KR102509127B1 - 수경재배기에 대한 광 조절 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 개시의 다양한 실시예들에 따른 수경 재배기는, 적어도 하나의 수경재배포트를 포함하는 본체부; 광량이 조절 가능한 발광수단을 포함하고 상기 발광수단의 광이 상기 수경재배포트를 향하도록 배치되는 조명부; 상기 조명부와 작동적으로 연결된 프로세서; 및 상기 프로세서와 작동적으로 연결된 메모리를 포함하고, 상기 메모리는, 실행 시에, 상기 프로세서가, 스케쥴 정보에 따라 상기 조명부의 발광수단이 발광하도록 하는 인스트럭션들을 저장하고, 상기 스케쥴 정보는 상기 수경재배기의 위치를 기반하여 결정되는 일출시각 및 일몰시각의 사이의 시간에서, 상기 발광수단의 광량을 제어하도록 설정될 수 있다
Description
본 개시의 다양한 실시예들은 수경재배기에 대한 광 조절 시스템에 관한 것이다.
최근 코로나19 확산으로 실내 활동 시간이 늘어남에 따라 취미와 기분 전환을 위한 홈가드닝 니즈 증가와 식물가꾸기를 통해 우울감 극복, 정서안정, 활력회복 등 기분전환을 원하는 이들이 많아지면서 가정용 수경재배기를 찾는 이들이 급격하게 많아졌다. 또한, 인테리어의 관심도가 높아지면서, 수경재배기를 식물을 재배하기 위한 목적이 아니라, 하나의 인테리어 가구 또는 조명처럼 사용할 수 있도록 하는 요구가 증가하고 있다.
현재까지 국내외 시장에 출시된 모든 LED조명을 활용한 수경재배기의 경우 일출/일몰시각의 정 중앙을 기점으로 빛의 양이 증가/감소하는 자연(태양)광과는 달리 특정시간의 길이, 예를 들어 하루 12 또는 14시간 동안 동일한 밝기(광량)를 식물에 조사하는 방식으로 구동된다. 이러한 현재의 조명 구동 방식은 특히 가정용 수경재배기에 있어 조명이 밝을 경우 생활에 불편을 초래할 수 있는 이른 아침 또는 저녁시간에 그 기능적 한계를 드러낸다. 예를 들어 아침 7시부터 저녁 9시까지 하루 14시간 조명 구동이 설정된 수경재배기가 거실에 놓여있다고 가정하였을 때 저녁시간 아늑한 분위기에서 영화를 감상하려는 사용자 입장에서는 수경재배기의 조명이 영화 감상에 불편을 초래할 수 있으며, 이러한 불편은 특히 전체 일조시간이 짧은 겨울 같은 경우에 더욱 가중될 수 있다. 실제로 시장에 판매중인 수경재배기들의 경우 이러한 불편을 해소하기위해 별도의 가림막(스크린 쉐이드)을 제공하는 등의 1차원적 대안을 제시하고 있기도 하다.
본 개시는 상술한 문제를 해결하기 위하여, 수경재배기에 IoT 및 특정 알고리즘을 수행하는 인공지능 개념을 도입하여, 하루 조사 총 광량은 기존의 수경재배기와 동일하게 유지하여 재배결과물의 품질은 그대로 담보하면서도 무선 인터넷만 연결하면, 현재 위치에서의 표준시간 및 시각에 맞추어 현재 태양의 움직임(일출-일몰시각 사이의 광량 변화)에 따라 광량의 증가 또는 감소를 일어나게 할 수 있다.
본 개시에 따르는 수경재배기는 전 세계 어디에서든, 또는 어느 계절이든 표준시간 및 시각에 따라 광량을 조절할 수 있어서, 전 세계의 모든 사용자가 현지 시간에 따라 광량이나 설정해야 하는 불편을 해소할 수 있기도 하다.
또한, 본 개시에 따르는 수경재배기는 IoT기능이 적용됨에 따라 수위 센서를 통해 감지된 물을 보충해줘야 할 시점을 전용 모바일 애플리케이션의 앱 알림을 통해 사용자에게 알릴 수 있고, 이를 통해 사용자의 편의성을 향상시키고 결과적으로 재배결과물의 품질을 향상시키고자 한다.
본 문서에서 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따른 수경 재배기는, 적어도 하나의 수경재배포트를 포함하는 본체부; 광량이 조절 가능한 발광수단을 포함하고 상기 발광수단의 광이 상기 수경재배포트를 향하도록 배치되는 조명부; 상기 조명부와 작동적으로 연결된 프로세서; 및 상기 프로세서와 작동적으로 연결된 메모리를 포함하고, 상기 메모리는, 실행 시에, 상기 프로세서가, 스케쥴 정보에 따라 상기 조명부의 발광수단이 발광하도록 하는 인스트럭션들을 저장하고, 상기 스케쥴 정보는 상기 수경재배기의 위치를 기반하여 결정되는 일출시각 및 일몰시각의 사이의 시간에서, 상기 발광수단의 광량을 제어하도록 설정될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 상기 메모리는, 실행 시에, 상기 프로세서가, 네트워크를 통해 연결된 서버에 위치 정보를 송신하고, 이에 응답하여 상기 서버로부터 상기 일출시각 및 일몰시각에 대한 정보를 수신하도록 하는 인스트럭션들을 더 저장할 수 있고, 상기 스케쥴 정보는 상기 수신된 일출시각 및 일몰시각에 대한 정보에 기초하여 설정될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 상기 메모리는, 실행 시에, 상기 프로세서가, 네트워크를 통해 연결된 서버를 통하여 식물의 종류 및 식물의 종류 따른 하루 누적 적정 조사 광량에 대한 정보를 수신하도록 하는, 인스트럭션들을 더 저장하고, 상기 스케쥴 정보는 상기 하루 누적 적정 조사 광량에 기반하여 설정될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르는 수경 재배기는 조도 센서를 더 포함하고, 상기 메모리는, 실행 시에, 상기 프로세서가, 상기 조도 센서를 이용하여 주변 조도를 검지하고, 검지된 주변 조도의 수준에 맞추어 상기 발광수단의 광량을 조절하게 하는, 인스트럭션들을 더 저장할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 상기 메모리는, 실행 시에, 상기 프로세서가, 상기 주변 조도의 수준에 맞추어 상기 발광수단의 광량을 조절하게 되는 것에 응답하여, 상기 스케쥴 정보에 따를 때의 상기 발광수단의 총 광량이 상기 하루 누적 적정 조사 광량 보다 부족한 경우, 상기 스케쥴 정보를 수정하거나 상기 일몰시각 이후에도 발광수단을 발광하게 하는 추가 스케쥴 정보를 설정하게 하는, 인스트럭션들을 더 저장할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 상기 메모리는, 실행 시에, 상기 프로세서가, 상기 주변 조도의 수준에 맞추어 상기 발광수단의 광량을 조절하게 되는 것에 응답하여, 상기 스케쥴 정보에 따를 때의 상기 발광수단의 총 광량이 최소 광량보다 부족한 경우, 상기 스케쥴 정보를 수정하거나 상기 일몰시각 이후에도 발광수단을 발광하게 하는 추가 스케쥴 정보를 설정하게 하는, 인스트럭션들을 더 저장할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 상기 하루 누적 적정 조사 광량 또는 상기 최소 광량은 상기 식물의 종류에 따라 결정될 수 있다. 상기 식물의 종류가 복수의 종류로 혼재되어 있는 경우, 가장 열위적인 환경의 식물을 기준으로 결정하거나, 평균치의 광량을 제공할 수 있다. 또는, 복수의 식물의 종류이 포함된 포트 위치에 따라 조사되는 상부 조명을 각각 분리하여 광량을 결정할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 상기 스케쥴 정보는, 상기 식물의 종류가 단일 식물인 것으로 확인되는 경우, 상기 발광수단이 임계 암기 시간 이상 발광하지 않도록 설정될 수 있다. 