KR102214160B1

KR102214160B1 - 식물 재배 전용 대형 수경 재배 박스

Info

Publication number: KR102214160B1
Application number: KR1020200156367A
Authority: KR
Inventors: 김남철
Original assignee: 김남철
Priority date: 2020-11-20
Filing date: 2020-11-20
Publication date: 2021-02-09

Abstract

본 발명에 따른 식물 재배 전용 대형 수경 재배 박스는 전면과 후면에 출입구가 형성되고, 실내에 식물을 재배하기 위한 재배실과, 상기 재배실의 온도와 습도를 조정하고 상기 재배실로 공급되는 급수량과 광량을 조정하는 제어 장치가 설치된 제어실이 갖추어진 메인 박스와; 상기 재배실 내부 좌우측에 중앙 복도를 사이에 끼고 복층으로 세워지되 각층에는 식물 재배판이 올려지는 복층 선반; 상기 제어실 내부에 설치된 물탱크; 상기 물탱크에 채워진 양액 또는 물을 상기 재배실 내부에서 재배되고 있는 식물로 공급하는 물 공급 수단; 상기 제어실 내부에 설치되되 상기 물 공급 수단을 통해 상기 식물로 공급되는 급수량을 제어하는 급수량 제어 수단; 상기 재배실안으로 수분 미스트를 살포하는 수분 미스트 공급 수단; 상기 수분 미스트 공급 수단을 제어하여 재배실 내 습도를 조정하는 습도 조정 수단; 상기 재배실 천장과, 상기 복층 선반에 구성된 각층 선반 밑면에 설치되어 식물 재배판에 설치된 식물로 빛을 공급하는 빛 공급 수단; 상기 빛 공급 수단을 제어하여 상기 식물에 공급되는 광량을 조절하는 광량 조정 수단; 상기 재배실 내부의 온도를 조정하는 온도 조정 수단; 및 상기 제어실 내부에 설치되되 상기 온도 조정 수단을 제어하여 상기 재배실 내부의 온도를 조정하는 온도 제어 수단을 포함한다.

Description

식물 재배 전용 대형 수경 재배 박스{Large hydroponic box for growing plant}

본 발명은 식물 재배 전용 대형 수경 재배 박스에 관한 것이다.

우리 나라의 수경 재배 시작은 1980년대 산업화하기 시작하여 1990년대 초반에 20ha 내외였다.

이후 국가의 시설 지원 사업으로 고정형 시설이 늘어나고, 수출 증가와 시설 원예 작물에 대한 소비자의 소비 욕구가 늘어나면서 2014년에는 1,665ha로 증가하였다.

그러나, 시설 재배의 90% 이상이 비닐 온실로 시설 내 재배 환경이 열악하고, 내부 설비와 부대 장치들이 낙후되어 생산성 증가에 어려움을 겪고 있다.

정부는 이러한 농업의 문제 해결을 위하여 정보통신기술(ICT)를 기반으로 하는 스마트 팜 기술을 도입하여, 농업 현장에 보급하기 위해 시설 원예 스마트 팜 확산 목표 4,000ha, 축산 스마트 팜 730호를 목표로 추진하였다.

앞으로 시설 원예 수경 재배 농업의 발전을 위해서는 생산 시설의 자동화와, 현대화, 고도화는 물론이고, 생산에서 최종 소비 단계에 이르기까지 정보통신기술을 통해 시설 원예 산업이 한단계 성숙할 수 있도록 개선하고, 국제 경쟁력을 확보할 수 있어야 한다.

또한, 농사 기술을 전혀 모르는 귀농인에게 시청각 자료나 체험 학습을 통해 농작물 재배 방법을 간편하게 지도할 수 있고, 4차 산업 혁명에 발맞춰 정보통신기술과 자동화 기술을 접목한 수경 재배의 필요성과, 편의성, 생산 경제성을 대중에게 널리 알릴 수 있는 수단이 필요하다.

한편, 본 발명의 선행 기술로는 출원번호 "10-2016-0157695"호의 "새싹 사료용 수경 재배 장치"가 출원되어 공개되었는데, 상기 새싹 사료용 수경 재배 장치는 내부가 종자실과 재배실로 구획되며, 육면이 밀폐가능한 박스 형태로 구성되고, 내측에 절연재가 배치되며, 상부에 종자실과 재배실 내의 온도 조절을 위한 냉난방공조기가 마련된 컨테이너와; 상기 재배실 내에 중앙 통로를 기준으로 좌,우 양측으로 서로 대칭되게 배치되며, 프레임에 복수의 재배선반들이 상,하로 적층되고, 각 재배선반들에 복수의 재배판이 안착되며, 상기 각 재배선반의 선단부가 중앙을 향해 하향 경사지도록 형성되는 선반대; 상기 컨테이너의 외측에 구비되고 내부에 물온도 조절을 위한 워터 히터가 마련된 물탱크와, 상기 물탱크 내의 물을 펌프의 압력으로 상기 각 재배선반들의 상측으로 공급하도록 연결된 공급 파이프와, 상기 공급 파이프로 공급된 물을 각 재배판의 상측에서 분무형태로 분사하는 스프레이 헤드를 갖는 관개수단과; 상기 재배선반들의 상측에 배치되어 외부 전원이 인가됨에 따라 엘이디조명을 발광시키는 조명수단;을 구비한다.

