KR20160147612A - 사물 인터넷을 활용한 식물 센서 - Google Patents

사물 인터넷을 활용한 식물 센서 Download PDF

Info

Publication number
KR20160147612A
KR20160147612A KR1020150126139A KR20150126139A KR20160147612A KR 20160147612 A KR20160147612 A KR 20160147612A KR 1020150126139 A KR1020150126139 A KR 1020150126139A KR 20150126139 A KR20150126139 A KR 20150126139A KR 20160147612 A KR20160147612 A KR 20160147612A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sensor
layer
plant
disposed
humidity
Prior art date
Application number
KR1020150126139A
Other languages
English (en)
Inventor
백경훈
Original Assignee
주식회사 엔씽
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엔씽 filed Critical 주식회사 엔씽
Priority to KR1020150126139A priority Critical patent/KR20160147612A/ko
Publication of KR20160147612A publication Critical patent/KR20160147612A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B3/00—Measuring instruments characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B3/02—Rulers with scales or marks for direct reading
    • G01B3/04—Rulers with scales or marks for direct reading rigid
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D7/00—Indicating measured values
    • G01D7/02—Indicating value of two or more variables simultaneously
    • G01D7/04—Indicating value of two or more variables simultaneously using a separate indicating element for each variable
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02—Details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
    • G01N27/227—Sensors changing capacitance upon adsorption or absorption of fluid components, e.g. electrolyte-insulator-semiconductor sensors, MOS capacitors

Landscapes

  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cultivation Of Plants (AREA)
  • Greenhouses (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)

Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 사물 인터넷을 활용한 식물 센서는 조도센서가 배치된 제1 레이어, 상기 제1 레이어에 대응되도록 접촉 형성되고 온도센서가 배치된 제2 레이어, 및 상기 제2 레이어에서 연장 형성되고 습도센서가 배치된 제3 레이어를 포함하고, 상기 조도센서, 상기 온도센서, 및 상기 습도센서는 순차적으로 상부에서 하부로 배치 형성된다.

Description

사물 인터넷을 활용한 식물 센서 {PLANT SENSOR USING INTERNET OF THING}
본 발명은 식물 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조도 센서, 온도 센서 및 습도 센서를 포함하는 사물 인터넷을 활용한 식물 센서에 대한 것이다.
현재까지 식물재배는 토양에 종자를 심고, 비료와 수분을 공급하고, 태양광에 의해 식물 내부에서 일어나는 광합성에 의한 재배가 일반적이 재배방법이었다.
그런데, 상기 재배 방법은 기후나 날씨 등에 의해 생산에 영향이 발생하거나 또한 비료나 농약 등을 사용하기 때문에 비용이 발생하기도 하고, 농약에 의한 오염 문제도 부정할 수 없는 문제점 중에 하나였다. 따라서, 최근 태양광을 대신할 광원으로 형광등, 메탈 할로겐 램프, LED 등을 사용한 식물공장 형 재배 방식 및 수경 재배 방식이 도입되었다.
그러나, 이러한 재배 방법도 식물의 성장이 광합성에 의해 이루어지는 점에만 주목하여 광합성에 필요한 빛의 파장 및 조도를 제어하여 식물의 성장을 촉진시킬 뿐, 습도 및 온도 전반에 따른 온도 제어를 원활하게 수행할 수 없었다.
나아가, 실제 재배자가 자신의 재배 방법을 단순히 기록하는 방식으로 누적 관리함에 불과한 실정이고, 이러한 재배 방법을 타인과 공유하고 나아가 서로의 재배 방법을 거래할 수도 없는 실정이었다.
더욱 나아가, 종래에는 재배 환경 및 재배 방법이 자동으로 구현되어 이에 따라 식물이 성장하여 결실을 맺는 자동 재배 방법은 더욱 전무한 실정이다.
[선행기술문헌]
한국등록특허 제10-1036598호(2011. 05. 17.)
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 식물의 환경을 분석하여 실시간으로 재배자에 전달하는 사물 인터넷을 활용한 식물 센서를 제공한다.
또한, 본 발명은 사물 인터넷을 활용하여 자동으로 식물을 재배하는 것이 가능한 사물 인터넷을 활용한 식물 센서를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 사물 인터넷을 활용한 식물 센서는 조도센서가 배치된 제1 레이어, 상기 제1 레이어에 대응되도록 접촉 형성되고 온도센서가 배치된 제2 레이어, 및 상기 제2 레이어에서 연장 형성되고 습도센서가 배치된 제3 레이어를 포함하고, 상기 조도센서, 상기 온도센서, 및 상기 습도센서는 순차적으로 상부에서 하부로 배치 형성된다.
이때, 상기 제3 레이어는 상기 제2 레이어가 좁아지면서 연장 형성되고, 상기 습도센서는 상기 제3 레이어 내부에서 두쌍의 모듈로 형성되어 상기 연장 방향을 따라 좁아지면서 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 레이어에서 온도 센서 상부에는 통신부가 배치되고, 상기 온도 센서의 하부에는 전원부가 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 레이어에 상기 조도센서가 배치된 영역과 상기 제2 레이어에 상기 통신부가 배치된 영역을 서로 대응하지 않을 수 있다.
또한, 상기 습도센서의 중심과 상기 전원부의 무게 중심을 연결하는 가상의 선은 상기 제1 레이어의 상부 바깥쪽 끝단과 상기 제2 레이어의 하부 바깥쪽 끝단을 연결할 수 있다.
또한, 상기 제2 레이어의 후면은 코팅되어 외기와의 접촉이 방지될 수 있다.
또한, 상기 사물 인터넷을 활용한 식물 센서는 UI로딩부를 더 포함하여 이루어지고, 상기 UI로딩부는 조도, 온도 및 습도를 표시하는 복수의 데이터 레이어를 표시하고, 사용자는 상기 복수의 데이터 레이어 중 최상단에 배치된 데이터 레이어를 선택할 수 있다.
또한, 상기 사물 인터넷을 활용한 식물 센서는 재배컨트롤부를 더 포함하고, 상기 UI로딩부는 콘트롤UI를 더 포함하고, 사용자는 상기 콘트롤UI를 선택하여 상기 재배컨트롤부를 제어할 수 있다.
또한, 상기 조도센서에는 상부에 접착 형성된 마스킹실을 더 포함하여 이루어지고, 상기 마스킹실을 제거할 때, 상기 식물 센서가 턴온될 수 있다.
또한, 상기 조도센서는 조도가 기설정된 조도 이하로 기설정 시간 지속되는 경우를 감지하여 상기 식물 센서를 슬립모드로 전환할 수 있다.
또한, 상기 통신부와 상기 전원부의 사이에는 제어부가 형성배치되고, 상기 제어부에 인접하여 방열 패턴이 더 형성되고, 상기 방열 패턴은 상기 제2 레이어의 후면 쪽으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 레이어에는 눈금선이 형성되고, 상기 눈금선이 형성된 상면에는 감광지가 배치될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 사물 인터넷을 활용한 식물 센서는 상기 제3 레이어가 상기 제2 레이어에서 연장되어 좁아지는 복수의 돌기로 이루어지고, 상기 두쌍의 모듈은 상기 돌기에 각각 배치되어 상기 연장 방향을 따라 서로 좁아지면서 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 식물센서는 식물의 환경 조건을 정확하게 모니터링할 수 있다.
또한, 본 발명은 자동으로 로깅된 센싱 정보를 이용하여 패턴을 학습(머신러닝)하고 서버에 따로 저장된 해당 식물(P)의 요구 환경 조건과 비교하여 사용자에게 알려주는 것이 가능해 진다.
또한, 본 발명은 계속적인 턴온에 의한 전력 손실을 막기 위해 슬립모드의 전환이 가능하다.
또한, 본 발명은 정밀한 센서의 배치 설계에 따라 그 정확도를 현저하게 향상할 수 있다.
또한, 본 발명은 사용자가 직접 재배컨트롤부를 구동하여 일조량 변화, 온도 변화, 또는 습도 변화를 컨트롤하여 보다 효과적인 식물의 생장 환경을 조성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷을 활용한 식물 센서를 포함한 전체 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷을 활용한 식물 센서를 더욱 자세하게 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷을 활용한 식물 센서의 외형을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷을 활용한 식물 센서의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷을 활용한 식물 센서를 촬영한 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷을 활용한 식물 센서의 사용 유저 인터페이스를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷을 활용한 식물 센서를 포함한 전체 시스템이 식물의 재배 환경을 제어하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 사물 인터넷을 활용한 식물 센서의 외형을 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 당업자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷을 활용한 식물 센서를 포함한 전체 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷을 활용한 식물 센서(100)를 포함한 전체 시스템(1000)은 식물(P)에 배치되는 식물 센서(100), 식물 센서(100)와 통신하는 라우터(R) 또는 스마트폰(300), 및 이와 연결된 서버(400)를 포함하여 이루어진다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 센서(100)는 식물(P)의 주위 환경 정보를 센싱하는 사물 인터넷 기술로서, 보다 상세하거는 조도 정보, 온도 정보, 및 습도 정보를 센싱하고, 이를 라우터(R)나 스마트폰(300)을 통하여 서버(400)에 상기 정보를 전달하게 된다. 이때, 상기 정보는 라우터(R)를 이용하는 경우에는 주기적인 브로드 캐스팅 방식으로 전달할 수 있다.
또한, 상기 식물 센서(100)는 상기한 조도 정보, 온도 정보, 및 습도 정보 뿐만 아니라 식물의 생장 정도 및 전원부의 배터리 잔량을 스마트폰(300) 또는 라우터(R)를 통해 서버(400)에 전달할 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷을 활용한 식물 센서(100) 및 이를 포함한 전체 시스템(1000)은 자동으로 로깅된 센싱 정보를 이용하여 패턴을 학습(머신러닝)하고 서버(400)에 따로 저장된 해당 식물(P)의 요구 환경 조건과 비교하여 사용자에게 알려주는 것이 가능해 진다.
더욱 상세하게, 서버(400)에 저장된 기준 환경 조건과 해당 식물의 조도, 온도, 및 습도(토양)가 기준 환경 조건과 다른 경우에 사용자에게 스마트폰의 어플리케이션 등을 통하여 알라밍이 가능해진다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 센서는 식물의 생장에 필요한 조건에 사용자의 식물 환경이 부합되는지 센싱하여 최적화된 식물 생장을 모니터링하는 것이 가능해 진다.
도 2는 도 1에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷을 활용한 식물 센서를 더욱 상세히 도시한 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 식물 센서(100)는 제어부(10), 조도센서(20), 온도센서(30), 습도센서(40), 통신부(50) 및 전원부(60)를 포함하여 이루어진다.
제어부(10)는 각 센서를 제어하고, 통신부(50)가 스마트폰(200) 또는 라우터(R)에 센싱 정보를 보내는 일련의 프로세싱을 수행한다. 이때 통신부(50)는 패턴 안테나를 포함하여 이루어진다. 통신부(50)의 식물 센서(100) 내부의 배치 관계는 이후에 더욱 자세하게 설명한다.
조도센서(20)는 조도를 측정하는 센서로서, 조도는 눈의 감도를 기준으로 하여 측정한 광사 속(광속이라 한다)의 밀도로 정의된다. 조도 센서(20)는 알루미늄 아세나이드 박막의 감지 층을 포함하고 있는데, 알루미늄 아세나이드 층은 MBE (molecular beam epitaxy)법으로 형성되며, 알루미늄 아세나이드 층은 금속절연체 전이 현상에 의한 가시광 영역의 빛을 흡수할 수 있으므로 조도를 측정할 수 있다. 단, 본 발명의 일 실시예에 따른 조도센서(20)는 이에 한정되지 않음은 물론이다.
온도센서(30)는 프레임을 복수 회 감싸는 금속 와이어를 구비하고, 금속 와이어의 저항을 측정하고, 측정된 저항값을 이용하여 주변온도를 결정하는 센서이다. 이를 위해 온도센서(30)는 저항측정기, 메모리장치를 더 구비할 수 있으며, 제어부(10)는 현재 측정한 금속와이어의 저항값과 메모리장치(122)에 저장된 금속 와이어의 저항값을 비교하여 주변 온도를 산출하게 된다.
습도센서(40)는 외계의 습도에 대응하여 소자의 전기적 특성이 변화함으로써 습도를 검출하는 센서이다. 습도 센서에는 전해질계, 금속계, 고분자계, 세라믹스계등이 있고, 각기 여러 가지 계가 연구되고 있으나, 현재 주로 고분자계 및 세라믹스계의 습도센서가 사용된다. 또한, 습도센서는 외계의 습도에 대응하여 소자 저항치가 변화함으로써 습도를 검출하는 습도센서를 저항치 변화형 습도 센서라고 부르며, 외계의 습도에 대응하여 소자의 정전 용량이 변화함으로써 습도를 검출하는 습도 센서를 정전 용량 변화형 습도 센서라고 하지만, 어느 것이나 소자에 대한 물의 흡탈착으로 소자 저항치 또는 정전 용량이 변화하는 성질을 이용한 것이므로 본 발명은 특정 습도센서에 한정되지 않음은 물론이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 습도센서의 더욱 자세한 내용은 뒤에서 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷을 활용한 식물 센서의 외형을 도시한 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷을 활용한 식물 센서(100)은 제1 레이어(1), 제2 레이어(2), 및 제3 레이어(3)를 포함하여 이루어진다.
제1 레이어(1)에는 조도센서(20)가 배치되고, 제2 레이어(2)에는 온도센서(30; 도 4 참조)가 배치된다. 이때 제1 레이어에서 조도센서(23)를 제외한 영역에는 눈금선(23)이 표시된다. 눈금선을 통해 사용자는 식물의 키를 정량적으로 측정하는 것이 가능하다. 또한, 조도센서(20) 상에는 점착 형성된 마스킹실(21)를 포함한다. 사용자는 식물 센서를 최초로 사용하는 경우에 마스킹실(21)를 제거하게 되는데, 마스킹실(21)의 제거에 따라 식물 센서(100)의 전원이 턴온되도록 설정된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 센서는 계속적인 턴온에 의한 전력 손실을 막기 위해 기설정된 조도 이하가 지속되는 경우에 제어부(10)가 식물 센서를 슬립모드로 전환할 수 있다. 예를 들어, 늦은 밤이나 일몰 후 조도가 낮아 지는 경우에는 식물 센서를 슬립모드로 전환하여 라우터의 주기적 브로드캐스팅을 비활성화할 수 있다. 그런데, 늦은 밤에도 식물 센서가 스탠바이모드가 요구되는 경우에는 사용자는 조도 센서를 터치하여 조도를 0에 가깝도록 유지하는 경우 슬립모드에서 스탠바이모드로 전환할 수 있다.
제2 레이어(2)는 제1 레이어(1)와 대응되도록 접촉 형성된다. 제3 레이어(3)에는 습도 센서(40)가 배치된다. 이때, 제3 레이어(3)는 제2 레이어(2)가 연장되어 형성되며, 하부로 갈수록 뾰족한 형상으로 형성된다. 따라서, 제3 레이어(3)는 화분 등의 토양에 삽입이 용이하도록 형성된다.
또한, 습도센서(40)는 제3 레이어에서 두쌍의 습도모듈(41)로 형성되어 제3 레이어의 연장 방향을 따라 서로 가까워지도록 형성된다. 이때 습도두쌍의 센서모듈(41)이 이루는 각도는 12도 내지 43도로 형성된다. 12도보다 작게 형성되는 경우에는 정전 용량이 극히 작게 도출되어 별도의 증폭소자 및 필터모듈이 필요하므로 생산 단가가 현저하게 올라가기 때문이고, 43도보다 크게 형성되는 경우에는 정전 용량 또는 저항치의 변화 오차가 현저하게 발생하는 임계각이므로 설정한 수치이다.
이상과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 센서(100)는 각 레이어에 조도센서(20), 온도센서(30) 및 습도센서(40)를 배치하면서, 조도센서(20), 온도센서(30) 및 습도센서(40)를 상부에서 하부 방향으로 순차적으로 배치한 특징이 있다. 즉, 본 실시예에 따른 식물 센서(100)는 레이어 구조를 채용하여 센서간의 간섭을 줄이면서, 각 센서의 센싱 대상에 따는 배치를 최적화하여 저비용 고효율의 사물인터넷 센서 배치를 도출하였다.
한편, 제1 레이어(20)의 눈금선(23)이 배치된 부분에는 감광지(미도시)가 배치 형성될 수 있다. 감광지는 태양광에 의해 감광되어 그림자와 그림자가 없는 영역을 구별하도록 하는데, 그림자의 길이 변화를 통해 식물이 생장하는 길이를 알게 해주는 역할을 수행한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 센서를 더욱 자세하게 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷을 활용한 식물 센서의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
제1 레이어(1)에 조도센서(20)가 배치되어 있음은 전술한 바와 같으며, 제2 레이어(2)에는 위에서부터 통신부(50), 제어부(10), 온도센서(30), 전원부(60)가 배치된다. 또한, 제2 레이어(2)에서 연장된 제3 레이어(3)에는 습도센서(40)가 배치된다. 한편, 제2 레이어(2) 및 제3 레이어(3)는 수지로 코팅되어 외기와의 접촉이 방지된다.
이상과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 센서(100)는 온도센서(30) 상부에 통신부(50)가 배치되고, 하부에는 전원부(60)가 배치됨을 특징으로 한다. 즉, 통신부(50)는 패턴 안테나로 이루어지고, 전원부(60)는 수은전지로 이루어지는데, 패턴 안테나와 수은 전지와의 전파 간섭을 최소화하고, 상대적으로 무거운 수은 전지에 의해 그 무게 중심이 하부를 향하도록 형성하여 식물 센서의 안정적 동작 및 지지가 가능하게 된다.
또한, 습도센서(20)의 중심과 전원부(60)의 무게 중심을 연결하는 가상의 선(A-A')은 제1 레이어(1)의 상부 바깥쪽(왼쪽) 끝단과 제2 레이어(2)의 하부 바깥쪽(오른쪽) 끝단을 연결하도록 형성된다. 즉, 전술한 통신부(50) 및 전원부(60)의 무게 관계에 더하여 습도센서(20)의 배치를 상부에서 하부 쪽으로 이격되도록 하여 더욱 전원부(60) 쪽으로 무게 중심이 이동하도록 한다.
따라서, 박막의 합성수지로 이루어진 제2 레이어(2)가 제3 레이어(3)와 접하는 부분에서의 절곡이 방지된다. 이로써 제2 레이어(2)와 접착형성된 제1 레이어(1)의 절곡도 방지된다. 결국, 제1 레이어에 형성된 감광지도 절곡되지 않아 전술한 식물의 생장 변화를 정확하게 측정할 수 있다.
한편, 제1 레이어(1)에 조도센서(20)가 배치된 영역과 제2 레이어(2)에 통신부(50; 더욱 상세하게는 패턴 안테나)가 배치된 영역은 서로 대응되지 않도록 형성된다. 즉, 조도센서(20)는 전술한 바와 같이 상단에서 하부로 이격되어 배치되고, 통신부(50)는 최상단에 배치되므로 서로 대응하지 않은 높이에 배치된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 식물 센서는 제2 레이어(혹은 제3 레이어)가 박막 형태의 합성 수지로 피복되어 형성되므로 전파 간섭에 의한 센싱 수율의 저하를 반드시 고려해야 된다. 이때, 조도센서(20)와 패턴 안테나의 배치 높이가 겹치거나 동일한 경우에는 조도센서(20)에 포함된 금속 와이어와 패턴 안테나가 서로 주파수 간섭(혹은 공진효과)을 일으키게 되므로 그 높이의 배치관계를 분리하여 형성하였다. 이로써, 본 실시예에 따른 식물센서(100)는 조도값의 정확한 센싱이 가능하다.
한편, 참조부호 70은 방열패턴을 개략적으로 도시한 것인다. 본 실시예에서는 방열 패턴(70)이 제어부(10)에 인접하여 형성될 수 있다. 즉, 제어부(10)는 상대적으로 다른 구성에 비해 발열이 발생하는데, 발열로 인해 제어부(10)에 인접한 온도센서(30)에 미차의 오차를 발생시키게 된다. 따라서, 방열패턴(70)은 제어부(10)와 온도센서 사이의 온도 격벽 역할을 수행하게 된다. 또한, 방열패턴(70)이 제2 레이어(2)의 후면(R) 쪽을 향하도록 형성되어 전도 방열 효과를 더욱 높이게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷을 활용한 식물 센서를 촬영한 사진이다. 참조부호 (a)는 식물센서의 전면이고, 참조부호 (b)는 식물센서의 후면이다. 이때, 전면에 조도센서가 배치된 제1 레이어(1)는 나무 재질로 제작되었다. 즉, 제1 레이어(1)는 상대적으로 그 두께(도 4의 참조부호 r1)나 제2 레이어의 두께(도 4의 참조부호 r2) 보다 크게 형성되고, 상대적인 무게도 더 크게 형성될 수 있다. 따라서, 전술한 도 4에서의 설명과 같은 배치관계가 도출되었다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 센서의 사용 형태를 설명한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷을 활용한 식물 센서의 사용 유저 인터페이스를 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 사물 인터넷을 활용한 식물 센서를 포함한 전체 시스템이 식물의 재배 환경을 제어하는 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.
식물 센서(100)가 센싱한 환경 정보는 도 6과 같은 형태로 스마트폰(200) 등에 표시된다. 이때, 스마트폰은 UI로딩부를 포함하고, UI로딩부는 조도(L), 온도(T), 및 습도(H)를 사용자의 터치 등에 의해 화면에 표시(미도시)되도록 한다. 이때, UI로딩부는 조도, 온도 및 습도를 표시하는 복수의 데이터 레이어를 표시하는데, 사용자는 복수의 데이터 레이어 중 최상단에 배치된 데이터 레이어를 선택 열람할 수 있다.
즉, 복수의 데이터 레이어는 고정 데이터와 변동 데이터로 이루어지고 고정 데이터는 식물(P)의 외관이나, 화분의 외관 등 그 이미지가 고정된 데이터를 의미하고, 변동 데이터는 센싱 정보와 같이 변동하는 데이터를 의미한다. 변동 데이터는 사용자의 식물 환경이거나, 다른 사용자 또는 서버에 저장된 식물 환경일 수 있는데, 새로운 재배 환경이 계속적으로 업데이트됨에 따라 데이터가 상부로 쌓이게 되므로 사용자는 최상단의 데이터 레이어를 선택 열람하여 최적의 조건을 확인하거나 그 이전의 데이터 레이어를 열람하여 재배 조건에 대한 히스토리 트랙킹이 가능해 진다.
한편, 사용자는 원하는 환경 조건이나 최적화된 환경 조건이 아니라고 판단되면 각 조건의 제어가 가능하다. 즉, 사용자는 콘트롤UI인 조도제어버튼(l), 온도제어버튼(t), 및 습도제어버튼(h)를 선택하여 도 8과 같은 재배컨트롤부(C)를 구동하여 일조량 변화, 온도 변화, 또는 습도 변화를 컨트롤하여 보다 효과적인 식물의 생장 환경을 조성할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 식물 센서를 설명한다. 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 사물 인터넷을 활용한 식물 센서의 외형을 도시한 도면이다. 본 실시예에서는 일 실시예와 동일한 구성은 동일한 참조부호를 사용하였다.
본 실시예에서 제3 레이어(3')는 제2 레이어에서 연장되어 좁아지는 복수의 돌기로 이루어지고, 습도센서는 두쌍의 모듈(41)로 돌기 각각에 배치되어 연장 방향을 따라 서로 좁아지면서 배치된다. 이때, 두쌍의 모듈(41)이 형성하는 각도는 각 돌기가 이격되어 있으므로 일 실시예 보다 작게 형성됨이 바람직하다. 본 실시예에 따른 식물센서는 식물에 양액을 공급하는 경우에도 그 지지를 충분하게 확보할 수 있으므로 보다 안정적인 거치 및 센싱이 가능한 효과가 있다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100: 식물센서
200: 라우터
300: 스마트폰
400: 서버
1: 제1 레이어
2: 제2 레이어
3: 제3 레이어
10: 제어부
20: 조도센서
21: 마스킹실
23: 눈금선
30: 온도센서
40: 습도센서
41: 센서모듈
50: 통신부
60: 전원부
70: 방열패턴

Claims (7)

  1. 조도센서가 배치된 제1 레이어;
    상기 제1 레이어에 대응되도록 접촉 형성되고 온도센서가 배치된 제2 레이어;
    상기 제2 레이어에서 연장 형성되고 습도센서가 배치된 제3 레이어; 및
    조도, 온도 및 습도를 표시하는 복수의 데이터 레이어를 표시하는 UI로딩부;를 포함하고,
    상기 조도센서, 상기 온도센서, 및 상기 습도센서는 순차적으로 상부에서 하부로 배치 형성되고, 사용자는 상기 복수의 데이터 레이어 중 최상단에 배치된 데이터 레이어를 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷을 활용한 식물 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제3 레이어는 상기 제2 레이어가 좁아지면서 연장 형성되고, 상기 습도센서는 상기 제3 레이어 내부에서 두쌍의 모듈로 형성되어 상기 연장 방향을 따라 좁아지면서 배치된 것을 특징으로 하는 사물 인터넷을 활용한 식물 센서.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 레이어에서 온도 센서 상부에는 통신부가 배치되고, 상기 온도 센서의 하부에는 전원부가 배치된 것을 특징으로 하는 사물 인터넷을 활용한 식물 센서.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 레이어에 상기 조도센서가 배치된 영역과 상기 제2 레이어에 상기 통신부가 배치된 영역을 서로 대응하지 않는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷을 활용한 식물 센서.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 습도센서의 중심과 상기 전원부의 무게 중심을 연결하는 가상의 선은 상기 제1 레이어의 상부 바깥쪽 끝단과 상기 제2 레이어의 하부 바깥쪽 끝단을 연결하는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷을 활용한 식물 센서.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 레이어의 후면은 코팅되어 외기와의 접촉이 방지되는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷을 활용한 식물 센서.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 사물 인터넷을 활용한 식물 센서는 재배컨트롤부를 더 포함하고, 상기 UI로딩부는 콘트롤UI를 더 포함하고, 사용자는 상기 콘트롤UI를 선택하여 상기 재배컨트롤부를 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 사물 인터넷을 활용한 식물 센서.
KR1020150126139A 2015-09-07 2015-09-07 사물 인터넷을 활용한 식물 센서 KR20160147612A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150126139A KR20160147612A (ko) 2015-09-07 2015-09-07 사물 인터넷을 활용한 식물 센서

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150126139A KR20160147612A (ko) 2015-09-07 2015-09-07 사물 인터넷을 활용한 식물 센서

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150084184A Division KR101731833B1 (ko) 2015-06-15 2015-06-15 사물 인터넷을 활용한 식물 센서

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160147612A true KR20160147612A (ko) 2016-12-23

Family

ID=57736075

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150126139A KR20160147612A (ko) 2015-09-07 2015-09-07 사물 인터넷을 활용한 식물 센서

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20160147612A (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107561243A (zh) * 2017-08-29 2018-01-09 西南大学 基于物联网与气体识别技术的土壤氮肥掌上监管系统
CN108120357A (zh) * 2017-12-18 2018-06-05 中国航发贵州黎阳航空动力有限公司 一种螺旋测微器
CN109677505A (zh) * 2018-12-24 2019-04-26 安徽中科智能感知大数据产业技术研究院有限责任公司 一种田间作物生长数据信息采集小型车辆
CN110174860A (zh) * 2019-05-21 2019-08-27 山东农业大学 一种基于物联网的果园环境信息监测系统及方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107561243A (zh) * 2017-08-29 2018-01-09 西南大学 基于物联网与气体识别技术的土壤氮肥掌上监管系统
CN108120357A (zh) * 2017-12-18 2018-06-05 中国航发贵州黎阳航空动力有限公司 一种螺旋测微器
CN109677505A (zh) * 2018-12-24 2019-04-26 安徽中科智能感知大数据产业技术研究院有限责任公司 一种田间作物生长数据信息采集小型车辆
CN109677505B (zh) * 2018-12-24 2020-09-11 安徽中科智能感知产业技术研究院有限责任公司 一种田间作物生长数据信息采集小型车辆
CN110174860A (zh) * 2019-05-21 2019-08-27 山东农业大学 一种基于物联网的果园环境信息监测系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101731833B1 (ko) 사물 인터넷을 활용한 식물 센서
CN111988985B (zh) 受控农业系统和农业的方法
AU2014101142A4 (en) Plant profile watering system
CN202276673U (zh) 一种物联网智能花盆
KR20160147612A (ko) 사물 인터넷을 활용한 식물 센서
CN103697937B (zh) 环境与植株生长态势协同监测分析装置及方法
Fourati et al. Development of a web-based weather station for irrigation scheduling
WO2021034775A1 (en) Plant group identification
KR102117002B1 (ko) 스마트 화분, 스마트 화분을 포함하는 화분 생장 시스템
TW201904397A (zh) 用於提供在生長儲罐中之溫度控制的系統及方法
CN106104218A (zh) 植物监测仪、信息生成方法、装置及植物监测系统
CN203950191U (zh) 一种基于移动设备的植物监控装置
KR20190143680A (ko) IoT 기반 온실 내 작물 생육상태 실시간 모니터링 시스템
CN204409066U (zh) 植物栽培系统
US20130317632A1 (en) Platform apparatus for agricultural environment control system
TW201904400A (zh) 用於在生長儲罐中提供氣流之系統及方法
CN104705080A (zh) 瓶养植株种植控制方法
KR102071719B1 (ko) 식물체 성장량 측정장치 및 그 방법
KR20160142026A (ko) 작물 생육상태 알림장치
Dongre et al. Weather monitoring and control system for polyhouses using IoT
KR102134397B1 (ko) 작물활성지수 기반 시설원예 복합환경 제어시스템 및 방법
KR20160147611A (ko) 사물 인터넷을 활용한 식물 센서
TWM551813U (zh) 以植物高度為參考之植物植栽裝置
CN104982320A (zh) 一种可智能调控的立体种植箱
Ahzami et al. Implementation of Monitoring and Prediction of Humidity, Temperature, and Light Using a Support Vector Machine (SVM) for Orchid Greenhouses in Lembang

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent