KR102128166B1 - 식물 재배 시스템 - Google Patents

식물 재배 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102128166B1
KR102128166B1 KR1020180112446A KR20180112446A KR102128166B1 KR 102128166 B1 KR102128166 B1 KR 102128166B1 KR 1020180112446 A KR1020180112446 A KR 1020180112446A KR 20180112446 A KR20180112446 A KR 20180112446A KR 102128166 B1 KR102128166 B1 KR 102128166B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plant
housing
cultivation
plants
cultivated
Prior art date
Application number
KR1020180112446A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200033039A (ko
Inventor
유승명
Original Assignee
주식회사 디엠케이
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 디엠케이 filed Critical 주식회사 디엠케이
Priority to KR1020180112446A priority Critical patent/KR102128166B1/ko
Publication of KR20200033039A publication Critical patent/KR20200033039A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102128166B1 publication Critical patent/KR102128166B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G13/00—Protecting plants
    • A01G13/08—Mechanical apparatus for circulating the air
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G31/00—Soilless cultivation, e.g. hydroponics
    • A01G31/02—Special apparatus therefor
    • A01G31/06—Hydroponic culture on racks or in stacked containers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00—Botany in general
    • A01G7/04—Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth
    • A01G7/045—Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth with electric lighting
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/20—Forcing-frames; Lights, i.e. glass panels covering the forcing-frames
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • A01G9/241—Arrangement of opening or closing systems for windows and ventilation panels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • A01G9/246—Air-conditioning systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/25—Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor
    • Y02A40/264—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/20—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2
    • Y02P60/21—Dinitrogen oxide [N2O], e.g. using aquaponics, hydroponics or efficiency measures
    • Y02P60/216—

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Hydroponics (AREA)
  • Greenhouses (AREA)
  • Cultivation Of Plants (AREA)

Abstract

본 발명은 외부와 차단된 실내공간에 식물의 성장에 필요한 환경, 예를 들면 빛, 공기, 양액(養液) 공급 등의 조건을 식물의 종류에 맞추어 인공적으로 제어하여 최적의 상태로 제공함으로써 계절에 상관없이 식물을 안정적으로 생산할 수 있고 병충해의 영향으로부터 안전하며, 또한 체계적인 생산 설비를 갖추어 재배 작물을 규격화 및 정량화할 수 있고, 소비자의 수요 변화 등에 대응하여 신속한 재배 품목의 교체와 수량 조절 등이 더욱 수월하게 이루어질 수 있으며, 최소화된 관리인원으로도 청정 농산물을 대량 생산할 수 있는 식물 재배 시스템을 제공한다. 본 발명의 식물 재배 시스템은, 태양광을 차단하고 인공적인 빛, 공기 및 온도 등의 식물 성장 환경을 재배할 식물에 맞게 설정하기 용이하도록 밀폐성의 실내공간을 가지는 하우징과, 하우징 내에 설치되는 것으로서 식물을 재배하기 위한 재배틀과, 상기 재배틀에 설치되어 식물에 인공광을 조사하기 위한 광원과, 하우징 내에 설치되어 식물의 성장에 필요한 환경을 제공하기 위한 공기조절수단을 포함하여 이루어진 것이다.

Description

식물 재배 시스템{Plant Cultivation System}
본 발명은 식물 재배 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세히는 특용작물과 같은 식물이 재배되는 공간을 클린룸 형태로 구현하여 외부로부터 박테리아나 균류와 같은 외부 오염물이나 해충이 내부로 유입되는 것을 근본적으로 방지하면서 식물이 성장할 수 있는 최적의 환경을 인위적으로 조성할 수 있으며 최소화된 관리인원으로도 청정 농산물의 대량 생산이 가능한 식물 재배 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 식물의 재배는 전통적으로 노지의 흙에 파종하고 재배하여 수확하는 과정으로 이루어진다. 특히 인삼과 같은 경우에는 통상 6년 동안 재배하여 수확하는 것이며, 한번 재배한 노지에 대해서는 다시 재배가 어려운 조건을 갖는다.
또한, 노지 재배는 바람이나 비, 태풍 등에 의해 자연적인 환경조건이 이루어지므로 자연적인 악조건에 의한 피해도 있으며, 특히 태풍이나 기후에 의해 발생되는 병충해에 그대로 노출되어 어쩔 수 없이 농약을 살포하여 재배할 수밖에 없는 것이다.
근래 들어 수경재배 온실이나 온실 하우스 내의 흙에서 재배하는 경우가 있으나, 이러한 경우 일부 공기순환이 어려워 공기조건을 맞추기 어렵고, 겨울철에는 온기가 외부로 대부분 방출되며, 여름에는 뜨거운 온도 환경에 그대로 노출되어 식물을 최적 조건으로 재배하기가 곤란하다.
또한, 일부 수경재배의 경우 양액(養液)을 잘 선택하여 일반적으로 쉽게 재배할 수 있는 작물은 잘 자라게 하지만, 특수 환경조건 하에서 자라는 고소득 작물, 또는 특용작물의 경우에는 재배가 어려운 문제점이 있었다.
이와 같은 기존의 식물 재배 방식의 문제점을 해결한 대안으로서 식물공장(Plant Factory)이 알려져 있다.
식물공장은 시설 내에서 식물의 생육에 필요한 환경을 조명이나 공기조절, 양액 공급 등에 의해 인공적으로 제어하고 계절에 상관없이 식물을 연속적으로 생산할 수 있는 식물 재배 시스템이다.
식물공장은 모든 환경조건이 인공적으로 제어되는 시설 내부에서 작물이 재배되므로 연중 안정적인 생산이 가능하다. 그리고, 체계적인 생산 설비에서 작물이 재배, 수확되므로 재배작물을 규격화 및 정량화할 수 있으며, 소비자 수요 트렌드의 변화 등에 대응하여 신속한 재배 품목의 교체 및 수량 조절 등이 보다 수월하게 이루어질 수 있다.
식물공장은 실내 농업이기 때문에 연중생산이 가능하고, 날씨와 상관없이 농사를 지을 수 있어 생산량 증대와 안정적인 공급 효과를 볼 수 있다. 따라서 식물공장은 차세대 녹색산업으로서 새로운 영농기술을 확립하고 관련 하이테크 기술 발전을 유도할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
그러나, 식물공장에서 높은 생산성으로 식물을 재배하려면 식물의 성장조건을 적기에 정확하게 조절해야 하고, 식물의 생육주기를 일정별로 관찰하여 적절한 생육 조건을 유지시켜주어야 한다. 또한 적정한 생산성을 유지하고 생산단가를 낮추기 위해서는 병충해에 의한 손실을 방지해야 하고, 관리 인력의 투입을 최소화하기 위하여 최적의 관리 시스템이 필요하다.
등록특허공보 제10-1883264호(2018.07.24.) 등록특허공보 제10-1889389호(2018.11.09.) 등록특허공보 제10-1458589호(2014.10.30.)
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 외부와 차단된 실내공간에 식물의 성장에 필요한 환경, 예를 들면 빛, 공기, 양액(養液) 공급 등의 조건을 식물의 종류에 맞추어 인공적으로 제어하여 최적의 상태로 제공함으로써 계절에 상관없이 식물을 안정적으로 생산할 수 있고 병충해의 영향으로부터 안전하며, 또한 체계적인 생산 설비를 갖추어 재배 작물을 규격화 및 정량화할 수 있고, 소비자의 수요 변화 등에 대응하여 신속한 재배 품목의 교체와 수량 조절 등이 더욱 수월하게 이루어질 수 있으며, 최소화된 관리인원으로도 청정 농산물을 대량 생산할 수 있는 식물 재배 시스템을 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 태양광을 차단하고 인공적인 빛, 공기 및 온도 등의 식물 성장 환경을 재배할 식물에 맞게 설정하기 용이하도록 밀폐성의 실내공간을 가지는 하우징; 상기 하우징 내에 설치되는 것으로, 식물을 재배하기 위한 재배틀; 상기 재배틀에 설치되어 식물에 인공광을 조사하기 위한 광원; 및 상기 하우징 내에 설치되어 식물의 성장에 필요한 환경을 제공하기 위한 공기조절수단을 포함하는 식물 재배 시스템에 특징이 있다.
또한 상기 본 발명에 있어서 재배틀은, 상하방향으로 재배선반을 다단으로 복수개 배치하여 이루어지는 다단 선반형 재배틀과, 1단의 재배선반을 구비하는 1단 선반형 재배틀로 이루어진 식물 재배 시스템에 특징이 있다.
또한 상기 본 발명에 있어서, 하우징은 외부와 실내 사이를 연통하고 에어샤워가 설치된 부쓰(booth)를 더 구비한 식물 재배 시스템에 특징이 있다.
