KR102785196B1 - 일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수 방법 및 장치 - Google Patents

일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102785196B1
KR102785196B1 KR1020220074323A KR20220074323A KR102785196B1 KR 102785196 B1 KR102785196 B1 KR 102785196B1 KR 1020220074323 A KR1020220074323 A KR 1020220074323A KR 20220074323 A KR20220074323 A KR 20220074323A KR 102785196 B1 KR102785196 B1 KR 102785196B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
irrigation
amount
rainfall
sensor
calculated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020220074323A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20230173497A (ko
Inventor
김효중
정수호
윤가윤
장서우
김희곤
이진우
이형석
Original Assignee
전라남도
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전라남도 filed Critical 전라남도
Priority to KR1020220074323A priority Critical patent/KR102785196B1/ko
Publication of KR20230173497A publication Critical patent/KR20230173497A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102785196B1 publication Critical patent/KR102785196B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G25/00—Watering gardens, fields, sports grounds or the like
    • A01G25/16—Control of watering
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G25/00—Watering gardens, fields, sports grounds or the like
    • A01G25/16—Control of watering
    • A01G25/165—Cyclic operations, timing systems, timing valves, impulse operations
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G25/00—Watering gardens, fields, sports grounds or the like
    • A01G25/16—Control of watering
    • A01G25/167—Control by humidity of the soil itself or of devices simulating soil or of the atmosphere; Soil humidity sensors
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16Y—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY SPECIALLY ADAPTED FOR THE INTERNET OF THINGS [IoT]
    • G16Y10/00—Economic sectors
    • G16Y10/05—Agriculture
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16Y—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY SPECIALLY ADAPTED FOR THE INTERNET OF THINGS [IoT]
    • G16Y40/00—IoT characterised by the purpose of the information processing
    • G16Y40/20—Analytics; Diagnosis
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16Y—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY SPECIALLY ADAPTED FOR THE INTERNET OF THINGS [IoT]
    • G16Y40/00—IoT characterised by the purpose of the information processing
    • G16Y40/30—Control
    • G16Y40/35—Management of things, i.e. controlling in accordance with a policy or in order to achieve specified objectives
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028—Material parameters
    • G01N2291/02881—Temperature
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01W—METEOROLOGY
    • G01W2203/00—Real-time site-specific personalized weather information, e.g. nowcasting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Accounting & Taxation (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Sewage (AREA)

Abstract

본 발명은 일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수 방법 및 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수 방법은, 변수 지정부가 토양에 대한 관수 간격, 관수 기간, 관수량 및 관수 지연 일수를 포함하는 변수를 지정하는 변수 지정 단계; 측정 계산부가 광도센서에서 측정된 광량을 이용해 일중 적산 광량을 계산하고, 강우센서에서 측정된 강우량을 이용해 일중 적산 강우량을 계산하는 광량 및 강우량 측정 계산 단계; 관수량 결정부가 관수 간격에 해당하는 기간 동안의 상기 계산된 일중 적산 광량의 총합과, 토양의 단위면적당 증발산량과, 관수 간격에 해당하는 기간 동안의 상기 계산된 일중 적산 강우량의 총합을 이용해 관수량을 계산하는 관수량 결정 단계; 및 관수 여부 결정부가 상기 계산된 관수량이 0 보다 크면 관수를 실시하는 것으로 결정하고, 상기 계산된 관수량이 0 보다 작으면 관수 간격에 해당하는 기간을 1일씩 늘려 계산한 관수량이 0 보다 크면 관수를 실시하는 것으로 결정하는 관수 여부 결정 단계;를 포함하여 구성된다.

Description

일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수 방법 및 장치{IRRIGATION METHOD AND DEVICE BASED ON SOLAR SENSOR, RAIN SENSOR AND TEMPERATURE SENSOR}
본 발명은 일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 토양의 증발산량과 강우량, 평균온도를 기반으로 보다 용이하게 관수가 가능한 관수 방법 및 장치에 관한 것이다.
식물의 효과적인 생장을 위해 식물이 자라는 토양의 수분을 실시간으로 감시하여 항상 일정한 수분량이 유지되도록 하기 위하여 토양수분 모니터링 및 관수 제어 기술들이 다양하게 개발되고 있다.
이와 관련되는 종래 기술로서, 대한민국 공개특허공보 제2004-0067099호 문헌에는 각종 시설영농을 비롯한 채소 농사나 화훼류의 재배와 같은 식물 재배에 사용될 수 있는 식물재배용 다목적 관수장치에 대한 내용이 개시되어 있다.
본 문헌에 따르면, 식물이 심어져 있는 토양 속에 일정 크기의 관을 매설하고 물과 액비 및 농약 등을 상기 관 속으로 주입하여 식물과 가장 인접한 뿌리 부분에 이를 공급할 수 있는 관수장치를 소개하고 있다.
그러나, 종래 기술에 따르면 부정확한 결정으로 인하여 수자원을 낭비하거나 적정치보다 적게 관수하는 경우가 있다. 이에 따르면, 작물의 생육과 특성, 재배 방법, 재배 환경 등을 반영하지 않는 문제점이 있다.
또한, 종래의 정확도를 높이기 위한 관수 결정 방법은, 직접 작물의 상태를 확인하거나, 재배지 토양의 수분 상태를 측정해야 하므로, 별도의 노동력을 필요로 하는 문제점이 있다.
따라서, 별도의 노동력을 투입 없이 토양과 그에 따른 작물의 상태를 이용하여 정확하게 관수 여부를 결정하는 기술이 필요하다.
특허문헌 1: 공개특허공보 제2004-0067099(2004.07.30)
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명에 따르면 일사량에 따른 작물 및 토양 증발산량과 강우량 측정값을 기반으로 관수량을 결정하고, 날씨에 따른 관수 여부의 결정을 통해 최적의 관수 환경을 제공하고자 한다.
전술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수 방법은, 변수 지정부가 토양에 대한 관수 간격, 관수 기간, 관수량 및 관수 지연 일수를 포함하는 변수를 지정하는 변수 지정 단계; 측정 계산부가 광도센서에서 측정된 광량을 이용해 일중 적산 광량을 계산하고, 강우센서에서 측정된 강우량을 이용해 일중 적산 강우량을 계산하는 광량 및 강우량 측정 계산 단계; 관수량 결정부가 관수 간격에 해당하는 기간 동안의 상기 계산된 일중 적산 광량의 총합과, 토양의 단위면적당 증발산량과, 관수 간격에 해당하는 기간 동안의 상기 계산된 일중 적산 강우량의 총합을 이용해 관수량을 계산하는 관수량 결정 단계; 및 관수 여부 결정부가 상기 계산된 관수량이 0 보다 크면 관수를 실시하는 것으로 결정하고, 상기 계산된 관수량이 0 보다 작으면 관수 간격에 해당하는 기간을 1일씩 늘려 계산한 관수량이 0 보다 크면 관수를 실시하는 것으로 결정하는 관수 여부 결정 단계;를 포함하여 구성된다.
본 발명의 다른 일 실시 예에 따르면, 상기 변수 지정 단계는 상기 변수 지정부가 토양에 대한 관수 간격, 전자밸브 당 토양의 관수 면적인 재배 면적, 토양의 단위면적당 증발산량, 관수 펌프의 토출량, 토양에 대한 관수 기간, 사용자가 최대로 설정하는 물량인 최대 허용 물량 또는 강우량에 따라 설정되는 관수의 최대 지연 일수를 포함하는 변수를 지정할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 관수량 결정 단계는 상기 관수량 결정부가 상기 일중 적산 광량의 총합에 상기 단위면적당 증발산량을 적용하여 일중 적산 광량에 의한 증발산량을 계산하고, 상기 일중 적산 광량에 의한 증발산량에 상기 일중 적산 강우량을 차감하여 상기 관수량을 계산할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 광수 여부 결정 단계는 상기 관수 여부 결정부가 상기 강우센서에서 측정된 강수량이 0 보다 큰 경우, 관수의 실시를 1일 지연하는 강우여부 체크 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 초기화부가 상기 관수의 실시를 1일 지연하여 관수 지연 일수가 기준값을 초과하면, 상기 변수를 초기화하여 상기 변수를 지정받도록 하는 초기화 및 반복실행 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수 장치는 광량을 측정하는 광도센서; 강우량을 측정하는 강우센서; 온도를 측정하는 온도센서; 토양에 대한 관수 간격, 관수 기간, 관수량 및 관수 지연 일수를 포함하는 변수를 지정받는 변수 지정부; 상기 측정된 광량을 이용해 일중 적산 광량을 계산하고, 상기 측정된 강우량을 이용해 일중 적산 강우량을 계산하는 측정 계산부; 관수 간격에 해당하는 기간 동안의 상기 계산된 일중 적산 광량의 총합과, 토양의 단위면적당 증발산량과, 관수 간격에 해당하는 기간 동안의 상기 계산된 일중 적산 강우량의 총합을 이용해 관수량을 계산하는 관수량 결정부; 및 상기 계산된 관수량이 0 보다 크면 관수를 실시하는 것으로 결정하고, 상기 계산된 관수량이 0 보다 작으면 관수 간격에 해당하는 기간을 1일씩 늘려 계산한 관수량이 0 보다 크면 관수를 실시하는 것으로 결정하는 관수 여부 결정부; 및 계산된 관수량을 장치가 설치된 위치의 관수간격동안의 평균온도를 기준으로 관수량을 비례하여 계산하여 가감하는 조절부;를 포함하여 구성된다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 변수 지정부는 토양에 대한 관수 간격, 전자밸브 당 토양의 관수 면적인 재배 면적, 토양의 단위면적당 증발산량, 관수 펌프의 토출량, 토양에 대한 관수 기간, 사용자가 최대로 설정하는 물량인 최대 허용 물량 또는 강우량에 따라 설정되는 관수의 최대 지연 일수를 포함하는 변수를 지정할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 관수량 결정부는 상기 일중 적산 광량의 총합에 상기 단위면적당 증발산량을 적용하여 일중 적산 광량에 의한 증발산량을 계산하고, 상기 일중 적산 광량에 의한 증발산량에 상기 일중 적산 강우량을 차감하여 상기 관수량을 계산할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 관수 여부 결정부는 상기 강우센서에서 측정된 강수량이 0 보다 큰 경우, 관수의 실시를 1일 지연할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 관수의 실시를 1일 지연하여 관수 지연 일수가 기준값을 초과하면, 상기 변수를 초기화하여 상기 변수를 지정받도록 하는 초기화부;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따르면 일사량에 따른 작물 및 토양 증발산량과 강우량 측정값을 기반으로 관수량을 결정하고, 날씨에 따른 관수 여부의 결정을 통해 최적의 관수 환경을 제공할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 일반적인 관수 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수 장치의 구성도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이후부터는 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수 방법을 설명하기로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수 방법은 일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수 장치에 의해 실행되는 것으로서, 상기 일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수 장치는 관수를 변수 지정, 관수 계산, 관수량 결정 및 관수 여부를 결정할 수 있는 컴퓨터 단말, 서버 또는 전용 관수 장치로 구성될 수 있다. 또한, 상기 관수 방법을 제공하기 위한 각 기능을 제공하는 구성부는 하드웨어 또는 소프트웨어적으로 구성되어 관수 알고리즘을 포함하는 프로그램에 의해 동작하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수 방법에 따르면, 먼저 변수 지정부가 토양에 대한 관수 간격, 관수 기간, 관수량 및 관수 지연 일수를 포함하는 변수를 지정한다(S110)
이때, 상기 변수 지정부가 토양에 대한 관수 간격, 전자밸브 당 토양의 관수 면적인 재배 면적, 토양의 단위면적당 증발산량, 관수 펌프의 토출량, 토양에 대한 관수 기간, 사용자가 최대로 설정하는 물량인 최대 허용 물량 또는 강우량에 따라 설정되는 관수의 최대 지연 일수를 포함하는 변수를 지정할 수 있다.
보다 구체적으로, 예를 들어 상기 관수 간격은 1~15일로 지정할 수 있으며, 상기 재배 면적은 전자밸브 하나당 관수 면적을 말한다. 또한, 상기 단위 면적 당 증발산량은 1~5cc로 설정될 수 있으며, 상기 관수 펌프의 토출량은 250L/min로 설정되고, 상기 관수 기간은 2021.04.05 ~ 2021.10.30로 설정될 수 있으며, 상기 최대 허용 관수량은 사용자가 원하는 최대로 설정할 수 있는 관수량을 말하며, 상기 최대 지연 일수는 강우량이 필요 관수량을 초과할 경우에 관수를 실시하도록 하기 위해 설정될 수 있다.
이와 같이 변수가 지정되면, 측정 계산부가 광도센서에서 측정된 광량을 이용해 일중 적산 광량을 계산하고, 강우센서에서 측정된 강우량을 이용해 일중 적산 강우량을 계산하고, 온도를 측정한다(S120).
예를 들어, 적산 광량 계산 시에는 광 강도 측정은 1분 단위로 측정할 수 있으며, 분당 적산 광량(j/㎠)= 측정된 강도(w/㎡)* 60초/10,000, 일중 적산 광량(MJ/㎡)= 하루 중 분당 적산 광량의 합으로 계산할 수 있으며, 이때 오전 적산 광량은 일출 후 오전 12시까지 적산광을 이용해 계산할 수 있다.
또한, 적산 강우량 계산 시에는 실시간을 강우량을 측정하고, 일중 적산 강우량은 하루 중 내린 강우의 총량으로 계산하며, 지정 기간 동안의 강우량을 적산 계산할 수 있다.
이후에는, 관수량 결정부가 관수 간격에 해당하는 기간 동안의 상기 계산된 일중 적산 광량의 총합과, 토양의 단위면적당 증발산량과, 관수 간격에 해당하는 기간 동안의 상기 계산된 일중 적산 강우량의 총합을 이용해 관수량을 계산하고, 측정된 온도를 이용해 평균 온도를 계산한다(S130). 아울러, 이때 관수 간격에 해당하는 기간 동안의 평균 온도에 따른 가중치를 이용하여 관수량을 계산할 수 있다.
보다 구체적으로, 이때 상기 관수량 결정부가 하기의 수학식 1을 이용해 관수량을 계산할 수 있다.
[수학식 1]
Irrigation Y = Radsum * (단위 면적당 증발산량/m2) * (토양 면적) - Rainsum
이때, 관수량은 Irrigation Y, Radsum은 관수 간격에 해당하는 기간 동안의 상기 계산된 일중 적산 광량의 총합, Rainsum은 관수 간격에 해당하는 기간 동안의 상기 계산된 일중 적산 강우량의 총합이다.
구체적인 예로서, 피라노미터 광도센서를 측정된 광량을 이용해 일중 적산 광량을 계산하며, 이때 1분에 1회 측정한 광도값이 500 W/m2이면 500W가 1분동안 지속한 것으로 간주하여, 광도화 지속 시간의 곱을 10000으로 나누어 광량으로서 3 J/cm2를 계산한다. 또한 1분 단위로 하루 중 적산광량을 합하여 하루 중 초 누적광량이 예를 들어 1200 J/cm2이 되며, 하루 중 적산광량 단위를 MJ/m2로 변환하면 12 MJ/m2가 산출된다.
또한, 관수량 결정부가 적산 광량에 의한 증발산량을 계산하며, 적산 기간을 7일이고, 적산 기간에 따른 적산 광량이 75 M인 경우, MJ당 증발산량은 0.20 L/MJ/m2이며, 토양 면적(밭 면적)이 1,000 m2인 경우, 광량에 의한 증발산량은 15,000 리터로 계산할 수 있다.
한편, 강우센서에서 측정된 강우량이 8mm이면 토양 면적(밭 면적)에 강우 물의 양은 8,000 리터로 계산되므로, 최종적인 관수량은 적산 광량에 의한 관수량에서 강우센서에서 측정된 강우 물의 양을 차감하여 7,000 리터로 계산할 수 있다. 이때 관수하고자 하는 장소의 관수간격으로 설정된 기간동안에 평균온도를 기준으로 온도가 낮을때는 관수량을 줄이고 평균온도가 높을 때는 비례적으로 계산하여 늘릴 수 있다.
관수 여부 결정부가 상기 계산된 관수량이 0 보다 크면 관수를 실시하는 것으로 결정하고(S150), 관수 당일에 강우가 없는 경우에는(S151), 관수를 실시한다(S152).
또한, 상기 관수 여부 결정부가 상기 강우센서에서 측정된 강수량이 0 보다 큰 경우(강우가 있는 경우), 관수의 실시를 지연할 수 있으며 초기화부가 강우량을 산입후 재연산 할 수 있다(S155).