하지만, 상기 새싹 사료용 수경 재배 장치는 관리자가 재배실 내부를 관찰하거나 재배실 내부 환경을 점검해야 할 때 또는 재배실의 재배 환경을 바꿀 시 항시 관리자가 컨테이너 안으로 들어가 수작업해야 함으로 관리가 번거롭다는 문제점이 있었다.

대한민국 특허공개번호 "10-2018-0058558" (2018.06.01)

이에 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 식물에 대한 수경 재배 환경을 컨테이너형 대형 박스 안에 구성함으로써 농사 기술을 전혀 모르는 도시인이나 귀농인에게 수경 재배 방법을 용이하게 알릴 수 있는 식물 재배 전용 대형 수경 재배 박스를 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 컨테이너형 대형 박스안에 정보통신기술과 자동화 기술이 접목된 식물에 대한 수경 재배 환경을 구성함으로써 식물을 보다 편하고 체계적으로 재배할 수 있는 식물 재배 전용 대형 수경 재배 박스를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 식물 재배 전용 대형 수경 재배 박스는 전면과 후면에 출입구가 형성되고, 실내에 식물을 재배하기 위한 재배실과, 상기 재배실의 온도와 습도를 조정하고 상기 재배실로 공급되는 급수량과 광량을 조정하는 제어 장치가 설치된 제어실이 갖추어진 메인 박스와; 상기 재배실 내부 좌우측에 중앙 복도를 사이에 끼고 복층으로 세워지되 각층에는 식물 재배판이 올려지는 복층 선반; 상기 제어실 내부에 설치된 물탱크; 상기 물탱크에 채워진 양액 또는 물을 상기 재배실 내부에서 재배되고 있는 식물로 공급하는 물 공급 수단; 상기 제어실 내부에 설치되되 상기 물 공급 수단을 통해 상기 식물로 공급되는 급수량을 제어하는 급수량 제어 수단; 상기 재배실안으로 수분 미스트를 살포하는 수분 미스트 공급 수단; 상기 수분 미스트 공급 수단을 제어하여 재배실 내 습도를 조정하는 습도 조정 수단; 상기 재배실 천장과, 상기 복층 선반에 구성된 각층 선반 밑면에 설치되어 식물 재배판에 설치된 식물로 빛을 공급하는 빛 공급 수단; 상기 빛 공급 수단을 제어하여 상기 식물에 공급되는 광량을 조절하는 광량 조정 수단; 상기 재배실 내부의 온도를 조정하는 온도 조정 수단; 및 상기 제어실 내부에 설치되되 상기 온도 조정 수단을 제어하여 상기 재배실 내부의 온도를 조정하는 온도 제어 수단을 포함한다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 식물 재배 전용 대형 수경 재배 박스는 식물에 대한 수경 재배 환경을 컨테이너형 대형 박스 안에 구성함으로써 농사 기술을 전혀 모르는 도시인이나 귀농인에게 수경 재배 방법을 용이하게 알릴 수 있다.

또한, 본 발명은 컨테이너형 대형 박스안에 정보통신기술과 자동화 기술이 접목된 식물에 대한 수경 재배 환경을 구성함으로써 식물을 보다 편하고 체계적으로 재배할 수 있다.

또, 본 발명은 정보통신기술과 자동화 기술이 접목된 도시 농업을 구현할 수 있고, 쓸모없는 공간을 최대한 활용하여 식물 재배를 위한 공간 제약 사항을 해소할 수 있다.

또, 본 발명은 식물 재배에 정보통신기술과 자동화 기술을 접목함으로써 농업 편의성을 극대화할 수 있고, 식물 재배시 농약을 사용하지 않음에 따라 친환경농법을 실현할 수 있다.

또, 본 발명은 식물을 연중 생산할 수 있고, 귀농인이나 도시인들에게 식물 재배 기술을 교육시킬 수 있어 부가 수익을 창출할 수 있기 때문에 농가 수익을 안정화시킬 수 있다.

또, 본 발명은 복층 선반 위에 식물 재배판을 층층이 쌓아 재배할 수 있으므로 단위 면적당 생산성을 높일 수 있고, 분무경 재배 방식을 통해 양액을 순환사용함으로써 수자원을 절약할 수 있다.

도면 1은 메인 박스를 횡방향으로 자른 단면도,
도면 2는 메인 박스의 전면도,
도면 3은 제어실 내부 구성 요소를 설명하기 위한 도면,
도면 4는 메인 박스를 종방향으로 자른 단면도,
도면 5는 재배실을 종방향으로 자른 단면도,
도면 6은 메인 박스의 전면과 상면을 개방한 상태도,
도면 7은 메인 박스의 천장에 설치된 구성 부품을 설명하기 위한 도면,
도면 8은 본 발명의 제어 블록도,
도면 9는 물 공급 수단을 설명하기 위한 도면,
도면 10은 급수량 제어 수단을 설명하기 위한 도면,
도면 11은 수분 미스트 공급 수단과 습도 조정 수단을 설명하기 위한 도면,
도면 12는 온도 조정 수단을 설명하기 위한 도면,
도면 13은 메인 박스 측면에 설치된 외부 배기구를 설명하기 위한 도면,
도면 14는 메인 박스의 후면에 설치된 환기구를 설명하기 위한 도면,
도면 15는 본 발명의 추가 구성 요소를 설명하기 위한 도면,
도면 16은 클라우드 서버의 구성 요소를 설명하기 위한 도면,
도면 17은 클라우드 서버의 추가 구성 요소를 설명하기 위한 도면,
도면 18은 온도 제어 수단에 대한 시퀀스 회로도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다.

