마트 농업 시장의 기반을 확립할 수 있는 효과가 있다.
한편 본 발명에서 언급하는 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치(100)는 사용자 단말을 포함하여 시스템으로 구현될 수도 있으며 본 발명은 이에 제한하지 않는다.
이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
한편, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 펠릿 종자(31)를 포함하고 있는 지지 포트(30)의 실시 예이다.
이하의 설명에 있어서 상술한 도 1에 대한 설명과 중복되는 불필요한 실시 예에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 2의 200에서는 지지 포트(30)의 정면도를 도시하였으며, 도 2의 210에서는 지지포트의 측면도를 도시한 실시 예이다.
본 발명에서는 도 2의 200 및 210에서 보여지는 것과 같이, 지지 포트(30)는 상단의 덮개부, 덮개부의 하부면에 형성되는 적어도 하나의 다리부를 포함하여 형성될 수 있으며, 지지포트의 다리부는 내부에 포함되는 펠릿 종자(31)를 감싸고 있을 수 있다.
이 때, 상술한 펠릿 종자(31)(pelleted seed)는, 작물의 씨앗인 종자를 점토, 나무의 톱밥 등으로 피복하여 둔 것으로 이해될 수 있다.
펠릿 종자(31)는 종자를 감싸고 있는 펠릿 층이 수분을 흡수하여 내부의 종자에 수분을 공급하면, 수분을 공급 받은 종자가 팽창하여 펠렛층에 균열이 생기면서 발아하게 되는 것으로서, 토양 재배 시 작물의 파종의 편의성을 위하여 제안되었으나, 본 발명과 같은 수경 재배에 더욱 적합하게 이용될 수 있다.
한편, 상술한 지지 포트(30)는 앞서 도 1에서 언급한 제2 바디의 상부 프레임에 구비된 홀에 삽입 설치되며, 제2 바디의 수용부에 수용되는 물 및 양액으로부터 영양분을 공급받아 성장되는 것으로 이해될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 수경 재배를 통하여 환경 오염 등에 따라 토양 물리성이 악화되어 작물의 생육과 생산성이 저하되는 문제점을 해소할 수 있으며, 작물의 생육에 필요한 각종 성분을 적당한 배율로 희석시킨 양액을 공급함으로써 식물의 성장을 촉진시켜 단기간에 많은 수확량을 얻을 수 있는 효과가 있다.
이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 지지 포트(30)가 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치에 설치되는 실시 예이다.
이하의 설명에 있어서 상술한 도 1 및 2에 대한 설명과 중복되는 불필요한 실시 예에 대한 설명은 생략하기로 한다.
더욱 구체적으로 도 3에서는 물 및 양액을 수용하고 있는 수용부 및 상단 프레임에 작물 지지 포트(30)의 설치를 위한 적어도 하나의 홀이 구비되는 상부 프레임을 포함하고 있는 제2 바디에 작물 지지 포트(30)가 결합되는 실시 예를 도시하였다.
한편, 작물 지지 포트(30)는 내부에 펠릿 종자가 포함되어 있고, 다리부 및 상단부로 구성될 수 있으며, 이때, 본 발명의 일 실시 예에서는 작물 지지포트의 다리부가 제2 바디의 내측으로 수용되도록 삽입되도록 설치되고, 상단부는 제2 바디의 상부 프레임에 안착되도록 설치될 수 있다.
또 다른 한편, 제2 바디의 상부 프레임에는 작물 지지포트가 설치되는 홀 외에 물 및 양액을 공급하기 위한 공급부가 더 포함될 수 있으며, 본 발명은 이에 제한하지 않는다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에서는 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치를 구성하는 제1 바디 및 제2 바디 중 적어도 어느 하나의 일 측에는 운송의 용이성을 향상시키기 위하여 별도의 손잡이(320)가 더 구비될 수도 있다.
한편, 도 3에서 도시된 실시 예에서는 제2 바디가 사각형의 형태이고 지지 포트(30)가 결합되는 홀의 수평 단면을 원형인 것으로 도시하였으나 이는 예시적인 것일 뿐이며 상술한 제2 바디 및 지지 포트(30)가 결합되는 홀의 형태는 원형, 다각형, 타원형 또는 부정형 등 어떤 형상이든 무관하며 제2 바디의 상부 프레임에 구비되는 홀의 수와 배열 방법 역시 마찬가지로 제한되지 않음이 당연하다.
이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치의 메인 보드(10)에 연결되는 키트 조립의 실시 예이다.
이하의 설명에 있어서 상술한 도 1 내지 3에 대한 설명과 중복되는 불필요한 실시 예에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에서 가장 바람직하게는 메인 보드(10)로 라즈베리 파이(Raspberry Pi)가 이용될 수 있다.
상술한 라즈베리 파이는 영국의 라즈베리 파이 재단에서 만든 싱글 보드 컴퓨터로 가격이 매우 저렴하지만 일반 컴퓨터의 기본적인 기능을 모두 갖추고 있으며, 하드웨어를 직접 제어할 수 있는 다용도 입출력포트(GPIO) PIN을 가지고 있기 때문에 추가적인 비용을 투자하지 않고도 손쉽게 하드웨어를 제어할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명에서는 상술한 라즈베리 파이에 릴레이를 이용하여 사용자의 선호도 및 사용자가 필요한 기능이 구비된 적어도 하나의 센서부(60)를 장착할 수 있게 된다.
이때, 릴레이는 입력 값이 어떤 값에 도달하였을 때 작동하여 다른 회로를 개폐하는 장치로서, 사용자 단말에서 수신된 제어 명령에 따라 연결된 센서의 구동을 제어하는 기능을 수행하는 것으로 이해될 것이다.
도 4를 참조하여 한 실시 예를 들어 설명하자면, 라즈베리 파이에는 라즈베리 파이의 구동을 위한 전원(예를 들어 5V), 라즈베리 파이와 연결되는 릴레이, 적어도 하나의 릴레이, 상술한 릴레이와 연결되는 센서, LED 조명(20) 및 조명 전원(52) 등을 포함하여 구성될 수 있으며, 이에 따라 라즈베리 파이에 포함된 컨트롤러와 사용자 단말의 유무선 통신을 통하여 릴레이와 연결된 센서, LED 조명(20) 등을 조작 및 관리할 수 있게 되는 것이다.
즉, 본 발명에서는 사용자의 개인 선호도에 따라 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치에 장착되는 센서부의 커스터마이징이 가능하고, 사용자가 장착한 센서부가 감지한 재배 환경 데이터를 사용자 단말에서 실시간으로 제공 받을 수 있어서 재배 중인 작물에 대해 실시간 모니터링이 가능해지는 효과가 있다.
한편 사용자 단말 및 컨트롤러의 무선 통신 방식은 RF 통신 모듈, 블루투스 통신 모듈, 지그비 통신모듈, 적외선 통신모듈, BLE 통신모듈, 오디오 통신 모듈, LTE 통신 모듈, WiFi 통신 모듈, IrDA 기반의 적외선 통신 모듈, 무선 랜, 와이브로 모듈, 무선 USB 모듈 중 적어도 하나를 포함하며, 바람직하게는 특정 사용자 단말과 단독적으로 무선 통신을 수행하는 방식이 아니라 다수의 단말과 기기들과 데이터 송수신을 수행할 수 있는 형태임이 바람직하다.
이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치와 통신하여 사용자 단말에서 원격제어가 실시되는 화면의 일 예이다.
이하의 설명에 있어서 상술한 도 1 내지 4에 대한 설명과 중복되는 불필요한 실시 예에 대한 설명은 생략하기로 한다.
더욱 구체적으로 도 5에서는 컨트롤러로부터 사용자 단말에 재배 환경을 제어하기 위해서 LED 제어부 및 센서부의 작동에 대한 명령어를 포함한 사용자 인터페이스가 제공된 화면의 일 실시 예를 도시하였다.
도 5의 1000을 참조하면, 작물별 온도 제어 및 타이머 제어 등과 같은 인터페이스가 제공된 실시 예를 도시하였으며, 1000에 도시된 바와 같이 컨트롤러에 의하여 제공된 사용자 인터페이스에는 이미지 및 텍스트를 포함한 형태의 화면이 제공될 수 있으며, 사용자 단말의 입력 수단을 통해 수신된 제어 명령에 대응되는 구동을 작물에 수행할 수 있다.
한 실시 예로써, 재배 중인 작물이 토마토일 때, 토마토의 최적 생육 온도를 사용자 단말에 제공하고, 사용자 단말의 선택 입력에 따라 토마토 재배 환경의 온도를 제어할 수 있다.
즉, 예를 들어 사용자 단말의 입력 수단을 통해 입력된 제어 명령이 재배 중인 토마토 작물에 섭씨 15 내지 30도 범위의 온도 분위기를 1시간 동안 조성하라는 제어 명령이 수신될 경우, 토마토 작물에 기 설정된 온도 분위기를 작물에 제공할 수 있는 것이다.
