KR20180003791A - 식물공장을 자동으로 제어하는 장치 및 방법 - Google Patents
식물공장을 자동으로 제어하는 장치 및 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20180003791A KR20180003791A KR1020160083345A KR20160083345A KR20180003791A KR 20180003791 A KR20180003791 A KR 20180003791A KR 1020160083345 A KR1020160083345 A KR 1020160083345A KR 20160083345 A KR20160083345 A KR 20160083345A KR 20180003791 A KR20180003791 A KR 20180003791A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- growth
- plant
- crop
- factor
- range
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 230000012010 growth Effects 0.000 claims abstract description 128
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 103
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 12
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 8
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 3
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000006353 environmental stress Effects 0.000 description 8
- 238000009313 farming Methods 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000003501 hydroponics Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 3
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 description 2
- 230000007773 growth pattern Effects 0.000 description 2
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 244000038559 crop plants Species 0.000 description 1
- 238000012364 cultivation method Methods 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 239000000341 volatile oil Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/02—Agriculture; Fishing; Forestry; Mining
-
- A01G1/001—
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G22/00—Cultivation of specific crops or plants not otherwise provided for
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
- A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
- G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
- G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
- G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
- G06K19/0723—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips the record carrier comprising an arrangement for non-contact communication, e.g. wireless communication circuits on transponder cards, non-contact smart cards or RFIDs
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/04—Forecasting or optimisation specially adapted for administrative or management purposes, e.g. linear programming or "cutting stock problem"
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
- G06Q10/063—Operations research, analysis or management
- G06Q10/0635—Risk analysis of enterprise or organisation activities
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
- G06Q10/063—Operations research, analysis or management
- G06Q10/0637—Strategic management or analysis, e.g. setting a goal or target of an organisation; Planning actions based on goals; Analysis or evaluation of effectiveness of goals
- G06Q10/06375—Prediction of business process outcome or impact based on a proposed change
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q30/00—Commerce
- G06Q30/02—Marketing; Price estimation or determination; Fundraising
- G06Q30/0241—Advertisements
- G06Q30/0251—Targeted advertisements
- G06Q30/0254—Targeted advertisements based on statistics
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q30/00—Commerce
- G06Q30/02—Marketing; Price estimation or determination; Fundraising
- G06Q30/0282—Rating or review of business operators or products
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q30/00—Commerce
- G06Q30/02—Marketing; Price estimation or determination; Fundraising
- G06Q30/0283—Price estimation or determination
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/25—Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor
Landscapes
- Business, Economics & Management (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Economics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Development Economics (AREA)
- Entrepreneurship & Innovation (AREA)
- Marketing (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Game Theory and Decision Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Accounting & Taxation (AREA)
- Finance (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Marine Sciences & Fisheries (AREA)
- Animal Husbandry (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Probability & Statistics with Applications (AREA)
- Botany (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
본 발명은 식물공장을 자동으로 제어하는 기술에 관한 것으로, 식물공장의 제어 방법은, 식물공장을 통해 재배하는 작물에 관한 생육 통계 및 문헌 정보를 수집하여 이로부터 생육 지식을 추출하고, 식물공장 내에 구비된 복수 개의 센서를 통해 작물의 생육 상태와 환경 조건을 감지하여 각각의 측정값을 입력받으며, 추출된 생육 지식을 이용하여 측정값으로부터 작물의 생육 상태를 판단하고 권장 생장 범위 내에 포함되도록 식물공장의 제어 인자를 설정한다.
Description
본 발명은 빛, 온도, 습도, 이산화탄소 농도, 배양액 등의 환경 조건을 인공적으로 제어해 식물을 생산하는 식물공장에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양광을 활용하는 온실에 IT 제어 기술을 결합하여 식물공장을 자동으로 제어하는 장치, 방법 및 그 방법을 기록한 기록매체에 관한 것이다.
식물공장은 식물을 시설 안에서 빛·온도·습도·이산화탄소 등 재배환경을 인공적으로 제어해 계절에 관계없이 자동으로 연속 생산하는 시스템이다. 이러한 식물공장은, 차세대 녹색산업으로 육성되어 새로운 영농기술을 확립하고 관련 하이테크 기업의 기술 발전을 유도할 수 있을 것으로 기대되고 있으며, 식물공장 기술을 이용해 빌딩을 전원화하거나 녹색화할 수 있을 것으로 예견되고 있다.
특히 식물공장은 도시 근교 또는 도심 속에서 원격 제어 방식을 통해 농산물을 생산한다는 것에 장점으로, 도시 소비자에게 도달하는 거리가 짧아 유통 기간과 비용을 절약할 수 있다. 또한, 식물공장은 실내 농업이기 때문에 연중 생산이 가능하고, 날씨와 상관없이 농사를 지을 수 있어 생산량 증대와 안정적인 공급 효과를 볼 수 있다. 다만, 모든 시설을 인공적으로 만들어야 하기 때문에 설비 및 유지 비용이 많이 들어 경쟁력이 떨어질 수 있으며, 아직까지 획득된 정보의 취합이나 확립된 제어 방식을 제안하지 못하고 있다는 점이 단점으로 꼽힌다. 이하에서 제시되는 선행기술문헌에는 원격으로 식물의 생육을 모니터링하는 시스템을 소개하고 있으나, 여전히 통상적인 원격 농업의 수준에 머무르고 있다.