본 발명에 따른 식물 재배 전용 대형 수경 재배 박스는 도면 1 내지 도면 8에 도시한 바와 같이, 전면과 후면에 출입구(D)가 형성되고, 실내에 식물을 재배하기 위한 재배실(GR)과, 상기 재배실(GR)의 온도와 습도를 조정하고 상기 재배실(GR)로 공급되는 급수량과 광량을 조정하는 제어 장치가 설치된 제어실(CR)이 갖추어진 메인 박스(1)와; 상기 재배실(GR) 내부 좌우측에 중앙 복도를 사이에 끼고 복층으로 세워지되 각층에는 식물 재배판(GP)이 올려지는 복층 선반(2); 상기 제어실(CR) 내부에 설치된 물탱크(3); 상기 물탱크(3)에 채워진 양액 또는 물을 상기 재배실(GR) 내부에서 재배되고 있는 식물로 공급하는 물 공급 수단(4); 상기 제어실(CR) 내부에 설치되되 상기 물 공급 수단(4)을 통해 상기 식물로 공급되는 급수량을 제어하는 급수량 제어 수단(5); 상기 재배실 안으로 수분 미스트를 살포하는 수분 미스트 공급 수단(6); 상기 수분 미스트 공급 수단(6)을 제어하여 재배실 내 습도를 조정하는 습도 조정 수단(7); 상기 재배실(GR) 천장과, 상기 복층 선반(2)에 구성된 각층 선반(21) 밑면에 설치되어 식물 재배판(GP)에 설치된 식물로 빛을 공급하는 빛 공급 수단(8); 상기 빛 공급 수단(8)을 제어하여 상기 식물에 공급되는 광량을 조절하는 광량 조정 수단(9); 상기 재배실(GR) 내부의 온도를 조정하는 온도 조정 수단(T1); 및 상기 제어실(CR) 내부에 설치되되 상기 온도 조정 수단(T1)을 제어하여 상기 재배실(GR) 내부의 온도를 조정하는 온도 제어 수단(T2)을 포함한다.

상기 물 공급 수단(4)은 도면 9에 도시한 바와 같이, 양수기(51)를 통해 물탱크(3)에 채워진 양액 또는 물을 공급받는 물 공급 메인 배관(41)과, 상기 복층 선반(2)을 구성하는 각층 선반(21)에 각각 설치되고 상기 물 공급 메인 배관(41)으로부터 분기 설치되어 상기 물 공급 메인 배관(41)으로부터 전달된 양액 또는 물을 전달받는 물 공급 분기 배관(42), 상기 물 공급 분기 배관(42)의 측부 둘레면에 형성되어 물 공급 분기 배관(42)을 통해 전달된 양액 또는 물을 상기 물 공급 분기 배관(42) 바깥으로 내보내는 물 배출구(43), 및 상기 물 배출구(43)에 1 대 1로 설치되어 상기 물 배출구(43)의 통로를 개방하거나 폐쇄하여 상기 물 배출구(43)를 통해 양액 또는 물이 배출되도록 하거나 배출되지 않도록 하는 물 공급 밸브(44)를 포함한다.

상기 물 공급 분기 배관(42)은 상기 식물 재배판(GP)안으로 물이나 양액을 전달하는 하부 물 공급 분기 배관과, 상기 식물 재배판(GP) 상부에서 상기 식물 재배판(GP)에서 재배되고 있는 식물로 물이나 양액을 공급하는 상부 물 공급 분기 배관을 포함한다.

상기 급수량 제어 수단(5)은 도면 10에 도시한 바와 같이, 상기 물탱크(3)에 채워진 양액 또는 물을 퍼올려 토출구를 통해 상기 물 공급 메인 배관(41)으로 전달하는 양수기(51)와, 상기 물 공급 분기 배관(42)의 입구에 각각 설치되어 중앙 급수 제어반(54)의 제어 신호에 따라 상기 물 공급 분기 배관(42)의 입구를 개방하거나 폐쇄하여 상기 물 공급 메인 배관(41)을 통해 전달된 양액 또는 물을 물 공급 분기 배관(42)으로 전달하거나 차단하는 솔레노이드 밸브(52), 상기 양수기(51)가 작동되는 시간 간격과 양수기(51) 구동시 양수기(51)가 구동되는 시간을 설정하는 타이머(53)(Timer), 및 상기 타이머(53)에 설정된 시간 간격으로 일정 시간동안 양수기(51)를 구동시키고 각각의 물 공급 분기 배관(42)에 설치된 솔레노이드 밸브(52)를 선택적으로 개폐하는 중앙 급수 제어반(54)을 포함한다.