이때, 계산된 관수량이 사용자가 지정한 최대 허용 관수량을 초과하면 지정된 최대 허용 물량만큼만 관수할 수 있으며, 지연도중 변수로 설정한 최대 지연 일수를 경과하면 프로그램을 리셋할 수 있으며, 관수를 실시한 후 또는 대량 강우에 의해 관수 지연 일수가 경과할 때에는 관수량 변수를 모두 초기화하고 관수 과정을 처음부터 다시 실행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수 장치의 구성도이다.
이후부터는 도 3을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수 장치의 구성을 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수장치(100)는 광도센서(101), 강우센서(102), 온도센서(103), 변수 지정부(110), 측정 계산부(120), 관수량 결정부(130), 관수 여부 결정부(140), 조절부(145) 및 초기화부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.
변수 지정부(110)는 토양에 대한 관수 간격, 관수 기간, 관수량 및 관수 지연 일수를 포함하는 변수를 입력받아 지정할 수 있으며, 보다 구체적으로 상기 변수 지정부(110)는 토양에 대한 관수 간격, 전자밸브 당 토양의 관수 면적인 재배 면적, 토양의 단위면적당 증발산량, 관수 펌프의 토출량, 토양에 대한 관수 기간, 사용자가 최대로 설정하는 물량인 최대 허용 물량 또는 강우량에 따라 설정되는 관수의 최대 지연 일수를 포함하는 변수를 지정할 수 있다.
광도센서(101)에서 광량을 측정하고, 강우센서(102)에서 강우량을 측정하며, 측정 계산부(120)는 상기 측정된 광량을 이용해 일중 적산 광량을 계산하고, 상기 측정된 강우량을 이용해 일중 적산 강우량을 계산한다.
관수량 결정부(130)는 관수 간격에 해당하는 기간 동안의 상기 계산된 일중 적산 광량의 총합과, 토양의 단위면적당 증발산량과, 관수 간격에 해당하는 기간 동안의 상기 계산된 일중 적산 강우량의 총합을 이용해 관수량을 계산한다.
보다 구체적으로, 상기 관수량 결정부(130)는 상기 일중 적산 광량의 총합에 상기 단위면적당 증발산량을 적용하여 일중 적산 광량에 의한 증발산량을 계산하고, 상기 일중 적산 광량에 의한 증발산량에 상기 일중 적산 강우량을 차감하여 상기 관수량을 계산할 수 있다.
관수 여부 결정부(140)는 상기 계산된 관수량이 0 보다 크면 관수를 실시하는 것으로 결정한다.
또한, 상기 관수 여부 결정부(140)는 상기 계산된 관수량이 0 보다 작으면 관수 간격에 해당하는 기간을 1일씩 늘려 계산한 관수량이 0 보다 크면 관수를 실시하는 것으로 결정한다.
이때, 상기 관수 여부 결정부(140)는 상기 강우센서에서 측정된 강수량이 0 보다 큰 경우, 관수의 실시를 1일 지연할 수 있다.
조절부(145)는 계산된 관수량을 장치가 설치된 위치의 관수간격동안의 평균온도를 기준으로 관수량을 비례하여 계산하여 가감한다.
또한, 초기화부(150)는 상기 관수의 실시를 1일 지연하여 관수 지연 일수가 기준값을 초과하면, 상기 변수를 초기화하여 상기 변수를 지정받도록 하고, 이때, 상기 관수 여부 결정부(140)는 계산된 관수량이 사용자가 지정한 최대 허용 관수량을 초과하면 지정된 최대 허용 물량만큼만 관수할 수 있도록 할 수 있으며, 상기 초기화부(150)는 지연도중 변수로 설정한 최대 지연 일수를 경과하면 프로그램을 리셋할 수 있으며, 관수를 실시한 후 또는 대량 강우에 의해 관수 지연 일수가 경과할 때에는 관수량 변수를 모두 초기화하고 관수 과정을 처음부터 다시 실행하도록 할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따르면 일사량에 따른 작물 및 토양 증발산량과 강우량 측정값을 기반으로 관수량을 결정하고, 날씨에 따른 관수 여부의 결정을 통해 최적의 관수 환경을 제공할 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수 장치
101: 광도센서
102: 강우센서
103: 온도센서
110: 변수 지정부
120: 측정 계산부
130: 관수량 결정부
140: 관수 여부 결정부
145: 조절부
150: 초기화부

Claims (10)

  1. 변수 지정부가 토양에 대한 관수 간격, 관수 기간, 관수량 및 관수 지연 일수를 포함하는 변수를 지정하는 변수 지정 단계;
    측정 계산부가 광도센서에서 측정된 광량을 이용해 일중 적산 광량을 계산하고, 강우센서에서 측정된 강우량을 이용해 일중 적산 강우량을 계산하는 광량 및 강우량 측정 계산 단계;
    관수량 결정부가 관수 간격에 해당하는 기간 동안의 상기 계산된 일중 적산 광량의 총합과, 토양의 단위면적당 증발산량과, 관수 간격에 해당하는 기간 동안의 상기 계산된 일중 적산 강우량의 총합과, 관수 간격에 해당하는 기간 동안의 평균 온도에 따른 가중치를 이용해 관수량을 계산하는 관수량 결정 단계; 및
    관수 여부 결정부가 상기 계산된 관수량이 0 보다 크면 관수를 실시하는 것으로 결정하고, 상기 계산된 관수량이 0 보다 작으면 관수 간격에 해당하는 기간을 1일씩 늘려 계산한 관수량이 0 보다 크면 관수를 실시하는 것으로 결정하는 관수 여부 결정 단계;를 포함하고,
    상기 변수 지정 단계는, 상기 변수 지정부가 토양에 대한 관수 간격, 전자밸브 당 토양의 관수 면적인 재배 면적, 토양의 단위면적당 증발산량, 관수 펌프의 토출량, 토양에 대한 관수 기간, 사용자가 최대로 설정하는 물량인 최대 허용 물량 또는 강우량에 따라 설정되는 관수의 최대 지연 일수를 포함하는 변수를 지정하고,
    상기 관수량 결정 단계는, 하기의 수학식 1을 이용해 관수량을 계산하며,
    [수학식 1]
    Irrigation Y = Radsum * (단위 면적당 증발산량/m2) * (토양 면적) - Rainsum
    (이때, 관수량은 Irrigation Y, Radsum은 관수 간격에 해당하는 기간 동안의 상기 계산된 일중 적산 광량의 총합, Rainsum은 관수 간격에 해당하는 기간 동안의 상기 계산된 일중 적산 강우량의 총합임)
    상기 강우센서에서 측정된 강우량 및 토양 면적에 따른 최종적인 관수량은 적산 광량에 의한 관수량에서 강우센서에서 측정된 강우 물의 양을 차감하여 계산하며, 상기 관수 간격으로 설정된 기간동안에 평균온도를 기준으로 온도가 낮을때는 관수량을 줄이고 평균온도가 높을 때는 비례적으로 계산하여 조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수 방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 관수량 결정 단계는,
    상기 관수량 결정부가 상기 일중 적산 광량의 총합에 상기 단위면적당 증발산량을 적용하여 일중 적산 광량에 의한 증발산량을 계산하고, 상기 일중 적산 광량에 의한 증발산량에 상기 일중 적산 강우량을 차감하여 상기 관수량을 계산하는 일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 관수 여부 결정 단계는,
    상기 관수 여부 결정부가 상기 강우센서에서 측정된 강수량이 0 보다 큰 경우, 관수의 실시를 1일 지연하는 강우여부 체크 단계;
    를 더 포함하는 일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    초기화부가 상기 관수의 실시를 1일 지연하여 관수 지연 일수가 기준값을 초과하면, 상기 변수를 초기화하여 상기 변수를 지정받도록 하는 초기화 및 반복실행 단계;
    를 더 포함하는 일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수 방법.
  6. 광량을 측정하는 광도센서;
    강우량을 측정하는 강우센서;
    온도를 측정하는 온도센서;
    토양에 대한 관수 간격, 관수 기간, 관수량 및 관수 지연 일수를 포함하는 변수를 지정받는 변수 지정부;
    상기 측정된 광량을 이용해 일중 적산 광량을 계산하고, 상기 측정된 강우량을 이용해 일중 적산 강우량을 계산하는 측정 계산부;
    관수 간격에 해당하는 기간 동안의 상기 계산된 일중 적산 광량의 총합과, 토양의 단위면적당 증발산량과, 관수 간격에 해당하는 기간 동안의 상기 계산된 일중 적산 강우량의 총합을 이용해 관수량을 계산하는 관수량 결정부;
    계산된 관수량을 장치가 설치된 위치의 관수간격동안의 평균온도를 기준으로 관수량을 비례하여 계산하여 가감하는 조절부; 및
    상기 계산된 관수량이 0 보다 크면 관수를 실시하는 것으로 결정하고, 상기 계산된 관수량이 0 보다 작으면 관수 간격에 해당하는 기간을 1일씩 늘려 계산한 관수량이 0 보다 크면 관수를 실시하는 것으로 결정하는 관수 여부 결정부;를 포함하며,
    상기 변수 지정부는, 토양에 대한 관수 간격, 전자밸브 당 토양의 관수 면적인 재배 면적, 토양의 단위면적당 증발산량, 관수 펌프의 토출량, 토양에 대한 관수 기간, 사용자가 최대로 설정하는 물량인 최대 허용 물량 또는 강우량에 따라 설정되는 관수의 최대 지연 일수를 포함하는 변수를 지정하고,
    상기 관수량 결정부가 하기의 수학식 1을 이용해 관수량을 계산하며,
    [수학식 1]
    Irrigation Y = Radsum * (단위 면적당 증발산량/m2) * (토양 면적) - Rainsum
    (이때, 관수량은 Irrigation Y, Radsum은 관수 간격에 해당하는 기간 동안의 상기 계산된 일중 적산 광량의 총합, Rainsum은 관수 간격에 해당하는 기간 동안의 상기 계산된 일중 적산 강우량의 총합임)
    상기 강우센서에서 측정된 강우량 및 토양 면적에 따른 최종적인 관수량은 적산 광량에 의한 관수량에서 강우센서에서 측정된 강우 물의 양을 차감하여 계산하며, 상기 관수 간격으로 설정된 기간동안에 평균온도를 기준으로 온도가 낮을때는 관수량을 줄이고 평균온도가 높을 때는 비례적으로 계산하여 조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수 장치.
  7. 삭제
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 관수량 결정부는,
    상기 일중 적산 광량의 총합에 상기 단위면적당 증발산량을 적용하여 일중 적산 광량에 의한 증발산량을 계산하고, 상기 일중 적산 광량에 의한 증발산량에 상기 일중 적산 강우량을 차감하여 상기 관수량을 계산하는 일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수 장치.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 관수 여부 결정부는,
    상기 강우센서에서 측정된 강수량이 0 보다 큰 경우, 관수의 실시를 1일 지연하는 일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 관수의 실시를 1일 지연하여 관수 지연 일수가 기준값을 초과하면, 상기 변수를 초기화하여 상기 변수를 지정받도록 하는 초기화부;
    를 더 포함하는 일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수 장치.
KR1020220074323A 2022-06-17 2022-06-17 일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수 방법 및 장치 Active KR102785196B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220074323A KR102785196B1 (ko) 2022-06-17 2022-06-17 일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수 방법 및 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220074323A KR102785196B1 (ko) 2022-06-17 2022-06-17 일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수 방법 및 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230173497A KR20230173497A (ko) 2023-12-27
KR102785196B1 true KR102785196B1 (ko) 2025-03-21

Family

ID=89378301

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220074323A Active KR102785196B1 (ko) 2022-06-17 2022-06-17 일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수 방법 및 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102785196B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102883656B1 (ko) 2025-09-12 2025-11-10 주식회사 비바엔에스 조도-일사량 상관관계를 이용한 정밀관수 방법 및 시스템

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117581754A (zh) * 2024-01-08 2024-02-23 西北农林科技大学 膜下滴灌玉米大豆带状间作系统水肥药一体化栽培方法
CN118402456A (zh) * 2024-05-29 2024-07-30 山西汾河灌溉管理有限公司 一种确定农田灌水时间的方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100550387B1 (ko) 2003-01-21 2006-02-08 박진욱 식물재배용 다목적 관수장치
KR20140082289A (ko) * 2012-12-24 2014-07-02 경상남도 관수 제어방법
KR102461749B1 (ko) * 2020-06-19 2022-11-02 대한민국 관수 결정 장치 및 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102883656B1 (ko) 2025-09-12 2025-11-10 주식회사 비바엔에스 조도-일사량 상관관계를 이용한 정밀관수 방법 및 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230173497A (ko) 2023-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102785196B1 (ko) 일사센서, 강우센서 및 온도센서 기반 관수 방법 및 장치
Ojeda‐Bustamante et al. Generalization of irrigation scheduling parameters using the growing degree days concept: application to a potato crop
US12402580B2 (en) Method for managing crop irrigation, and system using same
Allen et al. Estimating crop coefficients from fraction of ground cover and height
Mailhol et al. Sorghum and sunflower evapotranspiration and yield from simulated leaf area index
Rallo et al. Using field measurements and FAO-56 model to assess the eco-physiological response of citrus orchards under regulated deficit irrigation
Shin et al. Estimating the actual transpiration rate with compensated levels of accumulated radiation for the efficient irrigation of soilless cultures of paprika plants
Evans et al. Site-specific sprinkler irrigation in a water limited future
Tolk et al. Measured and simulated evapotranspiration of grain sorghum grown with full and limited irrigation in three high plains soils
KR102461749B1 (ko) 관수 결정 장치 및 방법
IL269437B1 (en) Systems and methods for irrigation planning
US8961068B2 (en) Device, system, and method of irrigation
Shi et al. Determining threshold values for root-soil water weighted plant water deficit index based smart irrigation
Al-Ghobari et al. Effect of intelligent irrigation on water use efficiency of wheat crop in arid region.
Dukes et al. Smart Irrigation Controllers: What Makes an Irrigation Controller Smart?
CN110896836B (zh) 一种无土栽培营养液管控方法及系统
Droogers et al. Field‐scale modeling to explore salinity problems in irrigated agriculture 1
Camp et al. Scheduling irrigation for corn and soybean in the Southeastern Coastal Plain
Yıldırım Drip irrigation automation with a water level sensing system in a greenhouse.
Markovska Modelling productivity of crops in short crop rotation at irrigation taking into account agroecological and technological factors
Liu et al. Stomatal conductivity, canopy temperature and evapotranspiration of maize (Zea mays L.) to water stress in Northeast China
Ali et al. Irrigation management strategies for winter wheat using aquacrop model
Hari et al. Development of IoT based smart irrigation system with programmable logic controller
Herceg et al. Predicting impacts of climate change on evapotranspiration and soil moisture for a site with subhumid climate
Thomson et al. Model-based irrigation management using a dynamic parameter adjustment method

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20220617

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20240723

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20250305

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20250318

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20250318

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration