KR102222190B1 - Apparatus for providing compensated vwc measured data and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 용적수분함량 측정값을 제공하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 대상 토양의 토성별로 보정된 용적수분함량 측정값을 제공하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for providing a volumetric moisture content measurement value, and more particularly, to an apparatus and method for providing a volumetric moisture content measurement value corrected for each soil of a target soil.
농작물 재배 시 토양의 용적수분함량은 농작물의 성장 및 생존에 직접적인 영향을 미친다. 농작물이 건강하게 생장하기 위해, 토양의 용적수분함량이 높으면 배수가 필요하고, 토양의 용적수분함량이 낮으면 관수가 필요하다. 만약 용적수분함량이 높은 토양에 대해 적시에 배수가 진행되지 않거나, 용적수분함량이 낮은 토양에 대해 적시에 관수가 진행되지 않으면 농작물의 생육이 저해되고, 극단적인 경우 농작물의 뿌리가 부패하거나 고사할 수 있다.When growing crops, the volumetric moisture content of the soil directly affects the growth and survival of crops. In order for crops to grow healthy, drainage is necessary when the volumetric moisture content of the soil is high, and irrigation is required when the volumetric moisture content of the soil is low. If the drainage does not proceed in a timely manner for soils with high volumetric moisture content, or if irrigation does not proceed in a timely manner for soils with low volumetric moisture content, the growth of crops is impaired. I can.
인력을 통해 용적수분함량을 상시 적절한 수준으로 유지하기는 어려우므로, 일정한 시간 간격에 따라 자동으로 배수나 관수를 진행하는 발명(특1999-0033725)이 제안되었다. 그런데, 상기 종래기술에 따른 자동 배수 및 관수 방법은 토양 내의 용적수분함량을 고려하지 않고 정해진 시간이 되면 기계적으로 배수나 관수를 수행하므로 토양에 대한 최적의 배수나 관수를 제공하기 어렵다.Since it is difficult to maintain the volumetric moisture content at an appropriate level at all times through manpower, an invention (Patent 1999-0033725) has been proposed that automatically proceeds with drainage or irrigation at regular time intervals. However, in the automatic drainage and irrigation method according to the prior art, it is difficult to provide optimal drainage or irrigation for the soil because it mechanically performs drainage or irrigation at a predetermined time without considering the volumetric moisture content in the soil.
토양에 최적의 배수나 관수를 제공하기 위해서는, 해당 토양의 용적수분함량을 정확히 파악하는 것이 관건이다. 그런데, 토양수분센서를 이용하여 측정한 용적수분함량은 토양의 실제 용적수분함량과 어느 정도의 오차가 존재할 수 있고, 상기 오차는 토성(soil texture)에 따라 차이가 존재하므로, 측정된 용적수분함량을 각각의 토성에 따라 다르게 보정할 필요가 있다.In order to provide optimal drainage or irrigation to the soil, it is the key to accurately grasp the volumetric moisture content of the soil. However, the volumetric moisture content measured using the soil moisture sensor may have an error of some extent from the actual volumetric moisture content of the soil, and the error is different depending on the soil texture, so the measured volumetric moisture content Each Saturn needs to be calibrated differently.
본 발명은 대상 토양의 토성에 기초하여 보정된 용적수분함량 측정값을 공하는 방법 및 장치를 제공한다.The present invention provides a method and apparatus for providing a corrected volumetric moisture content measurement value based on the Saturn of a target soil.
보정된 용적수분함량 측정값을 제공하는 방법은, 적어도 하나의 토성별 보정계수 집합을 보유하는 단계, 토성 식별 모듈로부터 대상(target) 토양의 토성 식별 정보를 수신하는 단계, 토양수분센서로부터 상기 대상 토양의 용적수분함량(Volumetric Water Content; VWC) 측정값을 수신하는 단계, 토성 식별 정보와 대응되는 토성별 보정계수 집합, 및 상기 용적수분함량 측정값을 아래 [수학식]에 적용하여 보정된 용적수분함량 측정값을 획득하는 단계를 포함한다.The method of providing the corrected volumetric moisture content measurement value includes: maintaining at least one set of saturn-specific correction coefficients, receiving saturn identification information of a target soil from a saturn identification module, and the target from the soil moisture sensor. Receiving the volumetric water content (VWC) measurement value of the soil, the set of correction coefficients for each saturn corresponding to the Saturn identification information, and the volume corrected by applying the measurement value of the volumetric moisture content to the following [Equation] And obtaining a moisture content measurement value.
[수학식][Equation]
VWCcp = aX2 + bX + cVWCcp = aX 2 + bX + c
여기에서, VWCcp는 보정된 용적수분함량 측정값, X는 용적수분함량 측정값, a, b, c는 상기 토성별 보정계수 집합에 포함된 상수를 의미함.Here, VWCcp denotes a corrected volumetric moisture content measurement value, X denotes a volumetric moisture content measurement value, and a, b, c denote constants included in the set of correction coefficients for each saturn.
상기 대상 토양의 토성은 양토(loam), 사양토(sandy loam), 사질식양토(sandy clay loam), 원예상토(cocopeat) 중 어느 하나일 수 있다.Saturn of the target soil may be any one of loam, sandy loam, sandy clay loam, and cocopeat.
상기 대상 토양의 토성이 양토인 경우, 상기 a, b, c는 각각 0.0486, 1.3640, 7.1261일 수 있고, 상기 대상 토양의 토성이 사양토인 경우, 상기 a, b, c는 각각 -0.0136, 1.4209, 9.3348일 수 있고, 상기 대상 토양의 토성이 사질식양토인 경우, 상기 a, b, c는 각각 -0.0070, 0.7417, 10.0491일 수 있고, 상기 대상 토양의 토성이 원예상토인 경우, 상기 a, b, c는 각각 -0.0104, 1.2365, 15.6451일 수 있다.When Saturn of the target soil is loam, the a, b, and c may be 0.0486, 1.3640, and 7.1261, respectively, and when Saturn of the target soil is sandy loam, a, b, and c are -0.0136, 1.4209, respectively, 9.3348, and when the target soil is a sandy loam, a, b, and c may be -0.0070, 0.7417, and 10.0491, respectively, and when the target soil is a horticultural soil, the a, b, c may be -0.0104, 1.2365, and 15.6451, respectively.
상기 보정된 용적수분함량 측정값이 미리 설정된 범위보다 작은 경우, 관수가 필요한 것으로 판단하고, 상기 보정된 용적수분함량 측정값이 미리 설정된 범위보다 큰 경우, 배수가 필요한 것으로 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.When the corrected volumetric moisture content measurement value is smaller than a preset range, determining that irrigation is necessary, and when the corrected volumetric moisture content measurement value is greater than a preset range, determining that multiple is required. I can.
