KR102356687B1 - 수경재배용 흡수 배지를 이용한 재배 시스템 및 이를 수행하기 위한 컴퓨팅 장치 - Google Patents

수경재배용 흡수 배지를 이용한 재배 시스템 및 이를 수행하기 위한 컴퓨팅 장치 Download PDF

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Abstract

수경재배용 흡수 배지를 이용한 재배 시스템 및 이를 수행하기 위한 컴퓨팅 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 수경재배용 흡수 배지를 이용한 재배 시스템 및 이를 수행하기 위한 컴퓨팅 장치는 하나 이상의 프로세서들, 및 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되는 하나 이상의 프로그램들을 저장하는 메모리를 구비한 컴퓨팅 장치로서, 재배 장치로부터 재배 환경 정보를 수신하고, 외부 서버로부터 식물 재배 정보를 수신하는 통신 모듈; 상기 재배 환경 정보가 수집된 기간으로부터 식물의 생장 정도를 추정하고, 상기 추정된 식물의 생장 정도에 대응하는 식물 재배 정보를 기반으로 재배 환경을 설정하는 재배 환경 분석 모듈; 및 상기 식물에 설정된 재배 환경을 만족시키도록 상기 재배 장치를 제어하는 재배 환경 제어 정보를 생성하는 재배 환경 제어 모듈을 포함한다.

Description

수경재배용 흡수 배지를 이용한 재배 시스템 및 이를 수행하기 위한 컴퓨팅 장치{CULTIVATION SYSTEM USING HYDROPONIC CULTIVATION ABSORPTION MEDIUM AND COMPUTING DEVICE FOR EXECUTING THE SYSTEM}
본 발명의 실시예들은 수경재배용 흡수 배지를 이용한 재배 기술과 관련된다.
일반적으로 수경재배는 식물의 성장에 필요한 양분이 모두 함유된 배양액을 적당한 양액공급 방법에 의하여 공급시켜 각종 작물을 재배하도록 하는 과학적인 영농기술로서, 토양재배에서 발생하는 여러가지 문제점을 극복할 수 있는 재배방식이다. 이러한 수경재배는 배지를 사용하는 고형배지 재배방식이 있으며, 고형배지로는 암면(ROCKWOOL), 펄라이트, 피트모스, 우레탄 포옴 등을 각각 단독으로 사용하고 있다.
그러나, 이러한 구성의 고형배지는 수분의 보유량이 적어 양액의 공급주기를 짧게 하여야 하므로 양액의 소비가 많게 되며 배지의 하부에는 과습하여 식물의 생장을 저해하는 문제가 있다. 또한, 이러한 수경재배를 위해서는 온도, 습도, 이산화탄소 농도, 광 조사량 등이 중요한 관리 요인(factor)으로 작용하고 있으나, 효율적인 관리를 할 수 없음으로써, 일반인들이 식물의 재배가 매우 어려울 뿐만 아니라 농가 또한 상당한 어려움을 겪는 문제가 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1036597호 (2011.05.24.)
본 발명의 실시예들은 흡수 배지 및 미스트 분사를 이용하여 관수량의 소비를 감소하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들은 식물의 재배공간이 마련되는 각각의 재배 트레이에 필요로 하는 온도, 습도, 빛 등과 같은 재배환경을 자동제어하기 위한 것이다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 하나 이상의 프로세서들, 및 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되는 하나 이상의 프로그램들을 저장하는 메모리를 구비한 컴퓨팅 장치로서, 재배 장치로부터 재배 환경 정보를 수신하고, 외부 서버로부터 식물 재배 정보를 수신하는 통신 모듈; 상기 재배 환경 정보가 수집된 기간으로부터 식물의 생장 정도를 추정하고, 상기 추정된 식물의 생장 정도에 대응하는 식물 재배 정보를 기반으로 재배 환경을 설정하는 재배 환경 분석 모듈; 및 상기 식물에 설정된 재배 환경을 만족시키도록 상기 재배 장치를 제어하는 재배 환경 제어 정보를 생성하는 재배 환경 제어 모듈을 포함하는 컴퓨팅 장치가 제공된다.
상기 재배 장치는 상기 식물의 재배공간이 마련되는 재배 트레이; 상기 식물의 재배 환경 정보를 감지하기 위한 센서부; 상기 재배 장치 내의 온도를 조절하는 냉난방장치, 상기 재배 장치 내의 습도를 조절하는 습도발생장치, 상기 재배 트레이의 식물에 광량을 조사하는 인공조명장치, 및 상기 재배 트레이의 식물에 물안개를 분사하는 물분사장치 중 하나 이상을 포함하는 재배환경 조절부; 상기 재배 환경 제어 정보를 수신하는 통신부; 및 상기 식물에 설정된 재배 환경을 만족시키도록 상기 재배 환경 제어 정보에 따라 상기 재배 환경 조절부를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 재배환경 조절부는 물이 저장되어 상기 물분사장치로 물을 제공하는 저수조를 더 포함하며, 상기 물분사장치는, 양액을 포함한 고흡수성 폴리머 수지로 형성되는 급수필터가 마련되어 상기 저수조로부터 제공되는 물이 상기 양액을 수용하면서 상기 식물에 상기 양액이 수용된 물을 분사할 수 있다.
상기 재배 트레이는 물이 흡수 또는 투과되는 1차 흡수지; 1차 흡수지 하단에 결합되는 고흡수성 폴리머 수지; 및 상기 고흡수성 폴리머 수지 하단에 결합되어 상기 물이 흡수 또는 투과되는 2차 흡수지로 형성되는 흡수 배지를 포함할 수 있다.
상기 센서부는 상기 재배 장치 내의 온도를 감지하는 온도센서, 상기 재배 장치 내의 습도를 감지하는 습도센서, 상기 재배 트레이의 식물에 조사되는 광량을 감지하는 조도센서, 및 상기 재배 트레이의 수위를 감지하는 수위센서 중 하나 이상을 포함하며, 상기 재배 환경 제어 모듈은 상기 재배 장치 내의 습도 및 상기 재배 트레이의 수위에 따라 상기 물분사장치를 제어하는 상기 재배 환경 제어 정보를 생성할 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 식물의 재배 공간이 마련되는 재배 트레이, 및 상기 식물의 재배 환경 정보를 감지하는 센서부를 포함하는 재배 장치; 및 네트워크를 통하여 상기 재배 장치로부터 상기 재배 환경 정보를 수신하고 외부 서버로부터 식물 재배 정보를 수신하며, 상기 재배 환경 정보가 수집된 기간으로부터 식물의 생장 정도를 추정하고 상기 추정된 식물의 생장 정도에 대응하는 식물 재배 정보를 기반으로 재배 환경을 설정하여 상기 식물에 설정된 재배 환경을 만족시키도록 상기 재배 장치를 제어하는 재배 환경 제어 정보를 생성하는 관리 서버를 포함하는 수경재배용 흡수 배지를 이용한 재배 시스템이 제공된다.
상기 재배 장치는 상기 재배 장치 내의 온도를 조절하는 냉난방장치, 상기 재배 장치 내의 습도를 조절하는 습도발생장치, 상기 재배 트레이의 식물에 광량을 조사하는 인공조명장치, 및 상기 재배 트레이의 식물에 물안개를 분사하는 물분사장치 중 하나 이상을 포함하는 재배환경 조절부; 상기 재배 환경 제어 정보를 수신하는 통신부; 및 상기 식물에 설정된 재배 환경을 만족시키도록 상기 재배 환경 제어 정보에 따라 상기 재배 환경 조절부를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 재배환경 조절부는 물이 저장되어 상기 물분사장치로 물을 제공하는 저수조를 더 포함하며, 상기 물분사장치는 양액을 포함한 고흡수성 폴리머 수지로 형성되는 급수필터가 마련되어 상기 저수조로부터 제공되는 물이 상기 양액을 수용하면서 상기 식물에 상기 양액이 수용된 물을 분사할 수 있다.
상기 재배 트레이는 물이 흡수 또는 투과되는 1차 흡수지; 1차 흡수지 하단에 결합되는 고흡수성 폴리머 수지; 및 상기 고흡수성 폴리머 수지 하단에 결합되어 상기 물이 흡수 또는 투과되는 2차 흡수지로 형성되는 흡수 배지를 포함할 수 있다.
