KR20160091691A - 작물 재배장치 및 이를 이용한 작물 재배 정보 공유 시스템 - Google Patents

작물 재배장치 및 이를 이용한 작물 재배 정보 공유 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 작물 재배장치 및 이를 이용한 작물 재배 정보 공유 시스템을 개시한다. 일 실시예에 의한 작물 재배장치는, 하우징; 상기 하우징의 일 측에 구비되고, 상기 하우징 내부로 빛을 조사하는 조명부; 상기 하우징 내부에 설치되고, 적어도 하나 이상의 재배 베드를 구비하며, 상기 재배 베드를 회전시켜서 상기 재배 베드와 상기 조명부 사이의 거리를 조절하는 베드 이송부; 상기 하우징 내부에 구비되고, 상기 재배 베드가 회전 과정에서 배출되는 양액이 유입되고, 상기 재배 베드에 양액을 공급하는 양액 저장부; 및 상기 재배 베드에 투입되는 작물의 종류에 따라 상기 하우징 내부의 생육조건을 설정 및 조절하고, 작물의 종류에 따라 최적의 생육조건을 도출하여 데이터로 저장하며, 저장된 데이터를 공유 단말장치로 전송하는 제어부를 포함한다.

Description

작물 재배장치 및 이를 이용한 작물 재배 정보 공유 시스템{APPARATUS FOR PLANT CULTIVATION AND CULTIVATION INFORMATION SHARING SYSTEM USING THE SAME}
본 발명은 작물 재배장치 및 이를 이용한 작물 재배 정보 공유 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 재배 베드가 회전장치에 의하여 이송됨에 따라 작물의 생육 정도에 따른 빛의 양을 조절할 수 있고, 작물의 생육을 조절하는 위치와 씨앗이 투입되는 위치 사이에 양액 저장부가 구비되어 양액을 공급하기 위하여 펌프를 사용하지 않고 무동력으로 양액을 공급할 수 있는 작물 재배장치와, 작물 재배장치에서 재배한 작물의 종류에 따라 작물이 최대로 생장하는 생육조건을 기록하여 공유 단말장치로 전송할 수 있는 작물 재배 정보 공유 시스템에 관한 것이다.
최근에는, 기후나 계절뿐만 아니라 기상이변의 영향을 받지 않으면서 지속적으로 작물을 재배할 수 있는 새로운 재배장치에 대한 수요가 증가하고 있고, 이에 대한 연구 및 실용화가 진행되고 있다. 종래에 비해 기후변화에 대한 능동적인 대처가 어려워졌기 때문에 날씨의 변화에 대하여 안정적으로 작물을 재배할 수 있고, 작물의 종류에 따라 빛의 양이 조절 가능한 다양한 재배장치와 재배방법이 개발되고 있다.
이와 같은 재배장치의 주요 구성 중 하나는 작물의 생육 정도에 따라 빛을 제공하는 조명장치이다. 종래에는, 재배장치 내에서 재배 베드의 높이를 조절하는 높이조절기구를 이용하여 빛의 양을 조절하였으며, 현재 많이 사용되고 있는 적층식 재배 베드의 경우에는 조명장치가 추가 적으로 설치되어야 하는 문제점이 있었다. 또한, 조명장치가 능동적으로 빛의 양을 조절하는 방식이 있지만, 이는 운영상 비용이 증가 되는 문제점이 있었다.
재배장치의 또 다른 주요 구성 중 하나는 재배 베드로 양액을 공급하는 양액 공급장치이다. 재배 베드로 공급되는 양액은 작물이 영양분을 흡수함에 따라 주기적으로 교환이 필요하며, 종래에는 양액이 펌프를 통하여 재배 베드와 양액 저장통 사이를 주기적으로 순환하도록 하였으나, 펌프의 사용은 양액을 공급하는 데 편의성을 갖는 반면에 운영상 비용이 증가 되는 문제점이 있었다.
또한, 최근에는 스마트폰이나 태블릿과 같은 이동 단말기의 사용이 보편화 됨에 따라 작물을 재배하는 사람이 실시간으로 작물의 재배 상태를 확인할 수 있고, 작물의 재배정보를 공유할 수 있도록 하는 작물의 재배 정보 공유 시스템에 대한 필요성이 대두 되고 있다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 재배 베드가 작물 재배장치 내에서 회전 가능하게 설치되어 조명장치와의 거리 조절이 가능하여 작물의 생육 정도에 따라 빛의 양을 조절할 수 있는 작물 재배장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 재배 베드로 공급하는 양액을 펌프를 사용하지 않고 무동력으로 공급할 수 있는 작물 재배장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 작물 재배장치 내에서 작물이 최대로 생장하는 최적의 생육조건을 도출하여 실시간으로 공유할 수 있는 작물 재배 정보 공유 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 작물 재배장치는, 하우징; 상기 하우징의 일 측에 구비되고, 상기 하우징 내부로 빛을 조사하는 조명부; 상기 하우징 내부에 설치되고, 다수개의 재배 베드를 구비하며, 상기 재배 베드를 회전시켜서 상기 재배 베드와 상기 조명부 사이의 거리를 조절하는 베드 이송부; 상기 하우징 내부에 구비되고, 상기 재배 베드 가운데 어느 하나의 재배 베드가 회전 과정에서 배출되는 양액이 유입되고, 상기 재배 베드 가운데 다른 재배 베드에 양액을 공급하는 양액 저장부; 및 상기 재배 베드에 투입되는 작물의 종류에 따라 상기 하우징 내부의 생육조건을 설정 및 조절하고, 작물의 종류에 따라 최적의 생육조건을 도출하여 데이터로 저장하며, 저장된 데이터를 공유 단말장치로 전송하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 작물의 종류에 따라 생육조건을 설정하는 생육조건 설정부; 상기 생육조건 설정부에서 설정한 임의의 생육조건에 따라 작물을 재배하도록 설정하는 작물 재배설정부; 상기 생육조건 설정부에서 설정한 임의의 생육조건에 따라 재배한 작물의 성장 상태와 또 다른 임의의 생육 조건에 의해 재배한 작물의 성장 상태를 비교하는 생육조건 비교부; 상기 생육조건 비교부에서 비교한 작물의 성장 상태에 따라 작물이 최대로 생장하는 최적의 생육조건을 도출하여 데이터로 저장하는 생육조건 저장부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 생육조건 저장부에 저장되는 작물별 최적의 생육조건 데이터는 실시간으로 상기 공유 단말장치로 전송될 수 있다.
또한, 상기 공유 단말장치는 적어도 스마트폰을 포함하며, 상기 스마트폰에는 작물별 최적의 생육조건을 확인할 수 있는 어플리케이션이 설치될 수 있다.
또한, 상기 하우징에는, 상기 재배 베드에 투입되는 작물의 종류에 따라 상기 제어부를 선택적으로 작동시키는 디스플레이부가 구비되고, 상기 디스플레이부를 통하여 상기 재배 베드의 회전 위치를 확인하고, 상기 하우징 내부의 생육조건을 작물이 최대로 생장할 수 있는 최적의 생육조건으로 조절하도록 상기 제어부를 제어할 수 있다.
또한, 상기 베드 이송부의 외주면은 적어도 일부가 단턱지게 형성되거나, 원형으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 재배 베드가 상기 베드 이송부의 하부에 위치되는 경우에는 상기 재배 베드에 씨앗이 투입되고, 상기 재배 베드가 하부에서 상부로 이송되는 경우에는 상기 조명부로부터 조사된 빛에 의해 씨앗이 성장하며, 상기 재배 베드가 상기 베드 이송부의 상단에 위치되는 경우에는 작물이 최대로 성장하고, 상기 재배 베드가 상기 베드 이송부의 상부에서 하부로 이송되는 경우에는 작물의 생육이 조절될 수 있다.
또한, 상기 재배 베드가 상기 베드 이송부의 상부에서 하부로 이송될 때, 상기 재배 베드로부터 상기 양액 저장부로 양액이 배출될 수 있다.
또한, 상기 재배 베드로부터 배출되는 양액은 상기 양액저장부로 유입되며, 상기 양액 저장부로 유입된 양액은 동시에 씨앗이 투입되는 위치에 있는 다른 재배 베드로 공급될 수 있다.
또한, 상기 재배 베드로부터 상기 양액 저장부로의 양액의 이동 및 상기 양액 저장부로부터 상기 다른 재배 베드로의 양액의 이동은 중력에 의하여 일어날 수 있다.
또한, 상기 베드 이송부의 외주면에는 상기 재배 베드를 이송하기 위한 컨베이어 벨트가 구비될 수 있다.
또한, 상기 컨베이어 벨트에는, 일 면이 상기 컨베이어 벨트와 고정 결합되어 기 설정된 간격으로 이격되어 장착되는 지지부가 구비되고, 상기 재배 베드의 양 측면이 상기 지지부에 회동 가능하게 결합 될 수 있다.
또한, 상기 하우징의 일 측에는, 상기 재배 베드가 씨앗이 투입되는 위치에서, 씨앗을 투입하거나 재배가 완료된 작물을 수확할 수 있는 하우징 도어가 설치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 작물 재배장치를 이용하여 재배한 작물의 생장 정도에 따라 최적의 생육조건을 도출하여 이를 공유 단말장치로 전송하는 작물 재배 정보 공유 시스템에 있어서, 작물의 종류에 따라 하우징 내부의 생육조건을 임의로 설정하는 단계; 임의로 설정한 생육조건에 따라 작물을 재배하는 단계; 상기 하우징 내부의 생육조건을 또 다른 임의의 생육조건으로 설정하여 작물을 재배하고, 각각의 생육조건에서 재배한 작물의 생장 정도를 비교하는 단계; 작물이 최대로 생장하는 최적화된 생육조건을 도출하는 단계; 작물별로 도출된 최적화된 생육조건을 데이터로 저장하는 단계; 및 최적화된 생육조건 데이터를 공유 단말장치로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 작물이 최대로 성장하는 최적의 생육조건을 기록할 수 있고, 기록된 정보를 여러 사람이 공유할 수 있다.
또한, 재배 장치 내에서 재배 베드의 위치를 조절하여 작물의 생육 정도에 따라 재배 베드로 조사되는 빛의 양을 조절할 수 있다.
또한, 무동력으로 양액을 재배 베드로 공급할 수 있어 펌프에 의하여 양액을 공급할 때보다 비용을 절감할 수 있다.
또한, 재배장치의 개방 면적을 최소화하여 작물이 생장할 수 있는 최적의 상태를 유지하도록 빛, 온도, 습도 등을 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 작물 재배장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 작물 재배 정보 공유 시스템의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 작물 재배장치에서 재배한 작물의 재배 정보 공유하기 위한 과정을 도시하는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 작물 재배장치에서 스마트폰으로 작물의 재배 정보가 전송되는 모습을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 작물 재배장치의 내부 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 작물 재배장치의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 작물 재배장치의 재배 베드가 컨베이어 벨트에 장착되는 모습을 확대 도시하는 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 작물 재배장치의 재배 베드의 위치 변화를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 작물 재배장치를 이용한 재배 방법을 도시하는 순서도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상이 그와 같은 실시예에 제한되지 않고, 본 발명의 사상은 실시예를 이루는 구성요소의 부가, 변경 및 삭제 등에 의해서 다르게 제안될 수 있을 것이나, 이 또한 발명의 사상에 포함되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 작물 재배장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 작물 재배 정보 공유 시스템의 블록도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 작물 재배장치에서 재배한 작물의 재배 정보 공유하기 위한 과정을 도시하는 순서도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 작물 재배장치에서 스마트폰으로 작물의 재배 정보가 전송되는 모습을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 작물 재배장치(1)는 하우징(10)과, 조명부(20)와, 베드 이송부(30)와, 양액 저장부(50)와, 제어부(C)를 포함할 수 있다.
하우징(10)은 재배장치(1)의 외관을 형성하며, 내부에 작물이 성장할 수 있는 공간이 형성될 수 있다. 하우징(10)의 내부와 외부는 서로 공기의 흐름이나 열의 전달이 서로 차단될 수 있고, 하우징(10)의 내부 환경은 작물을 재배하기 위한 적절한 빛과, 온도와, 습도 등의 재배 조건으로 설정될 수 있다.
하우징(10)의 일 측에는 하우징(10)에 개폐 가능하게 결합되는 하우징 도어(11)가 구비될 수 있다. 하우징 도어(11)가 개방되면 하우징(10)의 내부와 외부는 서로 연통될 수 있고, 하우징 도어(11)가 차폐되면 하우징(10)의 내부와 외부는 서로 차단될 수 있다.
하우징 도어(11)는 하우징(10)의 내부 개방면적을 최소화할 수 있는 크기로 형성될 수 있고, 이에 따라 작물의 생육 조건을 효율적으로 유지시키는 역할을 할 수 있다. 상세히, 하우징(10) 내부의 습기 배출을 최소화시키는 역할을 할 수 있고, 하우징(10) 내부의 온도 변화를 최소화하는 역할을 할 수 있으므로, 하우징 도어(11)는 하우징(10) 내부의 온도를 작물이 성장할 수 있는 기 설정된 수준으로 유지시킬 수 있다.
하우징(10)에는, 하우징(10) 내부로 투입되는 작물의 종류에 따라 제어부(C)를 선택적으로 작동시키는 디스플레이부(60)가 구비될 수 있다. 디스플레이부(60)를 통하여 하우징(10) 내부에서 재배 베드(42)의 위치를 확인할 수 있고, 하우징(10) 내부의 생육조건을 작물이 최대로 생장할 수 있는 최적의 생육조건으로 조절할 수 있도록 제어부(C)를 제어할 수 있다. 일례로, 디스플레이부(60)는 사용자가 터치하여 하우징(10) 내부의 온도, 습도, 빛 등의 생육 조건을 선택할 수 있도록 터치 디스플레이 모니터로 구비될 수 있다.
조명부(20)와, 베드 이송부(30)와, 양액 저장부(50)에 대한 상세한 설명은 도 5 내지 도 9를 참조하여 설명하도록 한다.
제어부(C)는 하우징(10) 내부로 투입되는 작물의 종류에 따라 하우징(10) 내부의 생육조건을 설정 및 조절할 수 있고, 작물의 종류에 따라 최적의 생육조건을 도출하여 데이터로 저장하며, 저장된 데이터를 공유 단말장치(T)로 전송할 수 있다.
보다 상세히, 제어부(C)는 작물의 종류에 따라 생육조건을 설정하는 생육조건 설정부(C1)와, 생육조건 설정부(C1)에서 설정한 임의의 생육조건에 따라 작물을 재배하도록 설정하는 작물 재배설정부(C2)와, 임의의 생육조건에 의해 재배한 작물의 성장 상태를 비교하는 생육조건 비교부(C3)와, 생육조건 비교부(C3)에서 비교한 작물의 성장 상태에 따라 작물이 최대로 생장하는 최적의 생육조건을 도출하여 데이터로 저장하는 생육조건 저장부(C4)를 포함할 수 있다.
생육조건 설정부(C1)는 하우징(10) 내부로 투입된 작물의 종류에 따라 온도, 습도, 빛, 시간 등의 생육조건을 다르게 설정할 수 있다. 일례로, 상추의 경우에는 수분 요구량이 많고, 다습하지 않은 환경에서 짧은 기간 동안 성장할 수 있다. 이 때, 생육조건 설정부(C1)에서 하우징(10) 내부의 온도가 저하되지 않도록 일정 수준으로 유지시킬 수 있고, 습도가 높아지지 않도록 하우징(10) 내부의 환경을 상추가 자라기에 적합한 수준으로 설정할 수 있다.
작물 재배설정부(C2)는 생육조건 설정부(C1)에서 임의로 설정한 생육 조건에 따라 작물을 재배하도록 설정할 수 있다. 만약, 임의로 설정한 생육조건에 따라 재배한 작물의 성장이 덜 이루어진 경우에는, 다시 생육조건 설정부(C1)에서 추가 적으로 필요한 생육조건을 재설정하여 작물이 최대로 성장하도록 제어할 수 있다.
생육조건 비교부(C3)는 생육조건 설정부(C1)에서 설정한 임의의 생육조건에 따라 재배한 작물의 성장 상태와, 또 다른 임의의 생육조건에 따라 재배한 작물의 성장상태를 비교하여 최적의 생육조건을 도출하도록 제어될 수 있다. 일례로, 저온(0℃~4℃)에서는 전혀 발아하지 않은 작물이 5℃~8℃의 저온 범위에서 발아가 시작된다면, 작물의 발아 온도를 5℃~8℃의 온도범위로 도출할 수 있다.
생육조건 저장부(C4)는 생육조건 비교부(C3)에서 비교한 작물의 성장 상태에 따라 작물이 최대로 생장하는 최적의 생육조건을 도출하여 데이터로 저장할 수 있다. 이 때, 생육조건 저장부(C4)에 저장되는 작물별 최적의 생육조건 데이터는 실시간으로 공유 단말장치(T)로 전송될 수 있다. 공유 단말장치(T)는 일례로, 스마트폰일 수 있고, 스마트폰 내에 작물의 종류별로 최적의 생육조건을 확인할 수 있는 어플리케이션이 설치될 수 있다. 따라서, 사용자 또는 작물의 재배 정보를 알고자 하는 여러 사람이 스마트폰 내에 해당 어플리케이션을 설치하게 되면, 작물의 종류별로 최적의 생육조건을 확인할 수 있다.
다시 말해, 재배장치(1)를 이용하여 재배한 작물의 생장 정도에 따라 최적의 생육조건을 도출하여 이를 공유 단말장치(T)로 전송하는 작물 재배 정보 공유 시스템은, 먼저, 작물의 종류에 따라 하우징(10) 내부의 생육조건을 임의로 설정하는 단계(S100)를 거칠 수 있다.
그 다음에, 임의로 설정한 생육조건에 따라 작물을 재배하는 단계(S200)를 거칠 수 있다. 작물을 재배할 때에는, 하우징(10)에 구비되는 하우징 도어(11)를 개방하여 재배 베드(42)를 교체하거나, 새로운 작물의 씨앗을 투입할 수 있다.
그 다음에, 임의로 설정한 생육조건 하에서 자란 작물의 성장이 덜 이루어진 경우에는, 다시 하우징(10) 내부의 생육조건을 또 다른 임의의 생육조건으로 재설정하는 단계(S300)를 거칠 수 있다. 만약, 작물이 임의의 생육조건 하에서 한번에 최대로 성장한 경우에는, 최대로 생장하도록 설정한 임의의 생육조건을 바로 데이터로 저장하도록 제어할 수 있다.
그 다음에, 각각의 생육조건별로 작물의 재배 결과를 비교하는 단계(S400)를 거칠 수 있고, 작물의 재배 결과를 비교하여 작물의 종류에 따라 최적화된 생육 조건을 도출해낼 수 있다(S500).
그 다음에, 최적화된 생육조건을 데이터로 저장(S600)하여, 이를 공유 단말장치(T)로 전송할 수 있다(S700).
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 작물 재배장치의 내부 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 작물 재배장치의 단면도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 작물 재배장치의 재배 베드가 컨베이어 벨트에 장착되는 모습을 확대 도시하는 분해 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 작물 재배장치의 재배 베드의 위치 변화를 개략적으로 도시하는 도면이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 작물 재배장치를 이용한 재배 방법을 도시하는 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 작물 재배장치(1)는 상술한 작물 재배 정보 공유 시스템을 포함할 수 있고, 내부에 조명부(20)와, 베드 이송부(30)와, 컨베이어 벨트(40)와, 양액 저장부(50)를 포함할 수 있다.
조명부(20)는 하우징(10)의 일 측에 구비되며, 하우징(10) 내부로 빛을 조사할 수 있다. 일례로, 조명부(20)는 LED 조명일 수 있다. 작물은 일반적으로 태양광을 통해서 성장하지만, 인공광을 이용하는 재배 방식은 바이러스에 취약해 관리가 어렵고, 광합성 억제를 불러와 생장이 느려질 수 있다. 태양광 중에서는 광 파장의 종류에 따라 작물의 성장에 미치는 영향이 달라질 수 있다. 일례로, 적색 광에서는 광합성을 촉진할 수 있고, 청색 광에서는 광 형태 형성이 이루어질 수 있다. 즉, 작물이 필요로 하는 광 파장만을 주사하면 더욱 효율적으로 재배가 이루어질 수 있다. 이러한 이유로, 조명부(20)가 LED로 구비되면, LED 광원은 식물에 필요한 광 파장을 효율적으로 조사하여 환경이나 기후의 변화에 관계없이 식물을 재배할 수 있다. 특히, 적색 LED 광원은 다른 인공 광원과 비교하였을 때, 저 전력으로 높은 재배 효과를 발휘할 수 있고, 수명이 다른 광원에 비하여 10배 가까이 긴 장점이 있다.
또한, 조명부(20)는 하우징(10)의 상단에 고정 설치될 수 있다.
하우징(10)의 상부에는 조명부(20) 뿐만 아니라 작물에 물을 공급하는 물 공급부(미도시)가 구비될 수도 있다. 상기 물 공급부에 의하여, 작물의 종류에 따라 공급하는 물의 양을 다르게 조절할 수 있고, 작물에 따라 공급하는 물의 온도도 다르게 설정할 수 있다. 일례로, 물의 온도는 작물이 자라는 하우징(10) 내부의 온도와 비슷한 수준으로 설정할 수 있다.
또한, 하우징(10)의 상부에는 상기 물 공급부뿐만 아니라 재배 베드(42)로 비료를 공급하는 비료 공급부(미도시)가 구비될 수 있다. 상기 비료 공급부로부터 공급되는 비료는 작물을 생장시키는 역할뿐만 아니라 유용한 미생물들을 증진시킬 수 있고, 유독성 물질의 독성을 저감 시키는 등 간접적으로 작물의 생육에 도움을 주는 역할을 할 수 있다.
이 때, 조명부(20)로부터 조사되는 빛의 양과, 상기 물 공급부로부터 분사되는 물의 양과, 상기 비료 공급부로부터 공급되는 비료의 양은 작물이 종류마다 다르며, 하우징(10)에 구비되는 디스플레이부(60)에서 작물로 공급되는 빛과, 물과, 비료의 양을 다르게 설정할 수 있다.
베드 이송부(30)는 하우징(10) 내부에 설치될 수 있다.
베드 이송부(30)의 외주면은 적어도 일부가 단턱지게 형성되거나, 원형으로 형성될 수 있고, 베드 이송부(30)의 외주면에 재배 베드(42)를 이송시킬 수 있는 컨베이어 벨트(40)가 구비될 수 있다.
이하에서는, 베드 이송부(30)의 외주면이 전체적으로 계단 형상으로 단턱지게 형성되는 것을 예로 들어 상세히 설명하도록 한다.
베드 이송부(30)는 재배 베드(42)를 회전시켜서 재배 베드(42)와 조명부(20) 사이의 거리를 조절할 수 있다. 재배 베드(42)는 베드 이송부(30) 상에 소정 간격 이격되어 배치될 수 있고, 각각의 재배 베드(42)는 베드 이송부(30)의 회전에 의하여 조명부(20)로부터 재배 베드(42)와 조명부(20) 사이의 거리가 줄어들었다가 늘어날 수 있다. 베드 이송부(30)의 회전에 의하여 재배 베드(42)가 상승하는 경우에는 재배 베드(42)와 조명부(20) 사이의 거리가 가까워지고, 베드 이송부(30)의 회전에 의하여 재배 베드(42)가 하강하는 경우에는 재배 베드(42)와 조명부(20) 사이의 거리가 멀어질 수 있다.
제어부(C)에서는, 재배 베드(42)가 상승하여 조명부(20)와 최대로 가까워진 위치에서 재배 베드(42)와 조명부(20) 사이의 거리 및 조명부(20)로부터 재배 베드(42)로 입사되는 빛의 양을 기록하고, 재배 베드(42)가 하강하여 재배 베드(42)와 조명부(20) 사이의 거리가 가장 멀어진 위치에서 재배 베드(42)와 조명부(20) 사이의 거리 및 입사되는 빛의 양을 기록함으로써, 작물의 종류에 따라 재배 베드(42)가 이송된 위치에서 각각 다른 빛의 양으로 입사시키도록 제어할 수 있다.
베드 이송부(30)는 적어도 일 면이 이웃하는 면과 수직한 형태로 형성될 수 있고, 전체적으로 계단 형태로 단턱지게 형성될 수 있다.
컨베이어 벨트(40)는 베드 이송부(30)의 외주면에서 이동 가능하게 결합될 수 있고, 컨베이어 벨트(40)에는 다수 개의 재배 베드(42)가 결합될 수 있다. 재배 베드(42)는 컨베이어 벨트(40) 상에 결합되어 컨베이어 벨트(40)와 일체로 이송될 수 있다.
벨트 컨베이어(40)는 회전기구(미도시)에 의하여 수동으로 회전될 수 있고, 상기 회전기구를 구동시켜 벨트 컨베이어(40)에 결합된 재배 베드(42)와 조명부(20) 사이의 거리를 조절할 수 있다.
베드 이송부(30)와 컨베이어 벨트(40) 사이에는, 컨베이어 벨트(40)의 움직임을 가이드하는 이송 롤러(31)가 다수 개 구비될 수 있고, 컨베이어 벨트(40)는 이송 롤러(31)에 의하여 구동될 수 있다. 일례로, 컨베이어 벨트(40)는 베드 이송부(30) 상에서 도 5 및 도 6과 같이 반시계 방향으로 회전될 수 있다.
컨베이어 벨트(40)에는, 일 면이 컨베이어 벨트(40)에 고정되고, 재배 베드(42)를 지지하는 지지부지지부(41)이 구비될 수 있다. 재배 베드(42)의 양 측면이 지지부(41)에 회동 가능하게 결합될 수 있다.
지지부(41)는 컨베이어 벨트(40)에 고정 결합되는 고정면(410)과, 고정면(410)의 양 단부에서 각각 수직 방향으로 돌출되어 형성되는 돌출부(411, 411')와, 재배 베드(42)의 측면과 결합되어 재배 베드(42)를 회동시키는 결합 핀(412, 412')을 포함할 수 있다. 돌출부(411, 411')의 상단에는 결합 핀(412, 412')이 관통하는 결합홀(413, 413')이 형성될 수 있고, 결합 핀(412, 412')은 결합홀(413, 413')에 끼워져 재배베드(42)의 측면과 결합될 수 있다. 이 때, 재배 베드(42)에는 결합 핀(412, 412')이 결합되었을 때 재배 베드(42)의 회동을 가능하게 하는 회동홀(420, 420')이 형성될 수 있다.
재배 베드(42)는 지지부(41)에 회전 가능하게 지지됨에 따라 재배 베드(42)의 중력에 의하여 항상 상방을 향할 수 있으며, 조명부(20)로부터 조사되는 빛은 재배 베드(42)에 수직으로 입사될 수 있다.
베드 이송부(30)가 계단 형태로 단턱지게 형성됨에 따라, 서로 다른 높이에 위치하게 되는 재배 베드(42)와 조명부(20) 사이의 거리가 조절될 수 있고, 작물의 생육 정도에 따라 각각의 재배 베드(42)로 조사되는 빛의 세기가 조절될 수 있다.
상세히, 재배 베드(42)가 베드 이송부(30)의 하단에서 상단으로 상승하는 단계는 씨앗이 발아되는 단계일 수 있고, 재배 베드(42)가 베드 이송부(30)의 상단에 위치하는 경우는 작물이 빛의 세기가 가장 크므로 최대 생육 되는 단계일 수 있으며, 재배 베드(42)가 베드 이송부(30)의 상단에서 하단으로 하강하는 단계는 작물의 생육이 조절되는 단계일 수 있다.
재배 베드(42)가 베드 이송부(30)의 특정 위치에 머무르는 시간은 작물의 종류나 특징에 따라 조절될 수 있다. 재배 베드(42)가 베드 이송부(30)의 특정 위치에 머무르는 시간을 조절하기 위해 베드 이송부(30)의 회전속도 또는 일시정지 여부 등이 작물의 종류나 특징에 따라 제어될 수 있다.
또한, 컨베이어 벨트(40)가 회전되어 재배 베드(42)가 베드 이송부(30)의 저면으로 이동하는 경우에는, 재배 베드(42)가 베드 이송부(30)에 의하여 가려지므로 조명부(20)로부터 조사되는 빛이 없는 암기가 될 수 있다.
작물의 개화 반응은 일장효과에 의한 영향을 받는데, 이는 작물의 종류에 따라 여러 형태로 변화시킨 일장을 처리하여 개화시키는 것을 말한다. 암기가 길어졌을 때 꽃이 피는 작물의 경우에는, 컨베이어 벨트(40)의 회전에 의하여 재배 베드(42)가 베드 이송부(30)의 저면에 위치하는 시간을 늘릴 수 있도록 조절할 수 있고, 이와 반대로 암기가 짧아졌을 때 개화가 빠른 작물의 경우에는 재배 베드(42)가 베드 이송부(30)의 상단에 위치하여 조명부(20)로부터 빛을 조사받는 시간이 늘어나도록 조절할 수 있다.
양액 저장부(50)는 하우징(10) 내부에 구비될 수 있고, 재배 베드(42)가 회전되는 과정에서 재배 베드(42)가 양액 저장부(50)의 상부에 위치하는 경우, 재배 베드(42)는 재배 베드(42)에 함유된 양액을 중력에 의하여 양액 저장부(50)로 배출할 수 있다.
재배 베드(42)로 공급되는 양액은 작물의 생육에 꼭 필요한 무기양분을 각각의 흡수량 비율에 맞추어 용해시킨 것으로, 작물의 종류에 따라 다르게 공급할 수 있다.
재배 베드(42)에서 양액 저장부(50)로 양액이 배출된 다음에 재배 베드(42)는 더 회전될 수 있고, 재배 베드(42)가 베드 이송부(30)의 하부를 지날 때 하우징 도어(11)를 통하여 성장이 어느 정도 완료된 작물을 하우징(10) 외부로 꺼낼 수 있다. 이 경우에는, 하우징(10)에 구비되는 디스플레이부(60)에서 재배 베드(42)가 베드 이송부(30)의 하부를 지날 때 하우징 도어(11)가 개방되도록 제어할 수 있다.
또한, 양액 저장부(50)로부터 양액을 중력에 의하여 양액 저장부(50)의 하부에 있는 재배 베드(42)로 배출할 수 있고, 양액 저장부(50)로부터 양액을 공급받는 재배 베드(42)의 위치는 재배 베드(42)에 씨앗이 투입될 때의 위치일 수 있다.
양액 저장부(50)의 저면에는 양액이 배출될 수 있는 양액 공급공(미도시)이 형성될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 의한 작물 재배장치(1)를 이용한 재배방법을 상세히 설명하도록 한다.
도 8에 도시된 도면부호 310, 320, 330, 340은 각각의 위치에서의 재배 베드(42)를 나타낸다.
컨베이어 벨트(40)는 베드 이송부(30) 상에서 회전됨에 따라, 컨베이어 벨트(40)에 결합되는 재배 베드(42)의 위치 및 높이를 조절하여 작물의 생육을 조절할 수 있다.
먼저, 컨베이어 벨트(40)가 베드 이송부(30)의 하부에 위치하는 것을 씨앗투입 위치(310)로 칭할 수 있고, 씨앗투입 위치(310)에서는 사용자가 하우징 도어(11)를 개방하여 재배 베드(42)에 씨앗을 투입할 있다. 이러한 씨앗투입 위치(310)에서 새로운 씨앗이 투입되므로, 씨앗투입 위치(310)에서 재배 베드(42)에 양액이 공급되는 것이 바람직하다.
그 다음에, 컨베이어 벨트(40)가 반시계 방향으로 회전되어 씨앗발아 위치(320)로 이송되면, 조명부(20)로부터 조사되는 빛에 의하여 재배 베드(42)로 투입된 씨앗이 성장할 수 있다. 일례로, 컨베이어 벨트(40)가 회전되어 재배 베드(42)가 베드 이송부(30) 상에서 조명부(20)와 마주보는 가장 낮은 높이에 위치하게 되면, 조명부(20)로부터 조사되는 빛을 적게 받을 수 있고, 작물의 생육 정도에 따라 컨베이어 벨트(40)를 회전시켜 재배 베드(42)를 베드 이송부(30) 상에서 또 다른 높이에 위치시켜서 조명부(20)로부터 조사되는 빛을 더 세게 받을 수 있도록 조절할 수 있다.
그 다음에, 컨베이어 벨트(40)가 회전되어 재배 베드(42)가 조명부(20)와 가장 가까운 최대생육 위치(330) 위치로 이송되면 가장 강한 세기의 빛이 조사되어 작물이 최대로 성장할 수 있다. 즉, 컨베이어 벨트(40)가 회전되어 재배 베드(42)가 베드 이송부(30)의 가장 높은 높이에 위치하게 되면, 작물의 생육에 필요한 최적의 빛을 가장 세게 조사받는 상태가 되고, 씨앗이 발아된 작물의 생장이 최대가 될 수 있다.
그 다음에, 컨베이어 벨트(40)가 회전되어 최대생육 위치(330)를 지나 재배 베드(42)가 생육조절 위치(340)로 이송되면, 재배 베드(42)가 양액 저장부(50) 상에 위치될 때 재배 베드(42)로부터 양액 저장부(50)로 양액을 배출할 수 있고, 조명부(20)로부터 재배 베드(42)로 조사되는 빛의 양은 최대생육 위치(330)에서 조사되는 빛의 양에 비해 감소 될 수 있다.
재배 베드(42)로 공급되는 양액은 작물이 영양분을 흡수함에 따라서 주기적인 교환이 필요하기 때문에, 생육조절 위치(340)로 이송된 재배 베드(42)는 양액을 하부의 양액 저장부(50)로 배출하고, 씨앗투입 위치(310)에서 양액 저장부(50)로부터 양액을 받는 것이 바람직하다.
재배가 완료된 작물은 씨앗투입 위치(310)에서 수확할 수 있고, 동시에 새로운 씨앗을 재배 베드(42)에 투입하여 컨베이어 벨트(40)에 의해 위와 같은 과정을 반복함으로써 여러 작물을 재배할 수 있다.
하우징(10)에 구비되는 하우징 도어(11)가 씨앗투입 위치(310)에 설치되어 재배가 완료된 작물을 수확할 수 있고, 이와 동시에 새로운 작물의 씨앗을 투입하여 재배할 수 있다.
양액 저장부(50)는 생육조절 위치(340)와 씨앗투입 위치(310) 사이에 배치하여 양액 공급을 위한 펌프의 사용을 배제하는 무동력 방식으로써, 생육조절 위치(340)의 높이가 씨앗투입부(310)의 높이보다 높아 생육조절 위치(340)에서 재배 베드(42)로부터 양액 저장부(50)로 중력에 의하여 양액이 공급될 수 있고, 씨앗투입 위치(310)에서 양액 저장부(50)로부터 재배 베드(42)로 중력에 의하여 양액이 공급될 수 있다. 따라서, 종래에 펌프를 통하여 양액을 재배 베드(42)에 공급할 때 보다 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 작물의 재배방법은, 조명부(20)로부터 조사되는 광량이 가장 적은 위치에서 씨앗을 투입하는 단계(S10)와, 재배 베드(42)의 회전에 의한 씨앗 발아 단계(S20)와, 조명부(20)로부터 조사되는 광량이 가장 큰 위치에서 최대 생육이 일어나는 단계(S30)와, 재배 베드(42)의 회전에 의한 생육 조절 단계(S40)와, 양액 배출 및 양액 투입이 일어나는 단계(S50)로 이루어진다.
재배 베드(42)와 조명부(20) 사이의 거리를 조절하여 작물을 재배하는 재배방법으로, 조명부(20)로부터 조사되는 빛의 양이 가장 작은 위치에서 작물의 씨앗이 투입될 수 있다. 그 다음에, 상기 회전기구를 수동으로 회전시키거나, 컨베이어 벨트(40) 재배 베드(42)를 이송시켜 조명부(20)로부터 빛이 조사되기 시작하면 작물의 씨앗이 발아될 수 있다. 그 다음에, 재배 베드(42)가 조명부(20)와 가장 가까운 위치로 이송되면 작물이 최대로 생육하며, 재배 베드(42)가 다시 회전되어 조명부(20)로부터 멀어져 생육조절 위치(340)로 이송되면, 재배 베드(42)로부터 양액 저장부(50)로 양액을 배출하며, 양액 저장부(50)로 배출된 양액이 씨앗이 투입되는 다른 재배 베드(42)로 공급될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 의한 작물 재배장치 및 작물 재배 정보 공유 시스템의 작용을 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 작물 재배장치(1)는 하우징(10) 내부에서 재배 베드(42)의 위치를 조절하여 조명부(20)로부터 조사되는 빛의 세기를 조절함으로써 작물의 생육을 조절할 수 있다.
재배 베드(42)는 컨베이어 벨트(40)에 결합되며, 컨베이어 벨트(40)의 회전에 의하여 조명부(20)와의 거리를 조절할 수 있고, 이에 따라 조명부(20)로부터 조사되는 빛의 양을 조절할 수 있다. 이 때, 컨베이어 벨트(40)가 결합되는 베드 이송부(30)가 단턱지게 형성되어 재배 베드(42)가 이송되는 각각의 위치마다 조명부(20)로부터 조사되는 빛의 세기가 달라질 수 있고, 각각의 위치에서 작물의 생육에 필요한 최적의 상태를 유지하도록 조절할 수 있다.
또한, 제어부(C)에 의하여 재배 베드(42)가 이송되는 각각의 위치와, 재배 베드(42)로 투입되는 작물의 종류에 따라 하우징(10) 내부의 생육조건을 설정 및 조절하고, 작물의 종류에 따라 최적의 생육조건을 도출하여 데이터로 저장하여 이를 공유 단말장치(T)로 전송할 수 있다.
제어부(C)는 생육조건 설정부(C1)에서 하우징(10) 내부의 생육조건을 작물의 종류에 따라 임의로 설정할 수 있고, 설정한 생육조건 하에서 작물을 재배할 수 있도록 제어할 수 있다. 이 때, 생육조건 설정부(C1)에서 작물의 생육조건을 임의로 여러 번 재설정할 수 있다. 또한, 생육조건 비교부(C3)에서는 생육조건 설정부(C1)에서 설정한 임의의 생육조건 하에서 재배한 작물의 성장 상태를 비교하여, 어떠한 생육조건 하에서 작물이 최대로 성장할 수 있는지 확인할 수 있다. 작물이 최대로 성장하는 최적의 생육조건을 도출하면, 생육조건 저장부(C4)에서 이를 데이터로 저장할 수 있고, 데이터는 공유 단말장치(T)로 전송될 수 있다.
재배 베드(42)는 하우징(10) 내에서 씨앗투입 위치(310), 씨앗발아 위치(320), 최대생육 위치(330) 및 생육조절 위치(340)를 지나도록 이송될 수 있고, 각 위치에서 작물의 생육에 필요한 기능을 수행할 수 있다. 이 때, 조명부(20)로부터 조사되는 빛의 양은 최대생육 위치(330) 위치에서 가장 크고, 씨앗투입 위치(310)에서 가장 작을 수 있다.
재배 베드(42)로 공급되는 양액은 씨앗투입 위치(310) 위치에서 공급되며, 작물의 생장이 거의 완료되는 생육조절 위치(340) 위치에서 양액 조절부(50)로 배출될 수 있다. 이 때, 생육조절 위치(340)에서 재배 베드(42)로부터 배출된 양액은 양액 저장부(50)로 공급됨과 동시에 씨앗투입 위치(310)의 다른 재배 베드(42)로 유입될 수 있다.
양액 저장부(50)는 생육조절 위치(340)와 씨앗투입 위치(310) 사이에 배치되어 양액의 배출 및 공급을 무동력 방식으로 수행할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의한 작물 재배장치(1)는 재배 베드(42)의 위치를 조절하여 작물의 생육 정도에 따라 적절하게 조명부(20)로부터 조사되는 빛의 양을 조절할 수 있고, 생육조절 위치(340)와 씨앗투입 위치(310) 위치 사이에 양액 저장부(50)를 배치하여 무동력으로 양액을 공급 및 배출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 작물 재배 정보 공유 시스템(S)은 작물 재배장치(1)에서 재배한 작물이 최대로 성장하는 생육조건을 저장하였다가, 이를 스마트폰과 같은 공유 단말장치(T)로 전송하여 여러 사람이 작물별 재배 정보를 공유할 수 있는 효과가 있다.
1: 재배장치 10: 하우징
11: 하우징 도어 20: 조명부
30: 베드 이송부 31: 이송 롤러
40: 컨베이어 벨트 41: 지지부
42: 재배 베드 50: 양액 저장부
51: 양액 유입구 52: 양액 배출관
60: 디스플레이부 310: 씨앗투입 위치
320: 씨앗발아 위치 330: 최대생육 위치
340: 생육조절 위치 410: 고정면
411, 411': 돌출부 412, 412': 결합핀
413, 413': 결합홀 420, 420': 회동홀
421: 양액받이부 C: 제어부
C1: 생육조건 설정부 C2: 작물 재배설정부
C3: 생육조건 비교부 C4: 생육조건 저장부
S: 작물 재배 정보 공유 시스템 T: 공유 단말장치

Claims (14)

  1. 하우징;
    상기 하우징의 일 측에 구비되고, 상기 하우징 내부로 빛을 조사하는 조명부;
    상기 하우징 내부에 설치되고, 다수개의 재배 베드를 구비하며, 상기 재배 베드를 회전시켜서 상기 재배 베드와 상기 조명부 사이의 거리를 조절하는 베드 이송부;
    상기 하우징 내부에 구비되고, 상기 재배 베드 가운데 어느 하나의 재배 베드가 회전 과정에서 배출되는 양액이 유입되고, 상기 재배 베드 가운데 다른 재배 베드에 양액을 공급하는 양액 저장부; 및
    상기 재배 베드에 투입되는 작물의 종류에 따라 상기 하우징 내부의 생육조건을 설정 및 조절하고, 작물의 종류에 따라 최적의 생육조건을 도출하여 데이터로 저장하며, 저장된 데이터를 공유 단말장치로 전송하는 제어부;
    를 포함하는 작물 재배장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    작물의 종류에 따라 생육조건을 설정하는 생육조건 설정부;
    상기 생육조건 설정부에서 설정한 임의의 생육조건에 따라 작물을 재배하도록 설정하는 작물 재배설정부;
    상기 생육조건 설정부에서 설정한 임의의 생육조건에 따라 재배한 작물의 성장 상태와 또 다른 임의의 생육 조건에 의해 재배한 작물의 성장 상태를 비교하는 생육조건 비교부;
    상기 생육조건 비교부에서 비교한 작물의 성장 상태에 따라 작물이 최대로 생장하는 최적의 생육조건을 도출하여 데이터로 저장하는 생육조건 저장부;
    를 포함하는 작물 재배장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 생육조건 저장부에 저장되는 작물별 최적의 생육조건 데이터는 실시간으로 상기 공유 단말장치로 전송되는 작물 재배장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 공유 단말장치는 적어도 스마트폰을 포함하며,
    상기 스마트폰에는 작물별 최적의 생육조건을 확인할 수 있는 어플리케이션이 설치되는 작물 재배장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하우징에는, 상기 재배 베드에 투입되는 작물의 종류에 따라 상기 제어부를 선택적으로 작동시키는 디스플레이부가 구비되고,
    상기 디스플레이부를 통하여 상기 재배 베드의 회전 위치를 확인하고, 상기 하우징 내부의 생육조건을 작물이 최대로 생장할 수 있는 최적의 생육조건으로 조절하도록 상기 제어부를 제어하는 작물 재배장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 베드 이송부의 외주면은 적어도 일부가 단턱지게 형성되거나, 원형으로 형성되는 작물 재배장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 재배 베드가 상기 베드 이송부의 하부에 위치되는 경우에는 상기 재배 베드에 씨앗이 투입되고,
    상기 재배 베드가 하부에서 상부로 이송되는 경우에는 상기 조명부로부터 조사된 빛에 의해 씨앗이 성장하며,
    상기 재배 베드가 상기 베드 이송부의 상단에 위치되는 경우에는 작물이 최대로 성장하고,
    상기 재배 베드가 상기 베드 이송부의 상부에서 하부로 이송되는 경우에는 작물의 생육이 조절되는 작물 재배장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 재배 베드가 상기 베드 이송부의 상부에서 하부로 이송될 때, 상기 재배 베드로부터 상기 양액 저장부로 양액이 배출되는 작물 재배장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 재배 베드로부터 배출되는 양액은 상기 양액 저장부로 유입되며, 상기 양액 저장부로 유입된 양액은 동시에 씨앗이 투입되는 위치에 있는 다른 재배 베드로 공급되는 작물 재배장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 재배 베드로부터 배출되는 양액은 상기 양액저장부로 유입되며, 상기 양액 저장부로 유입된 양액은 동시에 씨앗이 투입되는 위치에 있는 다른 재배 베드로 공급되는 작물 재배장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 베드 이송부의 외주면에는 상기 재배 베드를 이송하기 위한 컨베이어 벨트가 구비되는 작물 재배장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 컨베이어 벨트에는, 일 면이 상기 컨베이어 벨트와 고정 결합되어 기 설정된 간격으로 이격되어 장착되는 지지부가 구비되고,
    상기 재배 베드의 양 측면이 상기 지지부에 회동 가능하게 결합되는 작물 재배장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 하우징의 일 측에는, 상기 재배 베드가 씨앗이 투입되는 위치에서, 씨앗을 투입하거나 재배가 완료된 작물을 수확할 수 있는 하우징 도어가 설치되는 작물 재배장치.
  14. 작물 재배장치를 이용하여 재배한 작물의 생장 정도에 따라 최적의 생육조건을 도출하여 이를 공유 단말장치로 전송하는 작물 재배 정보 공유 시스템에 있어서,
    작물의 종류에 따라 하우징 내부의 생육조건을 임의로 설정하는 단계;
    임의로 설정한 생육조건에 따라 작물을 재배하는 단계;
    상기 하우징 내부의 생육조건을 또 다른 임의의 생육조건으로 설정하여 작물을 재배하고, 각각의 생육조건에서 재배한 작물의 생장 정도를 비교하는 단계;
    작물이 최대로 생장하는 최적화된 생육조건을 도출하는 단계;
    작물별로 도출된 최적화된 생육조건을 데이터로 저장하는 단계; 및
    최적화된 생육조건 데이터를 공유 단말장치로 전송하는 단계;
    를 포함하는 작물 재배 정보 공유 시스템.
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