보정된 용적수분함량 측정값을 제공하는 장치는, 제어 프로그램이 기록된 메모리, 상기 제어 프로그램에 따라 동작하는 프로세서, 대상 토양의 토성을 식별하는 토성 식별 모듈 및 대상 토양의 용적수분함량을 측정하는 토양수분센서를 포함하고, 상기 제어 프로그램은, 적어도 하나의 토성별 보정계수 집합을 보유하는 단계, 상기 토성 식별 모듈로부터 대상 토양의 토성 식별 정보를 수신하는 단계, 토양수분센서로부터 상기 대상 토양의 용적수분함량 측정값을 수신하는 단계, 토성 식별 정보와 대응되는 토성별 보정계수 집합, 및 상기 용적수분함량 측정값을 아래 [수학식]에 적용하여 보정된 용적수분함량 측정값을 획득하는 단계를 수행한다.The apparatus for providing the corrected volumetric moisture content measurement includes a memory in which a control program is recorded, a processor operating according to the control program, a Saturn identification module that identifies Saturn of the target soil, and a soil that measures the volumetric moisture content of the target soil. Including a moisture sensor, the control program, the step of maintaining at least one set of correction coefficients for each Saturn, receiving the Saturn identification information of the target soil from the Saturn identification module, the volumetric moisture of the target soil from the soil moisture sensor Receiving a content measurement value, a set of correction coefficients for each saturn corresponding to the Saturn identification information, and applying the measurement value of the volumetric moisture content to the following [Equation] to obtain a corrected volumetric moisture content measurement value. .
[수학식][Equation]
VWCcp = aX2 + bX + cVWCcp = aX 2 + bX + c
여기에서, VWCcp는 보정된 용적수분함량 측정값, X는 용적수분함량 측정값, a, b, c는 상기 토성별 보정계수 집합에 포함된 상수를 의미함.Here, VWCcp denotes a corrected volumetric moisture content measurement value, X denotes a volumetric moisture content measurement value, and a, b, c denote constants included in the set of correction coefficients for each saturn.
보정된 용적수분함량 측정값을 제공하는 장치는, 수신부, 제어 프로그램이 기록된 메모리, 상기 제어 프로그램에 따라 동작하는 프로세서 및 대상 토양의 용적수분함량을 측정하는 토양수분센서를 포함하고, 상기 제어 프로그램은, 적어도 하나의 토성별 보정계수 집합을 보유하는 단계, 상기 수신부를 통해 외부로부터 토성 식별 정보를 수신하는 단계, 상기 토양수분센서로부터 상기 대상 토양의 용적수분함량 측정값을 수신하는 단계, 상기 토성 식별 정보와 대응되는 토성별 보정계수 집합, 및 상기 용적수분함량 측정값을 아래 [수학식]에 적용하여 보정된 용적수분함량 측정값을 획득하는 단계를 수행한다.An apparatus for providing a corrected volumetric moisture content measurement value includes a receiving unit, a memory in which a control program is recorded, a processor operating according to the control program, and a soil moisture sensor measuring the volumetric moisture content of the target soil, and the control program Is, maintaining at least one set of correction coefficients for each Saturn, receiving Saturn identification information from the outside through the receiving unit, receiving a volumetric moisture content measurement value of the target soil from the soil moisture sensor, the Saturn A step of obtaining a corrected volumetric moisture content measurement value is performed by applying the set of correction coefficients for each saturn corresponding to the identification information and the volumetric moisture content measurement value to the following [Equation].
[수학식][Equation]
VWCcp = aX2 + bX + cVWC cp = aX 2 + bX + c
여기에서, VWCcp는 보정된 용적수분함량 측정값, X는 용적수분함량 측정값, a, b, c는 상기 토성별 보정계수 집합에 포함된 상수를 의미함.Here, VWC cp denotes the corrected volumetric moisture content measurement value, X denotes the volumetric moisture content measurement value, and a, b, c denote constants included in the set of correction coefficients for each saturn.
토성에 따라 용적수분함량 측정값을 보정함으로써 더 정확한 용적수분함량 측정값을 획득할 수 있다. 보정된 용적수분함량 측정값에 기초하여 관수나 배수의 필요 여부를 정확히 판단하고, 이에 따라 관수 및 배수를 적시에 수행하여 농작물에게 최적의 생육 조건을 제공할 수 있다.By calibrating the volumetric moisture content measurements according to Saturn, a more accurate volumetric moisture content measurement can be obtained. Based on the corrected volumetric moisture content measurement value, it is possible to accurately determine whether irrigation or drainage is necessary, and accordingly, irrigation and drainage can be performed in a timely manner to provide optimal growth conditions for crops.
도 1은 본 발명의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 보정된 용적수분함량 측정값을 제공하는 장치의 블록도이다.1 is a flow chart of the present invention.
2 is a block diagram of an apparatus for providing a calibrated volumetric moisture content measurement value of the present invention.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals shown in each drawing indicate the same members.
아래에서 설명되는 실시예에 대해 다양한 변경 및 수정이 가해질 수 있다. 아래 설명된 실시예들은 실시 형태를 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 정신 및 기술적 사상을 벗어나지 않는 한, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Various changes and modifications may be made to the embodiments described below. The embodiments described below are not intended to limit the embodiments, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes for them, unless departing from the spirit and technical spirit of the present invention.
실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도는 없다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합을 의미하는 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있는 비폐쇄적인 표현이다.The terms used in the examples are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the embodiments. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present specification, terms such as "include" or "have" refer to features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, and one or more other features or numbers, It is a non-enclosed expression that may further include steps, actions, components, parts, or combinations thereof.
별도로 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기에서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미로 사용된다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 통상적인 의미로 해석되고, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 현실성이 없거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms including technical or scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms as defined in a commonly used dictionary are interpreted in the usual meaning of the related art, and are not construed as unrealistic or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present application.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면을 달리하더라도 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불명확하게 하는 등 불필요하다고 판단되는 그 상세한 설명을 생략할 수 있다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are assigned to the same components even if the drawings are different. In describing the embodiments, detailed descriptions of known technologies determined to be unnecessary, such as obscuring the subject matter of the embodiments, may be omitted.
도 1은 본 발명의 흐름도이다.1 is a flow chart of the present invention.
도 1을 참조하면, 보정된 용적수분함량 측정값을 제공하는 장치(100)는 적어도 하나의 토성별 보정계수 집합을 보유한다(S100).Referring to FIG. 1, the
상기 장치(100)는 수학식(이하 “[수학식]”이라 함)(VWC(%) = aX2 + bX + c)을 이용하여 토양수분센서가 측정한 용적수분함량 측정값을 보정할 수 있다. 상기 [수학식]에서 a, b, c는 토성별 보정계수 집합에 포함된 상수를 의미하고, X는 용적수분함량 측정값을 의미한다. 토성별 보정계수 집합에 대해서는 아래에서 [표 1]을 참조하여 자세히 서술한다.The
계속해서 도 1을 참조하면, 상기 장치는 토성 식별 모듈로부터 대상 토양의 토성 식별 정보를 수신한다(S110).With continued reference to FIG. 1, the device receives Saturn identification information of a target soil from a Saturn identification module (S110).
대상(target) 토양이란 용적수분함량을 측정하고자 하는 대상이 되는 토양을 의미한다. 예를 들어, 농작물이 심겨져 있거나 농작물을 심을 예정인 토양이 본원에서의 대상 토양으로 지칭될 수 있다. 여기에서, 농작물은 딸기, 수박, 복숭아, 사과 등의 과일, 벼, 콩, 보리, 쌀, 조 등의 곡식 작물, 담배, 목화, 인삼 등의 특용 작물, 수박, 오이, 참외, 멜론 등의 박과 작물 등 흙으로부터 영양분을 공급받아 생육되는 모든 작물을 포함한다. 토성은 토양의 양분 유지, 공급뿐 아니라 물과 공기의 공급, 경작 난이도 등 식물의 생육과 밀접한 관련을 가지는 토양의 기본적 성질을 의미하는 것으로, 무기성분을 입자의 지름에 따라 몇 개의 군으로 구분하고, 각 군의 함유비율에 따라 분류된다. 토성은 점토 함량(%), 모래 함량(%), 실트 함량(%)에 따라 중식토, 사질식토, 조식토, 실트질식토, 사질식양토, 식양토, 실트질식양토, 사토, 양질사토, 양토, 실트질양토로 구분될 수 있다. 상기 [표 1]에서는 4종류 토성(양토, 사양토, 사질식양토 및 원예상토)이 기재되어 있으나, 상술한 다른 종류의 토성(예를 들면, 중식토, 조식토 등), 및 그 토성과 대응되는 보정계수 집합도 더 채용될 수 있다. 토성 식별 시 침강법, 피펫법, 비중계법 등 다양한 방법을 채용할 수 있다.Target soil refers to the soil to which the volumetric moisture content is to be measured. For example, soil in which crops are planted or to which crops are to be planted may be referred to herein as target soils. Here, the crops are fruits such as strawberries, watermelons, peaches, apples, grain crops such as rice, soybeans, barley, rice, millet, special crops such as tobacco, cotton, ginseng, watermelons, cucumbers, melons, and watermelons such as melon. It includes all crops grown by receiving nutrients from soil, such as fruits and crops. Saturn refers to the basic properties of soil that are closely related to plant growth, such as supply of water and air, and cultivation difficulty, as well as nutrient maintenance and supply of soil, and inorganic components are classified into several groups according to particle diameter. , It is classified according to the content ratio of each group. Saturn is based on clay content (%), sand content (%), and silt content (%), depending on the clay, sandy loam, breakfast soil, silt loam, sandy loam, loam, silt loam, sandy soil, fine sandy loam, loam. , It can be classified as silty loam. In the above [Table 1], four types of saturn (loam, sandy loam, sandy loam and horticultural soil) are described, but other types of saturn described above (for example, mid-soil, breakfast soil, etc.), and corresponding to the saturn A set of correction coefficients can also be employed. When identifying Saturn, various methods such as sedimentation method, pipette method, and hydrometer method can be employed.
일 실시예에 있어서, 토성 식별 모듈(130)은 상기 장치(100)에 일체로 내장(embedded)된 것이거나, 분리 가능하되 유무선으로 상기 장치와 연결되는 별도의 모듈일 수 있다. 토성 식별 모듈(130)을 통해 대상 토양의 토성을 자동으로 식별함으로써 손쉽고 간편하게 토성별로 보정된 용적수분함량 측정값을 획득할 수 있다. 상술한 일 실시예는 토성의 변화가 잦거나, 장치(100)의 위치를 옮겨가면서 사용할 필요가 있는 경우에 적합하다.In one embodiment, the Saturn
다른 일 실시예에 있어서, 상기 토성 식별 정보는 사용자로부터 직간접적으로 입력될 수 있다. 여기에서, 토성 식별 정보가 사용자로부터 직접적으로 입력된다는 것은, 토성 식별 정보가 대상 토양의 토성을 선택하기 위해 상기 장치(100)에 구비된 입력부(예를 들면, 대상 토양의 토성을 선택하기 위해 상기 장치에 구비되되, 적어도 한 종류의 토성이 인쇄된 버튼, 터치 패널, 비접촉식 입력 패널, 음성 입력 장치(STT), 시선 추적(eye-tracking) 입력 장치, 뇌파 입력 장치 등)를 통해 사용자로부터 수신되는 것을 의미한다. 여기에서, 토성 식별 정보가 사용자로부터 간접적으로 입력된다는 것은, 토성 식별 정보가 상기 장치(100)와 유선 또는 무선으로 연결되는 각종 디바이스(예를 들어, 스마트폰, 태블릿 PC, 데스크탑, 랩탑, 스마트 워치, 스마트 글래스, 스마트 렌즈, 웨어러블 센서 등)를 거쳐 사용자로부터 수신되는 것을 의미한다. 상술한 일 실시예는 대상 토양의 토성을 매번 식별할 필요가 없는 경우 사용될 수 있다. 대상 토양의 토성이 자주 변화하지 않는 환경에서는 한 번 입력한 토성 식별 정보가 오랫동안 사용될 수 있는데, 이런 경우 매번 대상 토양의 토성을 판단하는 것이 불필요할 수 있다. 따라서, 장치(100)에 별도의 토성 식별 모듈(130)을 두지 않고, 기 입력된 토성 식별 정보를 사용하여 용적수분함량 측정값을 보정하되, 토성 식별 정보를 갱신할 필요가 있을 때에만 토성 식별 작업을 더 추가함으로써, 장치(100)가 토성 식별 결과에 대응되는 토성 식별 정보를 외부(원격 디바이스 또는 사용자 등)로부터 수신하고, 그 토성 식별 정보를 용적수분함량 측정값의 보정에 이용함으로써 장치(100)의 연산 단계를 줄일 수 있다.In another embodiment, the Saturn identification information may be directly or indirectly input from a user. Here, that the Saturn identification information is directly input from the user means that the Saturn identification information is an input unit provided in the
계속해서 도 1을 참조하면, 상기 장치는 토양수분센서로부터 상기 대상 토양의 용적수분함량 측정값을 수신한다(S120).With continued reference to FIG. 1, the device receives a volumetric moisture content measurement value of the target soil from a soil moisture sensor (S120).
FDR(Frequency Domain Reflectometry), TDR(Time Domain Reflectometry), ADR(Amplitude Domain Reflectometry) 등 다양한 타입의 토양수분센서(140)가 채용될 수 있는데, 바람직하게는 FDR 타입을 채용할 수 있다. 토양수분센서(140)를 이용하여 측정한 용적수분함량값은 토양의 실제 용적수분함량값과 어느 정도의 편차가 존재할 수 있으므로, 측정한 용적수분함량값이 실제 용적수분함량값에 근사하도록 어느 정도 보정할 필요가 있다. 예를 들어, 용적수분함량값은 젖은 토양의 무게(Wet wt)에서 건조 토양의 무게(Dry wt)를 뺀 값을 부피로 나눈 후 100을 곱하여 산출(VWC = ((Wet wt - Dry wt)/Volume) x 100)되는데, 아래 첨부된 사질식 양토 데이터를 참조하면, 두 번째 샘플 데이터의 용적수분함량값 12.375는 (((412.4 - 372.8)/320) x 100)를 통해 산출된 결과이다. 이 때 용적수분함량 측정값(Sensor 항목)은 6.64이므로 계산된 용적수분함량값 12.375(VWC 항목)와 오차가 존재한다.Various types of
상기 사질식 양토 데이터의 첫 번째 내지 일곱 번째 샘플 데이터를 통해 아래 그래프와 같이 사질식 양토의 보정계수 집합{a, b, c}은 {-0.0068, 0.7243, 10.382}이되, 회귀분석 값 R2=0.9666으로 도출될 수 있다.Through the first to seventh sample data of the sandy loam data, the set of correction coefficients {a, b, c} of the sandy loam is {-0.0068, 0.7243, 10.382}, but the regression value R 2 = Can be derived as 0.9666.
상술한 바와 유사하게, 아래 첨부된 각각의 데이터를 참조하면, 사양토, 양토, 상토에 대해서도 용적수분함량 측정값(Sensor 항목)과, 젖은 토양, 건조 토양, 부피를 이용하여 계산된 용적수분함량값(VWC 항목)이 편차가 존재함을 알 수 있다.Similar to the above, referring to the respective data attached below, the volumetric moisture content value calculated using the volumetric moisture content measurement value (Sensor item) and wet soil, dry soil, and volume for sandy loam, loam, and top soil. It can be seen that (VWC item) there is a deviation.
예를 들어, 사양토의 샘플 데이터는 아래와 같고, 그 샘플 데이터에 기초하여 도출한 보정계수식(보정계수 집합{a, b, c}은 {0.0497, 1.3331, 7.346}이되, 회귀분석 값 R2=0.9842)은 사양토 샘플 데이터 하단의 그래프와 같을 수 있다.For example, the sample data of sandy loam is as follows, and the correction coefficient equation derived based on the sample data (set of correction coefficients {a, b, c} is {0.0497, 1.3331, 7.346}, but the regression value R 2 = 0.9842) may be the same as the graph at the bottom of the loam sample data.
예를 들어, 양토의 샘플 데이터는 아래와 같고, 그 샘플 데이터에 기초하여 도출한 보정계수식(보정계수 집합{a, b, c}은 {-0.0133, 1.3984, 9.6382}이되, 회귀분석 값 R2=0.9768)은 양토 샘플 데이터 하단의 그래프와 같을 수 있다.For example, the sample data of loam is as follows, and the correction coefficient equation derived based on the sample data (set of correction coefficients {a, b, c} is {-0.0133, 1.3984, 9.6382}, but the regression analysis value R 2 =0.9768) may be the same as the graph at the bottom of the loam sample data.
예를 들어, 상토의 샘플 데이터는 아래와 같고, 그 샘플 데이터에 기초하여 도출한 보정계수식(보정계수 집합{a, b, c}은 {-0.0104, 1.2378, 15.627}이되, 회귀분석 값 R2=0.9709)은 상토 샘플 데이터 하단의 그래프와 같을 수 있다.For example, the sample data of upper soil is as follows, and the correction coefficient equation derived based on the sample data (set of correction coefficients {a, b, c} is {-0.0104, 1.2378, 15.627}, but the regression analysis value R 2 =0.9709) may be the same as the graph at the bottom of the soil sample data.
용적수분함량 측정값을 보정하는 방법에 대해서는 아래에서 자세히 후술한다.A method of correcting the volumetric moisture content measurement value will be described later in detail.
계속해서 도 1을 참조하면, 상기 장치는 토성 식별 정보와 대응되는 토성별 보정계수 집합, 및 상기 용적수분함량 측정값을 아래 [수학식]에 적용하여 보정된 용적수분함량 측정값을 획득한다(S130).1, the device obtains a corrected volumetric moisture content measurement value by applying the saturn-specific correction coefficient set corresponding to the Saturn identification information and the volumetric moisture content measurement value to the following [Equation] ( S130).
[수학식][Equation]
VWCcp = aX2 + bX + cVWC cp = aX 2 + bX + c
(여기에서, VWCcp는 보정된 용적수분함량 측정값, X는 용적수분함량 측정값, a, b, c는 상기 토성별 보정계수 집합에 포함된 상수를 의미함)(Wherein, VWC cp is the corrected volumetric moisture content measurement value, X is the volumetric moisture content measurement value, and a, b, c mean constants included in the set of correction factors for each Saturn)
용적수분함량 측정값을 보정하기 위해 상기 [수학식]과 같은 2차 방정식이 채용될 수 있는데, 토성별 보정계수 집합에 포함된 상수 a, b, c는 상기 2차 방정식의 각 항의 계수로 이용된다. 보정계수 집합은 토성별로 다르게 설정됨으로써, 각각의 토성에 대해 최적으로 보정된 용적수분함량 측정값을 도출할 수 있다.In order to correct the volumetric moisture content measurement value, a quadratic equation such as the above [Equation] may be employed, and the constants a, b, and c included in the set of correction coefficients for each Saturn are used as coefficients for each term of the quadratic equation. do. The set of correction coefficients is set differently for each Saturn, so that an optimally corrected volumetric moisture content measurement value for each Saturn can be derived.
