KR200485351Y1 - 시설원예 및 농업용 환경 정보 측정, 저장 및 전송장치를 구비한 챔버 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 다습한 조건에서 습기 센서의 오류 발생 현상을 방지하고, 직사광선이 내리쬐는 조건은 물론, 강우에 노출되는 조건에서도 온도 센서에 측정 오차가 발생하지 않도록 할 수 있는 측정장치용 챔버로서, 내부의 공간과 외부의 공간을 구획하는 중공의 케이스(10); 상기 중공의 케이스 내부에서 하부에 마련된 난류발생유로부(20); 상기 케이스(10)의 바닥면(13)에 마련되어 상기 난류발생유로부(20)의 일측 단부로 공기가 유입되는 통로가 되는 공기 유입부(22); 상기 케이스(10)의 바닥면에 마련되어 상기 난류발생유로부(20)의 타측 단부로부터 공기가 배출되는 통로가 되는 공기 배출부(23); 상기 공기 유입부(22) 또는 공기 배출부(23)에 인접하여 설치되어, 상기 난류발생유로부(20)의 공기 유동을 발생시키는 팬(30); 상기 난류발생유로부(20)의 일측 단부와 타측 단부 사이에 마련되고 상기 공기 유입부를 통해 유입된 공기를 난류로 변환시키는 난류 유도부(24); 및 상기 난류발생유로부(20)에서 유동하는 공기가 상기 난류 유도부(24)을 지난 위치에 마련되어, 난류 유동의 공기의 온도, 습도 또는 온도 및 습도를 측정하는 온습도 센서(70);를 포함하는 하는 챔버를 제공한다.

Description

시설원예 및 농업용 환경 정보 측정, 저장 및 전송장치를 구비한 챔버{A Chamber Having Sensing, Saving and Telecommunicating Unit of Environmental Information for Agriculture}

본 고안은 유무선 통신 방식을 통해 시설원예 및 농업용 환경 정보(온도, 습도 등) 측정, 저장 및 전송장치를 구비한 챔버에 관한 것으로, 보다 상세하게는 온실, 비닐하우스, 플라스틱 하우스 등의 고온 다습한 환경에서도 정확하게 온도와 습도를 측정할 수 있으면서도, 측정 장치의 작동의 신뢰성 및 정확한 측정 결과에 대한 신뢰성을 확보할 수 있도록 하는 구조를 가진 챔버에 관한 것이다.

특히 본 고안은, 다습한 조건에서 습기 센서의 오류 발생 현상을 방지하고, 직사광선이 내리쬐는 조건은 물론, 강우에 노출되는 조건에서도 온도 센서에 측정 오차가 발생하지 않도록 할 수 있는 측정장치용 챔버에 관한 것이다.

이는 단순히 온도와 습도를 측정하는 것뿐만 아니라, 측정된 데이터를 장시간 저장하여 이를 빅데이터로 활용할 수 있도록 하는 기록 장치와, 원격으로 데이터를 확인할 수 있도록 하는 유무선 통신 모듈을 더 포함한다.

일반적으로 식물은 태양에너지를 이용하여 이산화탄소를 이용한 광합성 작용으로 에너지를 만들기 때문에 햇빛이 잘 드는 곳에서 잘 자라는 특성을 갖는 경우가 다수이다. 또한 농작물 재배에 있어서 질소, 인, 칼륨의 영양공급과 함께, 수분과 온도 관리는 상품성 있는 과실 또는 채소류를 얻는데 중요한 관리요소이다. 따라서 작물의 최적 성장 환경을 파악하기 위해서는 온도와 습도 등의 환경 정보 측정 및 분석은 필수적이다. 그리고 이러한 정보는 비단 온도와 습도에 한정되는 것이 아니라, 산소나 이산화탄소 등 공기 내의 각 기체의 농도 등을 더 포함할 수 있다.

일반적인 작물들은 메마른 곳보다 수분이 많은 곳에서 잘 자라며, 햇빛이 잘 드는 직사광선 아래에서 잘 자라므로, 이러한 환경은 고온 다습한 환경이라 할 수 있다. 즉 작물의 최적 성장 환경 파악과 조성을 위한 온도와 습도 측정은 온습도 측정에 오류나 오차가 발생하기 쉬운 고온 다습한 환경 속에서 이루어져야 한다.

부연 설명하면, 상대습도 센서는 센서 또는 센서 주변에 물방울이 생기는 결로 현상이 발생할 경우 센서 소자에 물 분자가 너무 많이 달라붙어 한 번 상대습도가 100%에 도달하면 주변 습도가 변하여도 센서 소자에서 물기가 모두 사라져 말라버리기 전까지는 지속적으로 상대습도가 100%라고 인식하게 된다. 따라서 상대 습도기에 한번 결로가 발생하면 이것이 정상 동작을 할 수 있는 복귀 시점까지는 100%의 상대 습도 값은 변하지 않으며, 이러한 현상은 몇 시간 단위로 지속된다. 또한 이러한 현상이 몇 차례 반복될 경우 상대습도센서는 망가지는 경우도 발생하게 된다.

그리고, 온도 센서의 경우는 직사광선 아래에서 온도를 측정할 경우 실제의 대기 중 공기온도 보다 높은 온도로 인식하여 온도를 측정한다. 또한 대기중의 공기는 온도 차에 의해서 공기 층이 발생하게 되는데, 직사광선이 온도 센서에 직접적으로 도달하는 것을 방지하기 위해 온도 센서 주변을 케이스 등의 틀로 감싸게 되면, 온도 센서의 물성 감지 시작은 실제 온도와 시차를 가질 수밖에 없다.

한편, 기존의 작물재배용 온습도 측정 장치는 측정하는 사람 또는 작물 재배인력이 온습도를 측정하는 한 시점의 데이터만 볼 수 있거나, 내부메모리를 이용하여 소량의 데이터만 저장할 수 있었고, 외장 메모리를 이용하여 빅데이터 형태의 데이터로 기록할 수는 없었다. 그러나 식물의 성장은 24시간의 온습도 변화 추이에 영향을 받을 뿐만 아니라, 보다 긴 절기 별 온습도 변화 추이에도 영향을 받는다. 따라서 작물재배용 온습도 측정 장비는 식물성장에 필요한 장시간의 기간 동안 온습도의 변화추이를 살펴볼 수 있어야 한다.

따라서, 장시간의 데이터 저장이 가능하고, 고온 다습한 환경에서도 작동의 신뢰성이 보장되며, 온습도 센서의 오류를 제거하여 식물 성장에 필요한 적정 온습도를 기록하고 분석할 수 있는 온습도 측정 및 저장장치가 요구된다. 하지만 이러한 측정장치는 그 자체로 구현되기보다, 고온 다습한 환경과 격리됨으로써 측정 장치 부근에서 다습한 환경이 측정의 정확도에 영향을 미치지 않도록 해야 한다.

또한 여러 농업 시설물을 체계적으로 관리할 필요가 있을 때, 관리자는 각 농업 시설물에 모두 방문해서 데이터를 수집해야 하는 불편함이 존재한다. 따라서 여러 시설물에서 각각 수집되는 환경 정보를 원격으로 확인할 수 있는 시스템이 요구된다.

본 고안은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 플라스틱하우스 및 유리온실 등과 같은 고온다습하고 직사광선이 쬐며, 강우에 노출되는 공간에서도 온습도 측정 작동과 측정 결과에 오류나 오차가 발생하지 않도록 측정 장치를 케이스 등의 틀로 감싼 후, 측정 장치의 내부로 난류(亂流) 형태의 공기유동을 형성하고, 공기유동 상에 센서를 배치하여 공기의 온습도를 시차 및 오류 없이 측정할 수 있고 습기에 취약한 전장품들을 상대적으로 습도가 낮은 환경 하에 있을 수 있도록 하는 장비와, 작물의 최적의 생장 환경을 파악하기 위하여 작물 성장과 온습도 간의 상관관계를 분석하기 위한 장시간의 빅데이터를 저장할 수 있는 저장장치와, 상기 데이터를 원격으로 전송할 수 있는 전송장치를 갖는 시설원예 및 농업용 온도, 습도 측정장치를 구비한 챔버를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해 본 고안은, 내부의 공간과 외부의 공간을 구획하는 중공의 케이스(10); 상기 중공의 케이스 내부에서 하부에 마련된 난류발생유로부(20); 상기 케이스(10)의 바닥면(13)에 마련되어 상기 난류발생유로부(20)의 일측 단부로 공기가 유입되는 통로가 되는 공기 유입부(22); 상기 케이스(10)의 바닥면에 마련되어 상기 난류발생유로부(20)의 타측 단부로부터 공기가 배출되는 통로가 되는 공기 배출부(23); 상기 공기 유입부(22) 또는 공기 배출부(23)에 인접하여 설치되어, 상기 난류발생유로부(20)의 공기 유동을 발생시키는 팬(30); 상기 난류발생유로부(20)의 일측 단부와 타측 단부 사이에 마련되고 상기 공기 유입부를 통해 유입된 공기를 난류(turbulence flow)로 변환시키는 난류 유도부(24); 및 상기 난류발생유로부(20)에서 유동하는 공기가 상기 난류 유도부(24)을 지난 위치에 마련되어, 난류 유동의 공기의 온도, 습도 또는 온도 및 습도를 측정하는 온습도 센서(70);를 포함하는 하는 챔버를 제공한다.

상기 케이스(10)는, 상기 난류발생유로부(20)를 상기 케이스 내부의 공간과 격리하는 격벽(21);을 더 포함하고, 상기 난류 유도부(24)는, 상기 격벽(21)의 내측면에 설치되고, 상기 공기 유입부를 통해 유입된 공기가 상기 공기 배출부 쪽으로 이동하는 방향을 가로막아 층류(laminar flow)를 깨뜨림으로써 이를 난류로 변환시키는 난류 유도판(241);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 팬은 공기 배출부(23)에 설치되어 상기 공기 유입부(22) 쪽의 공기를 석션(suction)함으로써 상기 난류발생유로부(20)의 공기 유동을 발생시키고, 그 블레이드의 회전축이 수직이 되도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 케이스(10) 내부에서 상기 난류발생유로부(20)를 벗어난 위치에는 메인보드(40)가 설치되고, 상기 난류발생유로부(20)의 공기 유동 경로에는 가스 농도를 측정하기 위한 측정 센서가 더 설치되며, 상기 메인보드(40)에는 상기 온습도 센서(70)가 연결되는 센서 커넥터(47)와, 상기 가스 농도 측정 센서가 연결되는 확장 핀(41)이 마련되고, 상기 메인보드(40)에는 RTC 회로(42)와 메모리 슬롯(49)이 더 설치되고, 상기 메모리 슬롯(49)에는 메모리카드(90)가 착탈 가능하게 설치되며, 상기 메인보드(40)는, 상기 RTC 회로(42)로부터 취득한 상기 온습도 센서(70)의 측정 시각 데이터와, 상기 온습도 센서(70)에서 측정된 결과값의 데이터를 연계하여 이를 주기적으로 상기 메모리카드(90)에 저장하고, 상기 메인보드(40)는 통신모듈 커넥터(48)를 더 구비하고, 상기 통신모듈 커넥터(48)에는 유선 또는 무선 방식으로 상기 상기 온습도 센서(70)의 측정 시각 데이터와, 상기 온습도 센서(70)에서 측정된 결과값의 데이터를 연계하여 전송하는 통신모듈(80)이 연결된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 메인보드(40)의 확장 핀(41)에는 카메라 모듈(2)이 연결되고, 상기 카메라 모듈(2)은 작물을 촬영한 이미지 데이터를 상기 메인보드(40)에 전송하며, 상기 메인보드(40)는 상기 이미지 데이터를 통신모듈(80)을 통해 원격지로 전송하는 것을 특징으로 한다.

상기 케이스는, 직사광선이 통과하지 않는 불투과 재질로 이루어지고, 상기 케이스의 내부에는 디스플레이 패널(51)이 실장된 디스플레이 기판(50)이 설치되며, 상기 디스플레이 패널(51)은 상기 케이스 전면부(11)에 마련된 창을 통해 시각적으로 확인 가능하고, 상기 디스플레이패널(51)에는 상기 온습도 센서(70)에서 측정된 온도와 습도가 표시되는 것을 특징으로 한다.

기존에 사용되어 온 온습도 측정장치는 온실 내부의 공기의 온도, 습도에 대한 정확한 측정이 어려웠고, 햇빛이나 강우에 온습도계가 노출되거나 공기 유동을 고려하지 않아서 온습도 측정이 높거나 낮게 지시되는 현상이 발생되었다.

본 고안의 측정장치를 포함하는 챔버에 따르면, 온실 내부의 공기의 유동 해석을 통하여 온습도의 표현 및 온습도를 수치화하여 온실 내에서 생장하고자 하는 작물에 대하여 최적의 환경을 파악할 수 있게 하였다. 또한 햇빛이나 강우에 장치가 노출되는 환경하에서도 온습도를 정확하게 측정할 수 있도록 하였다. 추가적으로 다양한 센서를 부착 가능하게 하였고 데이터를 분석하여 최적의 작물 생장환경을 파악할 수 있도록 하였다.

특히 본 고안은 챔버 내에서 난류를 발생시켜 온습도 센서에 이슬이 맺히는 현상을 방지함으로써, 고온 다습한 환경에서도 온습도의 정확한 측정이 가능하다.

또한 본 고안에 따르면 설계가 용이하고 차지하는 체적이 적은 격벽과 난류 유도판 구조에 의해 난류를 유도할 수 있도록 함으로써, 상술한 모든 구성을 구비하여 뛰어한 효과를 발휘하는 측정용 챔버를 컴팩트하게 구성할 수 있다는 점에도 주목해야 할 것이다.

또한 본 고안에 따르면 현장에서 환경 정보 데이터를 확인할 수 있음은 물론이거니와, 원격지에 환경 정보와 작물을 촬영한 이미지 데이터를 전송하여 확인하도록 할 수 있으므로, 스마트 팜(smart farm) 구축이 가능하다. 시각 별 환경 정보 데이터 저장이 가능하고, 이를 원격 소재지에서 확인할 수 있으며, 농업 현장의 원격 확인이 가능하다.

상술한 효과와 더불어 본 고안의 구체적인 효과는 이하 고안을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 고안에 따른 측정용 챔버를 하부에서 바라본 사시도이다.
도 2는 도 1의 측정용 챔버의 케이스의 전면부를 이면에서 바라본 도면이다.
도 3은 도 1의 측정용 챔버에서 케이스의 후면부를 정면에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 난류발생유로부를 분리하여 나타낸 정면도이다.
도 5는 도 4의 난류발생유로부의 배면도이다.
도 6은 도 4의 난류발생유로부의 저면도이다.
도 7은 도 4의 난류발생유로부의 평면도이다.
도 8은 도 3에 도시된 메인보드를 확대하여 나타낸 정면도이다.
도 9는 도 8의 메인보드에 통신모듈이 설치되고, 디스플레이 케이블과, 전원 케이블과, 팬 케이블이 연결된 상태를 나타낸 정면도이다.
도 10은 메인보드에 연결되는 카메라 모듈을 나타낸 도면이다.

본 고안은 직사광선이 비추고 강우에 노출되며, 고온 다습한 열악한 환경에서 온습도 측정상의 오류 또는 오차가 발생하는 현상을 제거하고, 수 개월 이상의 장시간의 온습도 빅데이터를 저장할 수 있고, 당해 데이터를 쉽게 옮길 수 있으며, 사물인터넷 기능을 갖추어 유무선 통신 방식을 통해 사용자에게 직접 측정된 환경 정보와 작물을 촬영한 사진 데이터를 전송하거나 서버에 업로드 할 수 있는 환경 정보 측정, 저장 및 전송장치를 구비한 챔버에 관한 것이다.

구체적으로 상기 챔버는 플라스틱하우스 및 유리온실 등과 같은 고온다습한 조건에서 측정용 센서에 결로 현상이 발생하여 상대습도가 변하는 상황에서도 센서가 대기중의 실제 습도를 측정하지 못하고 센서 소자가 건조되는 몇 시간에서 몇 일 동안 측정 오류가 발생하는 현상을 방지하도록 난류가 발생하는 기구적 구조와 팬의 유속을 조절하는 제어부를 가진다.

또한, 상기 챔버는, 챔버 내부가 챔버 외부의 환경, 즉 태양의 직사광선이 내리 쬐는 조건, 그리고 강우에 노출되는 조건으로부터 보호되는 공간을 제공한다.

아울러, 챔버 내부에 마련되어 있는 전원이나 디스플레이, 제어부에서 발생하는 열에 의해 온도 센서의 측정 오차를 발생하지 않도록, 상기 온도 센서는 챔버 내에서 상기 전원, 디스플레이, 제어부 등의 전장 부품과 격리된 별도의 공간에 설치된다.

그리고, 상기 격리된 공간 내에 설치된 센서가 챔버 외부의 실제 외기 온도와 습도를 즉각적이고 왜곡 없이 측정하기 위해, 팬에 의해서 유동하는 공기가, 상기 센서가 위치한 공간을 거쳐 지나갈 수 있도록 하는 유로가 구축된다.

아울러 상기 팬에 의해 발생하는 열이 센서의 온도 측정에 영향을 미치지 않도록 하기 위해, 팬에 의해 발생하는 공기 유동에서, 센서를 더 상류에 두고, 팬을 더 하류에 둔다.

또한 상기 격리된 공간 내에 설치된 센서 표면에 습기나 이슬이 맺히지 않도록 하기 위해, 상기 센서가 설치된, 챔버 내의 격리된 공간에는, 상기 팬에 의해 유동하는 공기가 난류 유동을 하도록 유도하는 난류 유도부가 설치된다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 고안은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 고안의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 고안의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

[챔버의 구조]

도 1은 본 고안에 따른 측정용 챔버를 하부에서 바라본 사시도, 도 2는 도 1의 측정용 챔버의 케이스의 전면부를 이면에서 바라본 도면, 그리고 도 3은 도 1의 측정용 챔버에서 케이스의 후면부를 정면에서 바라본 도면이다.

본 고안에 따른 농업 환경 측정용 챔버(1)는 챔버 외부의 공간과 챔버 내부의 공간을 구획하는 케이스(10)를 구비한다. 케이스(10)는, 전후 방향으로는 슬림하고 정면에서 바라본 면이 넙적한 직육면체 형태일 수 있다. 상기 케이스(10)는 전면부(11)와 후면부(12)로 분할 제작되어 전후 방향으로 체결되어 일체화될 수 있다.

상기 케이스(10)의 바닥면(13)에는 케이스 외부의 공기가 케이스 내부로 유입되는 홀 형태의 공기 유입부(22)와, 케이스 내부의 공기가 케이스 외부로 배출되는 홀 형태의 공기 배출구(23)를 구비한다. 공기 유입부(22)와 공기 배출구(23)는 모두 바닥에 위치하므로, 직사광선이 공기 유입부와 공기 배출부를 통해 케이스 내부로 직접 조사되는 현상을 방지할 수 있고, 케이스가 강우에 노출되더라도 강우가 공기 유입부와 공기 배출부를 통해 케이스 내부로 유입되는 현상을 방지할 수 있다.

상기 케이스(10)는 불투명한 합성수지 재질일 수 있다. 이는 직사광선이 케이스의 부재를 투과하여 케이스 내부 공간으로 조사되는 것을 방지하기 위함이다.

상기 케이스(10)는 전체적으로 챔버의 외관을 유지하며 내부 구조물을 지지할 수 있는 정도의 강성을 가지고, 또한 비닐하우스 내로 내리쬐는 직사광선이 내부로 투과할 수 없는 정도의 두께를 가져야 한다. 반면 케이스(10)가 지나치게 두껍거나 지나치게 강도가 높게 하는 것은, 측정용 챔버의 제조 비용을 높이고 케이스(10)의 내부 공간을 좁게 만드는 원인이 된다. 이러한 점을 감안하여, 케이스(10)는 3 내지 5 mm 의 두께를 갖는 합성수지로 제작되거나, 0.5 내지 1 mm 정도의 두께를 갖는 금속으로 제작될 수 있다.

케이스의 전면부(11)의 대략 윗부분에는 전방에서 바라보았을 때 창이 나 있고, 상기 창을 통해 디스플레이 패널(51)이 노출된다. 상기 창은 투명한 재질로 이루어지며, 케이스 외부와 내부 공간을 구획하여 물이 케이스 내부로 침투하는 것을 방지한다. 아울러 창에는 디스플레이 패널(51)이 밀착 설치되므로, 직사광선 역시 디스플레이 패널(51)에 의해 내부로 조사되는 것이 차단된다. 디스플레이 패널(51)에는 후술할 온습도 센서(70)에 의해 측정된 온도와 습도가 실시간으로 디스플레이 될 수 있다.

상기 디스플레이 패널(51)의 창 측면에는 카메라 모듈(2)의 촬영부가 노출될 수 있다. 촬영부는 전면부의 전방을 촬영하도록 촬영각이 조정되어 설치된다.

상기 전면부(11)에서 창의 하부에는 버튼부(111)가 마련될 수 있다. 버튼부(111)는 플렉시블한 재질이면서 케이스(10)의 외부와 내부 공간을 구획하므로, 마찬가지로 케이스(10) 내부의 공간을 물과 직사광선으로부터 보호한다.

일 예로서, 상기 전면부(11)는 상기 디스플레이 패널(51)과 카메라 모듈(2)의 촬영부와 버튼부(111)가 노출될 수 있도록 창, 홀, 관통공 등이 형성된 형태로 제작되고, 상기 창, 홀, 관통공을 포함하는 전면부(11)를 전체적으로 덮도록 그 표면에 투명 멤브레인(membrane) 코팅지를 코팅하여 수밀을 유지할 수 있다.

도 2를 참조하면, 상기 전면부(11)의 배면에는 디스플레이 기판(50)이 고정 설치되고, 상기 디스플레이 기판(50)에서 상기 디스플레이 패널(51)의 하부이면서 상기 버튼부(111)와 대응하는 위치에는 버튼(52)이 마련된다.

따라서 케이스 외부의 공간에서 전면부의 버튼부(111)를 누르면 상기 버튼(52)이 눌려지게 된다. 버튼(52)은 필요한 개수에 맞춰 복수 개 구비될 수 있으며, 측정장치의 입력이나 제어 등을 위해 사용 가능하다.

상기 디스플레이 기판(50)과 버튼(52)은 후면부(12)에 설치될 수도 있으나, 상기 창과 버튼부에 대한 정렬을 간편하게 하기 위해서는 전면부(11)에 설치하는 것이 여러모로 유리하다.

물론 버튼이 아니라 하더라도 후술할 서버나 스마트폰 등을 통해 측정장치에 접속하여 입력과 제어를 할 수 있는 다양한 방법이 존재하므로, 버튼과 관련된 구성이 생략되는 것도 가능하다.

상기 디스플레이 기판(50)의 옆에는 카메라 모듈(2)이 설치되고, 카메라 모듈(2)의 촬영부는 전면부(11)를 통해 케이스 전방을 촬영할 수 있는 방향을 바라본다.

상기 케이스(10)는 디스플레이에 대한 시인성 확보를 위한 높이, 카메라 모듈(2)의 촬영에 적합한 높이, 버튼 조작성 확보를 위한 높이, 그리고 작물의 서식 환경을 대표할만한 높이로서, 비닐하우스 내에서 사람의 눈높이 정도 또는 그보다 약간 낮은 가슴 높이 정도에 위치하도록 설치될 수 있다. 즉 더 고온의 공기가 위로 뜨는 현상에 의해 비닐하우스의 경우 천장 쪽으로 갈수록 온도가 높아지는 것이 일반적인데, 식물이 위치하는 높이는 이러한 높이보다 낮고 작물의 수확 시 작업성을 고려하여 주로 사람이 접근 가능한 높이에 위치한다. 상기 챔버(1)가 설치되는 높이는, 가령 지면에서 1.2 m ~ 1.8 m 정도 높이일 수 있다.

도 3을 참조하면, 케이스(10)의 후면부(12) 안쪽에는 메인보드(40)가 설치되고, 상기 메인보드(40)에는 앞서 설명한 디스플레이 기판(50)은 물론, 후술할 팬(30), 전원부(60), 온습도 센서(70), 통신모듈(80) 등이 연결된다.

메인보드(40)에는 도시된 바와 같이 디스플레이 커넥터(45)가 실장되어 있으므로, 앞서 설명한 도 2의 디스플레이 케이블(53)을 상기 디스플레이 커넥터(45)에 연결하면 디스플레이 기판(50)이 상기 메인보드(40)와 연결된다. 디스플레이 기판(50)과 메인보드(40)는 각각 케이스의 전면부(11)와 후면부(12)에 고정된 상태로 조립될 수 있고, 전면부(11)와 후면부(12)를 체결하는 과정에서 디스플레이 기판(50)의 디스플레이 케이블(53)을 상기 디스플레이 커넥터(45)와 연결할 수 있다.

전원부(60)는 상기 메인보드와는 별도의 기판(61) 상에 정류기(62)가 설치되고, 전원 케이블(63)을 통해 상기 메인보드(40)와 연결되는 구조로 상기 후면부(12)에 설치될 수 있다. 물론 전원부가 메인보드에 일체로 구비되는 것도 가능하다. 다만 본 고안의 실시예와 같이 전원부를 별도의 기판(61)으로 구성하고, 이를 도시된 바와 같이 별도로 설치하면 EMI 등의 문제로부터 자유롭다는 점은 주목할 만하다.

본 고안에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 케이스(10)의 바닥면(13)과 마주하는 상기 케이스(10)의 하부 공간에, 상기 메인보드(40)나 전원부(60)가 설치된 공간과 격리되는 공간인 난류발생유로부(20)를 구성하고, 여기에 온습도 센서(70)와 팬(30)을 설치한다. 온습도 센서(70)는 센서 케이블(71)을 통해 상기 메인보드(40)의 센서 커넥터(47)와 연결되고, 상기 팬(30)은 팬 케이블(31)을 통해 상기 메인보드(40)의 팬 커넥터(43)와 연결된다.

상기 메인보드(40)는 측정된 온습도 정보가 저장되는, 후술할 메모리카드(90)가 끼워지는 메모리 슬롯(49)을 더 포함한다. 이는 저장 축적된 온습도 정보를 관리자가 쉽게 이동할 수 있도록 하는 구성이다. 메모리카드(90)의 착탈을 편리하게 하기 위해, 상기 전면부(11)와 후면부(12)는 상호 밀봉 체결되면서도, 분리 조립이 용이하게 할 수 있다.

상기 메인보드(40)의 옆에 있는 여유 공간에는 배터리가 내장 설치될 수 있는 배터리 내장공간(15)이 마련될 수 있다. 본 고안의 측정용 챔버는 외부 전원을 공급받을 수 있고, 내장된 배터리를 사용할 수도 있다. 상기 배터리는 외부 전원을 공급 받을 때 충전될 수 있다. 그리고 솔라 셀 등을 설치하여, 태양광으로부터 에너지 하베스팅을 하여 내장된 배터리를 충전할 수도 있다.

[측정, 저장 및 전송 장치가 구비된 챔버의 공기 유동 구조]

도 4는 도 3에 도시된 난류발생유로부를 분리하여 나타낸 정면도, 도 5는 도 4의 난류발생유로부의 배면도, 도 6은 도 4의 난류발생유로부의 저면도, 그리고 도 7은 도 4의 난류발생유로부의 평면도이다.

이하, 도 3 내지 도 7을 참조하여 본 고안에 따른 실시예에서 고온 다습한 환경의 온도와 습도를 정확히 실시간으로 측정하는 방법에 대해 설명한다.

난류발생유로부(20)는 케이스(10)의 내부 공간에 구비되지만, 케이스(10)의 내부 공간에서 상술한 메인보드(40), 전원부(60) 등 발열원이 될 수 있는 부품들이 설치된 공간과는 격리/구획된 공간을 구성한다. 이는 메인보드(40)나 전원부(60)에서 발생한 열, 그리고 케이스(10) 전체가 직사광선이나 강우에 노출되어 그 내부 온도가 외부의 온도와 다르게 되었을 때, 그러한 사항들이 온습도 측정에 영향을 미치는 것을 방지하기 위한 것이다.

난류발생유로부의 일측 단부는, 상기 케이스(10)의 바닥면(13)에 형성된 공기 유입부(22)와 대응하여 연통된다. 즉 난류발생유로부(20)의 일측 단부는 케이스 외부 공간을 향해 개방되어 있다. 또한 난류발생유로부의 타측 단부는, 상기 케이스(10)의 바닥면(13)에 형성된 공기 배출부(23)와 대응하여 연통된다. 즉 난류발생유로부(20)의 타측 단부는 케이스 외부 공간을 향해 개방되어 있다. 아울러 상기 난류발생유로부(20)와 일측 단부와 타측 단부 사이에는 난류 유도부(24)가 마련되는데, 이 공간은 상기 공기 유입부(22)를 통해 상기 난류발생유로부로 유입된 공기가 상기 공기 배출부(23)를 통해 배출되기 위해 유동하는 경로가 된다.

격판(21)은 상기 난류발생유로부(20)를 둘러싸서 상기 난류발생유로부의 내부 공간을 상기 케이스(10)의 나머지 내부 공간(메인보드 등이 설치된 공간)과 격리한다. 격판(21)을 별도의 부품으로 제작되어 케이스의 전면부나 후면부에 고정되는 방식으로 제작될 수 있음은 물론, 케이스의 전면부 및/또는 후면부에 일체로 성형된 후, 케이스의 전면부와 후면부를 체결하는 과정에서 상호 결합되어 케이스 내에서 별도의 격리된 공간을 형성하도록 할 수도 있다.

상기 팬(30)은 난류발생유로부에서 하류측, 즉 공기 배출부(23) 쪽에 구비되어 공기 유입부(22)로부터 공기가 흡입되게 하고, 이를 공기 배출부(23)로 배출되도록 한다. 팬(30)은 모터에 의해 작동하는데, 전기 에너지를 운동 에너지로 변환하는 모터 효율이 낮을수록 그만큼 열에너지가 발생하게 된다. 그리고 이러한 열 에너지는 공기의 온도를 상승시키고 상대습도를 낮출 수 있다.

이에 본 고안에서는 팬(30)이 하류에 구비되어 공기를 흡입하는 방식으로 난류발생유로부(20)의 공기 유동을 유도한다. 그리고, 온습도 센서(70)는 도시된 바와 같이 팬(30)보다 공기 유동 상 상류에 위치시킨다.

한편 팬(30)이 공기 배출부(23)에 설치되어 난류발생유로부(20) 내부의 공기를 외부로 강제 가압 토출시키면, 케이스 바닥면(113)의 공기 유입부(22)를 통해서는 공기가 석션 유입된다. 일반적으로 팬에 의해 가압 토출되는 공기 유동은 난류(turbulence)인 반면 석션 흡입되는 공기 유동은 층류(laminar flow)를 이루게 된다.

본 고안의 측정장치를 포함하는 챔버는 고온 다습한 비닐하우스 환경에 설치되는 것을 예정한다. 따라서 층류 유동 상에 온습도 센서(70)가 설치되면 비닐하우스 내부의 온도와 습도를 대표할만한 온도와 습도가 정확히 측정되지 않을 우려가 있고, 온습도 센서(70)의 표면에 결로가 발생하여 상대습도가 100%로 측정되어 버리는 오류가 발생할 우려도 있다.

이에 상기 난류 유도부(24)에는, 도시된 바와 같이 공기가 유동하는 방향(즉 공기 유입부에서 공기 배출부를 향하는 방향)을 가로막는 방향으로 복수 개의 난류 유도판(241)이 설치된다. 난류 유도판(241)은 공기 유동이 층류로 이루어질 때 공기가 유동하는 최단 경로를 가로막아 공기 유동이 강제 우회하도록 하는 방향으로, 가령 도시된 바와 같이 서로 어긋나는 위치에 설치된다. 따라서 난류 유도판(241)은 층류를 깨뜨리고 난류를 유도하게 된다.

온습도 센서(70)는 공기가 상기 난류 유도부(24)를 지난 위치이면서, 상기 팬(30)에 도달하기 전의 구간에 설치된다. 따라서 온습도 센서(70)는 난류 내에서 온도와 습도를 측정하게 되고, 이에 따라 온습도 센서의 표면에서 공기 유동이 원활하므로, 물 맺힘 현상을 원천적으로 방지할 수 있다.

또한 상기 온습도 센서(70)는 상기 난류발생유로부(20)의 격벽(21)을 관통하여 끼워지며, 온습도 센서(70)가 격벽과 함께 상기 난류발생유로부(20)와 상기 케이스의 나머지 공간을 격리한다.

이처럼 난류 유도부(142)가 어떠한 구조로 설치되든 간에, 상기 온습도 센서(70)는 상기 난류 유도부(142)의 토출부, 즉 공기가 불어 나오는 쪽 후방에 배치되도록 하여 온습도 센서(70)가 난류의 공기 유동 상에 배치되도록 할 수 있다. 그러면 상기 온습도 센서(70)에 결로가 발생하는 일이 방지되고, 아울러 난류 상에서 온도와 습도를 측정하므로 비닐하우스의 고온 다습한 내부 분위기의 온도와 습도를 정확히 측정할 수 있게 된다.

만약, 상기 팬(30)이 없다면, 난류발생유로부(20) 내부의 공기는 케이스(10) 외부의 공기와 실시간으로 동일한 상태가 될 수 없고, 시간 차를 두고 케이스(10) 외부 공기와 유사한 분위기가 될 수밖에 없다. 또한 그럴 경우, 케이스(10) 내부의 다른 공간의 열이 난류발생유로부(20)에 영향을 미칠 우려가 있다.

이에 본 고안에서는, 팬(30)을 통해 케이스(10) 외부의 공기를 즉시 난류발생유로부(20)로 도입하되, 공기 유동의 하류 부분에 팬이 설치됨으로써, 팬에서 발생하는 열이 온습도 센서(70)에서 측정하는 온습도 정보에 영향을 미치지 않고, 케이스(10) 내부의 다른 공간의 환경이 온습도 센서(70)에서 측정하는 온습도 정보에 영향을 미치지 않도록 하였다.

팬(30)의 토출측 공기 유동은 난류이다. 따라서 팬의 토출측에 온습도 센서를 두게 되면 굳이 본 고안의 난류 유도부(24)와 같은 구성을 둘 필요가 없다. 그런데 앞서 설명한 바와 같이 팬(30)의 모터에서 발생한 열은 온습도 정보에 영향을 미칠 수 있다. 이에 본 고안에서는 팬(30)보다 상류에 온습도 센서(70)를 설치하고, 온습도 센서(70)보다 상류에 난류 유도부(24)를 두어 층류를 난류화 함으로써, 온습도 센서(70)가 난류의 유동 내에 있도록 한 것임에 주목해야 할 것이다.

본 고안은 이에 더하여, 난류 유동을 발생시키기 위해 팬의 회전속도를 주기적으로 증감시키거나 하는 등의 다른 제어도 더 추가적으로 할 수 있다.

상기 팬(30)은 구조가 단순하면서도 공기 유동 발생 효율이 뛰어난 박스팬을 사용할 수 있다. 그러나 본 고안에 적용되는 팬이 반드시 박스팬 형태일 필요는 없으며, 이 외에도 가령 시로코 팬과 같이 다른 종류의 팬 역시 적용할 수 있다.

본 고안에 따르면, 팬(30)이 케이스의 바닥면(13) 부근에 수평으로 설치된다. 팬이 수평으로 설치되면 팬의 블레이드의 회전축은 수직을 이루게 된다. 회전축에는 일반적으로 베어링이 설치되는데, 회전축이 수직으로 설치된 환경의 베어링은, 회전축이 수평으로 설치된 환경의 베어링보다 베어링 수명이 수배 더 길다.

즉 본 고안에 따르면, 케이스 외부로 연통하는 구멍(공기 유입부와 공기 배출부)이 하방으로 개방되어 있어서, 직사광선과 강우에 노출되는 케이스 외부 환경으로부터 케이스 내부를 확실히 보호하면서도, 팬을 수평으로 설치할 수 있어 팬의 블레이드의 회전축을 수직 배열할 수 있으므로, 팬의 수명을 늘릴 수 있게 되는 상승효과를 함께 가지게 된다.

본 고안의 상술한 실시예에서는 팬(30)이 공기 배출부(23) 쪽에 설치된 구조를 제안하였다. 그러나 팬(30)이 공기 유입부(22) 쪽에 설치되는 것도 가능하다. 이러한 경우 별도로 난류 유도부(24)를 갖추지 않더라도 난류 내에 온습도 센서(70)가 배치된다. 다만 이러한 구조를 적용할 때에는 팬의 발열이 온습도 센서에 미치는 영향을 감안하여, 팬의 발열량과 공기의 유동량을 미리 예측하고, 팬의 발열량이 온습도 센서에 미치는 영향을 정량화함으로써, 온습도 센서(70)에서 측정된 온도와 습도 정보를 보정하는 과정을 추가하는 방식으로 온습도 정보를 측정하여도 좋다.

한편, 상기 공기 유입부(22) 쪽에는 난류발생유로부(20) 내부로 유입되는 공기의 이물질을 걸러주는 메쉬망(28)이 더 설치될 수 있다.

[챔버 내부의 부품과 그 배치]

상기 케이스(10) 내부에는 상기 온습도 센서(70)에 전원을 공급하고, 상기 온습도 센서(70)에서 측정된 온습도에 따라 발생하는 전기적 신호를 데이터화하여 저장하고, 이를 전송하는 메인보드(40)가 마련된다. 메인보드(40)는 전원부(60)에서 전원을 공급받아 전원이 필요한 각 부품에 공급하고, 각 부품의 작동을 제어한다.

본 고안의 실시예에 따르면, 본 고안의 챔버의 케이스 내부에서 측정을 위해 필요한 전장품은, 외부의 교류 전원을 공급받아 정류기(62)를 통해 정류하여 직류 전원으로 변환 공급하는 기판(61)을 구비하는 전원부(60), 상기 메인보드(40)에 연결되며 작물 등의 사진을 촬영하여 이를 이미지 데이터화 하는 카메라 모듈(2), 상기 전원부(60)에서 공급된 전원을 전원이 필요한 각 부분에 공급하고 온습도 센서(70), 카메라 모듈(2) 등의 센서로부터 측정된 데이터를 측정 시각 정보와 함께 저장하고 상기 데이터를 디스플레이 하도록 제어하는 등의 기능을 하는 부품들이 실장된 메인보드(40), 상기 메인보드(40)에 연결되며 상기 제어에서 제공되는 전기적 신호에 따라 표시 사항을 디스플레이 하는 디스플레이패널(51)이 실장된 디스플레이 기판(50), 그리고 상기 메인보드(40)와 연결되며 온습도 센서(70), 카메라 모듈(2) 등의 센서로부터 측정된 데이터를 측정 시각 정보와 함께 전송하는 통신모듈(80)을 포함한다.

본 고안에서는 각종 전장품을 크게 전원부(60), 메인보드(40), 카메라 모듈(2), 통신모듈(80) 및 디스플레이 기판(50)으로 나누어 배치하였으나, 본 고안이 반드시 이러한 배치에 한정되는 것은 아니다.

앞서 설명한 바와 같이 상기 디스플레이 기판(50)은 케이스의 전면부(11) 내면에 고정되고, 상기 전원부(60)와 메인보드(40)는 케이스의 후면부(12) 내면에 고정된다.

상기 전원부(60)는 외부에서 공급되는 220V의 60Hz의 상용 전원을 정류기(62)에서 5V의 직류 전원으로 변환하여 메인보드(40)에 공급한다. 교류와 직류의 변환 과정에서 발생하는 전기에너지의 손실은 모두 열로서 소산되는데, 이에 따라 전원부는 메인보드(40)이나 디스플레이 기판(50)보다 많은 발열량을 가질 수 있다. 이에 본 고안의 실시예에서는 상기 전원부(60)를 상기 케이스 내에서 상기 난류발생유로부(20)와 가장 멀리 이격된 위치에 설치하였다.

도시하지는 아니하였으나, 상기 전원부(60)에 공급되는 외부 전원은 상기 케이스 외부에서 내부로 밀봉 상태를 유지하며 인입한다. 외부 전원은 케이스 상부면이나 측면, 정면, 후면 등을 통해 인입될 수도 있지만, 상기 케이스의 바닥면(13)을 통해 인입되도록 하는 것이 바람직하다. 그러면 외부 전원의 케이블이 하부에 배치됨으로 인해, 다습한 환경 또는 외부의 비 등으로 인해 외부 전원 케이블 표면에 생긴 물방울이 전원 케이블을 따라 아래로 이동하게 됨으로써, 전원 케이블을 타고 수분이 케이스 내부로 유입되는 것이 원천적으로 차단된다.

상기 각종 전장품은 습도에 의해 전기적 신호에 외란이 발생하면 측정 장치 자체에 오류나 에러를 일으키게 된다. 따라서 이들은 다습한 환경에서 최대한 격리될 필요가 있다.

이에 본 고안의 실시예에서는 상기 각종 전장품을 외부 환경과 격리되는 상기 케이스(10)의 내부에 설치하는 것을 제안한다. 그리고 상기 전장품들은, 상기 케이스(10) 내부에서 온습도 측정을 하는 환경인 난류발생유로부(20)와도 격리된 공간에 배치된다. 이에 따라 상기 전장품에 습기가 침투하는 것이 원천적으로 차단된다. 물론, 이들의 방열을 위해 케이스에 소정의 환기 구멍을 마련하는 것도 가능하다.

[전장품 구성]

도 8은 도 3에 도시된 메인보드를 확대하여 나타낸 정면도, 도 9는 도 8의 메인보드에 통신모듈이 설치되고, 디스플레이 케이블과, 전원 케이블과, 팬 케이블이 연결된 상태를 나타낸 정면도, 그리고 도 10은 메인보드에 연결되는 카메라 모듈을 나타낸 도면이다.

메인보드(40)에는 도시된 바와 같이 기판 상에 다양한 소자들과 커넥터들이 실장된다. 먼저 메인보드(40)에는 상술한 디스플레이 기판(50)과 연결되는 디스플레이 케이블(53)이 접속되는 디스플레이 커넥터(45)와, 상술한 팬(30)의 팬케이블(31)이 접속되는 팬 커넥터(43)와, 상술한 온습도 센서(70)의 센서 케이블(71)이 연결되는 센서 커넥터(47)와, 상술한 전원부(60)의 전원 케이블(63)이 연결되는 전원 커넥터(46)를 포함한다.

아울러 상기 메인보드(40)에는, 메모리 슬롯(49)이 마련된다. 메모리 슬롯(49)에는 외장형 메모리카드(90)가 끼워질 수 있다. 상기 메모리카드(90)에는 온습도 센서(70)에서 측정된 데이터가 주기적으로 저장된다. 본 고안의 실시예에 따르면, 상기 데이터는 데이터의 측정 주기를 1초당 10회 ~ 1일당 1회의 다양한 주기로 메모리카드에 저장될 수 있다. 이러한 데이터 추출 및 저장 주기는 메모리카드의 용량 등을 고려하여 1개월 이상 장기간 데이터를 저장할 수 있도록 조정될 수 있으며, 이렇게 축적된 데이터는 하우스 시설의 환경 별로 빅데이터로 저장되어 측정 장치의 제어 방법의 학습과 개선에 활용할 수 있다.

한편 본 고안에 따르면 센서 커넥터(47)와 동일한 규격을 가지는 확장 핀(41)을 더 포함한다. 확장 핀(41)은 센서 커넥터(47)와 호환되는 형태로 메인보드(40)에 연결된다. 따라서 온습도 센서(70)를 상기 확장 핀(41)에 접속시켜도 동일한 기능을 할 수 있다.

본 고안에 따르면 확장 핀(41)은 4개 마련되는 것을 예시한다. 온습도 센서(70)는 한 개 이지만, 본 고안에서는 앞서 설명한 바와 같이 필요에 따라 측정용 센서를 더 확장할 필요가 있다. 가령 본 고안의 출원인이 보유하고 있는 대한민국 등록특허 제1361152호나 등록특허 제1652876호에 개시된 바와 같이 연료를 연소시켜 동절기 하우스 시설 내부의 온도를 높여주고 식물의 생장에 필요한 이산화탄소를 발생시켜주는 이산화탄소 발생장치를 하우스 시설 내에 설치한 경우, 식물의 생장에 필요한 CO₂의 농도를 측정함은 물론 연료가 연소되며 발생하는 CO_X, NO_X 등의 가스 농도, 및 과실에서 발생하는 에틸렌 등의 가스 농도를 측정할 수 있는 기능이 함께 요구될 수 있다. 또한 카메라 모듈(2)을 연결하기 위해서도 상기 확장 핀(41)이 활용될 수 있다.

본 고안은 이러한 기술적 수요를 반영하여, 상기 측정 장치를 구비한 챔버 내에 온습도 뿐만 아니라 상기 가스들의 농도를 측정할 수 있는 센서를 더 설치하는 것을 예정할 수 있고, 이에 따라 상기 센서들을 연결할 수 있는 확장 핀(41)을 메인보드(40) 상에 복수 개 실장함으로써, 하우스 시설 별로 필요한 센서들을 맞춤형으로 연결하면서도, 모든 부품을 공유할 수 있어 사양 별로 다른 규격의 제품을 설계하고 생산해야 하는 번거로움을 줄일 수 있도록 하였다.

즉 각 확장 핀(41)에 연결되는 센서의 종류에 따라 상기 메인보드(40)에 내장되는 소프트웨어를 탑재하기만 하면 챔버 내부의 측정장치를 다양한 용도로 활용할 수 있으므로, 설치 환경이나 목적에 대응하는 하드웨어의 변경 없이 측정용 챔버를 보다 범용적으로 활용할 수 있다.

상기 측정용 챔버 내부의 메인보드(40)에는 이 외에도 USB 커넥터를 더 구비하여서, 유니버설 시리얼 버스 통신 방식으로 서버 등의 외부 기기와 접속 가능하다.

이 외에도 본 고안의 메인보드(40)는 이더넷 등의 유선 통신 모듈을 통해 서버 등의 외부 기기와 접속 가능함은 물론, 와이파이, 블루투스, 비콘, 지그비 등의 근거리 무선 통신, 3G, LTE, LoRa 등의 원거리 무선 통신을 통해서도 서버, 스마트폰 등의 외부 기기와 접속 가능하다. 따라서 본 고안의 메인보드(40)에는 이더넷, 와이파이, 블루투스, 지그비, 3G, LTE, LoRa 등의 소자가 설치된 통신모듈(80)이 접속될 수 있는 통신모듈 커넥터(48)가 더 마련된다.

가령 도 9에는 이더넷과 와이파이 기능을 구현한 소자와 안테나(82)가 실장된 통신 기판(81) 형태의 통신모듈(80)이 메인보드(40)의 통신모듈 커넥터(48)에 접속 설치된 구조가 예시되어 있다.

상기 챔버 내부의 측정 장치와 연결되는 외부 기기는 계측 데이터를 보존하고 분석하는 서버뿐만 아니라, 상술한 이산화탄소 발생장치도 포함할 수 있다. 특히 측정용 챔버와 이산화탄소 발생장치가 연결되면, 챔버 내부의 측정장치에서 측정된 온습도 및 각종 가스의 농도에 따라 이산화탄소 발생장치의 작동과 연소 환경 등을 제어하는 것이 가능하다.

또한 본 고안에 따르면, 도 10에 도시된 바와 같이 카메라 모듈(2)이 더 구비될 수 있다. 카메라 모듈(2)은 케이스(10) 내부에 수용되고 도 1에 도시된 바와 같이 그 촬영부가 전면부(11)로 노출되도록 설치될 수도 있지만, 챔버(1)의 설치 위치와 방향이 작물의 촬영 방향과 일치하지 않아 촬영 각도가 잘 나오지 않는 경우에는 챔버에 대해 외장형으로 설치될 수도 있다.

[측정용 챔버 내부의 측정 장치의 제어 방법]

상기 메인보드(40)는 각종 부품들의 작동을 제어한다. 가령 상기 메인보드(40)는 앞서 언급하였듯이 상기 메인보드에 연결된 팬(30)의 회전 속도에 변화를 주어 난류 유동을 더 유도할 수 있다. 상기 팬의 회전 속도를 변화시키는 제어는 그 자체로 공기 유동의 난류를 유도할 수 있다. 즉 속도가 주기적인 파동을 가지도록 변화(fluctuation)되면, 공기 유동의 난류가 발생하게 되고, 이로서 온습도 센서(70)에 수분이 결로되는 것을 방지할 수 있고, 아울러 지속적인 공기 혼합(mixing)을 유도하여 온습도 센서(70)에서 측정된 온 습도 값이 튀지 않는 시설 내부의 대표 값이 되도록 할 수 있다.

특히 상기 메인보드의 제어부는, 상기 온습도 센서(70)에서 측정된 습도 값이 100%에 가까워지는 것이 감지되는 경우, 팬(30)의 속도를 조절하여 난류를 더욱 강하게 유도시킴으로써 상기 온습도 센서(70)의 표면에 결로가 발생하는 현상을 미연에 방지할 수 있다.

또한 상기 메인보드에 실장된 메모리에는, 케이스(10)의 종류에 따라 온습도 센서(70)에서 측정된 결과값을 보정하는 보정 데이터가 내장될 수 있다. 동일한 전장품을 설치한다 하더라도, 이들을 수용하는 케이스의 종류에 차이가 있으면 측정값에 오차가 발생할 수 있다. 가령 케이스가 상대적으로 얇고 열전도율이 높은 금속으로 제작된 경우와 상대적으로 두껍고 열전도율이 낮은 합성수지로 제작된 경우 측정된 온도 값에는 보정이 필요할 수 있다. 또한 앞서 언급하였듯이 팬이 공기 유입부(22) 쪽에 위치할 경우에도 이러한 보정이 필요할 수 있다. 본 고안의 메인보드(40)에는 이러한 보정 데이터가 내장되어 있어서, 케이스를 달리하거나 팬의 설치 위치를 달리한다 하더라도 정확한 데이터로 보정이 가능하고, 이에 따라 그 내부에 수용되는 전장품들의 공용화가 가능하다.

이러한 보정 데이터는 가령 직사광선의 조도에 대응하여 결정되도록 수식화될 수도 있다. 직사광선의 조도 센서는 상기 메인보드(40)의 확장 핀(41) 중 어느 하나에 연결될 수 있다. 이에 따라 상기 제어부는 조도 센서에서 측정된 직사광선의 세기를 분석하여, 상기 온습도 센서(70)에서 측정된 결과값을 보정하는 것이 가능하다.

또한 이러한 보정 데이터는 케이스(10) 외부에 설치된 써모커플에서 측정된 케이스(10) 외면의 온도에 대응하여 결정되도록 수식화될 수도 있다. 써모커플 역시 상기 메인보드(40)의 확장 핀(41) 중 어느 하나에 연결될 수 있다. 이에 따라 상기 제어부는 써모커플에서 측정된 케이스의 외부 쪽 온도를 분석하여, 상기 온습도 센서(70)에서 측정된 결과값을 보정하는 것이 가능하다.

아울러 이러한 보정은 케이스의 종류, 팬의 설치 위치, 직사광선의 조도, 케이스 외함 측 온도에서 2 이상 조합하여 이루어질 수도 있다. 또한 이러한 보정 값은 빅 데이터 기반으로 실험적으로 축적해서 결정될 수 있다.

이러한 구조에 따르면, 소프트웨어적인 방식으로 온도와 습도의 보정이 가능하므로, 케이스 내부에 단열재 등을 설치하지 않고도 정확한 온도와 습도의 측정 및 산출이 가능하며, 이에 따라 제조 비용을 낮출 수 있고, 단열재가 차지하는 공간을 더 확보할 수 있기 때문에, 측정용 챔버를 더 컴팩트한 사이즈로 제작하는 것이 가능하다.

상기 메인보드(40)에는, 시간발생부, 즉 RTC 회로(42)가 마련된다. 시간발생부 혹은 시간발생장치는 전원 공급 여부와 무관하게 자체 내장된 배터리(소위 버튼셀)에 의해 현재 시간을 지속적으로 신호로 발생시키는 장치이다. 상기 제어부는 상기 시간발생부로부터 현재시간과 날짜, 요일 등을 받아 온다.

제어부는 메모리 슬롯(69)에 메모리카드(90)가 삽입되어 있는지 확인한다. 만약 메모리카드(90)가 삽입되지 않은 상태라면, 디스플레이에 메모리카드가 없다는 정보를 표시하고 메모리카드에 대한 저장 프로세스는 진행되지 않는다. 반대로 메모리카드(90)가 있다면, 메모리카드가 정상적으로 인식되었음을 디스플레이에 출력하고 온습도 센서에서 온도와 습도 값을 받아 보정이 필요한 경우 보정을 하며 현재 날짜 및 시간과 상기 온도 습도 값을 연계하여 메모리카드에 데이터를 저장하고, 아울러 이러한 정보(즉 현재시각, 온도와 습도 등의 정보)를 디스플레이 패널에 표시한다. 이때 만약 메모리카드에 데이터가 써지지 않는 경우에는 디스플레이에 에러메시지를 출력할 수 있다. 그리고 측정 주기(가령 1초)가 지나면 상기와 같은 측정 데이터 쓰기와 출력을 반복하게 된다.

본 고안에 따르면, 카메라 모듈(2)과 다른 확장 센서들이 더 설치될 수 있으므로, 상기 메모리카드에 저장되는 데이터는 이러한 센서들에 의해 수집된 데이터를 포함할 수 있다.

또한 본 고안에 따르면, 통신모듈(80)이 설치되므로, 메모리카드(90)의 유무에 상관 없이, 상기 데이터를 외부 기기(가령 관리자의 스마트폰이나 서버)에 전송하는 것이 가능하다.

서버 등에서 가공되는 데이터는 그래프 형식의 표현, 평균, 최대 및 최소를 표시하는 문자열 표현 방식 등, 표현 방식에는 제한이 없다.

이상과 같이 본 고안에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 고안이 한정되는 것은 아니며, 본 고안의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 고안의 실시예를 설명하면서 본 고안의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

1: 측정용 챔버(온습도 측정 저장 장치)
2: 카메라 모듈
10: 케이스
11: 전면부
111: 버튼부
12: 후면부
13: 바닥면
15: 배터리 내장공간
20: 난류발생유로부
21: 격벽
22: 공기 유입부
23: 공기 배출부
24: 난류 유도부
241: 난류 유도판
28: 메쉬망
30: 팬
31: 팬케이블
40: 메인보드
41: 확장 핀
42: RTC(real-time clock) 회로
43: 팬 커넥터
45: 디스플레이 커넥터
46: 전원 커넥터
47: 센서 커넥터
48: 통신모듈 커넥터
49: 메모리 슬롯
50: 디스플레이 기판
51: 디스플레이 패널
52: 버튼
53: 디스플레이 케이블
60: 전원부
61: 기판
62: 정류기
63: 전원 케이블70: 온습도 센서
71: 센서 케이블
80: 통신모듈
81: 통신 기판
82: 안테나
90: 메모리카드

Claims (4)

1. 내부의 공간과 외부의 공간을 구획하는 중공의 케이스(10);
   상기 중공의 케이스 내부에서 하부에 마련된 난류발생유로부(20);
   상기 케이스(10)의 바닥면(13)에 마련되어 상기 난류발생유로부(20)의 일측 단부로 공기가 유입되는 통로가 되는 공기 유입부(22);
   상기 케이스(10)의 바닥면에 마련되어 상기 난류발생유로부(20)의 타측 단부로부터 공기가 배출되는 통로가 되는 공기 배출부(23);
   상기 공기 유입부(22) 또는 공기 배출부(23)에 인접하여 설치되어, 상기 난류발생유로부(20)의 공기 유동을 발생시키는 팬(30);
   상기 난류발생유로부(20)의 일측 단부와 타측 단부 사이에 마련되고 상기 공기 유입부를 통해 유입된 공기를 난류(turbulence flow)로 변환시키는 난류 유도부(24); 및
   상기 난류발생유로부(20)에서 유동하는 공기가 상기 난류 유도부(24)을 지난 위치에 마련되어, 난류 유동의 공기의 온도, 습도 또는 온도 및 습도를 측정하는 온습도 센서(70);를 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 케이스(10)는, 상기 난류발생유로부(20)를 상기 케이스 내부의 공간과 격리하는 격벽(21);을 더 포함하고,
   상기 난류 유도부(24)는, 상기 격벽(21)의 내측면에 설치되고, 상기 공기 유입부를 통해 유입된 공기가 상기 공기 배출부 쪽으로 이동하는 방향을 가로막아 층류(laminar flow)를 깨뜨림으로써 이를 난류로 변환시키는 난류 유도판(241);을 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 팬은 공기 배출부(23)에 설치되어 상기 공기 유입부(22) 쪽의 공기를 석션(suction)함으로써 상기 난류발생유로부(20)의 공기 유동을 발생시키고,
   상기 팬은 블레이드의 회전축이 수직이 되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 챔버.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 케이스(10) 내부에서 상기 난류발생유로부(20)를 벗어난 위치에는 메인보드(40)가 설치되고, 상기 난류발생유로부(20)의 공기 유동 경로에는 가스 농도를 측정하기 위한 측정 센서가 더 설치되며,
   상기 메인보드(40)에는 상기 온습도 센서(70)가 연결되는 센서 커넥터(47)와, 상기 가스 농도 측정 센서가 연결되는 확장 핀(41)이 마련되고,
   상기 메인보드(40)에는 RTC 회로(42)와 메모리 슬롯(49)이 더 설치되고,
   상기 메모리 슬롯(49)에는 메모리카드(90)가 착탈 가능하게 설치되며,
   상기 메인보드(40)는, 상기 RTC 회로(42)로부터 취득한 상기 온습도 센서(70)의 측정 시각 데이터와, 상기 온습도 센서(70)에서 측정된 결과값의 데이터를 연계하여 이를 주기적으로 상기 메모리카드(90)에 저장하고,
   상기 메인보드(40)는 통신모듈 커넥터(48)를 더 구비하고, 상기 통신모듈 커넥터(48)에는 유선 또는 무선 방식으로 상기 상기 온습도 센서(70)의 측정 시각 데이터와, 상기 온습도 센서(70)에서 측정된 결과값의 데이터를 연계하여 전송하는 통신모듈(80)이 연결되며,
   상기 메인보드(40)의 확장 핀(41)에는 카메라 모듈(2)이 연결되고,
   상기 카메라 모듈(2)은 작물을 촬영한 이미지 데이터를 상기 메인보드(40)에 전송하며,
   상기 메인보드(40)는 상기 이미지 데이터를 통신모듈(80)을 통해 원격지로 전송하며,
   상기 케이스는, 직사광선이 통과하지 않는 불투과 재질로 이루어지고,
   상기 메인보드(40)에는 디스플레이 커넥터(45)가 마련되고,
   상기 케이스의 내부에서 상기 난류발생유로부(20)를 벗어난 위치에는, 디스플레이 케이블(53)을 통해 상기 디스플레이 커넥터(45)에 연결되고 디스플레이 패널(51)이 실장된 디스플레이 기판(50)이 설치되며,
   상기 디스플레이 패널(51)은 상기 케이스 전면부(11)에 마련된 창을 통해 시각적으로 확인 가능하고,
   상기 디스플레이패널(51)에는 상기 온습도 센서(70)에서 측정된 온도와 습도가 표시되는 것을 특징으로 하는 챔버.
   

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