한편 컨트롤러에 의해 사용자 단말에 제공되는 사용자 인터페이스에는 현재 재배 중인 작물의 실시간 재배 환경 정보가 제공될 수도 있으며 이에 따라 사용자는 재배 중인 작물의 실시간 모니터링이 가능해져 재배 작물의 관리가 용이하게 수행될 수 있는 효과가 있다.
이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 사용자 단말과 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치가 통신함으로써 재배되는 작물의 일 예이다.
이하의 설명에 있어서 상술한 도 1 내지 5에 대한 설명과 중복되는 불필요한 실시 예에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 6의 2000을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 있어서, 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치는 사용자 단말과 원격 제어를 통하여 구동이 제어될 수 있다.
더욱 구체적으로, 메인 보드인 라즈베리 파이에 포함된 컨트롤러와 사용자 단말의 유무선 통신을 통하여 릴레이와 연결된 센서, LED 조명 등을 조작 및 관리할 수 있게 되는 것으로서, 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치는 사용자 단말로부터 컨트롤러에 수신된 제어 명령에 따라 LED 제어부 및 센서부의 구동이 제어될 수 있다.
LED 제어부에서는 작물에 조사되는 빛의 파장이 UV-A 및 UV-B를 포함하는 자외선, 가시광선 및 적외선(IR-A)를 포함하는 파장 범위로서, 예를 들어 280nm 내지 1400nm의 파장이 이용될 수 있으며, 가장 바람직하게는 280nm 내지 780nm의 파장을 이용하는 것이 바람직하다.
센서부는 키트(kit)형태로 구비되어 메인 보드에 탈착 가능하도록 장착될 수 있는 것을 특징으로 하며, 센서부에는 온도 센서, 습도 센서, 당도 센서, 산도 센서, 수위 센서, 및 이산화탄소 농도 센서 중 적어도 어느 하나가 포함된 센서일 수 있으며, 상술한 센서들은 재배 중인 작물의 재배 환경, 예를 들어 물 및 양액에 대하여 수온, 산소, 수위, 이산화탄소 농도, 습도 등 재배 중인 작물의 성장에 커다란 영향을 미치는 요소 및 작물의 당도 등을 검지하여 컨트롤러에 재배 환경 데이터로서 송신할 수 있는 것이다.
즉, 본 발명에서는 사용자의 개인 선호도에 따라 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치에 장착되는 센서부의 커스터마이징이 가능하고, 사용자가 장착한 센서부가 감지한 재배 환경 데이터를 사용자 단말에서 실시간으로 제공받을 수 있어서 재배 중인 작물에 대하여 실시간 모니터링이 가능해지는 효과 및 데이터베이스에 기 저장된 작물의 재배 환경 데이터를 토대로 재배 환경을 용이하게 제어할 수 있으며, 이에 따라 작물에 대하여 전문적인 지식이 없는 사용자도 가정에서 다양한 작물을 재배 및 관리할 수 있는 효과가 있다.
또한, 사회적으로는 고령화에 따라서 농업 인구가 지속적으로 감소하는 현 사회에, 농업 생산성의 감소에 대한 대안책이 될 수 있는 효과 및 농업 경쟁력 측면에서 우리나라의 농산물 및 수출 경쟁력을 향상하여 스마트 농업 시장의 기반을 확립할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨팅 장치의 내부 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 컴퓨팅 장치(11000)은 적어도 하나의 프로세서(processor)(11100), 메모리(memory)(11200), 주변장치 인터페이스(peripheral interface)(11300), 입/출력 서브시스템(I/O subsystem)(11400), 전력 회로(11500) 및 통신 회로(11600)를 적어도 포함할 수 있다. 이때, 컴퓨팅 장치(11000)은 촉각 인터페이스 장치에 연결된 유저 단말이기(A) 혹은 전술한 컴퓨팅 장치(B)에 해당될 수 있다.
메모리(11200)는, 일례로 고속 랜덤 액세스 메모리(high-speed random access memory), 자기 디스크, 에스램(SRAM), 디램(DRAM), 롬(ROM), 플래시 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(11200)는 컴퓨팅 장치(11000)의 동작에 필요한 소프트웨어 모듈, 명령어 집합 또는 그밖에 다양한 데이터를 포함할 수 있다.
이때, 프로세서(11100)나 주변장치 인터페이스(11300) 등의 다른 컴포넌트에서 메모리(11200)에 액세스하는 것은 프로세서(11100)에 의해 제어될 수 있다.
주변장치 인터페이스(11300)는 컴퓨팅 장치(11000)의 입력 및/또는 출력 주변장치를 프로세서(11100) 및 메모리 (11200)에 결합시킬 수 있다. 프로세서(11100)는 메모리(11200)에 저장된 소프트웨어 모듈 또는 명령어 집합을 실행하여 컴퓨팅 장치(11000)을 위한 다양한 기능을 수행하고 데이터를 처리할 수 있다.
입/출력 서브시스템(11400)은 다양한 입/출력 주변장치들을 주변장치 인터페이스(11300)에 결합시킬 수 있다. 예를 들어, 입/출력 서브시스템(11400)은 모니터나 키보드, 마우스, 프린터 또는 필요에 따라 터치스크린이나 센서 등의 주변장치를 주변장치 인터페이스(11300)에 결합시키기 위한 컨트롤러를 포함할 수 있다. 다른 측면에 따르면, 입/출력 주변장치들은 입/출력 서브시스템(11400)을 거치지 않고 주변장치 인터페이스(11300)에 결합될 수도 있다.
전력 회로(11500)는 단말기의 컴포넌트의 전부 또는 일부로 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어 전력 회로(11500)는 전력 관리 시스템, 배터리나 교류(AC) 등과 같은 하나 이상의 전원, 충전 시스템, 전력 실패 감지 회로(power failure detection circuit), 전력 변환기나 인버터, 전력 상태 표시자 또는 전력 생성, 관리, 분배를 위한 임의의 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
통신 회로(11600)는 적어도 하나의 외부 포트를 이용하여 다른 컴퓨팅 장치와 통신을 가능하게 할 수 있다.
또는 상술한 바와 같이 필요에 따라 통신 회로(11600)는 RF 회로를 포함하여 전자기 신호(electromagnetic signal)라고도 알려진 RF 신호를 송수신함으로써, 다른 컴퓨팅 장치와 통신을 가능하게 할 수도 있다.
이러한 도 7의 실시 예는, 컴퓨팅 장치(11000)의 일례일 뿐이고, 컴퓨팅 장치(11000)은 도 7에 도시된 일부 컴포넌트가 생략되거나, 도 7에 도시되지 않은 추가의 컴포넌트를 더 구비하거나, 2개 이상의 컴포넌트를 결합시키는 구성 또는 배치를 가질 수 있다. 예를 들어, 모바일 환경의 통신 단말을 위한 컴퓨팅 장치는 도 7에도시된 컴포넌트들 외에도, 터치스크린이나 센서 등을 더 포함할 수도 있으며, 통신 회로(1160)에 다양한 통신방식(WiFi, 3G, LTE, Bluetooth, NFC, Zigbee 등)의 RF 통신을 위한 회로가 포함될 수도 있다. 컴퓨팅 장치(11000)에 포함 가능한 컴포넌트들은 하나 이상의 신호 처리 또는 어플리케이션에 특화된 집적 회로를 포함하는 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어 양자의 조합으로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨팅 장치를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령(instruction) 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 특히, 본 실시 예에 따른 프로그램은 PC 기반의 프로그램 또는 모바일 단말 전용의 어플리케이션으로 구성될 수 있다. 본 발명이 적용되는 애플리케이션은 파일 배포 시스템이 제공하는 파일을 통해 이용자 단말에 설치될 수 있다. 일 예로, 파일 배포 시스템은 이용자 단말이기의 요청에 따라 상기 파일을 전송하는 파일 전송부(미도시)를 포함할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시 예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로 (collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨팅 장치상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시 예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시 예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 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. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
Claims (10)
- 하나 이상의 프로세서 및 상기 프로세서에서 수행 가능한 명령들을 저장하는 하나 이상의 메모리를 포함하는 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치에 있어서,
내부에 메인 보드가 설치되는 제1 바디;
상기 제1 바디의 상면에 결합되며, 내부에는 작물의 재배를 위한 물 및 양액이 수용되는 수용부가 구비되고, 상부 프레임에는 작물 지지 포트가 삽입 설치될 수 있는 적어도 하나의 홀이 구비된 제2 바디;
상기 제1 바디의 일 측면에 수직으로 형성된 지지부에 설치되며, 재배되는 작물의 종류 및 재배 시기에 따라 상기 작물에 조사되는 빛의 파장이 제어되는 LED 제어부;
상기 제2 바디에서 재배되는 상기 작물의 재배 환경을 감지하는 적어도 하나의 센서부; 및
상기 센서부에서 감지된 재배 환경 데이터를 사용자 단말에 송신하고, 사용자 단말로부터 수신된 제어 명령에 따라 상기 LED 제어부 및 상기 센서부의 구동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하고,
상기 LED 제어부는,
재배되는 작물의 종류별 및 작물의 성장 단계별에 따라 280nm 내지 1400nm 범위의 파장을 갖는 빛이 상기 작물에 조사되도록 하되,
상기 작물에 면역체를 형성하기 위하여 UV-B에 해당하는 파장 범위 중 280 내지 320nm 파장의 빛이 조사되도록 하고,
상기 작물의 잎을 두껍게 하고 색소의 발색 촉진을 위하여 UB-A에 해당하는 파장 범위 중 320 내지 400nm 파장의 빛이 조사되도록 하고,
상기 작물의 광합성 작용이 최대가 되도록 하기 위하여 가시광선에 해당하는 파장 범위 중 400 내지 430nm 파장의 빛이 조사되도록 하고,
상기 작물의 해충 방제를 위하여 가시광선에 해당하는 파장 범위 중 580 내지 650nm파장의 빛이 조사되도록 하고,
상기 작물의 발아 작용 및 잎 배포 화아 형성 촉진을 위하여 가시광선에 해당하는 파장 범위 중 650nm 내지 660nm 파장의 빛이 조사되도록 하고,
상기 작물의 성장 촉진을 위하여 적외선에 해당하는 파장 범위 중 730 내지 780nm 파장의 빛이 조사되도록 하고,
상기 LED 제어부는,
이송 수단에 의해 기 설정된 시간마다 조사되는 빛의 각도 및 빛의 조사 거리 중 적어도 어느 하나가 제어되도록 함으로써, 상기 작물에 빛이 고르게 분포되도록 하는 것을 특징으로 하고,
상기 컨트롤러는,
빅데이터 또는 농업 관측 정보로부터 수집된 작물별 평균 당도 데이터가 최적 당도 데이터로 저장되고, 당도 센서에 의해 재배 중인 작물의 당도를 감지하여, 상기 작물의 당도가 상기 최적 당도에 도달하였을 경우, 상기 사용자 단말에 수확 알림을 제공하도록 하고,
상기 센서부는,
상기 당도 센서가 장착되고, 온도 센서, 습도 센서, 산도 센서, 수위 센서 및 이산화탄소 농도 센서 중 적어도 하나를 포함하는 센서가 키트 형태로 구비되어 상기 메인 보드에 탈착 가능하도록 장착되고,
상기 작물 지지 포트는,
상단의 덮개부, 상기 덮개부의 하부면에 형성되는 적어도 하나의 다리부를 포함하고, 상기 다리부의 내부에는 상기 작물의 씨앗인 종자가 점토 및 나무의 톱밥의 피복층에 의해 감싸진 형태의 펠릿 종자(Pelleted seed)로 형성되어, 상기 펠릿 종자를 감싼 상기 작물 지지 포트가 상기 제2 바디의 수용부에 삽입 설치되어 상기 수용부에 수용된 물 및 양액으로부터 영양을 공급 받을 수 있도록 하고,
상기 제2 바디에는,
상기 제2 바디 내부에서 상기 물 및 상기 양액의 순환을 위한 순환 펌프가 구비되어, 상기 수용부 내부에 공기 방울을 발생시키고, 수면의 파장을 형성하여 상기 물 및 상기 양액이 상기 수용부 내부에서 순환되도록 하여 상기 작물의 뿌리층에 영양분의 공급이 원활히 이루어질 수 있도록 기능하는 것을 특징으로 하는 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 LED 제어부는,
타이머가 구비되고, 상기 타이머에 의하여 상기 LED 제어부의 작동 시기 및 작동 시간 중 적어도 하나가 제어되는 것을 특징으로 하는 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 센서부에 의해 감지된 상기 작물의 재배 환경이 기 설정된 임계 범위를 벗어나는 경우, 상기 사용자 단말에 알림을 제공하는 것을 특징으로 하는 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제2 바디에는,
상기 수용부에 공급된 물을 기화시켜 생성된 수증기를 외부로 배출되도록 하는 가습 수단이 구비된 것을 특징으로 하는 원격 제어가 가능한 가정용 수경 재배 장치.
- 삭제
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