따라서, 이제 태동하고 있는 식물공장 기술과 관련하여 정보의 획득 및 가공, 그리고 이를 활용한 제어 방식에 대한 새로운 아이디어가 요구되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 종래의 온실 자동 제어 시스템이나 자동화 농업 시스템이 단순화된 환경 인자 측정과 온도, 조도, 물 공급 등의 일부 생육 인자의 제어에만 기계적으로 활용되거나 여전히 재배 품종의 선택이나 일련의 재배 방식에 관해서는 전문가인 농부에게 의존하던 한계를 극복하고, 도입된 기술로부터 실질적인 수익의 증대 내지 비용의 감소 효과를 거둘 수 없는 문제를 해소하고자 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물공장의 제어 방법은, 식물공장을 통해 재배하는 작물에 관한 생육 통계 및 문헌 정보를 수집하여 이로부터 생육 지식을 추출하는 단계; 식물공장 내에 구비된 복수 개의 센서를 통해 상기 작물의 생육 상태와 환경 조건을 감지하여 각각의 측정값을 입력받는 단계; 및 추출된 상기 생육 지식을 이용하여 입력된 상기 측정값으로부터 상기 작물의 생육 상태를 판단하고 권장 생장 범위 내에 포함되도록 상기 식물공장의 제어 인자를 설정하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따른 식물공장의 제어 방법에서, 상기 생육 지식을 추출하는 단계는, 상기 작물에 관한 생육 통계로부터 생육 환경에 대한 제어 인자마다 권장 생장 범위를 설정하는 단계; 상기 작물에 관한 문헌 정보로부터 상기 제어 인자에 대응하는 결정 인자를 검출하고 검출된 결정 인자에 관한 위험 범위를 수집하는 단계; 및 상기 제어 인자에 대하여 상기 권장 생장 범위 및 상기 위험 범위를 매칭하여 생성된 작물별 생육 지식을 저장하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 결정 인자에 관한 위험 범위를 수집하는 단계는, 작물 재배의 위해 요소에 관하여 미리 설정된 키워드(keyword) 또는 태그(tag)를 이용하여 상기 작물에 관한 문헌 정보로부터 결정 인자를 인식하고, 인식된 결정 인자에 대한 위험 범위의 상한과 하한을 추출할 수 있다. 나아가, 상기 작물별 생육 지식을 저장하는 단계는, 미리 설정된 상기 제어 인자와 상기 결정 인자 간의 상관도 정보를 이용하여 상기 제어 인자마다 설정된 권장 생장 범위에 상기 결정 인자에 관해 수집된 위험 범위를 연계하여 하나의 작물에 대한 생육 지식으로서 저장할 수 있다.
일 실시예에 따른 식물공장의 제어 방법은, 예상 기후 변화, 식물공장의 환경과 생육 조건을 참조하여 변경 가능한 출하 시기별로 각각 예상 수익과 비용을 산출하는 단계; 및 산출된 시기별 수익률이 최대가 되는 시기를 기준으로 현재 재배중인 작물의 생장 속도 및 생육 조건을 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 과거의 날씨 통계 및 출하 시기별 판매 단가에 관한 통계를 미리 입력받아 상기 예상 기후 변화 및 상기 출하 시기별 예상 수익을 추출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 식물공장의 제어 방법은, 작물의 생장 속도, 출하 시기 및 식물공장의 환경과 생육 조건을 참조하여 해당 작물이 출하된 이후에 연속하여 재배 가능한 품종을 예측하여 사용자에게 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 식물공장의 제어 방법은, 현재 재배중인 작물에 투입된 비용 및 상기 작물의 출하로부터 발생하는 수익을 산출하고, 상기 식물공장의 환경과 생육 조건 하에서 재배 가능한 후보 작물에 대한 수익 및 비용과 비교함으로써, 상대적으로 수익성이 더 높은 대체 작물을 추천하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 식물공장의 제어 방법은, 입력된 상기 측정값을 지속적으로 모니터링하되, 상기 작물의 생육 상태가 상기 권장 생장 범위를 벗어나는 이상 증후가 발견된 경우, 사용자에게 경고를 발송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 이하에서는 상기 기재된 식물공장의 제어 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 식물공장의 제어 장치는, 식물공장을 통해 재배하는 작물에 관한 생육 통계 및 문헌 정보를 수집하여 이로부터 생육 지식을 추출하여 저장하는 데이터베이스; 식물공장 내에 구비된 복수 개의 센서를 통해 상기 작물의 생육 상태와 환경 조건을 감지하여 각각의 측정값을 입력받는 입력부; 및 상기 데이터베이스에 저장된 상기 생육 지식을 이용하여 상기 입력부를 통해 입력된 상기 측정값으로부터 상기 작물의 생육 상태를 판단하고 권장 생장 범위 내에 포함되도록 상기 식물공장의 제어 인자를 설정하는 제어부를 포함한다.
일 실시예에 따른 식물공장의 제어 장치에서, 상기 데이터베이스는, 상기 작물에 관한 생육 통계로부터 생육 환경에 대한 제어 인자마다 권장 생장 범위를 설정하고, 상기 작물에 관한 문헌 정보로부터 상기 제어 인자에 대응하는 결정 인자를 검출하고 검출된 결정 인자에 관한 위험 범위를 수집하며, 상기 제어 인자에 대하여 상기 권장 생장 범위 및 상기 위험 범위를 매칭하여 생성된 작물별 생육 지식을 저장할 수 있다. 또한, 상기 데이터베이스는, 작물 재배의 위해 요소에 관하여 미리 설정된 키워드(keyword) 또는 태그(tag)를 이용하여 상기 작물에 관한 문헌 정보로부터 결정 인자를 인식하고, 인식된 결정 인자에 대한 위험 범위의 상한과 하한을 추출함으로써, 상기 결정 인자에 관한 위험 범위를 수집할 수 있다. 나아가, 상기 데이터베이스는, 미리 설정된 상기 제어 인자와 상기 결정 인자 간의 상관도 정보를 이용하여 상기 제어 인자마다 설정된 권장 생장 범위에 상기 결정 인자에 관해 수집된 위험 범위를 연계하여 하나의 작물에 대한 생육 지식으로서 저장할 수 있다.
일 실시예에 따른 식물공장의 제어 장치에서, 상기 입력부는, 과거의 날씨 통계 및 출하 시기별 판매 단가에 관한 통계를 미리 입력받고, 상기 제어부는, 입력된 통계로부터 예상 기후 변화 및 작물의 출하 시기별 예상 수익을 추출하고, 상기 예상 기후 변화, 식물공장의 환경과 생육 조건을 참조하여 변경 가능한 출하 시기별로 각각 예상 수익과 비용을 산출하며, 산출된 시기별 수익률이 최대가 되는 시기를 기준으로 현재 재배중인 작물의 생장 속도 및 생육 조건을 조절할 수 있다.
