KR20140078846A - 표준재배시설 통합 관제, 관리 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부에서 작물을 생장시키는 재배시설; 작물의 생장주기에 따른 환경정보인 생장모델정보를 저장하는 저장부; 상기 재배시설의 환경정보를 센싱하는 측정부; 상기 재배시설의 구성을 제어하는 제어부; 상기 측정부에서 센싱한 환경정보와 저장부에 저장된 생장모델정보를 비교, 분석하는 분석부; 상기 분석부로부터 데이터를 모니터링 하는 모니터부;를 포함하는 표준재배시설 통합 관제,관리 시스템 및 이를 이용한 방법에 관한 것이다.

Description

표준재배시설 통합 관제, 관리 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR MANAGING A STANDARD CULTIVATION APPARATUS}

본 발명은 표준재배시설 통합 관제,관리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 이를 더욱 상세히 설명하면 작물의 생장모델정보에 근거하여 재배시설을 관제 및 관리함에 따라 재배의 표준화에 의해 고품질의 상품이 생산될 수 있으며, 재배시설의 구조, LED조사판 등의 제어에 의해 균일한 환경의 조성이 용이하여 유지, 관리 면에서 우수한 표준재배시설 통합 관제,관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 육묘장 등 재배시설에서 재배되는 작물은 온도, 습도, 조사량, 이산화탄소 등의 영향을 통해 작물의 성장속도, 맛 등의 품질이 영향을 받는다. 따라서, 이러한 육묘장에서는 온도, 습도, 조사량 등을 일정하게 하는 시스템(장치)가 사용되었는데, 이러한 장치의 경우도 사용자가 직접 현장에서 작동을 케어해야 하며, 작물의 생장에 관한 기록은 사용자의 경험, 수기에 의한 기록에 의할 수 밖에 없었다. 즉 사용자는 자신의 경험에 의거 작물에 필요한 환경조건을 판단하여 시스템을 작동시켜야 하는데 이러한 작업은 경험측에 의존하는 만큼 정확성이 떨어지며 작물의 생장효율에도 좋지 않은 문제가 있었다.

이에 대한민국 특허등록 제699162호에서는 유비쿼터스 기반의 농장 관리 시스템 및 그 방법을 개시하고 있는 바, 상기 기술에서는 통신 망을 이용하여 관리할 하우스 내부의 환경 인자를 검출하고 상기 내부의 온도 및 습도를 제어하기 위한 관리 단말기와, 상기 관리 단말기로부터 수신되는 상기 환경 인자를 상기 하우스에서 관리되는 작물 또는 가축을 재배 또는 사육하기 위하여 요구되는 농장 관리 데이터와 비교하여, 그 비교 결과를 통신망을 통하여 이동 단말기로 전송하고, 상기 이동 단말기로부터 수신되는 제어 신호를 상기 관리 단말기로 전송하기 위한 농장 관리 서버를 포함하도록 하고 있다.

그러나 상기 기술에서는 농장관리데이터와 측정된 데이터를 비교하여 이에 필요한 조치를 취하도록 하는 것인데, 개방형의 육묘장 등의 경우와 같이 외부적인 요인에 의해 영향을 많이 받는 환경에서 농장관리데이터가 제대로 된 비교치로서 작용할 것으로 보여지지 않으며, 이를 통해 표준화 된 재배방법 등이 도출되기는 어려운 문제가 있다.

대한민국 특허등록 제699162호

이에 본 발명은 상기 종래 기술에 의한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 작물재배에 있어 균일한 환경이 조성되도록 하며, 이를 바탕으로 재배의 표준화에 의해 고품질의 상품이 생산될 수 있는 시스템 및 방법을 제공하고자 함이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 표준재배시설 통합 관제,관리 시스템은 내부에서 작물을 생장시키는 재배시설; 작물의 생장주기에 따른 환경정보인 생장모델정보를 저장하는 저장부; 상기 재배시설의 환경정보를 센싱하는 측정부; 상기 재배시설의 구성을 제어하는 제어부; 상기 측정부에서 센싱한 환경정보와 저장부에 저장된 생장모델정보를 비교, 분석하는 분석부; 상기 분석부로부터 데이터를 모니터링 하는 모니터부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 재배시설은, 밀폐식의 육묘장으로, 상부에 LED조사판이 구성되며, 카메라가 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부의 제어에 의해 상기 LED조사판은 구간이 구획되어 교번으로 점등이 되도록 하여 상기 육묘장의 온도 및 조도를 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 육묘장에는, 일단이 송풍기와 연결되며 지중에 매입되고 타단이 상기 재배시설에 연통되고, 복수의 유입공이 형성된 하나 이상의 지중관이 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 분석부에서는 상기 측정부에서 센싱한 환경정보, 저장부에 저장된 생장모델정보, 카메라에 의한 실시간 영상정보를 분석하여 상기 재배시설로 제어신호를 출력하거나, 새로운 생장모델정보를 출력하여 상기 저장부로 저장시킴을 특징으로 한다.

