KR20170062784A - 맞춤형 led 식물 재배장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 식물재배기; 서버; 및 개인용단말기로 구성되되, 상기 식물재배기는 수직으로 공간이 구분되고, 상기 각각의 공간 상부면에는 RBG 삼색을 선택조절가능한 복수의 LED조명과 공기의 조성물을 실시간 분석할 수 있는 감지센서; 후면에는 공기흐름을 조절할 수 있는 송풍기; 측면에는 재배식물의 정보를 표시하는 디스플레이; 각각의 공간에 수분 및 영양제를 공급할 수 있는 공급관; 및 상기 각각의 공간에서 발생되는 정보를 상기 서버와 무선통신할 수 있는 무선송수신기로 구성될 수 있고, 상기 서버는 상기 식물재배기에서 발생되는 정보를 저장하고 데이터베이스를 구축하여 상기 개인용단말기와 식물재배기에 정보를 송수신할 수 있으며, 상기 개인용단말기는 상기 식물재배기의 관리상태를 확인할 수 있고 조절할 수 있는 특징이 있는 맞춤형 LED 식물 재배장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 맞춤형 LED 식물 재배장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 LED조명을 이용하여 식물을 재배하는 식물공장에서 식물이 성장속도에 따라 LED조명의 불빛과 식물 간의 거리 및 광량을 조절할 수 있고 최적의 환경에서 식물재배를 할 수 있도록 한 맞춤형 LED 식물 재배장치에 관한 것이다.
일반적으로 식물 재배시 LED조명의 불빛을 광원으로 이용하는 기술은 근래에 식물공장용 재배시스템 기술로서 널리 적용되고 있으며, 통상 식물은 엽록체가 햇빛의 힘으로 탄산가스와 물로부터 전분 등의 탄수화물을 합성하는 작용을 통해 성장하며, 이렇게 빛에너지를 화학에너지로 바꾸는 광합성은 식물 생장에 있어 가장 중요한 부분이다.
이러한 식물공장은 통제된 시설 내부에 양액수조 등으로 이루어진 재배상자가 재배공간부의 하부에 설치되고 이러한 상기 재배상자의 상측에는 LED조명이 설치되어 LED조명의 불빛이 재배상자 방향으로 조사되게 한 수단으로 재배상자에서 식물이 성장할 수 있도록 하고 있다.
그러나 종래의 식물공장용 LED조명 재배장치에서는 재배상자에 식재된 식물의 초기 단계와 점차적으로 성장이 이루어지는 동안에도 항상 동일한 위치에서 LED조명의 불빛을 비추어주게 되므로 식물재배의 초기에는 식물과 LED조명간의 거리가 멀게 되어 광량이 부족한 상태이고 식물이 성장하여 많이 자란 상태에서는 LED조명간의 거리가 과도하게 좁혀져서 식물생장에 지장을 초래하는 등 식물의 균형성장이 저해되고 에너지 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.
대한민국특허출원 제10-2010-0078636호 백색 LED를 PCB에 기본으로 배치한 후 칼라 필터를 백색 LED에 탈착함으로써 식물에 제공되는 빛의 비율을 간편하게 변경하여 식물이 최적의 환경에서 자랄 수 있게 환경을 제공하지만 식물성장 과정에서 발생되는 이산화탄소, 산소등을 측정하여 자동으로 최적의 환경을 설정할 수 있는 방법이 미비하다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 식물공장용 LED조명 재배장치에서 재배식물의 종류에 따라 최적화된 환경을 자동으로 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 식물재배기; 서버; 및 개인용단말기로 구성되되, 상기 식물재배기는 수직으로 공간이 구분되고, 상기 각각의 공간 상부면에는 RBG 삼색을 선택조절가능한 복수의 LED조명과 공기의 조성물을 실시간 분석할 수 있는 감지센서; 후면에는 공기흐름을 조절할 수 있는 송풍기; 측면에는 재배식물의 정보를 표시하는 디스플레이; 각각의 공간에 수분 및 영양제를 공급할 수 있는 공급관; 및 상기 각각의 공간에서 발생되는 정보를 상기 서버와 무선통신할 수 있는 무선송수신기로 구성될 수 있고, 상기 서버는 상기 식물재배기에서 발생되는 정보를 저장하고 데이터베이스를 구축하여 상기 개인용단말기와 식물재배기에 정보를 송수신할 수 있으며, 상기 개인용단말기는 상기 식물재배기의 관리상태를 확인할 수 있고 조절할 수 있는 특징이 있는 맞춤형 LED 식물 재배장치를 제공한다
또한 본 발명은 상기 LED조명은 재배되는 식물의 종류 및 성장정도에 따라 서버에 입력된 정보에 맞게 또는 상기 개인용단말기를 통해 조절될 수 있는 특징이 있는 맞춤형 LED 식물 재배장치를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 감지센서는 설치된 공간에 대기조성물의 종류 및 성분비를 감지할 수 있는 것에 특징이 있는 맞춤형 LED 식물 재배장치를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 디스플레이는 재배되는 식물의 정보, 감지센서의 데이터, LED 조명과 송풍기의 작동상태를 수치화해서 표시할 수 있는 것에 특징이 있는 맞춤형 LED 식물 재배장치를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 개인용 단말기는 상기 서버에 저장된 상기 식물재배기의 각종 데이터를 분석하여 현재 식물재배기가 작동이 잘 되고 있는지 확인 할 수 있으며, 식물성장에 필요한 영양분, 수분, LED 조명, 송풍기를 조작하여 최적의 식물생장조건을 조절할 수 있는 맞춤형 LED 식물 재배장치를 제공한다.
본 발명은 맞춤형 식물공장용 LED조명 재배장치에서 재배식물의 종류에 따라 최적화된 환경을 자동으로 제공함에 있다.
도 1은 본 발명인 맞춤형 LED 식물 재배장치에 대한 개념도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 '약', '실질적으로' 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
도 1은 본 발명인 맞춤형 LED 식물 재배장치에 관한 개념도이다.
보다 자세히 설명하면, 본 발명은 식물재배기(100); 서버(200); 및 개인용단말기(300)로 구성된다.
상기 식물재배기(100)는 수직으로 공간이 구분되고, 상기 각각의 공간 상부면에는 RBG 삼색을 선택조절가능한 복수의 LED조명(110)과 공기의 조성물을 실시간 분석할 수 있는 감지센서(130); 후면에는 공기흐름을 조절할 수 있는 송풍기(140); 측면에는 재배식물의 정보를 표시하는 디스플레이(120); 각각의 공간에 수분 및 영양제를 공급할 수 있는 공급관(150); 및 상기 각각의 공간에서 발생되는 정보를 상기 서버와 무선통신할 수 있는 무선송수신기(160)로 구성될 수 있다.
일반적으로 노천에 재배하는 전통적인 재배법은 수평공간을 이용하는 것이고 본 발명은 실내에서 인공재배실을 이용하기 때문에 수직공간을 최대한 이용해야 재배면적을 효율적으로 확보할 수 있다.
사용되는 광원으로는 LED조명(110)을 사용한다. 적색, 청색, 초록색을 광원으로 하여 적절하여 혼합사용하면 모든 파장의 광원을 만들 수 있고 식물 성장에 따라 최적의 광원을 제공할 수 있다. 식물에서 녹색으로 보이는 부분은 엽록체가 있어서 광합성을 할 수 있다. 엽록소는 440nm대의 청색광과 655nm대의 적색광을 주로 흡수하고 녹색광은 대부분 반사한다. 따라서 식물이 잘 흡수할 수 있는 파장대의 빛만을 내도록 조명이 설계되어야 하는데 LED는 원하는 파장대의 빛만을 내도록 쉽게 설계할 수 있다.
즉, 식물은 엽록소에서 빛을 받아들여 광합성을 진행하게 된다. 여기서 엽록소는 빛의 파장에 따라 빛을 흡수하는 능력이 다르다. 따라서 원예작물을 포함한 모든 작물은 각기 다른 파장에서 다양하고 민감하게 반응하는데, 파이토크롬(phytochrome)이라는 광수용단백질에 의해 적색광(660nm)과초적색광(730nm)의 변화를 감지한다. 광수용단백질은 적색광을 받으면활성형태로 전환되어 광합성 산물의 체내이동, 개화, 색소 발현 등 식물의반응을 유도하고 초적색광을 받으면 다시 불활성형태(Pr)로 전환된다.
과실의 당도 향상, 생육촉진, 기능성 증진 등 농업적으로 유용한 작물의 특성들도 식물의 파이토크롬 작용의 유도로 조절될 수 있다. 엽록소는 주로 붉은색과 파란색의 빛을 잘 흡수한다. 따라서 광합성 환경의 개선에는 파장영역을 달리한 처리가 반드시 필요하다. 장일 조건을위해서는 적색광이 백색광보다 효율이 5~6배 높고 기존의 백열등을 적색LED 광으로 대체하면 전기사용량을 약 70~80% 절감할 수 있게 된다. 또한전조재배에 따른 작물의 광합성 증대는 적색광이 백색광보다 광합성 작용에 효율이 높아 작물의 생산량과 품질이 백열등보다 10~20% 향상시킬 수있다. 비닐하우스 재배 시 초적색 LED 광을 해가 진 후 단시간 처리하면 착과 수가 증가해 생산량이 증가되는 것이 연구를 통하여 밝혀졌다.
또한 LED조명(110)으로 병충해를 막아 무농약 재배가 가능하다. 해충이 싫어하는 형광색(580~650nm)의 LED조명(110)을 사용하면 모기, 파리, 진딧물 등의 해충을 예방할 수 있다. 또한 녹색광(530nm)은 오이, 고추의 곰팡이 발생을 억제할 수 있다.
상기 감지센서(130)는 각 공간에 재배되는 식물의 상태를 확인하기 위해 공기의 조성물변화를 감지할 수 있다. 산소, 이산화탄소, 습도등을 측정하면 광합성이 활발이 진행되고 있는지 여부 및 수분을 보충해야 할 시기 등을 알 수 있다. 이러한 정보는 상기 각각의 공간 측면에 알 수 있게 디스플레이에 표시를 할 수도 있으며 표시된 정보는 데이터로 무선송수신기(160)를 통해 서버(200)로 보내진다.
상기 전송된 테이터인 상기 식물재배기에서 발생되는 정보는 먼저 상기 서버(200)에 저장되고 데이터베이스를 구축하여 상기 개인용단말기와 식물재배기에 정보를 송수신할 수 있으며, 상기 개인용단말기(300)는 상기 식물재배기(100)의 관리상태를 확인할 수 있고 조절할 수 있다. 상기 무선송수신기(160)의 정보는 서버에 전달될 수 있어 서버는 실시간으로 식물재배기(100)의 수직으로 공간 분리된 칸마다 정보를 분리해서 저장한다.
또한 상기 디스플레이(120)에서 확인할 수 있는 정보를 외부에서 확인 할 수 있도록 무선송수신기(160)를 구성해서 데이터 전송을 할 수도 있다.
상기 실시간 정보는 미리 지정된 데이타와 비교해서 서버가 자동으로 필요한 조치를 식물재배기로 전송할수 있으며 필요에 따라서는 사용자가 각 디스플레이에 표시된 정보를 보고 실시간으로 필요한 조치를 할 수 있다.
예를 들어 재배기에 식물의 종류에 따라서 광원을 조절할 수 있으며 각 재배기에 이산화탄소 및 산소의 적정농도의 유지범위를 벗어난 경우 송풍기(140)를 작동해서 공기의 흐름을 개선할 수도있다.
또한 상기 LED조명(110)은 재재되는 식물의 종류 및 성장정도에 따라 서버에 입력된 정보에 맞게 또는 상기 개인용단말기(300)를 통해 조절할 수 있다. 자동으로 재배를 할 수 있도록 재배식물의 각종 정보를 서버에 입력하여 그 입력된 프로그램에 따라 온도, 수분, 영양제를 자동으로 공급관(150)으로 투입할 수 있으며 투입량의 조절은 개인용단말기(300)로도 할 수 있으며 이미 지정된 정보에 맞게 서버(200)에서 자동으로 투입을 할 수도 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
100: 식물재배기
110: LED조명
111: 투명창 120: 디스플레이
130: 감지센서 140: 송풍기
150: 공급관 160: 무선송수신기
200: 서버 300: 개인용 단말기
111: 투명창 120: 디스플레이
130: 감지센서 140: 송풍기
150: 공급관 160: 무선송수신기
200: 서버 300: 개인용 단말기
Claims (5)
- 식물재배기; 서버; 및 개인용단말기로 구성되되,
상기 식물재배기는 수직으로 공간이 구분되고, 상기 각각의 공간 상부면에는 RBG 삼색을 선택조절가능한 복수의 LED조명; 공기의 조성물을 실시간 분석할 수 있는 감지센서; 후면에는 공기흐름을 조절할 수 있는 송풍기; 측면에는 재배식물의 정보를 표시하는 디스플레이; 각각의 공간에 수분 및 영양제를 공급할 수 있는 공급관; 및 상기 각각의 공간에서 발생되는 정보를 상기 서버와 무선통신할 수 있는 무선송수신기로 구성될 수 있고,
상기 서버는 상기 식물재배기에서 발생되는 정보를 저장하고 데이터베이스를 구축하여 상기 개인용단말기와 식물재배기에 정보를 송수신할 수 있으며,
상기 개인용단말기는 상기 식물재배기의 관리상태를 확인할 수 있고 조절할 수 있는 특징이 있는 맞춤형 LED 식물 재배장치.
- 제1항에 있어서,
상기 LED조명은 재배되는 식물의 종류 및 성장정도에 따라 서버에 입력된 정보에 맞게 또는 상기 개인용단말기를 통해 조절될 수 있는 특징이 있는 맞춤형 LED 식물 재배장치.
- 제1항에 있어서,
상기 감지센서는 설치된 공간에 대기조성물의 종류 및 성분비를 감지할 수 있는 것에 특징이 있는 맞춤형 LED 식물 재배장치.
- 제1항에 있어서,
상기 디스플레이는 재배되는 식물의 정보, 감지센서의 데이터, LED 조명과 송풍기의 작동상태를 수치화해서 표시할 수 있는 것에 특징이 있는 맞춤형 LED 식물 재배장치.
- 제1항에 있어서,
상기 개인용 단말기는 상기 서버에 저장된 상기 식물재배기의 각종 데이터를 분석하여 현재 식물재배기가 작동이 잘 되고 있는지 확인할 수 있으며, 식물성장에 필요한 영양분, 수분, LED 조명, 송풍기를 조작하여 최적의 식물생장조건을 조절할 수 있는 맞춤형 LED 식물 재배장치.
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150168391A KR20170062784A (ko) | 2015-11-30 | 2015-11-30 | 맞춤형 led 식물 재배장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20170062784A (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109427151A (zh) * | 2017-08-28 | 2019-03-05 | 四川金英科技有限责任公司 | 一种用于快递仓储取件的快速识别系统 |
| KR20190046508A (ko) * | 2017-10-26 | 2019-05-07 | 정호 | 화분 관리 시스템 |
| KR20210034354A (ko) * | 2019-09-20 | 2021-03-30 | 나현규 | 식물 화분을 이용한 공기 정화 장치 |
-
2015
- 2015-11-30 KR KR1020150168391A patent/KR20170062784A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109427151A (zh) * | 2017-08-28 | 2019-03-05 | 四川金英科技有限责任公司 | 一种用于快递仓储取件的快速识别系统 |
| KR20190046508A (ko) * | 2017-10-26 | 2019-05-07 | 정호 | 화분 관리 시스템 |
| KR20210034354A (ko) * | 2019-09-20 | 2021-03-30 | 나현규 | 식물 화분을 이용한 공기 정화 장치 |
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| Yegül | AJAB |
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