일 실시예에 있어서, 토성은 적어도 양토, 사양토, 사질식양토를 포함할 수 있고, 별도의 분류 기준에 따라 분류된 원예상토를 더 포함할 수 있다. 아래 [표 1]을 참조하면, 양토의 보정계수 집합{a, b, c}은 {0.0486, 1.3640, 7.1261}일 수 있고, 사양토의 보정계수 집합{a, b, c}은 {-0.0136, 1.4209, 9.3348}일 수 있고, 사질식양토의 보정계수 집합{a, b, c}은 {-0.0070, 0.7417, 10.0491}일 수 있고, 양토의 보정계수 집합{a, b, c}은 {-0.0104, 1.2365, 15.6451}일 수 있다. 아래 [표 1]은 4종류 토성의 예시적인 보정계수 집합을 나타내기는 하나, 보정계수 집합은 이와 다르게 구성될 수도 있다. 토성별로 다른 보정계수 집합을 이용하여 용적수분함량 측정값을 보정함으로써 각각의 토성에 맞는 최적의 보정된 용적수분함량 측정값을 획득할 수 있다.In one embodiment, Saturn may include at least loam, loam, and sandy loam, and may further include horticultural soil classified according to a separate classification criterion. Referring to [Table 1] below, the set of correction coefficients {a, b, c} of loam may be {0.0486, 1.3640, 7.1261}, and the set of correction coefficients of loam {a, b, c} are {-0.0136, 1.4209, 9.3348}, the set of correction coefficients {a, b, c} for sandy loam can be {-0.0070, 0.7417, 10.0491}, and the set of correction coefficients {a, b, c} for loam is {-0.0104 , 1.2365, 15.6451}. [Table 1] below shows an exemplary set of correction factors for four types of Saturn, but the set of correction factors may be configured differently. By calibrating the volumetric moisture content measurement value using a different set of correction factors for each Saturn, it is possible to obtain the optimally corrected volumetric moisture content measurement value for each Saturn.
VWCcp(%) = aX2 + bX + c (X는 측정값)Equation for correcting the measured value of the soil moisture sensor
VWC cp (%) = aX 2 + bX + c (X is the measured value)
일 실시예에 있어서, 상기 장치(100)는 획득한 보정된 용적수분함량 측정값을 미리 설정된 범위와 비교하여 관수 및 배수의 필요 여부를 더 판단할 수 있다. 구체적으로, 장치(100)는 보정된 용적수분함량 측정값이 미리 설정된 범위보다 작은 경우 관수가 필요한 것으로 판단하고, 보정된 용적수분함량 측정값이 미리 설정된 범위보다 큰 경우 배수가 필요한 것으로 판단할 수 있다. 여기에서, 미리 설정된 범위는 사용자로부터 입력 받은 것이거나, 용적수분함량 측정값을 보정하는 알고리즘이 복수 회의 시뮬레이션을 거쳐 각각의 토성에 대해 통계적으로 도출한 포장용수량(Field Capacity; FC), 위조개시점(Wilting Point; WP)이나 영구위조점(Permanent Wilting Point; PWP)을 제어하기 위한 최적의 수치일 수 있다. 그러므로, 상기 미리 설정된 범위는 고정된 것이 아니고 온도, 습도 등의 기타 요인에 따라 변화할 수 있다. 예시적으로, 상기 [표 1]을 참조하면, 토성이 양토인 경우 상기 미리 설정된 범위는 21% 내지 33%일 수 있다. 이때, 보정된 용적수분함량 측정값이 21%보다 작은 경우 상기 장치(100)는 관수가 필요하다고 판단하고, 보정된 용적수분함량 측정값이 33%보다 큰 경우 상기 장치(100)는 배수가 필요하다고 판단할 수 있다. 상기 21%는 양토의 토양 수분장력(pF)이 4.0이 되는 영구위조점이고, 상기 33%는 양토의 토양 수분장력(pF)이 2.5가 되는 포장용수량을 의미할 수 있다.In an embodiment, the
계속해서 상기 [표 1]을 참조하면, 토성이 사양토인 경우, 상기 미리 설정된 범위는 15% 내지 33%일 수 있고, 토성이 사질식양토인 경우, 상기 미리 설정된 범위는 32% 내지 41%일 수 있고, 토성이 원예상토인 경우, 상기 미리 설정된 범위는 20% 내지 60%일 수 있다. 상기 장치(100)는 식별된 각각의 토양의 토성과 대응되는 미리 설정된 범위를 기준으로 관수나 배수의 필요 유무를 판단할 수 있다. 여기에서, 사양토와 사질식양토에 대해 미리 설정된 범위의 하한값은 상기 두 종류 토성의 토양 수분장력(pF)이 4.0이 되는 영구위조점이고, 미리 설정된 범위의 상한값은 상기 두 종류 토성의 토양 수분장력(pF)이 2.5가 되는 포장용수량을 의미할 수 있다. 원예상토의 경우, 식물생육에 적합한 토양 수분 보유 능력 기준이 다른 토성과 다르므로, 하한값 20%은 영구위조점에 해당하는 토양 수분장력(pF)을 2.5로 기준으로 하고, 상한값 60%는 포장용수량에 대한 토양 수분장력(pF)을 1.0로 기준으로 하여, 용적수분함량의 미리 설정된 범위를 계산할 수 있다.Continuing to refer to [Table 1], when Saturn is sandy loam, the preset range may be 15% to 33%, and when Saturn is sandy loam, the preset range may be 32% to 41%. And, when Saturn is horticultural soil, the preset range may be 20% to 60%. The
상술한 수치 범위는 예시적인 것으로, 본 발명에서 상기 미리 설정된 범위는 상기 [표 1]에 기재된 범위를 초과하거나, 상기 범위에 포함되거나, 상기 범위와 일부 구간만을 공유하는 다른 범위일 수 있다. 또한, 상기 장치(100)는 관수나 배수의 필요 유무에 대한 판단 결과에 따라 물의 출입을 제어하는 관배수 모듈을 더 포함하여 관수나 배수를 더 수행할 수도 있다(도시되지 않음).The above-described numerical range is exemplary, and in the present invention, the preset range may exceed the range described in [Table 1], be included in the range, or may be other ranges sharing only a partial section with the range. In addition, the
도 2는 본 발명의 보정된 용적수분함량 측정값을 제공하는 장치의 블록도이다.2 is a block diagram of an apparatus for providing a calibrated volumetric moisture content measurement value of the present invention.
도 2를 참조하면, 상기 장치(100)는 제어 프로그램이 기록된 메모리(110), 상기 제어 프로그램에 따라 동작하는 프로세서(120), 대상 토양의 토성을 식별하는 토성 식별 모듈(130) 및 대상 토양의 용적수분함량을 측정하는 토양수분센서(140)를 포함한다. 다른 일 실시예에 있어서, 상기 장치(100)는 토성 식별 모듈(130)을 포함하지 않되, 외부로부터 토성 식별 정보를 수신하는 수신부를 더 포함할 수 있다(도시되지 않음).Referring to FIG. 2, the
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 그것들의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 수행할 수 있는 임의의 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어를 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어 실행 시, 그 실행 단계와 대응되는 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 통상의 기술자는, 처리 장치가 복수 개 또는 복수 유형의 처리 요소(processing element)로 구성되거나, 이를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and/or a combination thereof. For example, the devices and components described in the embodiments may perform a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a microprocessor, or an instruction. As with any device that may be, it may be implemented using one or more general purpose computers or special purpose computers. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software executed on the operating system. In addition, the processing device may access, store, manipulate, process, and generate data corresponding to the execution step when the software is executed. For convenience of understanding, although it is sometimes described that one processing device is used, a person of ordinary skill in the art understands that the processing device may be composed of or include a plurality of or multiple types of processing elements. Able to know. For example, the processing device may include at least one processor.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 애플리케이션, 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 필요한 동작을 수행하기 위해 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 제어할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 임의의 물리적 또는 가상 처리 장치, 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다.The software may include a computer program, code, instruction, application, or a combination of one or more of these, and may constitute a processing device or independently or in combination to perform the required operation. (collectively) can control the processing unit. The software and/or data may be interpreted by the processing device or permanently in any physical or virtual processing device, computer storage medium or device, or transmitted signal wave to provide instructions or data to the processing device. , Or temporarily embody. The software may be stored or executed in a distributed manner on networked computer systems.
실시예와 관련된 소프트웨어나 데이터는 적어도 하나의 컴퓨터가 판독 가능한 기록 매체에 저장될 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 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 기술일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD, 블루레이 디스크 등과 같은 광학 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 특정한 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령은 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.Software or data related to the embodiment may be stored in at least one computer-readable recording medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like alone or in combination. The program instructions recorded in the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be techniques known to those skilled in the computer software technology. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs, DVDs, Blu-ray disks, etc., and floptical disks. Magneto-optical media such as, and certain hardware devices such as ROM, RAM, flash memory, and the like. The program instructions include not only machine language codes such as those produced by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operation of the embodiment, and vice versa.
이상과 같이 실시예들이 비록 유한한 실시예와 도면을 참조하여 설명되어 있으나, 통상의 기술자는 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 방향, 방법, 형태로 채용되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 실질적으로 동일하거나 유사한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with reference to finite embodiments and drawings, a person of ordinary skill in the art can make various modifications and variations from the above description. For example, the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or components such as the described system, structure, device, circuit, etc. are employed in the described direction, method, form, or other components or Substantially the same or similar results can be achieved even if substituted or substituted by equivalents.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and those equivalent to the claims also fall within the scope of the claims to be described later.
Claims (6)
토성 식별 모듈로부터 대상(target) 토양의 토성 식별 정보를 수신하는 단계;
토양수분센서로부터 상기 대상 토양의 용적수분함량(Volumetric Water Content; VWC) 측정값을 수신하는 단계; 및
상기 토성 식별 정보와 대응되는 토성별 보정계수 집합, 및 상기 용적수분함량 측정값을 아래 [수학식]에 적용하여 보정된 용적수분함량 측정값을 획득하는 단계;를 포함하고,
상기 대상 토양의 토성은 양토(loam), 사양토(sandy loam), 사질식양토(sandy clay loam), 원예상토(cocopeat) 중 어느 하나이고,
상기 보정된 용적수분함량 측정값이 미리 설정된 범위보다 작은 경우, 관수가 필요한 것으로 판단하고, 상기 보정된 용적수분함량 측정값이 미리 설정된 범위보다 큰 경우, 배수가 필요한 것으로 판단하되, 상기 토성이 양토인 경우 상기 미리 설정된 범위는 21% 내지 33%이고, 상기 토성이 사양토인 경우, 상기 미리 설정된 범위는 15% 내지 33%이고, 상기 토성이 사질식양토인 경우, 상기 미리 설정된 범위는 32% 내지 41%이고, 상기 토성이 원예상토인 경우, 상기 미리 설정된 범위는 20% 내지 60%이고,
상기 양토, 사양토, 사질식 양토 각각에 대해 미리 설정된 범위의 하한값 21%, 15%, 32%는 각각의 토양 수분장력(pF)이 4.0이 되는 영구위조점이고, 상기 양토, 사양토, 사질식 양토 각각에 대해 미리 설정된 범위의 상한값 33%, 33%, 41%는 각각의 토양 수분장력(pF)이 2.5가 되는 포장용수량을 의미하고, 상기 원예상토에 대해 미리 설정된 범위의 하한값 20%는 원예상토의 토양 수분장력(pF)이 2.5가 되는 영구위조점이고, 상한값 60%는 원예상토의 토양 수분장력(pF)이 1.0이 되는 포장용수량을 의미하는,
보정된 용적수분함량 측정값을 제공하는 방법.
[수학식]
VWCcp = aX2 + bX + c
여기에서, VWCcp는 보정된 용적수분함량 측정값, X는 용적수분함량 측정값, a, b, c는 상기 토성별 보정계수 집합에 포함된 상수를 의미하되,
상기 대상 토양의 토성이 양토인 경우, 상기 a, b, c는 각각 0.0486, 1.3640, 7.1261이고, 상기 대상 토양의 토성이 사양토인 경우, 상기 a, b, c는 각각 -0.0136, 1.4209, 9.3348이고, 상기 대상 토양의 토성이 사질식양토인 경우, 상기 a, b, c는 각각 -0.0070, 0.7417, 10.0491이고, 상기 대상 토양의 토성이 원예상토인 경우, 상기 a, b, c는 각각 -0.0104, 1.2365, 15.6451임.Maintaining at least one set of correction coefficients for each saturn;
Receiving Saturn identification information of a target soil from a Saturn identification module;
Receiving a volumetric water content (VWC) measurement value of the target soil from a soil moisture sensor; And
Comprising: a step of obtaining a corrected volumetric moisture content measurement value by applying the set of correction coefficients for each saturn corresponding to the Saturn identification information and the volumetric moisture content measurement value to the following [Equation], and,
Saturn of the target soil is any one of loam, sandy loam, sandy clay loam, and cocopeat,
If the corrected volumetric moisture content measurement value is less than a preset range, it is determined that irrigation is necessary, and when the corrected volumetric moisture content measurement value is greater than a preset range, it is determined that drainage is necessary, but the Saturn is loam. In the case of, the preset range is 21% to 33%, when the Saturn is sandy loam, the preset range is 15% to 33%, and when the Saturn is sandy loam, the preset range is 32% to 41 %, and when Saturn is horticultural soil, the preset range is 20% to 60%,
The lower limit values of 21%, 15%, and 32% of the preset range for each of the loam, sandy loam, and sandy loam are permanent forging points at which each soil moisture tension (pF) is 4.0, and the loam, sandy loam, and sandy loam respectively The upper limit values of 33%, 33%, and 41% of the preset range for each of the soil moisture tensions (pF) of 2.5 means the amount of paving water, and the lower limit of the preset range for the horticultural soil is 20% of the horticultural soil. It is a permanent forgery point at which the soil moisture tension (pF) becomes 2.5, and the upper limit value of 60% means the amount of water for pavement at which the soil moisture tension (pF) of the horticultural soil becomes 1.0.
A method of providing a calibrated volumetric moisture content measurement.
[Equation]
VWC cp = aX 2 + bX + c
Here, VWC cp denotes a corrected volumetric moisture content measurement value, X denotes a volumetric moisture content measurement value, and a, b, c denote constants included in the set of correction coefficients for each saturn,
When Saturn of the target soil is loam, a, b, and c are 0.0486, 1.3640, and 7.1261, respectively, and when Saturn of the target soil is sandy loam, a, b, and c are -0.0136, 1.4209, and 9.3348, respectively. , When the target soil is a sandy loam, a, b, and c are -0.0070, 0.7417, and 10.0491, respectively, and when the target soil is a horticultural soil, a, b, and c are -0.0104, respectively, It is 1.2365, 15.6451.
상기 제어 프로그램에 따라 동작하는 프로세서;
대상 토양의 토성을 식별하는 토성 식별 모듈; 및
대상 토양의 용적수분함량을 측정하는 토양수분센서
를 포함하고,
상기 제어 프로그램은,
적어도 하나의 토성별 보정계수 집합을 보유하는 단계;
상기 토성 식별 모듈로부터 대상 토양의 토성 식별 정보를 수신하는 단계;
상기 토양수분센서로부터 상기 대상 토양의 용적수분함량 측정값을 수신하는 단계; 및
상기 토성 식별 정보와 대응되는 토성별 보정계수 집합, 및 상기 용적수분함량 측정값을 아래 [수학식]에 적용하여 보정된 용적수분함량 측정값을 획득하는 단계:를 수행하고,
상기 대상 토양의 토성은 양토(loam), 사양토(sandy loam), 사질식양토(sandy clay loam), 원예상토(cocopeat) 중 어느 하나이고,
상기 보정된 용적수분함량 측정값이 미리 설정된 범위보다 작은 경우, 관수가 필요한 것으로 판단하고, 상기 보정된 용적수분함량 측정값이 미리 설정된 범위보다 큰 경우, 배수가 필요한 것으로 판단하되, 상기 토성이 양토인 경우 상기 미리 설정된 범위는 21% 내지 33%이고, 상기 토성이 사양토인 경우, 상기 미리 설정된 범위는 15% 내지 33%이고, 상기 토성이 사질식양토인 경우, 상기 미리 설정된 범위는 32% 내지 41%이고, 상기 토성이 원예상토인 경우, 상기 미리 설정된 범위는 20% 내지 60%이고,
상기 양토, 사양토, 사질식 양토 각각에 대해 미리 설정된 범위의 하한값 21%, 15%, 32%는 각각의 토양 수분장력(pF)이 4.0이 되는 영구위조점이고, 상기 양토, 사양토, 사질식 양토 각각에 대해 미리 설정된 범위의 상한값 33%, 33%, 41%는 각각의 토양 수분장력(pF)이 2.5가 되는 포장용수량을 의미하고, 상기 원예상토에 대해 미리 설정된 범위의 하한값 20%는 원예상토의 토양 수분장력(pF)이 2.5가 되는 영구위조점이고, 상한값 60%는 원예상토의 토양 수분장력(pF)이 1.0이 되는 포장용수량을 의미하는,
보정된 용적수분함량 측정값을 제공하는 장치.
[수학식]
VWCcp = aX2 + bX + c
여기에서, VWCcp는 보정된 용적수분함량 측정값, X는 용적수분함량 측정값, a, b, c는 상기 토성별 보정계수 집합에 포함된 상수를 의미하되,
상기 대상 토양의 토성이 양토인 경우, 상기 a, b, c는 각각 0.0486, 1.3640, 7.1261이고, 상기 대상 토양의 토성이 사양토인 경우, 상기 a, b, c는 각각 -0.0136, 1.4209, 9.3348이고, 상기 대상 토양의 토성이 사질식양토인 경우, 상기 a, b, c는 각각 -0.0070, 0.7417, 10.0491이고, 상기 대상 토양의 토성이 원예상토인 경우, 상기 a, b, c는 각각 -0.0104, 1.2365, 15.6451임.A memory in which a control program is recorded;
A processor operating according to the control program;
A Saturn identification module that identifies Saturn of the target soil; And
Soil moisture sensor that measures the volumetric moisture content of the target soil
Including,
The control program,
Maintaining at least one set of correction coefficients for each saturn;
Receiving Saturn identification information of the target soil from the Saturn identification module;
Receiving a volumetric moisture content measurement value of the target soil from the soil moisture sensor; And
A step of obtaining a corrected volumetric moisture content measurement value by applying the set of calibration coefficients for each saturn corresponding to the Saturn identification information and the volumetric moisture content measurement value to the following [Equation], and
Saturn of the target soil is any one of loam, sandy loam, sandy clay loam, and cocopeat,
If the corrected volumetric moisture content measurement value is less than a preset range, it is determined that irrigation is necessary, and when the corrected volumetric moisture content measurement value is greater than a preset range, it is determined that drainage is necessary, but the Saturn is loam. In the case of, the preset range is 21% to 33%, when the Saturn is sandy loam, the preset range is 15% to 33%, and when the Saturn is sandy loam, the preset range is 32% to 41 %, and when Saturn is horticultural soil, the preset range is 20% to 60% ,
The lower limit values of 21%, 15%, and 32% of the preset range for each of the loam, sandy loam, and sandy loam are permanent forging points at which each soil moisture tension (pF) is 4.0, and the loam, sandy loam, and sandy loam respectively The upper limit values of 33%, 33%, and 41% of the preset range for each of the soil moisture tensions (pF) of 2.5 means the amount of paving water, and the lower limit of the preset range for the horticultural soil is 20% of the horticultural soil. It is a permanent forgery point at which the soil moisture tension (pF) becomes 2.5, and the upper limit value of 60% means the amount of water for pavement at which the soil moisture tension (pF) of the horticultural soil becomes 1.0.
A device that provides a calibrated volumetric moisture content measurement.
[Equation]
VWC cp = aX 2 + bX + c
Here, VWC cp denotes a corrected volumetric moisture content measurement value, X denotes a volumetric moisture content measurement value, and a, b, c denote constants included in the set of correction coefficients for each saturn,
When Saturn of the target soil is loam, a, b, and c are 0.0486, 1.3640, and 7.1261, respectively, and when Saturn of the target soil is sandy loam, a, b, and c are -0.0136, 1.4209, and 9.3348, respectively. , When the target soil is a sandy loam, a, b, and c are -0.0070, 0.7417, and 10.0491, respectively, and when the target soil is a horticultural soil, a, b, and c are -0.0104, respectively, It is 1.2365, 15.6451.
제어 프로그램이 기록된 메모리;
상기 제어 프로그램에 따라 동작하는 프로세서; 및
대상 토양의 용적수분함량을 측정하는 토양수분센서
를 포함하고,
상기 제어 프로그램은,
적어도 하나의 토성별 보정계수 집합을 보유하는 단계;
상기 수신부를 통해 외부로부터 토성 식별 정보를 수신하는 단계;
상기 토양수분센서로부터 상기 대상 토양의 용적수분함량 측정값을 수신하는 단계; 및
상기 토성 식별 정보와 대응되는 토성별 보정계수 집합, 및 상기 용적수분함량 측정값을 아래 [수학식]에 적용하여 보정된 용적수분함량 측정값을 획득하는 단계:를 수행하고,
상기 대상 토양의 토성은 양토(loam), 사양토(sandy loam), 사질식양토(sandy clay loam), 원예상토(cocopeat) 중 어느 하나이고,
상기 보정된 용적수분함량 측정값이 미리 설정된 범위보다 작은 경우, 관수가 필요한 것으로 판단하고, 상기 보정된 용적수분함량 측정값이 미리 설정된 범위보다 큰 경우, 배수가 필요한 것으로 판단하되, 상기 토성이 양토인 경우 상기 미리 설정된 범위는 21% 내지 33%이고, 상기 토성이 사양토인 경우, 상기 미리 설정된 범위는 15% 내지 33%이고, 상기 토성이 사질식양토인 경우, 상기 미리 설정된 범위는 32% 내지 41%이고, 상기 토성이 원예상토인 경우, 상기 미리 설정된 범위는 20% 내지 60%이고,
상기 양토, 사양토, 사질식 양토 각각에 대해 미리 설정된 범위의 하한값 21%, 15%, 32%는 각각의 토양 수분장력(pF)이 4.0이 되는 영구위조점이고, 상기 양토, 사양토, 사질식 양토 각각에 대해 미리 설정된 범위의 상한값 33%, 33%, 41%는 각각의 토양 수분장력(pF)이 2.5가 되는 포장용수량을 의미하고, 상기 원예상토에 대해 미리 설정된 범위의 하한값 20%는 원예상토의 토양 수분장력(pF)이 2.5가 되는 영구위조점이고, 상한값 60%는 원예상토의 토양 수분장력(pF)이 1.0이 되는 포장용수량을 의미하는,
보정된 용적수분함량 측정값을 제공하는 장치.
[수학식]
VWCcp = aX2 + bX + c
여기에서, VWCcp는 보정된 용적수분함량 측정값, X는 용적수분함량 측정값, a, b, c는 상기 토성별 보정계수 집합에 포함된 상수를 의미하되,
상기 대상 토양의 토성이 양토인 경우, 상기 a, b, c는 각각 0.0486, 1.3640, 7.1261이고, 상기 대상 토양의 토성이 사양토인 경우, 상기 a, b, c는 각각 -0.0136, 1.4209, 9.3348이고, 상기 대상 토양의 토성이 사질식양토인 경우, 상기 a, b, c는 각각 -0.0070, 0.7417, 10.0491이고, 상기 대상 토양의 토성이 원예상토인 경우, 상기 a, b, c는 각각 -0.0104, 1.2365, 15.6451임.Receiver;
A memory in which a control program is recorded;
A processor operating according to the control program; And
Soil moisture sensor that measures the volumetric moisture content of the target soil
Including,
The control program,
Maintaining at least one set of correction coefficients for each saturn;
Receiving Saturn identification information from the outside through the receiving unit;
Receiving a volumetric moisture content measurement value of the target soil from the soil moisture sensor; And
A step of obtaining a corrected volumetric moisture content measurement value by applying the set of calibration coefficients for each saturn corresponding to the Saturn identification information and the volumetric moisture content measurement value to the following [Equation], and
Saturn of the target soil is any one of loam, sandy loam, sandy clay loam, and cocopeat,
If the corrected volumetric moisture content measurement value is less than a preset range, it is determined that irrigation is necessary, and when the corrected volumetric moisture content measurement value is greater than a preset range, it is determined that drainage is necessary, but the Saturn is loam. In the case of, the preset range is 21% to 33%, when the Saturn is sandy loam, the preset range is 15% to 33%, and when the Saturn is sandy loam, the preset range is 32% to 41 %, and when Saturn is horticultural soil, the preset range is 20% to 60%,
The lower limit values of 21%, 15%, and 32% of the preset range for each of the loam, sandy loam, and sandy loam are permanent forging points at which each soil moisture tension (pF) is 4.0, and the loam, sandy loam, and sandy loam respectively The upper limit values of 33%, 33%, and 41% of the preset range for each of the soil moisture tensions (pF) of 2.5 means the amount of paving water, and the lower limit of the preset range for the horticultural soil is 20% of the horticultural soil. It is a permanent forgery point at which the soil moisture tension (pF) becomes 2.5, and the upper limit value of 60% means the amount of water for pavement at which the soil moisture tension (pF) of the horticultural soil becomes 1.0.
A device that provides a calibrated volumetric moisture content measurement.
[Equation]
VWC cp = aX 2 + bX + c
Here, VWC cp is the corrected volumetric moisture content measurement value, X is the volumetric moisture content measurement value, and a, b, c denote constants included in the set of correction coefficients for each saturn,
When Saturn of the target soil is loam, the a, b, and c are 0.0486, 1.3640, and 7.1261, respectively, and when Saturn of the target soil is a sandy loam, a, b, and c are -0.0136, 1.4209, and 9.3348, respectively. , When the target soil is a sandy loam, a, b, and c are -0.0070, 0.7417, and 10.0491, respectively, and when the target soil is a horticultural soil, a, b, and c are -0.0104, respectively, 1.2365, 15.6451.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220148451A (en) | 2021-04-29 | 2022-11-07 | 주식회사 에스에스엘 | Soil moisture sensor compensation system using moisture volume percentage |
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- 2020-09-23 KR KR1020200123039A patent/KR102222190B1/en active IP Right Grant
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