KR20140008198A - Plant factory energy management system and method based on usn - Google Patents

Plant factory energy management system and method based on usn Download PDF

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KR20140008198A
KR20140008198A KR1020120075673A KR20120075673A KR20140008198A KR 20140008198 A KR20140008198 A KR 20140008198A KR 1020120075673 A KR1020120075673 A KR 1020120075673A KR 20120075673 A KR20120075673 A KR 20120075673A KR 20140008198 A KR20140008198 A KR 20140008198A
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임재현
권숙연
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공주대학교 산학협력단
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Abstract

Disclosed are a USN based integrated plant factory energy management system and a growing method. The integrated plant factory energy management system according to the present invention comprises a growing condition storage unit for storing, as a database, growing conditions including at least one of the type of garden plants, the photosynthetic photon flux density (PPFD, illuminance) for growth period, the temperature, the humidity, the carbon dioxide, the nutrient solution and the energy consumption for each device; an energy information detection unit for detecting energy consumption for each of the devices including an artificial lighting device which is a main energy consumption source of a region for growing the garden plants, air-conditioning and heating devices, a humidity generation device, a carbon dioxide supply device and a nutrient solution related device; an environment condition adjustment unit for adjusting the environment conditions including at least one of the illuminance, the temperature, the humidity, the carbon dioxide and the nutrient solution for the region for growing the garden plants; and an environment control unit for comparing the environment information detected by an environment detection unit and an energy consumption information detection unit with the growing conditions stored in the growing condition storage unit and automatically controlling the environment condition adjustment unit according to the self-processing of a system depending on the comparison results. [Reference numerals] (110) Growing condition storage unit; (120) Environment information detection unit; (125) Energy information detection unit; (130) Environment condition adjustment unit; (140) Environment control unit fo; (150) Growing condition display unit; (160) Condition photographing unit; (170) Growth analysis unit

Description

USN 기반 식물공장 에너지 통합관리 시스템 및 그 방법{Plant Factory Energy Management System and Method Based on USN}Plant Factory Energy Management System and Method Based on USN

본 발명은 USN 기반 식물공장 에너지 통합관리 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 식물의 생장에 영향을 미치는 생장환경 및 각 디바이스의 에너지 소비량을 실시간 모니터링하고 식물의 종류 및 그 생육시기에 따라 요구되는 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 등을 통합적으로 자동제어할 수 있는 USN 기반 식물공장 에너지 통합관리 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a USN-based plant plant integrated energy management system and method, and more particularly, to monitor the growth environment and the energy consumption of each device in real-time to affect the plant growth, and according to the type of plant and its growth time The present invention relates to a USN-based plant plant integrated energy management system and method for automatically and automatically controlling required light quantity (PPFD, illuminance), temperature, humidity, carbon dioxide, and nutrient solution.

최근 모든 사업 분야에서 IT 기술을 이용한 융합이 가속화 되고 모든 산업 영역에서 부가가치를 높이는 원천기술의 역할을 하고 있다. 특히 전통 산업분야인 농업과 IT 기술의 융합은 IT 산업의 새로운 시장이며 농업의 생산성을 극대화하고 부가가치를 높일 수 있을 것으로 기대된다.Recently, convergence using IT technology in all business fields is accelerating, and it is playing a role of source technology to increase added value in all industries. In particular, the convergence of agriculture and IT technology, a traditional industry, is a new market for the IT industry and is expected to maximize agricultural productivity and increase added value.

식물공장은 크게 태양광 병용형 식물공장과 완전제어형 식물공장으로 나눌 수 있다. 태양광 병용형 식물공장은 태양광을 식물공장 내부로 유입할 수 있도록 건물의 위쪽이나 측면에 비닐, 유리, 플라스틱필름 등을 설치한 형태로서, 흐린 날이나 밤에는 부족한 광량을 보충하기 위한 보광의 목적으로 인공조명을 설치하여 활용하고, 맑은 날은 태양광만을 이용하여 재배하는 형태이다. 즉, 태양광 병용형 식물공장은 하우스 재배나 양액재배를 더욱 정밀하게 제어하면서 식물을 재배하며 광 요구도가 높은 과채류와 화훼 생산에 적합한 형태이다. 태양광 병용형 식물공장은 식물의 광합성에 필요한 광원을 완전제어형보다 저렴하게 얻을 수 있는 반면 외부환경에 영향을 많이 받으므로 환경제어와 생육관리에서 다소 불리하다는 단점이 있다. 또한, 태양광 병용형 식물공장은 다단계로 재배상을 만들 경우 식물생장이 균일하게 되기 어렵기 때문에, 식물생장을 균일하게 하기 위해서는 넓은 설치 면적을 필요로 한다는 문제점이 있다.Plant plants can be largely divided into solar combined use plants and fully controlled plant plants. The solar combined use plant is a type of vinyl, glass, plastic film installed on the top or side of the building to allow sunlight to flow into the plant. Artificial light is installed and used for the purpose, and on a sunny day, it is grown using only sunlight. That is, the solar combined use plant plant grows plants with more precise control of house cultivation or nutrient solution cultivation and is suitable for the production of fruits and vegetables with high light demand. The solar combined use plant can obtain a light source for plant photosynthesis at a lower cost than the fully controlled type, but has a disadvantage in that it is somewhat disadvantageous in environmental control and growth management because it is affected by the external environment. In addition, the solar combined use plant factory has a problem that requires a large installation area in order to make the plant growth uniform because the plant growth is difficult to make uniform when the cultivation in multiple stages.

완전제어형 식물공장은 태양광을 전혀 이용하지 않고, 인공광만을 이용하는 방식으로서 태양광을 이용하는 식물공장에 비해 인공광의 초기설치비용과 운영비(전기세)가 높은 단점을 가지고 있다. 그러나 완전 무농약 재배가 가능하며 장소에 구애받지 않고 좁은 공간에서도 다단식 재배를 통해 대량생산이 가능한 장점이 있어 키가 큰 과채류를 재배하는 것보다 키가 작고 구형인 야채류를 생산하기에 적합하고 환경조건 및 재배방법을 적절하게 조절하면 균일한 고부가가치 농산물을 생산할 수 있다.The fully controlled plant factory does not use sunlight at all and uses only artificial light, which has a disadvantage in that the initial installation cost and operating cost (electricity bill) of artificial light are higher than those of a plant factory using sunlight. However, it can be grown completely pesticide-free and can be mass-produced through multi-stage cultivation in a small space regardless of the place.It is suitable for producing shorter and older vegetables than the cultivation of tall fruits and vegetables. Properly adjusted cultivation methods can produce uniformly high value-added produce.

그런데, 이와 같은 완전제어형 식물공장은 재배 시스템의 외부 접촉을 최소화하여 오염물질 및 병충해로부터의 침입이 없는 상태에서 재배가 이루어져야 하며 식물의 생장에 영향을 미치는 생장환경을 적절하게 공급함으로써 식물의 생육을 최대화하고 자원의 사용을 최소화하기 위해 재배식물의 생육 및 환경, 그리고 디바이스별 에너지 사용에 대한 통합적인 모니터링이 실시간으로 이루어져야 할 뿐만 아니라 그에 따른 신속한 환경조건의 자동제어가 이루어져야만 한다.However, such a fully-controlled plant factory should be cultivated without invasion from pollutants and pests by minimizing external contact of the cultivation system, and appropriately supplying a growing environment that affects the growth of the plant. In order to maximize and minimize the use of resources, integrated monitoring of the growth and environment of the cultivated plants and the energy use of each device must be carried out in real time as well as rapid automatic control of environmental conditions.

그러나, 일반적인 식물공장 시스템은 각 디바이스별 에너지 소비량이 고려되지 않은 채 관리자에 의한 직접적인 모니터링과 그에 따른 수동제어에 의존하기 때문에 식물의 생육을 최대화하고 자원의 사용을 최소화하기 위한 재배식물의 실시간 모니터링 및 환경조건의 신속한 제어가 어렵다는 문제점이 있다.
However, the general plant factory system relies on the direct monitoring and manual control by the manager without considering the energy consumption of each device, so real-time monitoring and cultivation of the cultivated plants to maximize the growth of plants and minimize the use of resources. There is a problem that rapid control of environmental conditions is difficult.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 식물의 생장에 영향을 미치는 생장환경 및 에너지소비량을 실시간으로 모니터링하고 식물의 종류 및 그 생육시기에 따라 요구되는 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 등을 통합적으로 자동제어할 수 있는 USN 기반 식물공장 에너지 통합관리 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, the real-time monitoring of the growth environment and energy consumption affecting the growth of plants and the amount of light (PPFD, roughness), temperature required according to the type of plant and its growth time, It is an object of the present invention to provide a USN-based plant plant integrated energy management system and method capable of automatically and automatically controlling humidity, carbon dioxide, and nutrient solution.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 식물공장 에너지 통합관리 시스템은, 재배식물의 종류 및 그 생육시기에 대한 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액, 각 디바이스별 에너지 소비량 중 적어도 하나를 포함하는 재배조건을 데이터베이스로 저장하는 재배조건 저장부; 상기 재배식물이 재배되는 영역의 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소 중 적어도 하나를 포함하는 환경정보를 감지하는 환경정보 감지부; 주 에너지 소비원인 인공조명장치, 냉난방장치, 습도발생장치, 이산화탄소공급장치, 양액관련장치를 포함하는 각 디바이스별 에너지 소비량을 감지하는 에너지정보 감지부; 상기 재배식물이 재배되는 영역에 대한 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 중 적어도 하나를 포함하는 환경조건을 조절하는 환경조건 조절부; 및 상기 환경정보 감지부와 상기 에너지소비정보 감지부에 의해 감지된 환경정보를 상기 재배조건 저장부에 저장된 재배조건과 비교하며, 비교된 결과에 따라 상기 환경조건 조절부를 시스템의 자율처리에 따라 자동제어하는 환경 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Integrated plant energy management system according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, the amount of light (PPFD, roughness), temperature, humidity, carbon dioxide, nutrient solution for each type of plant and its growth time, each device A cultivation condition storage unit for storing a cultivation condition including at least one of energy consumption in a database; An environmental information sensor for sensing environmental information including at least one of light quantity (PPFD, illuminance), temperature, humidity, and carbon dioxide in a region where the cultivated plant is grown; An energy information detecting unit for detecting energy consumption of each device including an artificial lighting device, a heating and cooling device, a humidity generating device, a carbon dioxide supply device, and a nutrient solution related device as a main energy consumption source; An environmental condition adjusting unit configured to adjust an environmental condition including at least one of light quantity (PPFD, illuminance), temperature, humidity, carbon dioxide, and nutrient solution for the region where the cultivated plant is grown; And comparing the environmental information detected by the environmental information detector and the energy consumption information detector with the cultivation conditions stored in the cultivation condition storage unit, and automatically adjusting the environmental condition controller according to the autonomous processing of the system according to the comparison result. It characterized in that it comprises an environmental control unit for controlling.

상기 재배조건 저장부는 상기 재배식물의 종류 및 그 생육시기에 따른 광량(PPFD(Photosynthetic Photon Flux Density), 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액을 포함하는 환경정보와 각 디바이스별 에너지 소비정보를 재배조건으로 저장할 수 있다. 이 경우, 상기 환경정보 감지부는 실시간으로 상기 재배식물이 재배되는 영역의 환경정보를 감지한다.The cultivation condition storage unit cultivates environmental information including light quantity (Photosynthetic Photon Flux Density (PPFD), illuminance), temperature, humidity, carbon dioxide, nutrient solution, and energy consumption information for each device according to the type of cultivated plant and its growing time. Can be stored as a condition. In this case, the environmental information sensor detects environmental information of an area in which the cultivated plant is grown in real time.

전술한 식물공장 에너지 통합관리 시스템은, 상기 재배조건 저장부에 저장된 재배조건, 상기 환경정보 감지부에 의해 감지된 환경정보, 상기 에너지소비정보 감지부에 의해 감지된 각 디바이스별 에너지 소비정보, 상기 환경조건 조절부에 의해 조절되는 환경조건의 상태 및 상기 환경 제어부에 의해 제어되는 환경조건의 상태 중 적어도 하나를 포함하는 재배상태를 표시하는 재배상태 표시부를 더 포함할 수 있다.The above-described plant factory energy integrated management system, the cultivation conditions stored in the cultivation condition storage unit, the environmental information detected by the environmental information detector, the energy consumption information for each device detected by the energy consumption information detector, the The apparatus may further include a cultivation state display unit to display a cultivation state including at least one of a state of an environmental condition controlled by the environmental condition controller and a state of the environmental condition controlled by the environmental controller.

전술한 식물공장 에너지 통합관리 시스템은, 상기 재배식물의 상태를 실시간 촬영하여 동영상으로 제공하는 상태 촬영부를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 재배상태 표시부는 상기 상태 촬영부에 의해 촬영되는 상기 재배식물의 상태를 함께 표시한다.The plant energy integrated management system described above may further include a state photographing unit which provides a video by photographing the state of the cultivated plant in real time. In this case, the cultivation state display unit displays the state of the cultivated plant photographed by the state photographing unit.

전술한 식물공장 에너지 통합관리 시스템은, 상기 환경정보 감지부에 의해 감지된 환경정보에 기초하여 상기 재배식물의 생장을 분석하는 생장 분석부를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 재배상태 표시부는 상기 생장 분석부에 의해 분석된 상기 재배식물의 생장을 함께 표시한다.The plant energy integrated management system described above may further include a growth analysis unit for analyzing the growth of the cultivated plant based on the environmental information detected by the environmental information detection unit. In this case, the cultivation state display unit displays the growth of the cultivated plant analyzed by the growth analyzer.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 식물공장 에너지 통합관리 방법은, 재배식물의 종류 및 그 생육시기에 대한 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액, 각 디바이스별 에너지 소비량 중 적어도 하나를 포함하는 재배조건을 데이터베이스로 저장하는 단계; 상기 재배식물이 재배되는 영역의 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 중 적어도 하나를 포함하는 환경정보를 감지하는 단계; 식물 생육에 필요한 광량(PPFD, 조도)을 공급하는 인공조명장치, 온도, 습도, 양액을 제공하는 냉난방장치, 습도발생장치, 이산화탄소 공급장치, 양액관련장치를 포함하는 각 디바이스별 에너지 소비량을 감지하는 단계; 상기 환경정보 감지단계에 의해 감지된 환경정보를 상기 재배조건 저장단계에 의해 저장된 재배조건과 비교하는 단계; 및 상기 비교단계에 의해 비교된 결과에 따라 상기 재배식물이 재배되는 영역에 대한 조도, 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 중 적어도 하나를 포함하는 환경조건을 시스템의 자율처리에 따라 자동 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the integrated plant energy management method according to an embodiment of the present invention, the amount of light (PPFD, roughness), temperature, humidity, carbon dioxide, nutrient solution for each type of plant and its growth time, each device Storing the cultivation conditions including at least one of the energy consumption in a database; Sensing environmental information including at least one of light quantity (PPFD, illuminance), temperature, humidity, carbon dioxide, and nutrient solution of a region where the cultivated plant is grown; Sensing energy consumption of each device including artificial lighting device that supplies the amount of light required for plant growth (PPFD, illuminance), temperature and humidity, air conditioning and heating device that provides nutrient solution, humidity generator, carbon dioxide supply device and nutrient solution related device step; Comparing the environmental information detected by the environmental information sensing step with the cultivation condition stored by the cultivation condition storing step; And automatically controlling environmental conditions including at least one of illuminance, temperature, humidity, carbon dioxide, and nutrient solution for a region where the cultivated plant is grown according to the result compared by the comparing step according to the autonomous processing of the system. Characterized in that.

상기 재배조건 저장단계는 상기 재배식물의 종류 및 그 생육시기에 따른 광량(PPFD(Photosynthetic Photon Flux Density), 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액을 포함하는 환경정보와 각 디바이스별 에너지 소비정보를 재배조건으로 저장할 수 있다. 이 경우, 상기 환경정보 감지단계는 실시간으로 상기 재배식물이 재배되는 영역의 환경정보를 감지한다.The storage condition storage step is the environmental information including the amount of light (PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density, Illuminance), temperature, humidity, carbon dioxide, nutrient solution according to the type and growth time of the cultivated plants and energy consumption information for each device) Can be stored as cultivation conditions. In this case, the environmental information detection step detects the environmental information of the region in which the cultivated plant is grown in real time.

전술한 식물공장 에너지 통합관리 방법은, 상기 재배조건 저장단계에 의해 저장된 재배조건, 상기 환경정보 감지단계에 의해 감지된 환경정보, 상기 에너지소비정보 감지단계에 의해 감지되는 각 디바이스별 에너지 소비정보, 및 시스템의 자율처리에 따라 제어되는 환경조건 중 적어도 하나를 포함하는 재배상태를 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.The plant energy integrated management method described above, the cultivation conditions stored by the cultivation conditions storage step, the environmental information detected by the environmental information detection step, the energy consumption information for each device detected by the energy consumption information detection step, And displaying a cultivation state including at least one of environmental conditions controlled according to autonomous processing of the system.

전술한 식물공장 에너지 통합관리 방법은, 상기 재배식물의 상태를 실시간 촬영하여 동영상으로 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 재배상태 표시단계는 상기 상태 촬영단계에 의해 촬영되는 상기 재배식물의 상태를 함께 표시한다.The integrated energy management method of the plant factory may further include providing a video by photographing the state of the cultivated plant in real time. In this case, the cultivation state display step also displays the state of the cultivated plant photographed by the state photographing step.

전술한 식물공장 에너지 통합관리 방법은, 상기 환경정보 감지단계에 의해 감지된 환경정보에 기초하여 상기 재배식물의 생장을 분석하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 재배상태 표시단계는 상기 생장 분석단계에 의해 분석된 상기 재배식물의 생장을 함께 표시한다.
The integrated plant energy management method may further include analyzing the growth of the cultivated plant based on the environmental information detected by the environmental information sensing step. In this case, the cultivation state display step also displays the growth of the cultivated plant analyzed by the growth analysis step.

본 발명에 따르면, 식물의 생장에 영향을 미치는 생장환경과 각 디바이스별 에너지 소비량을 모니터링하며 식물의 종류 및 그 생육시기에 따라 요구되는 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 등을 통합적으로 자동제어할 수 있게 된다.According to the present invention, the growth environment affecting the growth of the plant and the energy consumption of each device is monitored and the amount of light (PPFD, illuminance), temperature, humidity, carbon dioxide, nutrient solution, etc. required according to the type of plant and its growth time are monitored. Integrated automatic control is possible.

또한, 본 발명에 따르면, 재배식물과 각 환경제어용 디바이스에 대한 상태, 환경정보, 환경조건 등에 대한 정보를 통합적으로 관리자 단말기에 전송하여 표시함으로써 관리자로 하여금 재배식물 및 각 디바이스에 대한 상태를 신속하고 용이하게 파악할 수 있도록 한다.
In addition, according to the present invention, by transmitting the information on the cultivated plant and the state, environmental information, environmental conditions, etc. for each environmental control device to the manager terminal integrally, administrators can quickly and quickly display the state of the cultivated plant and each device Make it easy to identify.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 USN 기반 식물공장 에너지 통합관리 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 관리자 단말기에 표시되는 본 시스템의 모니터링 메인 화면의 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 전체 재배단의 광량, 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 등의 평균정보와 각 환경제어용 디바이스의 상태정보를 모니터링하는 화면의 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 의해 표시되는 전체 모니터링 화면으로부터 관리자에 의해 선택된 각 재배단의 환경정보, 에너지 소비정보, 생육정보 등에 대한 세부적인 모니터링 화면을 표시하는 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 식물재배 시 환경정보를 제어하기 위해 인공조명장치, 공조장치, 양액장치, 습도발생장치, 이산화탄소공급장치 등의 각 디바이스의 임계치를 조절하는 제어 화면의 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 식물의 생육정보 및 관리자정보, 그리고 인공조명장치, 양액공급장치 등의 각 디바이스 설정변경정보와 온도, 습도, 이산화탄소 등의 환경계측용 통합센서로부터 수집된 환경정보 등을 모니터링 하기 위한 화면의 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 5의 디바이스 제어화면에서 설정한 최저 및 최고 임계치 범위를 벗어난 경우 사용자에게 알람을 통해 공지하기 위한 화면의 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 식물재배완료 후 재배관리ID 및 재배단ID별 식물생육정보 및 환경정보, 에너지정보 전체를 모니터링하기 위한 화면의 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 재배관리ID 및 재배단ID별 재배시 사용된 인공조명장치, 공조장치 등 각 디바이스의 일별 사용 트랜드를 모니터링 하기 위한 화면의 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 통신포트설정, ZigBee 채널 설정, 모니터링 출력을 위한 Watch Delay Time, 파일 출력을 위한 Log Delay Time 설정 등의 통신환경설정과 LCS(Light Control System), EMS(Environment Management System), NCS(Nutrient Control System), HVAC 등의 환경제어/계측용 디바이스의 등록 및 기본값 설정을 위한 화면의 예를 나타낸 도면이다.
도 11은 도 3의 각 재배단에 위치한 카메라 아이콘과 연동된 상태 촬영부에 의해 촬영되는 재배식물의 생육상태, 디바이스 상태 정보 등을 확인하기 위한 영상의 예를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 USN 기반 식물공장 에너지통합관리시스템의 흐름도를 나타낸 도면이다.
1 is a view schematically showing the configuration of the USN-based plant energy integrated management system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating an example of a monitoring main screen of the present system displayed on an administrator terminal.
3 is a view showing an example of a screen for monitoring the average information of the light amount, temperature, humidity, carbon dioxide, nutrient solution, etc. of the entire cultivation and the status information of each environmental control device.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of displaying a detailed monitoring screen of environmental information, energy consumption information, growth information, and the like of each cultivation group selected by an administrator from the entire monitoring screen displayed by FIG. 3.
5 is a diagram showing an example of a control screen for adjusting the threshold of each device, such as artificial lighting device, air conditioning device, nutrient solution, humidity generating device, carbon dioxide supply device to control the environmental information when planting.
FIG. 6 is a screen for monitoring plant growth information and manager information, and device setting change information such as an artificial lighting device and a nutrient supply device, and environmental information collected from integrated sensors for environmental measurement such as temperature, humidity, and carbon dioxide. It is a figure which shows the example of the.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a screen for notifying a user through an alarm when the minimum and maximum threshold ranges set in the device control screen of FIG. 5 are outside.
8 is a view showing an example of a screen for monitoring the entire plant growth information, environmental information, energy information by cultivation management ID and cultivation ID after completion of plant cultivation.
9 is a diagram illustrating an example of a screen for monitoring the daily use trend of each device, such as an artificial lighting device and an air conditioning device used for cultivation by cultivation management ID and cultivation ID.
10 shows communication environment settings such as communication port setting, ZigBee channel setting, Watch Delay Time for monitoring output, Log Delay Time setting for file output, LCS (Light Control System), EMS (Environment Management System), NCS (Nutrient). The figure which shows the example of the screen for registration of environmental control / measuring devices, such as a control system) and an HVAC, and setting a default value.
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of an image for checking the growth state, device state information, and the like of a cultivated plant photographed by a state photographing unit interlocked with a camera icon located in each cultivation unit of FIG. 3.
12 is a flowchart illustrating a USN-based plant factory energy integration management system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 당업자에게 주지 저명한 기술에 대해서는 그 상세한 설명을 생략할 수 있다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, a detailed description of known techniques well known to those skilled in the art may be omitted.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성 요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면임에도 불구하고 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다. 그러나, 이와 같은 경우라 하더라도 해당 구성 요소가 실시예에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시예에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성 요소의 기능은 해당 실시예에서의 각각의 구성요소에 대한 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.In describing the constituent elements of the present invention, the same reference numerals may be given to constituent elements having the same name, and the same reference numerals may be given thereto even though they are different from each other. However, even in such a case, it does not mean that the corresponding component has different functions according to the embodiment, or does not mean that the different components have the same function. It should be judged based on the description of each component in the example.

또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the component of this invention, terms, such as 1st, 2nd, A, B, (a), (b), can be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; may be "connected," "coupled," or "connected. &Quot;

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 USN 기반 식물공장 에너지 통합관리 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing the configuration of the USN-based plant energy integrated management system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 식물공장 에너지 통합관리 시스템(100)은, 재배조건 저장부(110), 환경정보 감지부(120), 에너지정보 감지부(125), 환경조건 조절부(130), 환경 제어부(140), 재배상태 표시부(150), 상태 촬영부(160) 및 생장 분석부(170)를 포함할 수 있다.Referring to Figure 1, the plant factory energy integrated management system 100 according to an embodiment of the present invention, cultivation condition storage unit 110, environmental information detection unit 120, energy information detection unit 125, environmental conditions The controller 130 may include an environmental controller 140, a cultivation state display unit 150, a state photographing unit 160, and a growth analyzer 170.

재배조건 저장부(110)는 재배식물의 종류 및 그 생육단계별 공급해야 할 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 중 적어도 하나를 포함하는 재배조건을 데이터베이스로 저장한다. 이때, 재배조건 저장부(110)는 재배식물의 종류와 그 생육시기에 따른 광보상과 광포화에 이르는 PPFD(Photosynthetic Photon Flux Density)를 재배조건으로 저장할 수도 있다. The cultivation condition storage unit 110 stores a cultivation condition including at least one of the type of cultivated plants and the amount of light (PPFD, illuminance) to be supplied for each growth stage, temperature, humidity, carbon dioxide, and nutrient solution as a database. In this case, the cultivation condition storage unit 110 may store PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density) ranging from photocompensation and photosaturation depending on the type of cultivated plant and its growth time as cultivation conditions.

일반적으로 식물은 빛, 온도, 물, 이산화탄소, 양액 등에 의해 생장에 영향을 받게 되며 그 종류나 생육시기에 따라 필요로 하는 양이 다르다. 재배조건 저장부(110)는 재배하고자 하는 식물의 종류 및 그 생육시기에 따라 최적의 생장에 필요한 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 등의 재배조건을 데이터베이스에 저장하며, 이와 같은 재배조건은 반복적인 실험과정을 통해 통계적으로 얻어진 자료에 근거할 수 있다.In general, plants are affected by growth by light, temperature, water, carbon dioxide, nutrient solution, etc., and the amount required depends on the type and growth time. The cultivation condition storage unit 110 stores cultivation conditions such as light quantity (PPFD, illumination), temperature, humidity, carbon dioxide, nutrient solution, etc. necessary for optimal growth according to the type of plant to be grown and its growing time. The same cultivation conditions can be based on statistical data obtained through repeated experiments.

환경정보 감지부(120)는 재배식물이 재배되는 영역에서의 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 등의 환경정보를 수집 및 감지한다. 이를 위해 환경정보 감지부(120)는 재배식물이 위치한 각 영역의 광량을 실시간으로 검출하기 위한 광량 검출센서, 재배식물이 재배되는 영역의 온도를 실시간으로 검출하기 위한 온도 검출센서, 재배식물이 재배되는 토양 및 공기 중의 수분을 실시간으로 검출하는 습도 검출센서, 재배식물이 재배되는 영역의 이산화탄소의 양을 실시간으로 검출하는 이산화탄소 검출센서, 재배식물이 재배되는 지하부 영역의 양액 성분과 그 양을 측정할 수 있는 pH, EC, 초음파센서 등을 구비할 수 있다. 이때, 재배조건 저장부(110)가 재배식물의 종류와 그 생육단계별 필요로 하는 PPFD를 재배조건으로 저장하는 경우, 환경정보 감지부(120)는 재배식물이 재배되는 영역에서의 환경정보 중 PPFD 정보를 실시간으로 수집하여 환경 제어부(140)를 통해 재배조건 저장부(110)의 재배조건과 비교될 수 있도록 한다.The environmental information detector 120 collects and detects environmental information such as light quantity (PPFD, illuminance), temperature, humidity, carbon dioxide, nutrient solution, and the like in the region where the cultivated plant is grown. To this end, the environmental information detection unit 120 includes a light amount detection sensor for detecting the amount of light in each region where the cultivated plant is located in real time, a temperature detection sensor for detecting the temperature of the region where the cultivated plant is grown in real time, and the cultivated plant is grown. Humidity detection sensor that detects moisture in the soil and air in real time, Carbon dioxide detection sensor that detects the amount of carbon dioxide in the area where the cultivated plant is grown in real time, Nutrient component and the amount of nutrient solution in the underground area where the cultivated plant is grown It may be provided with a pH, EC, ultrasonic sensors, and the like. At this time, when the cultivation condition storage unit 110 stores the type of cultivated plant and the PPFD required for each growth stage as the cultivation condition, the environmental information detection unit 120 is a PPFD of the environmental information in the area where the cultivated plant is grown. The information is collected in real time to be compared with the cultivation conditions of the cultivation condition storage unit 110 through the environment control unit 140.

에너지정보 감지부(125)는 영역의 주 에너지 소비원인 인공조명장치, 냉난방장치, 습도발생장치, 이산화탄소공급장치, 양액관련장치를 포함하는 각 디바이스별 에너지 소비량을 감지 및 수집하여 데이터베이스 내에 저장하고 모니터링 화면에 출력한다.The energy information detecting unit 125 detects, collects, stores and monitors energy consumption for each device including an artificial lighting device, an air conditioning and heating device, a humidity generating device, a carbon dioxide supply device, and a nutrient solution related device, which are the main energy consumption sources of the region. Print to the screen.

환경정보 감지부(120) 및 에너지정보 감지부(125)는 각 재배단에 설치된 EMS(Environment Management System)센서와 디바이스에 연결된 전력센서로부터 일정주기(Setting메뉴를 이용한 사용자 입력 가능)마다 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 에너지소비량, 디바이스 상태정보 등을 측정하여 Gateway로 전송하고 각 패킷 정보를 환경요소별로 파싱 및 변환과정을 거쳐 데이터베이스에 저장하는 데이터 수집모듈을 통해 구현될 수 있다. The environmental information detection unit 120 and the energy information detection unit 125 each have a quantity of light (PPFD) for a predetermined period (user input using a setting menu) from an EMS (Environment Management System) sensor installed in each cultivation unit and a power sensor connected to the device. , Illumination), temperature, humidity, carbon dioxide, energy consumption, device status information, etc. can be measured and transmitted to the gateway, and each packet information can be implemented through a data collection module that stores each packet information in a database through parsing and conversion for each environmental element. .

이를 위해, 환경정보 감지부(120)는 Mini-Plant의 각 재배단에 설치된 EMS(Environment Measurement System)로부터 일정주기(ex : 2min)마다 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소량 등을 측정하며, LCS(Light Control System), NCS(Nurtient Control System), EMS(Environment Measurement System), PCS(Power Control System) 등의 디바이스 상태정보를 측정하여 Gateway로 전송한다. 서버는 Gateway를 통해 수집된 데이터 패킷의 오류 및 통신 상태 점검하고, 각 데이터 패킷을 Parsing한 뒤 적합한 자료형으로 변환하여 데이터베이스에 저장한다.To this end, the environmental information detecting unit 120 measures the quantity of light (PPFD, illuminance), temperature, humidity, carbon dioxide amount, etc. at a predetermined period (ex: 2 min) from an EMS (Environment Measurement System) installed in each plant of the Mini-Plant. It measures and sends device status information such as LCS (Nurtient Control System), NCS (Environment Measurement System), PCS (Power Control System) and transmits to Gateway. The server checks the error and communication status of the data packets collected through the gateway, parses each data packet, converts it to the appropriate data type, and stores it in the database.

또한, 에너지정보 감지부(125)는 에너지 소비장치인 LCS, NCS, HVAC에 부착된 k-mote로부터 실시간으로 각 디바이스의 에너지 소비량을 측정하고, 측정된 데이터를 Gateway를 통해 서버로 전송하여 각 데이터 패킷을 Parsing한 뒤 적합한 자료형으로 변환하여 데이터베이스에 저장한다.In addition, the energy information detector 125 measures the energy consumption of each device in real time from the k-mote attached to the LCS, NCS, and HVAC, which are energy consuming devices, and transmits the measured data to the server through the gateway to each data. Parsing a packet, converting it to a suitable data type, and storing it in a database.

환경조건 조절부(130)는 재배조건 저장부(110)를 기본으로 환경정보 감지부(120), 에너지정보 감지부(125)에 의해 감지된 환경정보 및 각 디바이스별 에너지 소비량을 고려하여 재배식물이 재배되는 영역에 대한 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 중의 적어도 하나를 포함하는 환경조건을 조절한다. Environmental condition control unit 130 is a cultivated plant in consideration of the environmental information detected by the environmental information sensor 120, energy information sensor 125 and energy consumption for each device based on the cultivation condition storage unit 110 Environmental conditions including at least one of light quantity (PPFD, illuminance), temperature, humidity, carbon dioxide, and nutrient solution for the cultivated region are adjusted.

본 발명의 실시예에 따른 USN 기반 식물공장 에너지 통합관리 시스템(100)은, LED(Light Emitting Diode), 할로겐 등으로 이루어진 인공광원을 구비하며, 인공광원의 주파수(Frequency), 듀티비(Duty Rate), 광량(intensity of illumination), 조사시간(ON/OFF Time) 등을 환경조건으로 조절할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 USN 기반 식물공장 에너지 통합관리 시스템(100)은 냉난방기, 가습기, 송풍기 등의 적어도 하나를 포함하는 공기조화기를 구비하며, 각각의 공기조화기를 조절하여 온도, 습도 등의 환경조건을 조절할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 USN 기반 식물공장 에너지 통합관리 시스템(100)은 이산화탄소 공급기를 구비할 수 있으며, 이산화탄소 공급기의 공급량을 조절하여 이산화탄소에 대한 환경조건을 조절할 수도 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 식물공장 에너지 통합관리 시스템(100)은 재배식물에 배양액을 공급하는 배양액 공급장치를 구비하며, 배양액 공급장치에 의해 공급되는 배양액의 성분 및 양을 환경조건으로 조절할 수도 있다.USN-based plant factory integrated energy management system 100 according to an embodiment of the present invention, the artificial light source consisting of LED (Light Emitting Diode), halogen, etc., the frequency (Frequency), duty ratio (Duty Rate) of the artificial light source ), Intensity of illumination, and ON / OFF time can be adjusted to environmental conditions. In addition, the USN-based plant factory integrated energy management system 100 according to the present invention is provided with an air conditioner including at least one of an air conditioner, a humidifier, a blower, etc., by adjusting each air conditioner, environmental conditions such as temperature, humidity Can be adjusted. In addition, the USN-based plant factory integrated energy management system 100 according to an embodiment of the present invention may include a carbon dioxide supply, and may adjust the environmental conditions for the carbon dioxide by adjusting the supply amount of the carbon dioxide supply. In addition, the plant factory energy integrated management system 100 according to an embodiment of the present invention includes a culture medium supply device for supplying a culture solution to a cultivated plant, and adjusts the components and the amount of the culture solution supplied by the culture medium supply device to environmental conditions. It may be.

환경 제어부(140)는 환경정보 감지부(120)와 에너지정보 감지부(125)에 의해 감지된 환경정보 및 에너지정보를 재배조건 저장부(110)에 저장된 재배조건과 비교하며, 비교된 결과에 따라 환경조건 조절부(130)를 제어하여 환경조건을 조절한다. 즉, 환경 제어부(140)는 환경정보 감지부(120)를 통하여 재배식물이 재배되는 영역에 대한 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 등의 환경정보를 실시간으로 수집하며, 에너지정보 감지부(125)를 통하여 재배식물이 재배되는 영역에서 사용하고 있는 인공조명장치, 냉난방장치, 습도조절장치, 이산화탄소 공급장치 등의 각 디바이스별 에너지 사용량을 실시간으로 수집한 데이터를 이용하여 재배조건 저장부(110)에 저장된 해당 재배식물에 대한 재배조건과 비교하고, 비교된 결과에 따라 재배식물이 재배되는 영역의 환경정보가 최소한의 에너지정보를 소비하면서 최적의 환경조건이 되도록 환경조건 조절부(130)를 제어하여 환경조건을 조절한다.The environmental controller 140 compares the environmental information and energy information detected by the environmental information detector 120 and the energy information detector 125 with the cultivation conditions stored in the cultivation condition storage unit 110, and compares the result with the result of the comparison. According to the environmental condition control unit 130 to adjust the environmental conditions. That is, the environmental control unit 140 collects environmental information such as light quantity (PPFD, illuminance), temperature, humidity, carbon dioxide, nutrient solution, and the like for the area where the cultivated plant is grown through the environmental information sensor 120 in real time. Cultivation condition using data collected in real time using the energy consumption of each device such as artificial lighting device, air-conditioning device, humidity control device, carbon dioxide supply device, etc. used in the area where the cultivated plant is grown through the information detector 125 Compared with the cultivation conditions for the cultivated plants stored in the storage unit 110, and the environmental conditions control unit so that the environmental information of the region where the cultivated plants are grown according to the comparison result is an optimal environmental condition while consuming minimal energy information. Control 130 to adjust the environmental conditions.

이와 같은 환경 제어부(140)는 디바이스 제어모듈(Device Control Module)로 구현될 수 있으며, LCS(Light Control System), NCS(Nutrient Control System), PCS(Power Control System) 등 식물공장 내부에 설치된 각 디바이스 제어를 위해 사용자로부터 UI를 통해 입력받은 데이터 정보를 이용하여 송신 패킷을 생성한 다음 Gateway로 전송하고, Gateway의 수신부에서 전송받은 패킷정보 중 디바이스ID와 주소정보를 이용하여 해당 디바이스로 패킷을 전송 및 제어정보를 이용하여 해당 디바이스를 제어할 수 있다. 이때, 패킷을 송신한 다음 일정시간이 지나도 해당 디바이스로부터 응답이 없을 경우에는 인터럽트를 발생시키고 디바이스의 상태 정보를 UI 출력 등을 통해 사용자에게 전달한다. 여기서, LCS는 UI 화면을 통한 LCS 각 환경요소(LCS address, Action Time, Frequency, Duty Rate, On/Off Time, Intensity 등)의 사용자 입력을 수신하고, LCS Protocol 송신 패킷을 생성한 다음 Gateway를 통해 LCS Control 성공 여부를 서버로 전송한다. 또한, NCS는 UI 화면을 통한 NCS 각 환경요소(LCS address, Action Time)의 사용자 입력을 수신하고, NCS Protocol 송신 패킷을 생성하여 Gateway로 송신하며, Gateway는 해당 NCS의 통신 상태를 점검한 다음 NCS Protocol Packet을 송신한 후, 해당 NCS의 Control 성공 여부를 Gateway로 전송한다. PCS는 UI 화면을 통해 각 디바이스에 부착된 k-mote별 소비전력을 측정하여 Gateway를 통해 서버로 전송하고 각 디바이스를 On/Off 제어하게 된다. Such an environmental control unit 140 may be implemented as a device control module (Device Control Module), each device installed in the plant factory, such as LCS (Light Control System), NCS (Nutrient Control System), PCS (Power Control System) For control, a transmission packet is generated using the data information input from the user through the UI, and then transmitted to the gateway, and the packet is transmitted to the corresponding device using the device ID and address information among the packet information received from the gateway receiver. The device may be controlled using the control information. At this time, if there is no response from the device even after a certain time after transmitting the packet, an interrupt is generated and the device status information is transmitted to the user through a UI output. Here, the LCS receives user input of each LCS environment element (LCS address, Action Time, Frequency, Duty Rate, On / Off Time, Intensity, etc.) through the UI screen, generates LCS Protocol transmission packet, and then through the Gateway. Sends LCS Control success to server. In addition, NCS receives user input of each NCS environment element (LCS address, Action Time) through UI screen, generates NCS Protocol transmission packet and sends it to Gateway. Gateway checks the communication status of NCS and then NCS After transmitting the Protocol Packet, it transmits the control success of the NCS to the Gateway. PCS measures power consumption per k-mote attached to each device through UI screen and transmits it to server through Gateway and controls each device on / off.

재배상태 표시부(150)는 재배조건 저장부(110)에 저장된 재배조건, 환경정보 감지부(120)에 의해 감지된 환경정보, 에너지정보 감지부(125)에 의해 감지된 에너지정보, 환경조건 조절부(130)에 의해 조절되는 환경조건 및 각 디바이스의 상태, 식물의 생장상태 등을 재배상태로 관리자 단말기(도시하지 않음)에 표시할 수 있다. 도 2에는 관리자 단말기에 표시되는 환경정보, 에너지정보, 환경조건, 식물생장 등의 상태에 대한 모니터링 화면의 예를 나타내었으며, 도 3에는 전체 재배단의 광량, 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 등의 평균정보와 각 환경제어용 디바이스의 상태정보를 모니터링하는 화면의 예를 나타내었다 이와 같이 관리자가 재배식물에 대한 환경정보, 주변의 실제 환경조건 등을 한 눈에 인식할 수 있도록 구성된 모니터링 화면에서 관리자가 어느 하나의 환경정보 또는 실제 환경조건을 선택하면, 도 4에 도시한 바와 같이 선택된 환경정보 또는 실제 환경조건 등에 대한 세부정보가 모니터링 화면으로 제공될 수도 있다. 또한, 재배상태 표시부(150)는 도 5에 도시한 바와 같이, 환경조건 조절부(130)에 대응하는 각각의 환경조절장치(공기조화기, 이산화탄소 공급기, 인공광원 등)에 대응하는 모니터링 화면을 관리자 단말기에 제공할 수 있으며, 관리자에 의해 설정된 값에 따라 해당 환경조건 조절부(130)의 환경조건을 조절할 수도 있다.The cultivation state display unit 150 is a cultivation condition stored in the cultivation condition storage unit 110, environmental information detected by the environmental information detection unit 120, energy information detected by the energy information detection unit 125, environmental condition control Environmental conditions controlled by the unit 130, the state of each device, the growth state of the plant, etc. may be displayed on the manager terminal (not shown) in the cultivation state. Figure 2 shows an example of the monitoring screen for the status of environmental information, energy information, environmental conditions, plant growth, etc. displayed on the manager terminal, Figure 3 shows the amount of light, temperature, humidity, carbon dioxide, nutrient solution of the entire cultivation An example of the screen for monitoring the average information and the status information of each environmental control device is shown. In this way, the administrator can monitor the environmental information on the cultivated plants and the actual environmental conditions around them. When one of the environmental information or the actual environmental conditions is selected, detailed information about the selected environmental information or the actual environmental conditions may be provided as a monitoring screen as shown in FIG. 4. In addition, as shown in FIG. 5, the cultivation state display unit 150 displays a monitoring screen corresponding to each environmental control device (air conditioner, carbon dioxide supplier, artificial light source, etc.) corresponding to the environmental condition controller 130. It may be provided to the administrator terminal, it is also possible to adjust the environmental conditions of the environmental condition control unit 130 according to the value set by the administrator.

재배상태 표시부(150)는 데이터 모니터링 모듈 및 데이터 로깅 모듈을 통해 구현될 수 있다. 데이터 모니터링 모듈은 각 재배단 및 디바이스에 설치된 환경정보 수집용 EMS와 전력센서로부터 수집되어 데이터베이스에 저장된 환경정보(LUX, Temperature, Humidity, CO2 등), 디바이스별 에너지소비량(Device_ID, Device_name, W, Wh 등), 생육정보(Crop_ID, Crop_name, Recipe_ID, Start_date, End_date, Growth_stage 등)등을 UI의 각 재배단별 각 필드에 실시간 출력한다. 이때, 데이터 모니터링 모듈은 데이터베이스에 저장된 환경정보(Lux, Temperature, Humidity, CO2 등)를 UI의 각 필드에 실시간 출력하고, 데이터베이스에 저장된 각 기기별 에너지소비량(Device_ID, Device_name, W, Wh 등)과 전체 에너지소비량을 UI 에 실시간 출력하며, 데이터베이스에 저장된 식물의 생육정보(Crop_ID, Crop_name, Recipe_ID, Version, Start_date, End_date, Growth_stages 등)를 UI의 각 필드에 출력할 수 있다. The cultivation state display unit 150 may be implemented through a data monitoring module and a data logging module. The data monitoring module collects environmental information (LUX, Temperature, Humidity, CO2, etc.) collected from EMS and power sensors for collecting environmental information installed in each cultivation and device, and energy consumption per device (Device_ID, Device_name, W, Wh). Etc.) and growth information (Crop_ID, Crop_name, Recipe_ID, Start_date, End_date, Growth_stage, etc.) are output in real time to each field of each cultivation group of the UI. At this time, the data monitoring module outputs the environment information (Lux, Temperature, Humidity, CO2, etc.) stored in the database to each field of the UI in real time, and the energy consumption (Device_ID, Device_name, W, Wh, etc.) for each device stored in the database. The total energy consumption is output to the UI in real time, and the growth information of plants (Crop_ID, Crop_name, Recipe_ID, Version, Start_date, End_date, Growth_stages, etc.) stored in the database can be output to each field of the UI.

데이터 로깅 모듈은 각 재배단에 설치한 EMS와 각 디바이스에 연결한 전력센서로부터 수집된 환경정보 및 에너지소비 데이터, 그리고 디바이스별 상태정보를 사용자가 정해놓은 일정주기마다 일별 .csv 파일형태로 하드디스크에 저장하고 UI에 저장상태 확인메시지로 출력할 수 있다. 이때, 데이터 로깅 모듈은 각 Mini-Plant에 설치된 EMS로부터 일정주기(ex : 2min)마다 측정된 온도, 습도, 이산화탄소량을 “EMS_2011_09_18.txt” 형태로 서버에 저장하고, 에너지 소비장치인 LCS, NCS, HVAC의 k-mote로부터 측정된 실시간 에너지 소비량을 “Energy_2011_09_18.txt” 형태로 서버에 저장하며, LCS, NCS의 경우, 사용자 입력에 의해 정보가 변경될 때마다 “LCS_2011_09_18.txt”, “NCS_2011_09_18.txt” 형태로 디스크 공간에 저장하게 된다. 또한, LCS, NCS, EMS의 상태 정보를 점검하여 “Status_2011_09_18.txt” 파일내에 “Communication Success!” OR “Communication Failed!” 형태로 저장할 수 있다.The data logging module displays the environmental information, energy consumption data, and device status information collected from EMS installed in each cultivation plant and power sensors connected to each device, and the status information for each device is set as a .csv file for each day. You can save it in the UI and print it as a confirmation message. At this time, the data logging module stores the temperature, humidity, and carbon dioxide measured in a certain cycle (ex: 2min) from the EMS installed in each Mini-Plant in the server in the form of “EMS_2011_09_18.txt”, and LCS and NCS which are energy consumption devices. , Real-time energy consumption measured from the k-mote of HVAC is saved in the form of “Energy_2011_09_18.txt” on the server. In case of LCS and NCS, whenever the information is changed by user input, “LCS_2011_09_18.txt”, “NCS_2011_09_18. txt ”format to disk space. In addition, the status information of LCS, NCS, EMS can be checked and saved in the form of “Communication Success!” OR “Communication Failed!” In the “Status_2011_09_18.txt” file.

상태 촬영부(160)는 재배식물이 재배되는 영역을 촬영하는 카메라로 이루어질 수 있으며, 상태 촬영부(160)에 의해 촬영된 재배식물의 상태에 대한 영상은 재배상태 표시부(150)에 전송되어 함께 표시될 수도 있다. 즉, 상태 촬영부(160)는 도 6에 도시한 바와 같이, 각각의 재배식물이 재배되는 영역을 촬영하여 재배상태 표시부(150)로 전송한다. 이때, 도 7에 나타낸 바와 같이 도 5의 디바이스 제어화면에서 설정한 최저 및 최고 임계치 범위를 벗어난 경우, 사용자에게 알람을 통해 공지하는 화면이 나타날 수 있다. 또한, 도 8에 도시한 바와 같이, 식물재배완료 후 재배관리ID 및 재배단ID별 식물생육정보 및 환경정보, 에너지정보 전체를 모니터링하기 위한 화면이 생성될 수도 있으며, 도 9에 도시한 바와 같이 재배관리ID 및 재배단ID별 재배시 사용된 인공조명장치, 공조장치 등 각 디바이스의 일별 사용 트랜드를 모니터링 하기 위한 화면이 생성될 수도 있고, 도 10에 도시한 바와 같이 통신포트설정, ZigBee 채널 설정, 모니터링 출력을 위한 Watch Delay Time, 파일 출력을 위한 Log Delay Time 설정 등의 통신환경설정과 LCS(Light Control System), EMS(Environment Management System), NCS(Nutrient Control System), PCS(Power Control System), HVAC 등의 환경제어/계측용 디바이스의 등록 및 기본값 설정을 위한 화면이 생성될 수도 있다. 관리자는 도 11에 도시한 바와 같이 해당 재배식물에 대한 재배식물의 상태 영상을 선택함으로써 해당 재배식물에 대한 광조사 형태, 주변 상태 등을 실시간으로 점검할 수 있다.The state photographing unit 160 may be configured as a camera for photographing a region where the cultivated plant is grown, and an image of the state of the cultivated plant photographed by the state photographing unit 160 is transmitted to the cultivation state display unit 150. It may be displayed. That is, as shown in FIG. 6, the state photographing unit 160 photographs an area where each cultivated plant is cultivated and transmits the photographed state to the cultivation state display unit 150. In this case, as shown in FIG. 7, when the minimum and maximum threshold ranges set in the device control screen of FIG. 5 are outside, a screen for notifying a user through an alarm may appear. In addition, as shown in Figure 8, after plant cultivation is completed, a screen for monitoring the plant growth information, environmental information, and energy information for each cultivation management ID and cultivation ID ID may be generated, as shown in FIG. Screen for monitoring the daily use trend of each device such as artificial lighting device and air conditioning device used for cultivation by cultivation management ID and cultivation ID may be generated, as shown in FIG. 10, communication port setting and ZigBee channel setting Communication environment settings such as Watch Delay Time for monitoring output, Log Delay Time for file output, LCS (Light Control System), EMS (Environment Management System), NCS (Nutrient Control System), PCS (Power Control System) Screens for registration of environmental control / measuring devices, such as HVAC and HVAC, and for setting default values. As shown in FIG. 11, the manager selects a state image of a cultivated plant for the cultivated plant to check the light irradiation form, the surrounding state, etc. of the cultivated plant in real time.

상태 촬영부(160)는 실시간 모니터링을 위한 IP 카메라와 연동하여 구현될 수 있다. 즉, 사용자가 Smart Farm Monitoring System UI 화면의 각 재배단에 위치한 카메라 아이콘을 클릭하면 시스템과 Direct로 연결된 실시간 영상 스트리밍 서버에 접속되어 식물의 생육상태, 디바이스 상태정보 등을 확인할 수 있는 생동감있는 동영상 정보를 제공할 수 있다. 이때, 인터넷 환경에 따른 서비스 제약 상황을 해결하기 위해 일정시간마다 정지영상을 캡쳐하여 영상 서버에 저장한 후 사용자의 선택에 따라 제공할 수 있다.The state photographing unit 160 may be implemented in conjunction with an IP camera for real-time monitoring. In other words, when the user clicks the camera icon located in each cultivation of Smart Farm Monitoring System UI screen, it is connected to the real-time video streaming server directly connected to the system, and the live video information that can check the plant growth status and device status information, etc. Can be provided. In this case, in order to solve the service constraints caused by the Internet environment, a still image may be captured every predetermined time, stored in an image server, and provided according to a user's selection.

생장 분석부(170)는 환경정보 감지부(120)에 의해 감지된 환경정보에 기초하여 재배식물의 생장을 분석한다. 이때, 재배조건 저장부(110)는 재배식물에 대한 일반적인 생장상태를 데이터베이스로 저장하며, 생장 분석부(170)는 환경정보 감지부(120)에 의해 감지된 환경정보에 따른 재배식물의 실제의 생장상태를 재배조건 저장부(110)에 저장된 생장상태와 비교할 수도 있다. 이 경우, 환경 제어부(140)는 생장 분석부(170)에 의해 비교된 결과와 에너지정보 감지부(125)에 의해 측정된 결과에 따라 환경조건 조절부(130)를 제어하여 재배식물에 대한 환경조건을 조절할 수도 있다. 또한, 재배상태 표시부(150)는 생장 분석부(170)에 의해 분석된 재배식물의 생장상태를 함께 표시할 수도 있다.The growth analyzer 170 analyzes the growth of the cultivated plant based on the environmental information detected by the environmental information detector 120. At this time, the cultivation condition storage unit 110 stores the general growth state of the cultivated plant as a database, the growth analysis unit 170 is the actual information of the cultivated plant according to the environmental information detected by the environmental information sensor 120 The growth state may be compared with the growth state stored in the cultivation condition storage unit 110. In this case, the environmental control unit 140 controls the environmental condition adjusting unit 130 according to the result compared by the growth analysis unit 170 and the result measured by the energy information detection unit 125 to the environment for the cultivated plant. You can also adjust the conditions. In addition, the cultivation state display unit 150 may also display the growth state of the cultivated plant analyzed by the growth analyzer 170.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 식물공장 에너지 통합관리 방법의 흐름도를 나타낸 도면이다.12 is a flowchart illustrating a method for integrated plant energy management according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 12를 참조하면, 재배조건 저장부(110)는 재배식물에 대하여 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소 중 적어도 하나를 포함하는 재배조건을 데이터베이스로 저장한다(S810). 이때, 재배조건 저장부(110)는 재배식물의 종류 및 그 생육단계에 따라 요구되는 PPFD(Photosynthetic Photon Flux Density)를 재배조건으로 저장할 수도 있다. 1 to 12, the cultivation condition storage unit 110 stores cultivation conditions including at least one of light quantity (PPFD, illuminance), temperature, humidity, and carbon dioxide for a cultivated plant as a database (S810). In this case, the cultivation condition storage unit 110 may store PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density) required as a cultivation condition depending on the type of cultivated plant and its growth stage.

상태 촬영부(160)는 재배식물이 재배되는 영역을 촬영하는 카메라로 이루어질 수 있으며, 상태 촬영부(160)에 의해 촬영된 재배식물의 상태에 대한 영상은 재배상태 표시부(150)에 전송되어 함께 표시될 수도 있다(S820). The state photographing unit 160 may be configured as a camera for photographing a region where the cultivated plant is grown, and an image of the state of the cultivated plant photographed by the state photographing unit 160 is transmitted to the cultivation state display unit 150. It may be displayed (S820).

환경정보 감지부(120)는 재배식물이 재배되는 영역에서의 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 등의 환경정보를 수집 및 감지한다(S830). 이를 위해 환경정보 감지부(120)는 재배식물이 재배되는 위치의 광량을 실시간으로 검출하는 광량 검출센서, 재배식물이 재배되는 영역의 온도를 실시간으로 검출하는 온도 검출센서, 재배식물이 재배되는 토양 및 공기 중의 수분을 실시간으로 검출하는 습도 검출센서, 재배식물이 재배되는 영역의 이산화탄소의 양을 실시간으로 검출하는 이산화탄소 검출센서, 재배식물이 재배되는 지하부 영역의 양액 성분과 그 양을 측정할 수 있는 pH, EC, 초음파센서 등을 구비할 수 있다. 이때, 재배조건 저장부(110)가 재배식물의 종류와 그 생육단계별 필요로 하는 PPFD를 재배조건으로 저장하는 경우, 환경정보 감지부(120)는 재배식물이 재배되는 영역에서의 환경정보를 실시간으로 수집하여 환경 제어부(140)를 통해 재배조건 저장부(110)의 재배조건과 비교될 수 있도록 한다.The environmental information detector 120 collects and detects environmental information such as light quantity (PPFD, illuminance), temperature, humidity, carbon dioxide, nutrient solution, and the like in the region where the cultivated plant is grown (S830). To this end, the environmental information detection unit 120 includes a light amount detection sensor that detects a light quantity at a location where a cultivated plant is grown in real time, a temperature detection sensor that detects a temperature of a region where the cultivated plant is grown in real time, and a soil in which the cultivated plant is grown. And a humidity detection sensor for detecting moisture in the air in real time, a carbon dioxide detection sensor for detecting the amount of carbon dioxide in the area where the cultivated plant is grown in real time, and a nutrient solution in the underground area where the cultivated plant is grown, and the amount thereof. pH, EC, ultrasonic sensors and the like can be provided. At this time, when the cultivation condition storage unit 110 stores the type of cultivated plants and the PPFD required for each growth stage as cultivation conditions, the environmental information detector 120 real-time environment information in the area where the cultivated plants are grown. Collected by the environmental control unit 140 to be compared with the cultivation conditions of the cultivation condition storage unit 110.

또한, 에너지정보 감지부(125)는 영역의 주 에너지 소비원인 인공조명장치, 냉난방장치, 습도발생장치, 이산화탄소공급장치, 양액관련장치를 포함하는 각 디바이스별 에너지 소비량을 감지 및 수집하여 데이터베이스 내에 저장하고 모니터링 화면에 출력한다.In addition, the energy information detecting unit 125 detects and collects energy consumption for each device including an artificial lighting device, a heating and cooling device, a humidity generating device, a carbon dioxide supplying device, and a nutrient solution related device, which are the main energy consumption sources of the region, and stores them in a database. And output to the monitoring screen.

환경 제어부(140)는 환경정보 감지부(120)와 에너지정보 감지부(125)에 의해 감지된 환경정보를 재배조건 저장부(110)에 저장된 재배조건과 비교하며(S840), 비교된 결과에 따라 환경조건 조절부(130)를 제어하여 환경조건을 조절한다(S850). 즉, 환경 제어부(140)는 환경정보 감지부(120)를 통하여 재배식물이 재배되는 영역에 대한 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 등의 환경정보를 실시간으로 수집하며, 에너지정보 감지부(125)를 통하여 재배식물이 재배되는 영역에서 사용하고 있는 인공조명장치, 냉난방장치, 습도조절장치, 이산화탄소 공급장치 등의 각 디바이스별 에너지 사용량을 실시간으로 수집한다. 또한, 환경 제어부(140)는 수집된 환경정보 및 에너지정보를 재배조건 저장부(110)에 저장된 해당 재배식물에 대한 재배조건과 비교하고, 비교된 결과에 따라 재배식물이 재배되는 영역의 환경정보가 최소한의 에너지정보를 소비하면서 최적의 환경조건이 되도록 환경조건 조절부(130)를 제어하여 환경조건을 조절한다.The environmental controller 140 compares the environmental information detected by the environmental information detector 120 and the energy information detector 125 with the cultivation conditions stored in the cultivation condition storage unit 110 (S840), and compares the According to the environmental condition control unit 130 to adjust the environmental conditions (S850). That is, the environmental control unit 140 collects environmental information such as light quantity (PPFD, illuminance), temperature, humidity, carbon dioxide, nutrient solution, and the like for the area where the cultivated plant is grown through the environmental information sensor 120 in real time. Through the information detection unit 125 collects the energy consumption for each device, such as artificial lighting, air conditioning, humidity control device, carbon dioxide supply device used in the region where the cultivated plants are grown. In addition, the environmental control unit 140 compares the collected environmental information and energy information with the cultivation conditions for the cultivated plants stored in the cultivation condition storage unit 110, and the environmental information of the area in which the cultivated plants are grown according to the comparison result The environmental condition is adjusted by controlling the environmental condition adjusting unit 130 to be the optimal environmental conditions while consuming minimal energy information.

생장 분석부(170)는 환경정보 감지부(120)에 의해 감지된 환경정보, 환경조건 조절부(130)에 의해 조절되는 환경조건 등에 기초하여 재배식물의 생장을 분석한다(S860). 이때, 재배조건 저장부(110)는 재배식물에 대한 일반적인 생장상태를 데이터베이스로 저장하며, 생장 분석부(170)는 환경정보 감지부(120)에 의해 감지된 환경정보에 따른 재배식물의 실제의 생장상태를 재배조건 저장부(110)에 저장된 생장상태와 비교할 수도 있다. 이 경우, 환경 제어부(140)는 생장 분석부(170)에 의해 비교된 결과에 따라 환경조건 조절부(130)를 제어하여 재배식물에 대한 환경조건을 조절할 수도 있다. 또한, 재배상태 표시부(150)는 생장 분석부(170)에 의해 분석된 재배식물의 생장상태를 함께 표시할 수도 있다.The growth analyzer 170 analyzes the growth of the cultivated plant based on the environmental information detected by the environmental information detector 120, the environmental conditions controlled by the environmental condition controller 130, and the like (S860). At this time, the cultivation condition storage unit 110 stores the general growth state of the cultivated plant as a database, the growth analysis unit 170 is the actual information of the cultivated plant according to the environmental information detected by the environmental information sensor 120 The growth state may be compared with the growth state stored in the cultivation condition storage unit 110. In this case, the environmental control unit 140 may adjust the environmental conditions for the cultivated plants by controlling the environmental condition adjusting unit 130 according to the results compared by the growth analysis unit 170. In addition, the cultivation state display unit 150 may also display the growth state of the cultivated plant analyzed by the growth analyzer 170.

재배상태 표시부(150)는 재배조건 저장부(110)에 저장된 재배조건, 환경정보 감지부(120)에 의해 감지된 환경정보, 환경조건 조절부(130)에 의해 조절되는 환경조건 등의 상태, 및 환경 제어부(140)에 의해 제어되는 환경조건의 상태 등을 재배상태로 관리자 단말기에 표시할 수 있다(S870). The cultivation state display unit 150 is a condition such as cultivation conditions stored in the cultivation condition storage unit 110, environmental information detected by the environmental information sensing unit 120, environmental conditions controlled by the environmental condition adjusting unit 130, And the state of the environmental condition controlled by the environmental controller 140 may be displayed on the manager terminal in a cultivated state (S870).

이로써, 관리자는 재배식물에 대한 환경정보, 환경조절상태 등을 통합적으로 모니터링 할 수 있으며, 각각의 재배식물에 대한 환경조건을 입력하여 해당 재배식물의 상태에 따른 환경조건을 수동으로 조절할 수도 있다.In this way, the manager can monitor the environmental information, environmental control status, etc. for the cultivated plants, and can also manually adjust the environmental conditions according to the state of the cultivated plants by entering the environmental conditions for each cultivated plant.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.The present invention is not necessarily limited to these embodiments, as all the constituent elements constituting the embodiment of the present invention are described as being combined or operated in one operation. That is, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively coupled to one or more of them. In addition, although all of the components may be implemented as one independent hardware, some or all of the components may be selectively combined to perform a part or all of the functions in one or a plurality of hardware. As shown in FIG. In addition, such a computer program may be stored in a computer-readable medium such as a USB memory, a CD disk, a flash memory, etc., and read and executed by a computer, thereby implementing embodiments of the present invention. As the storage medium of the computer program, a magnetic recording medium, an optical recording medium, a carrier wave medium, or the like may be included.

또한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 상세한 설명에서 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Furthermore, all terms including technical or scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined in the Detailed Description. Terms used generally, such as terms defined in a dictionary, should be interpreted to coincide with the contextual meaning of the related art, and shall not be interpreted in an ideal or excessively formal sense unless explicitly defined in the present invention.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이며, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. In addition, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the scope of the present invention but to limit the scope of the technical idea of the present invention. Accordingly, the scope of protection of the present invention should be construed according to the claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

Claims (10)

재배식물의 종류 및 그 생육시기에 대한 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액, 각 디바이스별 에너지 소비량 중 적어도 하나를 포함하는 재배조건을 데이터베이스로 저장하는 재배조건 저장부;
상기 재배식물이 재배되는 영역의 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소 중 적어도 하나를 포함하는 환경정보를 감지하는 환경정보 감지부;
상기 재배식물이 재배되는 영역의 주 에너지 소비원인 인공조명장치, 냉난방장치, 습도발생장치, 이산화탄소공급장치, 양액관련장치를 포함하는 각 디바이스별 에너지 소비량을 감지하는 에너지정보 감지부;
상기 재배식물이 재배되는 영역에 대한 조도, 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 중 적어도 하나를 포함하는 환경조건을 조절하는 환경조건 조절부; 및
상기 환경정보 감지부와 상기 에너지소비정보 감지부에 의해 감지된 환경정보를 상기 재배조건 저장부에 저장된 재배조건과 비교하며, 비교된 결과에 따라 상기 환경조건 조절부를 시스템의 자율처리에 따라 자동제어하는 환경 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물공장 에너지 통합관리 시스템.
A cultivation condition storage unit for storing cultivation conditions including at least one of kinds of cultivated plants and light quantity (PPFD, illuminance), temperature, humidity, carbon dioxide, nutrient solution,
An environmental information sensing unit for sensing environmental information including at least one of light amount (PPFD, illuminance), temperature, humidity, and carbon dioxide of the cultivating area;
An energy information sensing unit for sensing an energy consumption amount of each device including an artificial lighting device, an air conditioning and heating device, a humidity generating device, a carbon dioxide supplying device, and a nutrient solution-related device,
An environmental condition adjuster for adjusting environmental conditions including at least one of illuminance, temperature, humidity, carbon dioxide, and nutrient solution for the cultivated area; And
Compare the environmental information detected by the environmental information detection unit and the energy consumption information detection unit with the cultivation conditions stored in the cultivation condition storage unit, and automatically controls the environmental condition control unit according to the autonomous processing of the system according to the comparison result Environmental control section to say
And a plant plant energy integrated management system.
제 1항에 있어서,
상기 재배조건 저장부는 상기 재배식물의 종류 및 그 생육시기에 따른 광량(PPFD(Photosynthetic Photon Flux Density), 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액을 포함하는 환경정보와 각 디바이스별 에너지 소비정보를 재배조건으로 저장하며,
상기 환경정보 감지부는 실시간으로 상기 재배식물이 재배되는 영역의 환경정보를 감지하는 것을 특징으로 하는 식물공장 에너지 통합관리 시스템.
The method of claim 1,
The cultivation condition storage unit stores environmental information including the type of the cultivated plant and the light amount (PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density), illuminance), temperature, humidity, carbon dioxide, nutrient solution and energy consumption information for each device Condition,
Wherein the environmental information sensing unit senses environmental information of an area where the cultivated plant is grown in real time.
제 2항에 있어서,
상기 재배조건 저장부에 저장된 재배조건, 상기 환경정보 감지부에 의해 감지된 환경정보, 상기 에너지소비정보 감지부에 의해 감지된 각 디바이스별 에너지 소비정보 중 적어도 하나를 포함하는 재배상태를 표시하는 재배상태 표시부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식물공장 에너지 통합관리 시스템.
3. The method of claim 2,
A cultivation indicating a cultivation state including at least one of a cultivation condition stored in the cultivation condition storage unit, environmental information detected by the environment information sensing unit, and energy consumption information for each device detected by the energy consumption information sensing unit Status display
Further comprising an energy management system for managing plant energy.
제 3항에 있어서,
상기 재배식물의 상태를 실시간 촬영하여 동영상으로 제공하는 상태 촬영부
를 더 포함하며,
상기 재배상태 표시부는 상기 상태 촬영부에 의해 촬영되는 상기 재배식물의 상태를 함께 표시하는 것을 특징으로 하는 식물공장 에너지 통합관리 시스템.
The method of claim 3, wherein
A state photographing unit for photographing the state of the cultivated plant in real time and providing it as a moving picture,
More,
Wherein the cultivation status display unit displays together the status of the cultivated plant photographed by the state photographing unit.
제 3항에 있어서,
상기 환경정보 감지부에 의해 감지된 환경정보에 기초하여 상기 재배식물의 생장을 분석하는 생장 분석부
를 더 포함하며,
상기 재배상태 표시부는 상기 생장 분석부에 의해 분석된 상기 재배식물의 생장을 함께 표시하는 것을 특징으로 하는 식물공장 에너지 통합관리 시스템.
The method of claim 3, wherein
A growth analysis unit for analyzing the growth of the cultivated plant based on environmental information sensed by the environmental information sensing unit;
More,
And the cultivation state display unit displays together the growth of the cultivated plant analyzed by the growth analysis unit.
재배식물의 종류 및 그 생육시기에 대한 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액, 각 디바이스별 에너지 소비량 중 적어도 하나를 포함하는 재배조건을 데이터베이스로 저장하는 단계;
상기 재배식물이 재배되는 영역의 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소 중 적어도 하나를 포함하는 정보, 및 식물 생육에 필요한 광량(PPFD, 조도)을 공급하는 인공조명장치, 온도, 습도, 양액을 제공하는 냉난방장치, 습도발생장치, 이산화탄소 공급장치, 양액관련장치를 포함하는 각 디바이스별 에너지 소비량을 감지하는 단계;
상기 환경정보 감지단계에 의해 감지된 환경정보를 상기 재배조건 저장단계에 의해 저장된 재배조건과 비교하는 단계; 및
상기 비교단계에 의해 비교된 결과에 따라 상기 재배식물이 재배되는 영역에 대한 조도, 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 중 적어도 하나를 포함하는 환경조건을 시스템의 자율처리에 따라 자동 제어하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물공장 에너지 통합관리 방법.
Storing a cultivation condition including at least one of types of cultivated plants and light quantity (PPFD, illuminance), temperature, humidity, carbon dioxide, nutrient solution,
(PPFD, illuminance), temperature, humidity, and carbon dioxide in the area where the cultivated plant is cultivated, information including at least one of the light amount (PPFD, illuminance) Sensing an energy consumption amount of each device including a heating and cooling device, a humidity generating device, a carbon dioxide supplying device, and a nutrient solution-related device for providing a nutrient solution;
Comparing environmental information sensed by the environmental information sensing step with a cultivation condition stored by the cultivation condition storing step; And
Automatically controlling environmental conditions including at least one of illuminance, temperature, humidity, carbon dioxide, and nutrient solution for the cultivation area of the cultivated plant according to a result of the comparison by the comparison step according to autonomous processing of the system
Wherein the plant is a plant.
제 6항에 있어서,
상기 재배조건 저장단계는 상기 재배식물의 종류 및 그 생육시기에 따른 광량(PPFD(Photosynthetic Photon Flux Density), 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액을 포함하는 환경정보와 각 디바이스별 에너지 소비정보를 재배조건으로 저장하며,
상기 환경정보 감지단계는 실시간으로 상기 재배식물이 재배되는 영역의 환경정보를 감지하는 것을 특징으로 하는 식물공장 에너지 통합관리 방법.
The method according to claim 6,
In the cultivation condition storage step, environmental information including PPFD (light intensity), temperature, humidity, carbon dioxide, nutrient solution, and energy consumption information of each device according to the type of cultivated plant and its growth period Cultivation conditions,
Wherein the environmental information sensing step senses environmental information of an area where the cultivated plant is grown in real time.
제 7항에 있어서,
상기 재배조건 저장단계에 의해 저장된 재배조건, 상기 환경정보 감지단계에 의해 감지된 환경정보, 상기 에너지소비정보 감지단계에 의해 감지되는 각 디바이스별 에너지 소비정보, 및 시스템의 자율처리에 따라 제어되는 환경조건 중 적어도 하나를 포함하는 재배상태를 표시하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식물공장 에너지 통합관리 방법.
8. The method of claim 7,
A cultivation condition stored by the cultivation condition storing step, environmental information sensed by the environmental information sensing step, energy consumption information of each device sensed by the energy consumption information sensing step, and environment controlled according to autonomous processing of the system A step of displaying a cultivation state including at least one of the conditions
Further comprising the steps of:
제 8항에 있어서,
상기 재배식물의 상태를 실시간 촬영하여 동영상으로 제공하는 단계
를 더 포함하며,
상기 재배상태 표시단계는 상기 상태 촬영단계에 의해 촬영되는 상기 재배식물의 상태를 함께 표시하는 것을 특징으로 하는 식물공장 에너지 통합관리 방법.
The method of claim 8,
Photographing the state of the cultivated plant in real time and providing it as a moving picture
More,
Wherein the cultivation status display step displays together the status of the cultivated plants photographed by the status photographing step.
제 3항에 있어서,
상기 환경정보 감지단계에 의해 감지된 환경정보에 기초하여 상기 재배식물의 생장을 분석하는 단계
를 더 포함하며,
상기 재배상태 표시단계는 상기 생장 분석단계에 의해 분석된 상기 재배식물의 생장을 함께 표시하는 것을 특징으로 하는 식물공장 에너지 통합관리 방법.




The method of claim 3, wherein
Analyzing the growth of the cultivated plant based on environmental information sensed by the environmental information sensing step
More,
Wherein the step of displaying the cultivation state simultaneously displays the growth of the cultivated plant analyzed by the growing analysis step.




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KR101696761B1 (en) * 2016-02-29 2017-01-23 최일광 Air control and duct system within Green house

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