한편 본 발명의 표준재배시설 통합 관제,관리 방법은, 묘종별 생장모델정보를 설정하는 단계; 재배시설에서 환경정보를 측정하는 단계; 설정된 생장모델정보와 측정된 환경정보를 분석하는 단계; 분석된 데이터에 의거 재배시설을 제어하는 단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

여기서 설정된 생장모델정보과 측정된 환경정보를 분석하는 단계에서는, 측정된 환경정보에 의해 보정된 생장모델정보를 이용하여 표준생장모델정보를 도출하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명인 표준재배시설 통합 관제,관리 시스템 및 방법은 작물의 생장모델정보에 근거하여 재배시설을 관제 및 관리함에 따라 재배의 표준화에 의해 고품질의 상품이 생산될 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명인 표준재배시설 통합 관제,관리 시스템 및 방법은 재배시설의 구조, LED조사판 등의 제어에 의해 균일한 환경이 조성되도록 함에 따라 표준화, 유지, 관리면에서 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 표준재배시설 통합 관제,관리 시스템을 나타내는 블록도이고,
도 2는 본 발명의 일 구성인 분석부의 작동관계를 나타내는 블록도이고,
도 3은 본 발명의 일 구성인 재배시설의 실시 예를 나타내는 개념도이고,
도 4는 본 발명의 일 구성인 LED조명판의 작동상태를 나타내는 개념도이고,
도 5는 본 발명의 표준재배시설 통합 관제,관리 방법을 나타내는 블록도이다.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 표준재배시설 통합 관제,관리 시스템을 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 구성인 분석부의 작동관계를 나타내는 블록도이고, 도 3은 본 발명의 일 구성인 재배시설의 실시 예를 나타내는 개념도이고, 도 4는 본 발명의 일 구성인 LED조명판의 작동상태를 나타내는 개념도이고, 도 5는 본 발명의 표준재배시설 통합 관제,관리 방법을 나타내는 블록도이다.

본 발명의 표준재배시설 통합 관제,관리 시스템은 도 1에서 보는 바와 같이 내부에서 작물을 생장시키는 재배시설(10); 작물의 생장주기에 따른 환경정보인 생장모델정보를 저장하는 저장부(20); 상기 재배시설(10)의 환경정보를 센싱하는 측정부(50); 상기 재배시설(10)의 구성을 제어하는 제어부(30); 상기 측정부(50)에서 센싱한 환경정보와 저장부에 저장된 생장모델정보를 비교, 분석하는 분석부(40); 상기 분석부로부터 데이터를 모니터링 하는 모니터부(60);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 재배시설(10)은 그 종류를 한정하지 않으며 각종 작물이 생장되는 공간을 칭하는 것으로, 이하에서 언급하는 바와 같이 육묘장이 될 수 있다. 이하에서는 상기 재배시설(10)을 육묘장(10)이라 칭한다. 여기서 육묘장(10)이라함은 발아실, 육묘실이 될 수 있다.

상기 육묘장(10)은 도 3에서 보는 바와 같이 밀폐식의 구조로 구성됨에 특징이 있다. 이는 기존 육묘장의 경우 개방형을 사용함에 따라 일조량, 자외선, 온도, 이산화탄소농도, 각종 병충해의 조절 및 제어의 어려움에 기인하는 것으로, 작물에 균일한 환경을 조성토록 하고자 본 발명에서는 밀폐형의 육묘장(10)을 제안하는 것이다.

여기에 상기 육묘장(10)의 상부에는 LED조사판(80)이 구성되도록 하여 일조량을 대체하는 균일한 조사량이 작물에 투영되도록 하는 것이다.

특히 본 발명에서는 상기 제어부(30)의 제어에 의해 상기 LED조사판(80)은 구간이 구획되어 교번으로 점등이 되도록 하여 상기 육모실(10)의 온도 및 조도를 조절하도록 함에 특징이 있다.

즉 도 4에서 보는 바와 같이 상기 LED조사판(80)은 점등구간(81)과 소등구간(82)이 교번으로 구성되도록 하는 바, 이는 상기 LED조사판(80)의 작동과정에서 상기 제어부(30)의 제어에 의해 점등구간(81)의 수를 일정하게 유지함으로써 조도가 균일하도록 함과 동시에 점등구간(81)의 점등시간이 길어지는 경우 과다한 열이 발산되므로 상기 육묘실(10)의 온도가 올라가게 된다. 이에 본 발명에서는 점등시간의 길어진 점등구간(81)을 소등구간(82)으로 전환시키고, 소등구간(82)을 점등구간(81)으로 전환시켜 일정 조도 및 온도를 유지하도록 하는 것이다. 또한, 본 발명은 상기 LED조사판(80)의 발열을 상기 육묘실(10)의 온도조절수단으로 그대로 이용하고, 부족부분에 대해서만 타 수단을 이용함으로써 에너지를 절약할 수 있게 되는 것이다.

또한, 본 발명의 실시 예로서 도 3에서는 상기 육묘장(10)에 온도 및 이산화탄소 조절장치(90)가 부가되는 예를 도시하고 있다.

상기 온도 및 이산화탄소 조절장치(90)는, 송풍기(91)와 하나 이상의 지중관(92)으로 구성되는 바, 상기 지중관(92)은 지중에 매입되되, 상기 송풍기(91)에 일단이 연결되며, 타단이 상기 육묘실(10)에 연통되고, 복수의 유입공(93)이 형성됨에 특징이 있다.

상기 온도 및 이산화탄소 조절장치(90)의 작동상태를 보면, 송풍기(91)의 작동에 의해 상기 지중관(92)으로 공기의 유동이 발생되는 것이며, 이러한 공기의 유동은 지중에 매입된 상기 지중관(92)을 타고 유동하는 바, 유동하는 공기가 지중의 지열에너지를 흡수하여 유동하게 되는 것이며, 이렇게 지열에너지가 흡수된 공기가 상기 육묘실(10)로 공급됨으로써 상기 육묘실(10)의 난방이 가능하게 되는 것이다. 이렇게 본 발명은 상기 LED조사판(80)에 더하여 상기 온도 및 이산화탄소 조절장치(90)를 이용하여 자연에너지인 지열에너지에 의해 상기 육묘실(10)의 난방을 가능하도록 함으로써 에너지면에서 유리한 효과가 발생되는 것이다. 상기 송풍기(91)는 도면에 도시된 바는 없으나 상기 제어부(30)의 제어에 의해 작동을 하게 되는 것이다.

결국 본 발명은 일정조도 유지를 위한 LED조사판(80)의 발열과, 상기 온도 및 이산화탄소 조절장치(90)의 지열에너지에 의해 온도조절이 가능하게 되는 것이며, 상기 온도 및 이산화탄소 조절장치(90)의 온도조절과 동시에 시비가 가능하도록 하여 친환경적이며, 경제적인 육묘가 가능하도록 하는 것이다.

이에 더하여 송풍기(91)의 작동에 의해 상기 지중관(92)으로 공기의 유동이 발생하게 되는 경우 공기의 유동과정에서 상기 관통공(93)을 통해 지중의 천연 이산화탄소가 유입됨에 따라 상기 육묘실(10)에는 천연 이산화탄소가 공급되는 것이다. 즉 별도의 연소기 등의 장치 없이 지중의 이산화탄소를 이용할 수 있게 됨으로써 친환경적인 시비가 가능하게 되는 것이다.

또한, 상기 육묘장(10)에는 도 1에서 보는 바와 같이 카메라(70)가 구성되는 바, 상기 카메라(70)는 육묘장(10) 내부의 영상정보를 얻기 위한 장치로서 적외선 기능을 갖춘 CCTV(Closed Circuit System)임이 바람직하다. 상기 카메라(70)는 상기 육묘장(10)에 있어 각각의 작물(1)에 대한 영상정보를 획득하여 상기 분석부(40)로 전달토록 하는 것이다. 적외선 기능을 갖춤으로써 주간뿐만 아니라 야간에도 영상의 획득이 용이하고, DVR(Digital Video Recorder)을 포함하여 획득한 아날로그 영상을 디지털 영상으로 변환함으로써, 사용자가 상기 모니터부(60)를 통하여 육묘장(10)의 생육상태를 관제할 수 있도록 한다.

상기 저장부(20)는 작물의 생장주기에 따른 환경정보인 생장모델정보를 저장하는 구성으로, 여기서 생장주기라 함은 발아기, 생장기 등 작물에 따라 시계열적으로 구획된 구간으로 정의한다.

또한, 상기 생장모델정보는 기 설정된 생장모델정보와, 기 설정된 생장모델정보와 생장주기로부터 측정된 환경정보에 의해 보정이 가해진 생장모델정보가 될 것이며, 이렇게 보정이 가해진 생장모델정보는 표준생장모델정보가 되는 것이다.

상기 측정부(50)는 상기 재배시설(10)의 환경정보를 센싱하는 구성으로, 작물의 생장에 영향을 미치는 함수인 온도, 습도, 조도, 이산화탄소 등에 대한 각각의 센서의 조합이다. 이들 센서들은 설정된 소정주기마다 해당정보를 측정하게 되는 것이며, 이러한 해당정보 즉 환경정보는 상기 분석부(40)로 전달된다.

상기 제어부(30)는 상기 육묘장(10)의 구성을 제어하는 것으로, 상기 분석부(40)의 제어명령에 의해 상기 육묘장(10)의 구성으로서 LED조사판(80), 상기 송풍기(91), 기타 온도, 습도, 이산화탄소 등을 조절할 수 있는 장치(도면에 도시되지 않음)를 제어하도록 하여 상기 육묘장(10)의 생장환경을 조절하는 것이다.

상기 분석부(40)는 상기 측정부(50)에서 센싱한 환경정보와 저장부(20)에 저장된 생장모델정보를 비교, 분석하는 구성이다.

상기 분석부(40)에 대해 더욱 상세히 설명하면, 도 2에서 보는 바와 같이 상기 측정부(50)에서 센싱 한 환경정보, 저장부(20)에 저장된 생장모델정보, 카메라(70)에 의한 사진정보를 분석하여 상기 육묘장(10)의 구성으로 제어신호를 출력하거나, 새로운 생장모델정보를 출력하여 상기 저장부(20)로 저장시키도록 하는 것이다.

상기 분석부(40)가 수행하는 분석에 있어 일 예로 이산화탄소량과 생장길이만에 의한 함수를 적용한 툴을 설명한다.

상기 저장부(20)에 특정 생장주기에서의 기 입력된 생장모델정보에는 특정 생장주기에서 필요 이산화탄소량과 이에 따른 적정 생장길이가 기 설정되며, 센싱한 환경정보는 해당 생장주기에서 실제 이산화탄소량이고, 상기 카메라(70)에 의한 영상정보는 해당 생장주기에서의 실제 생장길이가 될 것이다. 이러한 데이터에 기해 상기 분석부(40)는 기 입력된 특정 생장주기에서 필요 이산화탄소량과 이에 따른 적정 생장길이와 실제 이산화탄소량 및 실제 생장길이를 비교하여 실제 이산화탄소량이 필요 이산화탄소량보다 작게 측정됨에도 적정 생장길이와 실제 생장길이가 오차범위내에서 동일하다면 상기 분석부(40)는 실제 측정된 이산화탄소량으로 필요 이산화탄소량을 보정하여 상기 저장부(20)의 특정 생장주기에서 생장모델정보를 보정한다. 이렇게 분석부(40)에 의해 보정이 최종적으로 된 생장모델정보는 해당 작물에 대한 표준생장모델정보가 되는 것이다.

또한, 실제 이산화탄소량이 필요 이산화탄소량보다 작게 측정되고, 적정 생장길이보다 실제 생장길이가 작다면 상기 분석부(40)는 상기 제어부(30)에 제어신호를 출력하고, 상기 제어부(30)는 상기 온도 및 이산화탄소 조절장치(90)의 송풍기(91)를 가동하여 상기 육묘장(10)에 이산화탄소량을 늘리도록 하는 것이다.

상기 모니터부(60)는 상기 분석부(40)로부터 데이터를 사용자가 모니터링 할 수 있도록 하는 구성에 해당한다. 도면에 도시된 바는 없으나 통신부를 통하여 연결된 인터넷 또는 CDMA 통신망을 이용하여 사용자의 단말기로 SMS(Short Message Service)를 전송함으로써 육묘현황을 사용자가 모니터링 할 수 있도록 하는 예가 있을 수 있다. 이 경우 상기 모니터부(60)는 사용자 단말기가 될 것이다.

또한, 상기 모니터부(60)는 웹서버부가 되어 인터넷을 통하여 사용자에게 육묘현황을 모니터링 하도록 할 수 있는 예가 있을 수 있다. 즉 사용자는 시간, 장소에 상관없이 단말기를 이용하여 인터넷을 통해 웹서버부에 접속하여 육묘현황을 모니터링 할 수 있다.

한편 본 발명에서는 도 5에서 보는 바와 같이 표준재배시설 통합 관제,관리 방법에 대해서도 제시한다.

본 발명의 방법은 묘종별 생장모델정보를 설정하는 단계(S10); 재배시설에서 환경정보를 측정하는 단계(S20); 설정된 생장모델정보와 측정된 환경정보를 분석하는 단계(S30); 분석된 데이터에 의거 재배시설을 제어하는 단계(S40);를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

이에 더하여 설정된 생장모델정보과 측정된 환경정보를 분석하는 단계(S30)에서는, 측정된 환경정보에 의해 보정된 생장모델정보를 이용하여 표준생장모델정보를 도출하는 단계(S31)를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 바, 생장주기에 있어 어느 특정구간에서는 설정된 생장모델정보에 따라 재배시설을 제어하게 되는 것이며, 다른 특정구간에서는 설정된 생장모델정보에 오류를 보정하여 측정된 환경정보를 생장모델정보로 보정함으로써 결과적으로 표준생장모델정보가 도출되는 것이다. 즉 표준생장모델정보는 구간별로 기 설정된 생장모델정보가 그대로인 구간이 있으며, 해당구간에서 측정된 환경정보가 그 구간에서 생장모델정보를 대체하여 이루어지는 것이다.

이상 설명된 내용은 본 발명의 실시 예에 의하여 일례로 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 당업자라면 본 발명의 기술사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서에 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

10 : 재배시설 20 : 저장부
30 : 제어부 40 : 분석부
50 : 측정부 60 : 모니터부
70 : 카메라 80 : LED조명판

Claims (7)

1. 내부에서 작물을 생장시키는 재배시설;
   작물의 생장주기에 따른 환경정보인 생장모델정보를 저장하는 저장부;
   상기 재배시설의 환경정보를 센싱하는 측정부;
   상기 재배시설의 구성을 제어하는 제어부;
   상기 측정부에서 센싱한 환경정보와 저장부에 저장된 생장모델정보를 비교, 분석하는 분석부;
   상기 분석부로부터 데이터를 모니터링 하는 모니터부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 표준재배시설 통합 관제,관리 시스템.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 재배시설은,
   밀폐식의 육묘장으로, 상부에 LED조사판이 구성되며, 카메라가 구성됨을 특징으로 하는 표준재배시설 통합 관제,관리 시스템.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 제어부의 제어에 의해 상기 LED조사판은 구간이 구획되어 교번으로 점등이 되도록 하여 상기 육묘장의 온도 및 조도를 조절하는 것을 특징으로 하는 표준재배시설 통합 관제,관리 시스템.
   
4. 제 2항에 있어서,
   상기 육묘장에는,
   일단이 송풍기와 연결되며 지중에 매입되고 타단이 상기 육묘장에 연통되며, 복수의 유입공이 형성된 하나 이상의 지중관이 구성됨을 특징으로 하는 표준재배시설 통합 관제,관리 시스템.
   
5. 제 2항에 있어서,
   상기 분석부에서는 상기 센싱부에서 센싱한 환경정보, 저장부에 저장된 생장모델정보, 카메라에 의한 실시간 영상정보를 분석하여 상기 육묘장으로 제어신호를 출력하거나, 새로운 생장모델정보를 출력하여 상기 저장부로 저장시킴을 특징으로 하는 표준재배시설 통합 관제,관리 시스템.
   
6. 묘종별 생장모델정보를 설정하는 단계;
   재배시설에서 환경정보를 측정하는 단계;
   설정된 생장모델정보와 측정된 환경정보를 분석하는 단계;
   분석된 데이터에 의거 재배시설을 제어하는 단계;
   를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 표준재배시설 통합 관제,관리 시스템.
   
7. 제 6항에 있어서,
   설정된 생장모델과 측정된 환경정보를 분석하는 단계에서는,
   측정된 환경정보에 의해 보정된 생장모델정보를 이용하여 표준생장모델정보를 도출하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 표준재배시설 통합 관제,관리 시스템.

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