KR20110013834A - 토양정보 무선전송장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 토양정보 무선전송장치이다.
태양광에 의한 전원으로 제어부에 의한 토양상태를 측정하고 그 값을 무선으로 전송할 수 있는 일체형 토양정보 무선전송장치의 구성은, 방수처리된 외피 내부의 수용공간에 태양전지와 전자회로부와 안테나를 포함하는 무선회로부가 내장되면서, 토양의 물리적 환경 데이터를 검출할 수 있는 탐침 막대가 구비되는 특징을 갖는 토양정보 무선전송장치이다.
토양, 태양전지, 탐침부

Description

토양정보 무선전송장치{Soil Information Wireless Transmission Device}
본 발명은 토양정보 무선 전송장치에 관한 것이다.
식물이 살아갈 수 있는 화분이나 대지의 토양, 하천 등 토양 속에는 각종 영양분과, 무기물 그리고 물, 염기(또는 소금기) 등이 용해되어 있거나 구성하고 있다.
토양 정보의 대표적인 예로는, 수분, 온도, 염분, 산도(ph) 등의 상태 데이터나 정보가 요구되는 경우가 많다.
특히, 농업에서는 토양의 염분상태나 산도(ph) 정보가 중요하다.
예를 들어, 염분이 있는 토양에서는 아무리 유기물이 풍부하다고 해도 식물의 성장에 장해가 있고, 토양의 산도(ph)의 정도에 따라 식물 성장에 필요한 영양분 공급에 장애가 발생하기 때문이다.
또한, 간척지나 개간지, 사막 등 새로이 식목을 하거나 재배를 위해서는 해당 토질이나 토양의 성분 확인뿐만 아니라 장시간 토양상태의 변화되는 정보가 더욱 요구되고 있는데, 시중에 나와있는 감지장비나 측정장비들은 샘플이나 시료를 채취하여 측정 또는 해당 토양에 꽃아 측정 후 일정시간 지난 후 재측정하여 전, 후를 비교함으로 번거롭고 취급에 불편하고, 일정시간 경과 후, 해당토질이나 토양 을 다시 채취 또는 측정을 하러 방문하여야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 토양정보 무선 전송장치에 관한 것이다.
토양정보를 얻기 위한 탐침은 토양 속에 잔존하는 여러 가지 유기물이나 무기물 또는 수분에 용해되어 있는 미량 화학적 원소들과도 반응이 없어야 한다. 이것은 중장기적으로 정밀한 데이터 값을 얻어내는데 중요하다.
대부분의 토양측정장비들은 한번 측정 후 세척 또는 청결하게 보관하다가 필요하면 재측정하는 방법의 상품들은 이미 시중에 다양하게 판매되고 있다.
그러나 한 지점의 오랜 시간 동안의 변화량을 검출하고 원격지의 토양정보 전송에는 무리가 있다.
따라서 본 발명의 토양정보 무선 전송장치는 태양광에 의한 전기에너지를 생성 및 충전하여 제어부에 공급하고 제어부에서는 탐침부 또는 검침부 정보를 입력받아 처리 및 무선으로 홈에이젼트나 수신기나 지그비, RFID, 이동노드 등에 전송할 수 있는 특징의 토양정보 무선 전송장치이다.
또한, 상기 탐침이나 검침부는 화학적으로 반응성이 없는 금, 백금, 흑연막대나 스테인리스가 특징으로 장기적으로 토양의 정보를 프로그램(S/W)에 의해 주기적 토양의 데이터를 검침하여 무선으로 전송할 수 있는 특징을 갖는 본 발명의 토양정보 무선 전송장치이다.
본 발명은 토양정보 무선 전송장치이다.
방수와 내부 수용공간이 있는 외피로 구성되어 보도블럭과 같이 지표면 위에 안착 또는 고정되면서 상기 외피의 배면 일측에는 토양속으로 뭍힐수 있는 일정길이를 갖는 탐침(검침) 연장부 그리고 연장부 일측에는 토양의 물리적 또는 화학적 상태를 검출 할 수 있는 탐침부가 형된 특징을 갖게 한다.
또한, 상기 외피 수용공간에는 태양전지와 충전기 그리고 전자회로로 구성되는 제어부와 무선통신부와 안테나가 수용되게 하여 프로그램(S/W)에 의해 일정시간 간격으로 토양 정보나 데이터를 얻고 이를 가공하여 통신부를 통하여 무선 전송할 수 있도록 한다.
