KR20110079483A - Ubiquitous plant factory environmental control system - Google Patents

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KR20110079483A
KR20110079483A KR1020100089382A KR20100089382A KR20110079483A KR 20110079483 A KR20110079483 A KR 20110079483A KR 1020100089382 A KR1020100089382 A KR 1020100089382A KR 20100089382 A KR20100089382 A KR 20100089382A KR 20110079483 A KR20110079483 A KR 20110079483A
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엄정식
오성봉
진정원
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(주)와이즈산전
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Abstract

PURPOSE: A ubiquitous plant factory environment control system is provided to enable a user to control a plant factory regardless of the operating location. CONSTITUTION: A ubiquitous plant factory environment control system includes a memory unit, a first communication unit, and a central processing unit. The memory unit collects plant cultivating environment data from the atmosphere sensor, a nutrient solution, and a soil sensor. The first communication unit transmits the plant cultivating environment data to a controller. The central processing unit controls the memory unit and the first communication unit. The plant factory environment control system additionally includes an artificial lighting(300) for supplying light to plants planted on a plant bed(100).

Description

유비쿼터스 식물공장 환경조절 시스템{Ubiquitous Plant Factory Environmental Control System}Ubiquitous Plant Factory Environmental Control System

본 발명은 식물공장 환경조절에 관한 것으로, 특히 이더넷 및 지그비 통신 등 유/무선통신 방법에 의하여 원격에서 식물공장을 제어하여 환경을 조절하는 기술에 관한 것이다.
The present invention relates to a plant factory environmental control, and more particularly to a technology for controlling the environment by controlling the plant factory remotely by wired / wireless communication methods such as Ethernet and Zigbee communication.

산업화의 진행에 의한 인구증가, 식량의 부족을 해결하기 위한 농약 등 화학 약품의 사용으로 농업 생산성은 향상되었으나 인체에 부작용을 초래하는 사례가 증가하는 실정이다. 안전한 먹거리의 문제가 중시되어 무공해 채소 등의 무농약에 의한 식량의 재배에 관심이 돌려지고 있으며 이에 따라 새로운 농업 기술의 개발에 박차를 가하고 있다.Agricultural productivity has been improved due to the increase of population due to industrialization and the use of chemicals such as pesticides to solve the shortage of food, but there are more cases of causing adverse effects on the human body. Due to the importance of safe food, attention is being paid to the cultivation of foods with no pesticides, such as pollution-free vegetables, thereby accelerating the development of new agricultural technologies.

종래의 농업은 자연광에 의한 식물의 광합성에 의존하였으나, 최근에 새로이 각광을 받고 있는 LED 조명을 농업 기술에 접목하는 시도가 빈번하다. LED 조명에 의한 식물생육 방법의 대두는 농지에서 자연광에 의한 식물의 재배에 필수불가결하게 따르는 해충의 영향을 피하기 위하여 식물공장을 설치하여 외부의 해충을 방지하는 식물 생육 방법에 설치해야 하는 조명의 필요에서였다. LED 조명은 자연광과 달리 특정 영역의 파장을 제어할 수 있는 장점이 있다. 자연광은 가시광선을 포함하여 적외선, 자외선 그 밖의 다양한 파장 영역을 골고루 포함하고 있으나 LED 조명은 그 종류에 따라 제한된 파장 범위의 빛만을 방출한다. 따라서, 식물의 광합성에 필요한 파장 대역만을 선택적으로 식물에 조사할 수 있게 된다.
Conventional agriculture relies on photosynthesis of plants by natural light, but there are frequent attempts to apply new LED lighting, which has recently been spotlighted, to agricultural technology. Soybeans in the method of plant growth by LED lighting need to be installed in the plant growth method to prevent external pests by installing a plant factory in order to avoid the influence of pests which are indispensable for the cultivation of plants by natural light in farmland. Was at. Unlike natural light, LED lighting has the advantage of controlling the wavelength of a specific area. Natural light includes infrared, ultraviolet and other various wavelength ranges including visible light, but LED light emits only a limited wavelength range depending on the type of light. Therefore, only the wavelength band necessary for photosynthesis of the plant can be selectively irradiated to the plant.

또한, 통신기술의 발달에 의한 원거리에서 관련 기기들을 자유로이 제어할 수 있는 유비쿼터스 환경을 식물공장에 적용할 필요가 있으며, 근거리 통신 방법으로 각광받고 있는 지그비(Zigbee) 통신방법의 식물공장에의 적용도 필요한 시점이 되었다. 종래기술로서 등록특허10-0883691호(식물생육장치 및 그 제어 시스템)에 식물생육장치의 구성 및 식물생육장치를 제어하는 컴퓨터를 접속하는 컴퓨터 네트워크가 개시되어 있다. 네트워크는 이더넷 등의 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) 방식의 엑세스 제어방식을 사용하는 유선 LAN이나 CSMA/CA+ACK(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance with Acknowledgement) 방식의 무선 LAN을 이용한다. 그러나 이러한 방식에 의한 제어는 식물생육장치를 제어하는 위치가 일정 범위로 제한되어 유동성이 떨어지는 문제점이 있다.
In addition, it is necessary to apply the ubiquitous environment to the plant factory, which can freely control the related devices at a long distance due to the development of communication technology, and the application of the Zigbee communication method to the plant factory, which is spotlighted as a short-range communication method. It was a necessary time. As a prior art, a computer network is disclosed in which a configuration of a plant growth apparatus and a computer for controlling the plant growth apparatus are connected to Patent No. 10-0883691 (plant growth apparatus and control system thereof). The network uses a wired LAN using a CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) access control method such as Ethernet or a wireless LAN of a CSMA / CA + ACK (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance with Acknowledgement) method. . However, the control by this method has a problem in that the fluidity is reduced because the position controlling the plant growth apparatus is limited to a certain range.

본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 사용자가 위치하는 장소에 구애되지 않고 식물공장을 제어할 수 있는 유비쿼터스 환경 조절 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
An object of the present invention is to provide a ubiquitous environmental control system that can be controlled to solve the above-mentioned problems, the plant factory regardless of the place where the user is located.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 인공조명에 의하여 식물을 생육하는 식물공장의 내부에 배치되어 생육 환경을 감지하는 센서로부터 생육 환경 데이터를 수집하는 환경감지유닛, 환경감지유닛과의 무선통신방식에 의하여 환경감지유닛에서 수집한 생육 환경 데이터를 전송받고 식물에 투입되는 양액, 식물공장의 대기 상태 및 인공 조명의 조도를 제어함으로써 식물의 생육 환경을 조절하는 제어부, 제어부와의 유/무선통신방식에 의하여 제어부가 식물의 생육 환경을 조절하도록 하는 제어명령을 내리는 서버를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a wireless communication method with an environmental sensing unit and an environmental sensing unit, which are disposed inside a plant factory growing plants by artificial lighting to collect growth environmental data from a sensor that detects a growing environment. By controlling the growth environment of the plant by receiving the growth environment data collected by the environmental sensing unit and controlling the nutrient solution, plant air condition and artificial light intensity, which is input to the plant, the wire / wireless communication method with the controller By the control unit includes a server for giving a control command to adjust the growth environment of the plant.

상기 생육 환경으로는 광, 온도, 습도, 이산화탄소 농도, 양액, 및 토양 등이 있을 수 있다. 센서는 대기의 상태를 측정하기 위한 대기 센서, 양액의 상태를 측정하기 위한 양액 센서, 및 토양의 상태를 측정하기 위한 토양 센서를 포함할 수 있다.The growth environment may include light, temperature, humidity, carbon dioxide concentration, nutrient solution, and soil. The sensor may include an atmospheric sensor for measuring the state of the atmosphere, a nutrient solution sensor for measuring the state of the nutrient solution, and a soil sensor for measuring the state of the soil.

대기의 상태는 대기의 온도, 습도 및 이산화탄소 농도를 포함할 수 있다. 양액의 상태는 양액의 수소이온농도, 전기전도도 및 수온을 포함할 수 있다. 토양의 상태는 토양의 함수율, 전기전도도 및 지온을 포함할 수 있다. The state of the atmosphere may include the temperature, humidity, and carbon dioxide concentration of the atmosphere. The state of the nutrient solution may include the hydrogen ion concentration, the electrical conductivity and the water temperature of the nutrient solution. Soil conditions may include soil moisture content, electrical conductivity, and geothermal temperature.

제어부는 식물의 생육 단계별로 환경을 조절하기 위한 환경조절 계획 프로그램을 더 포함할 수 있다.The control unit may further include an environmental control planning program for controlling the environment in each stage of plant growth.

제어부와 환경감지유닛 사이의 무선통신방식은 지그비 통신방식으로 하는 것이 바람직하고, 서버와 제어부 사이의 통신방식은 이더넷 또는 CDMA 통신방식으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 서버와의 유/무선통신방식에 의하여 서버와 원격 접속하여 상기 식물공장을 제어하는 원격단말기를 더 포함할 수 있다.
The wireless communication method between the control unit and the environmental sensing unit is preferably a Zigbee communication method, and the communication method between the server and the control unit is preferably an Ethernet or CDMA communication method. The apparatus may further include a remote terminal for controlling the plant factory by remotely accessing the server by wire / wireless communication with the server.

이와 같은 본 발명에 따른 무선통신방식에 의한 유비쿼터스 식물공장의 환경을 조절하는 시스템에 의하면, 식물공장에 출입하여 직접 식물을 감시할 필요가 없어서 시간적으로 유리하고, 배선을 필요로 하지 않기 때문에 경제적으로 유리한 효과가 생기며, 필요할 때는 언제든지 제어할 수 있어서 더욱 효과적이고 편리한 제어를 할 수 있게 된다.
According to the system for controlling the environment of the ubiquitous plant factory by the wireless communication method according to the present invention, it is advantageous in time because it does not need to directly enter and exit the plant factory and economically because it does not require wiring. It has an advantageous effect, and can be controlled at any time when needed, allowing for more effective and convenient control.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 식물공장을 보여주는 사시도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유비쿼터스 식물공장 환경조절 시스템을 보여주는 블럭도, 및
도 3은 도 2의 제어부와 환경감지유닛의 통신 네트워크 구성을 보여주는 개념도이다.
1 is a perspective view showing a plant factory according to an embodiment of the present invention,
Figure 2 is a block diagram showing a ubiquitous plant factory environmental control system according to an embodiment of the present invention, and
3 is a conceptual diagram illustrating a communication network configuration of the control unit and the environmental sensing unit of FIG. 2.

이하 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 참조로 하는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
Hereinafter, the same reference numerals will be described in detail with reference to the accompanying drawings, with reference to the same components preferred embodiments of the present invention. The terms or words used in the specification and claims are not to be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, but should be construed as meanings and concepts corresponding to the technical matters of the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 식물공장을 보여주는 사시도이다. 도 1을 참조하면, 식물공장은 식물베드(100), 양액 공급장치(200), 인공 조명(300), 가습기(400), 공조기(500) 및 터치패널(600)을 포함한다. 가습기(400)에 의하여 대기의 습도를 조절할 수 있고, 공조기(500)를 통하여 배출되는 이산화탄소에 의하여 식물은 광합성을 할 수 있다.1 is a perspective view showing a plant factory according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the plant factory includes a plant bed 100, a nutrient solution supply device 200, an artificial light 300, a humidifier 400, an air conditioner 500, and a touch panel 600. The humidity of the air may be controlled by the humidifier 400, and the plant may be photosynthetic by the carbon dioxide discharged through the air conditioner 500.

상기 인공 조명(300)은 식물베드(100)에 심어진 식물의 광합성을 위한 빛을 제공한다. 본 발명의 인공 조명(300)은 무선으로 제어될 수 있다. 인공 조명(300)에 의하여 제어되는 빛의 특성으로는 광주기, 빛의 파장, 빛의 강도 등을 들 수 있다.The artificial light 300 provides light for photosynthesis of plants planted in the plant bed 100. Artificial light 300 of the present invention can be controlled wirelessly. The characteristics of the light controlled by the artificial light 300 may include photoperiod, wavelength of light, intensity of light, and the like.

상기 양액 공급장치(200)는 식물에 양분을 공급하기 위하여 관수와 비료 등을 조합하여 식물에 제공한다.The nutrient solution supply device 200 is provided to the plant in combination with watering and fertilizer in order to supply nutrients to the plant.

상기 터치패널(600)은 식물공장의 구성요소들을 유선/무선으로 제어하기 위한 제어부(650)에 사용자 명령을 내리거나 현재의 식물공장의 대기, 토양 등의 상태를 표시하기 위한 것이다.
The touch panel 600 is to give a user command to the control unit 650 for controlling the components of the plant factory by wire / wireless or to display the current, such as the atmosphere of the plant factory, soil.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유비쿼터스 식물공장 환경조절 시스템을 보여주는 블럭도이다. 도 2를 참조하면, 식물공장 환경조절 시스템(1)은 환경감지유닛(710), 제어부(720), 및 서버(730)를 포함한다.Figure 2 is a block diagram showing a ubiquitous plant factory environmental control system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the plant factory environmental control system 1 includes an environmental sensing unit 710, a controller 720, and a server 730.

상기 환경감지유닛(710)은 인공조명(300)에 의하여 식물을 생육하는 식물공장의 내부에 배치되어 생육 환경을 감지하는 센서(810, 820, 830)로부터 생육 환경 데이터를 수집한다. 생육 조건은 광, 온도, 습도, 이산화탄소 농도, 양액, 및 토양 등일 수 있고, 센서(810, 820, 830)는 대기의 상태를 측정하기 위한 대기 센서(820), 양액의 상태를 측정하기 위한 양액 센서(810), 및 토양의 상태를 측정하기 위한 토양 센서(830)를 포함할 수 있다. 대기의 상태로는 대기의 온도, 습도 및 이산화탄소 농도 등을 포함할 수 있다. 양액의 상태는 양액의 수소이온농도(PH), 전기전도도(EC, Electronic Conductivity) 및 수온 등을 포함할 수 있다. 토양의 상태는 토양의 함수율(含水率), 전기전도도 및 지온 등을 포함할 수 있다. 본 발명의 바람직한 일실시예로서 인공조명(300)은 식물에 필요한 파장을 효과적으로 발생시킬 수 있는 LED조명으로 구성할 수 있으며, 적색광, 청색광, 및 녹색광의 LED를 혼용하여 사용할 수 있다.The environmental sensing unit 710 collects growth environment data from sensors 810, 820, and 830 disposed inside the plant factory growing plants by the artificial light 300 to detect the growth environment. The growth conditions may be light, temperature, humidity, carbon dioxide concentration, nutrient solution, soil, and the like, and the sensors 810, 820, and 830 include an atmospheric sensor 820 for measuring the state of the atmosphere, nutrient solution for measuring the state of the nutrient solution Sensor 810, and a soil sensor 830 for measuring the condition of the soil may be included. The state of the atmosphere may include the temperature, humidity and carbon dioxide concentration of the atmosphere. The state of the nutrient solution may include a hydrogen ion concentration (PH), electrical conductivity (EC), water temperature and the like of the nutrient solution. The condition of the soil may include the moisture content (토양 水 率) of the soil, electrical conductivity and geothermal. Artificial light 300 as a preferred embodiment of the present invention can be configured as an LED light that can effectively generate the wavelength required for the plant, it can be used by using a mixture of red light, blue light, and green light LED.

환경감지유닛(710)은 상기 대기, 양액 및 토양 센서(820, 810, 830)에서 취득한 생육 환경 데이터를 취합하여 저장하는 메모리(712), 메모리(712)에 저장된 상태 데이터를 제어부(720)로 송신하기 위하여 제어부(720)와의 통신을 담당하는 제1 통신부(714), 및 메모리(712) 및 제1 통신부(714)를 제어하기 위한 중앙처리장치(716)를 포함할 수 있다.The environmental sensing unit 710 collects and stores the growth environment data acquired by the air, nutrient solution, and soil sensors 820, 810, and 830, and stores the state data stored in the memory 712 to the controller 720. It may include a first communication unit 714 in charge of communication with the control unit 720 to transmit, and a central processing unit 716 for controlling the memory 712 and the first communication unit 714.

상기 제어부(720)는 환경감지유닛(710)과의 무선통신방식에 의하여 환경감지유닛(710)에서 수집한 생육 환경 데이터를 전송받고 식물에 투입되는 양액, 식물공장의 대기 상태 및 인공 조명(300)의 조도를 제어함으로써 식물의 생육 환경을 조절한다. 제어부(720)는 양액 공급장치(200)와의 유선통신, 서버(730)와의 유/무선통신, 및 환경감지유닛(710), 및 인공 조명(300)과의 무선통신을 처리하기 위한 제2 통신부(722)를 포함하여, 양액 공급장치(200)의 양액, 관수 비율 및 인공 조명(300)의 조도 등을 제어함으로써 식물의 생육 환경을 조절할 수 있다. 또한, 식물공장을 구획하여 구획마다 환경감지유닛(710)이 설치되고, 제어부(720)는 각 환경감지유닛(710)으로 독립한 제어명령의 전달 및 생육 환경 데이터를 요청하고 각 환경감지유닛(710)으로부터 제어명령에 따른 생육 환경 데이터를 수신하는, 하나의 제어명령 및 데이터 수신부인 제어부(720)와 다수의 제어명령 수령 및 데이터 송신기기인 환경감지유닛(710)의 1:다수의 네트워크를 구성하도록 하는 베이스 노드(725)를 더 포함할 수 있다. 식물공장의 내부에서 식물은 배치된 위치에 따른 생육 환경의 차이가 발생할 수 있으므로 식물공장을 여러 구획으로 나누어 각 구획마다 환경감지유닛(710)을 두어 더욱 정밀한 생육 환경을 조절할 수 있다.The control unit 720 receives the growth environment data collected by the environmental sensing unit 710 by a wireless communication method with the environmental sensing unit 710 and the nutrient solution that is put into the plant, the atmospheric state of the plant factory and artificial lighting (300) Control the growing environment of plants. The controller 720 is a second communication unit for processing wired communication with the nutrient solution supply device 200, wired / wireless communication with the server 730, and wireless communication with the environmental sensing unit 710, and the artificial light 300. Including 722, the growth environment of the plant can be controlled by controlling the nutrient solution, the irrigation ratio and the illuminance of the artificial light 300 of the nutrient solution supply device 200. In addition, by dividing the plant factory, an environmental sensing unit 710 is installed in each section, and the control unit 720 requests each environmental sensing unit 710 to transmit independent control commands and growth environment data, and to each environmental sensing unit ( A plurality of networks of a control unit 720, which is a control command and a data receiving unit, and an environment sensing unit 710, which receives a plurality of control commands and a data transmitter, receives the growth environment data according to the control command from 710. A base node 725 may be further included. Since the plant may have a difference in growth environment depending on the location of the plant plant, the plant plant may be divided into several compartments, and thus, an environmental sensing unit 710 may be provided in each compartment to more precisely control the growth environment.

제어부(720)는 표시부(600)를 더 포함하여 생육 환경을 표시할 수 있다. 양액 공급장치(200) 구조에 대응하는 관수 시스템뿐만 아니라 인공 조명 상태, 환경 센싱 상태, 생육 경향, 생육 스케쥴 등을 표시할 수 있다. 표시부(600)는 터치스크린을 구비하여 표시되는 생육 환경을 확인하고 바람직한 생육 조건을 사용자가 현장에서 직접 조정할 수도 있다. 또한, 제어부(720)는 식물의 생육 단계별로 환경을 조절하기 위한 환경조절 계획 프로그램을 더 포함할 수 있고, 이는 표시부(600)를 통하여 관리할 수 있다. 식물공장에서 재배되는 식물은 사용자의 필요에 따라 다양할 수 있는데, 식물공장에서 생육하기에 적합한 식물로는 상추, 치커리, 브로커리 또는 딸기 등이 선택될 수 있으며, 표시부(600)는 각 식물을 선택하여 그 생육 환경이나 조건을 확인하고 관리할 수 있다.The controller 720 may further include a display unit 600 to display a growth environment. In addition to the irrigation system corresponding to the nutrient solution supply device 200 structure, the artificial lighting state, environmental sensing state, growth trend, growth schedule, and the like may be displayed. The display unit 600 may include a touch screen to check a growth environment displayed and to adjust a desired growth condition directly on the site. In addition, the controller 720 may further include an environmental control plan program for controlling the environment in each stage of plant growth, which may be managed through the display unit 600. Plants cultivated in the plant factory may vary according to the needs of the user, the plant suitable for growing in the plant factory may be selected from lettuce, chicory, brokerage or strawberry, the display unit 600 selects each plant It is possible to check and manage the growth environment and conditions.

상기 서버(730)는 제어부(720)와의 무선통신방식에 의하여 제어부(720)가 식물의 생육 환경을 조절하도록 하는 제어명령을 내린다. 제어부(720)에 포함되는 환경조절 계획 프로그램은 서버(730)에도 포함되며 사용자의 운용의 편의를 위한 HMI(Human Machine Interface)를 구비할 수 있다. The server 730 issues a control command for the controller 720 to control the growth environment of the plant by a wireless communication method with the controller 720. The environment control plan program included in the controller 720 may also be included in the server 730 and may include a human machine interface (HMI) for the convenience of a user's operation.

또한, 서버(730)와의 유/무선통신방식에 의하여 서버(730)와 원격 접속하여 식물공장을 제어하는 원격단말기(735)를 더 포함할 수 있다. 원격단말기(735)는 가정에 설치된 컴퓨터, 휴대용 노트북, 이동통신 단말기 등을 포함할 수 있다. 원격단말기(735) 또한 HMI를 구비하여 사용자는 이더넷을 이용한 근거리에서뿐만 아니라 식물공장에서 벗어나 원거리에 있는 경우에도 인터넷/이동통신망 등의 간선망을 통하여 원격으로 서버(730)에 접속하여 시시각각으로 식물공장을 제어할 수 있다.In addition, the terminal 730 may further include a remote terminal 735 for remotely controlling the plant by connecting to the server 730 by a wired / wireless communication method with the server 730. The remote terminal 735 may include a computer installed in a home, a portable notebook, a mobile communication terminal, and the like. The remote terminal 735 also has an HMI so that the user can remotely access the server plant 730 through the trunk network such as the Internet / mobile communication network even when the user is away from the plant plant at a short distance using the Ethernet. Can be controlled.

환경감지유닛(710)의 제1 통신부(714)와 제어부(720)의 제2 통신부(722) 및 인공 조명(300) 사이의 무선통신방식은 지그비(Zigbee) 통신방식을 이용할 수 있으며, 제2 통신부(722)와 서버(730) 사이의 유선 또는 무선통신방식은 이더넷 또는 CDMA(Code Division Multiple Access) 통신방식을 이용할 수 있다. 지그비 통신방식은 비교적 근거리 통신을 위한 것이므로 식물공장 내부에서의 무선 통신은 지그비 통신방식에 의하고, 제어부(720)와 서버(730) 사이는 이더넷 통신뿐만 아니라 CDMA 통신 방식으로 하여 서버(730)가 식물공장과 멀리 떨어져 있는 경우라도 안정적인 통신을 할 수 있다. 환경감지유닛(710) 및 인공 조명(300)은 식물의 생육 환경에 따른 식물의 재배치 등에 의하여 언제든지 이동가능하도록 하면 관리의 편의를 증진시킬 수 있으므로 무선통신모듈을 장착하여 제어부(720)와 통신하도록 하는 것이다.
The wireless communication method between the first communication unit 714 of the environmental sensing unit 710, the second communication unit 722 of the control unit 720, and the artificial light 300 may use a Zigbee communication method. The wired or wireless communication method between the communication unit 722 and the server 730 may use Ethernet or Code Division Multiple Access (CDMA) communication method. Since the Zigbee communication method is for relatively short-range communication, the wireless communication in the plant factory is performed by the Zigbee communication method, and the control unit 720 and the server 730 use the CDMA communication method as well as the Ethernet communication. Reliable communication can be achieved even if the plant is far from the factory. The environmental sensing unit 710 and the artificial light 300 can be moved at any time by the relocation of the plant according to the growing environment of the plant, so that the convenience of management can be enhanced, so that the communication unit can be equipped with a wireless communication module. It is.

도 3은 도 2의 제어부와 환경감지유닛(710)의 통신 네트워크 구성을 보여주는 개념도이다. 도 3을 참조하면, 환경감지유닛(710)의 통신 네트워크 구성은 다수의 환경감지유닛(710)이 무선 통신에 의하여 제어부(720)와 통신하는 방식을 취한다. 구획마다 다수의 환경감지유닛(710)이 설치되어 있는 경우에는 베이스 노드(725)에 의하여 다수의 환경감지유닛(710)과 하나의 제어부(720)로 다수:1의 네트워크를 구성하여 데이터 및 제어신호의 송수신이 가능하다.3 is a conceptual diagram illustrating a communication network configuration of the control unit and environment sensing unit 710 of FIG. Referring to FIG. 3, in the communication network configuration of the environmental sensing unit 710, a plurality of environmental sensing units 710 communicate with the controller 720 by wireless communication. In the case where a plurality of environmental sensing units 710 are installed in each section, a plurality of environmental sensing units 710 and one control unit 720 are configured by the base node 725 to configure a number of networks and control data and control. Transmission and reception of signals is possible.

식물공장을 운영하기 위한 기반 통신으로 지그비 통신방식을 이용한 유비쿼터스 센서망(USN, Ubiquitous Sensor Network)을 구성할 수 있다. 지그비 근거리 무선 통신은 200미터 내의 무선연결이 가능하므로 대부분의 식물공장 내부 통신을 위하여 적절한 통신 방법이라고 할 수 있다.
Ubiquitous Sensor Network (USN) can be constructed using Zigbee communication as a basic communication for operating a plant factory. Zigbee short-range wireless communication is a suitable communication method for communication inside most plant factories because wireless communication within 200 meters is possible.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형실시가 가능하다. 또한, 첨부된 도면으로부터 용이하게 유추할 수 있는 사항은 상세한 설명에 기재되어 있지 않더라도 본 발명의 내용에 포함되는 것으로 보아야 할 것이며, 다양한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 아니 될 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been shown and described, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the present invention is not limited to the specific embodiments of the present invention, and is generally used in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Various modifications are possible by those skilled in the art. In addition, matters that can be easily inferred from the appended drawings should be regarded as included in the content of the present invention even if they are not described in the detailed description, and various modifications will be separately understood from the technical spirit or the prospect of the present invention. Will not be.

Claims (11)

인공조명에 의하여 식물을 생육하는 식물공장에 있어서,
상기 식물공장의 내부에 배치되어 생육 환경을 감지하는 센서로부터 상기 생육 환경 데이터를 수집하는 환경감지유닛; 상기 환경감지유닛과의 무선통신방식에 의하여 상기 생육 환경 데이터를 전송받는 제어부; 및 상기 제어부와의 유/무선통신방식에 의하여 상기 제어부에 제어명령을 전송하는 서버;를 포함하되,
상기 제어부는 상기 환경감지유닛에서 수집한 생육 환경 데이터를 전송받아 상기 서버로 전송하고, 상기 서버는 상기 생육 환경 데이터를 수신하여 상기 식물의 생육에 적합한 생육 조건을 생성하여 상기 제어부로 상기 식물의 생육 환경을 조절하도록 하는 제어명령을 전송하고, 상기 제어부는 상기 서버의 제어명령에 따라 상기 식물에 투입되는 양액, 상기 식물공장의 대기 상태 및 상기 인공 조명의 조도를 제어함으로써 상기 식물의 생육 환경을 조절하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 식물공장 환경조절 시스템.
In a plant factory growing plants by artificial lighting,
An environment sensing unit arranged in the plant factory to collect the growth environment data from a sensor that detects the growth environment; A control unit for receiving the growth environment data by a wireless communication method with the environment detection unit; And a server for transmitting a control command to the control unit by a wired / wireless communication method with the control unit.
The controller receives the growth environment data collected by the environmental sensing unit and transmits the growth environment data to the server, and the server receives the growth environment data to generate a growth condition suitable for the growth of the plant to the control unit to grow the plant. Transmits a control command to adjust the environment, and the controller controls the growth environment of the plant by controlling the nutrient solution, the atmospheric state of the plant factory, and the illuminance of the artificial light, which are input to the plant according to the control command of the server. Ubiquitous plant factory environmental control system, characterized in that.
제1항에 있어서, 상기 생육 환경은 광, 온도, 습도, 이산화탄소 농도, 양액, 및 토양 중 하나 이상이고, 상기 센서는 대기의 온도, 습도 및 이산화탄소 농도를 측정하기 위한 대기 센서, 양액의 수소이온농도, 전기전도도 및 수온을 측정하기 위한 양액 센서, 및 토양의 함수율, 전기전도도 및 지온을 측정하기 위한 토양 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 식물공장 환경조절 시스템.
The method of claim 1, wherein the growing environment is at least one of light, temperature, humidity, carbon dioxide concentration, nutrient solution, and soil, the sensor is an atmospheric sensor for measuring the temperature, humidity and carbon dioxide concentration of the atmosphere, hydrogen ion of nutrient solution Ubiquitous plant factory environmental control system comprising a nutrient solution sensor for measuring the concentration, electrical conductivity and water temperature, and a soil sensor for measuring the water content, electrical conductivity and ground temperature of the soil.
제2항에 있어서, 상기 환경감지유닛은
상기 대기, 양액 및 토양 센서에서 취득한 생육 환경 데이터를 취합하여 저장하는 메모리;
상기 메모리에 저장된 생육 환경 데이터를 상기 제어부로 송신하기 위하여 상기 제어부와의 통신을 담당하는 제1 통신부; 및
상기 메모리 및 제1 통신부를 제어하기 위한 중앙처리장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 식물공장 환경조절 시스템.
The method of claim 2, wherein the environmental sensing unit
A memory for collecting and storing growth environment data acquired by the air, nutrient solution, and soil sensor;
A first communication unit in charge of communicating with the control unit for transmitting growth environment data stored in the memory to the control unit; And
Ubiquitous plant factory environmental control system comprising a; central processing unit for controlling the memory and the first communication unit.
제3항에 있어서, 상기 제어부는
상기 양액 공급장치, 상기 환경감지유닛, 서버, 및 인공 조명과의 유/무선통신을 처리하기 위한 제2 통신부;를 포함하여, 상기 양액 공급장치와는 유선통신에 의하여 상기 식물에 투입되는 양액 및 상기 식물공장의 대기 상태를 제어하고, 상기 환경감지유닛 및 인공 조명과는 무선통신에 의하여 상기 생육 환경 데이터의 수신 및 상기 인공 조명의 조도를 제어하고, 상기 서버와는 유선 또는 무선통신에 의하여 제어명령의 수신 및 상기 생육 환경 데이터를 송신함으로써 상기 식물의 생육 환경을 조절하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 식물공장 환경조절 시스템.
The method of claim 3, wherein the control unit
And a second communication unit configured to process wired / wireless communication with the nutrient solution supply device, the environmental sensing unit, the server, and artificial lighting, and the nutrient solution supplied to the plant by wire communication with the nutrient solution supply device; Control the standby state of the plant factory, the reception of the growth environment data and the illuminance of the artificial lighting by wireless communication with the environmental sensing unit and artificial lighting, and control by wire or wireless communication with the server A ubiquitous plant factory environmental control system, characterized in that to control the growth environment of the plant by receiving a command and transmitting the growth environment data.
제4항에 있어서, 상기 식물공장을 구획하여 구획마다 상기 환경감지유닛이 설치되고, 상기 제어부는 상기 각 환경감지유닛으로 독립한 제어명령 전달 및 데이터 요청을 하고 상기 각 환경감지유닛으로부터 제어명령에 따른 데이터 전송을 받도록 하는 1: 다수의 네트워크를 구성하기 위한 베이스 노드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식물공장 환경조절 시스템.
5. The method of claim 4, wherein the plant factory is partitioned and the environmental sensing unit is installed in each section, and the control unit sends an independent control command and data request to each of the environmental sensing units and sends a control command from each of the environmental sensing units. 1: Receiving data transmission according to the plant factory environmental control system further comprises a base node for configuring a plurality of networks.
제4항에 있어서, 상기 제어부는 표시부를 더 포함하여 상기 생육 환경을 표시하는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 식물공장 환경조절 시스템.
The ubiquitous plant factory environmental control system according to claim 4, wherein the control unit further comprises a display unit to display the growth environment.
제6항에 있어서, 상기 표시부는 상기 터치스크린을 구비하여 상기 생육 환경을 사용자가 현장에서 직접 조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 식물공장 환경조절 시스템.
The ubiquitous plant factory environmental control system according to claim 6, wherein the display unit includes the touch screen to directly adjust the growth environment in the field.
제4항에 있어서, 상기 제1 통신부와 상기 제2 통신부 및 인공 조명 사이의 무선통신방식은 지그비 통신방식인 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 식물공장 환경조절 시스템.
The ubiquitous plant factory environmental control system according to claim 4, wherein the wireless communication method between the first communication unit, the second communication unit and the artificial light is a Zigbee communication method.
제4항에 있어서, 상기 제2 통신부와 상기 서버 사이의 통신방식은 이더넷 또는 CDMA 통신방식인 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 식물공장 환경조절 시스템.
The ubiquitous plant factory environmental control system according to claim 4, wherein the communication method between the second communication unit and the server is Ethernet or CDMA communication method.
제1항에 있어서, 상기 인공조명은 LED조명인 것을 특징으로 하는 유비쿼터스 식물공장 환경조절 시스템.
The ubiquitous plant factory environmental control system according to claim 1, wherein the artificial light is an LED light.
제1항에 있어서, 상기 서버와 유선 또는 무선통신방식으로 원격 접속하여 상기 식물공장을 제어하는 원격단말기를 더 포함하는 유비쿼터스 식물공장 환경조절 시스템.The ubiquitous plant factory environmental control system of claim 1, further comprising a remote terminal for controlling the plant factory by remotely connecting the server in a wired or wireless communication manner.
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