상기 수분 미스트 공급 수단(6)은 도면 11에 도시한 바와 같이, 상기 재배실(GR) 내부 천장에 2개 이상 설치되어 수분 미스트를 발생하는 초음파 가습기(63)를 포함한다.

상기 습도 조정 수단(7)은 도면 11에 도시한 바와 같이, 상기 초음파 가습기(63)를 가동시키거나 가동 중지시켜 재배실(GR)안에 분무를 살포하거나 살포하지 않는다.

상기 온도 조정 수단(T1)은 도면 12에 도시한 바와 같이, 상기 재배실(GR) 내부에 설치되어 구동되었을 시 재배실(GR)안에 냉풍이나 온풍을 공급하여 재배실(GR) 온도를 설정된 온도에 맞추는 냉난방기(T11)를 포함한다.

상기 메인 박스(1)의 측면에는 도면 13에 도시한 바와 같이, 제어실(CR)과 재배실(GR) 내부의 가스를 상기 메인 박스(1) 바깥으로 배출시키는 외부 배기구(11)가 설치된다.

또한, 상기 메인 박스(1)의 후면에는 도면 14에 도시한 바와 같이, 제어실(CR) 내부 공기를 환기시키기 위해 환기구(12)가 설치된다.

또, 본 발명은 도면 6과 도면 15에 도시한 바와 같이, 상기 재배실(GR) 내 복층 선반(2)을 구성하는 각층 선반(21)의 중앙과 일단에 장착되어 설치 장소의 온도와 습도를 측정한 후 측정된 온도를 유무선 AP(18)로 전송하는 온습도 센싱 모듈(13)과, 재배실(GR) 내 식물 재배판(GP) 안에 설치되어 식물 재배판(GP)안에 채워진 수용액의 수소 이온 농도를 측정한 후 측정된 수소 이온 농도를 유무선 AP(18)로 전송하는 PH 센싱 모듈(14), 상기 메인 박스(1) 외부에서 보안을 위해 메인 박스(1) 외부 경관을 상시 촬영한 후 촬영 영상을 유무선 AP(18)로 전송하는 보안 카메라(15), 상기 재배실(GR) 내부를 촬영한 후 촬영 영상을 유무선 AP(18)로 전송하는 재배실 내부 촬영 카메라(16), 상기 복층 선반(2) 중 어느 한 곳에 설치되어 식물 재배판(GP)에 심어진 식물을 근접 촬영한 후 근접 촬영 영상을 유무선 AP(18)로 전송하는 식물 근접 촬영 카메라(17), 상기 온습도 센싱 모듈(13)로부터 전송된 온도와 습도 그리고 상기 PH 센싱 모듈(14)로부터 전송된 수소 이온 농도 그리고 상기 보안 카메라(15)와 재배실 내부 촬영 카메라(16) 그리고 식물 근접 촬영 카메라(17)로부터 촬영된 촬영 영상을 인터넷 통신망을 통해 클라우드 서버(CS)로 전송하는 유무선 AP(18)(Access Point), 및 상기 클라우드 서버(CS)에 접속되어 상기 온습도 센싱 모듈(13)에 의해 측정된 온습도를 상기 온습도 센싱 모듈(13)의 채널별로 모니터링하고 상기 PH 센싱 모듈(14)로부터 측정된 수소 이온 농도 그리고 상기 보안 카메라(15)와 재배실 내부 촬영 카메라(16) 그리고 식물 근접 촬영 카메라(17)의 촬영 영상을 모니터링하는 단말기(19)를 포함한다.

상기 급수량 제어 수단(5)과, 습도 조정 수단(7), 광량 조정 수단(9), 그리고 온도 제어 수단(T2)은 인터넷 통신망을 통해 상기 클라우드 서버(CS)에 접속되고, 상기 단말기(19)는 단말기(19)에 프로그램된 어플을 통해 클라우드 서버(CS)에 접속되어 상기 급수량 제어 수단(5)과, 습도 조정 수단(7), 광량 조정 수단(9), 그리고 온도 제어 수단(T2)을 원격 제어할 수 있다.

또한, 본 발명은 복수개의 상기 온습도 센싱 모듈(13)에 의해 각각 측정된 재배실(GR) 내부의 온도와 습도가 균일하지 않을 경우 재배실(GR) 내부 공기를 순환시켜 재배실(GR) 내부의 온도와 습도가 균일해지도록 하는 온습도 균일 분배 제어 수단(100)을 포함한다.

상기 온습도 균일 분배 제어 수단(100)은 재배실(GR) 바닥이나 복층 선반(2)을 구성하는 각층 선반(21)에 설치된 복수개의 송풍기를 포함한다.

상기 클라우드 서버(CS)는 상기 온습도 센싱 모듈(13)에 의한 측정 결과에 따라 상기 온습도 균일 분배 제어 수단(100)을 자동 제어할 수 있고, 상기 클라우드 서버(CS)에 접속된 단말기(19)는 상기 온습도 균일 분배 제어 수단(100)을 수동으로 동작시킬 수 있다.

상기 물탱크(3)에 채워진 양액은 물에 질산칼슘과, 질산칼륨, 황산마그네슘, 인산이수소 암모늄, 이디티에이-철(EDTA-FE)이 혼합된다.

상기 클라우드 서버(CS)에는 도면 16에 도시한 바와 같이, 상기 식물 근접 촬영 카메라(17)로부터 전송된 식물 근접 촬영 동영상을 실시간으로 저장하는 동영상 저장부(CS1)와, 상기 동영상 저장부(CS1)에 저장된 식물 근접 촬영 동영상으로부터 일정 시간 간격으로 정지 영상을 추출 및 저장하는 정지 영상 추출 저장부(CS2), 상기 정지 영상 추출 저장부(CS2)에 의해 정지 영상이 추출된 날짜 및 시간을 계산하고 계산된 날짜 및 시간대별 정지 영상을 저장하는 시간 계산부(CS3), 상기 시간 계산부(CS3)에 의해 계산된 날짜 및 시간대별 재배실(GR) 내부의 온도와 습도를 저장하는 시간별 온습도 저장부(CS4), 상기 시간 계산부(CS3)에 의해 계산된 날짜 및 시간대별 식물 재배판(GP)안에 채워진 수용액의 수소 이온 농도를 저장하는 시간별 수소 이온 농도 저장부(CS5), 상기 날짜 및 시간대별 정지 영상과 재배실(GR) 내부의 온습도 그리고 식물 재배판(GP)안에 채워진 수용액의 수소 이온 농도를 날짜 및 시간대별로 정렬하고 저장하는 발육 데이터 정렬 저장부(CS6), 및 상기 단말기(19)로부터 식물에 대한 발육 상태 데이터 요청이 있을 때 상기 발육 데이터 정렬 저장부(CS6)에 저장된 날짜 및 시간대별 식물에 대한 정지 영상과 재배실(GR) 내부의 온도와 습도 그리고 식물 재배판(GP)안에 채워진 수용액의 수소 이온 농도를 단말기(19)로 제공하는 발육 데이터 제공부(CS7)를 포함한다.

또한, 상기 클라우드 서버(CS)에는 도면 17에 도시한 바와 같이, 정지 영상 추출 저장부(CS2)로부터 N번째 정지 영상과 N+1번째 정지 영상을 획득하는 정지 영상 획득부(CS8)와, 상기 정지 영상 획득부(CS8)를 통해 획득된 N번째 정지 영상과 N+1번째 정지 영상을 그레이 스케일(Gray-Scale) 영상으로 변환하는 그레이 스케일 변환부(CS9), 특정 명도값을 기준값으로 설정하고 상기 그레이스케일 영상으로 변환된 N번째 정지 영상과 N+1번째 정지 영상에서 설정된 기준값 이상의 픽셀 좌표의 명도값은 '1'로 설정하며 기준값 미만의 픽셀 좌표의 명도값은 '0'으로 설정하여 상기 N번째 정지 영상과 N+1번째 정지 영상을 이진화시키는 영상 이진화부(CS10),이진화된 N번째 정지 영상과 N+1번째 정지 영상의 픽셀 좌표별 명도값을 비교하는 영상 비교부(CS11), 상기 영상 비교부(CS11)에 의한 비교 결과 이진화된 N번째 정지 영상과 N+1번째 정지 영상 간에 명도값이 서로 다른 픽셀 좌표값을 검출하는 픽셀 좌표 검출부(CS12), 및 상기 픽셀 좌표 검출부(CS12)에 의해 검출된 픽셀 좌표값과 맞대응되는 N+1번째 정지 영상의 픽셀 좌표에 유색점을 표시하여 식물의 발육 상태를 식별 가능하도록 하는 발육 상태 식별 표시부(CS13)를 포함한다.

여기서, 상기 N은 자연수

또한, 상기 클라우드 서버(CS)는 도면 18에 도시한 바와 같이, 상기 온습도 센싱 모듈(13)에 의해 측정된 재배실(GR) 내부의 온도가 5도 이하일 때 상기 클라우드 서버(CS)와 접속된 단말기(19)로 냉해 경보 메시지를 전송하는 냉해 경보 메시지 전송부를 포함한다.