그리고 상기 탐침부 또는 검침부의 재질은 금, 백금, 탄소막대, 스테인리스 등으로 구성되게 한 특징이 있게 한 본 발명의 토양정보 무선 전송장치이다.
투과창 또는 빛을 투과할 수 있는 외피 내부에 태양전지판과 충전기 등의 전원부와 PH측정, 정전용량, 전기전도를 상기 탐침부와 조합으로 토양의 물리적 또는 화학적 데이터나 정보를 획득 가능하게 한 전자회로와 S/W 그리고 통신부 포함하는 전자회로기판 또는 제어기능과 안테나를 수용시키되 외피 한 부분에 금, 백금, 스테인리스, 탄소막대, 아연도강연선 등 탐침부로 토양과 직접 접촉되더라도 부식 및 산화현상을 억제하여 장기적 토양의 정보를 측정하고 무선으로 전송할 수 있는 특징으 로 구성된다.
본 발명의 토양정보 무선 전송장치의 효과로는
토양 정보나 화분 또는 하천주변 등 토양의 오염 및 상태 확인 그리고 관리가 가능해진다.
또한, 네트워크 망에 연결 가능하여 원격지 토양정보를 인터넷에 의한 정보저장 및 관리가 용이해질수 있고 상태의 상황에 따라 적절한 토양관리의 정보를 추출 및 판단할 수 있는 관리 자료로서 활용가능하다.
이로써, 농업분야와 과수분야 해당지역의 토양정보를 추출 및 확인 시간함수에 따라 변화 과정이나 상태 정보를 확인 가능하게 할 수 있게 된다.
간척지의 경우, 염분의 증감의 상태를 시간함수에 따라 예측 및 관리가 가능해진다.
그리고 화분이나 정원, 간척지, 사막 등 토양의 상태를 오랫동안 무선으로 변화되는 상태를 검출 및 확인 가능하여 적절한 관리가 가능하여
농업분야에서는 생산성 증대 및 비료의 효율적 시비로 인한 토양오염을 예방할 수 있고,
과수원 및 정원의 식목 장소에서는 특정 과목이나 식목 나무에 따라 정합한 토질 개량의 정보나 관리를 할 수 있게 되어 소득증대 및 관리비의 절감과 함께 토양오염을 방지할 수 있다.
또한, 간척지 경우에도 염분의 농도 상태 변화를 실시간 자료 획득에 용이하게 되어 토질의 이용의 효율적 관리가 가능하도록 할 수 있는 유익한 발명인 토양정보 무선 전송장치이다.
그리고 토양에 매립형 또는 노출형태 등으로 외피 내부에 수용된 특징으로 보행자나 관광객 또는 야생동물에 의한 분실이나 훼손 염려가 줄어들게 되는 토양정보 무선 전송장치이다.
본 발명은 토양정보 무선 전송장치에 관한 것이다.
간척지, 사막, 하천주변, 과수원, 정원, 화분 등 토양의 토질 상태인 물리적 또는 화학적 상태를 검출해내고 태양광에 의한 자체 전원과 무선으로 전송할 수 있는 특징의 토양정보 무선 전송장치이다.
노지 즉, 토양(간척지, 화분, 과수원, 사막, 하천 주변등등)에서 장기적으로 일정 시간마다 토양의 상태를 센싱할 수 있도록 토양에 접촉되는 탐침부의 재질은 흑연, 금, 백금, 스텐레스, 아연도강연선 등 이들 중 구성되며,
방수기능의 외피 내부에 수용되는 태양전지와 자체 S/W로 구동되는 전자회로로 검침데이터를 획득 및 처리하여 무선통신 기능을 갖는다.
본 발명의 토양정보 무선 전송장치를 더욱 상세하게 첨부된 도면에 의해 설명하면,
도1은 본 발명에 따른 토양정보 무선 전송장치(1)의 외관 사시도이고,
도2는 도1의 측절단면도 이다.
본 발명의 토양정보 무선 전송장치(1)는 외관상, 토양의 지표면에 안착 또는 위치되며, 내부에 전자회로를 수용한 일정 크기와 부피를 갖는 방수능력을 갖는 외피(10)와 외피(10) 저면부에 일정길이 연장되어 토양속에 뭍히는 탐침(또는 검침)연장부(13)그리고 탐침(또는 검침)연장부(13) 외주면 일측에 형성되어 토양과 직접 접촉되는 탐침(또는 검침)부(15)로 구성된다.