상기 재배 장치는 상기 재배 장치 내의 온도를 감지하는 온도센서, 상기 재배 장치 내의 습도를 감지하는 습도센서, 상기 재배 트레이의 식물에 조사되는 광량을 감지하는 조도센서, 및 상기 재배 트레이의 수위를 감지하는 수위센서 중 하나 이상을 포함하며, 상기 관리 서버는 상기 재배 장치 내의 습도 및 상기 재배 트레이의 수위에 따라 상기 물분사장치를 제어하는 상기 재배 환경 제어 정보를 생성할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 흡수 배지 및 미스트 분사를 이용함으로써, 관수량의 소비를 감소할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 식물의 재배공간이 마련되는 각각의 재배 트레이에 필요로 하는 온도, 습도, 빛 등과 같은 재배환경을 자동 제어함으로써, 재배장치에서 재배중인 식물을 효율적으로 관리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수경재배용 흡수 배지를 이용한 재배시스템을 설명하기 위한 구성도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수경재배용 흡수 배지를 이용한 재배시스템의 재배 장치를 설명하기 위한 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수경재배용 흡수 배지를 이용한 재배시스템의 재배 장치를 설명하기 위한 구성도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수경재배용 흡수 배지를 이용한 재배시스템의 관리 서버를 설명하기 위한 구성도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수경재배용 흡수 배지를 이용한 재배시스템의 재배 트레이에 설치된 흡수 배지의 구성을 설명하기 위한 사시도
도 6은 예시적인 실시예들에서 사용되기에 적합한 컴퓨팅 장치를 포함하는 컴퓨팅 환경을 예시하여 설명하기 위한 블록도
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
또한, 상측, 하측, 일측, 타측 등과 같은 방향성 용어는 개시된 도면들의 배향과 관련하여 사용된다. 본 발명의 실시예의 구성 요소는 다양한 배향으로 위치 설정될 수 있으므로, 방향성 용어는 예시를 목적으로 사용되는 것이지 이를 제한하는 것은 아니다.
한편, 본 발명의 실시예는 본 명세서에서 기술한 방법들을 컴퓨터상에서 수행하기 위한 프로그램, 및 상기 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 기록매체를 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 기록매체는 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나, 또는 컴퓨터 소프트웨어 분야에서 통상적으로 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체, 및 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 프로그램의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수경재배용 흡수 배지를 이용한 재배시스템을 설명하기 위한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수경재배용 흡수 배지를 이용한 재배시스템의 재배 장치를 설명하기 위한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수경재배용 흡수 배지를 이용한 재배시스템의 재배 장치를 설명하기 위한 구성도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수경재배용 흡수 배지를 이용한 재배시스템의 관리 서버를 설명하기 위한 구성도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 수경재배용 흡수 배지를 이용한 재배시스템은 재배 장치(100) 및 관리 서버(200)를 포함할 수 있다.
재배 장치(100) 및 관리 서버(200)는 서로 통신 네트워크를 사용하여 연결됨에 따라, 통신 가능할 수 있다.
몇몇 실시 예들에서, 통신 네트워크는 인터넷, 하나 이상의 로컬 영역 네트워크(local area networks), 광역 네트워크(wire area networks), 셀룰러 네트워크, 모바일 네트워크, 그 밖에 다른 종류의 네트워크들, 또는 이러한 네트워크들의 조합을 포함할 수 있으며, 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), 적외선(Infra-red) 등 근거리에서 전달 가능한 공지의 통신 방식을 활용할 수 있다.
재배 장치(100)는 복수의 재배 트레이(110), 센서부(120), 재배 환경 조절부(130), 제어부(140) 및 통신부(150)를 포함할 수 있다. 재배 장치(100)는 가용한 표면적의 가능한 최대 이용을 위하여 수직농법에 따라 복수의 층 재배를 이용할 수 있다. 식물은 그 내부에 식물의 뿌리들을 수용하기 위한 흡수 배지를 포함하는 재배 트레이(110) 내에 수용될 수 있다.
재배 트레이(110)는 재배 장치(100)에 고정되며, 식물의 재배공간이 마련될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수경재배용 흡수 배지를 이용한 재배시스템의 재배 트레이에 설치된 흡수 배지의 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 재배 트레이(110)는 분사되는 물을 흡수하는 흡수 배지(111)를 포함할 수 있다. 흡수 배지(111)는 상부 및 하부에 흡수지(111a, 111b)로 이루어지며, 중앙에는 고흡수성 폴리머 수지(111c)가 마련될 수 있다. 이 때, 식물을 재배하기 위하여 상부 흡수지(111a)에 씨앗을 안착 고정시킴으로써, 식물을 생장할 수 있는 환경을 조성할 수 있다. 흡수지(111a, 111c)는 수분이 흡수되거나 투과될 수 있다. 예를 들어, 흡수지(111a, 111c)는 흡수천, 흡수매트 등 수분을 흡수할 수 있는 재질로 형성될 수 있으며, 또한, 흡수지(111a, 111c)는 메쉬(mesh)와 같은 수분이 투과할 수 있는 형태로 형성될 수 있다. 고흡수성 폴리머 수지(111b)는 수지에 고흡수성 폴리머(Super Absorbent Polymer)를 혼합하여 형성할 수 있다. 여기서, 수지는 실리콘 고무, 써모 플라스틱 엘라스토머(Thermo Plastic Elastomer), 우레탄폼, EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 폼, 천연고무(NR), 라텍스, 부틸고무 중 적어도 하나 이상의 혼합물로 형성될 수 있으며, 고흡수성 폴리머는, 폴리아크릴산 고분자, 폴리아크릴산(polyacrylic acid)-폴리비닐알코올(polyvinylalcohol) 그래프트 고분자, 나트륨 카르복시메틸 셀룰로오스(Sodium carboxy methycellulose), 폴리아클릴산과 천연고분자의 그래프트 중합체 중 어느 하나일 수 있다. 즉, 흡수 배지(111)는 재배 환경 조절부(130)에서 분사되는 물이 흡수지(111a, 111c)를 통하여 고흡수성 폴리머 수지(111b)에 유입되어 흡수될 수 있다. 고흡수성 폴리머 수지(111b)는 물을 흡수하여 부풀어 상부와 하부의 흡수지(111a, 111c)와 흡착될 수 있다. 이와 같이, 흡수 배지(111)는 고흡수성 폴리머 수지(111b)가 재배 환경 조절부(130)에서 분사되는 물을 머금고 있다가 주변환경에 따라 물을 불출하여 상부 흡수지(111a)를 통하여 상부 흡수지(111a)에 안착되어 있는 식물의 뿌리에 지속적으로 물을 공급하도록 물을 유지해 줄 수 있다. 예를 들어, 물분사장치(134)가 물을 분사하는 경우, 식물에 물이 제공됨과 동시에 고흡수성 폴리머 수지(111b)가 물을 머금게 되며, 시간이 경과하여 흡수지(111a, 111b)가 건조하게 되면, 고흡수성 폴리머 수지(111b)가 물을 불출하여 흡수지(111a)에 물을 공급할 수 있다. 또한, 하부 흡수지(111b)를 통하여 재배 트레이(110) 바닥면의 물의 흡수력을 증대할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 수경재배용 흡수 배지를 이용한 재배 장치(100)는 흡수 배지(111)가 식물의 뿌리에 물을 유지하도록 함으로써, 관수량의 소비를 감소할 수 있다.
다시 도 1 내지 도 4를 참조하면, 센서부(120)는 재배 장치(100) 내의 재배 환경을 감지할 수 있다. 센서부(120)는 재배 장치(100) 내의 온도를 감지하는 온도센서(121), 재배 장치(100) 내의 습도를 감지하는 습도센서(122), 재배 트레이(110)의 식물에 조사되는 광량을 감지하는 조도센서(123), 및 재배 트레이(110)의 수위를 감지하는 수위센서(124)를 포함할 수 있다. 센서는 재배 장치(100) 내의 재배 환경 정보를 감지할 수 있다. 구체적으로, 센서부(120)는 식물의 재배 환경을 감지 또는 수집하기 위하여 센서들(121, 122, 123, 124)에 의해 감지되는 온도, 습도, 광량, 수위 정도를 측정할 수 있다. 여기서, 재배 환경 정보는 온도, 습도, 광량, 수위 등 일 수 있다.
재배 환경 조절부(130)는 제어부(140)에 제어에 의해 온도, 습도, 광량, 수위 정도를 조절할 수 있다. 재배 환경 조절부(130)는 재배 장치(100) 내의 온도를 조절하는 냉난방장치(131), 재배 장치(100) 내의 습도를 조절하는 습도발생장치(132), 재배 트레이(110)의 식물에 광량을 조사하는 인공조명장치(133), 및 재배 트레이(110)의 식물에 물 안개를 분사하는 물분사장치(134)를 포함할 수 있다. 재배 환경 조절부(130)는 재배 트레이(110) 각각에 마련되어 하나 이상의 재배 트레이(110)를 개별적으로 조절할 수도 있다. 인공조명장치(133)는 재배 트레이(110)의 식물에 광량을 하방으로 조사할 수 있도록 설치될 수 있다. 인공조명장치(133)는 식물마다 생장에 필요한 파장의 광을 출력하도록 각각 서로 다른 파장대의 광을 출력하는 다종의 LED 등과 같은 발광소자가 마련될 수 있다. 즉, 인공조명장치(133)는 재배 트레이(110)에 재배되는 식물에 광을 조사함으로써, 식물의 생장에 도움을 줄 수 있다. 물분사장치(134)는 물이 저장된 저수조(134a)로부터 제공된 물을 재배 트레이(110)의 식물에 물안개로 분사할 수 있도록 설치될 수 있다. 물분사장치(134)는 양액을 포함한 고흡수성 폴리머 수지로 형성되는 급수필터(134b)가 마련될 수 있다. 급수필터(134b)는 양액을 포함하는 고흡수성 폴리머 수지를 이용하여 저수조(134a)로부터 제공되는 물이 양액을 수용하면서 식물에 양액이 수용된 물을 분사하도록 할 수 있다. 이에, 양액이 적용된 물이 물분사장치(134)를 통하여 식물에 분사됨으로써, 식물의 생장에 도움을 줄 수 있다.
제어부(140)는 통신부(150)를 통하여 수신된 재배 환경 조절 정보에 따라 재배 환경 조절부(130)를 각각 제어할 수 있다.
통신부(150)는 관리 서버(200)와 통신할 수 있다. 통신부(150)는 센서부(120)로부터 측정된 재배 환경 정보를 관리 서버(200)로 전송할 수 있다. 또한, 통신부(150)는 관리서버로부터 재배 환경 조절 정보를 수신할 수 있다.
관리 서버(200)는 통신 모듈(210), 수집 모듈(220), 재배 환경 분석 모듈(230) 및 재배 환경 제어 모듈(240)을 포함할 수 있다.
통신 모듈(210)은 재배 장치(100)와 통신부(150)를 통하여 데이터 통신을 수행할 수 있다. 통신 모듈(210)은 재배 장치(100)로부터 재배 환경 정보를 수신할 수 있다. 또한, 통신 모듈(210)은 재배 장치(100)로 재배 환경 조절 정보를 전송할 수 있다. 또한, 통신 모듈(210)은 외부 서버로부터 식물 재배 정보를 수신할 수 있다.
수집 모듈(220)은 재배 장치(100)로부터 수신한 재배 환경 정보를 수집할 수 있다. 또한, 수집 모듈(220)은 외부 서버로부터 식물 재배 정보를 수집할 수 있다. 여기서, 식물 재배 정보는 식물의 생장에 따라 적합한 재배 환경을 제공하기 위한 온도, 습도, 급수량, 급수 횟수, 조명 종류, 조명 시간 등을 포함할 수 있다.
재배 환경 분석 모듈(230)은 수집 모듈(220)에서 수집된 재배 환경 정보 및 식물 재배 정보를 기반으로 재배 환경을 설정할 수 있다. 구체적으로, 재배 환경 분석 모듈(230)은 재배 환경 정보가 수집된 기간으로부터 식물의 생장 정도를 추정할 수 있다. 또한, 재배 환경 분석 모듈(230)은 추정된 식물의 생장 정도에 대응하는 식물 재배 정보를 기반으로 재배 환경을 설정할 수 있다. 예를 들어, 재배 환경 정보를 수집한 기간이 2주이고, 식물 재배 정보로부터 2주 생장한 식물의 재배 환경을 추출하여 재배 환경으로 설정할 수 있다. 즉, 2주 생장한 식물의 적합한 재배 환경이 20도~24도이고 습도가 70%~75%인 경우, 이를 적합한 재배 환경으로 설정할 수 있다.
재배 환경 제어 모듈(240)은 재배 환경 분석 모듈(230)로부터 재배 식물에 설정된 재배 환경을 만족시키도록 재배 환경 조절부(130)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 재배 환경 제어 모듈(240)은 재배 장치(100)로부터 수신한 재배 환경 정보와 재배 환경 분석 모듈(230)로부터 재배 식물에 설정된 재배 환경을 비교하여, 재배 식물에 대한 기 설정된 재배 환경을 만족시키도록 재배 환경 조절부(130)를 제어하기 위한 재배 환경 제어 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 재배 식물에 대한 기 설정된 재배 환경이 재배 환경이 20도~24도이고 습도가 70%~75%인 경우, 재배 장치(100)로부터 수신한 재배 환경 정보가 해당 범위에 포함되도록 재배 환경 조절부(130)를 제어하기 위한 재배 환경 제어 정보를 생성할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 재배 환경 제어 모듈(240)은 재배 장치(100)로부터 수신한 재배 장치(100)의 습도 및 재배 트레이(110)의 수위에 따라 물분사장치(134)를 제어하기 위한 재배 환경 제어 정보를 생성할 수 있다. 즉, 흡수 배지(111)는 분사되는 물을 머금고 있다가 주변환경에 따라 물을 불출하여 상부 흡수지(111a)에 안착되어 있는 식물의 뿌리에 지속적으로 물을 공급하도록 물을 유지하고 있음으로써, 재배 장치(100)의 습도가 낮은 경우에는 재배 트레이(110)에 물을 분사하도록 하되, 기 설정된 수위를 넘지 않도록 물을 분사할 수 있으며, 재배 장치(100)의 습도가 높은 경우에는 재배 트레이(110)에 물을 분사하지 않을 수 있다. 이와 같이, 식물의 뿌리에 물을 유지하는 흡수 배지(111)를 이용함으로써, 배수로가 따로 필요하지 않으며, 관수량의 소비를 감소할 수 있고, 재배 트레이(110)에 물 고임 현상등에 의한 바이러스균(곰팡이) 발생을 최소화할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 수경재배용 흡수 배지를 이용한 재배시스템은 식물의 재배공간이 마련되는 각각의 재배 트레이(110)에 필요로 하는 온도, 습도, 빛 등과 같은 재배환경을 자동제어함으로써, 재배장치에서 재배중인 식물을 효율적으로 관리할 수 있다.
도 6은 예시적인 실시예들에서 사용되기에 적합한 컴퓨팅 장치를 포함하는 컴퓨팅 환경을 예시하여 설명하기 위한 블록도이다. 도시된 실시예에서, 각 컴포넌트들은 이하에 기술된 것 이외에 상이한 기능 및 능력을 가질 수 있고, 이하에 기술된 것 이외에도 추가적인 컴포넌트를 포함할 수 있다.
도시된 컴퓨팅 환경(10)은 컴퓨팅 장치(12)를 포함한다. 일 실시예에서, 컴퓨팅 장치(12)는 관리 서버(200)일 수 있다.
컴퓨팅 장치(12)는 적어도 하나의 프로세서(14), 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16) 및 통신 버스(18)를 포함한다. 프로세서(14)는 컴퓨팅 장치(12)로 하여금 앞서 언급된 예시적인 실시예에 따라 동작하도록 할 수 있다. 예컨대, 프로세서(14)는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)에 저장된 하나 이상의 프로그램들을 실행할 수 있다. 상기 하나 이상의 프로그램들은 하나 이상의 컴퓨터 실행 가능 명령어를 포함할 수 있으며, 상기 컴퓨터 실행 가능 명령어는 프로세서(14)에 의해 실행되는 경우 컴퓨팅 장치(12)로 하여금 예시적인 실시예에 따른 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)는 컴퓨터 실행 가능 명령어 내지 프로그램 코드, 프로그램 데이터 및/또는 다른 적합한 형태의 정보를 저장하도록 구성된다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)에 저장된 프로그램(20)은 프로세서(14)에 의해 실행 가능한 명령어의 집합을 포함한다. 일 실시예에서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)는 메모리(랜덤 액세스 메모리와 같은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 또는 이들의 적절한 조합), 하나 이상의 자기 디스크 저장 디바이스들, 광학 디스크 저장 디바이스들, 플래시 메모리 디바이스들, 그 밖에 컴퓨팅 장치(12)에 의해 액세스되고 원하는 정보를 저장할 수 있는 다른 형태의 저장 매체, 또는 이들의 적합한 조합일 수 있다.
통신 버스(18)는 프로세서(14), 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)를 포함하여 컴퓨팅 장치(12)의 다른 다양한 컴포넌트들을 상호 연결한다.
컴퓨팅 장치(12)는 또한 하나 이상의 입출력 장치(24)를 위한 인터페이스를 제공하는 하나 이상의 입출력 인터페이스(22) 및 하나 이상의 네트워크 통신 인터페이스(26)를 포함할 수 있다. 입출력 인터페이스(22) 및 네트워크 통신 인터페이스(26)는 통신 버스(18)에 연결된다. 입출력 장치(24)는 입출력 인터페이스(22)를 통해 컴퓨팅 장치(12)의 다른 컴포넌트들에 연결될 수 있다. 예시적인 입출력 장치(24)는 포인팅 장치(마우스 또는 트랙패드 등), 키보드, 터치 입력 장치(터치패드 또는 터치스크린 등), 음성 또는 소리 입력 장치, 다양한 종류의 센서 장치 및/또는 촬영 장치와 같은 입력 장치, 및/또는 디스플레이 장치, 프린터, 스피커 및/또는 네트워크 카드와 같은 출력 장치를 포함할 수 있다. 예시적인 입출력 장치(24)는 컴퓨팅 장치(12)를 구성하는 일 컴포넌트로서 컴퓨팅 장치(12)의 내부에 포함될 수도 있고, 컴퓨팅 장치(12)와는 구별되는 별개의 장치로 컴퓨팅 장치(12)와 연결될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 재배 장치
110 : 재배 트레이
111 : 흡수배지
120 : 센서부
121 : 온도센서
122 : 습도센서
123 : 조도센서
124 : 수위센서
130 : 재배 환경 조절부
131 : 냉난방장치
132 : 습도발생장치
133 : 인공조명장치
134 : 물분사장치
140 : 제어부
150 : 통신부
200 : 관리 서버
210 : 통신 모듈
220 : 수집모듈
230 : 재배 환경 분석 모듈
240 : 재배 환경 제어 모듈

Claims (10)

  1. 하나 이상의 프로세서들, 및
    상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되는 하나 이상의 프로그램들을 저장하는 메모리를 구비한 컴퓨팅 장치로서,
    재배 장치로부터 재배 환경 정보를 수신하고, 외부 서버로부터 식물 재배 정보를 수신하는 통신 모듈;
    상기 재배 환경 정보가 수집된 기간으로부터 식물의 생장 정도를 추정하고, 상기 추정된 식물의 생장 정도에 대응하는 식물 재배 정보를 기반으로 재배 환경을 설정하는 재배 환경 분석 모듈; 및
    상기 식물에 설정된 재배 환경을 만족시키도록 상기 재배 장치를 제어하는 재배 환경 제어 정보를 생성하는 재배 환경 제어 모듈을 포함하고,
    상기 재배 장치는,
    상기 식물의 재배공간이 마련되는 재배 트레이;
    상기 식물의 재배 환경 정보를 감지하기 위한 센서부;
    상기 재배 장치 내의 온도를 조절하는 냉난방장치, 상기 재배 장치 내의 습도를 조절하는 습도발생장치, 상기 재배 트레이의 식물에 광량을 조사하는 인공조명장치, 및 상기 재배 트레이의 식물에 물안개를 분사하는 물분사장치 중 하나 이상을 포함하는 재배환경 조절부;
    상기 재배 환경 제어 정보를 수신하는 통신부; 및
    상기 식물에 설정된 재배 환경을 만족시키도록 상기 재배 환경 제어 정보에 따라 상기 재배 환경 조절부를 제어하는 제어부를 더 포함하며,
    상기 재배 트레이는,
    상기 물분사장치에서 분사되는 물안개가 흡수 또는 투과되고, 상기 식물의 뿌리가 안착되는 1차 흡수지;
    상기 1차 흡수지의 하부에 마련되고 상기 1차 흡수지를 통과하는 물이 흡수되는 고흡수성 폴리머 수지;
    상기 고흡수성 폴리머 수지의 하부에 마련되고 상기 고흡수성 폴리머 수지를 통과하는 물이 흡수되는 2차 흡수지를 포함하고,
    상기 고흡수성 폴리머 수지는, 상기 1차 흡수지를 통과하는 물을 흡수하여 부풀어 상기 1차 흡수지 및 상기 2차 흡수지와 흡착되고, 상기 흡수된 물을 머금고 있다가 상기 1차 흡수지가 건조하게 되는 경우 상기 1차 흡수지로 물을 공급하도록 마련되며,
    상기 2차 흡수지는, 상기 재배 트레이의 하부에 고이는 물을 흡수하도록 마련되며,
    상기 센서부는, 상기 재배 장치 내의 온도를 감지하는 온도센서, 상기 재배 장치 내의 습도를 감지하는 습도센서, 상기 재배 트레이의 식물에 조사되는 광량을 감지하는 조도센서, 및 상기 재배 트레이의 수위를 감지하는 수위센서 중 하나 이상을 더 포함하며,
    상기 재배 환경 제어 모듈은,
    상기 재배 장치 내의 습도 및 상기 재배 트레이의 수위에 따라 상기 물분사장치를 제어하는 상기 재배 환경 제어 정보를 생성하는, 컴퓨팅 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 재배환경 조절부는,
    물이 저장되어 상기 물분사장치로 물을 제공하는 저수조를 더 포함하며,
    상기 물분사장치는, 양액을 포함한 고흡수성 폴리머 수지로 형성되는 급수필터가 마련되어 상기 저수조로부터 제공되는 물이 상기 양액을 수용하면서 상기 식물에 상기 양액이 수용된 물을 분사하는, 컴퓨팅 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 식물의 재배 공간이 마련되는 재배 트레이, 및 상기 식물의 재배 환경 정보를 감지하는 센서부를 포함하는 재배 장치; 및
    네트워크를 통하여 상기 재배 장치로부터 상기 재배 환경 정보를 수신하고 외부 서버로부터 식물 재배 정보를 수신하며, 상기 재배 환경 정보가 수집된 기간으로부터 식물의 생장 정도를 추정하고 상기 추정된 식물의 생장 정도에 대응하는 식물 재배 정보를 기반으로 재배 환경을 설정하여 상기 식물에 설정된 재배 환경을 만족시키도록 상기 재배 장치를 제어하는 재배 환경 제어 정보를 생성하는 관리 서버를 포함하며,
    상기 재배 장치는,
    상기 재배 장치 내의 온도를 조절하는 냉난방장치, 상기 재배 장치 내의 습도를 조절하는 습도발생장치, 상기 재배 트레이의 식물에 광량을 조사하는 인공조명장치, 및 상기 재배 트레이의 식물에 물안개를 분사하는 물분사장치 중 하나 이상을 포함하는 재배환경 조절부;
    상기 재배 환경 제어 정보를 수신하는 통신부; 및
    상기 식물에 설정된 재배 환경을 만족시키도록 상기 재배 환경 제어 정보에 따라 상기 재배 환경 조절부를 제어하는 제어부를 더 포함하며,
    상기 재배 트레이는,
    상기 물분사장치에서 분사되는 물안개가 흡수 또는 투과되고, 상기 식물의 뿌리가 안착되는 1차 흡수지;
    상기 1차 흡수지의 하부에 마련되고 상기 1차 흡수지를 통과하는 물이 흡수되는 고흡수성 폴리머 수지;
    상기 고흡수성 폴리머 수지의 하부에 마련되고 상기 고흡수성 폴리머 수지를 통과하는 물이 흡수되는 2차 흡수지를 포함하고,
    상기 고흡수성 폴리머 수지는, 상기 1차 흡수지를 통과하는 물을 흡수하여 부풀어 상기 1차 흡수지 및 상기 2차 흡수지와 흡착되고, 상기 흡수된 물을 머금고 있다가 상기 1차 흡수지가 건조하게 되는 경우 상기 1차 흡수지로 물을 공급하도록 마련되며,
    상기 2차 흡수지는, 상기 재배 트레이의 하부에 고이는 물을 흡수하도록 마련되며,
    상기 재배 장치는,
    상기 재배 장치 내의 온도를 감지하는 온도센서, 상기 재배 장치 내의 습도를 감지하는 습도센서, 상기 재배 트레이의 식물에 조사되는 광량을 감지하는 조도센서, 및 상기 재배 트레이의 수위를 감지하는 수위센서 중 하나 이상을 더 포함하며,
    상기 관리 서버는,
    상기 재배 장치 내의 습도 및 상기 재배 트레이의 수위에 따라 상기 물분사장치를 제어하는 상기 재배 환경 제어 정보를 생성하는, 수경재배용 흡수 배지를 이용한 재배 시스템.
  7. 삭제
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 재배환경 조절부는,
    물이 저장되어 상기 물분사장치로 물을 제공하는 저수조를 더 포함하며,
    상기 물분사장치는, 양액을 포함한 고흡수성 폴리머 수지로 형성되는 급수필터가 마련되어 상기 저수조로부터 제공되는 물이 상기 양액을 수용하면서 상기 식물에 상기 양액이 수용된 물을 분사하는, 수경재배용 흡수 배지를 이용한 재배 시스템.
  9. 삭제
  10. 삭제
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