상기 습도 조정 수단(7)은 도면 18에 도시한 바와 같이, 차단기(CB)의 2차측 출력단에 연결되고 스위치 온(On) 되었을 때 초음파 가습기(63)에 단상 교류 전원을 공급하여 상기 초음파 가습기(63)를 동작시키는 제1 전자접촉기 마그네트 주 스위치(T21)와, 상기 제1 전자접촉기 마그네트 주 스위치(T21)의 출력단과 상기 초음파 가습기(63)의 입력단 사이에 연결되어 상기 초음파 가습기(63)로 허용치 이상의 과전류가 입력될 때 내부 설치된 바이메탈이 휘어지면서 상기 초음파 가습기(63)로 유입되는 전류를 차단하는 열동형 과전류 계전기(T22), 입력단이 차단기(CB)의 하트(Hot)상 선로에 연결되고 평상시 스위치 오프(Off)되어 있다가 직렬 연결된 제1 전자 접촉기 마그네트 코일(T26)로 전류가 입력되었을 때 스위치 온(ON)되어 상기 제1 전자 접촉기 마그네트 코일(T26)을 자기 유지시키는 제1 전자접촉기 마그네트 보조 스위치(T23), 입력단이 차단기(CB)의 하트(Hot)상 선로에 연결되고 상기 제1 전자접촉기 마그네트 보조 스위치(T23)와 병렬 연결되며 평상시 스위치 오프(Off)되어 있다가 제1 릴레이 코일(T29)로 전류가 입력되었을 시 스위치 온(On)되어 상기 제1 전자 접촉기 마그네트 코일(T26)로 전류를 입력하는 제1 릴레이 스위치(T24), 입력단이 상기 제1 전자접촉기 마그네트 보조 스위치(T23)의 출력단과 상기 제1 릴레이 스위치(T24)의 출력단에 공통 연결되고 평상시 스위치 온(On) 되어 있다가 제2 릴레이 코일(T31)에 전류가 입력되었을 시 스위치 오프(Off)되어 제1 전자 접촉기 마그네트 코일(T26)에 공급되던 전류를 차단하는 제2 릴레이 스위치(T25), 입력단이 상기 제2 릴레이 스위치(T25)의 출력단에 연결되어 상기 제2 릴레이 스위치(T25)를 통해 전류가 입력되었을 시 상기 제1 전자접촉기 마그네트 주 스위치(T21)를 온(On)시켜 초음파 가습기(63)에 교류 전원을 공급하는 제1 전자 접촉기 마그네트 코일(T26), 입력단이 상기 제1 전자 접촉기 마그네트 코일(T26)의 출력단에 연결되고 출력단이 상기 차단기(CB)의 중성선로에 연결되어 중성선로에 허용치 이상의 과전류가 흘렀을 시 스위치 오프(Off)되어 상기 제1 전자 접촉기 마그네트 코일(T26)로 입력되는 전류를 차단하는 THR 스위치(T27), 스위치 온(On) 되었을 때 직렬 연결된 제1 릴레이 코일(T29)에 전류를 공급하는 한편 스위치 오프(Off) 되었을 때 직렬 연결된 제1 릴레이 코일(T29)로 입력되던 전류를 차단하는 제1 SSR(T28)(Solid State Relay), 상기 제1 SSR(T28)에 직렬 연결되어 상기 제1 SSR(T28)을 통해 교류 전원을 입력받았을 때 상기 제1 릴레이 스위치(T24)를 온(On)시켜 상기 제1 전자 접촉기 마그네트 코일(T26)로 전류를 입력하는 제1 릴레이 코일(T29), 스위치 온(On) 되었을 때 직렬 연결된 제2 릴레이 코일(T31)에 전류를 공급하는 한편 스위치 오프(Off) 되었을 때 직렬 연결된 제2 릴레이 코일(T31)로 입력되던 전류를 차단하는 제2 SSR(T30), 상기 제2 SSR(T30)에 직렬 연결되어 상기 제2 SSR(T30)을 통해 교류 전원이 입력되었을 때 평상시 스위치 온(On)되어 있는 상기 제2 릴레이 스위치(T25)를 오프(Off)시켜 상기 제1 전자 접촉기 마그네트 코일(T26)로 입력되던 전류를 차단하는 제2 릴레이 코일(T31), 상기 단말기(19)와 인터넷 통신망을 통해 통신 접속되어 상기 제1 SSR(T28) 또는 제2 SSR(T30)을 스위치 온(On)시키거나 스위치 오프(Off)시키는 SSR 제어 수단(T32)을 포함한다.

상기 습도 조정 수단(7)의 동작 절차를 도면 18을 참고하여 설명하면 다음과 같다.

상기 SSR 제어 수단(T32)에 의해 제1 SSR(T28)에 갖추어진 스위치가 온(On)되고 상기 제1 릴레이 코일(T29)로 전류가 입력되면, 평상시 스위치 오프(Off)되어 있던 제1 릴레이 스위치(T24)가 온(On)되면서 상기 제1 전자 접촉기 마그네트 코일(T26)로 전류가 입력된다.

또한, 상기 제1 전자 접촉기 마그네트 코일(T26)로 전류가 입력되면, 상기 제1 전자 접촉기 마그네트 보조 스위치(T23)가 온(On)되고, 상기 제1 전자 접촉기 마그네트 코일(T26)은 자기 유지되며, 상기 초음파 가습기(63)에는 단상 교류 전원이 입력되어 구동된다.

한편, 상기 SSR 제어 수단(T32)에 의해 상기 제2 SSR(T30)에 갖추어진 스위치가 온(On)되고 상기 제2 릴레이 코일(T31)로 전류가 입력되면, 평상시 스위치 온(On)되어 있던 제2 릴레이 스위치(T25)가 오프되면서 상기 제1 전자 접촉기 마그네트 코일(T26)로 입력되던 전류가 차단되고 동시에 상기 제1 전자접촉기 마그네트 주 스위치(T21)가 오프(Off)되면서 상기 초음파 가습기(63)로 입력되는 전류가 차단된다.