일 실시예에 따른 식물공장의 제어 장치에서, 상기 제어부는, 작물의 생장 속도, 출하 시기 및 식물공장의 환경과 생육 조건을 참조하여 해당 작물이 출하된 이후에 연속하여 재배 가능한 품종을 예측하여 사용자에게 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 식물공장의 제어 장치에서, 상기 제어부는, 현재 재배중인 작물에 투입된 비용 및 상기 작물의 출하로부터 발생하는 수익을 산출하고, 상기 식물공장의 환경과 생육 조건 하에서 재배 가능한 후보 작물에 대한 수익 및 비용과 비교함으로써, 상대적으로 수익성이 더 높은 대체 작물을 추천할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 빅데이터를 활용하여 작물에 관한 다양한 정보를 병합/추출하여 단순히 식물공장의 제어의 근거로 활용하는데 그치지 않고, 현재 재배중인 작물의 생산성을 향상시킬 수 있는 자동 제어방식을 제공하고, 비용을 절감하거나 수익을 극대화할 수 있도록 연속 재배 품종이나 대체 품종을 추천하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 식물공장의 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 제어 방법에서, 생육 지식을 추출하는 과정을 보다 구체적으로 도시한 흐름도이다.
도 3은 도 1의 제어 방법을 통해 획득된 제어 인자를 활용하는 다양한 실시예들을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 식물공장의 제어 장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 제어 방법에서, 생육 지식을 추출하는 과정을 보다 구체적으로 도시한 흐름도이다.
도 3은 도 1의 제어 방법을 통해 획득된 제어 인자를 활용하는 다양한 실시예들을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 식물공장의 제어 장치를 도시한 블록도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
특별히 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 식물공장의 제어 방법을 도시한 흐름도로 다음과 같은 단계를 포함한다.
S110 단계에서는, 식물공장을 통해 재배하는 작물에 관한 생육 통계 및 문헌 정보를 수집하여 이로부터 생육 지식을 추출한다. 이 과정은 식물공장의 실질적인 운영 내지 제어에 앞서 데이터 정보망을 구축함으로서 최적의 생장 환경과 지속적인 개선 프로세스를 구축하는 과정에 해당한다.
그 전제로서, 식물공장은 자동 제어 및 관리를 위한 다수의 센서와 제어기가 구비된다. 제어 시스템은 일련의 연산 순서와 처리 방식이 정의되어 설치된 소프트웨어 프로그램을 통해 자동으로 운영되나, 필요에 따라서는 사용자에 의해서 시스템이 제어될 수도 있다. 자동 제어 시스템은 식물공장을 자동으로 제어할 뿐만 아니라 사용자에게 식물공장의 현황을 전송하거나 미리 설치된 데이터 수집 수단을 통해서 획득된 정보를 데이터베이스에 저장한다. 예를 들어, 온도, 습도, 광량, 이산화탄소, 물사용량, 양액, 재배 간격, 작업 실적, 작물 이미지, 이외에 기타 사용자가 입력하는 식물공장 자료들이 데이터 수집 수단을 통해 수집될 수 있다.
이렇게 수집된 정보들이 저장되는 데이터베이스는 별도의 서버를 통해 관리/운영될 수 있다. 서버는 식물공장과 외부로부터 각각 자료를 수집할 뿐만 아니라, 데이터 분석 프로그램을 통해 분석된 데이터를 자동 제어 시스템과 데이터 열람 및 서비스 사용을 요청한 사용자에게 전송한다. 특히 서버에서 분석되는 자료는 추후 기술할 처방농업 서비스의 기초가 된다. 서버에 저장되는 데이터베이스는 크게 사용자 DB, 관제 DB, 지식 DB로 구성될 수 있으며 그 역할은 다음의 표 1과 같다.
S120 단계에서는, 식물공장 내에 구비된 복수 개의 센서를 통해 상기 작물의 생육 상태와 환경 조건을 감지하여 각각의 측정값을 입력받는다. 이를 위해 식물공장에는 이들 요소에 대응하는 수의 개별 센서가 구비될 수 있다. 예를 들어, 온도, 습도, 광량, 이산화탄소량 등과 같은 다양한 변인들을 측정할 수 있는 측정 센서들은 이미 현실화되어 있으며, 이들로부터 수집된 측정값들을 분석하여 식물공장의 상황을 파악하고 제어의 근거로 삼는다.
S130 단계에서는, S110 단계를 통해 추출된 상기 생육 지식을 이용하여 S120 단계를 통해 입력된 상기 측정값으로부터 상기 작물의 생육 상태를 판단하고 권장 생장 범위 내에 포함되도록 상기 식물공장의 제어 인자를 설정한다. 즉, 현재 식물공장의 현황을 파악하여, 작물별로 생육 상태가 적정한지 여부를 판단하여 지속적인 관리가 이루어질 수 있도록 제어한다.
사용자의 관점에서 이러한 제어 상황을 별도의 인터페이스를 통해 확인할 수 있는데, 예를 들어 웹 플랫폼을 통한 데이터 정보망에 접속하여 제어 상황을 관찰할 수 있다. 즉, 사용자(또는 관리자)는 스마트 기기와 같은 단말을 이용하여 웹 플랫폼을 기반으로 구축된 식물공장 데이터 정보망에 접속 가능하다. 데이터 정보망 접속은 웹 페이지 내에 있는 링크를 통해서 가능하며, 관리자가 선정한 데이터 정보망 승인 대상자들만 접속이 가능하다. 또한, 승인 절차는 사전에 제공한 등록업체 코드 입력 과정이 웹 페이지(어플리케이션)를 통해서 이루어질 수 있다.
정보망에서 사용자들이 이용할 수 있는 서비스는 크게 현황 열람, 외부 자료 열람, 처방농업 시스템 등이 있다.
첫째, 현황 열람에서 사용자들이 이용할 수 있는 서비스들은 다음과 같다.
식물공장 모니터링 서비스는 식물공장 내/외부의 상황을 실시간으로 모니터링 할 수 있도록 한다. 특히, 내부의 경우 현재 식물이 자라는 생장 환경을 모니터링 함으로써, 사용자가 부재중인 경우에도 식물공장의 상태를 확인할 수 있다. 또한 사용자가 원한다면 생장 환경 이외에도 현재 상품화 가능한 작물의 생장 수준이나 그 시기에 맞는 생장 모습, 식물공장에서 기록된 생장 모습을 선택해서 동시에 확인할 수 있다. 모니터링을 가능하게 하기 위해서 기본적으로 식물공장 내/외부에 웹 캠이 설치가 되며, 특히 각 베드(bed) 별로 시각적인 확인이 가능한 웹 캠과 각 베드의 중앙부에 집중적으로 특정 식물들을 관찰하는 웹 캠이 설치되는 것이 바람직하다.
현재 식물공장에서 키우고 있는 작물과 품종에 대한 정보를 제공한다. 또한 현재 재배하고 있는 작물과 품종 재배에 관련한 기초 데이터를 제공하여, 사용자가 정보를 선별적으로 선택하여 식물공장에 적용시킬 수 있다. 또 사용자도 식물을 직접 키우면서 관련 정보를 추가적으로 갱신/반영할 수도 있다. 예를 들어, 작물 정보를 통해서는, 작물 소개와 우리나라에서 유통되고 있는 품종 소개, 작물의 특징, 일자별, 월간 또는 연간 유통량, 주요 유통처, 생장환경 데이터, 상품 가능 작물 사진을 확인할 수 있으며, 품종 정보를 통해서는, 품종에 대한 설명, 유사 품종, 품종 특징과 각 품종 간의 차이, 쓰임새, 상품 가능 품종 사진, 품종 생장 환경 데이터, 개량 품종 여부, 품종 개량 가능성 등 다양한 정보의 제시가 가능하다.
또한, 사용자들은 식물공장에서 발생한 이슈들을 일지로서 기록하거나 식물 생장 기록을 작성하고, 열람 가능하다. 기록한 일지는 시간순으로 열람 가능하고 열람 방식은 키우는 작물의 생장 시기나 출하를 기준으로 시기를 나눠서 열람할 수 있다.
나아가, 사용자들은 자동제어 시스템에 접속하여 자동 제어와 관련한 기초 정보 및 현황들을 쉽게 파악할 수 있다. 제어 시스템은 설정에 따라서 작물에게 적합한 환경을 제공하는 범주 내에서만 수정이 가능하게 하거나, 범주 이외에도 자유롭게 수정 가능하게 설정을 바꿀 수 있다. 기본적으로는 허용 범위를 서비스 내에서 사용자에게 제공하는 것이 바람직하다. 제어 시스템에 접속하여 설정할 수 있는 제어 인자의 종류는 다음과 같다.
한편, 현황 열람과 관련하여, 환경 스트레스 시스템을 활용하는 것이 가능하다. 즉, 사용자는 작물별로 최적 생산을 위한 환경만을 제공하는 시스템 이외에 작물의 유용한 성분(기능성, 향기, 정유성분) 함유량을 증가시킬 수 있거나, 또는 기능성 작물 생산에 적합한 환경 스트레스 시스템에 접속 가능하다.
환경 스트레스 시스템에 접속한 경우, 사용자는 우선 작물을 선택하고, 빛, 바람, 원소성분, 온도, 습도 제어를 통해 식물공장 내에 작물들에게 요소별로 환경 스트레스를 주는 것이 가능하다. 환경 스트레스 시스템에 접속하여 활성화하는 경우, 작물별로 또한 각 요소별로 데이터베이스를 기반으로 구축한 자료에 근거하여 자동으로 설정된 값에 의해 식물공장 내에 환경 스트레스를 유발하게 되며, 작물에 따라 생산량에 영향을 미치는 환경 스트레스 요소는 활성화 되지 않는 것이 바람직하다. 이러한 환경 스트레스 시스템은 일반적으로 수동 제어가 되도록 설정되지 않으며, 권한 설정 요청에 따라 수동 제어 모드로 접속 가능하게 구현되는 것이 바람직하다.
둘째, 외부 자료 열람을 통해 사용자들이 이용할 수 있는 서비스는 다음과 같다.
식물공장에 관하여 국내외 논문, 식물공장 전문가의 인터뷰, 식물공장 관련 국내외 뉴스, 정책, 기타 지식 자료를 제공할 수 있다.
또한, 재배에 관한 자료가 제공 가능하다. 예를 들어, 수경재배와 관련한 논문과 전문 지식 자료, 국내외 실험 결과, 수경재배로 키울 수 있는 작물에 대한 자료와 뉴스, 수경재배 가능성이 있는 작물에 대한 자료, 농업 전문가와 농가 인터뷰이 포함될 수 있다.
나아가, '농업 통계' 항목에 관하여, 농가 현황, 각 지역별 작물, 유통현황 등을 표와 그래프로 제시할 수 있고, '수경재배 통계' 항목에 관하여, 수경재배 현황, 수경재배로 자라는 작물들, 수경재배 작물들의 유통현황, 시장가격 시계열 자료, 수경재배 작물 관련 기타 통계자료 등을 표와 그래프로 제시할 수 있으며, '식물공장 통계' 항목에 관하여, 식물공장 국내외 현황, 식물공장으로 유통되고 있는 작물, 시장가격 시계열 자료, 식물공장 관련 통계자료 열람 및 표와 그래프로 제시할 수 있다.
한편, 현재 시스템을 사용하고 있는 식물공장들의 현황을 열람한다. 현황에는 지역, 키우는 작물들, 유통처 등이 기본적으로 제공되는 것이 바람직하다.
이상에서 소개된 네 가지 서비스로부터 열람 가능한 자료를 통해 사용자들은 자신의 식물공장을 커스터마이징 할 수 있는 기회를 얻을 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 제어 방법에서, 생육 지식을 추출하는 과정(S110)을 보다 구체적으로 도시한 흐름도로서, 다음과 과정을 포함한다.
S111 단계에서는, 작물에 관한 생육 통계로부터 생육 환경에 대한 제어 인자마다 권장 생장 범위를 설정한다. 즉, 작물의 생장을 최적으로 유지할 수있는 제어 인자의 조합을 도출한다.
S112 단계에서는, 상기 작물에 관한 문헌 정보로부터 상기 제어 인자에 대응하는 결정 인자를 검출하고 검출된 결정 인자에 관한 위험 범위를 수집한다. 이 과정은, 작물 재배의 위해 요소에 관하여 미리 설정된 키워드(keyword) 또는 태그(tag)를 이용하여 상기 작물에 관한 문헌 정보로부터 결정 인자를 인식하고, 인식된 결정 인자에 대한 위험 범위의 상한과 하한을 추출함으로써 수행될 수 있다.
S113 단계에서는, 상기 제어 인자에 대하여 상기 권장 생장 범위 및 상기 위험 범위를 매칭하여 생성된 작물별 생육 지식을 저장한다. 이 과정은, 미리 설정된 상기 제어 인자와 상기 결정 인자 간의 상관도 정보를 이용하여 상기 제어 인자마다 설정된 권장 생장 범위에 상기 결정 인자에 관해 수집된 위험 범위를 연계하여 하나의 작물에 대한 생육 지식으로서 저장함으로써 수행될 수 있다. 구현의 관점에서 제어 인자와 결정 인자 간의 상관도를 산출하기 위해 의미론 기반의 관계형 데이터베이스를 활용하거나 온톨로지(ontology) 등의 수단을 활용하는 것도 가능하다.
도 3은 도 1의 제어 방법을 통해 획득된 제어 인자를 활용하는 다양한 실시예들을 설명하기 위한 도면으로서, 앞서 구축된 데이터 정보망을 이용하여 처방농업에 활용하는 방법을 제안한다.
단편적인 예로서, 사용자가 처방농업 시스템에 접속하면 작물의 생장 현황을 다각도로 촬영된 사진과 기초 데이터를 볼 수 있다. 이를 통해 현재 상품으로서 수확 가능한 수준까지 기간이 얼마나 걸리는지에 관하여 사진과 구체적 수치 자료를 사용자에게 함께 제공한다. 또한 생장 과정 속에서 발생한 이슈들을 한 눈에 간략하게 시계열 자료로 제공한다.
만약, 품질에 이상이 생긴 경우, 시스템과 데이터를 기반으로 하여, 개선될 수 있는 사항들에 대해서 관련 데이터 및 그래프와 함께 제시한다. 또한 환경 데이터를 변화시키거나 시설 및 시스템 개선을 통해 증산이 가능할 경우 증산할 경우에 얻을 수 있는 생산량과 함께 적절한 대안을 사용자에게 제시한다.
마지막으로, 식물공장의 수익성 개선을 위해서 다른 품종을 추천하거나 공장에서 투입된 비용을 산출하여 농가의 수익성을 극대화할 수 있는 도매가를 제시하는 등 다양하고 합리적인 대안을 데이터를 근거로 제시한다.
도 3을 참조하여, S130 단계 이후의 실시예 각각을 살펴보자.
S140 단계에서는, 현재 재배중인 작물의 수익률을 고려한 생육 조건의 제어에 관해 기술하고 있다. 우선, 예상 기후 변화, 식물공장의 환경과 생육 조건을 참조하여 변경 가능한 출하 시기별로 각각 예상 수익과 비용을 산출하고, 산출된 시기별 수익률이 최대가 되는 시기를 기준으로 현재 재배중인 작물의 생장 속도 및 생육 조건을 조절하게 된다. 따라서, 이보다 앞서 과거의 날씨 통계 및 출하 시기별 판매 단가에 관한 통계를 미리 입력받아 상기 예상 기후 변화 및 상기 출하 시기별 예상 수익을 추출하는 것이 바람직하다.
S150 단계에서는, 작물의 종류를 추천하거나 변경하는 추천 기능에 관해 기술하고 있다. 일례로서, 작물의 생장 속도, 출하 시기 및 식물공장의 환경과 생육 조건을 참조하여 해당 작물이 출하된 이후에 연속하여 재배 가능한 품종을 예측하여 사용자에게 제공할 수 있다. 이와는 다른 예로서, 현재 재배중인 작물에 투입된 비용 및 상기 작물의 출하로부터 발생하는 수익을 산출하고, 식물공장의 환경과 생육 조건 하에서 재배 가능한 후보 작물에 대한 수익 및 비용과 비교함으로써, 상대적으로 수익성이 더 높은 대체 작물을 추천할 수도 있다.
S160 단계에서는, 위험 관리에 관한 기능을 기술하고 있다. 예를 들어, 식물공장에 관해 센서를 통해 입력된 측정값을 지속적으로 모니터링하되, 적물의 생육 상태가 권장 생장 범위를 벗어나는 이상 증후가 발견된 경우, 사용자에게 경고를 발송할 수 있다.
보다 구체적으로, 제어 시스템이나 식물공장 내에 이상 상황이 발생할 경우 앞서 기술한 웹 플랫폼 환경 하에서 '이상발생 알림 통보' 페이지가 활성화되며, 문제로 판단된 상황들을 시스템이 제공하거나 이상 있는 항목이 붉은 색으로 활성화될 수 있다. 자동제어 시스템 이슈의 경우, 이상적인 수치와 이를 벗어난 정도와 시간에 따라 사용자에게 알림의 정도가 달라질 수 있다. 또한 만약 사용자가 이상발생에 관하여 적절한 대처를 하지 못하는 경우, 원격지원을 요청하거나 웹 페이지 내에서 파견을 요청할 수 있다. 각각의 제어 종류별 이상 발생에 따른 정도의 표시 방법을 예시하면 다음의 표 3과 같다.
예를 들어, 표 3의 이상 발생에 따른 프로세스에서, 정상 수준인 경우 원격지원을 요청하고, 노란색 수준인 경우 파견을 요청하며, 빨간색 수준인 경우 자동 제어 정지 후 수동제어 방법을 안내한 후 긴급 파견을 요청하게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 식물공장의 제어 장치(10)를 도시한 블록도로서, 식물공장(20)에는 개별 인자의 측정을 위한 복수 개의 센서(21)와 그 제어를 위한 제어기(23)가 구비되어 있다고 가정하였다.
도 4는 앞서 제안한 도 1의 각 과정을 하드웨어 장치간의 관계를 중심으로 기술한 것으로, 설명의 중복을 피하기 위해 여기서는 각 구성요소의 기능만을 약술하도록 한다.
데이터베이스(11)는, 식물공장(20)을 통해 재배하는 작물에 관한 생육 통계 및 문헌 정보를 수집하여 이로부터 생육 지식을 추출하여 저장하는 수단이다.
데이터베이스(11)는, 상기 작물에 관한 생육 통계로부터 생육 환경에 대한 제어 인자마다 권장 생장 범위를 설정하고, 상기 작물에 관한 문헌 정보로부터 상기 제어 인자에 대응하는 결정 인자를 검출하고 검출된 결정 인자에 관한 위험 범위를 수집하며, 상기 제어 인자에 대하여 상기 권장 생장 범위 및 상기 위험 범위를 매칭하여 생성된 작물별 생육 지식을 저장할 수 있다. 또한, 상기 데이터베이스(11)는, 작물 재배의 위해 요소에 관하여 미리 설정된 키워드(keyword) 또는 태그(tag)를 이용하여 상기 작물에 관한 문헌 정보로부터 결정 인자를 인식하고, 인식된 결정 인자에 대한 위험 범위의 상한과 하한을 추출함으로써, 상기 결정 인자에 관한 위험 범위를 수집할 수 있다. 나아가, 상기 데이터베이스(11)는, 미리 설정된 상기 제어 인자와 상기 결정 인자 간의 상관도 정보를 이용하여 상기 제어 인자마다 설정된 권장 생장 범위에 상기 결정 인자에 관해 수집된 위험 범위를 연계하여 하나의 작물에 대한 생육 지식으로서 저장할 수 있다.
입력부(13)는, 식물공장(20) 내에 구비된 복수 개의 센서(21)를 통해 상기 작물의 생육 상태와 환경 조건을 감지하여 각각의 측정값을 입력받는 수단이다.
제어부(15)는, 상기 데이터베이스(11)에 저장된 상기 생육 지식을 이용하여 상기 입력부(13)를 통해 입력된 상기 측정값으로부터 상기 작물의 생육 상태를 판단하고 권장 생장 범위 내에 포함되도록 상기 식물공장(20)의 제어 인자를 설정하는 수단이다.
한편, 입력부(13)가, 과거의 날씨 통계 및 출하 시기별 판매 단가에 관한 통계를 미리 입력받으면, 제어부(15)는, 입력된 통계로부터 예상 기후 변화 및 작물의 출하 시기별 예상 수익을 추출하고, 상기 예상 기후 변화, 식물공장의 환경과 생육 조건을 참조하여 변경 가능한 출하 시기별로 각각 예상 수익과 비용을 산출하며, 산출된 시기별 수익률이 최대가 되는 시기를 기준으로 현재 재배중인 작물의 생장 속도 및 생육 조건을 조절할 수 있다.
또한, 제어부(15)는, 작물의 생장 속도, 출하 시기 및 식물공장의 환경과 생육 조건을 참조하여 해당 작물이 출하된 이후에 연속하여 재배 가능한 품종을 예측하여 사용자에게 제공할 수 있다.
나아가, 제어부(15)는, 현재 재배중인 작물에 투입된 비용 및 상기 작물의 출하로부터 발생하는 수익을 산출하고, 상기 식물공장의 환경과 생육 조건 하에서 재배 가능한 후보 작물에 대한 수익 및 비용과 비교함으로써, 상대적으로 수익성이 더 높은 대체 작물을 추천할 수도 있다.
상기된 실시예들에 따르면, 빅데이터를 활용하여 작물에 관한 다양한 정보를 병합/추출하여 단순히 식물공장의 제어의 근거로 활용하는데 그치지 않고, 현재 재배중인 작물의 생산성을 향상시킬 수 있는 자동 제어방식을 제공하고, 비용을 절감하거나 수익을 극대화할 수 있도록 연속 재배 품종이나 대체 품종을 추천하는 것이 가능하다.
한편, 본 발명의 실시예들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장 장치 등을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 그 다양한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명에 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 식물공장의 제어 장치
11: 데이터베이스
13: 입력부
15: 제어부
20: 식물공장
21: 센서
23: 식물공장 제어기
11: 데이터베이스
13: 입력부
15: 제어부
20: 식물공장
21: 센서
23: 식물공장 제어기
Claims (17)
- 식물공장을 통해 재배하는 작물에 관한 생육 통계 및 문헌 정보를 수집하여 이로부터 생육 지식을 추출하는 단계;
식물공장 내에 구비된 복수 개의 센서를 통해 상기 작물의 생육 상태와 환경 조건을 감지하여 각각의 측정값을 입력받는 단계; 및
추출된 상기 생육 지식을 이용하여 입력된 상기 측정값으로부터 상기 작물의 생육 상태를 판단하고 권장 생장 범위 내에 포함되도록 상기 식물공장의 제어 인자를 설정하는 단계를 포함하는 식물공장의 제어 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 생육 지식을 추출하는 단계는,
상기 작물에 관한 생육 통계로부터 생육 환경에 대한 제어 인자마다 권장 생장 범위를 설정하는 단계;
상기 작물에 관한 문헌 정보로부터 상기 제어 인자에 대응하는 결정 인자를 검출하고 검출된 결정 인자에 관한 위험 범위를 수집하는 단계; 및
상기 제어 인자에 대하여 상기 권장 생장 범위 및 상기 위험 범위를 매칭하여 생성된 작물별 생육 지식을 저장하는 단계를 포함하는 식물공장의 제어 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 결정 인자에 관한 위험 범위를 수집하는 단계는,
작물 재배의 위해 요소에 관하여 미리 설정된 키워드(keyword) 또는 태그(tag)를 이용하여 상기 작물에 관한 문헌 정보로부터 결정 인자를 인식하고, 인식된 결정 인자에 대한 위험 범위의 상한과 하한을 추출하는 것을 특징으로 식물공장의 제어 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 작물별 생육 지식을 저장하는 단계는,
미리 설정된 상기 제어 인자와 상기 결정 인자 간의 상관도 정보를 이용하여 상기 제어 인자마다 설정된 권장 생장 범위에 상기 결정 인자에 관해 수집된 위험 범위를 연계하여 하나의 작물에 대한 생육 지식으로서 저장하는 것을 특징으로 하는 식물공장의 제어 방법. - 제 1 항에 있어서,
예상 기후 변화, 식물공장의 환경과 생육 조건을 참조하여 변경 가능한 출하 시기별로 각각 예상 수익과 비용을 산출하는 단계; 및
산출된 시기별 수익률이 최대가 되는 시기를 기준으로 현재 재배중인 작물의 생장 속도 및 생육 조건을 조절하는 단계를 더 포함하는 식물공장의 제어 방법. - 제 5 항에 있어서,
과거의 날씨 통계 및 출하 시기별 판매 단가에 관한 통계를 미리 입력받아 상기 예상 기후 변화 및 상기 출하 시기별 예상 수익을 추출하는 단계를 더 포함하는 식물공장의 제어 방법. - 제 1 항에 있어서,
작물의 생장 속도, 출하 시기 및 식물공장의 환경과 생육 조건을 참조하여 해당 작물이 출하된 이후에 연속하여 재배 가능한 품종을 예측하여 사용자에게 제공하는 단계를 더 포함하는 식물공장의 제어 방법. - 제 1 항에 있어서,
현재 재배중인 작물에 투입된 비용 및 상기 작물의 출하로부터 발생하는 수익을 산출하고, 상기 식물공장의 환경과 생육 조건 하에서 재배 가능한 후보 작물에 대한 수익 및 비용과 비교함으로써, 상대적으로 수익성이 더 높은 대체 작물을 추천하는 단계를 더 포함하는 식물공장의 제어 방법. - 제 1 항에 있어서,
입력된 상기 측정값을 지속적으로 모니터링하되, 상기 작물의 생육 상태가 상기 권장 생장 범위를 벗어나는 이상 증후가 발견된 경우, 사용자에게 경고를 발송하는 단계를 더 포함하는 식물공장의 제어 방법. - 제 1 항 내지 제 9 항 중에 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
- 식물공장을 통해 재배하는 작물에 관한 생육 통계 및 문헌 정보를 수집하여 이로부터 생육 지식을 추출하여 저장하는 데이터베이스;
식물공장 내에 구비된 복수 개의 센서를 통해 상기 작물의 생육 상태와 환경 조건을 감지하여 각각의 측정값을 입력받는 입력부; 및
상기 데이터베이스에 저장된 상기 생육 지식을 이용하여 상기 입력부를 통해 입력된 상기 측정값으로부터 상기 작물의 생육 상태를 판단하고 권장 생장 범위 내에 포함되도록 상기 식물공장의 제어 인자를 설정하는 제어부를 포함하는 식물공장의 제어 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 데이터베이스는,
상기 작물에 관한 생육 통계로부터 생육 환경에 대한 제어 인자마다 권장 생장 범위를 설정하고, 상기 작물에 관한 문헌 정보로부터 상기 제어 인자에 대응하는 결정 인자를 검출하고 검출된 결정 인자에 관한 위험 범위를 수집하며, 상기 제어 인자에 대하여 상기 권장 생장 범위 및 상기 위험 범위를 매칭하여 생성된 작물별 생육 지식을 저장하는 것을 특징으로 하는 식물공장의 제어 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 데이터베이스는,
작물 재배의 위해 요소에 관하여 미리 설정된 키워드(keyword) 또는 태그(tag)를 이용하여 상기 작물에 관한 문헌 정보로부터 결정 인자를 인식하고, 인식된 결정 인자에 대한 위험 범위의 상한과 하한을 추출함으로써, 상기 결정 인자에 관한 위험 범위를 수집하는 것을 특징으로 식물공장의 제어 장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 데이터베이스는,
미리 설정된 상기 제어 인자와 상기 결정 인자 간의 상관도 정보를 이용하여 상기 제어 인자마다 설정된 권장 생장 범위에 상기 결정 인자에 관해 수집된 위험 범위를 연계하여 하나의 작물에 대한 생육 지식으로서 저장하는 것을 특징으로 하는 식물공장의 제어 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 입력부는, 과거의 날씨 통계 및 출하 시기별 판매 단가에 관한 통계를 미리 입력받고,
상기 제어부는, 입력된 통계로부터 예상 기후 변화 및 작물의 출하 시기별 예상 수익을 추출하고, 상기 예상 기후 변화, 식물공장의 환경과 생육 조건을 참조하여 변경 가능한 출하 시기별로 각각 예상 수익과 비용을 산출하며, 산출된 시기별 수익률이 최대가 되는 시기를 기준으로 현재 재배중인 작물의 생장 속도 및 생육 조건을 조절하는 것을 특징으로 하는 식물공장의 제어 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 제어부는,
작물의 생장 속도, 출하 시기 및 식물공장의 환경과 생육 조건을 참조하여 해당 작물이 출하된 이후에 연속하여 재배 가능한 품종을 예측하여 사용자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 식물공장의 제어 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 제어부는,
현재 재배중인 작물에 투입된 비용 및 상기 작물의 출하로부터 발생하는 수익을 산출하고, 상기 식물공장의 환경과 생육 조건 하에서 재배 가능한 후보 작물에 대한 수익 및 비용과 비교함으로써, 상대적으로 수익성이 더 높은 대체 작물을 추천하는 것을 특징으로 하는 식물공장의 제어 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160083345A KR20180003791A (ko) | 2016-07-01 | 2016-07-01 | 식물공장을 자동으로 제어하는 장치 및 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160083345A KR20180003791A (ko) | 2016-07-01 | 2016-07-01 | 식물공장을 자동으로 제어하는 장치 및 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180003791A true KR20180003791A (ko) | 2018-01-10 |
Family
ID=60998804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160083345A KR20180003791A (ko) | 2016-07-01 | 2016-07-01 | 식물공장을 자동으로 제어하는 장치 및 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20180003791A (ko) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210059516A (ko) * | 2019-11-15 | 2021-05-25 | 대한민국(농촌진흥청장) | 태양광 병용 스마트팜 광 공급 시스템 및 광 공급 시스템을 이용한 광 공급 방법 |
| KR20210074509A (ko) * | 2019-12-12 | 2021-06-22 | 대한민국(농촌진흥청장) | 클라우드 기반 실시간 온실 환경 의사결정지원 서버 및 이를 이용한 실시간 온실 환경 의사결정지원 시스템 |
| KR20210074484A (ko) * | 2019-12-12 | 2021-06-22 | 대한민국(농촌진흥청장) | 클라우드 기반 주간 온실 환경 의사결정지원 서버 및 이를 이용한 주간 온실 환경 의사결정지원 시스템 |
| KR20210074501A (ko) * | 2019-12-12 | 2021-06-22 | 대한민국(농촌진흥청장) | 클라우드 기반 일간 온실 환경 의사결정지원 서버 및 이를 이용한 일간 온실 환경 의사결정지원 시스템 |
| KR20230138139A (ko) | 2022-03-23 | 2023-10-05 | 주식회사 한국디지털트윈연구소 | 식물공장 기류 예측을 위한 디지털트윈 모델링 장치 |
| KR20240052346A (ko) | 2022-10-14 | 2024-04-23 | 주식회사 한국디지털트윈연구소 | 디지털트윈 기반 식물공장 최적 제어 시스템 |
-
2016
- 2016-07-01 KR KR1020160083345A patent/KR20180003791A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210059516A (ko) * | 2019-11-15 | 2021-05-25 | 대한민국(농촌진흥청장) | 태양광 병용 스마트팜 광 공급 시스템 및 광 공급 시스템을 이용한 광 공급 방법 |
| KR20210074509A (ko) * | 2019-12-12 | 2021-06-22 | 대한민국(농촌진흥청장) | 클라우드 기반 실시간 온실 환경 의사결정지원 서버 및 이를 이용한 실시간 온실 환경 의사결정지원 시스템 |
| KR20210074484A (ko) * | 2019-12-12 | 2021-06-22 | 대한민국(농촌진흥청장) | 클라우드 기반 주간 온실 환경 의사결정지원 서버 및 이를 이용한 주간 온실 환경 의사결정지원 시스템 |
| KR20210074501A (ko) * | 2019-12-12 | 2021-06-22 | 대한민국(농촌진흥청장) | 클라우드 기반 일간 온실 환경 의사결정지원 서버 및 이를 이용한 일간 온실 환경 의사결정지원 시스템 |
| KR20230138139A (ko) | 2022-03-23 | 2023-10-05 | 주식회사 한국디지털트윈연구소 | 식물공장 기류 예측을 위한 디지털트윈 모델링 장치 |
| KR20240052346A (ko) | 2022-10-14 | 2024-04-23 | 주식회사 한국디지털트윈연구소 | 디지털트윈 기반 식물공장 최적 제어 시스템 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20180003791A (ko) | 식물공장을 자동으로 제어하는 장치 및 방법 | |
| US10772269B2 (en) | Predicting crop productivity via intervention planning on small-scale farms | |
| KR101874972B1 (ko) | 농업 관리 시스템 및 농업 관리 방법 | |
| US20210209705A1 (en) | System and Method for Managing and Operating an Agricultural-Origin-Product Manufacturing Supply Chain | |
| US20170161560A1 (en) | System and method for harvest yield prediction | |
| US8671006B2 (en) | System and method for managing and predicting crop performance | |
| EP3482630B1 (en) | Method, system and computer program for performing a pest forecast | |
| KR101936317B1 (ko) | 단말기를 이용한 스마트 파밍 방법 | |
| KR102131037B1 (ko) | 차세대 스마트팜 운용 시스템 | |
| US20120123817A1 (en) | Agricultural management using biological signals | |
| KR20150096103A (ko) | 농산물 수확량 예측 장치 및 방법 | |
| KR101723173B1 (ko) | Ict 기반의 농산물 관리 및 생산 시스템 | |
| KR102175904B1 (ko) | 농산물 수급 예측 서버 및 농산물 수확 최적지 분석 방법 | |
| JP2006252105A (ja) | 農産物生産情報管理システム | |
| KR20190100541A (ko) | 데이터 분석 기법을 이용한 스마트 팜 관리 시스템 | |
| CN113570240B (zh) | 一种基于农作物全生命周期管理的智慧农场平台 | |
| KR20190057220A (ko) | 스마트 팜 관리를 위한 서버 플랫폼 | |
| JP2020024702A (ja) | 生産流通管理システム、管理方法、及びプログラム | |
| JP2021128756A (ja) | 先物取引情報表示プログラム | |
| JP2020024701A (ja) | 生産流通管理システム、管理方法、及びプログラム | |
| KR101415921B1 (ko) | 온라인을 이용한 작물재배 관리방법 | |
| KR20240034738A (ko) | 스마트 팜 관리를 위한 서버 플랫폼 | |
| KR20130019051A (ko) | 센서네트워크 연동 농산물 생산 예측 관리 시스템 | |
| KR100692627B1 (ko) | 농산물 전자상거래 시스템과 그 이용방법 | |
| US20220309595A1 (en) | System and Method for Managing and Operating an Agricultural-Origin-Product Manufacturing Supply Chain |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |