KR20160142599A - 무선통신을 이용한 양액 제어 시스템 - Google Patents

무선통신을 이용한 양액 제어 시스템 Download PDF

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KR20160142599A
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Abstract

본 발명은 무선통신을 이용한 양액 제어 시스템에 관한 것으로, 원수(原水)가 저장된 제1저장탱크로부터 제1공급관을 통해 원수를 공급받고, 액비(液肥)가 저장된 제2저장탱크로부터 제2공급관을 통해 액비를 공급받아 양액을 혼합하여 저장하는 양액탱크; 상기 양액탱크에 저장된 양액을 배출관을 통해 작물이 재배되는 소정의 영역에 공급하는 양액공급장치; 및 상기 양액탱크 내 저장된 양액의 상태를 분석하여 이에 대한 정보를 무선통신단말로 전송하는 제어장치;를 포함하며, 상기 제어장치는 상기 무선통신단말로부터 제어신호을 수신하고, 이를 기반으로 상기 양액탱크 내 저장된 양액의 상태를 제어한다.
이를 통해 본 발명은 작물 재배영역의 관리자에게 작물에 공급되는 양액의 상태정보를 실시간으로 원거리에서도 제공해 줄 수 있음과 동시에 무선통신단말을 통해 양액의 상태를 관리자가 원하는 최적의 상태로 제어할 수 있다.

Description

무선통신을 이용한 양액 제어 시스템 {CONTROL SYSTEM FOR SUPPLYING NUTRIENT SOLUTION USING WIRELESS COMMUNICATION }
본 발명은 양액 제어 시스템에 관한 것이다.
양액 재배란, 토양을 이용하지 않은 상태에서 작물을 다양한 방법으로 지지 고정시키고, 작물생육에 필요한 필수원소를 그 흡수비율에 따라 적당한 농도로 용해시킨 배양액(이하, '양액'이라 약칭함)으로 작물을 재배하는 방법이다.
이러한 양액재배는 토양에서 작물을 재배하는 것과는 달리 지하 뿌리 환경을 인위적으로 정밀하게 조절할 수 있기 때문에 비교적 균일한 상태로 작물을 재배할 수 있으며, 농경지의 확보가 어려운 곳이나 토양이 오염되어 작물재배가 불가능한 곳에서도 재배영역을 구축할 수 있어 많은 장점을 가지고 있다.
최근에는 양액을 이용해 작물을 재배함에 있어서 작업의 효율성을 높이고 좀 더 신속하고 정밀한 양액공급시스템을 구축하기 위해 양액의 공급 상태를 최적으로 제어하기 위한 다양한 기술들이 개발되고 있다.
이 중 양액의 배출량과 배출속도를 양액의 물성치에 맞추어 제어함으로써, 효율적인 양액공급을 수행하기 위해 마련된 종래기술에 대한 선행문헌에는 대한민국 등록특허공보 제10-0731616호의 "양액 자동공급장치 및 그 제어방법"(이하, '종래기술'이라고 함)이 있다.
하지만, 종래기술을 비롯한 기존의 양액 공급시스템의 경우, 양액의 공급 과정에서의 작업 및 관리 효율을 개선하기 위한 기술을 제공하고 있을 뿐, 공급되어지는 양액의 상태를 관리하고 제어하여 매번 좋은 품질의 양액을 제공할 수 있는 시스템을 구축하지 못하는 문제점이 있었다.
아울러, 기존의 양액 관리와 관련된 종래기술의 경우 양액의 상태를 확인하고, 고품질의 양액을 위해 양액상태를 관리 및 제어하는 과정을 재배지의 작업자가 직접적으로 수행해야하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로써, 본 발명의 목적은 양액 재배를 위해 제공되는 양액의 상태를 관리자가 무선통신단말을 통해 제공받음과 동시에 양액상태에 대한 제어 또한 무선통신단말을 통해 수행할 수 있는 기술을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 무선통신을 이용한 양액 제어 시스템은, 원수(原水)가 저장된 제1저장탱크로부터 제1공급관을 통해 원수를 공급받고, 액비(液肥)가 저장된 제2저장탱크로부터 제2공급관을 통해 액비를 공급받아 양액을 혼합하여 저장하는 양액탱크; 상기 양액탱크에 저장된 양액을 배출관을 통해 작물 재배영역에 공급하는 양액공급장치; 및 상기 양액탱크 내 저장된 양액의 상태를 분석하여 이에 대한 정보를 무선통신단말로 전송하는 제어장치;를 포함하며, 상기 제어장치는 상기 무선통신단말로부터 제어신호을 수신하고, 이를 기반으로 상기 양액탱크 내 저장된 양액의 상태를 제어한다.
여기서, 상기 제어장치는, 상기 양액탱크 내 저장된 양액의 상태를 감지하는 적어도 하나 이상의 센서로 마련되는 상태 감지부; 및 상기 상태 감지부를 통해 측정된 감지 값을 기반으로 양액의 상태정보를 생성하는 상태정보 생성부;를 포함하며, 상기 상태정보 생성부를 통해 획득되는 양액의 상태정보는 양액의 수온, 양액의 상기 양액탱크 내 수위, 양액의 농도 및 양액의 산성도 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
아울러, 상기 제어장치는, 상기 무선통신단말과 통신하여 상기 상태정보 생성부를 통해 생성된 양액의 상태정보를 전송하고, 상기 무선통신단말로부터 전송되는 제어신호를 수신하는 통신부; 및 상기 통신부를 통해 수신된 무선통신단말의 제어신호를 기반으로 상기 양액탱크와 연결된 각종 배관의 개폐 및 상기 제어장치 내 각 구성의 작동 상태를 제어하는 제어부;를 더 포함한다.
여기서, 기 설정된 사항 또는 상기 통신부를 통해 수신되는 제어신호가 양액의 회수 명령 신호일 경우, 상기 제어부는 상기 작물 재배영역과 상기 양액탱크 간을 연결하는 회수관의 개폐여부 및 개방 시간을 제어하여 상기 양액공급장치를 통해 상기 작물 재배영역으로 공급된 양액을 상기 회수관을 통해 상기 양액탱크로 회수한다.
또한, 기 설정된 사항 또는 상기 통신부를 통해 수신되는 제어신호가 양액의 농도 조절 명령 신호일 경우, 상기 제어부는 상기 제1공급관 및 제2공급관의 개폐 여부 및 개방 시간을 제어하여 상기 제1저장탱크 및 제2저장탱크로부터 공급되는 원수 및 액비의 양을 조절함으로써, 상기 양액탱크 내 저장된 양액의 농도를 기 설정된 수준의 농도로 변화시킨다.
또한, 상기 무선통신을 이용한 양액 제어 시스템은 상기 양액탱크에 저장된 양액 중 폐기 처리되어야할 양액을 폐액관을 통해 회수하여 저장하는 폐기탱크;를 더 포함하며, 기 설정된 사항 또는 상기 통신부를 통해 수신되는 제어신호가 양액의 폐액 처리 명령 신호일 경우, 상기 제어부는 상기 폐액관을 개방하여 상기 양액탱크에 저장된 양액을 상기 폐기탱크로 배출시킨다.
아울러, 상기 제어장치는 상기 양액탱크에 저장된 양액을 살균시키는 양액살균부;를 더 포함하며, 기 설정된 사항 또는 상기 통신부를 통해 수신되는 제어신호가 양액의 살균 명령 신호일 경우, 상기 제어부는 상기 양액살균부를 작동시킨다.
또한, 기 설정된 사항 또는 상기 통신부를 통해 수신되는 제어신호가 양액의 수위 조절 명령 신호일 경우, 상기 제어부는 상기 제1공급관 및 제2공급관의 개폐 여부 및 개방 시간을 제어하여 상기 제1저장탱크 및 제2저장탱크로부터 공급되는 원수 및 액비의 양을 조절함으로써, 상기 양액탱크 내 저장된 양액의 수위를 기 설정된 수준의 수위로 변화시킨다.
또한, 상기 제어장치는 가열 또는 냉각을 통해 상기 양액탱크 내 저장된 양액의 수온을 조절하는 온도조절부;를 더 포함하며, 기 설정된 사항 또는 상기 통신부를 통해 수신되는 제어신호가 양액의 수온 조절 명령 신호일 경우, 상기 제어부는 상기 온도조절부를 제어하여 상기 양액탱크 내 저장된 양액의 수온을 기 설정된 수준의 온도로 변화시킨다.
아울러, 상기 제어장치는 양액 내 산(Acid) 또는 알칼리 성분을 공급하여 상기 양액탱크 내 저장된 양액의 산성도를 조절하는 산성도조절부;를 더 포함하며, 기 설정된 사항 또는 상기 통신부를 통해 수신되는 제어신호가 양액의 산성도 조절 명령 신호일 경우, 상기 제어부는 상기 산성도조절부를 제어하여 상기 양액탱크 내 저장된 양액의 산성도를 기 설정된 수준으로 변화시킨다.
본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 작물 재배영역의 관리자는 작물에 공급되는 양액의 상태정보를 실시간으로 원거리에서도 제공받아 확인할 수 있다.
둘째, 관리자는 제공받은 양액의 상태정보를 확인하여, 원거리에서도 무선통신단말을 통해 양액의 상태를 본인이 원하는 최적의 상태로 제어할 수 있다.
셋째, 관리자는 제공받은 양액의 상태정보를 확인하여, 원거리에서도 무선통신단말을 통해 양액의 보충 및 공급한 양액의 회수(폐기 처리) 등을 수행할 수 있다.
도1은 본 발명의 무선통신을 이용한 양액 제어 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도2는 본 발명의 무선통신을 이용한 양액 제어 시스템의 구성요소를 도시한 블록도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지된 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
<무선통신을 이용한 양액 제어시스템의 구성요소에 관한 설명>
도1 내지 도2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 무선통신을 이용한 양액 제어 시스템은 양액탱크(100); 양액공급장치(200); 제어장치(300); 및 폐기탱크(400);를 포함한다.
양액탱크(100)는 도1에 도시된 바와 같이 원수(原水)가 저장된 제1저장탱크(10)로부터 제1공급관(15)을 통해 원수를 공급받고, 액비(液肥)가 저장된 제2저장탱크(20)로부터 제2공급관(25)을 통해 액비를 공급받아 양액을 혼합하여 저장한다.
다시 말해, 양액탱크(100)에는 작물의 생육에 필요한 양분을 함유하고 있는 양액(배양액)이 저장되어 있어, 이를 기반으로 작물의 양액재배가 이루어진다.
여기서, 양액탱크(100) 내 양액 혼합을 위해 원수와 액비를 제1저장탱크(10)와 제2저장탱크(20)로부터 제공받는 과정은 별도의 펌프 구성을 통해 수행되어질 수 있으며, 이러한 펌프는 양액탱크(100) 측에 설치됨이 바람직하나, 이에 한정되지 않고, 상호 연결된 배관측 또는 제1저장탱크(10)와 제2저장탱크(20) 측에 설치되도록 설계되어 질 수도 있다.
또한, 제1저장탱크(10)와 양액탱크(100)를 연결하는 제1공급관(15)과 제2저장탱크(20)와 양액탱크를 연결하는 제2공급관(25)는 별도의 개폐밸브가 설치되어 지며, 이는 추후 설명될 제어장치(300)와 연계되어 작동되어지도록 마련된다.
양액공급장치(200)는 양액탱크(100)에 저장된 양액을 배출관(250)을 통해 작물이 재배되는 소정의 영역(작물 재배영역, GT)에 공급하기 위한 구성으로써, 배출관(250)을 통해 양액탱크(100)로부터 작물 재배영역(GT)까지 작물에 양분과 수분을 제공하기 위한 별도의 동력모듈이 다수 개 마련됨이 바람직하다.
이와 같이 작물 재배영역(GT)에 공급되어진 양액은 작물의 생육을 위해 사용되어지고, 일부 사용 후 남는 양액은 작물 재배영역(GT)에 연결되어 있는 회수관(150)을 통해 회수되어 양액탱크(100)에 재저장되어 진다. 즉, 작물에 공급되어진 양액은 버려지는 것이 아니라 회수관(150)을 통해 양액탱크(100)로 다시 이동하게 되고 살균 및 액비의 보충 과정을 거침으로써 재생되어져 다시 사용가능한 양액의 상태로 마련되어진다.
제어장치(300)는 양액탱크(100) 내 저장된 양액의 상태를 분석하여 양액 상태정보를 생성하고, 이를 무선통신단말(T)로 송출하기 위한 구성으로써, 이 외에도 무선통신단말(T)과의 통신을 통해 양액탱크(100) 내 저장된 양액의 상태를 제어함에 기반이 되는 제어신호를 수신하기 위한 구성이기도 하다.
즉, 제어장치(300)는 양액탱크(100) 내 저장된 양액의 현재 상태를 관리자의 무선통신단말(T)에 실시간으로 제공하여 관리자기 양액 상태를 원거리에서도 지속적으로 확인할 수 있도록 함과 동시에, 무선통신단말(T)과의 통신을 통해 제어신호를 수신하여 이를 기반으로 본 발명의 시스템을 이루는 다양한 구성들의 작동상태 및 동작여부를 제어함으로써 원거리에서도 관리자가 원하는 양액 상태를 만들어줄 수 있다.
이러한 기능들을 수행하기 위해 제어장치(300)는 다양한 세부구성들로 마련되며, 아래 설명될 다양한 세부 구성들은 각각의 기능에 적합하도록 양액탱크(100) 내에 설치된 구성이 있는가 하면 양액탱크(100) 외부 일측에 설치되어지는 구성 또한 있다.
좀 더 구체적으로 설명하면, 제어장치(300)는 도2에 도시된 바와 같이 상태 감지부(310); 상태정보 생성부(320); 통신부(330); 제어부(340); 양액살균부(350); 온도조절부(360); 및 산성도조절부(370);를 포함한다.
우선, 상태 감지부(310)는 양액탱크(100) 내 저장된 양액의 상태를 감지하는 적어도 하나 이상의 센서(311 내지 314)로 마련되며, 다양한 센서들을 이용해 양액의 상태를 나타내는 각종 감지값들을 추출해낸다.
여기서, 상태 감지부(310)를 이루는 각종 센서들은 제1센서(311) 내지 제4센서(314)로 마련될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 또 다른 양액 상태 감지를 위한 추가적인 센서가 추가 설계 가능하다.
좀 더 구체적으로 설명하면, 제1센서(311)는 양액탱크(100) 내 저장된 양액의 수온를 감지하기 위한 온도 센서이며, 제2센서(312)는 양액탱크(100) 내 저장된 양액의 수위를 감지하기 위한 수위 센서이며, 제3센서(313)는 양액의 농도를 측정하기 위한 농도 센서이며, 제4센서(314)는 양액의 산성도(pH)를 측정하기 위한 pH센서일 수 있다. 이에 추가적으로 양액의 용존 산소량을 측정하기 위한 제5센서가 마련될 수 있으며, 더 나아가 양액의 상태를 판단하기 위한 다양한 기준이 되는 감지값을 추출할 수 있는 센서라면 다양하게 추가 설계 가능하다.
다음으로, 상태정보 생성부(320)는 상태 감지부(310)를 통해 측정된 각종 감지값들을 기반으로 데이터화 된 양액의 상태정보를 생성하는 구성으로써, 양액의 수온, 양액의 상기 양액탱크 내 수위, 양액의 농도, 양액의 산성도 및 양액의 용존 산소량 중 적어도 하나 이상의 정보를 포함하고 있다. 좀 더 구체적으로 설명하면 양액의 상태정보는 상태 감지부(310)를 구성하고 있는 각종 센서 중 활성화되어 측정을 수행함으로써 추출되어진 감지값들을 기반으로 형성되어짐이 바람직하다.
또한, 무선통신단말(T)과 통신이 가능한 제어장치(300)는 아래 설명되어질 통신부(330)를 통해 관리자의 무선통신단말(T)로부터 상태 정보 요청신호를 수신하여, 관리자가 확인하고자 하는 감지값만을 정리한 양액의 상태정보를 상태정보 생성부(320)가 생성하여 제공하여 줄 수 있도록 마련될 수도 있다.
통신부(330)는 통신모듈과 같이 무선통신단말(T)과의 무선 통신을 통해 상태정보 생성부(320)를 통해 생성된 양액의 상태정보를 전송하고, 무선통신단말(T)로부터 전송되는 제어신호를 수신한다.
또한, 통신부(330)는 앞서 설명한 바와 같이 무선통신단말(T)로부터 전송되는 상태 정보 요청신호를 수신하고, 이를 기반으로 상태정보 생성부(320)를 통해 정리되어진 양액의 상태정보를 무선통신단말(T)에 전송하는 역할을 수행할 수 있다.
제어부(340)는 통신부(330)를 통해 수신된 무선통신단말(T)의 제어신호를 기반으로 양액탱크(100)와 연결된 각종 배관(15, 25)의 개폐, 폐액관(450)의 개폐 및 제어장치(300) 내 각 구성(350 내지 370)의 작동 상태를 제어한다.
통신부(330)를 통해 수신되는 무선통신단말(T)의 제어신호의 유형에 따른 제어부(340)의 제어형태에 대해 나누어 설명하면 아래와 같다.
먼저, 기 설정된 사항(양액공급장치(200)를 이용해 작물 재배영역(GT)에 공급되어진 양액이 공급 후 관리자에 의해 기 설정된 시간 또는 기일이 초과하였거나, 공급된 양액에 이상이 발생하였을 경우) 또는 제어신호가 양액의 회수 명령 신호일 경우, 제어부(340)는 회수관(150)의 개폐 여부 및 개방 시간을 배관에 설치된 밸브를 제어하여 양액탱크(100)로 양액을 회수한다.
즉, 무선통신단말(T)를 이용해 관리자는 작물 재배영역(GT)에 공급되어진 양액의 회수를 위한 제어신호를 전송하고, 이를 수신한 제어장치(300)는 제어부(340)를 통해 회수관(150)을 개방함으로써 양액탱크(100) 내부로 공급되어진 양액을 회수한다. 또한, 이러한 제어부(340)의 작동 형태는 앞서 설명된 기 설정된 사항에서도 이루어질 수 있으며, 좀 더 구체적으로 설명하면 제어장치(300)가 양액공급장치(200)로부터 양액이 공급되어진 시간으로부터 기 설정된 시간을 초과하였음이 판단되어 양액의 회수가 필요한 상황이라고 판단된거나, 공급되어진 양액의 상태가 불량하여 회수가 필요한 상황이라고 판단되면 양액 회수를 앞서 설명한 바와 같이 수행할 수 있도록 설계되어 질 수 도 있다.
다음으로, 기 설정된 사항(양액탱크(100) 내 저장된 양액의 농도가 관리자에 의해 기 설정된 농도 범위의 수준을 기준으로 하한농도 미만 또는 상한농도 초과의 상태로 변하였을 경우) 또는 제어신호가 양액의 농도 조절 명령 신호일 경우, 제어부(340)는 제1공급관(15) 및 제2공급관(25)의 개폐 여부 및 개방 시간을 각각의 배관에 설치된 밸브를 제어하여 제1저장탱크(10) 및 제2저장탱크(20)로부터 공급되는 원수 및 액비의 양을 조절함으로써, 양액탱크(100) 내 저장된 양액의 농도를 기 설정된 범위 수준의 농도로 변화시킨다.
즉, 무선통신단말(T)로 제공받은 양액의 상태정보 내 양액의 농도가 너무 낮거나 높다고 판단될 경우 관리자는 농도를 조절하기 위한 제어신호를 전송하고, 이를 수신한 제어장치(300)는 제어부(340)를 통해 원수의 공급량 또는 액비의 공급량을 조절함으로써, 양액탱크(100) 내 저장된 양액의 농도를 원하는 수준으로 변화시킨다. 또한, 이러한 제어부(340)의 작동 형태는 앞서 설명된 기 설정된 사항에서도 이루어질 수 있으며, 좀 더 구체적으로 설명하면 제어장치(300)가 상태 감지부(310)를 활용하여 농도의 수준을 판단한 뒤, 농도조절이 필요한 상황이라고 판단이 되면 농도 조절을 앞서 설명한 바와 같이 수행할 수 있도록 설계되어 질 수 도 있다.
다음으로, 기 설정된 사항(양액탱크(100)에 저장된 양액을 교체하거나 또는 양액탱크(100)에 저장된 양액에 이상이 발생하였을 경우) 또는 제어신호가 양액의 폐액 처리 명령 신호일 경우, 제어부(340)는 폐액관(450)에 설치된 개폐밸브를 조절하여 양액의 흐름을 개방함으로써, 양액탱크(100)에 저장된 양액을 폐기탱크(400)로 배출시킨다.
이를 위해 본 발명의 양액 제어 시스템은 양액탱크(100)를 연결하는 별도의 배관과 개폐밸브, 동력펌프 등을 추가로 마련할 수 있으며, 폐양액의 살균 및 액비 보충을 위해 살균장치 및 폐기탱크(400)와 제2탱크(20)를 연결하는 별도의 배관과 개폐밸브, 동력펌프 등 또한 추가로 마련되어 질 수 있다.
양액살균부(350)는 양액탱크(100) 내에 설치되어 저장된 양액을 살균시키기 위한 구성으로써, 열처리를 통한 살균, 오존 처리를 통한 살균, 또는 자외선 조사를 통한 살균 등 다양한 방법으로 양액의 살균을 수행할 수 있도록 마련될 수 있으나, 가장 바람직하게는 UV광을 조사할 수 있는 LED모듈로 마련되어야 할 것이다.
이와 같은 양액살균부(350)는 제어부(340)와 연동되어 작용하는데, 그 경우에 대해 설명하면 아래와 같다.
기 설정된 사항(양액탱크(100) 내 저장된 양액의 저장기간이 관리자에 의해 기 설정된 기간을 초과하였거나 양액이 상태 변질이 우려되는 상황에 노출되었을 경우) 또는 제어신호가 양액의 살균 명령 신호일 경우, 제어부(340)는 양액살균부(350)를 작동시켜 양액탱크(100) 내 저장된 양액의 살균을 제공한다.
즉, 양액탱크(100) 내 저장된 양액의 저장기간이 오래되었거나, 광 또는 외부공기 등의 균 성장환경에 양액이 노출되어졌다고 판단될 경우 관리자는 양액의 살균을 위한 제어신호를 전송하고, 이를 수신한 제어장치(300)는 제어부(340)를 통해 양액살균부(350)를 작동시킴으로써, 양액탱크(100) 내 저장된 양액의 균 성장환경을 저해시키고 양액 내 균을 멸균시킨다. 또한, 이러한 제어부(340)의 작동 형태는 앞서 설명된 기 설정된 사항에서도 이루어질 수 있으며, 좀 더 구체적으로 설명하면 제어장치(300)가 상태 감지부(310)를 활용하여 양액 내 균의 정도를 판단하거나, 양액의 저장기간을 판단한 뒤, 살균이 필요한 상황이라고 판단이 되면 살균을 앞서 설명한 바와 같이 수행할 수 있도록 설계되어 질 수 도 있다.
또한, 기 설정된 사항(양액탱크(100) 내 저장된 양액의 수위가 관리자에 의해 기 설정된 수위 범위의 수준을 기준으로 하한수위 미만 또는 상한수위 초과의 상태로 변하였을 경우) 또는 제어신호가 양액의 수위 조절 명령 신호일 경우, 제어부(340)는 제1공급관(15) 및 제2공급관(25)의 개폐 여부 및 개방 시간을 각각의 배관에 설치된 밸브를 제어하여 제1저장탱크(10) 및 제2저장탱크(20)로부터 공급되는 원수 및 액비의 양을 조절함으로써, 양액탱크(100) 내 저장된 양액의 수위를 기 설정된 수준의 수위로 변화시킨다.
즉, 무선통신단말(T)로 제공받은 양액의 상태정보 내 양액의 수위가 너무 낮거나 높다고 판단될 경우 양액탱크(100) 내 저장된 양액의 수위를 조절하기 위한 제어신호를 전송하고, 이를 수신한 제어장치(300)는 제어부(340)를 통해 원수의 공급량 또는 액비의 공급량을 조절함으로써, 양액탱크(100) 내 저장된 양액의 수위를 원하는 수준으로 변화시킨다. 또한, 이러한 제어부(340)의 작동 형태는 앞서 설명된 기 설정된 사항에서도 이루어질 수 있으며, 좀 더 구체적으로 설명하면 제어장치(300)가 상태 감지부(310)를 활용하여 양액의 수위 수준을 판단한 뒤, 수위 조절이 필요한 상황이라고 판단이 되면 수위 조절을 앞서 설명한 바와 같이 수행할 수 있도록 설계되어 질 수 도 있다.
아울러, 기 설정된 사항(양액탱크(100) 내 저장된 양액의 온도가 관리자에 의해 기 설정된 수온 범위의 수준을 기준으로 하한온도 미만 또는 상한온도 초과의 상태로 변하였을 경우) 또는 제어신호가 양액의 수온 조절 명령 신호일 경우, 제어부(340)는 양액탱크(100) 내 저장된 양액을 가열 또는 냉각시켜 수온을 기 설정된 수준의 온도로 변화시킨다.
이를 위해, 제어장치(300)는 양액탱크(100)의 일측에 설치되어 내부에 저장된 양액을 가열 또는 냉각하여 양액의 수온을 조절하기 위한 가열모듈 및 냉각모듈로 마련되어 질 수 있는 온도조절부(360)를 더 포함한다. 따라서 제어부(340)는 온도조절부(360)를 제어하여 양액탱크(100) 내 저장된 양액의 온도를 변화시킬 수 있다.
즉, 무선통신단말(T)로 제공받은 양액의 상태정보 내 양액의 수온이 너무 낮거나 높다고 판단될 경우 양액탱크(100) 내 저장된 양액의 수온을 조절하기 위한 제어신호를 전송하고, 이를 수신한 제어장치(300)는 제어부(340)를 통해 온도조절부(360)의 동작상태를 제어함으로써, 양액탱크(100) 내 저장된 양액의 온도를 원하는 수준으로 변화시킨다. 또한, 이러한 제어부(340)의 작동 형태는 앞서 설명된 기 설정된 사항에서도 이루어질 수 있으며, 좀 더 구체적으로 설명하면 제어장치(300)가 상태 감지부(310)를 활용하여 양액의 수온 수준을 판단한 뒤, 온도 조절이 필요한 상황이라고 판단이 되면 수온 조절을 앞서 설명한 바와 같이 수행할 수 있도록 설계되어 질 수 도 있다.
또한, 기 설정된 사항(양액탱크(100) 내 저장된 양액의 산성도가 관리자에 의해 기 설정된 산성도 범위의 수준을 기준으로 하한산성도 미만 또는 상한산성도 초과의 상태로 변하였을 경우) 또는 제어신호가 양액의 산성도 조절 명령 신호일 경우, 제어부(340)는 양액탱크(100) 내 저장된 양액의 산성도를 기 설정된 수준의 산성도로 변화시킨다.
이를 위해, 제어장치(300)는 양액탱크(100)의 일측에 설치되어 내부에 저장된 양액에 산(Acid) 성분 또는 알칼리 성분을 공급하기 위한 공급모듈로 마련되어 질 수 있는 산성도조절부(370)를 더 포함한다.
따라서 제어부(340)는 산성도조절부(370)를 제어하여 양액탱크(100) 내 저장된 양액의 산성도가 하한수준 미만일 경우는 수산화나트륨 또는 수산화칼륨 등의 알칼리 성분을 양액탱크(100) 내에 첨가하여 산성도(pH)를 높이고, 양액탱크(100) 내 저장된 양액의 산성도가 상한수준 초과일 경우는 인산, 황산, 질산 등의 산 성분을 양액탱크(100) 내에 첨가하여 산성도(pH)를 낮출 수 있다.
그리고 이 외에도 제어장치(300)는 양액탱크(100)의 일측에 설치되어 내부에 저장된 양액의 용존산소량을 조절하기 위한 산소공급모듈로 마련되어 질 수 있는 용존산소조절부(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 이를 통해 제어부(340)는 기 설정된 사항(양액탱크(100) 내 저장된 양액의 용존산소량이 관리자에 의해 기 설정된 용존산소량 범위의 수준을 기준으로 하한용존산소량 미만 또는 상한산소량 초과의 상태로 변하였을 경우) 또는 제어신호가 양액의 용존산소량 조절 명령 신호일 경우, 용존산소조절부(미도시)를 제어하여 양액탱크(100) 내 저장된 양액의 용존산소량을 변화시킬 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 무선통신을 이용한 양액 제어 시스템을 통해 작물 재배영역(GT) 내 작물들을 양액 재배하는 관리자는 무선통신단말(T)를 이용해 원거리에서도 양액 상태 확인 및 양액 상태 관리를 수행할 수 있게 됨으로써, 직접적으로 작물 재배에 이용되는 양액을 확인하거나 관리할 수고를 덜게 되고, 장소와 시간에 구애를 받지 않고 양액의 상태를 실시간으로 제공받을 수 있게 된다.
본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의해서 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 보호범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 제1저장탱크
15 : 제1공급관
20 : 제2저장탱크
25 : 제2공급관
100 : 양액탱크
150 : 회수관
200 : 양액공급장치
250 : 배출관
300 : 제어장치
310 : 상태 감지부
311, 312, 313, 314 : 제1센서 내지 제4센서
320 : 상태정보 생성부
330 : 통신부
340 : 제어부
350 : 양액살균부
360 : 온도조절부
370 : 산성도조절부
400 : 폐기탱크
450 : 폐액관
GT : 작물 재배영역
T : 무선통신단말

Claims (10)

  1. 원수(原水)가 저장된 제1저장탱크로부터 제1공급관을 통해 원수를 공급받고, 액비(液肥)가 저장된 제2저장탱크로부터 제2공급관을 통해 액비를 공급받아 양액을 혼합하여 저장하는 양액탱크;
    상기 양액탱크에 저장된 양액을 배출관을 통해 작물 재배영역에 공급하는 양액공급장치; 및
    상기 양액탱크 내 저장된 양액의 상태를 분석하여 이에 대한 정보를 무선통신단말로 전송하는 제어장치;를 포함하며,
    상기 제어장치는 상기 무선통신단말로부터 제어신호을 수신하고, 이를 기반으로 상기 양액탱크 내 저장된 양액의 상태를 제어하는 것을 특징으로 하는
    무선통신을 이용한 양액 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서.
    상기 제어장치는,
    상기 양액탱크 내 저장된 양액의 상태를 감지하는 적어도 하나 이상의 센서로 마련되는 상태 감지부; 및
    상기 상태 감지부를 통해 측정된 감지값을 기반으로 양액의 상태정보를 생성하는 상태정보 생성부;를 포함하며,
    상기 상태정보 생성부를 통해 획득되는 양액의 상태정보는 양액의 수온, 양액의 상기 양액탱크 내 수위, 양액의 농도 및 양액의 산성도 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는
    무선통신을 이용한 양액 제어 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어장치는,
    상기 무선통신단말과 통신하여 상기 상태정보 생성부를 통해 생성된 양액의 상태정보를 전송하고, 상기 무선통신단말로부터 전송되는 제어신호를 수신하는 통신부; 및
    상기 통신부를 통해 수신된 무선통신단말의 제어신호를 기반으로 상기 양액탱크와 연결된 각종 배관의 개폐 및 상기 제어장치 내 각 구성의 작동 상태를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    무선통신을 이용한 양액 제어 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    기 설정된 사항 또는 상기 통신부를 통해 수신되는 제어신호가 양액의 회수 명령 신호일 경우,
    상기 제어부는 상기 작물 재배영역과 상기 양액탱크 간을 연결하는 회수관의 개폐여부 및 개방 시간을 제어하여 상기 양액공급장치를 통해 상기 작물 재배영역으로 공급된 양액을 상기 회수관을 통해 상기 양액탱크로 회수시키는 것을 특징으로 하는
    무선통신을 이용한 양액 제어 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    기 설정된 사항 또는 상기 통신부를 통해 수신되는 제어신호가 양액의 농도 조절 명령 신호일 경우,
    상기 제어부는 상기 제1공급관 및 제2공급관의 개폐 여부 및 개방 시간을 제어하여 상기 제1저장탱크 및 제2저장탱크로부터 공급되는 원수 및 액비의 양을 조절함으로써, 상기 양액탱크 내 저장된 양액의 농도를 기 설정된 수준의 농도로 변화시키는 것을 특징으로 하는
    무선통신을 이용한 양액 제어 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 무선통신을 이용한 양액 제어 시스템은 상기 양액탱크에 저장된 양액 중 폐기 처리되어야할 양액을 폐액관을 통해 회수하여 저장하는 폐기탱크;를 더 포함하며,
    기 설정된 사항 또는 상기 통신부를 통해 수신되는 제어신호가 양액의 폐액 처리 명령 신호일 경우,
    상기 제어부는 상기 폐액관을 개방하여 상기 양액탱크에 저장된 양액을 상기 폐기탱크로 배출시키는 것을 특징으로 하는
    무선통신을 이용한 양액 제어 시스템.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제어장치는 상기 양액탱크에 저장된 양액을 살균시키는 양액살균부;를 더 포함하며,
    기 설정된 사항 또는 상기 통신부를 통해 수신되는 제어신호가 양액의 살균 명령 신호일 경우,
    상기 제어부는 상기 양액살균부를 작동시키는 것을 특징으로 하는
    무선통신을 이용한 양액 제어 시스템.
  8. 제3항에 있어서,
    기 설정된 사항 또는 상기 통신부를 통해 수신되는 제어신호가 양액의 수위 조절 명령 신호일 경우,
    상기 제어부는 상기 제1공급관 및 제2공급관의 개폐 여부 및 개방 시간을 제어하여 상기 제1저장탱크 및 제2저장탱크로부터 공급되는 원수 및 액비의 양을 조절함으로써, 상기 양액탱크 내 저장된 양액의 수위를 기 설정된 수준의 수위로 변화시키는 것을 특징으로 하는
    무선통신을 이용한 양액 제어 시스템.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 제어장치는 가열 또는 냉각을 통해 상기 양액탱크 내 저장된 양액의 수온을 조절하는 온도조절부;를 더 포함하며,
    기 설정된 사항 또는 상기 통신부를 통해 수신되는 제어신호가 양액의 수온 조절 명령 신호일 경우,
    상기 제어부는 상기 온도조절부를 제어하여 상기 양액탱크 내 저장된 양액의 수온을 기 설정된 수준의 온도로 변화시키는 것을 특징으로 하는
    무선통신을 이용한 양액 제어 시스템.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 제어장치는 양액 내 산(Acid) 또는 알칼리 성분을 공급하여 상기 양액탱크 내 저장된 양액의 산성도를 조절하는 산성도조절부;를 더 포함하며,
    기 설정된 사항 또는 상기 통신부를 통해 수신되는 제어신호가 양액의 산성도 조절 명령 신호일 경우,
    상기 제어부는 상기 산성도조절부를 제어하여 상기 양액탱크 내 저장된 양액의 산성도를 기 설정된 수준의 산성도로 변화시키는 것을 특징으로 하는
    무선통신을 이용한 양액 제어 시스템.
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