KR102312050B1

KR102312050B1 - 식물재배 시험 온실 시스템

Info

Publication number: KR102312050B1
Application number: KR1020200142912A
Authority: KR
Inventors: 권영석; 강명규; 조성일
Original assignee: 주식회사 그리니쉬 농업회사법인
Priority date: 2020-10-30
Filing date: 2020-10-30
Publication date: 2021-11-02

Abstract

본 발명은 식물재배 시험 온실 시스템에 관한 것이다. 온실 내의 정해진 재배구역 내에서 복수의 생육인자의 조합에 의해 식물 재배 상태를 시험하는 본 발명의 시스템은, 상기 재배구역을 제1 축을 따라 m개의 섹션으로 구분하고, 상기 제1 축과 교차하는 제2 축을 따라 n개의 섹션으로 구분하는 것에 의해, 상기 재배구역은 복수의 단위 시험 섹션으로 구분되고, 제1 생육인자는 온도, 제2 생육인자는 광량으로 선택되고, 상기 제1 축을 따라 구분된 m개의 섹션 각각에 설치되고, 상기 제2 축을 따라 연장된 m개의 내부 온실로서, 온도가 서로 상이한 수준별로 조절되는 내부 온실; 상기 온실 내부에서 상기 내부 온실의 상측에, 상기 제2 축을 따라 형성된 n개의 섹션 각각에 대응하여 상기 내부 온실과 교차하는 방향으로 배치되고 승강조절되도록 설치되는 n개의 차광막으로서, 높이 조절에 의해 상기 n개의 섹션에 제공되는 광량을 조절하는 차광막; 상기 각각의 단위 시험 섹션 수준별 생육인자 조합이 형성되도록 생육인자의 수치값을 조절하는 재배환경 조절부; 및 상기 각각의 단위 시험 섹션 내의 해당 생육인자의 수치값을 센싱하는 복수의 센서를 포함할 수 있다.

Description

식물재배 시험 온실 시스템{PLANT CULTIVATION TEST GREENHOUSE SYSTEM}

본 발명은 복수의 식물 재배에 대한 생육인자를 실험계획에 부합되도록 설정하여 동시에 다변량 인자 및 수준을 시험할 수 있도록 하는 식물재배 시험 온실 시스템에 관한 것이다.

근래에는 ICT(Information and Communications Technologies) 기술을 이용하여 식물재배 환경을 제어하거나 식물재배의 최적화 조건 데이터를 취합하기 위한 온실로서 스마트팜이 이용되고 있다. 자동화된 제어가 이루어지는 스마트팜을 이용하면, 식물재배 환경을 적절하게 제어할 수 있으므로 식물재배 효율을 극대화할 수 있다.

그러나, 스마트팜을 이용하여 식물재배의 최적화 조건 데이터를 취합하기 위한 시험을 수행함에 있어서, 온실 내의 정해진 재배구역 내에서 온도, 광량, CO2, 습도, 풍량, 토양의 EC 등의 복수의 생육인자를 어떻게 조합하는가, 또는 재배구역을 어떠한 방식으로 분할하는가에 따라 시험을 위해 과도한 시간적 및 물적 자원이 투입될 수 있다.

또한, 종래에는 이와 같은 식물재배 시험에 있어서, 시간적 및 물적 자원의 한계 및 시험 기간 동안 소요되는 비용의 한계로 인해 도출되는 결과가 적절하지 않은 문제 또한 다수 발생하였다.

이에 따라, 적용하려는 식물재배 환경에 따라 식물재배 시험 조건을 능동적으로 배분하여 최적화된 시험을 수행할 수 있도록 하는 식물재배 시험 온실 시스템의 필요성이 대두되고 있는 실정이다.

한편, 종래의 중앙 처리 방식의 식물재배 시험의 경우 복수개의 생육인자 중 1개 또는 2개의 생육인자를 변화시키되, 다른 생육인자는 고정시키면서 복수회의 시험을 수행할 수밖에 없어, 다수의 생육인자를 시험조건으로 하여 시험을 수행하는 경우에는 시험에 과도한 시간이 소요되고, 각 시험 간의 데이터 편차를 보정하기가 어렵다는 문제가 있다. 또한, 복수회의 시험이 식물이 재배되는 동안 서로 다른 시점에서 별개로 수행되므로 동일 시점에서 복수의 생육인자 간의 상호 영향을 명확하게 규명하기 어렵다는 문제가 있다.

관련된 종래 특허문헌으로서 한국 공개특허공보 제10-2017-0061293호는 식물의 생육 환경을 시험하는 식물재배 시험 시스템을 개시하고 있다. 그러나, 상기 종래 특허문헌은 식물의 재배 온도, 습도 등의 생육인자의 수준을 온도 조절 유닛, 습도 조절 유닛 등을 통해 식물 재배의 환경을 제어하는 기술을 적용함에 그칠 뿐, 각 생육인자를 어떠한 방식으로 조합하여 식물 재배 상태를 시험할 것인지에 관한 기술은 전혀 시도되지 않고 있다.

공개특허공보 제10-2017-0061293호

본 발명의 목적은 식물의 시험 재배시에 필요한 복수의 생육인자의 조합 및 각 생육인자의 수준을 식물재배 시험 온실 내의 재배구역 내의 각 구역별로 다르게 하여 식물 재배 상태를 시험할 수 있도록 하는 식물재배 시험 온실 시스템을 제공함에 있다.

위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은 식물재배 시험 온실 시스템에 관한 것이다. 온실 내의 정해진 재배구역 내에서 복수의 생육인자의 조합에 의해 식물 재배 상태를 시험할 수 있는 상기 시스템은, 상기 재배구역을 제1 축을 따라 m개의 섹션으로 구분하고, 상기 제1 축과 교차하는 제2 축을 따라 n개의 섹션으로 구분하는 것에 의해, 상기 재배구역은 복수의 단위 시험 섹션으로 구분되고, 제1 생육인자는 온도, 제2 생육인자는 광량으로 선택되고, 상기 제1 축을 따라 구분된 m개의 섹션 각각에 설치되고, 상기 제2 축을 따라 연장된 m개의 내부 온실로서, 온도가 서로 상이한 수준별로 조절되는 내부 온실; 상기 온실 내부에서 상기 내부 온실의 상측에, 상기 제2 축을 따라 형성된 n개의 섹션 각각에 대응하여 상기 내부 온실과 교차하는 방향으로 배치되고 차광 정도가 조절 가능하게 설치되는 n개의 차광막으로서, 상기 n개의 섹션에 제공되는 광량을 조절하는 차광막; 상기 각각의 단위 시험 섹션 수준별 생육인자 조합이 형성되도록 생육인자의 수치값을 조절하는 재배환경 조절부; 및 상기 각각의 단위 시험 섹션 내의 해당 생육인자의 수치값을 센싱하는 복수의 센서를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 차광막은 상부 차폐막 및 상기 차폐막을 둘러싸며 하측이 개방된 내부 공간을 형성하는 측부 차폐막를 포함하는 복수의 차폐막을 구비하고, 상기 복수의 차폐막 각각은 상기 모터에 의해 개별적으로 상하 이동 가능하도록 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 차광막은 일 단부가 브라인드 롤에 감겨지도록 배치되며, 상기 브라인드 롤의 회전에 의해 상하 이동 가능하도록 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 차광막은 양측의 고정대에 각각 결합된 고정봉에 회전 가능하게 장착되며, 정해진 간격을 두고 상기 고정대의 높이방향으로 연속적으로 배열된 복수의 회전 차폐막을 구비할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 축 또는 상기 제2 축을 따라 서브 섹션을 나누어, 상기 제1 축을 따라 상기 제1 생육인자의 m개의 섹션 각각을 제3 생육인자에 대하여 서로 상이한 수준별로 조절되는 k개의 서브 섹션으로 구분하고, 상기 제2 축을 따라 상기 제2 생육인자의 n개의 섹션 각각을 제4 생육인자에 대하여 서로 상이한 수준별로 조절되는 j개의 서브 섹션으로 구분하고, 상기 제3 생육인자 및 상기 제4 생육인자 중 적어도 하나가 CO2 및 풍량 중에서 선택되는 경우, CO2 또는 풍량의 서로 상이한 수준별로 조절되는 상기 각각의 서브 섹션에는 상기 내부 온실의 내측에서 밀폐 공간을 형성하는 서브 온실이 개별적으로 구획될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 복수의 센서는 제1 생육인자를 측정하기 위한 제1 센서 세트, 제2 생육인자를 측정하기 위한 제2 센서 세트, 제3 생육인자를 측정하기 위한 제3 센서 세트, 및 제4 생육인자를 측정하기 위한 제4 센서 세트로 구분되며, 제1 센서 세트는 제1 축을 따라 구분된 m개의 섹션 각각에서 길이방향으로 연장 배열되며, 제2 센서 세트는 제2 축을 따라 형성된 n개의 섹션 각각에서 길이방향으로 연장 배열되며, 제3 센서 세트는 상기 제1 축을 따라 구분된 k개의 서브 섹션 각각에서 길이방향으로 연장 배열되며, 제4 센서 세트는 상기 제2 축을 따라 구분된 j개의 서브 섹션 각각에서 길이방향으로 연장 배열될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 복수의 센서로부터 센싱된 생육인자의 수치값 데이터를 수신하여 처리하는 연산부를 포함하며, 상기 각 센서 세트는 호스트 센서 및 상기 호스트 센서를 중심으로 대칭을 이루도록 배치되는 복수의 서브 센서를 구비하며, 상기 연산부는 상기 호스트 센서의 측정값 데이터 및 상기 복수의 서브 센서의 측정값 데이터들을 수신하여 통계값을 계산할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 연산부는 상기 센서 세트를 구성하는 복수의 센서 각각의 측정값 데이터 중, 일 센서의 측정값이 상기 일 센서 외의 다른 복수개의 센서의 측정값 모두로부터 사전에 정해진 범위를 벗어나는 경우, 상기 일 센서의 측정값은 제외하고 상기 통계값을 계산할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 재배환경 조절부는 물이 출입하는 유입구 및 토출구를 가지며, 상기 재배구역에 물을 공급하기 위하여 순환하는 수량이 서로 다른 복수의 레이어로 연결된 복수의 관수관을 포함하며, 상기 각각의 레이어를 구성하는 관수관에는 상기 각각의 서브 섹션에 배치되어 상기 각각의 서브 섹션에 공급되는 수량을 조절하기 위한 복수개의 밸브가 구비되며, 상기 제3 또는 제4 생육인자 중 습도가 포함되는 경우, 습도의 서로 다른 각 수준이 정해진 각 서브 섹션별로 서로 다른 레이어에 속하는 밸브가 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 관수관은 상기 레이어의 일측으로 배치되며 상기 각각의 레이어에 순환하는 물이 합류하여 상기 토출구로 토출되도록 형성되는 공유 관수관을 더 포함할 수 있다.

다른 측면에 따른 본 발명의 실시예에 따르면, 온실 내의 정해진 재배구역 내에 온도, 광량, CO2, 토양의 습도, 풍량, 토양의 EC 중에서 선택된 복수의 생육인자의 조합에 의해 식물 재배 상태를 시험할 수 있는 식물 재배 시험 온실 시스템에 있어서, 상기 재배구역은 제1 축을 따라 m개의 섹션으로 구분되고, 상기 제1 축과 교차하는 제2 축을 따라 n개의 섹션으로 구분되고, 상기 m개의 섹션 각각은 제1 생육인자에 대하여 서로 상이한 수준별로 조절되며, 상기 n개의 섹션 각각은 제2 생육인자에 대하여 서로 상이한 수준별로 조절되며, 상기 제1 생육인자는 광량으로 선택되고, 상기 제1 생육인자의 각 섹션에 대응하는 상기 각 재배구역의 상측에 차광 정도가 조절 가능하게 설치되는 차광막이 구비되어, 상기 제1 생육인자의 각 섹션에 제공되는 광량이 조절될 수 있게 구성되며, 상기 제2 생육인자는 온도로 선택되고, 상기 제2 생육인자의 각 섹션에 대응하는 상기 각 재배구역에는 내부 온실이 설치되며, 상기 각각의 단위 시험 섹션 수준별 생육인자 조합이 형성되도록 생육인자의 수치값을 조절하는 재배환경 조절부; 및 상기 각각의 단위 시험 섹션 내의 해당 생육인자의 수치값을 센싱하는 복수의 센서를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 축을 따라 상기 제1 생육인자의 m개의 섹션 각각은 제3 생육인자에 대하여 서로 상이한 수준별로 조절되는 k개의 서브 섹션으로 구분되거나, 또는 상기 제2 축을 따라 상기 제2 생육인자의 n개의 섹션 각각은 제4 생육인자에 대하여 서로 상이한 수준별로 조절되는 j개의 서브 섹션으로 구분되고, 상기 제3 또는 제4 생육인자는 풍량 및 CO2 중에서 선택되고, 선택된 생육인자에 대응하는 각 서브 섹션의 재배구역을 서로 격리하는 서브 온실이 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 축을 따라 상기 제3 생육인자의 k개의 서브 섹션 각각은 제5 생육인자에 대하여 서로 상이한 수준별로 조절되는 p개의 2차 서브 섹션으로 구분되거나, 또는 상기 제2 축을 따라 상기 제4 생육인자의 j개의 서브 섹션 각각은 제6 생육인자에 대하여 서로 상이한 수준별로 조절되는 q개의 2차 서브 섹션으로 구분되고, 상기 제5 또는 제6 생육인자는 토양의 습도, 토양의 EC 중에서 선택되고, 선택된 생육인자에 대응하는 각 서브 섹션의 재배구역을 서로 격리하는 2차 서브 온실이 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, CO2 또는 풍량을 측정하는 센서 세트는 다른 생육인자를 측정하는 센서 세트보다 더 적은 수의 센서로 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 식물의 시험 재배시에 필요한 복수의 생육인자의 조합 및 각 생육인자의 수준을 식물재배 시험 온실 내의 재배구역 내에서 순차적으로 구획된 각 구역별로 다르게 하여 식물 재배 상태를 시험할 수 있다.

또한, 차폐막과 온실을 각각 재배구역의 제1 방향과 제2 방향으로 교차 배치하여, 정해진 재배구역 내에서 다수의 생육인자의 각 수준을 교차 조절할 수 있다.

또한, 생육인자의 배치에 따라 시험에 필요한 센서의 수를 최소로 구성할 수 있다.

또한, 시공간적 시험 오차를 제거하여, 통계 처리가 가능한 수중으로 식물재배 요인을 최적화할 수 있고, 시간적 및 경제적으로 효율적인 시험을 수행할 수 있다.

또한, 생육요인의 교락/교호/상관관계 등을 정밀하게 규명할 수 있으며, 생육조건의 범위를 더욱 명확하게 하여 시험을 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 식물재배 시험 온실 시스템의 온실 내부 구조를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 각 차광막의 내부 온실과 차광막의 배치 관계를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1의 차광막의 여러 실시예들에 따른 차광 구조를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 식물재배 시험 온실 시스템의 재배구역을 제1 및 제2 생육인자의 각 수준별로 구분한 상태를 나타낸 평면도이다.
도 5은 도 4에 있어서 제1 및 제2 생육인자의 각 수준별로 구분하여 복수의 단위 시험 섹션을 형성한 상태를 나타낸 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 식물재배 시험 온실 시스템의 재배구역을 제3 및 제4 생육인자의 각 수준별로 구분한 상태를 나타낸 평면도이다.
도 7은 도 6에 있어서 제3 및 제4 생육인자의 각 수준별로 구분하여 복수의 서브 섹션을 형성한 상태를 나타낸 평면도이다.
도 8은 도 1의 온실 내부 구조를 상측에서 바라본 평면도이다.
도 9는 도 4의 온실 내부 구조를 측면에서 바라본 측면도이다.
도 10은 도 3의 제1 생육인자 및 제2 생육인자에 따라 구획된 각 단위 시험 섹션의 제1 및 제2 생육인자의 수치값을 센싱하는 센서 배치를 나타낸 도면이다.
도 11은 도 6의 제3 생육인자 및 제4 생육인자에 따라 구획된 각 서브 섹션의 제3 및 제4 생육인자의 수치값을 센싱하는 센서 배치를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 식물재배 시험 온실 시스템의 관수관 구조를 나타낸 평면도이다.
도 13는 본 발명의 다른 측면에 따른 본 발명에 따른 식물재배 시험 온실 시스템의 재배구역을 제1 내지 제5 생육인자의 각 수준별로 구분한 상태를 나타낸 도면이다.
도 14는 생육인자에 따라 서브 섹션 내의 센서의 수가 다르게 구성되는 것을 나타내는 평면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 식물재배 시험 온실 시스템의 온실 내부 구조를 나타낸 사시도이다. 도 2는 도 1의 각 차광막의 내부 온실과 차광막의 배치 관계를 나타낸 사시도이다. 도 3은 도 1의 차광막의 승강조절 구조를 나타낸 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 식물재배 시험 온실 시스템은 온실(1) 내의 정해진 재배구역(A) 내에서 복수의 생육인자의 조합에 의해 식물 재배 상태를 시험할 수 있도록 설계된다. 복수의 생육인자는 온도, 광량, CO2, 습도, 풍량, 토양의 EC 등을 포함한다. 온실(1) 내에는 복수의 내부 온실(10)이 설치된다. 온실(1) 및 내부 온실(10)는 내부를 외부로부터 격리하기 위한 비닐온실 형태로 형성될 수 있다.

재배구역(A) 내에는 복수의 재배격판(P)이 지면 위에 설치될 수 있다. 재배격판(P)은 상부가 개방된 상자 형태로 형성될 수 있으며, 재배격판(P)의 내부에는 식물 재배를 위한 흙이 채워진다. 각각의 재배격판(P)은 식물 재배 상태를 시험하기 위한 단위 섹션으로서의 역할을 수행할 수 있다.

각각의 내부 온실(10) 내에는 적어도 하나 이상의 재배격판(P)이 배치된다. 일 내부 온실(10) 내에 복수의 재배격판(P)이 배치되는 경우, 내부 온실(10) 내에는 각각의 재배격판(P)이 배치되는 내부 공간을 서로 격리하는 격막(11)이 설치된다. 격막(11)은 칸막이 형태로 각 재배격판(P) 사이에서 연장되어 격막(11)을 사이에 두고 내부 공간을 분리하도록 설치된다. 격막(11)은 각 생육인자 사이의 간섭을 피하기 위하여 선택적으로 설치될 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 온실(1)의 내부 및 내부 온실(10)의 외부에는 재배구역(A)의 각 구역에 도달하는 광량을 조절하기 위한 복수의 차광막(20)이 설치된다. 차광막(20)은 내부 온실(10)과 교차하는 방향으로 배치될 수 있다. 예를 들어 내부 온실(10)이 온실(1)의 길이방향으로 연장 배치될 수 있으며, 이 경우 차광막(20)은 온실(10)의 폭방향으로 연장 배치될 수 있다.

차광막(20)은 예를 들어 복수의 미세 통공을 갖는 검은색 천 또는 부직포로 형성될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 차광막(20)은 플레이트 형상으로 형성될 수도 있다. 차광막(20)은 온실(1)의 내부 천정에 하부로 연장되도록 연결되거나 별도의 고정장치(미도시)에 승강대(21)를 통해 연결되는 방식으로 설치될 수 있다.

차광막(20)은 상부 차폐막(21a) 및 상기 상부 차폐막(21a)을 둘러싸며 하측이 개방된 내부 공간을 형성하는 측부 차폐막(21b)을 포함하는 복수의 차폐막(21)을 포함한다. 차광막(20)은 예를 들어 하부가 개방된 직육면체 형태로 형성될 수 있으며, 이 경우 상부 차폐막(21a)은 1개, 측부 차폐막(21b)은 4개로 이루어질 수 있다.

차광막(20)은 모터에 연결되어 온실(1)의 높이방향으로 차광 정도가 조절 가능하게 설치된다. 제어부(100)는 적어도 하나 이상의 모터를 통해 차광막(20)의 높이를 제어할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 각각의 차폐막은 서로 연결되어 일체로 상하로 승강할 수 있다. 차광막(20)의 상부 차폐막(21a)에는 복수의 측부 차폐막(21b)이 연결될 수 있다. 차광막(20)의 상부 차폐막(21a)에는 모터가 연결되며, 제어부(100)가 모터를 통해 상부 차폐막(21a)을 상하로 승강시키면 복수의 측부 차폐막(21b)이 상부 차폐막(21a)을 따라 함께 승강된다.

도 3의 (a)에 도시된 다른 실시예에 따르면, 각각의 차폐막별로 제공되는 승강가이드부(미도시)를 통해 각 차폐막이 개별적으로 승강되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 상부 차폐막(21a)과 복수의 측부 차폐막(21b)이 개별적으로 승강 가능하도록 연결된다. 복수의 차폐막(21)은 각각 모터에 연결되며, 제어부(100)는 모터를 통해 각각의 차폐막(21)을 개별적으로 상하 이동시킬 수 있다.

도 3의 (b)에 도시된 다른 실시예에 따르면, 차광막(21c)은 일 단부가 브라인드 롤(22)에 감겨지도록 배치되며, 브라인드 롤(22)의 회전에 의해 상하 이동 가능하도록 제공될 수 있다. 차광막(21c)는 이중으로 설치될 수 있으며, 차광막(21c)의 상하 이동에 의해 빛의 투과량이 조절된다.

도 3의 (c)에 도시된 다른 실시예에 따르면, 차광막(21d)은 양측의 고정대(23)에 각각 결합된 고정봉(24)에 회전 가능하게 장착되며, 정해진 간격을 두고 고정대(24)의 높이방향으로 연속적으로 배열된 복수의 회전 차폐막(21d)을 구비할 수 있다. 회전 차폐막(21d)의 회전 정도에 따라 빛의 투과량이 조절된다.

재배환경 조절부(200)는 각각의 단위 시험 섹션(S) 수준별 생육인자 조합이 형성되도록 생육인자의 수치값을 조절하도록 제공된다. 재배환경 조절부(200)는 각각의 단위 시험 섹션(S)에 선택적으로 설치된 온도조절기, CO2 발생기, 관수관, 풍량 발생기, 비료 공급기의 작동을 제어하여 단위 시험 섹션(S)의 온도, CO2, 습도, 풍량, 토양의 EC를 개별적으로 조절할 수 있다.

복수의 센서(300)는 각각의 각각의 단위 시험 섹션(S) 내의 해당 생육인자의 수치값을 센싱하도록 제공된다.

센서(300)는 광량 센서, CO2 센서, 온도 센서, 습도 센서, 토양의 EC 센서를 포함하며, 각 센서(300)는 중복 배치될 수 있다. 광 센서, CO2 센서, 온도 센서, 습도 센서는 작물의 키보다 대략 30cm 높이에 설치되거나 내부 온실의 중간 정도의 높이에 배치할 수 있다. 온도 센서, 습도 센서, EC 센서는 식물의 뿌리의 30% 지점에 배치할 수 있다. 각 센서(300)는 유/무선 방식으로 센싱한 각 생육인자의 수치값 데이터를 연산부(400)에 송수신할 수 있으며, 연산부(400)는 복수의 수치값 데이터들을 취합하여 처리한 후, 처리된 데이터를 재배환경 조절부(200)에 송수신할 수 있다. 복수의 센서(300)에 관한 상세 설명은 후술한다.

도 4는 본 발명에 따른 식물재배 시험 온실 시스템의 재배구역을 제1 및 제2 생육인자의 각 수준별로 구분한 상태를 나타낸 평면도이다. 도 5은 도 4에 있어서 제1 및 제2 생육인자의 각 수준별로 구분하여 복수의 단위 시험 섹션을 형성한 상태를 나타낸 평면도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 식물재배 시험 온실 시스템은 재배구역(A)을 제1 축을 따라 m개의 섹션으로 구분하고, 제1 축과 교차하는 제2 축을 따라 n개의 섹션으로 구분하는 것에 의해, 재배구역(A)은 복수의 단위 시험 섹션(S)으로 구분된다. 각 단위 시험 섹션(S)에는 재배격판(P)이 배치되어 식물을 개별적으로 재배할 수 있다. 제1 축과 제2 축은 수직하게 교차하도록 정해질 수 있지만, 이에 제한되지 않고 임의의 각도를 갖고 교차하도록 정해질 수도 있다.

재배구역(A)은 제1 축을 따라 제1 생육인자의 상이한 수준별로 나눠지며, 제2 축을 따라 제2 생육인자의 상이한 수준별로 나눠진다. 본 명세서에서 수준의 의미는 시험을 위해 설정된 각 생육인자의 수치로 해석되며, 각 섹션의 생육인자의 실제 수치를 의미하는 것은 아니다. 각 섹션의 생육인자의 실제 수치는 각 섹션별로 설정된 생육인자의 수준에 근접하게 도달하도록 조절된다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 생육인자는 온도, 제2 생육인자는 광량으로 선택된다. 온도 및 광량은 각각 미리 정해진 수준별로 구분될 수 있다. 예를 들어, 온도는 15℃에서 30℃ 사이에서 15℃, 20℃, 25℃와 같은 3개의 수준으로 구분될 수 있으며, 광량은 100에서 3000Lux 사이에서 200Lux, 1000Lux, 2500Lux와 같은 3개의 수준으로 구분될 수 있다.

도 5를 참조하면, 제1 생육인자 섹션 분할 방향을 따라 's1-1'로 표시된 열에 속하는 각 섹션에서는 15℃의 온도가 설정되고, 's1-2'로 표시된 열에 속하는 각 섹션에서는 20℃의 온도가 설정되고, 's1-3'으로 표시된 열에 속하는 각 섹션에서는 25℃의 온도가 설정될 수 있다.

제2 생육인자 섹션 분할 방향을 따라's2-1'로 표시된 행에 속하는 각 섹션에서는 200Lux의 광량이 설정되고, 's2-2'로 표시된 행에 속하는 각 섹션에서는 1000Lux의 광량이 설정되고, 's2-3'으로 표시된 행에 속하는 각 섹션에서는 2500Lux의 광량이 설정될 수 있다.

이 경우, 구분된 복수의 단위 시험 섹션(S) 중 'ex1'로 표시된 단위 시험 섹션에서는 25℃의 온도 수준 및 1000Lux의 광량 수준이 설정된다.

내부 온실(10)은 제1 축을 따라 구분된 m개의 섹션 각각에 설치되고, 제2 축을 따라 연장된 m개의 내부 온실로서, 온도가 서로 상이한 수준별로 조절되도록 한다. 도 5를 참조하면, 내부 온실(10)은 's1-1'로 표시된 열, 's1-2'로 표시된 열, 및 's1-2'로 표시된 열에 각각 길이방향으로 연장되도록 설치된다. 각각의 내부 온실(10) 내에는 온도조절기가 설치된다. 이에 따라, 제1 생육인자가 온도로 선택되면, 제어부(100)는 온도조절기를 통해 복수의 열(s1-1, s1-2, s1-3) 중 서로 다른 열에 속하는 단위 시험 섹션(S)들의 온도를 서로 다르게 조절할 수 있다. 동시에, 각각의 내부 온실(10)은 복수의 열(s1-1, s1-2, s1-3) 중 특정 열에 속하는 각 단위 시험 섹션(S)들의 온도를 공통 분위기로 유지시킬 수 있다.

차광막(20)은 온실(1) 내부에서 내부 온실(10)의 상측에, 제2 축을 따라 형성된 n개의 섹션 각각에 내부 온실(10)과 교차하는 방향으로 배치되며, 높이 조절에 의해 n개의 섹션에 제공되는 광량을 조절한다. 도 5를 참조하면, 차광막(20)은 s2-1'로 표시된 행, 's2-2'로 표시된 행, 및 's2-3'으로 표시된 행에 각각 길이방향으로 연장되도록 설치된다. 제어부(100)는 차광막(20)의 상하 승강 정도를 제어하여 광량을 조절할 수 있다. 이에 따라, 제2 생육인자가 광량으로 선택되면, 제어부(100)는 차광막(20)의 승강을 조절하여 복수의 행(s2-1, s2-2, s2-3) 중 서로 다른 행에 속하는 단위 시험 섹션(S)들의 광량을 서로 다르게 조절할 수 있다. 동시에, 제어부(100)는 복수의 열(s2-1, s2-2, s2-3) 중 특정 행에 속하는 각 단위 시험 섹션(S) 들의 광량을 공통 분위기로 유지시킬 수 있다.

본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 제1 생육인자는 온도, 제2 생육인자는 습도로 선택된다. 온도 및 습도는 각각 미리 정해진 수준별로 구분될 수 있다. 이 경우 또한, 상기와 같은 방식으로 단위 시험 섹션(S)이 구획되며, 제2 생육인자를 광량에서 습도로 치환하되, 상술한 내용들이 그대로 적용 가능하다. 다만, 습도는 관수관(220)(도 12 참조)에 의해 각 단위 시험 섹션(S) 별로 조절된다. 관수관(220)은 각 단위 시험 섹션(S) 별로 밸브(221)가 구비되며, 밸브(221)의 개폐는 재배환경 조절부(200)에 의해 제어된다.

도 6은 본 발명에 따른 식물재배 시험 온실 시스템의 재배구역을 제3 및 제4 생육인자의 각 수준별로 구분한 상태를 나타낸 평면도이다. 도 7은 도 6에 있어서 제3 및 제4 생육인자의 각 수준별로 구분하여 복수의 서브 섹션을 형성한 상태를 나타낸 평면도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 식물재배 시험 온실 시스템은 도 4에서 나누어진 구역을 다시 제1 축 또는 제2 축을 따라 서브 섹션(SS)으로 나눈다. 제1 축을 따라 제1 생육인자의 m개의 섹션 각각을 제3 생육인자에 대하여 서로 상이한 수준별로 조절되는 k개의 서브 섹션(SS)으로 구분한다. 또한, 제2 축을 따라 제2 생육인자의 n개의 섹션 각각을 제4 생육인자에 대하여 서로 상이한 수준별로 조절되는 j개의 서브 섹션(SS)으로 구분한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 제3 생육인자 및 제4 생육인자 중 적어도 하나가 CO2 및 풍량 중에서 선택될 수 있다. CO2 및 풍량은 각각 미리 정해진 수준별로 구분될 수 있다. 예를 들어, CO2는 500ppm에서 2000ppm 사이에서 500ppm, 1000ppm, 1500ppm과 같은 3개의 수준으로 구분될 수 있으며, 풍량은 0.5m³/min 내지 4m³/min 사이에서 0.5m³/min, 2 m³/min, 4 m³/min와 같은 3개의 수준으로 구분될 수 있다.

이때, 제3 생육인자 또는 제4 생육인자 각각이 CO2 또는 풍량으로 선택될 수도 있다. 또는, 제3 생육인자 또는 제4 생육인자 중 어느 하나가 CO2 또는 풍량으로 선택될 수 있으며, 이 경우 다른 하나는 습도, 토양의 EC 중에서 선택될 수 있다. 습도, 풍량, 토양의 EC 또한 각각 미리 정해진 수준별로 구분될 수 있다. 예를 들어, 습도는 20%에서 80% 사이에서 3개의 수준으로 구분될 수 있으며, 토양의 EC는 1ds/m에서 20ds/m 사이에서 3개의 수준으로 구분될 수 있다.

도 7을 참조하면, 도 4를 참조하여 이미 설명한 바와 같이 제1 생육인자를 온도, 제2 생육인자를 광량으로 선택하여 재배구역(A)을 단위 시험 섹션으로 나눈 후, 이를 다시 제3 생육인자 및 제4 생육인자의 각 수준에 따라 복수의 서브 섹션(SS)으로 구획한다.

예를 들어, 제3 생육인자가 CO2, 제4 생육인자가 풍량으로 선택되었다고 가정하여 구획된 복수의 서브 섹션(SS)을 설명하면 다음과 같다.

제3 생육인자 섹션 분할 방향을 따라 's3-1'로 표시된 열에 속하는 각 섹션에서는 500ppm의 CO2가 설정되고, 's3-2'로 표시된 열에 속하는 각 섹션에서는 1000ppm의 CO2가 설정되고, 's3-3'으로 표시된 열에 속하는 각 섹션에서는 1500ppm의 CO2가 설정될 수 있다.

제4 생육인자 섹션 분할 방향을 따라 's4-1'로 표시된 행에 속하는 각 섹션에서는 0.5m³/min의 풍량이 설정되고, 's4-2'로 표시된 행에 속하는 각 섹션에서는 2 m³/min의 풍량이 설정되고, 's4-3'으로 표시된 행에 속하는 각 섹션에서는 4 m³/min의 풍량이 설정될 수 있다.

이 경우, 구분된 복수의 서브 섹션(SS) 중 'ex2'로 표시된 서브 섹션에서는 15℃의 온도 수준, 200Lux의 광량 수준, 1500ppm의 CO2 수준, 및 2 m³/min의 풍량 수준이 설정된다.

CO2 또는 풍량의 서로 상이한 수준별로 조절되는 각각의 서브 섹션(SS)에는 내부 온실(10)의 내측에서 밀폐 공간을 형성하는 서브 온실(30)이 개별적으로 구획될 수 있다. 서브 온실(30) 내에는 재배환경 조절부(200)에 의해 조절되는 CO2 발생기 또는 풍량 발생기가 설치되어, 서브 온실(30) 내부의 CO2 또는 풍량의 미리 정해진 수준으로 조절할 수 있다.

서브 온실(30)은 CO2 또는 풍량의 미리 정해진 수준으로 조절되는 재배구역(A)의 행 또는 열을 따라 길이방향으로 연장 배치된다. 이에 따라, 서브 온실(30) 내부에서 CO2 또는 풍량을 외부 환경과 다르게 설정한 설정값으로 유지할 수 있다. 서브 온실(30)은 도 1을 참조하면 추가적으로 재배격판(P)을 설치하여 공간을 분리하는 방식으로 형성되거나, 또는 내부 온실(10) 내에 별도의 온실을 설치하는 방식으로 형성될 수 있다.

도 8은 도 1의 온실 내부 구조를 상측에서 바라본 평면도이다. 도 9는 도 4의 온실 내부 구조를 측면에서 바라본 측면도로서, 도 9의 (a)는 도 4를 'd1' 방향으로부터 바라본 측면도이며, 도 9의 (b)는 도 4를 'd2' 방향으로부터 바라본 측면도이다. 차광막은 도 8에는 도시되어 있지 않으며, 도 9에 도시되어 있다.

도 8 및 도 9를 참조하여, 단위 시험 섹션(S) 및 서브 섹션(SS)을 구획하여 식물 재배 상태를 시험하기 위한 상세 구성을 설명하면 다음과 같다.

제1 생육인자는 온도, 제2 생육인자는 광량으로 선택되는 경우, 내부 온실(10)은 내부의 온도조절기를 통해 제1 생육인자의 각 수준을 조절하며, 차광막(20)은 온실(10) 내부로 들어오는 광량을 조절한다. 내부 온실(10)과 차광막(20)은 서로 교차하는 방향으로 연장되므로, 제1 생육인자 및 제2 생육인자의 각 수준별로 구분하여 시험할 수 있는 복수개의 단위 시험 섹션(S)이 구분된다.

단위 시험 섹션(S)은 제3 생육인자 및 제4 생육인자의 각 수준에 따라 복수개의 서브 섹션(SS)으로 구분될 수 있는데, 제3 생육인자 및 제4 생육인자 중 적어도 하나가 CO2 및 풍량 중에서 선택되는 경우, CO2 또는 풍량의 생육인자가 선택된 복수개의 서브 섹션(SS)에는 서브 온실(30)이 배치되어 내부의 CO2 또는 풍량이 미리 정해진 수준을 유지하도록 한다.

제1 생육인자 및 제2 생육인자의 조합에 따라 식물 재배 상태를 시험하는 경우, 식물은 복수개의 단위 시험 섹션(S)에서 재배되며 교차하는 내부 온실(10)과 차광막(20)에 따라 단위 시험 섹션(S)별로 온도와 광량의 정해진 각 수준에 도달하도록 제1 및 제2 생육인자의 수치값을 조절하면서 식물 재배 상태를 시험할 수 있다.

제1 내지 제4 생육인자의 조합에 따라 식물 재배 상태를 시험하는 경우, 식물은 복수개의 서브 섹션(SS)에서 재배되며 교차하는 내부 온실(10)과 차광막(20)에 따라 단위 시험 섹션(S)별로 온도와 광량의 정해진 각 수준에 도달하도록 제1 및 제2 생육인자의 수치값을 조절함과 동시에, 각 서브 섹션(SS)별로 제3 생육인자 및 제4 생육인자의 정해진 각 수준에 도달하도록 제3 및 제4 생육인자의 수치값을 조절하면서 식물 재배 상태를 시험할 수 있다.

본 발명에 따르면, 복수의 생육인자의 조합에 따라 재배구역을 복수개의 단위 시험 섹션(S) 및 복수개의 서브 섹션(SS)으로 구획하고, 각 단위 섹션(S)과 각 서브 섹션(SS)별로 해당 생육인자의 서로 다른 수준이 적용되도록 설계함으로써, 시험자가 원하는 생육인자의 유형 및 해당 생육인자의 수준에 따라 상기 재배구역 중 필요한 구역에만 선택적으로 식물을 재배할 수 있어, 수행되어야 할 시험의 수가 획기적으로 줄어들게 되는 장점이 있다. 즉, 시험자는 각 생육인자별로 또는 각 생육인자의 수준별로 나누어 별도의 재배구역에서 서로 다른 시험을 수행하거나 장기간에 걸쳐 다수의 시험을 수행하지 않더라도, 정해진 재배구역 내에서 한 번의 시험만으로도 고차원의 생육인자에 따른 식물 생장 결과를 얻을 수 있다.

도 10은 도 3의 제1 생육인자 및 제2 생육인자에 따라 구획된 각 단위 시험 섹션의 제1 및 제2 생육인자의 수치값을 센싱하는 센서 배치를 나타낸 도면이다. 도 11은 도 6의 제3 생육인자 및 제4 생육인자에 따라 구획된 각 서브 섹션의 제3 및 제4 생육인자의 수치값을 센싱하는 센서 배치를 나타낸 도면이다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 복수의 센서(300)는 제1 생육인자를 측정하기 위한 제1 센서 세트(310), 제2 생육인자를 측정하기 위한 제2 센서 세트(320), 제3 생육인자를 측정하기 위한 제3 센서 세트(330), 및 제4 생육인자를 측정하기 위한 제4 센서 세트(340)로 구분될 수 있다. 예를 들어, 각 센서 세트(310, 320, 330, 340)에는 1개 내지 5개의 센서(300)가 설치될 수 있다.

도 10의 (a)에는 제1 센서 세트(310), 도 10의 (b)에는 제2 센서 세트(320), 도 11의 (a)에는 제3 센서 세트(330), 도 11의 (b)에는 제4 센서 세트(340)의 배열이 각각 도시되어 있다.

제1 센서 세트(310)는 제1 축을 따라 구분된 m개의 섹션 각각에서 길이방향으로 연장 배열되며, 제2 센서 세트(320)는 제2 축을 따라 구분된 n개의 섹션 각각에서 길이방향으로 연장 배열되며, 제3 센서 세트(330)는 제1 축을 따라 구분된 k개의 서브 섹션 각각에서 길이방향으로 연장 배열되며, 제4 센서 세트는 제2 축을 따라 구분된 j개의 서브 섹션 각각에서 길이방향으로 연장 배열될 수 있다.

이와 같은 배열을 통해, 제1 내지 제4 생육인자 각각에 대하여 복수의 센서(330)를 각 서브 섹션(SS)별로 모두 배치하지 않더라도, 식물 재배 시험에 요구되는 각 생육인자의 영향을 최소한의 센서 배치를 통해 측정할 수 있다.

본 발명에 따른 식물재배 시험 온실 시스템은 연산부(400)를 더 포함할 수 있다. 연산부(400)는 복수의 센서(300)로부터 센싱된 생육인자의 수치값 데이터를 수신하여 처리할 수 있다.

각 센서 세트(310, 320, 330, 340)는 호스트 센서(300a) 및 호스트 센서(300a)를 중심으로 대칭을 이루도록 배치되는 복수의 서브 센서(300b)를 구비하며, 연산부(400)는 호스트 센서(300a)의 측정값 데이터 및 복수의 서브 센서(300b)의 측정값 데이터들을 수신하여 통계값을 계산할 수 있다. 호스트 센서(300a) 및 서브 센서(300b)는 각각 각 생육인자의 수치값을 센싱할 수 있다. 호스트 센서(300a)는 데이터 로거(data logger) 및 수집한 데이터들을 연산부(400)에 송수신하는 송수신 모듈를 포함하며, 서브 센서(300b)는 센싱한 각 생육인자의 수치값 데이터를 호스트 센서(300a)에 송신할 수 있다.

연산부(400)는 센서 세트(310, 320, 330, 340)를 구성하는 복수의 센서(300) 각각의 측정값 데이터 중, 일 센서(300)의 측정값이 상기 일 센서(300) 외의 다른 복수개의 측정값 모두로부터 사전에 정해진 범위를 벗어나는 경우, 상기 일 센서(300)의 측정값은 제외하고 통계값을 계산할 수 있다. 이를 통해, 일부 센서의 고장 또는 측정 오차로 인하여 잘못된 생육인자의 수치값이 얻어지는 문제를 방지할 수 있다.

한편, 제3 생육인자 및 제4 생육인자 중 적어도 하나가 CO2 및 풍량 중에서 선택되는 경우, CO2 또는 풍량의 생육인자가 선택된 복수개의 서브 섹션(SS)에는 밀폐 환경을 제공하는 서브 온실(30)이 배치된다. 따라서, 서브 온실(30) 내에 배치되는 제3 센서 세트(330) 또는 제4 센서 세트(340)는 하나의 센서만으로 구성될 수 있다.

제1 및 제2 센서 세트(310, 320)는 각 단위 시험 섹션(S)을 센싱하는 반면, 제3 및 제4 센서 세트(330, 340)는 각 서브 섹션(SS)을 센싱하므로 더 많은 수의 센서가 필요한데, 서브 온실(30) 내에 배치되는 제3 센서 세트(330) 또는 제4 센서 세트(340)를 하나의 센서로 구성함으로써 시험에 필요한 전체 센서의 수를 최소화할 수 있다.

도 12는 본 발명에 따른 식물재배 시험 온실 시스템의 관수관 구조를 나타낸 평면도이다.

도 12의 (a)를 참조하면, 재배환경 조절부(200)는 물이 출입하는 유입구 및 토출구를 가지며, 재배구역(A)에 물을 공급하기 위하여 순환하는 수량이 서로 다른 복수의 레이어(L)로 연결된 복수의 관수관(220)을 포함할 수 있다. 각 관수관(220)으로 외부로부터 물이 공급되며, 각 레이어(L)별로 순환하는 유량이 다르게 설정될 수 있다.

각각의 레이어(L)를 구성하는 관수관(220)에는 각각의 서브 섹션(SS)에 배치되어 각각의 서브 섹션(SS)에 배치되어 각각의 서브 섹션(SS)에 공급되는 수량을 조절하기 위한 복수개의 밸브(221)가 구비된다.

제3 또는 제4 생육인자 중 습도가 포함되는 경우, 습도의 서로 다른 각 수준이 정해진 각 서브 섹션(SS)별로 서로 다른 레이어(L)에 속하는 밸브(221)가 배치될 수 있다. 습도의 서로 다른 각 수준이 정해진 서브 섹션(SS)별로 서로 다른 레이어(L)를 배분함으로써 습도의 각 수준에 맞추어 각 레이어(L)에 물을 개별적으로 공급하여 습도를 서로 다른 값으로 조절할 수 있다.

도 12의 (b)를 참조하면, 관수관(220)은 레이어(L)의 일측으로 배치되며 각각의 레이어(L)에 순환하는 물이 합류하여 토출구(dp)로 배출되도록 형성되는 공유 관수관(222)을 포함할 수 있다. 각 레이어(L)를 순환한 물은 공유 관수관(222)을 통해 일괄적으로 토출구(dp)로 배출될 수 있다.

도 13는 본 발명의 다른 측면에 따른 본 발명에 따른 식물재배 시험 온실 시스템의 재배구역을 제1 내지 제5 생육인자의 각 수준별로 구분한 상태를 나타낸 도면이다. 도 13의 (a)는 제1 및 제2 생육인자의 각 수준별로 1차 구분한 상태를 나타내며, 도 13의 (b)는 제3 및 제4 생육인자의 각 수준별로 2차 구분한 상태를 나타내며, 도 13의 (c)는 제5 및 제6 생육인자의 각 수준별로 3차 구분한 상태를 나타내는 평면도이다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 온실 내의 정해진 재배구역(A) 내에 온도, 광량, CO2, 습도, 풍량, 토양의 EC 중에서 선택된 복수의 생육인자의 조합에 의해 식물 재배 상태를 시험할 수 있는 식물 재배 시험 온실 시스템이 제공된다.

도 13의 (a)를 참조하면, 재배구역(A)을 제1 축을 따라 m개의 섹션으로 구분하고, 제1 축과 교차하는 제2 축을 따라 n개의 섹션(S)으로 구분할 수 있다. m개의 섹션 각각은 제1 생육인자에 대하여 서로 상이한 수준별로 조절되며, n개의 섹션 각각은 제2 생육인자에 대하여 서로 상이한 수준별로 조절될 수 있다.

제1 생육인자는 광량으로 선택되고, 상기 제1 생육인자의 각 섹션에 대응하는 상기 각 재배구역의 차광 정도가 조절 가능하게 설치되는 차광막(20)이 구비되어, 상기 제1 생육인자의 각 섹션에 제공되는 광량이 조절될 수 있게 구성된다. 상기 제2 생육인자는 온도로 선택되고, 상기 제2 생육인자의 각 섹션에 대응하는 상기 각 재배구역에는 내부 온실이 설치된다.

상기 제1 축을 따라 상기 제1 생육인자의 m개의 섹션 각각은 제3 생육인자에 대하여 서로 상이한 수준별로 조절되는 k개의 서브 섹션으로 구분되거나, 또는 상기 제2 축을 따라 제2 생육인자의 n개의 섹션 각각은 제4 생육인자에 대하여 서로 상이한 수준별로 조절되는 j개의 서브 섹션으로 구분될 수 있다.

상기 제3 또는 제4 생육인자는 풍량 및 CO2 중에서 선택되고, 선택된 생육인자에 대응하는 각 서브 섹션의 재배구역을 서로 격리하는 서브 온실이 설치될 수 있다.

상기 제1 축을 따라 상기 제3 생육인자의 k개의 서브 섹션 각각은 제5 생육인자에 대하여 서로 상이한 수준별로 조절되는 p개의 2차 서브 섹션으로 구분되거나, 또는 상기 제2 축을 따라 상기 제4 생육인자의 j개의 서브 섹션 각각은 제6 생육인자에 대하여 서로 상이한 수준별로 조절되는 q개의 2차 서브 섹션으로 구분된다.

상기 제5 또는 제6 생육인자는 토양의 습도, 토양의 EC 중에서 선택되고, 선택된 생육인자에 대응하는 각 서브 섹션의 재배구역을 서로 격리하는 2차 서브 온실이 설치될 수 있다.

재배환경 조절부(200)는 각각의 단위 시험 섹션(S) 수준별 생육인자 조합이 형성되도록 생육인자의 수치값을 조절하도록 제공된다. 복수의 센서(300)는 각각의 각각의 단위 시험 섹션(S) 내의 해당 생육인자의 수치값을 센싱하도록 제공된다. 재배환경 조절부(200) 및 센서(300)의 상세 구성은 상술한 바와 같다.

본 명세서에는 재배구역을 복수의 생육인자의 각 수준별로 1차 내지 3차 구분하는 실시예들을 기재하였으나, 이에 한정되지 않고 재배구역을 이와 같은 방식으로 n차로 반복하여 구분할 수도 있다.

도 14는 생육인자에 따라 서브 섹션 내의 센서의 수가 다르게 구성되는 것을 나타내는 평면도이다.

CO2 및 풍량은 다른 생육인자보다 후순위 생육인자로 선택되고, CO2 또는 풍량을 측정하는 센서 세트는 다른 생육인자를 측정하는 센서 세트보다 더 적은 수의 센서로 구성될 수 있다.

도 14를 참조하면, 예를 들어 제3 생육인자가 CO2 또는 풍량으로 선택되고, 제4 생육인자가 CO2 및 풍량 외의 다른 생육인자로 선택되는 경우, 제3 생육인자에 대응하는 서브 섹션에는 밀폐 공간을 제공하는 온실이 설치된다. 따라서, 제3 생육인자에 대응하는 각 서브 섹션에는 하나의 센서가 배치되어도 온실 내의 제3 생육인자의 수치값을 측정 가능하며, 제4 생육인자에 대응하는 각 서브 섹션에는 1개의 호스트 센서와 4개의 서브 센서를 포함하는 5개의 센서가 배치될 수 있다.

후순위 생육인자는 서브 섹션 또는 2차 서브 섹션과 같이 선순위 생육인자보다 세분화된 재배 구역으로 구분되어 시험이 수행되므로, 후순위 생육인자를 측정하기 위해서는 선순위 생육인자보다 더 많은 수의 센서가 필요하다. 따라서, CO2 및 풍량을 다른 생육인자보다 후순위 생육인자로 선택함으로서, 전체 시험에 필요한 센서의 수를 크게 줄일 수 있게 된다.

이 분야의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명의 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.

1: 온실 10: 내부 온실
11: 격막 20: 차광막
21: 차폐막 21a: 상부 차폐막
21b: 측부 차폐막 30: 서브 온실
100: 제어부 200: 재배환경 조절부
220: 관수관 221: 관수관의 밸브
300: 센서 300a: 호스트 센서
300b: 서브 센서 310: 제1 센서 세트
330: 제3 센서 세트 340: 제4 센서 세트
400: 연산부 A: 재배구역
P: 재배격판 S: 단위 시험 섹션
SS: 서브 섹션 L: 관수관의 레이어
dp: 관수관의 토출구

Claims

식물 재배 시험 온실의 정해진 2차원 평면 형태의 식물 재배구역 내에서 식물 재배에 대한 복수의 생육 인자를 수준 별로 배치하고, 상기 생육인자 및 상기 생육인자의 수준에 따른 식물 재배 상태를 동시에 시험할 수 있는 식물 재배 시험 온실 시스템으로서,
상기 식물 재배구역을 서로 직교하는 제1 축과 제2 축을 따라 복수의 단위 시험 섹션으로 구분하되 상기 제1 축을 따라 m개의 섹션으로 구분하고, 상기 제2 축을 따라 n개의 섹션으로 구분하여, 상기 제1 축을 따라 상기 m개의 섹션에 대해 제1 생육인자를 수준별로 배치하고 상기 제2 축을 따라 상기 n개의 섹션에 대해 제2 생육인자를 수준별로 배치하고, 상기 제1 생육인자 및 제2 생육인자가 배치된 각 섹션 내에서 상기 제1 축과 제2 축을 따라 수준별로 제어가능한 복수의 섹션으로 구분하는 방식으로 상기 다른 2개의 생육인자에 대한 복수의 단위 시험 섹션을 구분하되 상기 m개의 섹션 각각을 제1 축을 따라 k개의 서브 섹션으로 구분하고, 상기 n개의 섹션 각각을 제2 축을 따라 j개의 서브 섹션으로 구분하여, 상기 제1 축을 따라 상기 k개의 서브 섹션에 대해 제3 생육인자를 수준별로 배치하고 상기 제2 축을 따라 상기 j개의 서브 섹션에 대해 제4 생육인자를 수준별로 배치하는 방식으로, 상기 재배구역이 복수의 생육 인자가 수준별로 배치되어 상기 생육인자의 수준에 따른 식물 재배 상태를 동시에 시험할 수 있는 복수의 단위 시험 섹션으로 구분하되,
1차로 배치되는 2개의 생육인자 중 제1 생육인자는 온도, 제2 생육인자는 광량으로 하여,
상기 m개의 섹션 각각에는 상기 제2 축을 따라 연장된 내부 온실을 배치함으로써, m개의 상기 내부 온실은 상기 제1 생육인자인 온도가 서로 다른 수준으로 조절되게 형성되며,
상기 n개 섹션 각각에는 상기 내부 온실의 상측으로 상기 제1 축을 따라 연장된 차광막을 배치하고, n개의 상기 차광막 각각은 n개의 섹션 각각에 제공되는 광량을 서로 다른 수준별로 조절가능하게 형성되되, 상기 각 차광막은 상기 n개의 섹션 각각에 대응하는 상부 차폐막을 포함하고 상기 각 차광막은 모터에 의해 개별적으로 높이가 조절됨으로써, 상기 높이 조절에 의해 차광 정도가 조절가능하게 구성되며,
2차로 배치되는 상기 제3 생육인자 또는 상기 제4 생육인자는 CO2 또는 풍량으로 하고,
상기 내부 온실의 내측에는 상기 서브 섹션에 대응하여 밀폐 공간을 형성하는 서브 온실이 형성되어, 상기 제3 생육인자 또는 상기 제4 생육인자인 CO2 또는 풍량이 상이한 수준별로 조절가능하게 구성되며,
상기 각각의 단위 시험 섹션 내의 해당 생육인자의 수치값을 센싱하는 복수의 센서를 포함하되, 상기 복수의 센서는, 상기 제1 생육인자를 측정하기 위한 제1 센서 세트, 상기 제2 생육인자를 측정하기 위한 제2 센서 세트, 상기 제3 생육인자를 측정하기 위한 제3 센서 세트, 및 상기 제4 생육인자를 측정하기 위한 제4 센서 세트로 구분되며, 상기 제1 센서 세트는 상기 m개의 섹션 각각에 할당되고, 상기 제2 센서 세트는 상기 n개의 섹션 각각에 할당되고, 상기 제3 센서 세트는 상기 k개의 서브 섹션 각각에 할당되고, 상기 제4 센서 세트는 상기 j개의 서브 섹션 각각에 할당되며,
상기 각각의 단위 시험 섹션 수준별 생육인자 조합이 형성되도록 생육인자의 수치값을 조절하는 재배환경 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 식물재배 시험 온실 시스템.
제1항에 있어서,
상기 차광막은 상기 상부 차폐막을 둘러싸는 측부 차폐막을 더 포함하여 상기 상부 차폐막 및 상기 측부 차페막을 의해 둘러싸인 하측이 개방된 내부 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는, 식물재배 시험 온실 시스템.
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제1항에 있어서,
상기 복수의 센서로부터 센싱된 생육인자의 수치값 데이터를 수신하여 처리하는 연산부를 포함하며,
상기 각 센서 세트는 호스트 센서 및 상기 호스트 센서를 중심으로 대칭을 이루도록 배치되는 복수의 서브 센서를 구비하며, 상기 연산부는 상기 호스트 센서의 측정값 데이터 및 상기 복수의 서브 센서의 측정값 데이터들을 수신하여 통계값을 계산하는 것을 특징으로 하는, 식물재배 시험 온실 시스템.
제7항에 있어서,
상기 연산부는 상기 각 센서 세트를 구성하는 복수의 센서 각각의 측정값 데이터 중, 일 센서의 측정값이 상기 일 센서 외의 다른 복수개의 센서의 측정값 모두로부터 사전에 정해진 범위를 벗어나는 경우, 상기 일 센서의 측정값은 제외하고 상기 통계값을 계산하는 것을 특징으로 하는, 식물재배 시험 온실 시스템.
제1항에 있어서,
상기 식물 재배구역은,
상기 제3 생육인자 및 제4 생육인자가 배치된 각 섹션 내에서 상기 제1 축과 제2 축을 따라 수준별로 제어가능한 복수의 섹션으로 구분하는 방식으로 추가의 다른 2개의 생육인자에 대한 복수의 단위 시험 섹션을 구분하되 상기 k개의 서브 섹션 각각을 제1 축을 따라 p개의 서브 섹션으로 구분하고, 상기 j개의 섹션 각각을 제2 축을 따라 q개의 서브 섹션으로 구분되되,
제5 생육인자를 토양의 습도로 하여, 상기 제5 생육인자가 수분별로 제어될 수 있도록 형성되되,
상기 재배환경조절부는, 물이 출입하는 유입구 및 토출구를 가지며 순환하는 수량이 서로 다른 복수의 레이어를 구성하는 관수관들을 포함하되, 상기 각 레이어를 구성하는 각 관수관에는 상기 제5 생육인자에 대응하는 서브 섹션에 대하여, 상기 습도가 수준별로 조절되도록 공급되는 수량을 조절하기 위한 복수개의 밸브가 구비되며, 상기 습도가 서로 다른 수준이 정해진 서브 섹션에는 서로 다른 레이어에 속하는 밸브가 배치된 것을 특징으로 하는, 식물재배 시험 온실 시스템.
제9항에 있어서,
상기 관수관은 상기 레이어의 일측으로 배치되며 상기 각각의 레이어에 순환하는 물이 합류하여 상기 토출구로 토출되도록 형성되는 공유 관수관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 식물재배 시험 온실 시스템.
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