KR102381491B1 - 작물 재배 애플리케이션을 통한 적응형 재배 정보 제공 시스템 - Google Patents

작물 재배 애플리케이션을 통한 적응형 재배 정보 제공 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 농업 지식이 적은 농업인이라도, 재배 대상지의 환경을 파악하고, 최적합 재배 작물을 선정하고 재배할 수 있는 지식을 공유할 수 있는 플랫폼을 제공하는 기술에 대한 것으로, 작물별/품종별 기본체계의 재배법 DB 구축하고, 선택된 작물을 재배할 재배지에 관한 표준 재배환경정보 획득시키며, 획득된 표준 재배환경정보에 맞춘 기본 작물재배정보 제공하여 효율성 있는 재배기법을 제공할 수 있도록 한다.

Description

작물 재배 애플리케이션을 통한 적응형 재배 정보 제공 시스템{Information providing system for crop cultivation}
본 발명은, 농업 지식이 적은 농업인이라도, 재배 대상지의 환경을 파악하고, 최적합 재배 작물을 선정하고 재배할 수 있는 지식을 공유할 수 있는 플랫폼을 제공하는 기술에 대한 것이다.
농작물의 재배 과정에는 온도, 습도, 일조량과 같은 자연 환경뿐만 아니라, 비료의 제공, 농약의 살포 등과 같은 다양한 요소의 고려가 필요하다. 최근 농업 기술의 발달로 온도, 습도, 일조량의 조절이 가능한 시설 하우스가 빠르게 보급되고 있다. 나아가, 자동화 기술의 발달로 시설 하우스 내에서는 자동으로 농약이나 비료의 살포가 되고 있는 기술이 상용화 단계에 이루고 있으며, 로봇에 의하여 자동으로 작물을 수확하는 기술까지 보급되고 있다.
이러한 자동화 설비에도 불구하고 작물의 재배의 전 단계에서는 농부의 환경 판단과 환경 고려가 필요하다. 즉, 농업의 자동화와 무관하게 농부의 개인적인 역량에 따라 작물의 재배 성공 여부가 달라지는 문제점이 있다.
또한, 경험이 많은 농부라도 특정 정보를 가지지 않고 의사결정을 하거나, 소정의 사항을 고려하지 않고 의사결정을 하는 경우 작물의 재배를 망칠 우려가 있다.
최근, 귀농 인구가 급격이 증가하고 있고, 기온이 온난화됨에 따라 유례없이 긴 장마, 혹독히 추운 겨울 기온으로 인한 심각한 농작물 피해가 발생하고 있으며, 2019년부터 도입된 농양허용기준강화(PLS) 제도 등 급격한 농업 환경의 변화가 일어나고 있다. 따라서, 농사경험이 적어 재배 지식이 없는 귀농자들은 물론 재배 지식 및 경험이 많은 농부들의 경우에도, 정확한 재배작물과 재배환경에 따른 대응, 재배시 병해의 판별과 대응 등에 매우 어려움을 겪고 있으며, 많은 실패를 거듭하고 나서 일부 작물에 대한 재배 노하우를 얻게 되는 등의 문제가 빈번한바, 보다 정보화시대에 맞는 효율화한 농업지식의 공유의 필요성이 커지고 있다.
한국공개특허 제2020-0064024호 한국공개특허 제2017-0091310호
본 발명은 상술한 필요성을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 물별/품종별 기본체계의 재배법 DB(150여가지 작물을 친환경 농법과 GAP농법으로 분류하여 300여가지 작물 재배법 DB)를 구축하고, 선택된 작물을 재배할 재배지에 관한 표준 재배환경정보 획득시키며, 획득된 표준 재배환경정보에 맞춘 기본 작물재배정보 제공하여 효율성 있는 재배기법을 제공할 수 있는 시스템을 제공하는 데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시예에서는, 도 1 내지 도 10에 도시된 것과 같이, 유무선 통신이 가능하며, 전용프로그램을 통해 외부 서버에 접속하는 사용자단말(100), 상기 사용자단말(100)에 설치되어 구동되며, 외부 데이터베이스에서 제공되는 작물정보, 재배정보, 토양정보, 환경정보를 바탕으로, 작물이 재배되는 대상지에 대한 상태정보를 바탕으로, 최적의 재배 추천 작물 정보를 제공하며, 상기 사용자 단말을 통해 선정되는 재배 작물에 대한 표준화된 표준재배정보를 제공하며, 해당 작물의 재배되는 대상지의 환경정보의 변동에 따라 개량된 변경 재배정보를 제공하는 표준재배정보 제공모듈(200), 상기 표준재배정보 제공모듈(200)에 작물정보, 대상지의 토양정보, 외부환경정보, 재배이력정보를 무선통신부를 통해 제공하는 환경 및 통계정보 제공모듈(300)을 포함하는, 작물 재배 애플리케이션을 통한 적응형 재배 정보 제공 시스템을 제공할 수 있다.