또한 상기 본 발명에 있어서 공기조절수단은, 하우징 내에 설치한 에어컨디셔너와, 상기 하우징의 측벽에 설치된 창문 및 배기함으로 이루어진 식물 재배 시스템에 특징이 있다.
또한 상기 본 발명에 있어서, 상기 1단 선반형 재배틀에는 열매를 맺는 식물이 재배되고, 광원으로는 HID 램프를 사용한 식물 재배 시스템에 특징이 있다.
상기의 특징적 구성을 가지는 본 발명의 식물 재배 시스템에 의하면, 태양광을 차단하고 밀폐성의 실내공간을 가지는 하우징 내에 인공 광원과 공기조절 수단을 통해 식물 성장 환경을 자동 조절함으로써 재배할 식물에 맞게 내부 환경을 최적의 조건으로 설정할 수 있고, 재배 식물의 성장에 맞추어 그 정도가 자동 조절되도록 함으로써 계절에 상관없이 식물을 안정적으로 생산할 수 있으며, 하우징에 구비한 에어샤워 부쓰에 의해 출입하는 작업자에 의해 외부의 오염물질이나 해충이 하우징 내로 유입되는 것을 최대한 방지할 수 있게 함으로써 재배 식물을 외부의 오염물질이나 병충해로부터 안전하게 보호할 수 있고, 식물을 안전하게 성장시켜 생산효율을 높이는 효과가 있다.
또한 본 발명은, 하우징 내에 주로 끼가 큰 식물을 재배하기 위한 다단 선반형 재배틀과, 키가 작은 식물을 재배하기 위한 1단 선반형 재배틀이 배치됨에 따라, 선택적으로 다양한 식물을 재배할 수 있고, 재배 식물에 맞추어 최적의 광원을 선택하여 빛을 제공함으로써 생산성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명은, 대량 생산 설비 형태의 자동화 식물 공장이 아니 전원주택용, 가정용, 소규업 회사 구내식당용 등으로 필요한 채소, 식물 등을 소비 주체가 직접 효율적으로 재배할 수 있는 환경을 제공할 수 있는 장점이 있다. 여기서, 식물은 허브, 휘트그래스(wheatgrass), 케일(kale), 방울토마토(cherry tomato), 후추, 피망, 박하(mint), 딸기, 나륵풀(basil), 시금치(spinach) 등을 포함한다.
도 1은 본 발명에 따른 식물 재배 시스템을 전체적으로 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 식물 재배 시스템에서 다단 선반형 재배 틀을 나타낸 측면도.
도 3은 도 2의 A-A선 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 식물 재배 시스템에서 1단 선반형 재배 틀을 정면도.
도 5는 본 발명에 따른 식물 재배 시스템에서 제어부의 제어 구성을 나타낸 블럭도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 식물 재배 시스템을 전체적으로 나타낸 사시도로서, 도시된 바와 같이 태양광을 차단하고 인공적인 빛, 공기 및 온도 등의 식물 성장 필요한 환경을 재배할 식물에 맞게 설정하기 용이하도록 밀폐성의 실내공간을 가지는 하우징(10)을 구비한다.
하우징(10)은 외부와 실내 사이를 연통하고 에어샤워가 설치된 부쓰(booth)(11)를 구비하여 작업자의 출입시 외부로부터 오염물질이나 해충이 하우징(10) 내로 유입되는 것을 최대한 방지하도록 되어 있다.
하우징(10) 내에는 식물의 성장 환경을 제공하기 위한 공기조절수단이 구비되고, 공기조절수단은 에어컨디셔너(21)와, 하우징(10)의 측벽에 설치된 창문(22) 및 배기함(23)으로 구성할 수 있다. 상기 배기함(23)에는 송풍기(도시하지 않음)가 설치된 것으로, 상기 에어컨디셔너(21)와 배기함(23)의 송풍기는 제어부(30)에 의해 제어된다.
또한, 하우징(10)내에서는 재배 식물, 예를 들면 시금치, 오이, 상추, 딸기, 토마토 등의 채소나, 복숭아, 사과 등의 식물을 재배할 수 있는 것으로, 이러한 식물을 재배하기 위해 모종을 심는 장소를 제공하는 재배틀과, 식물 성장에 필요한 가시광 및 자외선을 조사하기 위한 광원이 설치된다. 또한, 재배 식물은 허브, 휘트그래스(wheatgrass), 케일(kale), 방울토마토(cherry tomato), 후추, 피망, 박하(mint), 딸기, 나륵풀(basil), 시금치(spinach) 등을 포함할 수 있다.