1. 메인 박스 D. 출입구
GR. 재배실 CR. 제어실
11. 외부 배기구 12. 환기구
13. 온습도 센싱 모듈 14. PH 센싱 모듈
15. 보안 카메라 16. 재배실 내부 촬영 카메라
17. 식물 근접 촬영 카메라 18. 유무선 AP
CS. 클라우드 서버 CS1. 동영상 저장부
CS2. 정지 영상 추출 저장부 CS3. 시간 계산부
CS4. 시간별 온습도 저장부 CS5. 시간별 수소 이온 농도 저장부
CS6. 발육 데이터 정렬 저장부 CS7. 발육 데이터 제공부
CS8. 정지 영상 획득부 CS9. 그레이 스케일 변환부
CS10. 영상 이진화부 CS11. 영상 비교부
CS12. 픽셀 좌표 검출부 CS13. 발육 상태 식별 표시부
19. 단말기
2. 복층 선반 21. 각층 선반
GP. 재배판 3. 물탱크
4. 물 공급 수단 41. 물 공급 메인 배관
42. 물 공급 분기 배관 43. 물 배출구
44. 물 공급 밸브 5. 급수량 제어 수단
51. 양수기 52. 솔레노이드 밸브
53. 타이머 54. 중앙 급수 제어반
6. 수분 미스트 공급 수단 63. 초음파 가습기
7. 습도 조정 수단 8. 빛 공급 수단
9. 광량 조정 수단 T1. 온도 조정 수단
T11. 냉난방기
T2. 온도 제어 수단
T21. 제1 전자접촉기 마그네트 주 스위치
T22. 열동형 과전류 계전기
T23. 제1 전자 접촉기 마그네트 보조 스위치
T24. 제1 릴레이 스위치 T25. 제2 릴레이 스위치
T26. 제1 전자 접촉기 마그네트 코일 T27. THR 스위치
T28. 제1 SSR T29. 제1 릴레이 코일
T30. 제2 SSR T31. 제2 릴레이 코일
T32. SSR 제어 수단

