KR20130065828A - 스마트폰을 이용한 식물공장 운영시스템 - Google Patents

스마트폰을 이용한 식물공장 운영시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 식물공장 운영시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LED 조명에 의해 빛이 공급되는 양액 플레이트를 지지프레임에 고정시켜 다층으로 설치하고, 순환펌프에 의해 양액 플레이트로 양액을 공급하여 식물을 재배하는 식물재배장치를 다수 개 설치한 식물공장에 있어서, 양액 플레이트들의 상부에 위치하는 LED 조명들의 조도와 광파장 및 각 양액 플레이트로의 양액 공급을 제어하는 통합운영수단에서 관리자의 스마트폰으로 양액 플레이트들에서 재배되고 있는 식물들의 영상을 촬영하여 전송하고, 이를 수신한 관리자가 적합한 제어신호를 입력하여 전송하면 그에 따라 각 식물재배장치에 적합한 조치가 취해질 수 있게 하여 관리자가 식물공장에 늘 상주하지 않아도 외부에서 식물공장을 안정적으로 운영할 수 있게 한 스마트폰을 이용한 식물공장 운영시스템에 관한 것이다.

Description

스마트폰을 이용한 식물공장 운영시스템{PLANTS FACTORY MANAGEMENT SYSTEM USING SMART PHONE}
본 발명은 식물공장 운영시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LED 조명에 의해 빛이 공급되는 양액 플레이트를 지지프레임에 고정시켜 다층으로 설치하고, 순환펌프에 의해 양액 플레이트로 양액을 공급하여 식물을 재배하는 식물재배장치를 다수 개 설치한 식물공장에 있어서, 양액 플레이트들의 상부에 위치하는 LED 조명들의 조도와 광파장 및 각 양액 플레이트로의 양액 공급을 제어하는 통합운영수단에서 관리자의 스마트폰으로 양액 플레이트들에서 재배되고 있는 식물들의 영상을 촬영하여 전송하고, 이를 수신한 관리자가 적합한 제어신호를 입력하여 전송하면 그에 따라 각 식물재배장치에 적합한 조치가 취해질 수 있게 하여 관리자가 식물공장에 늘 상주하지 않아도 외부에서 식물공장을 안정적으로 운영할 수 있게 한 스마트폰을 이용한 식물공장 운영시스템에 관한 것이다.
일반적으로 실내에서 식물을 재배하기 위해서는 광합성 작용을 유도하기 위한 광원과, 식물의 생장에 필요한 영양분과 물을 공급하기 위한 수경재배장치가 필수적으로 요구된다.
종래에는 식물의 광합성을 유도하는 빛을 공급하기 위한 광원으로서 형광등, 백열등 또는 고압나트륨등이 이용되었으며, 근래에 청색 LED가 개발된 후 발광 다이오드를 이용하여 햇빛을 이루는 모든 빛을 구현할 수 있게 됨으로써, 다른 조명장치들보다 전력 소모가 적고, 수명이 길며, 소형화가 가능하면서도, 조도효과가 크고, 조명시 발열이 적은 발광 다이오드(LED) 특유의 이점으로 인해 LED를 광원으로 이용하는 식물재배장치 등이 제안되고 있다.
그에 따라, 근래에 제안되는 식물재배장치들은 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0051918호에 개시된 바와 같이, 광원으로 작용할 수 있는 LED 조명등을 설치하고 다수의 화분을 수납할 수 있는 양액재배통을 다층구조로 설치한 후, 펌프에서 각 양액재배통에 이르도록 연장되어 있는 다수의 배관파이프에 의해 양액이 공급되게 구성되는 것이 개시되고 있다.
이와 같이 협소한 공간에서 많은 식물을 재배할 수 있도록 다단구조로 이루어진 식물재배장치들은, 다단구조로 이루어진 각 층에 빛을 고르게 공급할 뿐만 아니라, 물과 양액을 적절히 공급하기 위한 다수의 배관파이프를 설치해야 하였다.
그러나, 이러한 종래의 식물재배장치는 양 측부에서만 지지구조물에 연결되어 있는 양액재배통에 길이 방향으로 다수의 화분을 설치하여야 하였는바, 다수의 화분을 설치하고 양액을 흘릴 경우 중력에 의해 양액재배통이 휘어지거나 결합부위가 손상되는 등 내구성이 감소되는 문제점이 있었다.
특히, 이러한 종래의 식물재배장치는 식물의 생장을 위해 뿌리를 보호하면서도 수분을 용이하게 흡수할 수 있도록 화분에 소량의 흙을 담고 그 흙에 모종을 심도록 구성되지만, 이 경우 흙의 무게로 인해 양액재배통이 겪게 되는 중력이 증가하게 되어 식물 재배 장치의 내구성 약화를 초래하게 되는 문제점이 있었다.
또한, 최근에는 예상치 못한 기후변화나 계절 또는 병충해에 크게 구애받지 않을 수 있는 건물 내부에 다수의 식물재배장치를 설치하고 이러한 식물재배장치들에서 상추 등 식물을 대량으로 재배하고 이를 판매할 수 있도록, 토지가 아닌 건물 내부에서 식물을 생산할 수 있게 한 식물공장이 농업 기술의 새로운 분야로서 대두되고 있다.
그러나, 이러한 식물공장의 경우 다수의 식물재배장치에서 자동화된 시스템에 의해 식물들이 재배되지만, 하나의 식물공장에 구비된 식물재배장치의 개수가 많기 때문에, 관리자들이 식물에 가해지는 LED 조명을 일일이 관리하고 생육정도에 따라 조도 및 광파장을 조절해야 하며, 성장이 더딘 식물들에게는 보다 많은 무기물과 비타민을 함유한 양액을 공급해줘야 하는 등 식물재배장치에서 재배되는 식물들의 상태를 일일이 확인해야 하였는바, 단순히 식물들의 상태를 확인하기 위해 특별한 일이 없으면서도 관리자가 식물공장 내에 지속적으로 상주하여야 하는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하려는 과제는, 식물재배장치들이 다수 개 설치된 식물공장에 있어서, 양액 플레이트들의 상부에 위치하는 LED 조명들의 조도와 광파장 및 각 양액 플레이트로의 양액 공급을 제어하는 통합운영수단에서 관리자의 스마트폰으로 양액 플레이트들에서 재배되고 있는 식물들의 영상을 촬영하여 전송하고, 이를 수신한 관리자가 적합한 제어신호를 입력하여 전송하면 그에 따라 각 식물재배장치에 적합한 조치가 취해질 수 있게 하여 관리자가 식물공장에 늘 상주하지 않아도 외부에서 식물공장을 안정적으로 운영할 수 있게 한 스마트폰을 이용한 식물공장 운영시스템을 제공함에 있다.
상기 과제를 이루기 위한 스마트폰을 이용한 식물공장 운영시스템은,
다수의 양액플레이트가 다단 구조로 설치되고 각 양액플레이트에 설치된 포트에서 식물이 재배되는 다수의 식물재배장치; 상기 각 양액플레이트 상부에 설치된 LED 조명에 각각 연결되어 조도와 광파장을 조절하는 조명제어수단; 상기 양액플레이트로 양액을 공급하는 양액순환부에 구비되어 양액의 공급을 조절하는 양액조절수단; 각 양액플레이트에서 재배되는 식물의 영상을 촬영하는 식물영상촬영수단; 상기 식물영상촬영수단에서 전송되는 식물의 영상을 기존의 식물 재배 영상과 비교하여 식물의 성장정도를 판단하고 촬영된 영상을 관리자의 스마트폰으로 전송하며 상기 관리자의 스마트폰에서 전송되는 조명제어신호와 양액조절신호를 수신하여 상기 조명제어수단과 양액조절수단으로 전송하는 통합운영수단; 및 상기 통합운영수단에서 전송되는 식물의 영상을 수신하고 상기 조명제어신호와 양액조설신호를 입력하여 전송하는 스마트폰을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 식물재배장치는,
수직하게 세워져 다단 구조를 지지하는 틀을 이루고 양액을 다단 구조로 설치된 식물들에 순환 공급하는 양액순환호스가 수납되기 위해 내부가 비어 있는 지지프레임; 상기 지지프레임에 고정 설치되면서 상부가 개방되어 있고, 상기 양액순환호스를 통하여 양액이 공급되는 양액 플레이트; LED 램프로 이루어져 상기 양액 플레이트 상부에 이격되게 설치되는 LED 조명부; 상기 양액 플레이트 상부를 덮으며 다수의 포트홀이 관통 형성되어 있는 재배커버; 재배하고자 하는 식물의 모종이 다공성 모판에 심겨진 상태로 수납되어 상기 포트홀에 안착되는 포트; 및 상기 양액순환호스를 통하여 순환되는 양액을 저장하고 최상부에 위치하는 양액 플레이트로 양액을 공급하는 양액 순환부를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 조명제어수단은 상기 LED 조명부에 전기적으로 연결되어 상기 스마트폰을 통하여 입력된 후 상기 통합운영수단을 통하여 전송되는 조명제어신호나, 상기 통합운영수단에서 식물의 재배기간에 따라 미리 설정된 프로그램에 따라 자동으로 생성되어 전송되는 조명제어신호에 의해 해당 LED 조명의 조도와 광파장을 조절하도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 통합운영수단은,
식물의 생육기간에 따라 적합한 조명의 조도와 광파장을 조절하는 조명제어신호를 생성하여 각 식물재배장치에 구비된 조명제어수단으로 전송하는 조명제어신호생성부; 상기 양액 플레이트로 공급되는 양액의 양을 증감할 수 있도록 순환펌프의 구동을 제어하는 양액공급신호를 생성하여 각 식물재배장치에 구비된 양액조절수단으로 공급하는 양액공급신호생성부; 상기 식물영상촬영수단에서 전송되는 식물의 영상을 수신하여 메모리에 저장되어 있는 기존의 식물 영상과 비교하여 정상적인 성장이 이루어지고 있는가를 판단하는 생육판단부; 및 상기 생육판단부에서 생성된 생육정보와 식물의 영상을 관리자의 스마트폰으로 전송하는 스마트폰 접속부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스마트폰은,
상기 통합운영수단의 스마트폰 접속부를 통하여 전송되는 식물의 영상과 생육정보를 시각적으로 확인하고 LED 조명의 조도와 광파장의 변경을 지시하는 조명제어신호를 생성하여 전송하는 조명제어부; 및 양액의 공급을 증감하는 양액공급신호를 생성하여 전송하는 양액조절부가 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 양액 플레이트들의 상부에 위치하는 LED 조명들의 조도와 광파장 및 각 양액 플레이트로의 양액 공급을 제어하는 통합운영수단에서 관리자의 스마트폰으로 양액 플레이트들에서 재배되고 있는 식물들의 영상을 촬영하여 전송하고, 이를 수신한 관리자가 적합한 제어신호를 입력하여 전송하면 그에 따라 각 식물재배장치에 적합한 조치가 취해질 수 있게 함으로써, 관리자가 식물공장에 늘 상주하지 않아도 외부에서 식물공장을 안정적으로 운영할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트폰을 이용한 식물공장 운영시스템의 블록 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 식물재배장치의 정면 사진.
도 3은 본 발명에 따라 지지프레임에 결합된 양액 플레이트의 사진.
도 4는 본 발명에 따른 재배커버의 사진
도 5는 본 발명에 따른 재배커버와 포트홀 결합 상태를 나타내는 사진.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트폰을 이용한 식물공장 운영시스템의 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 식물 재배 장치의 정면 사진이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 스마트폰을 이용한 식물공장 운영시스템은, 다수의 양액플레이트가 다단 구조로 설치되고 각 양액플레이트에 설치된 포트에서 식물이 재배되는 식물재배장치(10)와, 상기 각 양액플레이트 상부에 설치된 LED 조명에 각각 연결되어 조도와 광파장을 조절하는 조명제어수단(20)과, 상기 양액플레이트로 양액을 공급하는 양액순환부에 구비되어 양액의 공급을 조절하는 양액조절수단(30)과, 각 양액플레이트에서 재배되는 식물의 영상을 촬영하는 식물영상촬영수단(40)과, 상기 식물영상촬영수단에서 전송되는 식물의 영상을 기존의 식물 재배 영상과 비교하여 식물의 성장정도를 판단하고 촬영된 영상을 관리자의 스마트폰으로 전송하며 상기 관리자의 스마트폰에서 전송되는 조명제어신호와 양액조절신호를 수신하여 상기 조명제어수단과 양액조절수단으로 전송하는 통합운영수단(50)과, 상기 통합운영수단에서 전송되는 식물의 영상을 수신하고 상기 조명제어신호와 양액조설신호를 입력하여 전송하는 스마트폰(60)을 포함하여 구성된다.
상기 식물재배장치(10)는 수직하게 세워져 다단 구조를 지지하는 틀을 이루고 양액을 다단 구조로 설치된 식물들에 순환 공급하는 양액순환호스가 수납되기 위해 내부가 비어 있는 지지프레임(100)과, 상기 지지프레임에 고정 설치되고 상기 양액순환호스를 통하여 양액이 공급되는 양액 플레이트(200)와, LED 램프로 이루어져 상기 양액 플레이트 상부에 이격되게 설치되는 LED 조명부(300)와, 상기 양액 플레이트 상부를 덮으며 다수의 포트홀이 관통 형성되어 있는 재배커버(400)와, 재배하고자 하는 식물의 모종이 다공성 모판에 심겨진 상태로 수납되어 상기 포트홀에 안착되는 포트(500)와, 상기 양액순환호스를 통하여 순환되는 양액을 저장하고 최상부에 위치하는 양액 플레이트로 양액을 공급하는 양액 순환부(600)를 포함하여 구성된다.
상기 지지프레임(100)은 내부가 비어 있는 두 개의 관으로 형성되어 양 측부에 위치하고, 두 개의 지지프레임에 다수의 양액 플레이트가 다단 구조를 이루면서 결합되어 식물 재배 장치의 틀을 이루도록 구성된다.
이때, 상기 지지프레임(100)의 비어 있는 내부에는 상기 양액 순환부(600)에서 최상부의 양액 플레이트에 이르도록 연장되어 순환펌프의 동력에 의해 양액을 공급하는 양액 공급호스와, 상기 최상부의 양액 플레이트에서 그 아래에 위치하는 양액 플레이트에 이르도록 순차적으로 연결되고 마지막 양액 플레이트에서 상기 양액 순환부에 이르도록 연결되어 있는 플레이트 순환호스로 이루어진 양액순환호스(610)가 수납된다.
또한, 상기 양액 플레이트가 결합되는 지지플레임(100)의 내측면에는 고정나사가 모두 이탈되지 않은 상태에서도 상하 이동이 가능하도록, 길이 방향을 따라 형성되어 고정나사의 상하 이동 통로를 형성하는 가이드 홈(110)이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 양액 플레이트(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상부가 개방되어 있고, 상기 지지프레임과 재배커버가 결합되는 외주면을 이루는 지지부(210)와, 상기 양액순환호스를 통하여 공급된 양액이 실질적으로 흐르는 영역을 이루도록 상기 지지부에서 내측으로 이격된 위치에 형성된 격벽으로 이루어진 양액부(220)와, 상기 양액부의 중앙에 형성되어 양액이 흐르는 영역을 분리하는 중앙격벽(230)을 포함하여 구성된다.
상기 지지부(210)에는 상기 지지프레임(100)에 접하는 접합면에 양액 플레이트의 결합을 위해 볼트가 결합되는 결합홀과, 양액순환호스가 끼워질 수 있는 호스관통구가 형성된다.
또한, 상기 지지부(210)와 양액부(220)가 일정거리 이격되어 있는 겹구조를 형성함으로써, 상기 재배커버(400)의 결합 및 분리시에 양액이 외부로 흘러내리는 것을 방지할 수 있음과 아울러, 상기 양액부(220)에서 양액이 흘러 넘쳐도 상기 지지부(210)에 의해 차단되므로 보다 청결할 재배환경을 구현할 수 있게 된다.
또한, 상기 양액부(220)의 일측에는 상기 지지부에 형성된 호스관통구(211)를 통하여 연결된 양액순환호스(610)가 결합되어 상기 양액부로 양액을 공급하는 양액공급구(221)와, 상기 양액부에서 순환한 양액이 배출되는 양액배출구(222)가 형성된다. 이때, 상기 양액공급구(221)와 양액배출구(222)는 중앙격벽(230)에 의해 분리된 양액부의 각 영역에 형성되어 양액이 순환 배출될 수 있게 된다.
이때, 상기 양액공급구(221)와 양액배출구(222)는 동일한 접합면에 형성되어 양액 플레이트로 공급된 양액이 상기 양액부(220)에서 ‘⊂’형상의 흐름을 이루면서 순환한 후에 아래쪽에 위치하는 다른 양액 플레이트로 배출될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 그에 따라, 상기 지지프레임(100) 중 한 쪽에만 양액순환호스(610)를 설치하여 구성을 단순하게 하면서도 이열의 다단 구조로 설치되어 있는 다수의 포트에 양액을 골고루 공급할 수 있게 된다.
상기 LED 조명부(300)는 다단 구조를 이루는 상기 양액 플레이트의 하부에 설치된 LED 램프로 구성된다. 그에 따라 그 아래에 위치하는 양액 플레이트에 광합성을 수행하기 위한 빛을 공급할 수 있게 된다.
이때, 상기 LED 램프는 양액 플레이트의 하부 전체에 걸쳐 설치되므로, 그 아래에 위치하는 양액 플레이트에 놓이는 다수의 포트에서 자라는 식물들에 빛을 균일하게 조사할 수 있게 되어 식물들의 생장 속도를 균일하게 조절할 수 있게 된다.
또한, 상기 지지프레임의 상부 말단에는 지지프레임 상호간을 연결하는 지지플레이트(120)를 구비하고, 이러한 지지플레이트 하부에 LED 램프를 설치함으로써 가장 위쪽에 위치하는 양액 플레이트에 놓이는 식물들에게도 빛을 균일하게 공급할 수 있게 된다.
상기 재배커버(400)는 상기 양액 플레이트(200) 상부에 결합되는 커버로서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 다수의 포트홀(410)이 2열로 나란하게 관통 형성되어 있는 커버로 구성된다.
상기 포트(500)는 도 5에 도시된 바와 같이 재배하고자 하는 식물(10)이 식재되고 상기 포트홀(410)에 안착되는 일종의 화분으로서, 흙을 담지 않고 씨앗이 처음에 파종되었던 다공성 모판을 절단하여 그대로 수납함으로써 식물이 식재된 상태에서도 포트의 무게를 현저히 가볍게 할 수 있게 된다.
상기 양액 순환부(600)는 도 2에 도시된 바와 같이, 가장 아래에 위치하는 양액 플레이트(200)의 하부에 위치하며, 양액이 저장되는 수조와, 상기 수조내에 설치되어 가장 위쪽에 위치하는 양액 플레이트로 양액을 공급하는 동력을 제공하는 순환펌프(미도시)와, 상기 순환펌프에서 가장 위쪽에 위치하는 양액 플레이트에 이르도록 연결되어 양액을 공급하고 상기 양액 플레이트로 공급된 양액을 상기 수조로 배출하여 순환시키는 양액의 경로를 형성하는 양액순환호스(610)를 포함하여 구성된다.
도 2 내지 도 5에서는 하나의 식물재배장치만을 예시하여 도시하였으나, 본 발명에 따른 식물공장을 운영할 경우에는 많은 식물을 안정적으로 수확할 수 있도록 건물 내에 상기 식물재배장치가 다수 개 설치되어야 함은 물론이다. 또한, 식물재배장치의 세부구성도 상술한 바와 같이 구성될 경우 양액 플레이트의 무게를 가볍게할 수 있어 바람직하지만, 도 2 내지 도 5에 도시된 형태에 제한되지 않고 통상적으로 사용되는 다른 구성으로 이루어질 수도 있음은 물론이다.
상기 조명제어수단(20)은 상기 LED 조명부에 전기적으로 연결되어 상기 스마트폰을 통하여 입력된 후 상기 통합운영수단(50)을 통하여 전송되는 조명제어신호나, 상기 통합운영수단(50)에서 식물의 재배기간에 따라 미리 설정된 프로그램에 따라 자동으로 생성되어 전송되는 조명제어신호에 의해 해당 LED 조명의 조도와 광파장을 조절하도록 구성된다.
이때, 상기 조명제어수단(20)은 다수의 식물재배장치에 구비된 다수의 LED 조명에 연결되어 일괄 조절이 가능하도록 구성될 수도 있으나, 식물재배장치에서 재배되는 식물들의 재배기간이 상이할 수 있으므로 각 식물재배장치마다 개별적인 조명제어가 가능하도록 각 식물재배장치(10)마다 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 조명제어수단(20)은 생육상태에 따라 다양한 조명 조도와 광파장을 설정하도록 구성될 수도 있으나, 식물재배에 주로 사용되는 소수의 특정 파장들간에 상호 변경될 수 있도록 간단하게 구성되는 것이 바람직하다. 그에 따라, 상기 조명제어수단(20)은 450㎚와 660㎚를 상호 교차하여 조사하도록 제어하는 간단한 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 양액조절수단(30)은 상기 양액순환부(600)에 구비되어 순환펌프를 통하여 양액 플레이트(200)로 공급하는 양액의 양을 증가시키거나 감소시키며 조절하기 위해 상기 순환펌프의 구동을 제어하도록 구성된다.
이때, 상기 양액조절수단(30)은 양액의 부족을 감지할 수 있도록 수조에 저장되어 있는 양액의 양을 인식할 수 있는 센서를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
그에 따라, 상기 양액조절수단(30)은 상기 통합운영수단(50)을 통하여 전송되는 양액조절신호에 의해 순환펌프의 구동을 제어할 뿐만 아니라, 상기 센서에서 감지되는 양액의 잔량에 관한 신호를 상기 통합운영수단(50)으로 보낼 수 있도록 구성된다.
그리고, 상기 양액조절수단(30)도 각 식물재배장치에 다단 구조로 설치된 양액 플레이트에의 양액 공급을 제어하므로 각 식물재배장치(10)마다 독립적으로 설치되어야 함은 물론이다.
상기 식물영상촬영수단(40)은 각 양액 플레이트(200)의 하부 또는 지지프레임(100)에 설치되어 양액 플레이트에서 재배되는 식물의 영상을 촬영하는 카메라를 포함하며, 상기 카메라에서 촬영된 영상을 전송할 수 있도록 상기 통합운영수단(50)에 전기적으로 연결되어 구성된다.
상기 통합운영수단(50)은 식물의 생육기간에 따라 적합한 조명의 조도와 광파장을 조절하는 조명제어신호를 생성하여 각 식물재배장치에 구비된 조명제어수단(20)으로 전송하는 조명제어신호생성부(51)와, 상기 양액 플레이트로 공급되는 양액의 양을 증감할 수 있도록 순환펌프의 구동을 제어하는 양액공급신호를 생성하여 각 식물재배장치에 구비된 양액조절수단(30)으로 공급하는 양액공급신호생성부(52)와, 상기 식물영상촬영수단(40)에서 전송되는 식물의 영상을 수신하여 메모리(55)에 저장되어 있는 기존의 식물 영상과 비교하여 정상적인 성장이 이루어지고 있는가를 판단하는 생육판단부(53)와, 상기 생육판단부에서 생성된 생육정보와 식물의 영상을 관리자의 스마트폰으로 전송하는 스마트폰 접속부(54)를 포함하여 구성된다.
상기 스마트폰(60)은 상기 통합운영수단의 스마트폰 접속부(54)를 통하여 전송되는 식물의 영상과 생육정보를 시각적으로 확인하고 LED 조명의 조도와 광파장의 변경을 지시하는 조명제어신호를 생성하여 전송하는 조명제어부(61)와, 양액의 공급을 증감하는 양액공급신호를 생성하여 전송하는 양액조절부(62)가 구비된다. 이때, 상기 조명제어부(61)와 양액조절부(62)는 독립적인 하드웨어 칩으로 구비될 수도 있으나, 조명제어신호와 양액공급신호를 생성할 수 있는 인터페이스를 스마트폰에 표출시킬 수 있게 한 어플리케이션으로 구성되는 것이 바람직하다.
그에 따라, 상기 스마트폰을 소지하고 있는 관리자는 식물공장에 상주하지 않아도 수시로 식물재배장치에서 자라고 있는 식물들의 상태를 시각적으로 확인하면서 적절한 조치를 위한 조명제어신호와 양액공급신호를 생성하여 전송하면서 식물공장을 운영할 수 있게 된다.
또한, 스마트폰에 표출된 식물의 영상에 의할 때 식물의 정상적인 성장이 이루어지지 않아 양액의 배합비율이 필요할 경우에는 즉시 식물공장으로 돌아가서 비타민이나 항산화 활성 무기물 등을 추가하여 배합한 새로운 양액을 해당 식물재배장치에서 재배되는 식물들에게 공급할 수도 있게 된다.
이와 같이 스마트폰을 이용하여 격지에서도 식물공장에서 재배되는 식물들의 상태를 쉽게 파악할 수 있고, 간단한 조치는 스마트폰에서 전송하는 조명제어신호와 양액공급신호에 의해 즉시 취해짐으로써, 관리자가 식물공장에 상주하지 않아도 안정적인 식물공장의 운영이 가능하게 된다.
또한, 식물들의 생육상태를 영상 정보로 수신하여 관리자가 직접 확인할 수 있게 되므로 출하예정시기를 보다 정확하게 판단할 수 있어 신속하고 원활한 식물의 순환재배가 가능하게 된다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
10 - 식물재배장치 20 - 조명제어수단
30 - 양액조절수단 40 - 식물영상촬영수단
50 - 통합운영수단 51 - 조명제어신호생성부
52 - 양액공급신호생성부 53 - 생육판단부
54 - 스마트폰 접속부 60 - 스마트폰
61 - 조명제어부 62 - 양액조절부
100 - 지지프레임 110 - 가이드홈
120 - 지지플레이트 200 - 양액 플레이트
210 - 지지부 220 - 양액부
300 - LED 조명부 400 - 재배커버
410 - 포트홀 500 - 포트
600 - 양액 순환부 610 - 양액순환호스

Claims (7)

  1. 다수의 양액플레이트가 다단 구조로 설치되고 각 양액플레이트에 설치된 포트에서 식물이 재배되는 다수의 식물재배장치;
    상기 각 양액플레이트 상부에 설치된 LED 조명에 각각 연결되어 조도와 광파장을 조절하는 조명제어수단;
    상기 양액플레이트로 양액을 공급하는 양액순환부에 구비되어 양액의 공급을 조절하는 양액조절수단;
    각 양액플레이트에서 재배되는 식물의 영상을 촬영하는 식물영상촬영수단;
    상기 식물영상촬영수단에서 전송되는 식물의 영상을 기존의 식물 재배 영상과 비교하여 식물의 성장정도를 판단하고 촬영된 영상을 관리자의 스마트폰으로 전송하며 상기 관리자의 스마트폰에서 전송되는 조명제어신호와 양액조절신호를 수신하여 상기 조명제어수단과 양액조절수단으로 전송하는 통합운영수단; 및
    상기 통합운영수단에서 전송되는 식물의 영상을 수신하고 상기 조명제어신호와 양액조설신호를 입력하여 전송하는 스마트폰을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 식물공장 운영시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 식물재배장치는,
    수직하게 세워져 다단 구조를 지지하는 틀을 이루고 양액을 다단 구조로 설치된 식물들에 순환 공급하는 양액순환호스가 수납되기 위해 내부가 비어 있는 지지프레임;
    상기 지지프레임에 고정 설치되면서 상부가 개방되어 있고, 상기 양액순환호스를 통하여 양액이 공급되는 양액 플레이트;
    LED 램프로 이루어져 상기 양액 플레이트 상부에 이격되게 설치되는 LED 조명부;
    상기 양액 플레이트 상부를 덮으며 다수의 포트홀이 관통 형성되어 있는 재배커버;
    재배하고자 하는 식물의 모종이 다공성 모판에 심겨진 상태로 수납되어 상기 포트홀에 안착되는 포트; 및
    상기 양액순환호스를 통하여 순환되는 양액을 저장하고 최상부에 위치하는 양액 플레이트로 양액을 공급하는 양액 순환부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 식물공장 운영시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 조명제어수단은 상기 LED 조명부에 전기적으로 연결되어 상기 스마트폰을 통하여 입력된 후 상기 통합운영수단을 통하여 전송되는 조명제어신호나, 상기 통합운영수단에서 식물의 재배기간에 따라 미리 설정된 프로그램에 따라 자동으로 생성되어 전송되는 조명제어신호에 의해 해당 LED 조명의 조도와 광파장을 조절하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 식물공장 운영시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 조명제어부는 450㎚와 660㎚를 상호 교차하여 조사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 식물공장 운영시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 식물영상촬영수단은 각 양액 플레이트의 하부 또는 지지프레임에 설치되어 양액 플레이트에서 재배되는 식물의 영상을 촬영하는 카메라를 포함하며, 상기 카메라에서 촬영된 영상을 전송할 수 있도록 상기 통합운영수단에 전기적으로 연결되어 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 식물공장 운영시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 통합운영수단은,
    식물의 생육기간에 따라 조명의 조도와 광파장을 조절하는 조명제어신호를 생성하여 각 식물재배장치에 구비된 조명제어수단으로 전송하는 조명제어신호생성부;
    상기 양액 플레이트로 공급되는 양액의 양을 증감할 수 있도록 순환펌프의 구동을 제어하는 양액공급신호를 생성하여 각 식물재배장치에 구비된 양액조절수단으로 공급하는 양액공급신호생성부;
    상기 식물영상촬영수단에서 전송되는 식물의 영상을 수신하여 메모리에 저장되어 있는 기존의 식물 영상과 비교하여 정상적인 성장이 이루어지고 있는가를 판단하는 생육판단부; 및
    상기 생육판단부에서 생성된 생육정보와 식물의 영상을 관리자의 스마트폰으로 전송하는 스마트폰 접속부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 식물공장 운영시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스마트폰은,
    상기 통합운영수단의 스마트폰 접속부를 통하여 전송되는 식물의 영상과 생육정보를 시각적으로 확인하고 LED 조명의 조도와 광파장의 변경을 지시하는 조명제어신호를 생성하여 전송하는 조명제어부; 및
    양액의 공급을 증감하는 양액공급신호를 생성하여 전송하는 양액조절부가 구비되는 것을 특징으로 하는 스마트폰을 이용한 식물공장 운영시스템.
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