이 경우, 상기 표준재배정보 제공모듈(200)은, 작물 재배를 위한 대상지의 지리적 정보를 입력받는 지리정보 입력부(210), 상기 대상지에 재배할 작물을 검색하여 선택하거나 입력받는 작물정보선택부(220); 상기 대상지에 대한 토양의 유기물, 무기물 정보 및 토양산도를 포함하는 상태 정보를 제공하는 토양정보제공부(230); 상기 작물정보선택부(220)에서 검색되는 작물군 외에, 상기 대상지의 토양환경에 적합한 작물을 매칭하여 제공하는 추천작물 매칭부(240); 상기 작물정보선택부(220)에서 최종 선택된 작물에 대한 생육정보, 병해정보, 충해정보, 재배시기별 재배기법에 대한 정보를 제공하는 표준재배정보제공부(250); 상기 대상지에서 재배하는 작물에 대한 표준재배정보에 대하여, 상기 대상지의 설정 기간별 변동되는 외부 환경정보를 모니터링하여, 해당 환경조건에 부합하는 변경된 재배기법을 업데이트하여 제공하는 개량재배정보 제공부(260)를 포함하는,작물 재배 애플리케이션을 통한 적응형 재배 정보 제공 시스템으로 구현할 수 있다.
또한, 상기 개량재배정보 제공부(260)는, 선정된 재배 작물이 재배되는 대상지의 해당 작물의 생육에 적합한 온도, 습도를 포함하는 기후조건에 대한 기준 표준정보를 설정하는 기상 표준정보 설정부(261); 상기 대상지의 재배 기간내에 실측되는 기상정보를 수집하여, 온도 기준표준, 습도 기준표준에 대비가능한 실측 표준정보로 분류하는 관측기상정보 수집부(262); 상기 기준 표준정보와 상기 실측 표준정보를 대비하여, 임계기준의 초과여부를 대비하는 임계기준 판별부(263); 상기 임계기준 판별부(263)에서 임계기준을 초과하는 경우, 초과된 기상정보에 대응되는 변경된 재배환경에 부합하는 대상작물에 대한 통계적 시기를 추출하고, 추출된 시기에 대응하는 업데이트된 작물 재배환경을 도출하는 변동 재배환경 매칭부(264); 상기 변동 재배환경 매칭부(264)에서 산출된 업데이트된 작물 재배환경에 필요한 재배정보를 제공하는 변동 재배기법 산출부(265)를 포함하여 구성될 수 있다.
나아가, 상기 환경 및 통계정보 제공모듈(300)은, 재배 작물에 대한 품종별 생육정보와, 재배시기, 병해정보, 적합 토양환경정보를 포함하는 데이터를 제공하는 작물 정보 데이터베이스(310); 대상작물이 재배되는 대상지의 토양환경에 대한 토양산도(pH), 유기물, 유효인산, 치환성양이온, 전기전도도(EC), 유효규산을 포함하는 정보를 분류하여 저장하며, 대상지의 환경에 따라 변동되는 정보를 업데이트하여 분류하는 토양 정보 데이터베이스(320); 외부의 기상정보 제공서버와 연동하여, 대상지역의 기후정보를 온도, 습도, 풍량의 분류로 분류하여 저장하고 업데이트하여 제공하는 기상정보 데이터베이스(330); 기존 대상지에 대한 작물별, 시기별 재배이력에 대한 정보를 저장하는, 재배이력 데이터베이스(340)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 작물별/품종별 기본체계의 재배법 DB 구축하고, 선택된 작물을 재배할 재배지에 관한 표준 재배환경정보 획득시키며, 획득된 표준 재배환경정보에 맞춘 기본 작물재배정보 제공하여 효율성 있는 재배기법을 제공할 수 있는 효과가 있다.
특히, 본 발명의 실시예에서는, 현재의 재배환경이 시기별 통계와 일치하지 않는 경우(특히, 통계와 다른 환경의 일수 비율이 사전 지정된 임계치 이상인 경우), 현재 재배환경에 일치(matching)되는 통계적 시기를 추출하고, 추출된 시기에 상응하는 업데이트된 작물재배정보 제공하여 실효적인 대응이 가능한 농업 기법의 구현이 가능하도록 한다.
특히, 업데이트되는 작물 재배정보의 경우, 토양 DB를 기준으로 할 때, 변경된 재배환경에 따라 발생되는 토성별 영양분 유출량/유출속도 등에 따른 맞춤형 토양 영양 개선 및 재배스케쥴 개선할 수 있도록 하여, 재배 성공율을 높일 수 있도록 한다.
나아가, 재배 작물의 병해 정보에 대한 복합적인 병해 정보를 머신러닝을 통해 판별하고 업데이트 될 수 있도록 하여, 병해 지식이 부족한 재배 농가의 효율적인 방제를 유도할 수 있도록 하여, 농업 생산성을 높일 수 있도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 작물 재배 애플리케이션을 통한 적응형 재배 정보 제공 시스템의 전체 구성도이다.