Claims

전면과 후면에 출입구(D)가 형성되고, 실내에 식물을 재배하기 위한 재배실(GR)과, 상기 재배실(GR)의 온도와 습도를 조정하고 상기 재배실(GR)로 공급되는 급수량과 광량을 조정하는 제어 장치가 설치된 제어실(CR)이 갖추어진 메인 박스(1)와;
상기 재배실(GR) 내부 좌우측에 중앙 복도를 사이에 끼고 복층으로 세워지되 각층에는 식물 재배판(GP)이 올려지는 복층 선반(2);
상기 제어실(CR) 내부에 설치된 물탱크(3);
상기 물탱크(3)에 채워진 양액 또는 물을 상기 재배실(GR) 내부에서 재배되고 있는 식물로 공급하는 물 공급 수단(4);
상기 제어실(CR) 내부에 설치되되 상기 물 공급 수단(4)을 통해 상기 식물로 공급되는 급수량을 제어하는 급수량 제어 수단(5);
상기 재배실(GR)안으로 수분 미스트를 살포하는 수분 미스트 공급 수단(6);
상기 수분 미스트 공급 수단(6)을 제어하여 재배실(GR) 내 습도를 조정하는 습도 조정 수단(7);
상기 재배실(GR) 천장과, 상기 복층 선반(2)에 구성된 각층 선반(21) 밑면에 설치되어 식물 재배판(GP)에 설치된 식물로 빛을 공급하는 빛 공급 수단(8);
상기 빛 공급 수단(8)을 제어하여 상기 식물에 공급되는 광량을 조절하는 광량 조정 수단(9);
상기 재배실(GR) 내부의 온도를 조정하는 온도 조정 수단(T1);
및 상기 제어실(CR) 내부에 설치되되 상기 온도 조정 수단(T1)을 제어하여 상기 재배실(GR) 내부의 온도를 조정하는 온도 제어 수단(T2)을 포함하며,
상기 물 공급 수단(4)은 양수기(51)를 통해 물탱크(3)에 채워진 양액 또는 물을 공급받는 물 공급 메인 배관(41)과,
상기 복층 선반(2)을 구성하는 각층 선반(21)에 각각 설치되고 상기 물 공급 메인 배관(41)으로부터 분기 설치되어 상기 물 공급 메인 배관(41)으로부터 전달된 양액 또는 물을 전달받는 물 공급 분기 배관(42),
상기 물 공급 분기 배관(42)의 측부 둘레면에 형성되어 물 공급 분기 배관(42)을 통해 전달된 양액 또는 물을 상기 물 공급 분기 배관(42) 바깥으로 내보내는 물 배출구(43),
및 상기 물 배출구(43)에 1 대 1로 설치되어 상기 물 배출구(43)의 통로를 개방하거나 폐쇄하여 상기 물 배출구(43)를 통해 양액 또는 물이 배출되도록 하거나 배출되지 않도록 하는 물 공급 밸브(44)를 포함하고,
상기 물 공급 분기 배관(42)은 상기 식물 재배판(GP)안으로 물이나 양액을 전달하는 하부 물 공급 분기 배관과,
상기 식물 재배판(GP) 상부에서 상기 식물 재배판(GP)에서 재배되고 있는 식물로 물이나 양액을 공급하는 상부 물 공급 분기 배관을 포함하며,
상기 급수량 제어 수단(5)은 상기 물탱크(3)에 채워진 양액 또는 물을 퍼올려 토출구를 통해 상기 물 공급 메인 배관(41)으로 전달하는 양수기(51)와;
상기 물 공급 분기 배관(42)의 입구에 각각 설치되어 중앙 급수 제어반(54)의 제어 신호에 따라 상기 물 공급 분기 배관(42)의 입구를 개방하거나 폐쇄하여 상기 물 공급 메인 배관(41)을 통해 전달된 양액 또는 물을 물 공급 분기 배관(42)으로 전달하거나 차단하는 솔레노이드 밸브(52);
상기 양수기(51)가 작동되는 시간 간격과 양수기(51) 구동시 양수기(51)가 구동되는 시간을 설정하는 타이머(53)(Timer);
및 상기 타이머(53)에 설정된 시간 간격으로 일정 시간동안 양수기(51)를 구동시키고 각각의 물 공급 분기 배관(42)에 설치된 솔레노이드 밸브(52)를 선택적으로 개폐하는 중앙 급수 제어반(54)을 포함하는 것을 특징으로 하는 식물 재배 전용 대형 수경 재배 박스.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 수분 미스트 공급 수단(6)은 상기 재배실(GR) 내부 천장에 2개 이상 설치되어 수분 미스트를 발생하는 초음파 가습기(63)를 포함하고,
상기 습도 조정 수단(7)은 초음파 가습기(63)를 가동시키거나 가동 중지시켜 재배실(GR)안에 분무를 살포하거나 살포하지 않는 것을 특징으로 하는 식물 재배 전용 대형 수경 재배 박스.
제1 항에 있어서,
상기 온도 조정 수단(T1)은 상기 재배실(GR) 내부에 설치되어 구동되었을 시 재배실(GR)안에 냉풍이나 온풍을 공급하여 재배실(GR) 온도를 설정된 온도에 맞추는 냉난방기(T11)를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물 재배 전용 대형 수경 재배 박스.
제1 항에 있어서,
상기 재배실(GR) 내 복층 선반(2)을 구성하는 각층 선반(21)의 중앙과 일단에 장착되어 설치 장소의 온도와 습도를 측정한 후 측정된 온도를 유무선 AP(18)로 전송하는 온습도 센싱 모듈(13)과;
재배실(GR) 내 식물 재배판(GP) 안에 설치되어 식물 재배판(GP)안에 채워진 수용액의 수소 이온 농도를 측정한 후 측정된 수소 이온 농도를 유무선 AP(18)로 전송하는 PH 센싱 모듈(14);
상기 메인 박스(1) 외부에서 보안을 위해 메인 박스(1) 외부 경관을 상시 촬영한 후 촬영 영상을 유무선 AP(18)로 전송하는 보안 카메라(15);
상기 재배실(GR) 내부를 촬영한 후 촬영 영상을 유무선 AP(18)로 전송하는 재배실 내부 촬영 카메라(16);
상기 복층 선반(2) 중 어느 한 곳에 설치되어 식물 재배판(GP)에 심어진 식물을 근접 촬영한 후 근접 촬영 영상을 유무선 AP(18)로 전송하는 식물 근접 촬영 카메라(17);
상기 온습도 센싱 모듈(13)로부터 전송된 온도와 습도 그리고 상기 PH 센싱 모듈(14)로부터 전송된 수소 이온 농도 그리고 상기 보안 카메라(15)와 재배실 내부 촬영 카메라(16) 그리고 식물 근접 촬영 카메라(17)로부터 촬영된 촬영 영상을 인터넷 통신망을 통해 클라우드 서버(CS)로 전송하는 유무선 AP(18)(Access Point);
및 상기 클라우드 서버(CS)에 접속되어 상기 온습도 센싱 모듈(13)에 의해 측정된 온습도를 상기 온습도 센싱 모듈(13)의 채널별로 모니터링하고 상기 PH 센싱 모듈(14)로부터 측정된 수소 이온 농도 그리고 상기 보안 카메라(15)와 재배실 내부 촬영 카메라(16) 그리고 식물 근접 촬영 카메라(17)의 촬영 영상을 모니터링하는 단말기(19)를 포함하고,
상기 급수량 제어 수단(5)과, 습도 조정 수단(7), 광량 조정 수단(9), 그리고 온도 제어 수단(T2)은 인터넷 통신망을 통해 상기 클라우드 서버(CS)에 접속되고,
상기 단말기(19)는 단말기(19)에 프로그램된 어플을 통해 클라우드 서버(CS)에 접속되어 상기 급수량 제어 수단(5)과, 습도 조정 수단(7), 광량 조정 수단(9), 그리고 온도 제어 수단(T2)을 원격 제어하는 것을 특징으로 하는 식물 재배 전용 대형 수경 재배 박스.
제5 항에 있어서,
복수개의 상기 온습도 센싱 모듈(13)에 의해 각각 측정된 재배실(GR) 내부의 온도와 습도가 균일하지 않을 경우 재배실(GR) 내부 공기를 순환시켜 재배실(GR) 내부의 온도와 습도가 균일해지도록 하는 온습도 균일 분배 제어 수단(100)을 포함하고,
상기 온습도 균일 분배 제어 수단(100)은 재배실(GR) 바닥이나 복층 선반(2)을 구성하는 각층 선반(21)에 설치된 복수개의 송풍기를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물 재배 전용 대형 수경 재배 박스.