KR20000049705A - Method and system for measuring water content of soil - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A measuring method of water content in soil and system thereof are provided, which is characterized in that water content, concentration of fertilizer and salt in soil are measured at the same time, and that the system controls irrigation and fertilizing. CONSTITUTION: A soil EC sensor(12) is porous ceramic glass probe pH sensor to measure water content, concentration of fertilizer and salt at the same time. A water replenishment of soil EC sensor(12) is not necessary, and accuracy of the soil EC sensor(12) is excellent. The measurement theory of water content, concentration of fertilizer and salt is to utilize surface tension. Existence and nonexistence of water in holes of porous ceramic are sensed by electrical resistance(14), and are output by cable(16). LCD(50) expresses signal of measured data as numerical value. Key input equipment(60) controls irrigation and fertilizing.

Description

토양 수분측정 방법 및 그 시스템 {Method and system for measuring water content of soil}Soil moisture measuring method and system {Method and system for measuring water content of soil}

본 발명은 토양 수분측정 방법 및 그 시스템에 관한 것으로, 특히 토양의 수분량, 비료농도량, 염농도량을 동시에 측정하여 분석한 데이터를 이용해 관수와 시비제어를 할 수 있도록 된 토양 수분측정 방법 및 스 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for measuring soil moisture, and in particular, to measure water and fertilizer concentration and salt concentration at the same time, the soil moisture measurement method and control system that can be used for irrigation and fertilization control using data analyzed. It is about.

일반적으로 우리나라의 농업은 수도작(벼농사)위주로 발전되어 왔기 때문에 과수, 채소, 화훼 등의 원예작물은 상대적으로 소홀히 취급되어 왔다.In general, agriculture in Korea has been developed mainly for rice crops (rice farming), so horticultural crops such as fruits, vegetables, and flowers have been relatively neglected.

그러나, 국민소득이 증가하고 생활수준이 급속히 향상됨에 따라 원예작물의 소비가 증가하고 있을 뿐만 아니라, WTO 출범이후 외국 농산물의 수입개방으로 인한 국제경쟁력이 있는 원예작물의 재배시설(하우스재배)분야라는 인식이 새롭게 제고되고 있다.However, with the increase of national income and the rapid increase in living standards, the consumption of horticultural crops is not only increasing, but also the cultivation facility (house cultivation) field of internationally competitive horticultural crops due to the opening of imports of foreign agricultural products after the launch of WTO. Awareness is being raised anew.

원예작물의 재배시설은 작물이 최고의 품질로 생산될 수 있도록 최적의 환경조성과 시설구축이 요구되는 바, 특히 이 환경요인중 무엇보다도 중요한 것은 작물의 생육을 위해서 적절한 수분공급이 이루어져야 한다는 점이다.The cultivation facilities of horticultural crops require optimum environmental composition and facility construction so that crops can be produced with the best quality. Especially, the most important of these environmental factors is the proper water supply for the growth of crops.

농업에 있어서 관수제어는 가장 중요하고 어려운 항목이다. 원예작물은 식량작물보다 생육기간이 짧고 단위면적당 생체수량이 높은 만큼 수분 요구도가 높다.Water management is the most important and difficult item in agriculture. Horticultural crops have shorter growing periods than food crops and have high water demand per unit area.

식물은 대체로 1㎏을 생산하는데 300∼900ℓ의 물을 필요로 하며, 이와 같이 생육에 필요한 물을 어떻게 알맞게 관수하느냐 하는 것이 관건이며 이는 수분이 부족하거나 또는 과잉공급되면 작물의 생육과 품질 및 수량에 지대한 영향을 미치게 되므로, 곧 원예작물농사의 성공 또는 실패를 좌우함에 기인하기 때문이다.Plants generally require 300 to 900 liters of water to produce 1 kg, and how to properly irrigate the water required for growth is the key to the growth, quality and quantity of crops if water is insufficient or oversupplyed. This is because it has a profound effect on the success or failure of horticultural crop farming.

최근에는 많은 농가에서 작물재배시 관수재배만 하는 것이 아니라, 노력절감과 생산성향상을 위해 시비 비료공급을 실시하는 관비(관수와 비료공급)농법을 선호하나, 시비 과다(비료의 과잉공급)는 토양과 지하수의 오염을 초래하여 환경에 미치는 치명적 요인이 될 수 있기 때문에 올바른 비료공급은 상당히 중요한 사항으로 문제시되고 있다.In recent years, many farmers prefer not only watering but also fertilizing (fertilization and fertilizer supply) to fertilize fertilizer to reduce efforts and improve productivity. Proper fertilizer supply is a very important issue because it can lead to the environmental and fatal effects of pollution.

따라서, 올바른 비료공급을 할 수 있도록 토양의 비료농도(EC)를 측정하면서 관비제어를 할 수 있어야 한다. 21세기는 환경친화적이면서 경제적 농법이 요구되고 있으며, 이를 위하여 토양의 분석을 통한 적절량의 관수와 시비가 이루어져야 하며 토양에 포함되어 있는 수분량, 비료농도량, 염농도량 등 실제 농업에서 토양수분량과 비료농도량은 작물에 가장 중요한 요인으로 작용하기 때문이다.Therefore, it is necessary to be able to control the fertilization while measuring the fertilizer concentration (EC) of the soil in order to provide the correct fertilizer supply. In the 21st century, eco-friendly and economic farming methods are required. For this purpose, appropriate amount of watering and fertilization must be made through analysis of soil, and soil water content and fertilizer in actual agriculture such as water content, fertilizer concentration, salt concentration, etc. This is because concentration is the most important factor for crops.

상기 토양의 수분측정방법에는 전기저항법, 중성자법, Tensionmeter 방법이 있으며, 현재 보편적으로 사용하는 방법은 텐션미터(Tensionmeter)방법으로 토양수분의 압력 즉, Potential force 라는 방식을 사용하며, 토양중의 수분량 단위는 pF 라는 단위를 사용하고 있다.The soil moisture measurement method is an electrical resistance method, a neutron method, a tension meter method, the current commonly used method is the tension meter (Tensionmeter) method of the soil moisture pressure, that is, the method called Potential force, The moisture content unit uses a unit called pF.

상기 텐션미터방법은 텐션미터라는 센서를 사용하여 토양중의 수분량을 측정하며, 텐션미터는 물을 보충하는 물기둥부와 수분을 감지하는 세라믹 감지부와 수분량을 지시하는 압력게이지부로 구성되어 있다.The tension meter method uses a sensor called a tension meter to measure the amount of water in the soil. The tension meter includes a water column for replenishing water, a ceramic sensor for sensing water, and a pressure gauge for indicating water.

상기 텐션미터는 그 가격이 저렴하다는 장점은 있으나, 정확도가 없으며 물을 보충하여 사용하여야 하는 번거러움과 감지부인 세라믹이 쉽게 파손된다는 문제점이 있다.The tension meter has the advantage that the price is low, but there is no accuracy and has a problem that the hassle to use to replenish water and the ceramic, which is a sensing unit is easily broken.

특히, 물을 보충한 후 어느 시기에 갑자기 보충한 물이 감지부로 다 빠져나가는 경우도 있어 자주 센서의 상태를 주의하여 관찰하여야 하며, 텐션미터를 사용하여 관수제어를 할 경우 별도의 제어기능장치를 추가로 설치하여야 한다.Particularly, when water is replenished suddenly at some time after replenishing the water, the state of the sensor should be observed carefully. If watering is controlled using a tension meter, a separate control function device may be used. It must be installed additionally.

또, 연속 계측할 경우는 별도의 데이터 로거(Data Logger)를 설치하고 텐션미터로는 관비제어를 할 수 없으므로 별도의 관비제어장치가 요구되는 등 수분측정의 불편함이 많으며 관수제어기능도 쉽지 않을 뿐 아니라 관비제어기능도 할 수 없는 어려움이 따르는 것이다.In addition, in case of continuous measurement, a separate data logger is installed and the tension meter cannot control the ratio of water, so a separate water ratio control device is required. In addition, there is a difficulty that can not control the expenses.

한편, 원예작물의 대량생산시 많은 작물에 각기 적정량의 수분과 시비공급이 용이하지 않아 노동력 과다수급이 요구되었고 또한, 이를 만족하지 못하는 현실에 의해 그 생산성은 매우 저조한 결과를 초래하게 되었다.On the other hand, when the mass production of horticultural crops, many crops were not easy to supply adequate amounts of water and fertilization, so oversupply of labor was required, and the productivity was very low due to the fact that they were not satisfied.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래 방법에 의한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 토양의 수분량, 비료농도량, 염농도량을 동시에 측정 분석하여 관수와 시비제어에 의해 원예작물의 생육재배시 병해충예방은 물론, 적절량의 수분과 비료의 공급이 이루어지도록 하므로써 최적의 재배환경조성에 따른 품질과 생산성 향상 및 노동력부족의 해소, 국가경쟁력을 높이는 환경친화적인 과학영농기법으로서 농가소득증대에 이바지하는 토양 수분측정 방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems caused by the conventional method as described above, to prevent pests during the cultivation of horticultural crops by irrigation and fertilization by simultaneously measuring and analyzing the moisture content, fertilizer concentration, salt concentration of the soil, Soil moisture measurement method that contributes to farmers' income growth as an environmentally friendly scientific farming technique that improves quality and productivity according to the optimum cultivation environment, eliminates labor shortages, and improves national competitiveness by ensuring that the appropriate amount of water and fertilizer are supplied. The purpose is to provide.

본 발명의 다른 목적은 원예작물의 재배시 토양의 수분량, 비료농도량, 염농도량을 동시에 측정하여 분석한 데이터를 이용하여 관수 및 관비를 제어할 수 있도록 하는 토양 수분측정 시스템을 제공하는데 있다.Another object of the present invention to provide a soil moisture measurement system to control the watering and irrigation ratio by using the data analyzed by measuring the moisture content, fertilizer concentration, salt concentration of the soil at the time of cultivation of horticultural crops.

상기 목적달성을 위한 본 발명의 토양 수분측정 방법은, 토양에 매설되는 센서로 하여금 수분의 표면장력을 이용하여 각기 계측된 수분변화량(pF)과 비료농도량(EC변화), 염농도량(pH변화) 등의 측정데이터가 출력된 아날로그 시그널을 디지털 시그널로 변환시켜 이를 사용자가 인식하도록 디스플레이상에 표시하고 이 측정데이터수치와 외부로부터 전송된 기상데이터에 따라 설정모드를 조작하여 관수 및 관비를 제어하도록 사용자의 퍼스널 컴퓨터에 프로그램화함에 그 특징이 있다.Soil moisture measurement method of the present invention for achieving the above object, the sensor embedded in the soil, the water change amount (pF) and fertilizer concentration (EC change), salt concentration (pH change) respectively measured by using the surface tension of water To convert the analog signal outputted measurement data into digital signal and display it on the display for the user to recognize, and to control the watering and irrigation ratio by operating the setting mode according to the measured data value and weather data transmitted from the outside. Its feature is that it is programmed into the user's personal computer.

또한, 상기 목적달성을 위해 본 발명의 토양 수분측정 방법을 구현하기 위한 토양 수분측정 시스템은, 토양에 매설하여 각기 계측된 수분변화량(pF)과 비료농도량(EC), 염농도량(pH)의 측정데이터를 저장하는 데이터 로깅수단과, 상기 데이터 로깅수단에 의해 측정된 데이터를 아날로그 시그널로 전환하는 전환수단과, 상기 전환수단을 통해 출력된 측정데이터의 아날로그 시그널을 디지털 시그널로 변환하는 시그널 변환수단과, 상기 시그널 변환수단으로부터 출력된 시그널을 제어하는 시그널 입·출력 제어수단과, 상기 시그널 입·출력 제어수단을 통해 출력되는 측정데이터의 시그널을 사용자가 인식하도록 데이터수치로 표시되게 하는 LCD와, 상기 LCD를 통해 표시된 데이터수치를 인지하여 사용자가 관수 및 관비제어를 위해 설정모드를 입력하도록 하는 Key 입력수단과, 외부로부터 측정된 기상데이터를 시리얼 통신을 통해 전송하는 전송수단으로서의 데이터 통신기와, 상기 Key 입력수단과 기상데이터 통신기를 통해 입·출력되는 시그널을 연산·처리하는 메인 마이컴과, 상기 메인 마이컴에 연결되어 시리얼 통신을 통해 시스템을 프로그램화하기 위한 연산·처리된 데이터 통신기와, 사용자 PC 및 상기 메인 마이컴과 각 데이터의 통신기 사이에 연결되어 기상데이터와 연산·처리된 데이터의 입·출력 시그널을 제어하며 데이터 로깅수단과 메인 마이컴에 연결되는 입·출력 제어수단과 릴레이 및 측정조작유니트와 관수제어유니트가 구비됨에 특징이 있다.In addition, the soil moisture measurement system for implementing the soil moisture measurement method of the present invention for achieving the above object, the amount of water change (pF) and fertilizer concentration (EC), salt concentration (pH) respectively measured by embedding in the soil Data logging means for storing measurement data, switching means for converting the data measured by the data logging means into an analog signal, and signal converting means for converting the analog signal of the measurement data output through the switching means into a digital signal. A signal input / output control means for controlling a signal output from the signal conversion means, an LCD for displaying a data value so that a user can recognize a signal of measurement data output through the signal input / output control means; Recognizing the data value displayed through the LCD to allow the user to enter the setting mode for watering and water control Key input means, a data communicator as a transmission means for transmitting the weather data measured from the outside through serial communication, a main micom for calculating and processing signals input and output through the key input means and the weather data communicator; A data communicator connected to the main microcomputer to program the system through serial communication, and connected between a user PC and the main microcomputer and a communication device of each data to input and receive weather data and computed / processed data. It controls output signal, and it is equipped with input / output control means connected to data logging means and main microcomputer, relay, measurement operation unit and irrigation control unit.

도 1은 본 발명의 토양 수분측정 시스템 회로도,1 is a circuit diagram of a soil moisture measurement system of the present invention;

도 2는 본 발명의 시스템중 데이터 로깅수단에 의한 수분측정 예시도,2 is an exemplary view of measuring moisture by data logging means in the system of the present invention;

도 3은 본 발명의 시스템에 사용되는 측정조작장치의 예시도,3 is an exemplary view of a measuring manipulation device used in the system of the present invention;

도 4는 본 발명의 시스템에 사용되는 관수제어장치의 예시도,4 is an exemplary view of a watering control device used in the system of the present invention,

도 5는 본 발명의 토양 수분측정 시스템 공정도,5 is a process chart of soil moisture measurement system of the present invention;

도 6 내지 도 8은 본 발명의 시스템에 의한 프로그램 진행 예시도.6 to 8 are diagrams illustrating a program progress by the system of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 데이터 로깅수단 12 : 토양EC센서10: data logging means 12: soil EC sensor

14, 24 : 저항 20 : 시그널 전환수단14, 24: resistance 20: signal switching means

22 : 아날로그 스위치 26 : 다이오드22: analog switch 26: diode

30 : 시그널 변환수단 40, 100 : 시그널 입·출력 제어수단30: signal conversion means 40, 100: signal input / output control means

50 : LCD 60 : Key 입력수단50: LCD 60: Key Input Means

70 : 전송수단 72, 74 : 통신기70: transmission means 72, 74: communication device

80 : 메인 마이컴 82 : CPU80: main microcomputer 82: CPU

84 : ROM 86 : RAM84: ROM 86: RAM

88 : RTC 90 : 사용자 PC88: RTC 90: User PC

110 : 릴레이 120 : 측정조작유니트110: relay 120: measurement operation unit

122 : 커넥터 130 : 관수제어유니트122: connector 130: watering control unit

132 : 출력단자 134 : 솔레노이드 밸브132: output terminal 134: solenoid valve

이하, 본 발명의 토양 수분측정 방법을 구현하는 본 발명의 토양 수분측정 시스템의 바람직한 실시예를 첨부도면에 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the soil moisture measurement system of the present invention for implementing the soil moisture measurement method of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 토양 수분측정 시스템 회로도이다.1 is a circuit diagram of the soil moisture measurement system of the present invention.

도시된 바와 같이 본 발명의 토양 수분측정 시스템은, 토양에 매설하여 각기 계측된 수분변화량(pF)과 비료농도량(EC변화), 염농도량(pH변화) 등의 측정데이터를 저장하는 데이터 로깅수단(10)이 구비된다.As shown, the soil moisture measurement system of the present invention, the data logging means for storing the measured data such as the amount of water change (pF), fertilizer concentration (EC change), salt concentration (pH change), respectively measured by embedding in the soil 10 is provided.

상기 데이터 로깅수단(10)은 수분변화량(pF)과 비료농도량(EC), 염농도량 (pH)을 동시에 측정하는 다공질 세라믹형 유리전극 pH센서로서의 토양EC센서(12)가 이용되며, 물보충이 필요없고 보수유지와 사용이 용이하며, 정밀도가 우수하다.The data logging means 10 is a soil EC sensor 12 as a porous ceramic-type glass electrode pH sensor that simultaneously measures the moisture change amount (pF), fertilizer concentration (EC), salt concentration (pH), water supplement No need for maintenance, easy to use and excellent precision.

도 2는 본 발명의 시스템중 데이터 로깅수단(10)에 의한 수분측정 예시도로서, 도시된 바와 같이 수분변화량(pF)과 비료농도량(EC), 염농도량(pH)의 측정원리는 수분의 표면장력을 이용한다.2 is an exemplary view illustrating moisture measurement by the data logging means 10 in the system of the present invention. As shown in FIG. 2, the measurement principle of the moisture change amount (pF), the fertilizer concentration amount (EC), and the salt concentration amount (pH) may be measured. Use surface tension.

토양속의 수분은 미립자가 만드는 간극의 크기에 의해서 순차적으로 증감하므로 미리 구멍의 크기를 알고 있는 다공질 세라믹으로부터 적당한 구멍지름을 복수로 갖추어 토양과 접촉되게 매설하며, 수분이 적을 때는 작은 지름의 구멍에 먼저 들어가고 수분이 많아지면 순차적으로 큰 지름의 구멍에 들어가므로 각 구멍의 수분유무를 전기적 저항(14)의 측정에 의해 감지되어 케이블(16)을 통해 전기적으로 출력한다.Moisture in the soil is sequentially increased or decreased by the size of the gap made by the microparticles, so it is buried in contact with the soil with a plurality of suitable pore diameters from porous ceramics that already know the size of the pores. As the moisture is added to the holes of the large diameter sequentially, the presence or absence of moisture in each hole is detected by the measurement of the electrical resistance 14 and is electrically output through the cable 16.

상기 유리전극 pH센서는 구멍지름을 알기 때문에 물줄기높이나 pF로 표시되며, 수질변화에 의한 영향이 거의 없어 종래의 텐션미터와 같이 물보충이 필요없고 취급이 간단하여 장기간 연석측정이 가능하다.Since the glass electrode pH sensor knows the pore diameter, it is represented by the height of the water stream or pF, and has little effect due to the change in water quality.

또한, 상기 데이터 로깅수단(10)에 의해 측정된 데이터가 전기적으로 출력되어 아날로그 시그널로 전환하는 전환수단(20)이 구비되며, 아날로그 스위치(22)에 저항(24)과 다이오드(26)가 연결된 구성을 이루고 있다.In addition, a switching means 20 for electrically outputting data measured by the data logging means 10 and converting the signal into an analog signal is provided, and a resistor 24 and a diode 26 are connected to the analog switch 22. It is a composition.

또한, 상기 전환수단(20)을 통해 출력된 측정데이터의 아날로그 시그널을 디지털 시그널로 변환하는 시그널 변환수단(30)이 구비되며, 상기 시그널 변환수단 (30)은 아날로그/디지털 컨버터(Analog/Digital Converter)가 이용된다.In addition, a signal conversion means 30 for converting the analog signal of the measurement data output through the conversion means 20 into a digital signal is provided, the signal conversion means 30 is an analog / digital converter (Analog / Digital Converter) ) Is used.

또한, 상기 시그널 변환수단(30)으로부터 출력된 시그널을 제어하는 시그널 입·출력 제어수단(Peripheral Input/Output, PIO: 40)이 구비된다.In addition, signal input / output control means (Peripheral Input / Output, PIO) 40 for controlling the signal output from the signal conversion means 30 is provided.

또한, 상기 시그널 입·출력 제어수단(40)을 통해 출력되는 측정데이터의 시그널을 사용자가 인식하도록 데이터수치로 표시되게 하는 LCD(50)와, 상기 LCD(50)를 통해 표시된 데이터수치를 인지하여 사용자가 관수 및 관비제어를 위해 설정모드를 입력하도록 하는 Key 입력수단(60)이 구비된다.In addition, the LCD 50 to display the data value so that the user recognizes the signal of the measurement data output through the signal input and output control means 40, and the data value displayed through the LCD 50 Key input means (60) is provided to allow the user to enter the setting mode for watering and irrigation control.

또한, 외부로부터 측정된 기상데이터를 시리얼 통신을 통해 전송하는 전송수단(70)이 다수 구비되며, 상기 전송수단(70)은 미국 EIA(전자공업회)의 모델번호 RS-232 인 데이터 통신기(72)가 이용된다.In addition, a plurality of transmission means 70 for transmitting the weather data measured from the outside through serial communication is provided, the transmission means 70 is a data communication device 72 of the model number RS-232 of the EIA (Electronics Industry Association) Is used.

또한, 상기 Key 입력수단(60)과 기상데이터의 전송수단(70)을 통해 입·출력되는 시그널과 데이터 로깅수단(10)에서 시그널 입·출력 제어수단(40)까지 입·출력된 시그널을 연산·처리하는 메인 마이컴(80)이 구비된다.In addition, the signal input and output through the key input means 60 and the weather data transmission means 70 and the signal input and output from the data logging means 10 to the signal input and output control means 40 is calculated The main microcomputer 80 to process is provided.

상기 메인 마이컴(80)은 CPU(82), ROM(84), RAM(86), RTC(Real Time Clock,실시간 처리기 : 88)로 구성되어 있다.The main microcomputer 80 includes a CPU 82, a ROM 84, a RAM 86, and a real time clock (RTC) 88.

또한, 상기 메인 마이컴(80)에 연결되어 시리얼 통신을 통해 시스템을 프로그램화하기 위한 연산·처리된 데이터의 전송수단(70)으로서, 데이터 통신기(74)와 사용자 PC(90)가 연결되게 구성되어 있다.In addition, the data communication device 74 and the user PC 90 is connected to the main microcomputer 80 as a means for transmitting the calculated and processed data for programming the system through serial communication. have.

또한, 상기 메인 마이컴(80)과 전송수단(70)의 각 데이터 통신기(72),(74)의 사이에 연결되어 기상데이터와 연산·처리된 데이터의 입·출력 시그널 및 상기 메인 마이컴(80)과 아날로그 스위치(22)에 연결되는 시그널의 입·출력을 제어하는 입·출력 제어수단(100)과 릴레이(110)가 구성되어 있다.In addition, the main micom 80 and the data communication device 72, 74 of the transmission means 70 is connected between the input and output signals of the weather data and the data calculated and processed, and the main micom 80 And input / output control means 100 and relay 110 for controlling the input / output of the signal connected to the analog switch 22.

본 발명의 시스템 전원은 5V, 12V로 사용된다.The system power supply of the present invention is used at 5V, 12V.

도 3은 본 발명의 시스템중 측정조작유니트(120)로서, 데이터 로깅수단(10)의 토양EC센서(12)와 연결되는 센서연결을 위한 커넥터(122), 전원연결겸용과 토양 EC센서(12)의 전기적 저항측정에 의한 출력스위치로 아날로그 시그널로 전환하는 아날로그 스위치(22), LCD(50), Key 입력수단(60)이 장착된 상태를 보여준다.Figure 3 is a measurement operation unit 120 of the system of the present invention, the connector 122 for connecting the sensor connected to the soil EC sensor 12 of the data logging means 10, combined power supply and soil EC sensor 12 ) Shows the state in which the analog switch 22, the LCD 50, and the key input means 60 are switched to the analog signal as the output switch by measuring the electrical resistance.

도 4는 본 발명의 시스템에 사용되는 관수제어유니트(130)로서, 관수장비(도시하지 않음)를 각기 출력단자(Output: 132)에 솔레노이드 밸브(134)를 연결하여 사용한다.4 is a watering control unit 130 used in the system of the present invention, the watering equipment (not shown) is used to connect the solenoid valve 134 to the output terminal (Output) (132), respectively.

도 5는 본 발명의 토양 수분측정 시스템 공정도로서, 그 공정순서는 먼저 Key 입력수단(60)의 Key 조작으로 측정모드 및 제어모드를 설정하면 Key 조작에 따른 시그널이 입·출력 제어수단(40)을 경유하여 메인 마이컴(80)으로 입력된다.5 is a process chart of soil moisture measurement system of the present invention, the process sequence is first set the measurement mode and control mode by the key operation of the key input means 60, the signal according to the key operation input / output control means 40 Via the input to the main microcomputer (80).

이때, Key 조작에 따라 측정모드 및 제어모드의 설정내용은 또 다른 입출력 제어수단(40)에 의해 LCD(50)에 디스플레이(Display)된다.At this time, the setting contents of the measurement mode and the control mode are displayed on the LCD 50 by another input / output control means 40 according to the key operation.

또한, 아날로그 스위치(22)를 동작시켜 토양에 매설된 데이터 로깅수단(10)의 토양EC센서(12)를 선택하면 토양EC센서(12)의 각 구멍에 유입된 토양속의 수분과 비료농도, 염농도 등의 유무는 전기적 저항(14)의 측정에 의해 감지되어 케이블 (16)을 통해 전기적으로 출력된다.In addition, when the soil EC sensor 12 of the data logging means 10 embedded in the soil is selected by operating the analog switch 22, the moisture, fertilizer concentration, salt concentration in the soil introduced into each hole of the soil EC sensor 12. The presence or absence of the back is sensed by the measurement of the electrical resistance 14 and is electrically output through the cable 16.

이어 계측된 수분변화량(pF)과 비료농도량(EC변화), 염농도량(pH변화) 등의 측정데이터가 출력된 아날로그 시그널은 시그널 변환수단(30)에 의해 디지털 시그널로 증폭·변환되어 시그널 입·출력 제어수단(40)에 입력된다.Subsequently, the analog signal outputting measured data such as measured moisture change (pF), fertilizer concentration (EC change) and salt concentration (pH change) is amplified and converted into a digital signal by the signal converting means (30). It is input to the output control means 40.

한편, Key 조작에 따라 설정된 모드와 설정값의 내용은 디지털로 변환된 시그널과 함께 메인 마이컴(80)에서 연산처리한 후 제어동작을 개시하며 제어시그널은 시그널 입·출력 제어수단(100)을 경유하여 각 수단별 제어신호를 출력해 각기 릴레이(110)를 동작하게 한다.On the other hand, the contents of the mode and the set value set according to the key operation are processed by the main microcomputer 80 together with the digitally converted signal and start the control operation. The control signal passes through the signal input / output control means 100. By outputting the control signal for each means to operate the relay 110, respectively.

이때, 상기 메인 마이컴(80)의 ROM(84), RAM(86)에 저장된 내용은 데이터의 전송수단(70)에서 데이터 통신기(74)를 통해 사용자 PC(90)로 전송되며, 외부의 기상측정기로부터 측정되어 전송된 기상데이터는 데이터 통신기(72)를 통해 메인 마이컴(80)으로 전송된다.In this case, the contents stored in the ROM 84 and the RAM 86 of the main microcomputer 80 are transmitted from the data transmitting means 70 to the user PC 90 through the data communicator 74, and the external meteorological measuring instrument. The meteorological data measured and transmitted from is transmitted to the main microcomputer 80 through the data communicator 72.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 시스템에 의한 수분측정 데이터의 처리 프로그램 진행상태의 예시도이며, 상기 메인 마이컴(80)에 의해 측정값, 제어상태, 외부기상 내용은 도 6 내지 도 8과 같이 사용자 PC(90)에 프로그램의 화면에 표시된다.6 to 8 are exemplary diagrams of a processing program progress state of moisture measurement data by the system of the present invention, and the measured values, control states, and external weather contents by the main microcomputer 80 are as shown in FIGS. 6 to 8. The user's PC 90 is displayed on the screen of the program.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 토양 수분측정 방법과 그 시스템은, 원예작물의 재배시 토양의 수분량, 비료농도량, 염농도량을 동시에 측정하여 분석한 데이터를 이용하여 관수 및 관비를 제어할 수 있으며, 이를 위한 본 발명의 토양 수분측정 시스템에 의해 관수와 시비제어로 원예작물의 생육재배시 병해충예방은 물론, 적절량의 수분과 비료의 공급이 이루어지도록 하므로써 최적의 재배환경조성에 따른 품질과 생산성 향상 및 노동력부족의 해소, 국가경쟁력을 높이는 환경친화적인 과학영농기법으로서 농가소득증대에 이바지하는 아주 뛰어난 효과가 있는 유용한 발명인 것이다.As described above, the method and system for measuring soil moisture of the present invention can control watering and irrigation ratio using data analyzed by simultaneously measuring soil moisture, fertilizer concentration, and salt concentration during cultivation of horticultural crops. The soil moisture measurement system of the present invention to prevent pests during the cultivation of horticultural crops by irrigation and fertilization control, as well as to supply the appropriate amount of water and fertilizer to improve the quality and productivity according to the optimum cultivation environment And it is a useful invention that has an excellent effect of contributing to the increase of farm household income as an environmentally friendly scientific farming technique to solve the labor shortage and increase national competitiveness.

Claims (4)

토양에 매설되는 센서로 하여금 수분의 표면장력을 이용하여 각기 계측된 수분변화량(pF)과 비료농도량 (EC변화), 염농도량(pH변화) 등의 측정데이터가 출력된 아날로그 시그널을 디지털 시그널로 변환시켜 이를 사용자가 인식하도록 디스플레이상에 표시하고 이 측정데이터수치와 외부로부터 전송된 기상데이터에 따라 설정모드를 조작하여 관수 및 관비를 제어하도록 사용자의 퍼스널 컴퓨터에 프로그램화된 것을 특징으로 한 토양 수분측정 방법.The sensor embedded in the soil enables the digital signal to be converted into an analog signal outputting measurement data such as moisture change (pF), fertilizer concentration (EC change), and salt concentration (pH change), respectively, measured using the surface tension of water. Soil moisture characterized in that it is programmed on the user's personal computer to control the irrigation and irrigation by operating the setting mode according to the converted and displayed on the display for the user to recognize it and the measured data value and the weather data transmitted from the outside. How to measure. 토양에 매설하여 각기 계측된 수분변화량(pF)과 비료농도량(EC), 염농도량 (pH)의 측정데이터를 저장하는 데이터 로깅수단(10)과, 상기 데이터 로깅수단(10)에 의해 측정된 데이터를 아날로그 시그널로 전환하는 전환수단(20)과, 상기 전환수단(20)을 통해 출력된 측정데이터의 아날로그 시그널을 디지털 시그널로 변환하는 시그널 변환수단(30)과, 상기 시그널 변환수단(30)으로부터 출력된 시그널을 제어하는 시그널 입·출력 제어수단(40)과, 상기 시그널 입·출력 제어수단(40)을 통해 출력되는 측정데이터의 시그널을 사용자가 인식하도록 데이터수치로 표시되게 하는 LCD(50)와, 상기 LCD(50)를 통해 표시된 데이터수치를 인지하여 사용자가 관수 및 관비제어를 위해 설정모드를 입력하도록 하는 Key 입력수단(60)과, 외부로부터 측정된 기상데이터를 시리얼 통신을 통해 전송하는 전송수단(70)으로서 데이터 전송장치(72)와, 상기 Key 입력수단(60)과 기상 데이터 전송장치(72)를 통해 입·출력되는 시그널을 연산·처리하는 메인 마이컴(80)과, 상기 메인 마이컴(80)에 연결되어 시리얼 통신을 통해 시스템을 프로그램화하기 위한 연산·처리된 데이터 전송장치(74)와 사용자 PC(90) 및 상기 메인 마이컴(80)과 각 데이터 전송장치(72) (74)의 사이에 연결되어 기상데이터와 연산·처리된 데이터의 입·출력 시그널을 제어하며 데이터 로깅수단(10)과 메인 마이컴(80)에 연결되는 입·출력 제어수단 (100)과 릴레이(110) 및 측정조작유니트(120)와 관수제어유니트(130)가 구비됨을 특징으로 한 토양 수분측정 시스템.Data logging means (10) for storing the measured data of the moisture change amount (pF), fertilizer concentration (EC), salt concentration (pH) measured by embedding in the soil, and measured by the data logging means (10) A switching means 20 for converting data into an analog signal, a signal converting means 30 for converting an analog signal of measurement data output through the switching means 20 into a digital signal, and the signal converting means 30 Signal input and output control means 40 for controlling the signal output from the signal and the LCD 50 to display the data value so that the user recognizes the signal of the measurement data output through the signal input and output control means 40 And a key input unit 60 for recognizing the data value displayed through the LCD 50 to allow the user to enter a setting mode for watering and water control, and serial communication of weather data measured from the outside. As a transmission means 70 for transmitting through the data transmission device 72, the main microcomputer 80 for calculating and processing signals input and output through the key input means 60 and the weather data transmission device 72; A data transfer device 74 and a user PC 90 and the main micom 80 and each data transfer device 72 connected to the main microcomputer 80 to program the system through serial communication. And input / output control means 100 and a relay connected between the data logging means 10 and the main microcomputer 80 to control input / output signals of weather data and computed / processed data. Soil moisture measurement system, characterized in that the 110 and the measurement operation unit 120 and the watering control unit 130 is provided. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 데이터 로깅수단(10)은 수분측정과 비료농도측정, 염농도측정을 동시에 하는 다공질 세라믹형 유리전극 pH센서로서의 토양EC센서(12)이며, 상기 시그널 변환수단(30)은 A/D 컨버터인 것을 특징으로 한 토양 수분측정 시스템.The data logging means 10 is a soil EC sensor 12 as a porous ceramic glass electrode pH sensor which simultaneously measures moisture, fertilizer concentration, and salt concentration. The signal conversion means 30 is an A / D converter. Soil Moisture Measurement System. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 전환수단(20)은 아날로그 스위치(22)와 저항(24) 및 다이오드(26)로 구성되며, 상기 메인 마이컴(80)은 CPU(82), ROM(84), RAM(86), RTC(88) 로 구성됨을 특징으로 한 토양 수분측정 시스템.The switching means 20 is composed of an analog switch 22, a resistor 24 and a diode 26, the main microcomputer 80 is a CPU 82, ROM 84, RAM 86, RTC ( 88) Soil moisture measurement system, characterized in that consisting of.
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