KR102330939B1 - Smart aquaponics system device for urban agriculture - Google Patents
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Abstract
본 발명은 도시농업용 스마트 아쿠아포닉스 시스템 장치에 관한 것으로 물을 재순환시켜 증발되는 양만을 보충하도록 하여 가정에서 사용자 친환경적이며 신선한 채소 재배, 생산 뿐만 아니라, 실내 도시환경에서 향유하기 힘든 생태환경을 조성할 수 있도록 하는 방식의 아쿠아포닉스 시스템의 기반에서 GUI표시시스템 이벤트를 기록할 뿐만 아니라, 실시간으로 센싱 및 모니터링 가능하여 사용자가 액추에이터를 원격으로 제어 가능하여 센서의 임계값 등을 수정가능한 스마트 아쿠아포닉스 시스템을 적용함과 아울러, 재배장치에 적용될 실시간 모니터링 기술 및 무선통신을 기반으로 한 빅데이터화 및 이를 통해 개발 가능한 생육알고리즘의 시설재배시스템을 적용하도록 하기 위하여, 태양빛을 전달받아 전기를 생성하는 솔라셀(10); 상기 솔라셀(10)을 통해 전기를 공급 받으며, 하부에는 어류양식이 가능하도록 어항(21)이 구비되고, 상기 어항(21)의 상부에는 식물이 성장하는 식물재배포트(25)가 구비되며, 상기 어항(21)의 하부측과 식물재배포트(25)의 상부측에 연결되는 유기물공급관(29)이 구비되어, 상기 어항(21) 내에서 발생되는 배설물을 포함한 유기물이 모터(27)에 연결된 유기물공급관(29)을 통해 식물재배포트(25) 내의 흙에 공급되고, 상기 식물재배포트(25) 내의 흙에 공급된 유기물이 식물재배포트(25)에서 성장하는 식물에 의해 정화되어 어항(21) 내로 낙하공급되면서 물이 순환되도록 하는 아쿠아포닉스 본체(20); 상기 아쿠아포닉스 본체(20)에 연결되어 아쿠아포닉스 본체(20) 내의 온도, pH, 암모니아 및 용존산소량을 검출하는 검출센서(30); 상기 아쿠아포닉스 본체(20)에 연결되어 소리를 온/오프 할 수 있는 스피커(80); 상기 검출센서(30)에 연결되어 신호를 전달받아 검출량을 분석하여 적절한 온도, pH, 암모니아 및 용존산소량을 유지할 수 있도록 조절하는 제어모듈(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a smart aquaponics system device for urban agriculture, which recirculates water to supplement only the evaporated amount, so that it is user-friendly at home and not only for growing and producing fresh vegetables, but also for creating an ecological environment that is difficult to enjoy in an indoor urban environment. Smart Aquaponics that not only records GUI display system events, but also enables real-time sensing and monitoring, allowing the user to remotely control the actuator and modify the threshold value of the sensor. In addition to applying the system, in order to apply the facility cultivation system of the real-time monitoring technology to be applied to the cultivation equipment and the big data based on the wireless communication and the growth algorithm that can be developed through this, the solar that receives the sunlight and generates electricity cell 10; Electricity is supplied through the solar cell 10, and a fish tank 21 is provided in the lower part to enable fish farming, and a plant cultivation port 25 in which plants grow is provided in the upper part of the fish tank 21, An organic material supply pipe 29 connected to the lower side of the fish tank 21 and the upper side of the plant cultivation port 25 is provided, and organic matter including excrement generated in the fish tank 21 is connected to the motor 27 The organic material supplied to the soil in the plant cultivation port 25 through the organic material supply pipe 29, and the organic material supplied to the soil in the plant cultivation port 25 is purified by the plants growing in the plant cultivation port 25, and the fish tank 21 ) an aquaponics body 20 to circulate water while being supplied by falling into it; a detection sensor 30 connected to the aquaponics body 20 to detect temperature, pH, ammonia and dissolved oxygen amounts in the aquaponics body 20; a speaker 80 connected to the aquaponics body 20 to turn on/off the sound; and a control module 40 connected to the detection sensor 30 to receive a signal, analyze the detection amount, and adjust the appropriate temperature, pH, ammonia and dissolved oxygen amount to be maintained.
Description
본 발명은 도시농업용 스마트 아쿠아포닉스 시스템 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 물을 재순환시켜 증발되는 양만을 보충하도록 하여 가정에서 사용자 친환경적이며 신선한 채소 재배, 생산 뿐만 아니라, 실내 도시환경에서 향유하기 힘든 생태환경을 조성할 수 있도록 하는 방식의 아쿠아포닉스 시스템의 기반에서 GUI표시시스템 이벤트를 기록할 뿐만 아니라, 실시간으로 센싱 및 모니터링 가능하여 사용자가 액추에이터를 원격으로 제어 가능하여 센서의 임계값 등을 수정가능한 스마트 아쿠아포닉스 시스템을 적용함과 아울러, 재배장치에 적용될 실시간 모니터링 기술 및 무선통신을 기반으로 한 빅데이터화 및 이를 통해 개발 가능한 생육알고리즘의 시설재배시스템을 적용하도록 한 도시농업용 스마트 아쿠아포닉스 시스템 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a smart aquaponics system device for urban agriculture, and more particularly, by recirculating water to supplement only the evaporated amount, it is user-friendly and fresh vegetable cultivation and production at home, as well as difficult to enjoy in an indoor urban environment. In addition to recording GUI display system events on the basis of the aquaponics system that creates an ecological environment, sensing and monitoring in real time is possible, allowing the user to remotely control the actuator and modify the threshold value of the sensor A smart aquaponics system for urban agriculture that applies the possible smart aquaponics system, real-time monitoring technology to be applied to the cultivation equipment and big data based on wireless communication, and the facility cultivation system of the growth algorithm that can be developed through it. It's about the device.
일반적으로 수경재배는 흙을 사용하지 않고 식물체를 지지할 수 있는 배지를 이용하여 물과 수용성 영양분을 포함하는 배양액을 이용하여 식물을 키우는 것을 말한다. 수경재배의 장점은 외부와 차단된 시설재배가 가능하여 병충해의 오염이 방지되어 농약없이도 재배가 가능하며, 영양분을 작물에 따라 적절하게 공급할 수 있는 것이다.In general, hydroponics refers to growing plants using a culture medium containing water and water-soluble nutrients using a medium capable of supporting the plant without using soil. The advantage of hydroponics is that it can be cultivated in a facility that is blocked from the outside, preventing contamination from pests and diseases, so that it can be cultivated without pesticides, and nutrients can be properly supplied depending on the crop.
아쿠아포닉스(AQUAPONICS)는 상기의 수경재배(HYDROPONICS)에 양어(AQUACULTURE)를 결합한 것이다. 수경재배에서 필요한 영양분을 어류의 배설물을 통해 공급하며, 식물의 생물학적 작용을 통해 정화된 물을 어류의 양식에 사용하는 것이다. 아쿠아포닉스는 친환경적인 방식으로 어류의 양식과 식물의 재배를 동시에 하면서 유기농으로 식물을 재배할 수 있다.Aquaponics (AQUAPONICS) is a combination of the above hydroponics (HYDROPONICS) and aquaculture (AQUACULTURE). Nutrients necessary for hydroponics are supplied through fish excreta, and water purified through the biological action of plants is used for fish farming. Aquaponics can grow plants organically while simultaneously cultivating fish and plants in an eco-friendly way.
하지만 종래의 아쿠아포닉스 시스템에 의한 수경재배기는 대부분 메뉴얼로 관리되어 왔고 온도제어, 습도 제어 등 기본 센서에서 검출된 정보에 의존하여 식물의 재배를 수행하고 있으며 주로 관상용으로만 활용되었기 때문에 재배환경에 따른 즉각적인 환경 대응을 못할 뿐 아니라 활용도가 떨어져 폭넓은 사용 기대치를 충족하지 못하게 되는 문제점이 있었다.However, most of the hydroponic growers using the conventional aquaponics system have been managed manually, and plant cultivation is performed depending on the information detected from basic sensors such as temperature control and humidity control. There was a problem in that not only could it not respond immediately to the environment, but also it was not possible to meet a wide range of usage expectations due to low utilization.
이에 본 발명은 상기한 문제점을 일소하기 위해 창안한 것으로서, 물을 재순환시켜 증발되는 양만을 보충하도록 하여 가정에서 사용자 친환경적이며 신선한 채소 재배, 생산 뿐만 아니라, 실내 도시환경에서 향유하기 힘든 생태환경을 조성할 수 있도록 하는 방식의 아쿠아포닉스 시스템의 기반에서 GUI표시시스템 이벤트를 기록할 뿐만 아니라, 실시간으로 센싱 및 모니터링 가능하여 사용자가 액추에이터를 원격으로 제어 가능하여 센서의 임계값 등을 수정가능한 스마트 아쿠아포닉스 시스템을 적용함과 아울러, 재배장치에 적용될 실시간 모니터링 기술 및 무선통신을 기반으로 한 빅데이터화 및 이를 통해 개발 가능한 생육알고리즘의 시설재배시스템을 적용하도록 한 도시농업용 스마트 아쿠아포닉스 시스템 장치에 주안점을 두고 그 기술적 과제로서 완성한 것이다.Accordingly, the present invention was devised to eliminate the above problems, and by recycling water to supplement only the evaporated amount, it is user-friendly and fresh vegetable cultivation and production at home, as well as an ecological environment that is difficult to enjoy in an indoor urban environment. In addition to recording GUI display system events on the basis of the aquaponics system that allows In addition to applying the nicks system, the focus is on the smart aquaponics system device for urban agriculture that applies the real-time monitoring technology to be applied to the cultivation equipment and big data based on wireless communication and the facility cultivation system of the growth algorithm that can be developed through this. It was completed as a technical task.
위 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 도시농업용 스마트 아쿠아포닉스 시스템 장치를 구성함에 있어서, 태양빛을 전달받아 전기를 생성하는 솔라셀(10); 상기 솔라셀(10)을 통해 전기를 공급 받으며, 하부에는 어류양식이 가능하도록 어항(21)이 구비되고, 상기 어항(21)의 상부에는 식물이 성장하는 식물재배포트(25)가 구비되며, 상기 어항(21)의 하부측과 식물재배포트(25)의 상부측에 연결되는 유기물공급관(29)이 구비되어, 상기 어항(21) 내에서 발생되는 배설물을 포함한 유기물이 모터(27)에 연결된 유기물공급관(29)을 통해 식물재배포트(25) 내의 흙에 공급되고, 상기 식물재배포트(25) 내의 흙에 공급된 유기물이 식물재배포트(25)에서 성장하는 식물에 의해 정화되어 어항(21) 내로 낙하공급되면서 물이 순환되도록 하는 아쿠아포닉스 본체(20); 상기 아쿠아포닉스 본체(20)에 연결되어 아쿠아포닉스 본체(20) 내의 온도, pH, 암모니아 및 용존산소량을 검출하는 검출센서(30); 상기 아쿠아포닉스 본체(20)에 연결되어 소리를 온/오프 할 수 있는 스피커(80); 상기 검출센서(30)에 연결되어 신호를 전달받아 검출량을 분석하여 적절한 온도, pH, 암모니아 및 용존산소량을 유지할 수 있도록 조절하는 제어모듈(40);을 포함하고, 상기 식물재배포트(25)의 상부측에 이격되어 조명등(50)이 구비되어지되, 상기 조명등(50)은 온도조절이 용이하도록 각기 다른 흰색군, 적색군, 청색군, 녹색군의 조합으로 형성된 LED bar 형태로 형성되며, 상기 검출센서(30)를 통해 어항(21) 내에서 검출된 온도, pH, 암모니아 및 용존산소량을 포함하는 데이터는 블루투스, 지그비, WiFi 무선통신 중 어느 하나를 통해 스마트폰(60)에 전송되어 모니터링 가능하도록 하며, 상기 데이터에 의한 위험 환경 이상발생 시 SMS 전송 및 경보신호가 작동되도록 구성되고, 상기 검출센서(30)에 의한 아쿠아포닉스 본체(20) 내의 적정값은 온도 18∼30℃, pH 6∼8mg/l, 암모니아 1 mg/l 이하, 용존산소량 7~10 ppm 이상으로 구성되며, 상기 식물재배포트(25)와 어항(21) 사이에 배수정화판체(70)가 구비되어지되, 상기 식물재배포트(25)에서 배출된 순환수가 배수정화판체(70)를 거쳐 배수정화판체(70)의 일측에 형성된 통공(72)을 통해 어항(21) 내로 낙하되도록 구성되고, 상기 통공(72)은 배수정화판체(70)의 일측 테두리부 근처에 형성되며, 상기 배수정화판체(70)는 통공(72) 측으로 경사지게 형성됨으로써 식물재배포트(25)에서 배출된 순환수가 배수정화판체(70)의 경사면을 따라 통공(72) 측으로 안내되도록 구성되며, 상기 배수정화판체(70) 상의 통공(72) 주변에는 식물재배포트(25)에서 배출된 순환수 상에서 이물질을 걸러내도록 거름망체(75)가 구성되고, 상기 식물재배포트(25), 배수정화판체(70) 및 어항(21)은 상호간에 대응 형성된 단턱부(92)에 의해 걸림 지지되도록 구성하는 것을 기술적 특징으로 한다.The present invention for achieving the above technical problem, in configuring a smart aquaponics system device for urban agriculture, a solar cell (10) for generating electricity by receiving sunlight; Electricity is supplied through the
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상기한 본 발명에 의하면 물을 재순환시켜 증발되는 양만을 보충하도록 하여 가정에서 사용자 친환경적이며 신선한 채소 재배, 생산 뿐만 아니라, 실내 도시환경에서 향유하기 힘든 생태환경을 조성할 수 있도록 하는 방식의 아쿠아포닉스 시스템의 기반에서 GUI표시시스템 이벤트를 기록할 뿐만 아니라, 실시간으로 센싱 및 모니터링 가능하여 사용자가 액추에이터를 원격으로 제어 가능하여 센서의 임계값 등을 수정가능한 스마트 아쿠아포닉스 시스템을 적용함과 아울러, 재배장치에 적용될 실시간 모니터링 기술 및 무선통신을 기반으로 한 빅데이터화 및 이를 통해 개발 가능한 생육알고리즘의 시설재배시스템을 적용하도록 하는 등의 효과가 있다.According to the present invention described above, aquaponics is a method that can create an ecological environment difficult to enjoy in an indoor urban environment as well as user-friendly and fresh vegetable cultivation and production at home by recirculating water to supplement only the evaporated amount. In addition to recording GUI display system events on the basis of the system, it is possible to sense and monitor in real time, allowing the user to remotely control the actuator, and apply a smart aquaponics system that can modify the threshold value of the sensor, and There are effects such as real-time monitoring technology to be applied to devices and big data based on wireless communication, and the application of a facility cultivation system of a growth algorithm that can be developed through this.
도 1은 본 발명에 의한 도시농업용 스마트 아쿠아포닉스 시스템 장치의 구성 개략 예시도
도 2는 본 발명에 의한 아쿠아포닉스 시스템 설계 예시도
도 3은 본 발명에 의한 아쿠아 재배기 및 인공광, 온도, 수분 시간 설치 구성 예시도
도 4는 본 발명에 의한 식물생장용 LED bar의 예시도
도 5는 본 발명에 의한 지그비 및 블루투스 통신회로 설계 예시도
도 6은 본 발명에 의한 SMS전송 및 모니터링 실시 예시도
도 7 및 본 발명에 의한 식물재배포트, 배수정화판체 및 어항의 설치 구성 예시도1 is a schematic illustration of the configuration of a smart aquaponics system device for urban agriculture according to the present invention;
2 is an exemplary view of an aquaponics system design according to the present invention;
3 is an exemplary view of the installation configuration of an aqua grower and artificial light, temperature, and water time according to the present invention
4 is an exemplary view of an LED bar for plant growth according to the present invention
5 is an exemplary diagram of Zigbee and Bluetooth communication circuit design according to the present invention;
6 is an exemplary diagram of SMS transmission and monitoring according to the present invention;
7 and an exemplary view of the installation configuration of the plant cultivation port, the drainage purifying plate body and the fish tank according to the present invention
이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, specific details for carrying out the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 물을 재순환시켜 증발되는 양만을 보충하도록 하여 가정에서 사용자 친환경적이며 신선한 채소 재배, 생산 뿐만 아니라, 실내 도시환경에서 향유하기 힘든 생태환경을 조성할 수 있도록 하는 방식의 아쿠아포닉스 시스템의 기반에서 GUI표시시스템 이벤트를 기록할 뿐만 아니라, 실시간으로 센싱 및 모니터링 가능하여 사용자가 액추에이터를 원격으로 제어 가능하여 센서의 임계값 등을 수정가능한 스마트 아쿠아포닉스 시스템을 적용함과 아울러, 재배장치에 적용될 실시간 모니터링 기술 및 무선통신을 기반으로 한 빅데이터화 및 이를 통해 개발 가능한 생육알고리즘의 시설재배시스템을 적용하도록 한 도시농업용 스마트 아쿠아포닉스 시스템 장치 및 그 시스템 장치를 이용한 수경재배방법에 관한 것으로서 도 1 내지 도 7을 참조하여 보면 솔라셀(10), 아쿠아포닉스 본체(20), 검출센서(30), 스피커(80) 및 제어모듈(40)을 포함하여 이루어진다.The present invention is a user-friendly, user-friendly, fresh vegetable cultivation and production at home by recirculating water to supplement only the amount evaporated, as well as creating an ecological environment that is difficult to enjoy in an indoor urban environment. In addition to recording events in the GUI display system, real-time sensing and monitoring are possible, allowing the user to remotely control the actuator and to apply the smart aquaponics system that can modify the threshold value of the sensor, as well as being applied to the cultivation device. It relates to a smart aquaponics system device for urban agriculture and a hydroponics method using the system device to apply a facility cultivation system of a growth algorithm that can be developed through big dataization based on real-time monitoring technology and wireless communication, and FIGS. 1 to Referring to FIG. 7 , a
본 발명의 도시농업용 스마트 아쿠아포닉스 시스템 장치를 구현하기 위해 먼저 도 1에서와 같이 태양빛을 전달받아 전기를 생성하는 솔라셀(10)이 구비된다. 상기 솔라셀(10)을 통해 생성되는 전기는 후술되는 모터(27), 조명등(50), 검출센서(30) 및 제어모듈(40) 등의 전기기기에 공급된다.In order to implement the smart aquaponics system device for urban agriculture of the present invention, a
상기 아쿠아포닉스 본체(20)는 도 1에서와 같이 하부에 어항(21)이 구비되고, 상부에 식물재배포트(25)가 구비된다.The
아쿠아포닉스는 물고기 양식(Aquaculture)과 식물의 수경재배(Hydroponics)를 결합한 신기술로, 물고기를 키우면서 발생하는 유기물을 이용해 식물을 수경 재배하는 순환형 친환경 농법을 말한다. 즉, 물고기 배설물은 미생물로 분해돼 수조 속 식물의 영양분이 되고, 식물이 질소를 흡수하고 남은 깨끗한 물은 수조로 다시 돌아가는 방식으로 이루어진다.Aquaponics is a new technology that combines aquaculture and hydroponic cultivation of plants. In other words, fish excrement is decomposed into microorganisms to become nutrients for plants in the tank, and the plants absorb nitrogen and the remaining clean water is returned to the tank.
아쿠아포닉스는 물고기 수조와 식물의 선반을 연결한 파이프를 통해 물이 지속적으로 순환되는 시스템이다. 보통 양어장에서는 물고기의 배설물이 많아지면 이것이 독소로 작용하기 때문에 물 교체를 자주 해야 하지만, 아쿠아포닉스에서는 물을 교체해야 하는 번거로움이 없다.Aquaponics is a system in which water is continuously circulated through a pipe connecting the fish tank and the shelf of the plant. Normally, in fish farms, when there is a lot of fish excrement, it acts as a toxin, so the water needs to be changed frequently, but in Aquaponics, there is no hassle of changing the water.
또 비료와 농약이 사용되지 않는 것은 물론 버려지는 자원이 거의 없다는 점에서 친환경적인 농법이다. 아울러 물고기에게 모이를 주거나 수경재배용 파종 작업 외에는 사람이 신경 쓸 일도 거의 없기 때문에 적은 노동력으로도 가능하다는 장점이 있다. 이 방식은 물 소비량이 일반 농장의 10분의 1에 불과하다는 장점이 있는 것은 물론 최근 친환경 농법으로 주목받으면서 점차 확산되고 있는 추세다.In addition, it is an eco-friendly farming method in that no fertilizers and pesticides are used, as well as few resources are wasted. In addition, it has the advantage of being able to do it with little labor because there is little human need to worry about other than feeding the fish or sowing for hydroponics. This method has the advantage that water consumption is only one-tenth of that of a general farm, and has recently been attracting attention as an eco-friendly farming method and is gradually spreading.
이러한 아쿠아포닉스 본체(20)를 상세하게 설명하면, 하부에는 어류양식이 가능하도록 어항(21)이 구비되고, 상기 어항(21)의 상부에는 식물이 성장하는 식물재배포트(25)가 구비되며, 상기 어항(21)의 하부측과 식물재배포트(25)의 상부측에 연결되는 유기물공급관(29)이 구비되어, 상기 어항(21) 내에서 발생되는 배설물을 포함한 유기물이 모터(29a)에 연결된 유기물공급관(29)을 통해 식물재배포트(25) 내의 흙에 공급되고, 상기 식물재배포트(25) 내의 흙에 공급된 유기물이 식물재배포트(25)에서 성장하는 식물에 의해 정화되어 어항(21) 내로 낙하공급되면서 물이 순환되도록 구성된다.When the
그리고, 도 1에서와 같이 상기 아쿠아포닉스 본체(20)에 연결되어 소리를 온/오프를 할 수 있는 스피커(80)가 구비되고, 상기 아쿠아포닉스 본체(20)에 연결되어 아쿠아포닉스 본체(20) 내의 온도, pH, 암모니아 및 용존산소량을 검출하는 검출센서(30)가 구비되고, 상기 검출센서(30)에 연결되어 신호를 전달받아 검출량을 분석하여 적절한 온도, pH, 암모니아 및 용존산소량을 유지할 수 있도록 조절하는 제어모듈(40)이 구비된다.In addition, as shown in FIG. 1 , a
또한, 상기 식물재배포트(25) 내에 심겨진 식물의 재배를 위해 도 1에서와 같이 상기 식물재배포트(25)의 상부측에 이격되어 조명등(50)이 구비되고, 이때 도 4에서와 같이 상기 조명등(50)은 온도조절이 용이하도록 각기 다른 흰색군, 적색군, 청색군, 녹색군의 조합으로 형성된 LED bar 형태로 형성되도록 하는 것이 바람직하다.In addition, for the cultivation of plants planted in the
한편, 상기 검출센서(31)를 통해 어항(21) 내에서 검출된 온도, pH, 암모니아 및 용존산소량을 포함하는 데이터는 블루투스, 지그비, WiFi 무선통신 중 어느 하나를 통해 스마트폰(60)에 전송되어 모니터링 가능하도록 하며, 상기 데이터에 의한 위험 환경 이상발생 시 SMS 전송 및 경보신호가 작동되도록 구성함이 바람직한데, 이때, 상기 검출센서(30)에 의한 아쿠아포닉스 본체(20) 내의 적정값은 온도 18∼30℃, pH 6∼8mg/l, 암모니아 1 mg/l 이하, 용존산소량 7~10 ppm 이상이 유지되도록 함이 바람직하다.On the other hand, the data including the temperature, pH, ammonia and dissolved oxygen amount detected in the
상기 아쿠아포닉스 본체(20)의 상세한 구성으로서, 도 7에서와 같이 상기 식물재배포트(25)와 어항(21) 사이에 배수정화판체(70)가 구비되어지되, 상기 식물재배포트(25)에서 배출된 순환수가 배수정화판체(70)를 거쳐 배수정화판체(70)의 일측에 형성된 통공(72)을 통해 어항(21) 내로 낙하되도록 구성한다.As a detailed configuration of the
이때, 상기 통공(72)은 배수정화판체(70)의 일측 테두리부 근처에 형성되며, 상기 배수정화판체(70)는 통공(72) 측으로 경사지게 형성됨으로써 식물재배포트(25)에서 배출된 순환수가 배수정화판체(70)의 경사면을 따라 통공(72) 측으로 안내되도록 구성하는 것이 바람직하고, 상기 배수정화판체(70) 상의 통공(72) 주변에는 식물재배포트(25)에서 배출된 순환수 상에서 이물질을 걸러내도록 거름망체(75)가 구비되게 하는 것이 바람직하며, 상기 식물재배포트(25), 배수정화판체(70) 및 어항(21)은 상호간에 대응 형성된 단턱부(92)에 의해 걸림 지지되도록 구성하는 것이 바람직하다.At this time, the
상기와 같은 본 발명의 도시농업용 스마트 아쿠아포닉스 시스템 장치를 이용한 수경재배방법은, 태양빛을 전달받아 전기를 생성하는 솔라셀(10)을 준비하고, 상기 솔라셀(10)을 통해 전기를 공급 받으며, 하부에는 어류양식이 가능하도록 어항(21)이 구비되고, 상기 어항(21)의 상부에는 식물이 성장하는 식물재배포트(25)가 구비되며, 상기 어항(21)의 하부측과 식물재배포트(25)의 상부측에 연결되는 유기물공급관(29)이 구비되어, 상기 어항(21) 내에서 발생되는 배설물을 포함한 유기물이 모터(29a)에 연결된 유기물공급관(29)을 통해 식물재배포트(25) 내의 흙에 공급되고, 상기 식물재배포트(25) 내의 흙에 공급된 유기물이 식물재배포트(25)에서 성장하는 식물에 의해 정화되어 어항(21) 내로 낙하공급되면서 물이 순환되도록 하는 아쿠아포닉스 본체(20)를 준비하며, 상기 아쿠아포닉스 본체(20)에 연결되어 아쿠아포닉스 본체(20) 내의 온도, pH, 암모니아 및 용존산소량을 검출하는 검출센서(30)를 준비하고, 상기 아쿠아포닉스 본체(20)에 연결되어 소리를 온/오프 할 수 있는 스피커(80)를 준비하고, 상기 검출센서(30)에 연결되어 신호를 전달받아 검출량을 분석하여 적절한 온도, pH, 암모니아 및 용존산소량을 유지할 수 있도록 조절하는 제어모듈(40)을 준비하며, 상기 식물재배포트(25)의 상부측에 이격되어 온도조절이 용이하도록 각기 다른 흰색군, 적색군, 청색군, 녹색군의 조합으로 형성된 LED bar 형태로 형성되는 조명등(50)을 준비하여, 상기 검출센서(31)를 통해 어항(21) 내에서 검출된 온도, pH, 암모니아 및 용존산소량을 포함하는 데이터는 블루투스, 지그비, WiFi 무선통신 중 어느 하나를 통해 스마트폰(60)에 전송되어 모니터링 가능하도록 하며, 상기 데이터에 의한 위험 환경 이상발생 시 SMS 전송 및 경보신호가 작동되도록 하고, 상기 검출센서(30)에 의한 아쿠아포닉스 본체(20) 내의 적정값은 온도 18∼30℃, pH 6∼8mg/l, 암모니아 1 mg/l 이하, 용존산소량 7~10 ppm 이상 유지되도록 하여 이루어지게 한다.The hydroponics method using the smart aquaponics system device for urban agriculture of the present invention as described above prepares a
이때, 상기 식물재배포트(25)와 어항(21) 사이에 배수정화판체(70)가 구비되어지되, 상기 식물재배포트(25)에서 배출된 순환수가 배수정화판체(70)를 거쳐 배수정화판체(70)의 일측에 형성된 통공(72)을 통해 어항(21) 내로 낙하되도록 하고, 상기 통공(72)은 배수정화판체(70)의 일측 테두리부 근처에 형성되며, 상기 배수정화판체(70)는 통공(72) 측으로 경사지게 형성됨으로써 식물재배포트(25)에서 배출된 순환수가 배수정화판체(70)의 경사면을 따라 통공(72) 측으로 안내되도록 하며, 상기 배수정화판체(70) 상의 통공(72) 주변에는 식물재배포트(25)에서 배출된 순환수 상에서 이물질을 걸러내도록 거름망체(75)가 구비되게 하고, 상기 식물재배포트(25), 배수정화판체(70) 및 어항(21)은 상호간에 대응 형성된 단턱부(92)에 의해 걸림 지지되도록 함이 바람직하다.At this time, a drainage
상술된 바와 같은 본 발명의 도시농업용 스마트 아쿠아포닉스 시스템 장치 및 그 시스템 장치를 이용한 수경재배방법에 의하면, 물을 재순환시켜 증발되는 양만을 보충하도록 하여 가정에서 사용자 친환경적이며 신선한 채소 재배, 생산 뿐만 아니라, 실내 도시환경에서 향유하기 힘든 생태환경을 조성할 수 있도록 하는 방식의 아쿠아포닉스 시스템의 기반에서 GUI표시시스템 이벤트를 기록할 뿐만 아니라, 실시간으로 센싱 및 모니터링 가능하여 사용자가 액추에이터를 원격으로 제어 가능하여 센서의 임계값 등을 수정가능한 스마트 아쿠아포닉스 시스템을 적용함과 아울러, 재배장치에 적용될 실시간 모니터링 기술 및 무선통신을 기반으로 한 빅데이터화 및 이를 통해 개발 가능한 생육알고리즘의 시설재배시스템을 적용할 수 있게 된다.According to the smart aquaponics system device for urban agriculture and the hydroponics method using the system device of the present invention as described above, it is user-friendly at home by recirculating water to supplement only the evaporated amount, and not only cultivation and production of fresh vegetables, but also In addition to recording GUI display system events on the basis of the aquaponics system, which is a way to create an ecological environment that is difficult to enjoy in an indoor urban environment, real-time sensing and monitoring are possible, allowing the user to remotely control the actuator In addition to applying the smart aquaponics system that can modify the threshold value of the sensor, real-time monitoring technology to be applied to the cultivation equipment and big data based on wireless communication, and the facility cultivation system of the growth algorithm that can be developed through this is applied. be able to
이상에서 설명한 본 발명은, 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 명확히 하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the present invention described above has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and various modifications and equivalent other embodiments are possible by those skilled in the art. should be made clear. Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be construed by the appended claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be construed as being included in the scope of the present invention.
10 : 솔라셀 20 : 아쿠아포닉스 본체
21 : 어항 25 : 식물재배포트
29 : 유기물공급관 30 : 검출센서
40 : 제어모듈 80 : 스피커10: solar cell 20: aquaponics body
21: fish tank 25: plant cultivation port
29: organic material supply pipe 30: detection sensor
40: control module 80: speaker
Claims (10)
태양빛을 전달받아 전기를 생성하는 솔라셀(10);
상기 솔라셀(10)을 통해 전기를 공급 받으며, 하부에는 어류양식이 가능하도록 어항(21)이 구비되고, 상기 어항(21)의 상부에는 식물이 성장하는 식물재배포트(25)가 구비되며, 상기 어항(21)의 하부측과 식물재배포트(25)의 상부측에 연결되는 유기물공급관(29)이 구비되어, 상기 어항(21) 내에서 발생되는 배설물을 포함한 유기물이 모터(27)에 연결된 유기물공급관(29)을 통해 식물재배포트(25) 내의 흙에 공급되고, 상기 식물재배포트(25) 내의 흙에 공급된 유기물이 식물재배포트(25)에서 성장하는 식물에 의해 정화되어 어항(21) 내로 낙하공급되면서 물이 순환되도록 하는 아쿠아포닉스 본체(20);
상기 아쿠아포닉스 본체(20)에 연결되어 아쿠아포닉스 본체(20) 내의 온도, pH, 암모니아 및 용존산소량을 검출하는 검출센서(30);
상기 아쿠아포닉스 본체(20)에 연결되어 소리를 온/오프 할 수 있는 스피커(80);
상기 검출센서(30)에 연결되어 신호를 전달받아 검출량을 분석하여 적절한 온도, pH, 암모니아 및 용존산소량을 유지할 수 있도록 조절하는 제어모듈(40);을 포함하고,
상기 식물재배포트(25)의 상부측에 이격되어 조명등(50)이 구비되어지되, 상기 조명등(50)은 온도조절이 용이하도록 각기 다른 흰색군, 적색군, 청색군, 녹색군의 조합으로 형성된 LED bar 형태로 형성되며,
상기 검출센서(30)를 통해 어항(21) 내에서 검출된 온도, pH, 암모니아 및 용존산소량을 포함하는 데이터는 블루투스, 지그비, WiFi 무선통신 중 어느 하나를 통해 스마트폰(60)에 전송되어 모니터링 가능하도록 하며, 상기 데이터에 의한 위험 환경 이상발생 시 SMS 전송 및 경보신호가 작동되도록 구성되고,
상기 검출센서(30)에 의한 아쿠아포닉스 본체(20) 내의 적정값은 온도 18∼30℃, pH 6∼8mg/l, 암모니아 1 mg/l 이하, 용존산소량 7~10 ppm 이상으로 구성되며,
상기 식물재배포트(25)와 어항(21) 사이에 배수정화판체(70)가 구비되어지되, 상기 식물재배포트(25)에서 배출된 순환수가 배수정화판체(70)를 거쳐 배수정화판체(70)의 일측에 형성된 통공(72)을 통해 어항(21) 내로 낙하되도록 구성되고,
상기 통공(72)은 배수정화판체(70)의 일측 테두리부 근처에 형성되며, 상기 배수정화판체(70)는 통공(72) 측으로 경사지게 형성됨으로써 식물재배포트(25)에서 배출된 순환수가 배수정화판체(70)의 경사면을 따라 통공(72) 측으로 안내되도록 구성되며,
상기 배수정화판체(70) 상의 통공(72) 주변에는 식물재배포트(25)에서 배출된 순환수 상에서 이물질을 걸러내도록 거름망체(75)가 구성되고,
상기 식물재배포트(25), 배수정화판체(70) 및 어항(21)은 상호간에 대응 형성된 단턱부(92)에 의해 걸림 지지되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 도시농업용 스마트 아쿠아포닉스 시스템 장치.
In configuring the smart aquaponics system device for urban agriculture,
A solar cell 10 that generates electricity by receiving sunlight;
Electricity is supplied through the solar cell 10, and a fish tank 21 is provided in the lower part to enable fish farming, and a plant cultivation port 25 in which plants grow is provided in the upper part of the fish tank 21, An organic material supply pipe 29 connected to the lower side of the fish tank 21 and the upper side of the plant cultivation port 25 is provided, and organic matter including excrement generated in the fish tank 21 is connected to the motor 27 The organic material supplied to the soil in the plant cultivation port 25 through the organic material supply pipe 29, and the organic material supplied to the soil in the plant cultivation port 25 is purified by the plants growing in the plant cultivation port 25, and the fish tank 21 ) an aquaponics body 20 to circulate water while being supplied by falling into it;
a detection sensor 30 connected to the aquaponics body 20 to detect temperature, pH, ammonia and dissolved oxygen amounts in the aquaponics body 20;
a speaker 80 connected to the aquaponics body 20 to turn on/off the sound;
A control module 40 connected to the detection sensor 30 to receive a signal, analyze the detection amount, and adjust the temperature, pH, ammonia and dissolved oxygen amount to maintain an appropriate temperature, pH, and dissolved oxygen.
A lighting lamp 50 is provided spaced apart from the upper side of the plant cultivation port 25, and the lighting lamp 50 is formed by a combination of different white group, red group, blue group, and green group to facilitate temperature control. It is formed in the form of an LED bar,
Data including the temperature, pH, ammonia and dissolved oxygen amount detected in the fish tank 21 through the detection sensor 30 is transmitted to the smart phone 60 through any one of Bluetooth, ZigBee, and WiFi wireless communication for monitoring and is configured to operate SMS transmission and alarm signal when a dangerous environment abnormality occurs due to the data,
The appropriate value in the aquaponics body 20 by the detection sensor 30 is composed of a temperature of 18 to 30° C., a pH of 6 to 8 mg/l, ammonia 1 mg/l or less, and an amount of dissolved oxygen of 7 to 10 ppm or more,
A drainage purification plate body 70 is provided between the plant cultivation port 25 and the fish tank 21, and the circulating water discharged from the plant cultivation port 25 passes through the drainage purification plate body 70 and the drainage purification plate body 70 ) is configured to fall into the fish tank 21 through the through hole 72 formed on one side,
The through hole 72 is formed near the edge of one side of the drainage purification plate body 70, and the drainage purification plate body 70 is formed to be inclined toward the through hole 72, so that the circulating water discharged from the plant cultivation port 25 is the drainage purification plate It is configured to be guided to the side of the through hole 72 along the inclined surface of the sieve 70,
A strainer 75 is configured around the through hole 72 on the drainage purifying plate body 70 to filter out foreign substances from the circulating water discharged from the plant cultivation port 25,
The smart aquaponics system device for urban agriculture, characterized in that the plant cultivation port 25, the drainage purifying plate body 70 and the fish tank 21 are configured to be caught and supported by the stepped portions 92 formed corresponding to each other.
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