그리고 본 발명의 토양정보 무선 전송장치(1)의 방수 외피(10) 내부 수용공간부(11)에는 태양전지판(20)과 충전기(21) 등의 전원부와 PH측정, 정전용량, 전기전도를 상기 탐침부(15)와 조합으로 토양의 물리적 또는 화학적 데이터나 정보를 획득 가능하게 한 전자회로와 S/W 그리고 통신부 포함하는 전자회로기판(23) 또는 제어부(25)와 안테나(30)가 수용되는 특징이 있다.
지표면에 안착 또는 위치되는 몸체의 외피(10)는 태양전지판(10)이 내부에 수용되는 곳에는 투명하게 하여 내부의 태양전지(10)가 주간에 태양광에 의한 전기를 생산할 수 있도록 하는 특징이 있다. 그리고 당연히 방수 처리되어 내부 수용공간부(11)에 수용되는 전자회로기판(23), 태양전지(10), 충전기(21), 안테나 등을 보호하도록 플라스틱(PC, PET, PCV, PE 등)이나 세라믹 재질로 외피를 구성 또는 완성됨이 바람직하다.
즉, 태양광에 의해 태양전지(10)가 발전하여 전기에너지를 제어부(25)와 탐침부(15)에 동작 전원 공급을 하며 제어부(25)는 탐침부(15)로부터 입력되는 신호를 입력받아 해독 및 처리 그리고 A/D화하고 메모리에 저장 및 통신부를 통한 무 선 전송능력을 갖는 일체형인 특징이 있다.
상기 탐침 연장부(13)는 외피(10)로부터 연장되는 토양속 탐침부(15)와 연결과 외피(10)의 이탈을 방지할 수 있는 구조 또는 구성물이면 본 발명의 목적에 부합하다.
따라서 재질은 외피(10)와 같은 플라스틱(PC, PET, PCV, PE 등)이 바람직하다.
상기 탐침부(15)의 재질은 토양속 무기질 또는 유기물 그리고 수분속에 용해된 여러 가지 미량원소(염분, 산소, 수소 등등)와 반응이 없거나 타 물질에 비해 산화과정이 현저히 늦은 즉,
화학적 안정화에 가까운 금, 백금, 스테인리스, 탄소막대 등으로 구성됨이 바람직하며, 필요에 따라 한 쌍 또는 여러개의 쌍으로 토양과 직접 전기적 접촉되어 토양의 물리적 또는 화학적 상태에 따라 전류나 전압의 파장 움직임을 직접 검침하고 제어부(25)로 전송할 수 있도록 전기적 연결(전선 등) 된다.
그리고 탐침부(15)의 금, 백금, 스테인리스, 탄소막대 등의 재료나 재질은 토양속에서 오랜기간 탐침(15) 역할을 안정적으로 수행하고자 하는데 매우 유용하며, 탐침이나 검침의 긴 수명을 제공하는데 목적이 있다.
도3은 본 발명에 따른 일 실시 예인 토양정보 무선 전송장치(1)의 전자 블록도이다.
상기 외피(10) 내부의 수용공간(11)에 수용되는 본 발명의 목적에 부합하는 구동 프로그램(S/W) 내장 기능의 cpu, mcu 등 반도체소자나 능동소자 또는 수동소자로 구성된 전자회로기판 제어부(25)에는 탐침부(15)와 연계되어 토양의 물리적 또는 화학적 정보나 데이터를 획득할 수 있도록 ph측정기능, 정전용량측정기능, 전기전도도측정기능이 구비되고 이러한 시그널이 탐침부(15)를 통해 되돌아오는 신호를 입력받아 A/D 및 처리부(제어기능)로 처리하면서 메모리에 자료파일 생성 및 기록 할 수 있으면서 메모리에 기억된 고유 전자태그와 함께 데이터나 파일자료들을 통신부와 안테나(30)를 통해 무선 전송할 수 있는 특징이 있다.
상기 ph측정에는 별도로 내부 기준전극을 만들어 수용시키거나 기준값을 미리 전자회로로 구성할 수 있다.
이때의 전자회로는 R,L,C 회로로 미분회로 또는 적분회로 구성 가능하다.
이때에는 당연히 비교기 회로나 비교기 IC로 판단 가능하다.
이상과 같은 본 발명은 토양정보 무선 전송장치는 태양전지에 구동하면서 토양이나 흙의 물리적 또는 화학적 성질이나 상태 정보인 ph측정, 염분측정, 습도측정이 선택적 또는 복합적 측정 가능할 수 있도록, 토양이나 흙 지표면에 위치하는 외피(10)와, 외피(10)에 수용되는 태양전지와 ph측정, 염분측정, 습도측정 가능한 전자회로기판(25) 및 통신기능이 있는 제어부(25)와 안테나(30)를 수용하고, 몸체로부터 연장되는 탐침 연장부(13) 그리고
금, 백금, 스테인리스, 탄소막대가 적어도 한 쌍 이상으로 구성되거나 이루어진 특징의 본 발명에 따른 토양정보 무선 전송장치(1)이다.
즉, 본 발명의 토양정보 무선 전송장치는, 지표면에 위치하는 외피와 외피 저면(밑부분)부에 연장되어 토양속에서 외피를 지지하는 탐침연장부 그리고 탐침연장부 일측에 형성된 탐침부로 구성되며, 상기 외피내부에 수용되는 태양전지, 태양전지로 구동하는 메모리부 및 통신기능 그리고 처리 제어부 및 S/W가 있는 전자회로기판과 안테나가 수용되며; 탐침부와 연계하여 토양의 물리적 또는 화학적 정보를 검출 및 무선 전송할 수 있는 특징이 있다.
도4는 또 다른 본 발명의 토양정보 무선 전송장치(1´)를 보인 도면이다.
도1 및 도2 그리고 도3처럼 기술구성은 동일 및 유사하나 탐침 연장부(13)가 없이 외피(10) 저면에 탐침부(15)가 형성된 형태이다.
간척지, 사막, 하천주변, 과수원, 정원, 화분 등 토양의 토질 상태인 ph측정, 염분측정, 습도측정 상태를 검출해내고 태양광에 의한 자체 전원으로 검출된 정보를 무선으로 전송할 수 있는 수단이 수용된 외피와 외피저면에 탐침부로 구성된 특징의 토양정보 무선 전송장치이다.
상기 탐침부(15)는 돌출된 막대형태나 돌출된 침형태로 구성 및 형성이 가능하다.
즉, 태양광에 의한 자체 전원으로 간척지, 사막, 하천주변, 과수원, 정원, 화분 등 토양의 토질 상태인 ph측정, 염분측정, 습도측정 상태를 검출해내고 검출 된 정보를 무선으로 전송할 수 있는 수단이 수용된 외피와 외피 저면부에 탐침 및 검침할 수 있는 탐침부로 구성된 특징의 토양정보 무선 전송장치이다.
도1은 본 발명에 따른 토양정보 무선 전송장치의 외관 사시도.
도2는 도1의 측절단면도.
도3은 본 발명에 따른 일 실시 예인 토양정보 무선 전송장치의 전자 블록도
도4는 또 다른 본 발명의 토양정보 무선 전송장치를 보인 도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 토양정보 무선 전송장치
10 : 외피 11 : 수용공간
15 : 토양 탐침(검침)부 20 : 태양전지
25 : 제어부 30 : 안테나

Claims (3)

  1. 지표면에 위치하는 외피와 외피저면에 연장되어 토양속에서 외피를 지지하는 탐침연장부 그리고 탐침연장부 일측에 형성된 탐침부로 구성되며, 상기 외피내부에 수용되는 태양전지, 태양전지로 구동하는 메모리부 및 통신기능 그리고 처리 제어부 및 S/W가 있는 전자회로기판과 안테나가 외피에 수용되며, 상기 탐침부와 제어부가 연계하여 토양의 물리적 또는 화학적 자료나 정보를 검출 및 기록하고 무선 전송할 수 있는 특징인 토양정보 무선 전송장치.
  2. 청구항 1항에 있어서,
    탐침부의 재질은 금, 백금, 스테인레스, 아연도강연선, 탄소막대 중, 선택적으로 이루어질 수 있으며, 적어도 이들이 한쌍 이상으로 구성되거나 이루어진 특징의 본 발명에 따른 토양정보 무선 전송장치.
  3. 태양광에 의한 자체 전원으로 간척지, 사막, 하천주변, 과수원, 정원, 화분 등 토양의 토질 상태인 ph측정, 염분측정, 습도측정 상태를 검출해내고 검출된 정보를 무선으로 전송할 수 있는 수단이 수용된 외피와 외피 저면에 탐침부로 구성된 특징의 토양정보 무선 전송장치.
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