도 2는 도 1의 상세 구성도를 도시한 것이다.
도 3은 개량재배정보 제공부의 구성과 작용을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 작물 재배 애플리케이션을 통한 적응형 재배 정보 제공 시스템의 작동방식을 설명하는 순서도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 방제정보 제공부의 구성과 작용을 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 토양정보 데이터베이스의 구축예를 도시한 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 작물 재배 애플리케이션을 통한 적응형 재배 정보 제공 시스템(이하, '본 발명'이라 한다.)의 전체 구성도이며, 도 2는 도 1의 상세 구성도를 도시한 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은 유무선 통신이 가능하며, 전용프로그램을 통해 외부 서버에 접속하는 사용자단말(100)과, 상기 사용자단말(100)에 설치되어 구동되며, 외부 데이터베이스에서 제공되는 작물정보, 재배정보, 토양정보, 환경정보를 바탕으로, 작물이 재배되는 대상지에 대한 상태정보를 바탕으로, 최적의 재배 추천 작물 정보를 제공하며, 상기 사용자 단말을 통해 선정되는 재배 작물에 대한 표준화된 표준재배정보를 제공하며, 해당 작물의 재배되는 대상지의 환경정보의 변동에 따라 개량된 변경 재배정보를 제공하는 표준재배정보 제공모듈(200), 상기 표준재배정보 제공모듈(200)에 작물정보, 대상지의 토양정보, 외부환경정보, 재배이력정보를 무선통신부를 통해 제공하는 환경 및 통계정보 제공모듈(300)을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에서 '모듈'이라 함은, 본 발명의 기술적 사상을 수행하기 위한 하드웨어 및 상기 하드웨어를 구동하기 위한 소프트웨어의 기능적, 구조적 결합을 의미할 수 있다. 예컨대, 상기 모듈은 소정의 코드와 상기 소정의 코드가 수행되기 위한 하드웨어 리소스의 논리적인 단위를 의미할 수 있으며, 반드시 물리적으로 연결된 코드를 의미하거나, 한 종류의 하드웨어를 의미하는 것은 아님은 본 발명의 기술분야의 평균적 전문가에게는 용이하게 추론될 수 있다.
상기 사용자단말(100)은 유무선통신(인터넷 통신 포함)이 가능한 이동통신단말기 또는 컴퓨터일수 있다. 이때, 상기 이동통신단말기는 PDA(Personal Digital Assistant), 스마트폰 또는 태블릿 PC 등 중 어느 하나일 수 있다. 나아가, 사용자단말기는, 유무선 통신부, A/V(Audio/Video) 입력부, 사용자 입력부, 센싱부, 출력부, 메모리, 인터페이스부, 제어부 및 전원 공급부 등을 포함할 수 있다. 상기한 구성요소들은 모두 필수적인 것은 아니며, 특성에 따라 가감될 수 있다. 아울러, 사용자단말(100)은 후술하는 표준재배정보 제공모듈(200)에서 제공하는 전용프로그램(Application)을 다운받아 구동할 수 있도록 한다.
상기 표준재배정보 제공모듈(200)은, 전용프로그램을 제공하는 서버일 수 있으며, 프로그램 그 자체로 사용자 단말에 실장될 수도 있다. 구체적으로, 상기 상기 표준재배정보 제공모듈(200)은, 작물 재배를 위한 대상지의 지리적 정보를 입력받는 지리정보 입력부(210), 상기 대상지에 재배할 작물을 검색하여 선택하거나 입력받는 작물정보선택부(220), 상기 대상지에 대한 토양의 유기물, 무기물 정보 및 토양산도를 포함하는 상태 정보를 제공하는 토양정보제공부(230), 상기 작물정보선택부(220)에서 검색되는 작물군 외에, 상기 대상지의 토양환경에 적합한 작물을 매칭하여 제공하는 추천작물 매칭부(240), 상기 작물정보선택부(220)에서 최종 선택된 작물에 대한 생육정보, 병해정보, 충해정보, 재배시기별 재배기법에 대한 정보를 제공하는 표준재배정보제공부(250), 상기 대상지에서 재배하는 작물에 대한 표준재배정보에 대하여, 상기 대상지의 설정 기간별 변동되는 외부 환경정보를 모니터링하여, 해당 환경조건에 부합하는 변경된 재배기법을 업데이트하여 제공하는 개량재배정보 제공부(260)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 지리정보 입력부(210)는 사용자단말(100)에서 사용자 입력을 통해 대상 작물을 재배하고자 하는 지역(이하, '대상지')에 대한 주소정보를 입력할 수 있도록 하는 기능을 구현한다. 사용자 직접입력방식을 채택하는 것을 일실시예로 본 발명에서는 설명하나, 해당 지역의 GPS 정보를 연동하는 상용화한 맵서비스의 지점을 선택하여 해당 위치를 선택하도록 구현하는 것도 가능하다. 즉 본 발명의 전용프로르램에서 지리정보 입력부의 구현은, 직접 주소지를 입력하는 경우, 연동하는 맵서비스의 구조나, 상용화된 포털사이트나 웹사이트의 서버로, 일예로, 구글에서 제공하는 실사 웹지도 서비스인 구글 스트리트 뷰(Google Street View)나, 한국의 네이버(naver)나 다음(daum)과 같은 포털에서 제공하는 스트릿뷰, 중국의 바이두와 같은 포털에서 제공하는 스트릿뷰와 같이, 특정 지역에 대한 경도 및 위도 정보가 병행하여 형성된 이미지뷰를 제공하는 서버를 통칭한다. 따라서, 본 발명에 적용되는 스트리트뷰 이미지는 다양한 웹지도 서비스의 정보를 사용할 수 있으며, 이는 공개된 오픈소스를 활용할 수 있다.
상기 작물정보선택부(220)는, 사용자가 사용자단말을 통해 관심있는 작물을 검색하고, 이에 대한 정보(일반적인 식물의 생육정보 및 재배정보)를 제공할 수 있도록 한다. 관심 작물을 검색하는 경우, 작물의 명칭별로 검색을 하거나, 대분류(작물), 중분류(작물품종), 소분류(작물명칭) 등으로 상세 제공이 가능하며, 해당작물에 대한 일반 정보는 앱구동 화면에서 작물소개 이미지, 해당작물의 병해 이미지, 해당작물의 충해이미지, 해당작물의 월별 재배스케줄 정보 등의 정보를 제공할 수 있다. 이러한 정보는 사용자에게 일반적인 작물에 대한 재배 지식을 전달하는 기능을 수행하며, 작물의 선택과정을 도울 수 있도록 하는 참조정보에 해당한다.
특히, 본 발명의 토양정보제공부(230)에서는, 사용자가 작물을 재배하고 싶어하는 대상지의 토양의 특성을 분류하거 정리하여 제공할 수 있도록 한다. 이는, 후술하는 환경 및 통계정보 제공모듈(300)의 토양정보 데이터베이스에서 제공될 수 있도록 하며, 대상지에 대한 토양의 유기물, 무기물 정보 및 토양산도를 포함하는 상태 정보를 제공할 수 있도록 한다.
이러한 상술한 대상지의 토양정보에 부합하여 재배 생육에 유리한 작물을 추천할 수 있도록 본 발명에서는, 대상지의 토양환경에 적합한 작물을 매칭하여 제공하는 추천작물 매칭부(240)를 구비할 수 있도록 한다.
상기 추천작물 매칭부(240)에서 제공되는 작물정보나 또는 사용자단말을 통해서 직접 선택하게 되는 재배작물(최종 선택작물)이 결정되면, 본 발명의 표준재배정보제공부(250)에서는, 최종 선택된 작물에 대한 생육정보, 병해정보, 충해정보, 재배시기별 재배기법에 대한 표준화된 재비정보(이하, '표준재배정보')를 제공할 수 있도록 한다.
상기 표준재배정보의 경우, 최종 선택작물(예를 들면, 배추)의 생육정보로서, 재배환경, 최적 생육온도, 파종시기, 육묘시기, 예방적 방제 시기, 수확시기, 병해정보, 충해정보 등을 제공화되, 대상지의 기후환경을 고려하여, 대상지에 적합한 정보로 업데이트(파종시기, 재배환경, 최적 생육온도, 파종시기, 육묘시기, 예방적 방제 시기, 수확시기, 병해정보, 충해정보)된 정보를 제공할 수 있도록 하며, 이는 후술하는 대상지에 대한 작물별, 시기별 재배이력에 대한 정보를 저장하는, 재배이력 데이터베이스(340) 정보를 바탕으로 지속적으로 업데이트 될 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 상기 표준재배정보 제공모듈(200)은, 개량재배정보 제공부(260)를 통해, 대상지에서 재배하는 작물에 대한 표준재배정보에 대하여, 상기 대상지의 설정 기간별 변동되는 외부 환경정보를 모니터링하여, 해당 환경조건에 부합하는 변경된 재배기법(이하, '개량재배정보')을 업데이트하여 제공할 수 있도록 한다. 이는, 대상지의 토양조건이나 재배조건이, 일정기간에 급변하는 기상상황에 따라 생육환경이 급격하게 변경될 수 있기 때문에 이에 대한 효율적인 대응을 가능하게 할 수 있도록 하기 위함이다.
예를 들면, 강수량이 5~6월 대상지의 표준이 평균 20mm~25mm 인 것이 표준적인 정보(기준 설정정보)였으나, 실측결과, 해당 재배시작 후 5~6월 기간에 재배 생육 적합 임계조건(40mm)를 상회하는 수치를 나타내게 되는 경우, 이에 대한 대응을 위해, 기존 대상작물의 재배 정보에서 개량을 하여야할 사항을 매칭하여 제공할 수 있도록 한다.
이를테면, 강수량이 위와 같이 임계치를 초과하여 장기간 계속되는 경우, 대상지의 토양유기물, 토양산도, 치환성 양이온 등의 변동이 발생하게 되면, 이에 대한 선제적 개량 비료나 유기퇴비를 언제 어느 정도의 양으로 투입하여야 하는지에 대한 정보, 잦은 강수로 생육 온도가 저하되는 경우, 해당작물의 냉해의 위험성이 높아지게 되는 경우에 대한 대응 방안에 대한 정보, 대상작물의 재배가 더이상 어려운 경우, 대체 작물을 선정하여, 해당 환경에 현재 시점에서 대체할 수 있는 작물의 재배 방법 등의 정보를 포함하여 제공할 수 있다.
이를 위하여, 상기 개량재배정보 제공부(260)는, 선정된 재배 작물이 재배되는 대상지의 해당 작물의 생육에 적합한 온도, 습도를 포함하는 기후조건에 대한 기준 표준정보를 설정하는 기상 표준정보 설정부(261)와, 상기 대상지의 재배 기간내에 실측되는 기상정보를 수집하여, 온도 기준표준, 습도 기준표준에 대비가능한 실측 표준정보로 분류하는 관측기상정보 수집부(262), 상기 기준 표준정보와 상기 실측 표준정보를 대비하여, 임계기준의 초과여부를 대비하는 임계기준 판별부(263), 상기 임계기준 판별부(263)에서 임계기준을 초과하는 경우, 초과된 기상정보에 대응되는 변경된 재배환경에 부합하는 대상작물에 대한 통계적 시기를 추출하고, 추출된 시기에 대응하는 업데이트된 작물 재배환경을 도출하는 변동 재배환경 매칭부(264), 상기 변동 재배환경 매칭부(264)에서 산출된 업데이트된 작물 재배환경에 필요한 재배정보를 제공하는 변동 재배기법 산출부(265)를 포함하여 구성될 수 있다.
특히, 상기 임계기준 판별부(263)는, 상술한 것과 같이, 작물의 재배환경에서 외부의 기상환경의 설정조건(기준 표준정보)의 임계치를 넘어서는 경우가 발생하는 경우를 판별하는 기능을 수행하며, 이에 대응책을 제시하는 기능부로는, 변동 재배환경 매칭부(264)에서, 해당 기상 환경에서의 대응조치를 추출하되, 이는 기존의 재배이력등의 정보에서 최적화된 방안을 제공할 수 있도록 한다.
나아가, 변동 재배기법 산출부(265)에서는, 현재 작물에 대한 대응 조치로 변경할 재배방법(보온, 비료살포, 방제 등의 정보)을 제공하거나, 대상작물의 재배가 더이상 어려운 경우, 대체 작물을 선정하여, 해당 환경에 현재 시점에서 대체할 수 있는 작물의 재배 방법 등의 정보를 포함하여 제공할 수 있도록 한다.
나아가, 본 발명에서의 상기 표준재배정보 제공모듈(200)은, 도 2 및 도 5에 도시된 것과 같이, 재배 작물의 병충해 이미지를 입력값으로 하여, 해당 입력값과 매칭되는 병충해 판별정보를 출력값으로 하는 기계학습을 수행하고, 출력되는 병충해에 대한 방제정보를 제공하는 방제정보 제공부(270)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
이 경우, 상기 표준재배정보 제공모듈(200)은 상기 대상지에서 재배되는 대상 작물에 발생한 병충해 발생 원본이미지를 입력하는 작물 이미지 입력부(271)와, 상기 원본이미지에서, 병충해가 발생한 유효영역이미지를 도출하는 병해영역 도출부(272), 상기 유효영역이미지와 기준이 되는 대상작물의 병충해 이미지를 매칭하는 병해정보 매칭부(273), 상기 유효영역이미지 정보를 입력값으로 하고, 매칭되는 병해이미지를 출력값으로하여, 병해정보를 도출하는 기계학습을 수행하는 판정모델부(274)를 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 본 발명에서는, 재배 작물의 병해 정보에 대한 복합적인 병해 정보를 머신러닝을 통해 판별하고 업데이트 될 수 있도록 하여, 병해 지식이 부족한 재배 농가의 효율적인 방제를 유도할 수 있도록 하여, 농업 생산성을 높일 수 있게 할 수 있다.
도 6은 이러한 과정을 설명하기 위한 개념도로, 대상작물(예를 들면, 배추)에 대한 작물이미지(원본이미지)를 사용자단말을 통해 입력하면, 상기 병해영역 도출부(272)에서, 병해영역의 이미지인 유효영역이미지를 추출하고, 이를 유효영역이미지와 기준이 되는 대상작물의 병충해 이미지를 매칭하여, 병해정보를 판별(예를 들면, 배추노균병)할 수 있게 된다.
동시에, 병해정보 매칭부에서는, 해당 병해에 대한 방제방법을 매칭하여 제공할 수 있으며, 이러한 방제 방식은 농약을 사용하는 화학적 방제정보를 제공하는 것과 동시에, 재배시작 전, 후에 선택할 수 있는 친환경방제정보를 포함하여 제공할 수 있도록 할 수 있다.
상술한 상기 표준재배정보 제공모듈(200)에서의 작물의 매칭, 재배방법의 업데이트 정보 제공, 변경정보의 제공등은, 환경 및 통계정보 제공모듈(300)에서 제공되는 데이터를 활용하여 구현할 수 있다.
이를 위해, 환경 및 통계정보 제공모듈(300)은, 재배 작물에 대한 품종별 생육정보와, 재배시기, 병해정보, 적합 토양환경정보를 포함하는 데이터를 제공하는 작물 정보 데이터베이스(310)와, 대상작물이 재배되는 대상지의 토양환경에 대한 토양산도(pH), 유기물, 유효인산, 치환성양이온, 전기전도도(EC), 유효규산을 포함하는 정보를 분류하여 저장하며, 대상지의 환경에 따라 변동되는 정보를 업데이트하여 분류하는 토양 정보 데이터베이스(320), 외부의 기상정보 제공서버와 연동하여, 대상지역의 기후정보를 온도, 습도, 풍량, 강수량, 강설량의 분류로 분류하여 저장하고 업데이트하여 제공하는 기상정보 데이터베이스(330), 기존 대상지에 대한 작물별, 시기별 재배이력에 대한 정보를 저장하는, 재배이력 데이터베이스(340)를 포함하여 구성될 수 있도록 한다.
도 7은 토양 정보 데이터베이스(320)의 구축 예를 도시한 것으로, 대상지역의 지리적 정보(주소)와, 대상지의 특성 분류(논, 밭, 시설, 과수, 간척지, 임야 등)를 수행하고, 이에 맞는 토양환경정보, 즉 토양산도(pH), 유기물, 유효인산, 치환성양이온, 전기전도도(EC), 유효규산의 정보를 저장할 수 있도록 한다. 이러한 정보는 재배이력 결과나 실측 결과, 센서모듈을 통해 업데이트 되는 정보를 데이터베이스화하여 구축하며, 이러한 토양 정보의 데이터 베이스는 시기별, 기후별로 이력사항을 저장하여, 전술한 기후변동에 따른 토양정보의 변동 사항을 판단(개량재배정보 제공부: 260)하는데 기본 정보로 제공될 수 있다.
이에 관하여 보다 구체적으로 설명하면, 상기 토양 정보 데이터베이스(320)에는 온도, 습도, 풍량, 강수량, 강설량의 분류에 따른 기후정보의 변화에 따라 발생되는 토양 성질별 상기 유기물, 상기 유효인산, 상기 치환성양이온, 및 상기 유효규산의 유출속도의 통계값과 상기 토양산도(pH) 및 상기 전기전도도(EC)의 변화속도의 통계값이 저장될 수 있다.
이에 따라, 상기 표준재배정보 제공모듈(200)은, 상기 토양 정보 데이터베이스(320)에 저장된 상기 대상지의 토양환경정보를 기준으로 할 때, 사전 지정된 기간 동안 기후정보의 변화가 지속되는 경우(예를 들어, 해당 시기의 통계적 평균 온도, 평균 습도, 평균 풍량, 평균 강수량 등을 사전 지정된 임계 범위 이상으로 벗어나는 상태가 약 2주 이상 지속되는 경우 등), 해당 기후정보의 변화가 지속됨에 따라 발생되는 상기 유기물, 상기 유효인산, 상기 치환성양이온 및 상기 유효규산을 포함하는 각각의 토양영양성분의 토양 성질별 유출속도의 통계값과, 상기 토양산도(pH) 및 상기 전기전도도(EC)를 포함하는 각각의 토양물성인자의 토양 성질별 변화속도의 통계값을 추출할 수 있다.
이를 통해서, 상기 표준재배정보 제공모듈(200)은, 상기 추출된 통계값에 따른 유출속도에 따라 계산되는 각각의 상기 토양영양성분의 유출량 및 상기 추출된 통계값에 따른 변화속도에 따라 계산되는 각각의 토양물성인자의 변화량에 기초하여, 원래의 토양 성질에 따른 사전 지정된 적정 기준값을 회복하는데 필요한 토양영양성분의 보충량을 안내하는 토양영양개선 가이드 정보를 제공할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에서는, 물별/품종별 기본체계의 재배법 DB 구축하고, 선택된 작물을 재배할 재배지에 관한 표준 재배환경정보 획득시키며, 획득된 표준 재배환경정보에 맞춘 기본 작물재배정보 제공하여 효율성 있는 재배기법을 제공할 수 있도록 한다. 특히, 본 발명의 특징적 구성으로, 현재의 재배환경이 시기별 통계와 일치하지 않는 경우(특히, 통계와 다른 환경의 일수 비율이 사전 지정된 임계치 이상인 경우), 현재 재배환경에 일치(matching)되는 통계적 시기를 추출하고, 추출된 시기에 상응하는 업데이트된 작물재배정보 제공하여 실효적인 대응이 가능한 농업 기법의 구현이 가능하도록 하는 점에서 큰 장점이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 작물 재배정보 제공시스템은 전용프로그램을 사용자 단말기에 설치되어 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, 애플리케이션 시스템의 형태로 구현되어 상기 사용자 단말기에 설치될 수 있다. 상기 애플리케이션 시스템은 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위해 상기 사용자 단말기에 설치되는 소프트웨어(즉, 애플리케이션) 및 상기 사용자 단말기의 하드웨어와 유기적으로 결합 되어 본 발명의 기술적 사상을 구현할 수 있다.
구현 예에 따라, 작물 재배 애플리케이션을 통한 적응형 재배 정보 제공 시스템을 구성하는 모듈들은 소정의 서버로 구현될 수도 있다. 서버로 구현되는 경우, 정보 제공시스템은 상기 사용자 단말기와 네트워크를 통해 통신을 수행하면서 소정의 데이터를 송수신함으로써 본 발명의 기술적 사상을 구현할 수도 있다.
다른 구현 예에 의하면, 작물 재배 정보 제공시스템의 일부의 구성은 소정의 서버에 포함되고, 나머지 일부의 구성은 사용자 단말기에 설치될 수 있다. 그러면, 상기 서버 및 상기 사용자 단말기가 유기적으로 결합하여 본 발명의 기술적 사상을 구현할 수도 있다.
이하 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 상기 작물 재배정보 제공시스템이 서버의 형태로 구현되는 경우를 위주로 설명하지만 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 전술한 바와 같이 상기 작물 재배정보 제공시스템은 상기 사용자 단말기에 설치될 수도 있고, 상기 사용자 단말기 및 상기 서버에 분산되어 설치될 수도 있다.
이상에서와 같이 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 바람직한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아니다. 이처럼 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 본 발명의 실시예의 결합을 통해 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100: 사용자단말
200: 표준재배정보 제공모듈
210: 지리정보 입력부
220: 작물정보 선택부
230: 토양정보 제공부
240: 추천 작물 매칭부
250: 표준재배정보 제공부
260: 개량재배정보 제공부
270: 방제정보 제공부
300: 환경 및 통계정보 제공모듈
310: 작물 정보 데이터베이스
320: 토양정보 데이터베이스
330: 기상정보 데이터베이스
340: 재배이력 데이터베이스
350: 무선 통신부

Claims (6)

  1. 유무선 통신이 가능하며, 전용프로그램을 통해 외부 서버에 접속하는 사용자단말(100);
    상기 사용자단말(100)에 설치되어 구동되며, 외부 데이터베이스에서 제공되는 작물정보, 재배정보, 토양정보, 환경정보를 바탕으로, 작물이 재배되는 대상지에 대한 상태정보를 바탕으로, 최적의 재배 추천 작물 정보를 제공하며, 상기 사용자 단말을 통해 선정되는 재배 작물에 대한 표준화된 표준재배정보를 제공하며, 해당 작물의 재배되는 대상지의 환경정보의 변동에 따라 개량된 변경 재배정보를 제공하는 전용프로그램을 제공하는 표준재배정보 제공모듈(200);
    상기 표준재배정보 제공모듈(200)에 작물정보, 대상지의 토양정보, 외부환경정보, 재배이력정보를 무선통신부를 통해 제공하는 환경 및 통계정보 제공모듈(300);를 포함하고,
    상기 환경 및 통계정보 제공모듈(300)은, 대상작물이 재배되는 대상지의 토양환경에 대한 토양산도(pH), 유기물, 유효인산, 치환성양이온, 전기전도도(EC), 유효규산을 포함하는 정보를 분류하여 저장하며, 대상지의 환경에 따라 변동되는 정보를 업데이트하여 분류하는 토양 정보 데이터베이스(320);을 포함하고,