재배틀로서는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 다단 선반형 재배틀(40)과, 도 4에 도시된 바와 같은 1단 선반형 재배틀(50)을 배치할 수 있다.
다단 선반형 재배틀(40)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상하방향으로 재배선반(41)을 다단으로 복수개 배치하여 이루어지고, 작업자가 이동할 수 있는 충분한 공간으로 이격시켜 병렬로 다수개 배치한다.
다단 선반형 재배틀(40)은, 주로 키가 작은 식물, 예를 들면 시금치, 오이, 상추, 딸기 등을 재배할 때 적절하게 사용할 수 있다. 상부의 재배선반(41)과 하부의 재배선반(41)은 평행하게 배열하는 것이 바람직하고, 상부에 위치한 재배선반(41)이 하부에 위치한 재배선반(41)의 천장기능을 한다.
광원(60)은 상부의 재배선반(41)으로부터 일정간격으로 이격시켜 배치한다. 광원(60)은 상부의 재배선반(41)으로부터 승강 가능하게 설치하여 재배 식물의 생육 상태에 따라 상하방향으로 이동시켜 식물과의 거리를 조절할 수 있도록 하는 것이 좋다.
식물의 생육에 필요한 자외선을 조사하는 인공 광원(60)으로는, 형광등、ＬＥＤ、유기ＥＬ등을 사용할 수 있으며, 이 중에서 형광등이나 LED가 바람직하고, 형광등은 삼파장형 형광등이 보다 바람직하다. 광원(60)은 제어부(30)를 통해 식물의 생육 사이클에 맞추어, 점등 및 소등 시간을 설정할 수 있으며, 광원(60)의 점등 시간은 주로 낮 시간에 이루어지는 것이 재배 식물의 성장에 효율적이다.
1단 선반형 재배틀(50)은 도 4에 도시된 바와 같이 1단의 재배선반(51)을 구비하고, 주로 키가 큰 식물, 예를 들면 감. 배、키위、복숭아 등을 재배할 때 적절하게 사용할 수 있으며, 재배선반(51)의 상부에 천장을 구비하고 있지 않다.
감. 배、키위、복숭아 등과 같이 열매를 맺는 식물일 경우, 광원(70)으로는 HID 램프(High Intensity Discharge Lamp)를 사용하는 것이 바람직하다.
HID 램프는 고압나트륨, 메탈할라이드와 수은방전등과 같이 방전을 이용한 고효율 램프로서, 일반적으로 유리로 봉합된 원형의 튜브와 온도와 눈, 비 같은 외부요인으로부터 이를 보호하기 위한 유리 외형구로 이루어져 있다. 내부의 원형 튜브는 일반적으로 뇌관이라 부르며 극성을 가진 전류에 의해 이온화될 때 빛을 방출하는 물질로 채워져 있다.
HID 램프는, 단위 W당 빛의 효율은 30에서 150Lm/W의 고효율로 사용되는 것으로, 다단 선반형 재배틀(40)의 광원(60)으로 사용되는 형광등、ＬＥＤ、유기ＥＬ등의 빛 효율에 비해서 굉장히 빛의 효율이 뛰어나 비교적 열매를 맺는 식물에 고효율의 빛을 조사하는데 적합하게 사용될 수 있다.
광원(70)은 1단 선반형 재배틀(50)의 상단에 설치하고, 도시되어 있지는 않지만 재배 식물의 생육 상태에 따라 상하방향으로 이동시켜 식물과의 거리를 조절할 수 있도록 하는 것이 좋다.
광원(70)은 제어부(30)를 통해 식물의 생육 사이클에 맞추어, 점등 및 소등 시간을 설정할 수 있으며, 광원(70)의 점등 시간은 주로 낮 시간에 이루어지는 것이 재배 식물의 성장에 효율적이다.
또한, 과실이 열리는 식물의 경우, 인위적으로 꽃가루를 옮겨 열매를 맺게 할 수 있으나, 나비나 꿀벌을 이용하여 꽃가루를 옮기도록 하는 것이 바람직하다.
따라서, 하우징(10) 내의 환경은 재배 식물뿐만 아니라, 나비나 꿀벌이 살 수 있는 환경이 되도록 온도 및 습도가 조절되어야 하며, 이를 위해 하우징(10) 내부 환경 조건은 도 5에 도시된 바와 같이 제어부(30)가 광원(60,70), 에어컨디셔너(21) 및 배기함(23)의 송풍기를 제어하여 최적의 상태를 유지할 수 있도록 되어 있다.
식물의 배양방식은, 토양재배로도 좋지만, 작업간편화를 위해, 수경재배가 바람직하다. 수경재배의 경우는 도시하지는 않았지만 양액을 펌프로 순환시키는 장치를 구비할 수 있다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 식물 재배 시스템에 의하면, 태양광을 차단하고 밀폐성의 실내공간을 가지는 하우징(10)을 구비하고, 하우징(10)에 인공적인 빛을 조사할 수 있는 광원(60,70)을 설치하고, 공기 및 온도 등의 식물 성장 환경을 조절할 수 있는 창문(22), 에어컨디셔너(21), 및 배기함(23)을 구비하여 제어부(30)로 제어함에 따라 재배할 식물에 맞게 내부 환경을 최적의 조건으로 설정할 수 있으며, 하우징(10)에 에어샤워가 설치된 부쓰(11)가 구비되어 하우징(10) 내부를 출입하는 작업자에 의해 외부의 오염물질이나 해충이 하우징(10) 내로 유입되는 것을 최대한 방지할 수 있다. 따라서 재배 식물을 외부의 오염물질이나 병충해로부터 안전하게 보호할 수 있고, 식물을 안전하게 성장시켜 생산효율을 높일 수 있다.
또한 본 발명은, 하우징(10) 내에 다단 선반형 재배틀(40)과 1단 선반형 재배틀(50)이 배치된 것이므로, 다단 선반형 재배틀(40)에는 키가 작은 식물을 재배하기 적합하고, 1단 선반형 재배틀(50)에는 키가 큰 식물을 재배하기에 적합하며, 특히 1단 선반형 재배틀(50)에서 재배하기에 적합한 키가 큰 식물은 주로 감. 배、키위、복숭아와 같이 열매를 맺는 식물로서, 열매를 맺는 식물의 경우 광원(70)으로서 백열등이나 형광등에 비하여 빛 효율이 뛰어난 고효율의 HID 램프를 사용함에 따라, 재배 식물에 맞는 최적의 빛을 제공할 수 있다.
또한 본 발명은 재배 식물에 빛을 조사하기 위한 광원(60,70)과, 온,습도 등 공기를 조절하기 위한 에어컨디셔너(21), 배기함(23)의 송풍기를 제어부(30)로 조절하여 재배 식물의 성장에 적합한 내부 환경을 인위적으로 제공할 수 있고, 재배 식물의 성장에 맞추어 그 정도가 자동 조절되도록 함으로써 계절에 상관없이 식물을 안정적으로 생산할 수 있다. 이로 인해 체계적인 생산 설비를 갖추어 재배 작물을 규격화 및 정량화할 수 있으며, 소비자의 수요 변화 등에 대응하여 신속한 재배 품목교체 등이 보다 수월하게 이루어질 수 있다.
또한 본 발명의 제어부(30)는 하우징(10) 내 정확한 온도 및 습도 조절을 위한 히터나 가습기나 환풍기의 제어, 재배 식물에 따른 영양소 투여를 위한 펌프와 밸브의 제어, 자동 물 교체를 위한 액추에이터 제어, 냄새 방지를 위한 탄소 필터 등의 필터 동작 제어 등을 수행할 수 있다.
전술한 실시예들에서, 제어부(30)는 적어도 하나 이상의 중앙 처리 장치(CPU)나 코어(core)를 포함하는 프로세서 또는 마이크로프로세서를 포함하여 이루어질 수 있다. 중앙처리장치는 처리할 명령어를 저장하는 레지스터(register)와, 비교, 판단, 연산을 담당하는 산술논리연산장치(arithmetic logical unit, ALU)와, 명령어의 해석과 실행을 위해 CPU를 내부적으로 제어하는 내부 제어유닛(internal control unit)과, 이들을 연결하는 내부 버스 등을 구비한다. 중앙처리장치는 MCU(micro control unit)와 주변 장치(외부 확장 장치를 위한 집적회로 포함)가 함께 배치되는 SOC(system on chip)로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 또한, 제어부(30)는 하나 이상의 데이터 프로세서, 이미지 프로세서 또는 코덱(CODEC)을 포함할 수 있다.
또한, 제어부(30)는 주변장치 인터페이스와 메모리 인터페이스를 구비할 수 있다. 주변장치 인터페이스는 제어부(30)와 입출력 장치 등의 입출력 시스템이나 다른 주변 장치를 연결하고, 메모리 인터페이스는 제어부(30)와 저장부를 연결한다. 저장부를 포함하는 제어부(30)는 단일 하드웨어 모듈 형태의 컨트롤러로 구현될 수 있다.
