KR20150074776A - Apparatus for Measuring Photo-environment of Plants Factory and Method for Measuring the Same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 식물 공장의 광 환경 측정 장치 및 그의 측정 방법에 관한 것이고, 구체적으로 식물 공장의 광 환경을 센서에 의하여 측정하여 외부 제어 장치로 전달하고 그에 따라 식물 공장 내부의 광 환경이 적절하게 조절될 수 있도록 하는 식물 공장의 광 환경 측정 장치 및 그의 측정 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an optical environment measuring apparatus and a measuring method thereof in a plant factory. Specifically, the optical environment of a plant is measured by a sensor and transmitted to an external control apparatus, The present invention relates to an optical environment measuring apparatus and a measuring method thereof for a plant factory.
식물 공장이란 시설 내부에 빛, 온도, 습도 또는 이산화탄소와 같은 재배환경을 인공적으로 제어하여 계절에 관계없이 식물이 계속적으로 생산될 수 있도록 하는 시설을 말한다. 식물 공장은 도시 근교 또는 도심에서 농산물이 생산될 수 있고, 실내 농업에 해당되므로 연중 생산이 가능하면서 안정적인 공급이 가능하다는 장점을 가지지만 모든 시설이 인공적으로 만들어져야 하므로 설비 및 유지비용이 높아지고 이로 인하여 가격 경쟁력이 낮아질 수 있다는 단점을 가진다. A plant plant is a facility that allows artificial control of the cultivation environment such as light, temperature, humidity, or carbon dioxide inside the facility so that plants can be continuously produced regardless of the season. Plant factories are capable of producing agricultural products in the suburbs or in the city, and they are suitable for indoor farming, so they can be produced all year round and can be supplied in a stable manner. However, all the facilities must be made artificially, Price competitiveness can be lowered.
빛은 식물의 생장에 미치는 주요한 인자의 하나가 되고 주로 음극선관 형광등, 고압 나트륨 등 또는 발광다이오드(LED) 조명이 주로 광원으로 이용될 수 있다. 식물 공장의 광은 인위적으로 조절이 되어야 하므로 파종부터 수확에 이르기까지 자동으로 파장 대역 또는 광량의 조절되는 것이 유리하다. 이와 같은 식물 공장 조명의 자동 조절을 위하여 먼저 식물 공장 내부의 광이 측정이 될 필요가 있다. Light is one of the main factors affecting the growth of plants, and mainly cathode ray tube fluorescent lamp, high pressure sodium lamp or light emitting diode (LED) lighting can be used mainly as a light source. Since the light of a plant plant should be controlled artificially, it is advantageous to automatically adjust the wavelength band or light quantity from sowing to harvest. In order to automatically control the lighting of such plant factories, the light inside the plant must first be measured.
식물 자동 관리와 관련된 선행기술로 특허공개번호 제2012-0066191호 ‘식물 자동 관리 장치’가 있다. 상기 선행기술은 전원을 인가받아 작동하며 현재의 환경 상태를 확인하고 사용자 또는 장치가 식물의 생육에 필요한 환경을 조성하기 위한 식물 정보 데이터베이스; 화분 내 토양의 환경 상태와 화분 주면의 환경 상태를 감지하는 센서; 생육하고자 하는 대상 식물의 입력 정보에 따라 상기 식물 경보 데이터베이스로부터 상기 대상 식물의 생육 환경 정보를 전달받으며 이를 상기 센서의 감지 정보와 비교하여 표시해주는 정보 표시 부분; 상기 정보 표시 부분의 표시 정보에 따라 상기 대상 식물의 생육 조건에 맞도록 물을 공급해주는 물 공급 부분; 상기 정보 표시 부분의 비교 결과를 사용자에게 알려주는 정보 알림 부분; 및 상기 식물 정보 데이터베이스, 상기 센서, 상기 정보 표시 부분, 상기 물 공급 부분 및 상기 정보 알림 부분을 제어하는 제어 부분을 포함하고, 상기 식물 정보 데이터베이스는 각종 식물의 생육에 필요한 최적의 온도와 습도 정보를 포함하는 식물 자동 관리 장치에 대하여 개시한다. As a prior art related to automatic plant management, Patent Publication No. 2012-0066191 entitled " Plant automatic management system " The prior art includes a plant information database for confirming the current environmental condition by operating the power supply and for creating an environment necessary for the user or the apparatus to grow plants; A sensor for detecting the environmental condition of the soil in the pollen and the environmental condition of the pollen surface; An information display part for receiving the growth environment information of the target plant from the plant alert database according to input information of a target plant to be grown and comparing the information with the detection information of the sensor and displaying the information; A water supply part for supplying water according to growth conditions of the target plant according to display information of the information display part; An information notification section for informing the user of the comparison result of the information display section; And a control section for controlling the plant information database, the sensor, the information display section, the water supply section, and the information notification section, wherein the plant information database stores optimum temperature and humidity information necessary for growing various plants The present invention relates to an automatic plant management apparatus including a plant.
식물 재배와 관련된 다른 선행기술로 특허공개번호 제2012-0072985호 ‘식물 재배 관리 시스템 및 방법’이 있다. 상기 선행기술은 적어도 하나의 식물과 상기 식물에 인접하여 배치된 기준 유닛을 촬영하는 촬영 장치; 환경 변수에 기초하여 상기 식물의 재배 환경 조건을 조절하는 재배 환경 관리 장치; 및 촬영된 상기 식물의 영상과 상기 재배 환경 조건을 수신하고, 상기 촬영 장치의 촬영 조건과 상기 기준 유닛의 크기에 기초하여 상기 식물의 영상으로부터 상기 식물의 크기 정보를 검출하며, 검출된 상기 식물의 크기 정보에 기초하여 상기 재배 환경 관리 장치를 제어하는 제어 장치를 포함하는 식물 재배 관리 시스템에 대하여 개시한다. Another prior art related to plant cultivation is Patent Publication No. 2012-0072985 'Plant cultivation management system and method'. The prior art includes a photographing apparatus for photographing at least one plant and a reference unit disposed adjacent to the plant; A cultivation environment management device for regulating cultivation environment conditions of the plant based on environmental variables; And a control unit for receiving the image of the taken plant and the cultivation environment condition, detecting the size information of the plant from the image of the plant based on the photographing condition of the photographing apparatus and the size of the reference unit, And a control device for controlling the cultivating environment management apparatus based on the size information.
식물 관리와 관련된 선행기술로 특허등록번호 제1296509호 ‘식물 관리기’가 있다. 상기 선행기술은 식물의 서식 환경을 감지하는 서식환경감지 수단과 상기 서식 환경 감지 수단을 통하여 감지된 서식 환경에 따라 식물 상태를 관리자에게 알림 표시할 수 있게 관리기 몸체에 구비되는 식물 알람 표시 부분, 식물이 식재된 화분이 토양에 탐침 설치될 수 있게 관리기 몸체 하부에 돌출 구비되는 탐침 설치 부분, 서식 환경 감지 수단을 통하여 입력된 서식 환경 자료를 연산하여 식물 알림 표시 부분의 알림을 제어하는 식물 관리 제어 부분 및 관리기 몸체에 구비되어 동작 전원을 구비하는 전원 부분을 포함하는 식물 관리기에 대하여 개시한다.Prior art related to plant management is Patent Registration No. 1296509, Plant Manager. The prior art includes a form environment detecting means for detecting a form environment of a plant and a plant alarm display portion provided in the body of the manager for notifying the manager of the plant status according to the form environment sensed through the form environment sensing means, A probe mounting part protruding from a lower portion of the body of the manager so that the planted flower pot can be installed on the soil, a plant management control part for controlling the notification of the plant notification display part by calculating the form environmental data inputted through the environment sensing part, And a power supply portion provided in the manager body and having an operation power supply.
선행기술은 식물 생육 정보와 관련하여 적절하게 환경을 관리하는 방법에 대하여 개시하고 있지만 식물 성장에 직접적으로 영향을 미치는 각각의 인자의 측정 방법 또는 장치와 그로부터 측정된 정보의 처리에 대하여 개시하고 있지 아니하다. The prior art discloses a method for appropriately managing the environment in relation to plant growth information, but does not disclose the method or apparatus for measuring each factor directly affecting plant growth and the processing of information measured therefrom Do.
본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다. The present invention has been made to solve the problems of the prior art and has the following purpose.
본 발명의 목적은 식물 공장 내부의 광 환경을 측정하고 관련 정보가 처리될 수 있도록 하는 광 환경 측정 장치 및 측정 방법을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide an optical environment measuring apparatus and a measuring method for measuring optical environment inside a plant factory and for processing related information.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 실시간으로 식물 공장의 광 환경을 측정하기 위한 측정 장치는 다수 개의 채널로 이루어진 포토 센서; 포토 센서로부터 탐지된 광을 전송하는 전송 유닛; 전송 유닛으로부터 전송되는 데이터를 처리하는 제어 유닛; 및 제어 유닛의 제어에 의하여 포토 센서의 탐지 조건을 결정하는 설정 유닛을 포함하고, 상기 제어 유닛은 정해진 주기로 상기 포토 센서로부터 전송된 광양자 밀도의 프로파일을 디스플레이 유닛에 표시하는 것을 특징으로 한다. According to a preferred embodiment of the present invention, a measurement device for measuring the optical environment of a plant factory in real time includes: a photosensor having a plurality of channels; A transmission unit for transmitting light detected from the photo sensor; A control unit for processing data transmitted from the transmission unit; And a setting unit for determining the detection condition of the photosensor by the control of the control unit, wherein the control unit displays the profile of the density of photons transferred from the photosensor at a predetermined cycle on the display unit.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 포토 센서는 내부에 수용 공간이 형성된 몸체, 상기 수용 공간에 배치된 배광 플레이트, 상기 배광 플레이트를 따라 일정한 간격으로 일렬로 배치되는 실리콘 광 다이오드 및 몸체의 측면에 고정되면서 연결 포트가 형성된 측벽로 이루어진다. According to another preferred embodiment of the present invention, the photosensor includes a body having a housing space formed therein, a light distribution plate disposed in the accommodation space, a silicon photodiode arranged in a line at regular intervals along the light distribution plate, And a side wall formed with a connection port while being fixed.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 식물 공장의 광 환경 측정 방법은 다수 개의 실리콘 광 다이오드를 가진 포토 센서를 준비하는 단계; 초기 조건을 설정하고 측정 인자를 보정하는 단계; 서로 다른 위치에서 상기 포토 센서에서 탐지되는 광양자 밀도를 측정하는 단계; 측정된 광양자 밀도에 따라 광 밀도 프로파일을 형성하는 단계; 광 밀도 프로파일이 미리 결정된 기준치의 범위에 대한 일치 여부를 판단하는 단계; 및 상기 판단 여부에 따라 조명 유닛의 작동을 제어하는 단계를 포함한다. According to another preferred embodiment of the present invention, there is provided a method of measuring optical environment of a plant factory, comprising: preparing a photosensor having a plurality of silicon photodiodes; Setting an initial condition and correcting a measurement factor; Measuring the density of photons detected by the photosensor at different locations; Forming an optical density profile according to the measured photon density; Determining whether the optical density profile agrees with a predetermined range of reference values; And controlling the operation of the illumination unit according to whether or not the determination is made.
본 발명에 따른 측정 장치는 실시간으로 식물 공장 내 광 환경의 탐지가 가능하도록 하여 식물 공장의 생육 조건의 제어가 가능하도록 한다는 이점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 측정 장치는 이동성을 가지거나 또는 고정된 형태로 설치되어 필요에 따라 적절하게 광 환경 탐지에 적용될 수 있도록 한다는 이점을 가진다. 추가로 본 발명에 따른 측정 방법에 다양한 파장 대역의 설정에 의하여 서로 다른 파장 대역의 광 조명 조건을 가지는 식물 공장에 적용이 될 수 있도록 한다는 장점을 가진다. The measuring apparatus according to the present invention has an advantage in that it is possible to detect the light environment in the plant factory in real time and control the growth conditions of the plant. Further, the measuring apparatus according to the present invention is advantageous in that it can be installed in a movable or fixed form, and can be suitably applied to optical environment detection if necessary. In addition, the measuring method according to the present invention has an advantage in that it can be applied to plant factories having optical lighting conditions of different wavelength bands by setting various wavelength bands.
도 1은 본 발명에 따른 측정 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2a는 본 발명에 따른 측정 장치에 적용되는 탐지 센서의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2b는 본 발명에 따른 탐지 센서에서 포토 센서의 회로도의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3a는 본 발명에 따른 측정 방법에 따른 측정 과정의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3b는 본 발명에 따른 측정 방법에 의한 광양자 밀도 프로파일의 실시 예를 도시한 것이다. Figure 1 shows an embodiment of a measuring device according to the invention.
FIG. 2A shows an embodiment of a detection sensor applied to a measuring apparatus according to the present invention.
2B shows an embodiment of a circuit diagram of a photosensor in a detection sensor according to the present invention.
FIG. 3A illustrates an example of a measurement process according to a measurement method according to the present invention.
FIG. 3B shows an embodiment of a photon density profile by a measuring method according to the present invention.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto. In the following description, components having the same reference numerals in different drawings have similar functions, so that they will not be described repeatedly unless necessary for an understanding of the invention, and the known components will be briefly described or omitted. However, It should not be understood as being excluded from the embodiment of Fig.
도 1은 본 발명에 따른 측정 장치의 실시 예를 도시한 것이다. Figure 1 shows an embodiment of a measuring device according to the invention.
도 1을 참조하면, 실시간으로 식물 공장의 광 환경을 측정하기 위한 본 발명에 따른 측정 장치는 다수 개의 채널로 이루어진 포토 센서(13); 포토 센서(13)로부터 탐지된 광을 전송하는 전송 유닛(14); 전송 유닛(14)으로부터 전송된 데이터를 처리하는 제어 유닛(11); 및 제어 유닛(11)의 제어에 의하여 포토 센서(13)의 탐지 조건을 결정하는 설정 유닛(12)을 포함하고, 상기 제어 유닛(11)은 정해진 주기로 상기 포토 센서(13)로부터 전송된 광양자 밀도의 프로파일을 디스플레이(D) 유닛에 표시할 수 있다. Referring to FIG. 1, a measuring apparatus according to the present invention for measuring the optical environment of a plant in real time includes a
본 발명은 엘이디 조명에 의한 식물 공장에 적용될 수 있지만 포토 센서(13)의 적절한 설계 변경을 통하여 예를 들어 형광등, 나트륨등 또는 레이저 다이오드(LD) 조명에 의한 식물 공장에 적용이 될 수 있고 본 발명은 적용 조명에 의하여 제한되지 않는다. The present invention can be applied to a plant factory by LED illumination, but can be applied to a plant factory by fluorescent light, sodium lamp or laser diode (LD) illumination through appropriate design modification of the
식물 공장은 생육되는 작물을 위한 다양한 파장 대역의 광을 사용할 수 있고 본 발명에 따른 측정 장치는 다양한 파장 대역의 광 환경 측정이 가능하다. 측정 장치는 하드웨어와 소프트웨어로 이루어질 수 있고 하드웨어는 탐지, 변환, 통신 및 디스플레이와 관련되고 그리고 소프트웨어는 장치의 작동 또는 제어, 분석 및 저장과 관련될 수 있다. 다만 하드웨어와 소프트웨어는 일체로 이루어질 수 있고 독립된 별개의 요소로 명확하게 구별이 되는 것은 아니다. Plant plants can use light of various wavelength bands for growing crops, and the measurement apparatus according to the present invention can measure light environment of various wavelength bands. The measuring device may be comprised of hardware and software, the hardware may be associated with detection, conversion, communication and display, and the software may be associated with operation or control, analysis and storage of the device. However, hardware and software can be integrated and not as separate and distinct elements.
제어 유닛(11)은 예를 들어 퍼스널 컴퓨터 또는 노트북과 같은 것에 포함된 중앙 처리 장치 또는 마이크로프로세서가 될 수 있고 퍼스널 컴퓨터 또는 노트북에 설치된 다양한 소프트웨어 또는 하드웨어를 통하여 측정 장치를 작동시킬 수 있다. 그리고 본 발명에 따른 측정 장치의 작동을 위한 소프트웨어는 퍼스널 컴퓨터 또는 노트북에 응용 프로그램 형태로 설치될 수 있다. 제어 유닛(11)은 디스플레이 유닛(151)에 연결될 수 있고 그리고 내부 또는 외부 저장 매체(152)를 가질 수 있다. 제어 유닛(11), 디스플레이 유닛(151) 또는 저장 매체(152)는 이 분야에서 임의의 형태가 될 수 있고 본 발명은 제어 유닛(11)의 종류에 의하여 제한되지 않는다.The
설정 유닛(12)은 포토 센서(13)의 탐지 조건을 설정하는 기능을 가지고 예를 들어 센서 채널로 유입되는 파장 대역 또는 유입 각도, 증폭 비율 또는 신호의 전송 속도와 같은 것이 설정될 수 있다. 설정 유닛(12)은 실질적으로 제어 유닛(11)과 일체로 형성이 될 수 있고 소프트형태로 될 수 있거나 소프트웨어에 의하여 조건이 설정될 수 있다. The
포토 센서(13)은 광 환경의 탐지를 위한 것으로 다수 개의 채널로 이루어질 수 있고 각각의 채널은 광 다이오드를 포함할 수 있다. 광 다이오드는 바람직하게 실리콘 광 다이오드가 될 수 있고 필요에 따라 특정 파장 대역의 통과를 위한 광 필터를 포함할 수 있다. 포토 센서(13)에 의하여 측정 대상이 되는 영역의 초당 가해지는 광양자 밀도(Photosynthetic Photon Flux Density: PPFD)가 측정이 되어 전송 유닛(14)으로 전달이 될 수 있다. 포토 센서(13)에서 측정된 광양자 밀도는 예를 들어 전류 신호 또는 전압 신호로 변환이 되어 전송 유닛(14)으로 전달이 될 수 있다. The
전송 유닛(14)은 포토 센서(13)와 제어 유닛(11)을 연결하는 기능을 가질 수 있고 예를 들어 연결 커넥터 또는 USB 포토 단자와 같은 것을 포함할 수 있다. 전송 유닛(14)은 각각의 채널의 포토다이오드의 신호를 수신하여 예를 들어 1 내지 5초 단위의 주기로 제어 유닛(11)으로 전송하는 기능을 가질 수 있다. The
본 발명에 따른 포토 센서(13)는 이동 가능한 구조 또는 포터블 구조로 이루어질 수 있고 그리고 전송 유닛(14)에 의하여 제어 유닛(11)에 연결될 수 있다. 포토 센서(13)는 서로 다른 위치에서 광양자 밀도를 측정하여 제어 유닛(11)으로 전송을 할 수 있고 그리고 제어 유닛(11)은 서로 다른 위치에서 전송된 탐지 값에 기초하여 식물 공장 내부 전체의 광 환경을 탐지할 수 있다. 이와 같이 이동 가능한 구조를 가진 포토 센서의 실시 예가 아래에서 설명된다. The
도 2a는 본 발명에 따른 측정 장치에 적용되는 탐지 센서의 실시 예를 도시한 것이고, 그리고 도 2b는 본 발명에 따른 탐지 센서에서 포토 센서의 회로도의 실시 예를 도시한 것이다. FIG. 2A shows an embodiment of a detection sensor applied to a measuring apparatus according to the present invention, and FIG. 2B shows an embodiment of a circuit diagram of a photosensor in the detection sensor according to the present invention.
도 2a를 참조하면, 포토 센서(13)는 내부에 수용 공간이 형성된 몸체(21), 상기 수용 공간에 배치된 배광 플레이트(211), 상기 배광 플레이트(211)를 따라 일정한 간격으로 일렬로 배치되는 실리콘 광 다이오드(23) 및 몸체(21)의 측면에 고정되면서 연결 포트(221)가 형성된 측벽(22a, 22b)로 이루어질 수 있다. 2A, the
몸체(21)는 길이 방향으로 연장이 되면서 양쪽 끝 부분에 결합되는 측벽(22a, 22b)과 함께 형성되는 수용 공간을 가질 수 있다. 몸체(21)는 예를 들어 알루미늄과 같은 금속 소재 또는 아크릴과 같은 합성수지로 만들어질 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 몸체(21)에 형성된 수용 공간에 배광 플레이트(211)가 배치될 수 있고 그리고 배광 플레이트(211)에 일정 간격으로 실리콘 광 다이오드(23)가 배치될 수 있다. The
도 2b에 도시된 실리콘 광 다이오드(23)는 100 내지 2000 ㎚ 파장 범위의 광(L)이 입사되면 PN-반도체 접합 층(231)의 제로 바이어스, 순 바이어스 또는 역 바이어스 작동에 의하여 다이오드에 전류 흐름을 발생시키게 된다. 발생된 전류는 증폭기(232)를 통하여 출력이 되어 위에서 설명이 된 전송 유닛을 경유하여 제어 유닛으로 전송될 수 있다. 도 2b에 제시된 실시 예는 예시적인 것으로 다양한 회로 구성에 의한 실리콘 광 다이오드(23)가 본 발명에 따른 포토 센서(13)에 적용이 될 수 있다. The
실리콘 광 다이오드(23)는 배광 플레이트(211)를 따라 일정 간격으로 일렬로 배치가 될 수 있고 각각의 실리콘 광 다이오드(23)에서 탐지된 광이 제어 유닛으로 전송이 될 수 있다. 실리콘 광 다이오드(23)는 광 필터를 가질 수 있고 필요에 따라 실리콘 광 다이오드(23) 중 어느 하나는 기준 채널(23a)이 될 수 있다. 광 필터는 식물 공장에서 사용되는 조명의 파장 대역을 제외한 파장 영역을 제거하기 위한 것이다. 그리고 기준 채널(23a)은 일반적으로 실리콘 광 다이오드(23)에서 실리콘 질화 부동태 층(Silicon Nitride Passivation Layer)이 온도에 따라 흡수 계수가 달라지므로 측정값의 온도 보상을 위하여 설치될 수 있다. 광 필터에 의하여 광합성 파장 영역의 광이 탐지될 수 있고 기준 채널(23a)에 의하여 식물 공장 내부의 광 환경이 정확하게 탐지될 수 있다. 기준 채널(23a)은 실리콘 광 다이오드의 내부 온도가 식물 공장 내부의 온도와 동일하도록 조절하는 조절 패널(211)에 설치될 수 있다. The silicon photodiodes 23 may be arranged in a line at regular intervals along the
배광 플레이트(211)에 배치될 수 있는 실리콘 광 다이오드(23)의 수는 특별히 제한되지 않으며 예를 들어 4 내지 12개가 될 수 있고 필요에 따라 실리콘 광 다이오드(23)의 앞쪽에 조절 렌즈(도시되지 않음)가 설치될 수 있다. 조절 렌즈는 각각의 실리콘 광 다이오드(23)으로 입사되는 광의 방향이 서로 다르게 되도록 하는 방향 조정 기능을 가질 수 있다. The number of the
실리콘 광 다이오드(23)는 탐지의 정확성을 향상시키기 위한 다양한 소자를 포함할 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다. The
배광 플레이트(21)는 광 투과성이 높거나 또는 흡수율이 높은 소재로 만들어질 수 있고 배광 플레이트(21)의 뒤쪽에 실리콘 광 다이오드(23)의 작동을 위한 다양한 전자 모듈이 설치될 수 있다. 그리고 전자 모듈은 측벽(22b)에 설치된 연결 커넥터(221)를 통하여 전원 또는 제어 유닛과 연결이 될 수 있다. The
아래에서 위와 같은 포토 센서(13)에 의하여 식물 공장 내부의 광 환경이 탐지되는 과정에서 대하여 설명이 된다. The process of detecting the optical environment inside the plant by the
도 3a는 본 발명에 따른 측정 방법에 따른 측정 과정의 실시 예를 도시한 것이고, 그리고 도 3b는 본 발명에 따른 측정 방법에 의한 광양자 밀도 프로파일의 실시 예를 도시한 것이다. FIG. 3A shows an embodiment of a measuring process according to the measuring method according to the present invention, and FIG. 3B shows an embodiment of a photon density profile according to the measuring method according to the present invention.
도 3a를 참조하면, 본 발명에 따른 식물 공장 내부의 광 환경을 탐지하기 위한 방법은 다수 개의 실리콘 광 다이오드를 가진 포토 센서를 준비하는 단계(S31); 초기 조건을 설정하고 측정 인자를 보정하는 단계(S34); 서로 다른 위치에서 상기 포토 센서에서 탐지되는 광양자 밀도를 측정하는 단계(S35); 측정된 광양자 밀도에 따라 광 밀도 프로파일을 형성하는 단계(S36); 광 밀도 프로파일이 미리 결정된 기준치의 범위에 대한 일치 여부를 판단하는 단계(S37); 및 상기 판단 여부에 따라 조명 유닛의 작동을 제어하는 단계(S38)를 포함한다. Referring to FIG. 3A, a method for detecting an optical environment inside a plant plant according to the present invention includes: preparing a photosensor having a plurality of silicon photodiodes (S31); Setting an initial condition and correcting the measurement factor (S34); Measuring (S35) the density of photons detected by the photosensor at different locations; Forming a light density profile according to the measured photon density (S36); Determining (S37) whether the optical density profile is consistent with a predetermined range of reference values; And controlling the operation of the illumination unit according to whether or not the determination is made (S38).
광 환경 탐지를 위하여 먼저 장치가 설정이 되어야 한다(S31). 장치의 설정은 도 3b에 도시된 것처럼, 포토 센서(13) 및 전송 유닛(14)을 포함하는 측정 모듈(31) 및 측정 모듈의 제어와 데이터 처리를 위한 프로그램이 설치된 처리 모듈(32)을 설치하고 전송 유닛(14)을 처리 모듈(31)에 연결하고 측정 가능한 상태로 각각의 모듈을 설정하는 것을 말한다. 장치가 설정이 되면(S31), 포토 센서(13)가 설정이 될 수 있다(S31). 포토 센서(13)의 설정은 예를 들어 파장 대역, 조명 컬러, 온도 또는 습도와 같은 것을 포함할 수 있다. 포토 센서(13)가 설정이 되면 초기 탐지가 이루어질 수 있다(S32). 초기 탐지는 센서의 설정이 식물 공장 내부의 환경에 맞게 설치되어 있는지 여부를 확인하기 위한 것이다. 그리고 다수 개의 채널 각각의 작동 상태를 확인하기 위한 것이다. 초기 탐지 값은 식물 공장의 조명 값 또는 기준 값과 비교가 될 수 있고 그리고 각각의 채널에서 탐지된 값이 허용된 범위에 해당되는지 여부가 확인될 수 있다(S31). 적어도 하나의 채널이 미리 결정된 허용 범위를 벗어난다면(NO) 센서가 다시 설정이 될 수 있다(S311). 이에 비하여 모든 채널이 허용 오차 범위 내에 있다면(YES) 인자 보정이 될 수 있다(S34). 인자 보정은 온도 보정, 습도 보정 또는 거리 보정을 의미한다. 온도 보정은 예를 들어 위에서 설명이 된 것처럼 기준 채널에 의하여 이루어질 수 있다. 그리고 습도 보정은 습도에 따른 특정 대역의 파장 대역의 흡수율에 기초하여 해당 값이 보정이 될 수 있다. 그리고 거리 보정은 조명을 위한 광원으로부터 거리에 따른 보정을 의미한다. 인자 보정이 이루어지면(S34). 포토 센서(13)에서 탐지된 값이 전송 유닛(14)을 통하여 처리 모듈(32)로 전송이 될 수 있다(S35). In order to detect the optical environment, the device must first be set (S31). The setting of the apparatus includes a
도 3b에 도시된 것처럼, 각각의 채널로부터 전송이 된 값이 처리 모듈(32)에서 제1 표시 창(321)에 광양자 밀도로 표시될 수 있다. 각각의 제1 표시 창(321)에 표시되는 형태는 설정에 따라 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 측정값이 예를 들어 일정 주기로 정해진 시간 범위 동안 이루어질 수 있고 각각 저장이 될 수 있다. 그리고 다시 측정 모듈(31)이 이동이 될 수 있고 그리고 광양자 밀도가 탐지되어 전송이 될 수 있다(S35). 이후 측정값에 대한 광양자 밀도 프로파일이 제2 표시 창(322)에 만들어질 수 있다. 광양자 밀도 프로파일은 시간대 또는 측정 위치에 기초하여 만들어질 수 있다. As shown in FIG. 3B, the value transmitted from each channel may be displayed in photodiode density in the
생성된 프로파일은 식물 공장 내의 미리 결정된 기준치와 비교가 될 수 있다(S37). 만약 측정 프로파일이 기준치의 범위에 해당된다면(YES) 일정 시간이 경과 후 다시 측정이 될 수 있다(S35). 이에 비하여 기준치 범위에 해당되지 않는다면(NO) 식물 공장의 조명 장치에 대한 제어가 이루어질 수 있다(S38). 조명 장치의 제어는 생성된 프로파일에 기초하여 이루어질 수 있다. 그리고 작동 제어의 과정에서 필요에 따라 다시 측정이 이루어질 수 있다. 이후 생성된 프로파일은 저장이 되어 차후 측정을 위한 참고 자료로 사용이 될 수 있다(S39). The generated profile can be compared with a predetermined reference value in the plant factory (S37). If the measurement profile falls within the range of the reference value (YES), measurement may be performed after a predetermined time elapses (S35). On the other hand, if it does not fall within the reference value range (NO), the lighting device of the plant factory can be controlled (S38). Control of the lighting device may be based on the generated profile. In the course of the operation control, the measurement can be made again as needed. The generated profile can then be stored and used as a reference for future measurements (S39).
본 발명에 따른 측정 방법은 다양한 과정으로 이루어질 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다. The measurement method according to the present invention can be performed by various processes, and the present invention is not limited to the embodiments shown.
본 발명에 따른 측정 장치는 실시간으로 식물 공장 내 광 환경의 탐지가 가능하도록 하여 식물 공장의 생육 조건의 제어가 가능하도록 한다는 이점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 측정 장치는 이동성을 가지거나 또는 고정된 형태로 설치되어 필요에 따라 적절하게 광 환경 탐지에 적용될 수 있도록 한다는 이점을 가진다. 추가로 본 발명에 따른 측정 방법에 다양한 파장 대역의 설정에 의하여 서로 다른 파장 대역의 광 조명 조건을 가지는 식물 공장에 적용이 될 수 있도록 한다는 장점을 가진다. The measuring apparatus according to the present invention has an advantage in that it is possible to detect the light environment in the plant factory in real time and control the growth conditions of the plant. Further, the measuring apparatus according to the present invention is advantageous in that it can be installed in a movable or fixed form, and can be suitably applied to optical environment detection if necessary. In addition, the measuring method according to the present invention has an advantage in that it can be applied to plant factories having optical lighting conditions of different wavelength bands by setting various wavelength bands.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention . The invention is not limited by these variations and modifications, but is limited only by the claims appended hereto.
11: 제어 유닛 12: 설정 유닛
13: 포토 센서 14: 전송 유닛
21: 몸체 22a, 22b: 측벽
23: 실리콘 광 다이오드
31: 측정 모듈 32: 처리 모듈 11: control unit 12: setting unit
13: Photoelectric sensor 14: Transmission unit
21:
23: Silicon Photodiode
31: measurement module 32: processing module
Claims (3)
포토 센서(13)로부터 탐지된 광을 전송하는 전송 유닛(14);
전송 유닛(14)으로부터 전송된 데이터를 처리하는 제어 유닛(11); 및
제어 유닛(11)의 제어에 의하여 포토 센서(13)의 탐지 조건을 결정하는 설정 유닛(12)을 포함하고,
상기 제어 유닛(11)은 정해진 주기로 상기 포토 센서(13)로부터 전송된 광양자 밀도의 프로파일을 디스플레이(D) 유닛에 표시하는 것을 특징으로 하는 실시간으로 식물 공장의 광 환경을 측정하기 위한 측정 장치.A photosensor 13 comprising a plurality of channels;
A transmission unit (14) for transmitting the light detected from the photosensor (13);
A control unit (11) for processing data transmitted from the transmission unit (14); And
And a setting unit (12) for determining the detection condition of the photosensor (13) under the control of the control unit (11)
Characterized in that the control unit (11) displays on the display (D) a profile of the density of photons transferred from the photosensor (13) at regular intervals.
다수 개의 실리콘 광 다이오드를 가진 포토 센서를 준비하는 단계;
초기 조건을 설정하고 측정 인자를 보정하는 단계;
서로 다른 위치에서 상기 포토 센서에서 탐지되는 광양자 밀도를 측정하는 단계;
측정된 광양자 밀도에 따라 광 밀도 프로파일을 형성하는 단계;
광 밀도 프로파일이 미리 결정된 기준치의 범위에 대한 일치 여부를 판단하는 단계; 및
상기 판단 여부에 따라 조명 유닛의 작동을 제어하는 단계를 포함하는 식물 공장의 광 환경 측정 방법. A method for measuring optical environment of a plant factory,
Preparing a photosensor having a plurality of silicon photodiodes;
Setting an initial condition and correcting a measurement factor;
Measuring the density of photons detected by the photosensor at different locations;
Forming an optical density profile according to the measured photon density;
Determining whether the optical density profile agrees with a predetermined range of reference values; And
And controlling the operation of the illumination unit according to whether or not the determination is made.
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