상기 식물의 종류가 복수의 종류로 혼재되어 있는 경우, 복수의 종류 중 임계 암기 시간이 가장 긴 식물을 기준으로 임계 암기 시간 이상 발광하지 않도록 설정될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 상기 메모리는, 실행 시에, 상기 프로세서가, 네트워크로 통해 연결된 사용자 장치에 상기 스케쥴 정보를 송신하도록 하는, 인스트럭션들을 더 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 상기 메모리는, 실행 시에, 상기 프로세서가, 상기 주변 조도의 수준에 맞추어 상기 발광수단의 광량을 조절하게 되는 것에 응답하여, 상기 스케쥴 정보에 따를 때의 상기 발광수단의 총 광량이 최소 광량보다 부족한 경우, 상기 네트워크를 통해 알림 메시지를 사용자 장치로 송신하도록 하는, 인스트럭션들을 더 저장할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 수경재배기에 대한 광 조절 시스템은 하루 조사 총 광량을 유지하면서도 현재 위치에서의 표준시간 및 시각에 맞추어 현재 태양의 움직임(일출-일몰시각 사이의 광량 변화)에 따라 광량의 증가 또는 감소시켜, 수경재배기가 발하는 광에 의해 발생할 수 있는 불편을 방지하고, 특히 이른 아침 또는 저녁시간에서 실내 환경의 조도 환경 및 무드를 해치지 않을 수 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시예에 따른 수경재배기에 대한 광 조절 시스템은, 조도 센서를 더 포함하여 주변 조도를 검지함으로써, 태양의 움직임뿐만 아니라 주변 조도의 변화에 적응적으로 대응할 수 있어서, 실내 환경의 조도 환경 및 무드를 유지시킬 수 있는 특유의 효과를 가진다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 수경재배기의 사시도이다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 수경재배기 시스템을 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 6은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 스케쥴 정보를 도시한다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시예들에 스케쥴 정보를 생성하는 프로세스를 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시예들에 스케쥴 정보를 생성하는 프로세스를 나타내는 흐름도이다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시예들에 스케쥴 정보를 재생성하는 프로세스를 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 수경재배기 시스템을 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 6은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 스케쥴 정보를 도시한다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시예들에 스케쥴 정보를 생성하는 프로세스를 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시예들에 스케쥴 정보를 생성하는 프로세스를 나타내는 흐름도이다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시예들에 스케쥴 정보를 재생성하는 프로세스를 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예 및 실시예에 한정되지 않는다.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 수경재배기의 사시도이다.
도 1을 참고하면, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 수경재배기(100)는 하우징(110), 조명부(120) 및 센서부(130)를 포함할 수 있다.
하우징(110)은 복수의 수경재배포트(111)가 배치될 수 있다. 수경재배포트(111)는 식물(P)이 수용되는 개구부로서, 식물(P)이 생장할 수 있는 배지(substrate)가 수용될 수 있다. 배지는 유기 성장 배지 및 무기 성장 배기를 포함할 수 있다. 무기 성장 배지는 활성탄(activated carbon), LECA 자갈(Lightweight expanded clay aggregate pebbles), 펄라이트(Perlite), 피트모스(peatmoss) 또는 비슷한 비활성 다공성의 입자형 물질을 재료로 할 수 있어서, 공기 필터로서 기능할 수 있고, 식물(P)은 무기 성장 배지에서는 뿌리가 치밀한 분형근(root ball)을 이루지 않는 점에서 유기 성장 배지보다 유리하다. 식물(P)은 곡식이나 채소와 같은 농작물, 꽃 또는 공기 정화 식물을 포함할 수 있다. 하우징(110)의 내부에는 수경재배포트(111)에 수분을 공급하기 위한 저수조가 구비될 수 있으며, 주기적으로 배양액을 공급하는 배양액 공급장치가 설치될 수 있다.
하우징(110)은 수경재배포트(111)를 제거할 경우, 또는 수경재배포트(111)가 포함된 커버 부재를 제거할 경우, 일반적인 화분을 수용할 수 있는 받침대로 사용할 수 있다.
하우징(110)에는 전원 커넥터(112)가 연결될 수 있다. 예를 들어, 하우징(110)의 저 면에 전원 커넥터(112)가 결합할 수 있다. 전원 커넥터(112)는 수경재배기(100)의 작동에 필요한 전력을 공급할 수 있다.
조명부(120)는 하우징(110)의 상부에 배치될 수 있다. 조명부(120)는 하우징(110)의 수경재배포트(111)를 향하여 광을 발광하도록 구성된 적어도 하나의 발광수단을 포함할 수 있다. 발광수단은 식물(P)의 높은 광합성 반응을 야기하는 광을 발광할 수 있으며, 전구, LED를 포함할 수 있다. 발광수단은 일반적으로 식물에서 광합성에 관여하는 엽록소 a와 엽록소 b가 가장 높은 광합성 반응을 나타내는 약 450nm 및 약 660nm의 파장의 광을 발광하는 것이 바람직할 수 있다. 또한 조명부(120)는 광량(또는 발광 세기)이 조절될 수 있고, 발광하는 빛의 색 또는 색온도도 제어될 수 있다.
조명부(120)는 스케쥴 정보에 기반하여 발광수단이 발산하는 광의 세기를 조절하도록 구성될 수 있다. 조명부(120)의 세기는 발광수단에 공급되는 전력의 조절을 통해 조절될 수 있다. 스케쥴 정보는 24시간 중에서 조명부(120)가 발광하는 시간 및 각 시각에서 발광하는 광의 세기에 대한 정보일 수 있다. 스케쥴 정보는 조명부(120)의 총 조사 광량을 일정 수준 이상으로 유지하여 재배결과물의 품질은 그대로 담보하면서도 일조시간 또는 주변의 조도 환경에 따라 조명부(120)의 광의 세기를 조절하도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 스케쥴 정보는 수경재배기(100)가 위치된 지역에서의 일출 및 일몰시각(또는 일조시간)에 기반하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 스케쥴 정보는 수경재배기(100)의 주변의 조도 환경에 기반하여 결정될 수 있다. 스케쥴 정보가 설정되는 구체적인 과정 대해서는 후술하기로 한다.
일부 실시예에 있어서, 조명부(120)는 하우징(110)의 수경재배포트(111)를 향하여 열을 제공할 수 있는 온열수단을 포함할 수 있다. 조명부에 연결되는 온열수단은 발광수단의 기능을 같이 제공하는 온열램프를 포함할 수 있다.
센서부(130)는 수경재배기(100)의 내외부의 광의 세기를 검지하는 적어도 하나의 조도 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 수경재배포트(111)에 수용된 식물(P)에 실제 조사되는 광의 세기를 검지하는 내부 조도센서(131) 및 하우징(110)의 외부의 조도를 검지하는 외부 조도센서(132)를 포함할 수 있다. 내부 센서(131)는 수경재배포트(111)의 인접하여 배치될 수 있다. 내부 센서(131)는 조명부(120)가 발산하는 광과 수경재배기(100)가 놓인 위치에서 수광되는 외부의 광을 모두 검지할 수 있다. 외부 센서(132)는 하우징(110)의 외부 면에 배치될 수 있다. 외부 센서(132)는 조명부(120)가 발산하는 광은 검지하지 않는 위치에 배치될 수 있다. 외부 센서(132)는 수경재배기(100)가 놓인 위치에서 수광되는 외부의 광, 예를 들어 자연광 또는 실내 조명으로부터 발광되는 광에 의한 조도를 검지할 수 있다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 수경재배기 시스템을 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 수경재배기 시스템은 수경재배기(100) 및 클라우드 서버(200)를 포함할 수 있고, 선택적으로 사용자 장치(300)를 더 포함할 수 있다.
광 조절 시스템(140)은 적어도 하나 이상의 메모리(142)와 적어도 하나 이상의 프로세서(141)를 포함할 수 있다. 프로세서(141)는 CPU, GPU(graphical processing units), 싱글 코어 프로세서, 멀티 코어 프로세서, ASIC(application specific integrated circuits) 등의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 적어도 하나 이상의 프로세서(141)는 하드웨어 구현에 더하여 소프트웨어 및/또는 펌웨어로 구현될 수 있다. 프로세서(141)의 소프트웨어 또는 펌웨어 구현은 임의의 적절한 프로그래밍 언어로 기술되어 전술한 다양한 기능을 수행하는 컴퓨터- 또는 머신- 실행가능 명령어를 포함할 수 있다. 프로세서(141)의 소프트웨어 구현은 메모리(142) 내에 그 전체 또는 일부가 저장될 수 있다.
메모리(142)는 프로세서(141) 상에 로딩되어 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램과 이들 프로그램의 실행 중에 생성되는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(142) 상에 저장되는 프로그램과 데이터의 예로는 수경재배기(100)에 이용가능한 하드웨어 및 소프트웨어 리소스의 동작을 제어하는 운영 체제, 클라우드 서버(200) 및 사용자 장치(300), 하드웨어 장치들과 상호작용하기 위한 드라이버, 네트워크(102) 및 다른 컴퓨팅 장치들과 데이터를 주고받을 수 있는 통신 프로토콜, 추가적인 소프트웨어 애플리케이션를 포함할 수 있다. 수경재배기(100) 및/또는 클라우드 서버(200)의 구성 및 종류에 따라, 메모리(142)는 (RAM과 같은) 휘발성일 수도 있고, (ROM이나 플래시 메모리와 같은) 비휘발성일 수도 있다.
광 조절 시스템(140)은 착탈가능형 저장부, 비-착탈가능형 저장부, 로컬 저장부 및/또는 원격 저장부와 같은 추가적인 컴퓨터-판독가능 매체도 포함할 수 있다. 메모리(142) 및 임의의 연관된 컴퓨터-판독가능 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 및 기타 데이터의 저장을 제공할 수 있다. 컴퓨터-판독가능 매체는 적어도 두 가지 종류의 컴퓨터-판독가능 매체, 즉, 컴퓨터 저장 매체와 통신 매체를 포함할 수 있다.
컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 기타 데이터와 같은 정보 저장을 위한 임의의 기법이나 방법에서 구현되는 휘발성 및 비휘발성, 착탈가능형 및 비착탈가능형 매체를 포함한다. 컴퓨터 저장 매체의 예로는 RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리 또는 기타 메모리 기법, CD-ROM, DVD 또는 기타 광학 저장부, 자기 카세트, 자기 테이프, 자기 디스크 저장부 또는 기타 자기 저장 장치, 또는 기타 저장 장치, 또는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 정보를 저장하는 데 사용될 수 있는 기타 비-전송형 매체가 있으나, 여기에 제한되지는 않는다. 한편, 통신 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 기타 데이터를 반송파와 같은 변조된 데이터 신호 또는 기타 전송 메커니즘에 구현할 수 있다.
광 조절 시스템(140)은 수경재배기(100)와 클라우드 서버(200) 및 사용자 장치(300) 중 하나 또는 모두 상에 그 전체 또는 일부가 존재할 수 있다. 따라서, 광 조절 시스템(140)은 다양한 물리적 및 데이터 컴포넌트가 하나 이상의 장소에 위치하면서 함께 작동하여 광 조절 시스템(140)의 역할을 수행하는 분산형 시스템일 수 있다. 어떤 실시예에서는, 광 조절 시스템(140)의 모든 특징이 수경재배기(100) 상에 존재할 수 있다. 일부 실시예에서, 수경재배기(100)는 단순히 광의 세기에 대한 정보를 수신하고 이에 따라 조명부(120)를 제어할 수 있다. 어떤 실시예에서는 사용자 장치(300)는 디스플레이 데이터를 수신하고 사용자 입력 신호를 수경재배기(100) 또는 클라우드 서버(200)와 같은 다른 장치로 전송하는 소형 클라이언트(thin client)일 수도 있다.
광 조절 시스템(140)은 스케쥴 정보를 생성하는 스케쥴 생성부(143)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 스케쥴 생성부(143)는 메모리(142) 내에 전체 또는 부분적으로 존재하는 저장부일 수 있다. 일부 실시예에서, 스케쥴 생성부(143)는 ASIC의 일부와 같이 프로세서(141)의 일부로서 구현될 수도 있다. 광 조절 시스템(140) 자체와 같이, 스케쥴 생성부(143)는 수경재배기(100), 클라우드 서버(200) 및 사용자 장치(300) 중 하나 또는 모두 상에 전체 또는 일부가 존재할 수 있다. 스케쥴 생성부(143)의 일부 또는 전부가 복수의 컴퓨팅 장치 상에 중복적으로 위치하는 경우, 어느 컴퓨팅 장치를 사용하여 스케쥴 생성부(143)를 구현할지는 관련 처리 속도, 네트워크(102)를 통한 정보 전송 속도 및/또는 다른 요인에 따라 선택될 수 있다.
수경재배기(100), 클라우드 서버(200) 및 사용자 장치(300)는 네트워크(102)를 통해 서로 연결될 수 있다. 수경재배기(100), 클라우드 서버(200) 및 사용자 장치(300)는 기지국을 통해 서로 통신할 수도 있지만, 기지국을 통하지 않고 서로 직접 통신할 수도 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 수경재배기(100)는 상태 정보 또는 데이터를 클라우드 서버(200)에 제공할 수 있다. 수경재배기(100)의 상태 정보는 수경재배기(100)의 실시간 구동 상태, 현재 전원 출력 값 또는 발광수단의 발광 세기, 조도센서의 검지값, 배터리 레벨 등을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 클라우드 서버(200)는 수경재배기(100)으로부터 제공되는 정보 또는 데이터에 기반하여 다양한 분석을 수행할 수 있고, 그러한 분석 결과에 기반하여 수경재배기 시스템 전반의 동작을 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 클라우드 서버(200)는 분석 결과에 기반하여 수경재배기(100)의 구동을 직접 제어할 수 있다. 다른 실시예에서, 클라우드 서버(200)는 분석 결과로부터 유용한 정보 또는 데이터를 도출하여 출력할 수 있다. 또다른 실시예에서, 클라우드 서버(200)는 도출된 정보 또는 데이터를 이용하여 수경재배기의 구성을 제어하거나 광의 세기 같은 파라미터들을 조정할 수 있다. 클라우드 서버(200)는 단일 서버로 구현될 수 있지만, 복수의 서버 세트, 클라우드 서버 또는 이들의 조합 등으로 구현될 수도 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 클라우드 서버(200)는 수경재배기(100)의 위치에 따른 일출시각 및 일몰시각에 대한 데이터를 외부 서버(210)로부터 수신할 수 있다. 수경재배기(100)의 위치 정보 수경재배기(100)로부터 수신할 수 있고, 위치 정보를 외부 서버(210)에 송신하여, 이에 응답하여 송신된 일출시각 및 일몰시각에 대한 정보(또는 일조시간 정보)를 외부 서버(210)로부터 수신할 수 있다.
사용자 장치(300)는 수경재배기(100) 및 클라우드 서버(200)와 통신할 수 있는 다양한 전자 디바이스들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자 장치(300)는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 사용자 장치, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device)(예를 들어, 워치형 사용자 장치(smartwatch), 글래스형 사용자 장치(smart glass), HMD(head mounted display)), 셋톱박스(STB), DMB 수신기, 라디오, 세탁기, 냉장고, 청소기, 공기조화기, 데스크탑 컴퓨터, 프로젝터, 디지털 사이니지(Digital Signage)와 같은 고정형 디바이스 및 이동 가능한 디바이스 등으로 구현될 수 있다.
네트워크(102)는 클라우드 컴퓨팅 인프라의 일부를 구성하거나 클라우드 컴퓨팅 인프라 안에 존재하는 네트워크를 의미할 수 있다. 이러한 네트워크(102)는 예컨대 LANs(local area networks), WANs(wide area networks), MANs(metropolitan area networks), ISDNs(integrated service digital networks) 등의 유선 네트워크나, 무선 LANs, CDMA, WCDMA, LTE, LTE-A, 5G, 위성 통신, 블루투스 등의 무선 통신 네트워크를 망라할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
네트워크(102)는 허브, 브리지, 라우터, 스위치 및 게이트웨이와 같은 네트워크 요소들의 연결을 포함할 수 있다. 네트워크(102)는 인터넷과 같은 공용 네트워크 및 안전한 기업 사설 네트워크와 같은 사설 네트워크를 비롯한 하나 이상의 연결된 네트워크들, 예컨대 다중 네트워크 환경을 포함할 수 있다. 네트워크(102)로의 액세스는 하나 이상의 유선 또는 무선 액세스 네트워크들을 통해 제공될 수 있다. 더 나아가 네트워크(102)는 사물 등 분산된 구성요소들 간에 정보를 주고받아 처리하는 각종 사물 지능 통신(IoT(internet of things), IoE(internet of everything), IoST(internet of small things) 등) 및/또는 5G 통신을 지원할 수 있다. 한편, 수경재배기(100) 및 사용자 장치(300) 간에 직접적으로 네트워크(104) 연결이 수립될 수 있다. 이러한 네트워크(104)는 근거리 네트워크 일 수 있으며 블루투스, NFC의 통신 프로토콜을 포함할 수 있다. 또한 네트워크(104)는 상술된 네트워크(102)의 통신 프로토콜 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 3 내지 도 6은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 스케쥴 정보를 도시한다. 도 3 내지 도 6을 참조하여 스케쥴 생성부가 생성하는 스케쥴 정보에 대하여 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따르는 스케쥴 정보는 일출시각(SR; sunrise time)으로부터 일몰시각(SS; sunset time) 사이 시간에 수경재배기(100)의 조명부(120)가 광을 발산하도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 수경재배기(100)는 태양이 진 후에는 조명부(120)가 광을 발하지 않도록 하여, 사용자의 저녁 활동이나 수면을 방해하지 않을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 광 조절 시스템(140)(또는 스케쥴 생성부(113))은 수경재배기(100)의 위치에 따라 획득한 일출시각(SR) 및 일몰시각(SS)에 기반하여 적정 광량(O)을 결정할 수 있다. 예를 들어, 일출시각(SR) 및 일몰시각(SS)이 각각 7시 및 21시라면 일조시간은 총 14시간일 수 있다. 이 때, 수경재배포트(111)에서 재배되는 식물(P)에 대하여 14시간 동안 광을 지속적으로 노출시킬 때 필요한 적정 광량(O, 또는 적정 광의 세기)이 300 μmlo/㎡s인 경우를 상정하기로 한다. 이러한 식물(P)에 있어서, 만약 수경재배기(100)가 다른 위치에 위치하거나, 또는 같은 위치라도 계절을 달리하여 일출시각(SR) 및 일몰시각(SS)이 달라져, 획득한 일출시각(SR) 및 일몰시각(SS)이 각각 8시 및 19시라면 일조시간은 총 12시간일 수 있다. 이러한 경우, 적정 광량(O')은 일조시간이 14시간일 때의 7/6(14/12) 배인 350 μmlo/㎡s일 수 있다.
한편 본 개시에서 적정 광량(O)은 수경재배포트(111)의 위치에서 측정한 PPFD(Photosynthetic Photon Flux Density: 광합성광량자속밀도)를 기준으로 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 광 조절 시스템(140)(또는 스케쥴 생성부(113))은 수경재배기(100)의 수경재배포트(111)에 재배되는 식물(P)의 종류에 따라 적정 광량(O)을 결정할 수 있다. 예를 들어, 수경재배포트(111)에 재배되는 식물(P)의 종류를 달리하는 경우 일조시간이 같더라도 필요한 적정 광량(O”)이 200 μmlo/㎡s으로 달라질 수 있다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따르는 스케쥴 정보는 일출시각(SR; sunrise time)으로부터 일몰시각(SS; sunset time) 사이 시간에서 수경재배기(100)의 조명부(120)가 광을 발산하되 발산하는 광량(또는 광의 세기) 를 조절하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 일조시간이 14시간일 때, 적정 광량(O)이 300 μmlo/㎡s 인 경우를 상정하기로 한다. 일조시간(조사시간)의 길이는 'L'이라 하고 시간을 숫자로 변환하였을 때 24시간이 '1'이면 1분은 '0.00069..', 14시간은 '0.58333..'이 된다. 이 때, 하루 누적 적정 조사 광량(K)은 그래프의 유효 값이 이루는 면적 (O*X), 즉 300*0.58333..=175 이다. 광량이 변화하는 단위시간은 1분(0.00069..=U)으로 한다.
다양한 실시예들에 있어서, 조명부(120)가 모든 시점에 동일한 광량을 조사하는 것이 아니라, 전체 시간 중 정확히 중간 시점까지는 일정하게 증가, 중간 시점 이후에는 일정하게 감소한다고 했을 때에도 누적 조사 광량이, 식물(P)의 종류에 따라 결정되는 누적 적정 조사 광량(K)과 동일하게끔 피크 광량(PK, peak)을 산출한다. 일조시간의 길이(L)는 일몰시각의 숫자 변환 값(SS)에서 일출시각(SR)의 숫자 변환 값을 뺀 것이다. L=SS-SR. 여기에 피크 광량을 'PK'라고 하면 L*PK*(1/2)=175, P=(1/L)*350이다.
현재위치의 일출/일몰시각이 06:55/17:35인 경우의 'L'값은 0.44444.. 이고 이 경우의 'P'는 787.5가 된다. 그리고 일조시간의 길이(L)를 단위시간(U)으로 나눈 값을 최대변화 차수(Vx)라 한다. 즉, Vx=L/U 이고 이 경우에는 0.44444../0.00069..=640이 된다. 'V'가 1부터 640까지 640회 변화한다는 의미이다. 또한 'Vx'의 정확히 중간 값을 'M'이라 하고 이 경우에는 320이 된다(M=Vx/2).
특정시점의 광량 값(Y)을 도출할 수 있는 함수를 구하면 아래의 수학식 1과 같다.
그래프의 기울기는 V값이 1변화할때 증가 또는 감소하는 단위 변화 광량 값이다. 여기에 상술한 예시를 적용해보면, 아래의 수학식 2와 같다.
이러한 예에서, 현재시간(C)이 09:58일 때의 광량을 계산하면 아래의 수학식 3과 같다.
위와 같은 계산식들은 근사값으로 계산한 것으로 약간의 오차가 있을 수 있으나, 다양한 실시예들에 있어서 근사값으로 계산함에 따라 발생하는 오차를 보완하기 위하여 시간-숫자 변환테이블이 이용될 수 있다. 이러한 경우, 시간-숫자 변환테이블은 광 조절 시스템(140)의 메모리(142)에 저장되어 활용될 수 있다.
다양한 실시예들에 있어서, 광량 값(Y)이 0이하가 되거나, 지난 시간의 길이(X)가 음수가 되는 경우에는 광량이 0(OFF)로 설정될 수 있다. 또한 본 개시에 따른 수경재배기(100)에서 재배하는 식물(P) 중 광보상점에 미치지 못하는 시간의 길이가 길어 좋지 못한 재배결과가 발생하는 경우가 확인되면 A와 A'에 로그함수를 적용하거나, 기울기 값을 변화(가중치 적용)시켜 K의 값을 늘릴 수 있다.
일 실시예에 있어서, 본 개시의 수경재배기(100)의 조명부(120)의 조명 최대 출력(Mx)은 1400 μmlo/㎡s 인 것이 바람직할 수 있다. 이는 전세계에서 가장 일조시간이 짧은 지역(약6시간=0.25)의 경우에도 일출-일몰 태양의 움직임에 따라 본 발명이 적용된 수경재배기가 구동된다고 하였을 때, PEAK광량(PK)은 1400 μmlo/㎡s이 될 수 있기 때문이다.
다양한 실시예들에 따른 수경재배기(100)에 있어서 1400 μmlo/㎡s을 조사할 수 있는 상태의 전력소모량을 120Wh (100%) 라 했을 때 현재 요구되는 광량 값이 800 μmlo/㎡s이라 하면, 스케쥴 정보는 800/1400=약 57%, 즉 '68.4Wh의 전력 소모상태를 유지하라' 식의 인스트럭션들을 포함할 수 있다.
최종 예시로서, 수경재배기(100)가 일출시각(SR)이 07:27이고, 일몰시각(SS)이 17:14이며, 조명의 최대 출력(Mx)이 1400 μmlo/㎡s (eg.120Wh)인 경우에 있어서, 오후 3시 5분 조명의 현재 전력 소모량(Wh)을 계산해보면 아래의 수학식 4와 같다.
상기 실시예에서는 최대변화 차수 중간값(M)이 일출시각(SR) 및 일몰시각(SS)의 중간 시각인 것으로 계산되었으나 실시예들에 따라서 남중시각(TS, transit time)을 기준으로 광량을 증가시키거나 감소시킬 수 있다. 남중시각(TS)은 일출시각(SR) 및 일몰시각(SS)과 함께 획득될 수 있다. 예를 들어, 클라우드 서버(200)는 수경재배기(100) 또는 사용자 장치(300)로부터 수신된 수경재배기(100)의 위치정보를 외부 서버(210)에 전달하고, 해당 위치에서의 일출시각(SR) 및 일몰시각(SS)은 물론 남중시각(TS)에 대한 정보를 외부 서버(210)로부터 수신 받을 수 있다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따르는 스케쥴 정보는 일조시간 사이에서 수경재배기(100)의 조명부(120)가 광을 발산하되 발산하는 광량(또는 광의 세기)이 최소 광량(Om) 이상이도록 설정될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 광 조절 시스템(140)(또는 스케쥴 생성부(113))은 수경재배기(100)의 수경재배포트(111)에 재배되는 식물(P)의 종류에 따라 최소 광량(Om)을 결정할 수 있다. 복수의 식물을 동시에 재배하는 경우, 최소 광량이 가장 높은 식물을 기준으로 최소 광량을 결정할 수 있다. 최소 광량(Om)은 수경재배 식물(P)의 특징(내음성)에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 식물(P)이 양수성 식물인 경우, 생장을 위한 광량은 전수광량(자연광)의 70% 내외일 수 있고, 고사한계 최소 수광량은 전수광량의 6.5% 내외일 수 있다. 따라서, 최소 광량(Om)은 고사한계 최소 수광량을 조사시간(L)으로 나눈 값을 가질 수 있다. 다른 예를 들어, 식물(P)이 음수성 식물인 경우 생장을 위한 광량은 전수광량(자연광)의 50% 내외일 수 있고, 고사한계 최소 수광량은 전수광량의 5.0% 내외일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 광 조절 시스템(140)(또는 스케쥴 생성부(113))은 수경재배기(100)의 조명부(120)가 결정된 최소 광량(Om)보다 강한 세기로 광을 조사하도록 스케쥴 정보(S2)를 생성할 수 있다. 다만, 최소 광량(Om)을 고려하려 생성된 스케쥴 정보(S2)는 조명부(120)가 최소 광량(Om)보다 어두운 광량으로 발광할 수 있게 하는 스케쥴 정보(S1)와 하루 누적 적정 조사 광량(K)이 동일하도록 구성될 수 있다. 따라서, 스케쥴 정보(S1, S2)는 하루 누적 적정 조사 광량(K)의 면적이 동일할 수 있되 스케쥴 정보(S2)의 피크광량(PK')은 스케쥴 정보(S1)의 피크광량(PK)보다 낮을 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르는 수경재배기는 주변 조도의 검지 결과에 따라 조명부의 광량을 조절하고 스케쥴 정보를 변경 또는 재설정할 수 있다.
도 6을 참조하면, 수경재배기(100)는 최초 생성된 스케쥴 정보(S1)에 따라 조명부(120)가 발광하도록 구성될 수 있다, 수경재배기(100)는 수경재배기(100)의 주변 조도를 검지할 수 있는 센서부(130)(또는 조도 센서(131))를 포함할 수 있다. 센서부(130)는 실시간으로 또는 일정 주기에 따라 수경재배기(100)의 주변 조도를 검지할 수 있다. 도 6에서, 센서부(130)에 의해 검지된 값은 주변 조도(ambient light, AL)와 같이 검지될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 광 조절 시스템(140)(또는 스케쥴 생성부(113))은 수경재배기(100)의 위치에 따라 주변 조도(AL)의 광량과 현재 조명부(120)의 광량을 비교할 수 있다.
광 조절 시스템(140)(또는 스케쥴 생성부(113))은 비교한 주변 조도(AL)의 광량과 조명부(120)의 광량의 차이가 소정 값 이상인 경우, 스케쥴 정보(S1)와 달리 조명부(120)의 광량을 조절할 수 있다.
예를 들어, 제1 시각(t1)에서의 주변 조도(AL)의 광량과 조명부(120)의 광량의 차이(g1)가 소정 값 이상인 경우가 감지될 수 있다. 이는 사용자가 낮잠을 자거나 영화감상을 위하여, 커튼을 이용하여 햇빛을 차단하는 등의 실내 조도를 상당히 낮춘 상황을 의미할 수 있다. 이러한 경우에도, 수경재배기(100)의 조명부(120)의 광량을 스케쥴 정보(S1)에 따라 유지한다면, 조명부(120)의 광에 의해 사용자가 큰 불편을 겪을 수 있다. 따라서, 광 조절 시스템(140)(또는 스케쥴 생성부(113))은 비교한 주변 조도(AL)의 광량과 스케쥴 정보(S1)의 광량의 차이가 소정 값 이상인 경우, 스케쥴 정보(S1)와 달리 조명부(120)의 광량을 주변 조도(AL)의 광량보다 어두운 광량(S')으로 조절할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 광 조절 시스템(140)(또는 스케쥴 생성부(113))은 주변 조도(AL)의 광량과 스케쥴 정보(S1)의 광량의 차이를 계속적으로 비교하여 양 값의 차이가 소정 값 미만인 경우까지, 조명부(120)의 광량을 어두운 광량(S1')으로 조절할 수 있다.
예를 들어, 제2 시각(t2)에서의 주변 조도(AL)의 광량과 조명부(120)의 광량의 차이(g1)가 다시 소정 값 미만으로 복귀한 경우를 상정하기로 한다. 이는 사용자가 영화감상을 마치는 등의 상황을 가정할 수 있다. 이에, 광 조절 시스템(140)(또는 스케쥴 생성부(113))은 비교한 주변 조도(AL)의 광량과 스케쥴 정보(S1)의 광량의 차이가 소정 값 미만으로 복귀한 것을 감지한 경우, 조명부(120)가 스케쥴 정보(S1)에 따라 발광하도록 조절될 수 있다.
한편, 주변 조도(AL)의 광량과 스케쥴 정보(S1)의 광량의 차이가 소정 값 미만이 되어, 스케쥴 정보(S1)에 따라 조명부(120)의 광량도 복귀되더라도, 하루 누적 적정 조사 광량(K)이 요구된 수광량보다 부족할 수 있다. 따라서, 광 조절 시스템(140)(또는 스케쥴 생성부(113))은 부족한 수광량(k)을 보상할 수 있는 새로운 스케쥴 정보(S2)를 생성하고, 이에 따라 수경재배기(100)의 조명부(120)를 제어할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 광 조절 시스템(140)(또는 스케쥴 생성부(113))은 스케쥴 정보 변경 시, 부족한 수광량을 보상하기 위하여, 일몰시각(SS) 이후에도 조명부(120)가 발광하도록 스케쥴 정보를 수정하거나 변경할 수 있다.
예를 들어, 제3 시각(t3)에서의 주변 조도(AL)의 광량과 스케쥴 정보(S2)에 따른 조명부(120)의 광량의 차이(g1)가 소정 값 이상인 경우, 조명부(120)의 광량을 주변 조도(AL)의 광량보다 낮추고 새로운 스케쥴 정보(S3)를 생성할 수 있다.
새로운 스케쥴 정보(S3)는 일몰시각(SS)보다 늦은 시각인 제4 시각(t4)까지 조명부(120)가 발광하도록 재조정될 수 있는데, 이는 제3 시각(t3)으로부터 일몰시각(SS)까지의 시간이 너무 짧아, 조명부(120)의 광량을 주변 조도(AL)보다 너무 밝게 제어하지 않으면서는 부족한 수광량을 보상할 수 없는 경우에 이뤄질 수 있다. 한편, 일 실시예에 있어, 광 조절 시스템(140)(또는 스케쥴 생성부(113))은 네트워크(102)를 통해 연결된 사용자 장치(300)에 일몰시각(SS)까지 조명부(120)가 발광하여도 하루 누적 적정 조사 광량(K)에 부족할 수 있음을 알리는 알림 메시지를 송신할 수 있다. 또한, 새롭게 재조정된 스케쥴 정보(S4)도 사용자 장치(300)에 송신될 수 있어서, 사용자는 사용자 장치(300)를 통해 부족한 수광량을 보충하기 위하여 언제 조명부(120)가 발광될지 확인할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 사용자는 사용자 장치(300)를 통하여 일몰시각(SS) 이후에 언제 부족한 수광량을 보충하기 위하여 조명부(120)를 발광시킬 지 직접 설정할 수 있다. 다시 말하면, 사용자는 사용자 장치(300)를 통하여 스케쥴 정보를 직접 설정하고 이를 광 조절 시스템(140)(또는 수경재배기(100) 및 클라우드 서버(200))에 송신할 수 있고, 광 조절 시스템(140)은 사용자 장치(300)로부터 수신된 스케쥴 정보에 기초하여 수경재배기(100)의 조명부(120)를 제어할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 광 조절 시스템(140)(또는 스케쥴 생성부(113))은 일몰시각(SS)보다 늦은 시각 또는 일출시각(SR) 보다 이른 시간에, 부족한 수광량을 보충하게 하는 새로운 스케쥴 정보(S4)를 생성할 수도 있다. 예를 들어, 스케쥴 정보(S4)는 사용자가 잠든 심야 시간에 조명부(120)를 발광하여, 사용자를 방해하지 않으면서도 부족한 수광량을 보충할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 광 조절 시스템(140)(또는 스케쥴 생성부(113))은 부족한 수광량을 보상할 수 없는 경우, 조명부(120)의 조명의 색상(R-G-B)을 조절하여 사용자에게 수광량이 부족할 수 있음을 알릴 수도 있다. 이 경우, 사용자는 식물의 상태를 일견에 확인할 수 있으며, 다양한 색상을 발현할 수 있는 조명으로서, 수경재배기가 인테리어 소품으로서의 역할을 할 수 있다.
상술한 바와 같이 스케쥴 정보 생성을 위하여, 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 도 3 내지 도 6에서 설명된 실시예들은 통상의 기술자가 용이하게 도출가능한 범위에서 조합이 가능하다. 예를 들어, 도 5에서 설명된 바와 같이 스케쥴 정보가 조명부(120)의 광량을 최소 광량(Om) 이상으로 조절하는 실시예와 도 6에서 설명된 바와 같이 스케쥴 정보가 조명부(120)의 광량을 주변 조도(AL)에 기반하여 재설정하는 실시예가 조합될 수 있으며 그 밖의 다양한 조합이 가능하다.
이와 같이, 본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 광 조절 시스템(140)(또는 스케쥴 생성부(113))은 수경재배포트(111)에서 재배되는 식물(P)에 필요한 하루 누적 적정 조사 광량(K)을 만족하도록 스케쥴 정보를 생성할 수 있고, 예측할 수 없는 주변 조도(AL)의 변화에도 적응적으로 스케쥴 정보를 변경 또는 재생성하여 하루 누적 적정 조사 광량(K)을 만족시킬 수 있다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시예들에 스케쥴 정보를 생성하는 프로세스(700)를 나타내는 흐름도이다. 이해를 용이하게 하기 위해, 본 개시에서 논의되는 프로세스는 독립된 블럭으로 표시된 분리된 동작으로서 설명된다. 그러나, 이처럼 분리되어 설명한 동작들이 그 수행에 있어 반드시 정해진 순서대로 수행되어야 하는 것으로 해석해서는 안 된다. 기술된 프로세스들의 수행 순서는 한정사항으로 해석되어서는 안 되고, 설명된 프로세스 블럭 중 임의의 블럭(들)이 임의의 순서로 결합되어 본 프로세스 또는 대체적인 프로세스를 구현할 수 있다. 또한, 제공된 동작들 중 하나 이상이 수정되거나 생략될 수 있다.
프로세스들은 논리적 흐름도 내의 블럭들의 모음으로 도시되어 있는데, 이는 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있는 일련의 동작들을 나타낸다. 논의를 위해, 프로세스들은 도 1 내지 도 6을 통해 설명된 수경재배기 및 광 조절 시스템의 하드웨어 및 소프트웨어 구성을 참조하여 기술된다.
도 7을 참조하면, 단계 701에서 광 조절 시스템(140)(또는 스케쥴 생성부(113))은 수경재배기(100)의 위치 정보에 기반하여 일출시각 및 일몰시각에 대한 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 수경재배기(100)는 클라우드 서버(200)에 위치 정보를 송신할 수 있고, 클라우드 서버(200)는 외부 서버(210)에 위치 정보에 기반하여 일출시각 및 일몰시각에 대한 정보에 대한 응답을 요청할 수 있다. 다른 예에서 수경재배기(100)의 위치 정보는 사용자 장치(300)로부터도 수신될 수 있다. 사용자 장치(300)는 사용자가 수경재배기(100)의 위치 정보를 선택할 수 있는 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
단계 703에서, 광 조절 시스템(140)(또는 스케쥴 생성부(113))은 수경재배기(100)는 일출시각 및 일몰시각에 대한 정보에 기반하여 스케쥴 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 스케쥴 정보는 일출시각 및 일몰시각의 사이 시간 내에서만 수경재배기(100)의 조명부(120)가 발광하도록 제어할 수 있다. 스케쥴 정보는 다양한 실시예에 따라 생성될 수 있으며 이에 대한 구체적인 설명은 도 3 내지 도 6을 통하여 설명한 바에 따를 수 있다.
단계 705에서, 광 조절 시스템(140)(또는 스케쥴 생성부(113))은 수경재배기(100)의 조명부(120)를 생성된 스케쥴 정보에 기반하여 제어할 수 있다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시예들에 스케쥴 정보를 생성하는 프로세스(800)를 나타내는 흐름도이다. 도 8에서 설명되는 프로세스(800)는 도 7의 프로세스(700)와 유사한 단계를 포함할 수 있고 이에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 8을 참조하면, 단계 801에서 광 조절 시스템(140)(또는 스케쥴 생성부(113))은 수경재배기(100)의 위치 정보에 기반하여 일출시각 및 일몰시각에 대한 정보를 수신할 수 있다.
단계 803에서 광 조절 시스템(140)(또는 스케쥴 생성부(113))은 식물의 종류에 기반하여 하루 누적 적정 조사 광량(K)에 대한 정보를 수신할 수 있다. 식물의 종류에 따라 하루 누적 적정 조사 광량(K)이 다를 수 있는데, 수경재배기(100)는 클라우드 서버(200)에 식물의 종류에 대한 정보를 송신할 수 있고, 클라우드 서버(200)는 외부 서버(210)에 식물의 종류에 대한 정보에 기반하여 하루 누적 적정 조사 광량(K)에 대한 응답을 요청할 수 있다. 다른 예에서 식물의 종류에 대한 정보는 사용자 장치(300)로부터도 수신될 수 있다. 사용자 장치(300)는 사용자가 식물의 종류를 선택할 수 있는 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
단계 805에서, 광 조절 시스템(140)(또는 스케쥴 생성부(113))은 수경재배기(100)는 일출시각 및 일몰시각에 대한 정보 및 하루 누적 적정 조사 광량(K)에 기반하여 스케쥴 정보를 생성할 수 있다. 단계 707에서, 광 조절 시스템(140)(또는 스케쥴 생성부(113))은 수경재배기(100)의 조명부(120)를 생성된 스케쥴 정보에 기반하여 제어할 수 있다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시예들에 스케쥴 정보를 재생성하는 프로세스(800)를 나타내는 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 단계 901에서, 광 조절 시스템(140)(또는 스케쥴 생성부(113))은 수경재배기(100)의 조명부(120)를 스케쥴 정보에 기반한 광량을 조사하도록 제어할 수 있다. 단계 903에서, 광 조절 시스템(140)(또는 스케쥴 생성부(113))은 센서부(130)(또는 조도 센서)로부터 수경재배기(100)의 외부의 주변 조도의 광량을 검지할 수 있고, 이를 스케쥴 정보에 따라 발광하는 조명부(120)의 광량과 비교할 수 있다.
단계 905에서 광 조절 시스템(140)(또는 스케쥴 생성부(113))은 주변 조도의 광량과 조명부의 광량의 차이가 소정 값 이상인 경우에는 스케쥴 정보를 재생성하는 단계 907로 이어질 수 있다. 하지만, 광 조절 시스템(140)(또는 스케쥴 생성부(113))은 주변 조도의 광량과 조명부의 광량의 차이가 소정 값 이하인 경우에는, 기존의 스케쥴 정보에 따라 조명부(120)의 광량을 제어할 수 있다. 즉, 단계 901로 이어질 수 있다. 스케쥴 정보는 다양한 실시예에 따라 재생성되거나 재설정될 수 있으며 이에 대한 구체적인 설명은 도 6을 통하여 설명한 바에 따를 수 있다.
단계 907에서, 광 조절 시스템(140)(또는 스케쥴 생성부(113))은 재생성된 스케쥴 정보에 따라 조명부의 광량을 제어하되, 단계 903으로 이어져 주변 조도의 광량과 조명부의 광량을 지속적으로 비교할 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수도 있다.
이상, 본 개시에서 청구하고자 하는 대상에 대해 구체적으로 살펴보았다. 본 개시에서 청구된 대상은 앞서 기술한 특정 실시예로 그 범위가 제한되지 않는다. 예컨대, 어떤 실시예에서는 장치 또는 장치의 조합 상에서 동작 가능하게 사용되는 하드웨어의 형태일 수 있으며, 다른 실시예에서는 소프트웨어 및/또는 펌웨어의 형태로 구현될 수 있고, 또 다른 실시예에서는 신호 베어링 매체, 저장 매체와 같은 하나 이상의 물품을 포함할 수 있다. 여기서, CD-ROM, 컴퓨터 디스크, 플래시 메모리 등과 같은 저장 매체는, 예컨대 컴퓨팅 시스템, 컴퓨팅 플랫폼 또는 기타 시스템과 같은 컴퓨팅 장치에 의하여 실행될 때 앞서 설명한 실시예에 따라 해당 프로세서의 실행을 야기시킬 수 있는 명령을 저장할 수 있다. 이러한 컴퓨팅 장치는 하나 이상의 처리 유닛 또는 프로세서, 디스플레이, 키보드 및/또는 마우스와 같은 하나 이상의 입/출력 장치, 및 정적 랜덤 액세스 메모리, 동적 랜덤 액세스 메모리, 플래시 메모리 및/또는 하드 드라이브와 같은 하나 이상의 메모리를 포함할 수 있다.
전술한 상세한 설명에서는 블록도, 흐름도 및/또는 기타 예시를 통해 장치 및/또는 프로세스의 다양한 실시예를 설명하였다. 그러한 블록도, 흐름도, 및/또는 기타 예시는 하나 이상의 기능 및/또는 동작을 포함하게 되며, 당업자라면 블록도, 흐름도 및/또는 기타 예시 내의 각각의 기능 및/또는 동작이 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 개별적으로 혹은 집합적으로 구현될 수 있다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 다양한 실시예들에서, 본 개시에 기재된 대상의 몇몇 부분은 ASIC(Application Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array), DSP(Digital Signal Processor) 또는 다른 집적의 형태를 통해 구현될 수 있다. 이와 달리, 본 개시의 실시예의 일부 양상은 하나 이상의 컴퓨터 상에 실행되는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램(예를 들어, 하나 이상의 컴퓨터 시스템 상에 실행되는 하나 이상의 프로그램), 하나 이상의 프로세서 상에서 실행되는 하나 이상의 프로그램(예를 들어, 하나 이상의 마이크로프로세서 상에서 실행되는 하나 이상의 프로그램), 펌웨어 또는 이들의 실질적으로 임의의 조합으로써 전체적으로 또는 부분적으로 균등하게 집적 회로에서 구현될 수도 있으며, 소프트웨어 및/또는 펌웨어를 위한 코드의 작성 및/또는 회로의 설계는 본 개시에 비추어 당업자의 기술 범위 내에 속하는 것이다. 또한, 당업자라면, 본 개시의 대상의 매커니즘들이 다양한 형태의 프로그램 제품으로 분배될 수 있음을 이해할 것이며, 본 개시의 대상의 예시는 분배를 실제로 수행하는데 사용되는 신호 베어링 매체의 특정 유형과 무관하게 적용됨을 이해할 것이다.
특정 예시적 기법이 다양한 방법 및 시스템을 이용하여 여기에서 기술되고 도시되었으나, 당업자라면, 청구된 대상에서 벗어남이 없이, 다양한 기타의 수정 또는 등가물로의 치환 가능성을 이해할 수 있다. 추가적으로, 여기에 기술된 중심 개념으로부터 벗어남이 없이 특정 상황을 청구된 대상의 교시로 적응시키도록 많은 수정이 이루어질 수 있다. 따라서, 청구된 대상이 개시된 특정 예시로 제한되지 않으나, 그러한 청구된 대상은 또한 첨부된 청구범위 및 그 균등의 범위 내에 들어가는 모든 실시예를 포함할 수 있음이 의도된다.
본 개시의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위, 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (10)
- 수경재배기에 있어서,
식물을 수용하는 적어도 하나의 수경재배포트를 포함하는 본체부;
광량이 조절 가능한 발광수단을 포함하고 상기 발광수단의 광이 상기 수경재배포트를 향하도록 배치되는 조명부;
상기 조명부와 작동적으로 연결된 프로세서;
상기 프로세서와 작동적으로 연결된 메모리; 및
상기 조명부가 발산하는 광과 수경재배기가 놓인 위치에서 수광되는 외부의 광에 의한 조도를 검지하도록 구성된 조도 센서를 포함하고,
상기 메모리는, 실행 시에, 상기 프로세서가,
스케쥴 정보에 따라 상기 조명부의 발광수단이 발광하도록 하는 인스트럭션들을 저장하고,
상기 스케쥴 정보는 상기 수경재배기의 위치를 기반하여 결정되는 일출시각 및 일몰시각의 사이의 시간에서, 상기 발광수단의 광량을 제어하도록 설정되는 것이고,
상기 메모리는, 실행 시에, 상기 프로세서가,
네트워크를 통해 연결된 서버를 통하여 식물의 종류 및 식물의 종류 따른 하루 누적 적정 조사 광량에 대한 정보를 수신하도록 하는, 인스트럭션들, 및
상기 조도 센서를 이용하여 주변 조도를 검지하고, 검지된 주변 조도의 수준에 맞추어 상기 발광수단의 광량을 조절하게 하는, 인스트럭션들을 더 저장하며,
상기 스케쥴 정보는 상기 하루 누적 적정 조사 광량에 기반하여 설정되는 것이고,
상기 프로세서는, 상기 검지된 주변 조도의 수준에 맞추어 상기 발광수단의 광량을 조절하기 위해,
주변 조도의 광량과 스케쥴 정보에 따라 발광하는 조명부의 광량의 차이가 소정 값 이상인 경우, 상기 조명부의 광량을 상기 주변 조도의 광량보다 어두운 광량으로 조절하고,
상기 차이가 소정 값 이상인 시각으로부터 상기 주변 조도의 광량과 스케쥴 정보의 광량의 차이를 계속적으로 비교하여 양 값의 차이가 소정 값 미만인 경우까지 상기 조명부의 광량을 상기 주변 조도의 광량보다 어두운 광량으로 조절하며, 그리고
상기 주변 조도의 광량과 상기 스케쥴 정보의 광량의 차이가 소정 값 미만이 되면, 상기 스케쥴 정보에 따라 상기 어두운 광량보다 밝게 상기 조명부의 광량을 조절하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 수경재배기. - 제1항에 있어서,
상기 메모리는, 실행 시에, 상기 프로세서가,
네트워크를 통해 연결된 서버에 위치 정보를 송신하고, 이에 응답하여 상기 서버로부터 상기 일출시각 및 일몰시각에 대한 정보를 수신하도록 하는 인스트럭션들을 더 저장하고,
상기 스케쥴 정보는 상기 수신된 일출시각 및 일몰시각에 대한 정보에 기초하여 설정되는 것인, 수경 재배기.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 메모리는, 실행 시에, 상기 프로세서가,
상기 주변 조도의 수준에 맞추어 상기 발광수단의 광량을 조절하게 되는 것에 응답하여, 상기 스케쥴 정보에 따를 때의 상기 발광수단의 총 광량이 상기 하루 누적 적정 조사 광량 보다 부족한 경우, 상기 스케쥴 정보를 수정하거나 상기 일몰시각 이후에도 발광수단을 발광하게 하는 추가 스케쥴 정보를 설정하게 하는, 인스트럭션들을 더 저장하는, 수경재배기. - 제5항에 있어서,
상기 메모리는, 실행 시에, 상기 프로세서가,
상기 주변 조도의 수준에 맞추어 상기 발광수단의 광량을 조절하게 되는 것에 응답하여, 상기 스케쥴 정보에 따를 때의 상기 발광수단의 총 광량이 최소 광량 보다 부족한 경우, 상기 스케쥴 정보를 수정하거나 상기 일몰시각 이후에도 발광수단을 발광하게 하는 추가 스케쥴 정보를 설정하게 하는, 인스트럭션들을 더 저장하는, 수경재배기.
- 제6항에 있어서,
상기 하루 누적 적정 조사 광량 또는 상기 최소 광량은 상기 식물의 종류에 따라 결정되는 것인, 수경 재배기. - 제1항에 있어서,
상기 스케쥴 정보는, 상기 식물의 종류가 단일 식물인 것으로 확인되는 경우, 상기 발광수단이 임계 암기 시간 이상 발광하지 않도록 설정되는 것인, 수경재배기.
- 제1항에 있어서,
상기 메모리는, 실행 시에, 상기 프로세서가,
네트워크로 통해 연결된 사용자 장치에 상기 스케쥴 정보를 송신하도록 하는, 인스트럭션들을 더 저장하는, 수경 재배기.
- 제1항에 있어서,
상기 메모리는, 실행 시에, 상기 프로세서가,
상기 주변 조도의 수준에 맞추어 상기 발광수단의 광량을 조절하게 되는 것에 응답하여, 상기 스케쥴 정보에 따를 때의 상기 발광수단의 총 광량이 최소 광량보다 부족한 경우, 상기 네트워크를 통해 알림 메시지를 사용자 장치로 송신하도록 하는, 인스트럭션들을 더 저장하는, 수경 재배기.
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2022
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- 2022-12-16 WO PCT/KR2022/020629 patent/WO2023128430A1/ko unknown
Patent Citations (4)
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