상기의 저장부는 통신부, 입출력 장치 등의 동작을 제어하고, 나아가 식물 재배 시스템의 구성부들에 대한 전체적인 동작과 상태를 제어 및 관리하기 위한 프로그램을 저장할 수 있다. 이러한 프로그램은 제어부(30)에 탑재되어 해당 기능을 수행하는 소프트웨어 모듈 형태를 구비할 수 있다. 여기서, 소프트웨어 모듈은, 온도 제어 모듈, 습도 제어 모듈, 환기 제어 모듈, 광원 제어 모듈, 배수 관리 모듈, 공기조절수단 제어 모듈 등을 포함할 수 있다. 환기 제어 모듈은 하우징에 설치된 에어컨디셔너, 히터, 배기함 내 배기장치 등의 동작을 제어하고 관리하는데 사용될 수 있다.
또한, 전술한 저장부는 식물 재배 시스템의 제어, 관리 또는 운영을 직접적으로 구현하는 소프트웨어 모듈 외에 식물 재배 시스템에 결합된 액추에이터나 전자 시스템의 동작을 위한 운영체제, 프로그램, 명령어 집합 등을 저장할 수 있다.
전술한 저장부는 비휘발성 랜덤 액세스 메모리(non-volatile RAM, NVRAM), 대표적 휘발성 메모리인 DRAM(dynamic random access memory) 등의 반도체 메모리, 하드디스크 드라이브(hard disk drive, HDD), 광 저장 장치, 플래시 메모리에서 선택되는 장치로 이루어질 수 있다.
또한, 전술한 소프트웨어 모듈은 프로그램이나 소프트웨어 형태로 별도의 컴퓨터 판독 가능 매체(기록매체)에 저장되고 필요에 따라 컴퓨팅 장치에 로딩된 후 제어부의 명령에 따라 해당 기능을 수행하도록 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합한 형태로 포함하도록 이루어진다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것을 포함할 수 있다.
또한, 컴퓨터 판독 가능 매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 여기서 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 제어부(30)에서 실행할 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.
지금까지 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (5)

  1. 태양광을 차단하고 인공적인 빛, 공기 및 온도 등의 식물 성장 환경을 재배할 식물에 맞게 설정하기 용이하도록 밀폐성의 실내공간 및 외부와 실내 사이를 연통하고 내부를 출입하는 작업자에 의해 외부의 오염물질이나 해충이 상기 실내공간 내로 유입되는 것을 방지하기 위하여 에어샤워를 할 수 있도록 설치된 부쓰(booth)를 구비하는 하우징;
    상기 하우징 내의 실내공간에 설치되는 것으로,
    키가 작은 식물의 재배를 위하여 상하방향의 다단으로 복수개 배치된 재배선반이 공간적으로 작업자가 이동할 수 있도록 이격되어 병렬로 다수개 배치되어 이루어지는 다단 선반형 재배틀과, 열매를 맺는 키가 큰 식물의 재배를 위하여 1단의 재배선반을 구비하는 1단 선반형 재배틀로 이루어진 재배틀;
    상기 재배틀의 식물과의 거리를 조절할 수 있도록 상하방향으로 이동가능하게 일정간격으로 이격 배치되어 인공광을 조사하기 위한 광원;
    식물의 성장에 필요한 환경을 제공하기 위한 공기조절수단; 및
    상기 하우징 내의 온도 및 습도 조절을 위한 히터나 가습기나 환풍기의 동작 제어, 상기 하우징 내 재배 식물에 따른 영양소 투여를 위한 펌프와 밸브의 동작 제어, 상기 하우징 내 자동 물 교체를 위한 액추에이터의 동작 제어, 상기 하우징 내 냄새 방지를 위한 필터의 동작 제어를 위하여, 온도 제어 모듈, 습도 제어 모듈, 환기 제어 모듈, 광원 제어 모듈, 배수 관리 모듈 및 공기조절수단 제어 모듈을 구비한 제어부를 포함하고,
    상기 부쓰는 직육면체 박스 형태의 하우징의 일측면에 에어샤워를 위한 별도의 공간으로 부가되고, 상기 부쓰에 의해 상기 실내공간은 클린룸 형태로 이루어지며,
    상기 1단 선반형 재배틀은 감, 배, 키위, 복숭아 중 어느 하나 이상의 식물을 재배하는데 사용되고, 상기 1단 선반형 재배틀 위에 배치되는 광원은 HID(high intensity discharge) 램프이고, 여기서 상기 제어부는 상기 1단 선반형 재배틀 상의 재배 식물의 생육 상태에 따라 상기 HID 램프를 상하방향으로 이동 배치하여 상기 재배 식물과의 거리를 조절하며,
    상기 공기조절수단은 상기 하우징 내에 설치한 에어컨디셔너와 상기 하우징의 측벽에 설치된 창문 및 배기함으로 이루어지며,
    상기 제어부는 상기 재배 식물의 생육 사이클에 맞추어 상기 광원의 점등 및 소등 시간을 설정하고, 상기 공기조절수단을 통해 온도 및 습도를 조절하여 상기 재배 식물과 함께 상기 하우징 내 나비나 꿀벌의 생존 환경을 조성하는 것을 특징으로 하는 식물 재배 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 다단 선반형 재배틀에는 인공광을 조사하는 삼파장형 형광등, LED 백열등 또는 유기EL 중의 어느 하나의 광원이 배치되는 것을 특징으로 하는 식물 재배 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
KR1020180112446A 2018-09-19 2018-09-19 식물 재배 시스템 KR102128166B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180112446A KR102128166B1 (ko) 2018-09-19 2018-09-19 식물 재배 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180112446A KR102128166B1 (ko) 2018-09-19 2018-09-19 식물 재배 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200033039A KR20200033039A (ko) 2020-03-27
KR102128166B1 true KR102128166B1 (ko) 2020-06-29

Family

ID=69959457

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180112446A KR102128166B1 (ko) 2018-09-19 2018-09-19 식물 재배 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102128166B1 (ko)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102359307B1 (ko) * 2021-06-30 2022-02-08 충청북도 (관리부서:충청북도 농업기술원) 과채류 작물의 연중생산을 위한 다단형 수직 수경재배장치
KR20220065577A (ko) 2020-11-13 2022-05-20 주식회사 엔씽 수경 재배 모듈의 물 순환 시스템
KR20220084848A (ko) 2020-12-14 2022-06-21 주식회사 엔씽 폐쇄형 식물공장 공기 순환 시스템
KR102474291B1 (ko) 2022-06-03 2022-12-05 주식회사 엔씽 식물공장의 열 순환 시스템
KR20230044721A (ko) 2021-09-27 2023-04-04 주식회사 엔씽 스마트 재배 환경 미러링 시스템
WO2023113077A1 (ko) * 2021-12-17 2023-06-22 주식회사 엔씽 광 집중 형 식물공장 시스템
KR20230091072A (ko) 2021-12-15 2023-06-22 주식회사 엔씽 광 집중 형 식물공장 시스템
KR102595648B1 (ko) 2023-03-10 2023-10-27 주용제 자연광 송광형 스마트팜

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2549730B2 (ja) * 1989-06-09 1996-10-30 株式会社東芝 植物栽培用補光設備
KR101240375B1 (ko) 2012-10-26 2013-03-07 (주)우성하이텍 식물재배장치
KR101243332B1 (ko) * 2012-09-19 2013-03-18 (주)인성테크 독립 공간의 확장 및 신축이 가능한 재배 하우징을 구비한 식물 재배 장치
JP2015136356A (ja) 2014-01-24 2015-07-30 富士通株式会社 植物栽培システム
JP2015526103A (ja) 2012-09-04 2015-09-10 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 園芸ライティングシステム及びかかる園芸ライティングシステムを用いる園芸生産施設
JP5871025B2 (ja) 2014-04-28 2016-03-01 新菱冷熱工業株式会社 省エネルギー型植物栽培システム
JP5876757B2 (ja) * 2012-03-23 2016-03-02 ミサワホーム株式会社 水耕栽培装置の設置構造
WO2017208906A1 (ja) 2016-06-02 2017-12-07 三菱ケミカルアグリドリーム株式会社 なす科の苗栽培装置及び栽培方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100671469B1 (ko) * 2004-02-19 2007-01-18 주식회사 바이오쏜 식물재배장치
KR101458589B1 (ko) 2013-06-05 2014-11-07 주식회사 성재아이엔씨 무인 재배를 위한 식물공장
KR101889389B1 (ko) 2016-11-09 2018-08-20 대한민국 식물 재배장치
KR101883264B1 (ko) 2017-01-05 2018-07-31 한국산업기술대학교산학협력단 식물 공장을 위한 광량 제어 시스템
KR101957131B1 (ko) * 2017-08-11 2019-03-14 재단법인 포항산업과학연구원 식물재배시스템

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2549730B2 (ja) * 1989-06-09 1996-10-30 株式会社東芝 植物栽培用補光設備
JP5876757B2 (ja) * 2012-03-23 2016-03-02 ミサワホーム株式会社 水耕栽培装置の設置構造
JP2015526103A (ja) 2012-09-04 2015-09-10 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 園芸ライティングシステム及びかかる園芸ライティングシステムを用いる園芸生産施設
KR101243332B1 (ko) * 2012-09-19 2013-03-18 (주)인성테크 독립 공간의 확장 및 신축이 가능한 재배 하우징을 구비한 식물 재배 장치
KR101240375B1 (ko) 2012-10-26 2013-03-07 (주)우성하이텍 식물재배장치
JP2015136356A (ja) 2014-01-24 2015-07-30 富士通株式会社 植物栽培システム
JP5871025B2 (ja) 2014-04-28 2016-03-01 新菱冷熱工業株式会社 省エネルギー型植物栽培システム
WO2017208906A1 (ja) 2016-06-02 2017-12-07 三菱ケミカルアグリドリーム株式会社 なす科の苗栽培装置及び栽培方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220065577A (ko) 2020-11-13 2022-05-20 주식회사 엔씽 수경 재배 모듈의 물 순환 시스템
KR20240077488A (ko) 2020-11-13 2024-05-31 주식회사 엔씽 수경 재배 모듈의 물 순환 시스템
KR20220084848A (ko) 2020-12-14 2022-06-21 주식회사 엔씽 폐쇄형 식물공장 공기 순환 시스템
KR102359307B1 (ko) * 2021-06-30 2022-02-08 충청북도 (관리부서:충청북도 농업기술원) 과채류 작물의 연중생산을 위한 다단형 수직 수경재배장치
KR20230044721A (ko) 2021-09-27 2023-04-04 주식회사 엔씽 스마트 재배 환경 미러링 시스템
KR20230091072A (ko) 2021-12-15 2023-06-22 주식회사 엔씽 광 집중 형 식물공장 시스템
WO2023113077A1 (ko) * 2021-12-17 2023-06-22 주식회사 엔씽 광 집중 형 식물공장 시스템
KR102474291B1 (ko) 2022-06-03 2022-12-05 주식회사 엔씽 식물공장의 열 순환 시스템
KR102595648B1 (ko) 2023-03-10 2023-10-27 주용제 자연광 송광형 스마트팜

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200033039A (ko) 2020-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102128166B1 (ko) 식물 재배 시스템
US10034435B2 (en) Self-sustaining artificially controllable environment within a storage container or other enclosed space
RU2411715C2 (ru) Система с регулируемой средой и способ быстрого разведения семенного картофеля
TWI613958B (zh) 高成長、高密度封閉環境系統中的ｌｅｄ燈之配時
Kozai et al. Commercialized closed systems with artificial lighting for plant production
KR20130042790A (ko) 실내용 식물 재배 장치
KR101934482B1 (ko) 기화열 냉각 방식을 가진 식물 재배기 냉각 시스템
Dieleman et al. Innovations in crop production: A matter of physiology and technology
CN111296270A (zh) 一种植物的栽培温室
Kempkes et al. Greenhouse concept with high insulating double glass with coatings and new climate control strategies; from design to results from tomato experiments
Ahamed et al. A critical review on efficient thermal environment controls in indoor vertical farming
Kozai Closed systems for high quality transplants using minimum resources
KR102235764B1 (ko) 컨테이너형 수직 재배 시스템
Kozai et al. Closed systems with lamps for commercial production of transplants using minimal resources
JP7014996B2 (ja) 植物の栽培施設の管理システムおよび管理方法
WO2019175645A1 (en) Energy-efficient closed plant system and method
JP2002272270A (ja) 植物栽培用グロースボックス
CN206433518U (zh) 设施园艺水培植物展示柜
KR101979258B1 (ko) 식물 재배기의 생장 환경 제어 시스템 및 방법
JP2010104252A (ja) 植物育成ユニット
CN105075735A (zh) 可观赏多用途植物智能种植装置
RU2722442C1 (ru) Стеллажная система для выращивания растений с облучающей установкой с принудительным охлаждением
KR20120074075A (ko) 모듈식 식물공장
JPS63276424A (ja) 植物生育方法及び装置
CN202635156U (zh) 一种工厂化栽培金针菇用生长自控系统

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant