KR20140080939A - Plant cultivation system for use in combination with light and artificial light - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광 병용형 식물 재배 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a combined plant cultivation system.
식물공장은 통제된 시설 내에서 생물의 생육환경(빛, 공기, 열, 양분)을 인공적으로 제어하여 계절이나 장소에 관계없이 자동화를 통한 식물 생산과 동일한 작물을 계획 생산할 수 있는 시스템으로서, 식물공장은 LED, 환경제어시스템, 로봇자동화공정 등 첨단기술이 융화된 농업 분야라는 점에서 기존 비닐하우스와의 차이가 있다.A plant plant is a system that can artificially control the growth environment (light, air, heat, nutrients) of a living organism within a controlled facility to plan and produce the same crop as the plant production through automation regardless of season or place. Is different from conventional vinyl houses in that it is an agricultural field with advanced technology such as LED, environmental control system and robot automation process.
또한, 식물공장은 향후 국내 기후변화에 대한 적극적 대응의 하나이며, 나아가 공장설비 자체의 수출이 가능한 신성장 산업으로, 채소 자급률이 10% 미만인 국가에 식물공장의 설치, 기술 자체를 수출함으로써 경제성을 증대시킬 수 있는 기술이다.In addition, plant factories are one of the active countermeasures against domestic climate change, and it is a new growth industry that can export the factory equipment itself. It increases the economic efficiency by exporting the plant factory installation and technology to countries where the self sufficiency rate of vegetables is less than 10% It is a technology that can be made.
종래의 기술로는, "엽 채류 생산을 위한 식물공장 시스템"(출원번호 10-2011-0019180호)이 있었으나, 상기 종래 기술은 인공광을 사용하고 인공광에서 발생하는 열을 냉방기에 의하여 온도를 제어함으로써, 시스템 전체의 전기에너지 의존도가 높다는 문제점이 있었다.Conventionally, there is a "plant plant system for leafwood production" (Application No. 10-2011-0019180). However, the prior art uses artificial light and controls the temperature generated by artificial light by a cooler , There is a problem that the system is highly dependent on electric energy.
본 발명은 상기 문제점을 개선하기 위하여 창작된 것으로써, 본 발명의 목적은, 인공광과 자연광을 병용하여 사용하고, 재배 대상인 식물의 생장에 따른 내부 환경의 상태를 최적화시킴으로써 생산성 및 경제적 효율성이 증대될 수 있는 광 병용형 식물 재배 시스템을 제공하는 데 있다.The object of the present invention is to use artificial light and natural light in combination and to optimize the state of the internal environment according to the growth of plants to be cultivated, thereby improving productivity and economic efficiency And a plant cultivation system using the plant.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 식물 재배 공간을 형성하며, 지붕 또는 측벽의 일부가 투명하게 마련되어 자연광이 조사되도록 형성되는 하우징과; 상기 하우징 내부에 설치되어 재배되는 식물에 인공광 형태의 조명을 제공하는 엘이디조명부와; 상기 하우징 내부에 설치되어 재배되는 식물의 생장 상태에 대한 이미지 또는 영상 정보를 획득하는 이미지센서와; 상기 하우징 내부의 온도 및 습도를 감지하는 온습도센서와; 상기 하우징 내부로 조사되는 자연광의 양을 측정하는 일사량센서와; 상기 이미지센서와 온습도센서와 일사량센서에서 감지된 정보를 전달받아 상기 엘이디조명부의 제어를 수행하는 제어모듈;을 포함하는 광 병용형 식물 재배 시스템에 의해 달성될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a plant, comprising: a housing forming a plant growing space and having a roof or a part of a side wall formed to be transparent so as to be exposed to natural light; An LED illuminating unit provided in the housing to provide illumination of an artificial light type to a plant to be cultivated; An image sensor for acquiring image or image information on a growth state of a plant installed inside the housing and cultivated; A temperature and humidity sensor for sensing temperature and humidity inside the housing; A solar radiation sensor for measuring the amount of natural light irradiated into the housing; And a control module for receiving the information sensed by the image sensor, the temperature and humidity sensor, and the irradiation dose sensor and performing control of the LED illumination unit.
여기서, 상기 제어모듈은 미리 저장된 식물의 생장 기준 데이터와 상기 이미지센서와 온습도센서와 일사량센서로부터 실시간으로 전달된 환경상태 데이터를 참조하여 상기 엘이디조명부의 조명 높이, 조명 각도, 조명량을 제어하도록 마련될 수 있다.Here, the control module controls the illumination height, the illumination angle, and the illumination amount of the LED illumination unit with reference to the previously stored plant growth reference data and the environmental condition data transmitted from the image sensor, the temperature / humidity sensor and the irradiation dose sensor in real time .
또한, 상기 광 병용형 식물 재배 시스템은 상기 엘이디조명부의 일단 또는 양단에 결합되는 지지부를 추가적으로 포함하며, 상기 지지부는 실린더 구동에 의해 상기 지지부의 상부를 상하로 이송시키도록 마련될 수 있다.In addition, the light combining type planting system may further include a support portion coupled to one end or both ends of the LED illumination portion, and the support portion may be provided to vertically convey the upper portion of the support portion by driving the cylinder.
여기서, 상기 지지부와 엘이디조명부의 결합부분에는 구동수단에 의해 회전되는 하나 이상의 기어가 설치되어 상기 엘이디조명부의 조명각이 제어되도록 마련될 수 있다.Here, at least one gear rotated by the driving means may be installed at the coupling portion of the support portion and the LED illumination portion so that the illumination angle of the LED illumination portion is controlled.
또한, 상기 광 병용형 식물 재배 시스템은 상기 하우징 내부의 이산화탄소 및 산소의 양을 측정하는 기체센서 및 상기 하우징 외부의 풍향 및 풍속을 감지하는 풍속센서를 추가적으로 포함할 수 있다.In addition, the light-combining type plant cultivation system may further include a gas sensor for measuring the amount of carbon dioxide and oxygen in the housing, and an air speed sensor for sensing the wind direction and wind speed outside the housing.
한편, 상기 엘이디조명부는 블루(Blue), 그린(Green), 레드(Red) 색상을 발광하는 하나 이상의 단위엘이디를 포함하며, 상기 단위엘이디는 상기 각 색상을 조합하여, 핑크(Pink) 또는 화이트(White) 색상을 발광할 수 있도록 마련될 수 있다.The LED illumination unit may include at least one unit LED that emits blue, green, and red colors. The unit LED may be a combination of the colors of pink White) colors.
본 발명에 의해, 인공광과 자연광을 병용하여 사용하고, 재배 대상인 식물의 생장에 따른 내부 환경의 상태를 최적화시킴으로써 생산성 및 경제적 효율성이 증대될 수 있다.Industrial Applicability According to the present invention, productivity and economic efficiency can be increased by using artificial light and natural light in combination, and by optimizing the state of the internal environment according to the growth of plants to be cultivated.
첨부의 하기 도면들은, 전술한 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 이해시키기 위한 것이므로, 본 발명은 하기 도면에 도시된 사항에 한정 해석되어서는 아니 된다.
도 1 은 본 발명에 따른 광 병용형 식물 재배 시스템의 구성을 나타낸 개략도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.
1 is a schematic view showing a configuration of a combined plant cultivation system according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Prior to this, the terms used in the specification and claims should not be construed in a dictionary sense, and the inventor may, on the principle that the concept of a term can be properly defined in order to explain its invention in the best way And should be construed in light of the meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.
Therefore, the embodiments shown in the present specification and the drawings are only exemplary embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are presented. Therefore, various equivalents It should be understood that water and variations may exist.
도 1 은 본 발명에 따른 광 병용형 식물 재배 시스템의 구성을 나타낸 개략도이다.1 is a schematic view showing a configuration of a combined plant cultivation system according to the present invention.
도 1 을 참조하면, 본 발명에 따른 광 병용형 식물 재배 시스템은, 식물 재배 공간을 형성하며, 지붕 또는 측벽의 일부가 투명하게 마련되어 자연광이 조사되도록 형성되는 하우징(10)과; 상기 하우징(10) 내부에 설치되어 재배되는 식물에 인공광 형태의 조명을 제공하는 엘이디조명부(20)와; 상기 하우징(10) 내부에 설치되어 재배되는 식물의 생장 상태에 대한 이미지 또는 영상 정보를 획득하는 이미지센서(30)와; 상기 하우징(10) 내부의 온도 및 습도를 감지하는 온습도센서(40)와; 상기 하우징(10) 내부로 조사되는 자연광의 양을 측정하는 일사량센서(50)와; 상기 이미지센서(30)와 온습도센서(40)와 일사량센서(50)에서 감지된 정보를 전달받아 상기 엘이디조명부(20)의 제어를 수행하는 제어모듈(60);을 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, a combined plant cultivating system according to the present invention includes a
또한, 본 발명에 따른 광 병용형 식물 재배 시스템은, 하우징(10) 내부의 이산화탄소 및 산소의 양을 측정하는 기체센서(70) 및 하우징(10) 외부의 풍향 및 풍속을 감지하는 풍속센서(80)를 추가적으로 포함할 수 있다.The combined plant cultivation system according to the present invention includes a
여기서, 상기 이미지센서(30)와 온습도센서(40)와 일사량센서(50)와 기체센서(70) 및 풍속센서(80)는 각각의 측정 대상을 감지하고 이에 대한 정보를 상기 제어모듈(60)로 전달하도록 구성되며, 상기 각 센서는 다양한 위치에 설치되는 하나 이상의 센서노드 및 태그로 구성된 유비쿼터스 센서 네트워크(USN:Ubiquitous Sensor Network)로 이루어져 상기 제어모듈(60)과 통신 가능하도록 설치될 수 있다.Here, the
여기서, 상기 제어모듈(60)은 미리 저장된 재배되는 식물의 생장 기준 데이터와 상기 이미지센서(30)와 온습도센서(40)와 일사량센서(50)로부터 실시간으로 전달된 환경상태 데이터를 참조하여 상기 엘이디조명부(20)의 조명 높이, 조명 각도, 조명량을 제어하도록 마련될 수 있다.The
즉, 상기 제어모듈(60)은 재배 대상 식물의 생장 기준 데이터를 저장하고 있으며, 상기 이미지센서(30)로부터 전달된 식물 생장 상태에 대한 영상 또는 이미지 데이터와 상기 온습도센서(40)로부터 전달된 하우징(10) 내부의 온습도 상태와 상기 일사량센서(50)로부터 전달된 자연광 조사량과 상기 기체센서(70)로부터 전달된 하우징 내의 공기 중 이산화탄소와 산소가 차지하는 비율에 대한 데이터와 상기 풍속센서(80)로부터 전달된 외부의 풍량 및 풍속에 대한 데이터를 종합하여 환경상태정보를 파악하고 이를 현재의 식물 생장 상태와 생장 기준 데이터와 비교하여 엘이디조명부(20)의 강도 및 배치 제어와 환기팬 구동, 내부 온도 제어 등의 식물 재배 시스템의 전반적인 상태를 제어하도록 마련되는 것이다.That is, the
여기서, 본 발명에 따른 광 병용형 식물 재배 시스템은 상기 엘이디조명부(20)의 일단 또는 양단에 결합되는 지지부(22)를 추가적으로 포함하며, 상기 지지부(22)는 실린더 구동에 의해 상기 지지부(22)의 상부를 상하로 이송시키도록 마련될 수 있다.The planting system according to the present invention may further include a
또한, 상기 지지부와 엘이디조명부의 결합부분에는 구동수단에 의해 회전되는 하나 이상의 기어(미도시)가 설치되어 상기 엘이디조명부의 조명각이 제어되도록 마련될 수 있다.In addition, one or more gears (not shown) may be provided on the coupling portion of the support portion and the LED illumination portion to be rotated by the driving means so that the illumination angle of the LED illumination portion is controlled.
즉, 상기 제어모듈(60)에서 엘이디조명부(20)에 의한 인공 광 조사가 필요하다고 판단되면, 상기 제어모듈(60)은 엘이디조명부(20)에 발광신호를 전송하며, 식물 성장 또는 재배 트레이별 조사되는 광 분포의 균일에 따라 상기 엘이디조명부(20)의 조명높이 및 조명각, 조명량 등을 조절하여 제어하도록 마련될 수 있는 것이다.That is, when it is determined by the
한편, 상기 엘이디조명부(20)는 블루(Blue), 그린(Green), 레드(Red) 색상을 발광하는 하나 이상의 단위엘이디를 포함하며, 상기 단위엘이디는 상기 각 색상을 조합하여, 핑크(Pink) 또는 화이트(White) 색상을 발광할 수 있도록 마련될 수 있으나, 상기 색 조합에 따른 발광색은 전술한 바에 한정되지는 않으며, 재배될 식물의 생장 특성에 따라 선택되는 다양한 조합의 색상으로 엘이디조명부(20)의 인공광 조명을 제공하도록 마련될 수도 있다.The
아울러, 상기 각 센서들의 USN를 구현하기 위한 세부 구성(통신 회로, 프로토콜, 인터페이스 등)과, 조명높이와 조명각을 제어하기 위한 기계적 구성(구동력 제공 수단, 구동력 변환 수단, 기어, 실린더)과, 단위엘이디의 구성 및 색 조합에 의한 발광색 선택의 구체적인 내용은 이미 공지된 것이므로 생략함을 밝혀둔다.
In addition, a detailed configuration (communication circuit, protocol, interface, etc.) for implementing the USN of each sensor, a mechanical configuration (driving force providing means, driving force converting means, gear, cylinder) for controlling the illumination height and the angle of illumination, The specific contents of the unit LED and the selection of the luminescent color by the color combination are already known and are omitted.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광 병용형 식물 재배 시스템은, 인공광과 자연광을 병용하여 사용하고, 재배 대상인 식물의 생장에 따른 내부 환경의 상태를 최적화시킴으로써 생산성 및 경제적 효율성이 증대될 수 있다.
Industrial Applicability As described above, productivity and economic efficiency can be increased by using artificial light and natural light in combination, and by optimizing the state of the internal environment according to the growth of plants to be cultivated.
이상, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.While the present invention has been described with reference to the exemplary embodiments and the drawings, it is to be understood that the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. Various modifications and variations may be made without departing from the scope of the appended claims.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 하우징 20 : 엘이디조명부
22 : 지지부 30 : 이미지센서
40 : 온습도센서 50 : 일사량센서
60 : 제어모듈 70 : 기체센서
80 : 풍속센서Description of the Related Art [0002]
10: housing 20: LED illumination part
22: support 30: image sensor
40: Temperature and humidity sensor 50:
60: control module 70: gas sensor
80: wind speed sensor
Claims (6)
상기 하우징 내부에 설치되어 재배되는 식물에 인공광 형태의 조명을 제공하는 엘이디조명부와;
상기 하우징 내부에 설치되어 재배되는 식물의 생장 상태에 대한 이미지 또는 영상 정보를 획득하는 이미지센서와;
상기 하우징 내부의 온도 및 습도를 감지하는 온습도센서와;
상기 하우징 내부로 조사되는 자연광의 양을 측정하는 일사량센서와;
상기 이미지센서와 온습도센서와 일사량센서에서 감지된 정보를 전달받아 상기 엘이디조명부의 제어를 수행하는 제어모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 병용형 식물 재배 시스템.A housing which forms a plant growing space and is formed such that a roof or a part of a side wall thereof is transparent to be irradiated with natural light;
An LED illuminating unit provided in the housing to provide illumination of an artificial light type to a plant to be cultivated;
An image sensor for acquiring image or image information on a growth state of a plant installed inside the housing and cultivated;
A temperature and humidity sensor for sensing temperature and humidity inside the housing;
A solar radiation sensor for measuring the amount of natural light irradiated into the housing;
And a control module that receives the information sensed by the image sensor, the temperature / humidity sensor, and the irradiation dose sensor and performs control of the LED illumination unit.
상기 제어모듈은 미리 저장된 식물의 생장 기준 데이터와 상기 이미지센서와 온습도센서와 일사량센서로부터 실시간으로 전달된 환경상태 데이터를 참조하여 상기 엘이디조명부의 조명 높이, 조명 각도, 조명량을 제어하는 것을 특징으로 하는 광 병용형 식물 재배 시스템.The method according to claim 1,
The control module controls the illumination height, the illumination angle, and the illumination amount of the LED illumination unit with reference to the plant growth reference data stored in advance and environmental condition data transmitted from the image sensor, the temperature / humidity sensor, and the irradiation dose sensor in real time Planting system.
상기 광 병용형 식물 재배 시스템은 상기 엘이디조명부의 일단 또는 양단에 결합되는 지지부를 추가적으로 포함하며, 상기 지지부는 실린더 구동에 의해 상기 지지부의 상부를 상하로 이송시키는 것을 특징으로 하는 광 병용형 식물 재배 시스템.3. The method of claim 2,
Wherein the light combining type plant cultivation system further comprises a support portion coupled to one end or both ends of the LED illumination portion, wherein the support portion vertically transports the upper portion of the support portion by driving the cylinder, .
상기 지지부와 엘이디조명부의 결합부분에는 구동수단에 의해 회전되는 하나 이상의 기어가 설치되어 상기 엘이디조명부의 조명각이 제어되는 것을 특징으로 하는 광 병용형 식물 재배 시스템.The method of claim 3,
Wherein at least one gear rotated by a drive means is provided at a coupling portion between the support portion and the LED illumination portion to control an illumination angle of the LED illumination portion.
상기 광 병용형 식물 재배 시스템은 상기 하우징 내부의 이산화탄소 및 산소의 양을 측정하는 기체센서 및 상기 하우징 외부의 풍향 및 풍속을 감지하는 풍속센서를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 광 병용형 식물 재배 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the light combining type plant cultivation system further comprises a gas sensor for measuring the amount of carbon dioxide and oxygen in the housing, and an air speed sensor for sensing the wind direction and wind speed outside the housing.
상기 엘이디조명부는 블루(Blue), 그린(Green), 레드(Red) 색상을 발광하는 하나 이상의 단위엘이디를 포함하며, 상기 단위엘이디는 상기 각 색상을 조합하여, 핑크(Pink) 또는 화이트(White) 색상을 발광할 수 있도록 마련되는 것을 특징으로 하는 광 병용형 식물 재배 시스템.
The method according to claim 1,
The LED illumination unit may include one or more unit LEDs emitting blue, green, and red colors, and the unit LEDs may be formed of a combination of the colors of pink, Wherein the light source is arranged to emit light of a color.
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