    상기 토양 정보 데이터베이스(320)에는 온도, 습도, 풍량, 강수량, 강설량의 분류에 따른 기후정보의 변화에 따라 발생되는 토양 성질별 상기 유기물, 상기 유효인산, 상기 치환성양이온, 및 상기 유효규산의 유출속도의 통계값과 상기 토양산도(pH) 및 상기 전기전도도(EC)의 변화속도의 통계값이 저장되며,
    상기 표준재배정보 제공모듈(200)은,
    상기 토양 정보 데이터베이스(320)에 저장된 상기 대상지의 토양환경정보를 기준으로 할 때, 사전 지정된 기간 동안 기후정보의 변화가 지속되는 경우, 해당 기후정보의 변화가 지속됨에 따라 발생되는 상기 유기물, 상기 유효인산, 상기 치환성양이온 및 상기 유효규산을 포함하는 각각의 토양영양성분의 토양 성질별 유출속도의 통계값과, 상기 토양산도(pH) 및 상기 전기전도도(EC)를 포함하는 각각의 토양물성인자의 토양 성질별 변화속도의 통계값을 추출하고,
    상기 추출된 통계값에 따른 유출속도에 따라 계산되는 각각의 상기 토양영양성분의 유출량 및 상기 추출된 통계값에 따른 변화속도에 따라 계산되는 각각의 토양물성인자의 변화량에 기초하여, 원래의 토양 성질에 따른 사전 지정된 적정 기준값을 회복하는데 필요한 토양영양성분의 보충량을 안내하는 토양영양개선 가이드 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는, 작물 재배 애플리케이션을 통한 적응형 재배 정보 제공 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 표준재배정보 제공모듈(200)은,
    작물 재배를 위한 대상지의 지리적 정보를 입력받는 지리정보 입력부(210);
    상기 대상지에 재배할 작물을 검색하여 선택하거나 입력받는 작물정보선택부(220);
    상기 대상지에 대한 토양의 유기물, 무기물 정보 및 토양산도를 포함하는 상태 정보를 제공하는 토양정보제공부(230);
    상기 작물정보선택부(220)에서 검색되는 작물군 외에, 상기 대상지의 토양환경에 적합한 작물을 매칭하여 제공하는 추천작물 매칭부(240);
    상기 작물정보선택부(220)에서 최종 선택된 작물에 대한 생육정보, 병해정보, 충해정보, 재배시기별 재배기법에 대한 표준재배정보를 제공하는 표준재배정보제공부(250);
    상기 대상지에서 재배하는 작물에 대한 표준재배정보에 대하여, 상기 대상지의 설정 기간별 변동되는 외부 환경정보를 모니터링하여, 해당 환경조건에 부합하는 변경된 재배기법을 업데이트하여 제공하는 개량재배정보 제공부(260);
    를 포함하는, 작물 재배 애플리케이션을 통한 적응형 재배 정보 제공 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 개량재배정보 제공부(260)는,
    선정된 재배 작물이 재배되는 대상지의 해당 작물의 생육에 적합한 온도, 습도를 포함하는 기후조건에 대한 기준 표준정보를 설정하는 기상 표준정보 설정부(261);
    상기 대상지의 재배 기간내에 실측되는 기상정보를 수집하여, 온도 기준표준, 습도 기준표준에 대비가능한 실측 표준정보로 분류하는 관측기상정보 수집부(262);
    상기 기준 표준정보와 상기 실측 표준정보를 대비하여, 임계기준의 초과여부를 대비하는 임계기준 판별부(263);
    상기 임계기준 판별부(263)에서 임계기준을 초과하는 경우, 초과된 기상정보에 대응되는 변경된 재배환경에 부합하는 대상작물에 대한 통계적 시기를 추출하고, 추출된 시기에 대응하는 업데이트된 작물 재배환경을 도출하는 변동 재배환경 매칭부(264);
    상기 변동 재배환경 매칭부(264)에서 산출된 업데이트된 작물 재배환경에 필요한 재배정보를 제공하는 변동 재배기법 산출부(265);
    를 포함하는, 작물 재배 애플리케이션을 통한 적응형 재배 정보 제공 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 환경 및 통계정보 제공모듈(300)은,
    재배 작물에 대한 품종별 생육정보와, 재배시기, 병해정보, 적합 토양환경정보를 포함하는 데이터를 제공하는 작물 정보 데이터베이스(310);
    외부의 기상정보 제공서버와 연동하여, 대상지역의 기후정보를 온도, 습도, 풍량, 강수량, 강설량의 분류로 분류하여 저장하고 업데이트하여 제공하는 기상정보 데이터베이스(330);
    기존 대상지에 대한 작물별, 시기별 재배이력에 대한 정보를 저장하는, 재배이력 데이터베이스(340);
    를 포함하는, 작물 재배 애플리케이션을 통한 적응형 재배 정보 제공 시스템.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 표준재배정보 제공모듈(200)은,
    재배 작물의 병충해 이미지를 입력값으로 하여, 해당 입력값과 매칭되는 병충해 판별정보를 출력값으로 하는 기계학습을 수행하고, 출력되는 병충해에 대한 방제정보를 제공하는 방제정보 제공부(270);
    를 더 포함하는, 작물 재배 애플리케이션을 통한 적응형 재배 정보 제공 시스템.
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