KR20180015465A - 식물재배용 배지의 함수량 및 식물의 무게에 따른 양액 공급 조절 시스템 - Google Patents
식물재배용 배지의 함수량 및 식물의 무게에 따른 양액 공급 조절 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20180015465A KR20180015465A KR1020160099008A KR20160099008A KR20180015465A KR 20180015465 A KR20180015465 A KR 20180015465A KR 1020160099008 A KR1020160099008 A KR 1020160099008A KR 20160099008 A KR20160099008 A KR 20160099008A KR 20180015465 A KR20180015465 A KR 20180015465A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- sensor
- medium
- weight
- plant
- measuring
- Prior art date
Links
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 title claims abstract description 86
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 51
- 239000002609 medium Substances 0.000 claims abstract description 66
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 65
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000001802 infusion Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 16
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 9
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 8
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 claims description 6
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 claims description 4
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 claims description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 claims 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 55
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 6
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000003898 horticulture Methods 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 101150012579 ADSL gene Proteins 0.000 description 1
- 102100020775 Adenylosuccinate lyase Human genes 0.000 description 1
- 108700040193 Adenylosuccinate lyases Proteins 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000009313 farming Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 1
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 description 1
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- A01G31/00—Soilless cultivation, e.g. hydroponics
- A01G31/02—Special apparatus therefor
-
- 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
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/4257—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to monitoring the characteristics of a beam, e.g. laser beam, headlamp beam
-
- 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
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/4163—Systems checking the operation of, or calibrating, the measuring apparatus
- G01N27/4165—Systems checking the operation of, or calibrating, the measuring apparatus for pH meters
-
- 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
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J2001/4266—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors for measuring solar light
- G01J2001/4271—Pyrrheliometer
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
- Y02P60/20—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2
- Y02P60/21—Dinitrogen oxide [N2O], e.g. using aquaponics, hydroponics or efficiency measures
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Hydroponics (AREA)
Abstract
본 발명은 식물재배용 배지의 함수량 및 식물의 무게에 따른 양액 공급 조절 시스템에 관한 것으로서, 식물이 심어진 배지에 주입되는 양액의 급액량을 측정하는 제1 유량센서, 배지의 함수량을 측정하는 배지 함수율 센서, 식물이 심어진 배지의 무게를 측정하는 중량 센서, 배지로부터 배출되는 양액의 배액량을 측정하는 제2 유량센서를 포함하고, 각 센서의 측정 정보를 전송하는 측정장치, 및 측정창치로부터의 측정 정보에 따라 식물이 흡수하는 양액의 흡수량을 계산하고 식물의 중량을 계산하여 배지로 공급되는 양액의 조성, 주입시기, 주입속도 및 급액량을 조절하는 제어장치를 포함하며, 이를 통해 배지의 함수량 조절을 자동화할 수 있고, 식물의 최적 재배환경을 제공하여 경제적인 정밀농업이 가능하다.
Description
본 발명은 식물 재배시 공급되는 양액을 조절하는 기술과 관련한 것으로 더욱 상세하게는, 식물을 지지하는 고형 배지의 함수량을 측정하고 해당 배지를 이용해 재배되는 식물의 무게를 측정하여 해당 식물의 생장을 위한 양액의 공급을 조절하는 식물재배용 배지의 함수량 및 식물의 무게에 따른 양액 공급 조절 시스템에 관한 것이다.
시설원예는 식물을 시설에서 빛, 온도, 습도 및 이산화탄소와 같은 재배조건을 체계적으로 제어하여 식물의 과실이나 꽃 등을 연속적으로 생산하는 것이다. 시설을 이용한 식물 재배방법은 기본적으로 유리나 비닐을 이용한 온실 내지 식물공장 형태로 시설 내부에서 식물을 재배하기 때문에 연중 생산이 가능하고, 날씨 등 외부의 기상조건에 비교적 영향을 적게 받기 때문에 기존 농업 방법에 비하여 생산량을 증대할 수 있는 장점이 있어, 차세대 영농기술 확립과 관련 기술발전을 유도할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
시설원예 및 식물공장에서 높은 생산성을 확보하기 위해서는 식물을 성장 조건을 적기에 적절하게 조절해야 하며, 특히 빛, 온도, 습도, 이산화탄소, 배지의 함수량 등 다양한 요인을 정확히 측정하고 식물의 생장 조건에 따라 적절한 값으로 조절하는 것이 요구되고 있다.
식물의 생장에서 영양분과 수분의 적절한 공급은 식물의 생장과 과실의 수량 및 상태에 큰 영향을 준다. 양액을 이용하여 식물을 재배하는 시설원예에서는 양액을 식물로 이동시키기 위하여 상토, 암면, 피트모스, 질석, 코코피트 등 고형 배지에 식물을 심고, 배지에 양액을 공급하여 식물을 재배하는 방법을 다수 이용하고 있다. 따라서, 배지의 함수량을 일정하게 유지하기 위한 양액의 적절한 주입은 양액을 이용한 식물 재배에서 더욱 중요한 요소이다.
식물은 물을 너무 많이 주면 생장이 빨라져서 마디가 가늘고 과실이 적게 열리며, 물을 적게 주면 전체적인 생장이 늦어지게 된다. 또한, 식물은 광합성을 하면서 식물의 뿌리로부터 빨아들인 물을 잎으로 배출하게 되는데 일사량과 잎면적이 증가할수록 잎의 기공을 통하여 배출하는 수분의 량이 많아지게 된다. 따라서 생장시기에 따라 식물이 흡수 및 배출할 수 있는 수분량을 고려하여 식물의 뿌리 부위, 즉 근권부의 함수량을 조절할 필요성이 있다.
양액을 이용한 식물 재배에서 이러한 식물 근권부의 수분함량 및 영양분의 조절은 양액의 조성, 주입시기와 주입속도, 주입량 등을 변화시키면서 조절하게된다. 이러한 식물의 근권부 환경의 조절을 위해서는 조절에 필요한 식물의 최적 생장조건을 설정할 필요성이 있으며, 이를 진행하기 위해서는 환경의 정확한 상태를 측정하여야 한다.
등록특허공보 제10-1404518호는 식물의 근권부의 수분함량을 정밀하게 측정하기 위하여 중량센서를 이용하였다. 중량센서를 이용함으로써 실제적인 배지의 실시간 정확한 무게가 측정가능하다. 하지만 지속적인 식물의 생장으로 인한 무게 증가와 배지의 수분함량의 변화가 동시에 일어나기 때문에 단순한 식물이 심어진 배지의 무게를 측정하여 식물과 배지의 무게를 각기 정확하게 파악하기 힘들고 이에 따라 양액의 공급을 상황에 맞게 공급하는 것이 어려운 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 배지에 주입되는 양액의 급액량, 배지의 함수량, 배지로부터 배출되는 양액의 배액량, 배지의 무게를 실시간으로 측정하고 이에 대응하여 배지로 공급되는 양액의 조성, 주입시기, 주입속도 및 급액량을 적절하게 조절할 수 있는 식물재배용 배지의 함수량 및 식물의 무게에 따른 양액 공급 조절 시스템을 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 식물재배용 배지의 함수량 및 식물의 무게에 따른 양액 공급 조절 시스템은, 식물이 심어진 배지에 주입되는 양액의 급액량을 측정하는 제1 유량센서, 상기 배지의 함수량을 측정하는 배지 함수율 센서, 상기 식물이 심어진 상기 배지의 무게를 측정하는 중량 센서, 상기 배지로부터 배출되는 양액의 배액량을 측정하는 제2 유량센서를 포함하고, 각 센서의 측정 정보를 전송하는 측정장치, 및 상기 측정장치로부터 각 센서의 측정 정보를 수신하고, 상기 제1 유량센서에서 측정한 급액량과 상기 제2 유량센서에서 측정한 배액량 및 상기 배지 함수율 센서에서 측정한 함수량을 이용해 상기 식물이 흡수하는 양액의 흡수량을 계산하며, 상기 중량 센서에서 측정한 중량과 상기 배지 함수율 센서에서 측정한 함수량을 이용해 상기 식물의 중량을 계산하고, 상기 배지 함수율 센서에서 측정한 함수량과 상기 식물의 중량에 따라 상기 배지로 공급되는 양액의 조성, 주입시기, 주입속도 및 급액량을 조절하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 식물재배용 배지의 함수량 및 식물의 무게에 따른 양액 공급 조절 시스템에 있어서, 상기 배지 함수율 센서는, 상기 배지의 수분 함량을 측정하기 위한 TDR(Time Domain Reflectometry) 센서, TDT(Time Domain Transmissometry) 센서, FDR(Frequency Domain Reflectometry) 센서 또는 텐시오미터(tensiometer)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 식물재배용 배지의 함수량 및 식물의 무게에 따른 양액 공급 조절 시스템에 있어서, 상기 측정장치는, 상기 배지의 온도, 습도 또는 일사량을 측정하는 센서를 더 포함하고, 상기 제어장치는, 상기 배지의 온도, 습도 또는 일사량 중 하나 이상을 더 고려하여 상기 배지로 주입되는 양액을 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 식물재배용 배지의 함수량 및 식물의 무게에 따른 양액 공급 조절 시스템에 있어서, 상기 측정장치는, 상기 배지로부터 배출되는 배액의 PH, 전기전도도 또는 이온을 측정하는 센서를 더 포함하고, 상기 제어장치는, 상기 배액의 PH, 전기전도도 또는 이온 중 하나 이상을 더 고려하여 상기 배지로 주입되는 양액을 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 식물재배용 배지의 함수량 및 식물의 무게에 따른 양액 공급 조절 시스템에 있어서, 상기 측정장치는, 각 센서의 측정 정보를 유선 통신, 무선 통신, 근거리 무선 통신 또는 통신 포트를 통해 연결된 휴대 단말기의 이동통신망을 통해 상기 제어장치로 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 식물재배용 배지의 함수량 및 식물의 무게에 따른 양액 공급 조절 시스템에 따르면, 배지의 정확한 함수량을 계산할 수 있고, 식물의 현재 중량을 함께 측정 내지 계산이 가능하여, 식물의 생장 시기 및 조건에 따라 양액의 조성, 주입시기, 주입속도 및 급액량을 조절함으로써 배지의 함수량 조절을 자동화할 수 있고, 식물의 최적 재배환경을 제공하여 경제적인 정밀농업이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 양액 공급 조절 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 양액 공급 조절 시스템의 모습을 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 양액 공급 조절 시스템의 모습을 나타낸 예시도이다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 양액 공급 조절 시스템의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 양액 공급 조절 시스템의 모습을 나타낸 예시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면 본 실시예의 식물재배용 배지의 함수량 및 식물의 무게에 따른 양액 공급 조절 시스템은, 측정장치(100) 및 제어장치(200)를 포함하여 구성된다.
측정장치(100)는 양액 재배가 이루어지는 상황과 관련한 각종 정보를 측정하여 제어장치(200)로 전송하는 역할을 하는 장치로서, 제1 유량센서(112), 배지 함수율 센서(121), 중량 센서(103), 제2 유량센서(115), 온도 센서(131), 습도 센서(132), 일사량 센서(133), pH 센서(117), 전기전도도 센서(118), 이온 센서(119)를 포함하여 구성된다.
이때 측정장치(100)는 각 센서의 측정 정보를 이더넷(Ethernet), xDSL(ADSL, VDSL), HFC(Hybrid Fiber Coax), FTTC(Fiber to The Curb), FTTH(Fiber To The Home) 등의 유선 통신 방식, 무선랜(WLAN, Wireless LAN), 와이파이(Wi-Fi), 와이브로(Wibro), 와이맥스(Wimax), 고속하향패킷접속(HSDPA, High Speed Downlink Packet Access) 등의 무선 통신 방식, 근거리 무선 통신 또는 통신 포트를 통해 연결된 휴대 단말기의 이동통신망을 통해 제어장치(200)로 전송할 수 있으며, 이를 위한 통신 모듈을 구비한다.
제어장치(200)는 측정장치(100)로부터 수신한 각 센서의 측정 정보를 이용해 식물의(107)의 생장을 위해 배지(101)로 공급되는 양액을 조절하는 역할을 하는 장치로서, 데이터 송수신을 위한 통신 모듈과, 양액 조절을 위한 연산 유닛 및 메모리를 포함한다.
본 실시예에서 재배 대상인 식물(107)은 배지(101)에 심어지고, 양액 급액관(111)을 통해 공급되는 양액이 관수부(114)를 통해 주입됨에 따라 배지(101)로 공급된다. 그리고 배지(101)로부터 배출되는 배액은 배액 집수부(102)에 집수되고 배액 배출부(106)를 통해 배출된다.
제1 유량센서(112)는 양액 급액관(111)에 위치하여 배지(101)로 주입되는 양액의 급액량을 측정하고, 제1 유량센서 리더(113)는 제1 유량 센서(112)의 측정 정보를 읽어 제어장치(200)로 전송한다. 만일 복수의 관수부(114)를 통해 배지(101)로 양액이 공급되는 경우라면, 제어장치(200)는 제1 유량센서(112)에서 측정한 양액의 총 급액량을 관수부(114)의 개수로 나누어서 단일 관수부(114)에서 공급하는 양액의 급액량을 계산할 수 있다.
배지 함수율 센서(121)는 배지(101)에 직접 꽂혀진 상태로 관수부(114)를 통해 양액을 공급받은 배지(101)의 함수량을 측정하고, 배지 함수율 센서 리더(122)는 배지 함수율 센서(121)의 측정 정보를 읽어 제어장치(200)로 전송한다.
이 경우 배지 함수율 센서(121)는 배지의 수분 함량을 측정하기 위한 TDR(Time Domain Reflectometry) 센서, TDT(Time Domain Transmissometry) 센서, FDR(Frequency Domain Reflectometry) 센서, 텐시오미터(tensiometer) 등을 포함할 수 있다. TDR 센서는 토양의 유전상수를 측정하여 간접적으로 용적 수분 함량을 측정하며, 이때 토양 내 수분량의 정도에 따라 변화하는 유전율을 이용하여 수분 함량을 측정할 수 있고, TDT 센서는 일방전송시간에 따라 수분 함량을 측정한다. FDR 센서는 토양에 전자기파를 송출하고 수신하여 토양의 정전 용량을 계산하고 이를 이용하여 토양 수분 함량을 측정할 수 있다. 텐시오미터는 수분의 표면 장력을 측정할 수 있다.
중량 센서(103)는 식물(107)이 심어진 배지(101)의 무게를 측정하는 역할을 하며, 필요에 따라 배지(101)의 중량을 측정하기 위한 복수의 위치에 구비되고, 중량 센서 지지부(104)에 의해 지지된다. 중량 센서 인디케이터(105)는 각 중량 센서(103)의 측정 정보를 결합하여 전체 무게를 계산하는 역할을 하며, 중량 센서 인디케이터(105)에서 계산한 무게 정보는 제어장치(200)로 전송된다.
제2 유량센서(115)는 양액 배출부(106)에 위치하여 배지(101)로부터 배출되는 양액의 배액량을 측정하고, 제2 유량센서 리더(116)는 제2 유량 센서(115)의 측정 정보를 읽어 제어장치(200)로 전송한다. 만일 복수의 배지(101)가 단일 배액 집수부(102)를 통해 배액을 배출하는 경우라면, 제어장치(200)는 제2 유량센서(115)에서 측정한 양액의 총 배출량을 배지(101)의 개수로 나누어서 단일 배지(10)에서 배출하는 양액의 배출량을 계산할 수 있다.
온도 센서(131)는 배지(101)의 온도를 측정하고, 습도 센서(132)는 배지(101)의 습도를 측정하며, 일사량 센서(133)는 배지(101)로 복사되는 일사량을 측정한다. 이때 온도 센서(131), 습도 센서(132) 및 일사량 센서(133) 중 하나 이상은 배지 함수율 센서(121)와 일체로 구성되거나 별개로 구성될 수 있으며, 온도 센서(131), 습도 센서(132) 및 일사량 센서(133)의 측정 정보는 별도의 리더 등을 통해 제어 장치(200)로 전송되어, 제어장치(200)가 배지(101)로 주입되는 양액을 조절하는데 활용된다.
pH 센서(117)는 배지(101)로부터 배출되는 배액의 pH를 측정하고, 전기전도도(electric conductivity, EC) 센서(118)는 배지(101)로부터 배출되는 배액의 전기전도도를 측정하며, 이온 센서(119)는 배지(101)로부터 배출되는 배액의 이온을 측정한다. pH/전기전도도/이온 센서 리더(120)는 pH 센서(117), 전기전도도 센서(118) 및 이온 센서(119)의 측정정보를 제어장치(200)로 전송하여, 제어장치(200)가 배지(101)로 주입되는 양액을 조절하는데 활용하도록 한다.
제어장치(200)는 각종 유선 통신 또는 무선 통신 방식을 이용한 통신 모듈을 통해 측정장치(100)로부터 각 센서(102, 112, 115, 117, 118, 119, 121, 131, 132, 133)의 측정 정보를 수신하면, 이를 이용해 양액 급액관(111) 및 관수부(114)를 통해 배지(101)로 공급되는 양액의 조성, 주입시기, 주입속도 및 급액량을 결정하고, 이에 따라 양액의 공급을 조절한다.
이때 제어장치(200)는 제1 유량센서(112)에서 측정한 양액의 급액량, 제2 유량센서에서 측정한 양액의 배액량을 이용해 실제 배지로 공급된 양액의 량을 계산하고, 배지 함수율 센서(121)에서 측정한 함수량에 따라 배지(101)가 유지하고 있는 수분 함량을 빼서, 식물(107)이 실제로 흡수한 양액의 흡수량을 계산한다.
그리고 제어장치(200)는 중량 센서(103)에서 측정한 식물 및 배지의 중량에서, 배지 함수율 센서(121)에서 측정한 함수량에 따른 배지와 수분 함량의 무게를 빼서 식물(107)의 실제 중량을 계산한다.
이후 제어장치(200)는 배지 함수율 센서(121)에서 측정한 함수량과 식물(107)의 중량에 따라 배지(101)로 공급되는 양액의 조성, 주입시기, 주입속도 및 급액량을 조절한다.
예를 들어 배지 함수율 센서(121)에서 측정한 함수량이 적거나 중량 센서(103)에서 측정한 식물(107)의 중량이 많이 나가는 경우라면, 제어장치(200)는 양액의 농도를 변화시켜 조성을 변경하거나, 주입시기, 주입속도 및 급액량이 증가하도록 조절할 수 있다. 반대로 배지 함수율 센서(121)에서 측정한 함수량이 많거나 중량 센서(103)에서 측정한 식물(107)의 중량이 적게 나가는 경우라면, 제어장치(200)는 양액의 농도를 변화시켜 조성을 변경하거나, 주입시기, 주입속도 및 급액량이 감소하도록 조절할 수 있다.
한편 제어장치(200)는 온도 센서(131)에서 측정한 온도가 높거나, 습도 센서(132)에서 측정한 습도가 낮거나, 일사량 센서(133)에서 측정한 일사량이 많은 경우라면, 증발이나 식물(107)의 흡수에 의해 함수량이 낮아질 가능성이 있으므로, 양액의 농도를 변화시켜 조성을 변경하거나, 주입시기, 주입속도 및 급액량이 증가하도록 조절할 수 있다. 반대로 온도 센서(131)에서 측정한 온도가 낮거나, 습도 센서(132)에서 측정한 습도가 높거나, 일사량 센서(133)에서 측정한 일사량이 적은 경우라면, 증발량이나 식물(107)의 흡수량이 적어질 가능성이 있으므로, 양액의 농도를 변화시켜 조성을 변경하거나, 주입시기, 주입속도 및 급액량이 감소하도록 조절할 수 있다.
또한 제어장치(200)는 pH 센서(117)의 측정 정보에 따라 pH가 높은 경우에는 높으면 산용액을 첨가하고, 낮으면 알칼리용액을 첨가하여 식물(107)에 공급되는 양액 pH를 조절한다. 그리고 제어 장치(200)는 전기전도도 센서(118)와 이온 센서(119)의 측정 정보에 따라 전기전도도나 이온 농도가 높을 때는 양액에 원수를 공급하고, 반대로 전기전도도나 이온 농도가 낮을 때에는 양액에 농축배양액을 보충함으로써 식물(107)에 공급되는 양액의 전기전도도나 이온 농도를 조절할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다. 또한, 본 명세서와 도면에서 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.
100: 측정장치
101: 배지
102: 배액 집수부 103: 중량 센서
104: 중량 센서 지지부 105: 중량 센서 인디게이터
106: 배액 배출부 107: 식물
111: 양액 급액관 112: 제1 유량센서
113: 제1 유량센서 리더 114: 관수부
115: 제2 유량센서 116: 제2 유량센서 리더
117: pH 센서 118: 전기전도도 센서
119: 이온 센서 120: pH/전기전도도/이온 센서 리더
121: 배지 함수율 센서 122: 배지 함수율 센서 리더
131: 온도 센서 132: 습도 센서
133: 일사량 센서 200: 제어장치
102: 배액 집수부 103: 중량 센서
104: 중량 센서 지지부 105: 중량 센서 인디게이터
106: 배액 배출부 107: 식물
111: 양액 급액관 112: 제1 유량센서
113: 제1 유량센서 리더 114: 관수부
115: 제2 유량센서 116: 제2 유량센서 리더
117: pH 센서 118: 전기전도도 센서
119: 이온 센서 120: pH/전기전도도/이온 센서 리더
121: 배지 함수율 센서 122: 배지 함수율 센서 리더
131: 온도 센서 132: 습도 센서
133: 일사량 센서 200: 제어장치
Claims (5)
- 식물이 심어진 배지에 주입되는 양액의 급액량을 측정하는 제1 유량센서, 상기 배지의 함수량을 측정하는 배지 함수율 센서, 상기 식물이 심어진 상기 배지의 무게를 측정하는 중량 센서, 상기 배지로부터 배출되는 양액의 배액량을 측정하는 제2 유량센서를 포함하고, 각 센서의 측정 정보를 전송하는 측정장치; 및
상기 측정장치로부터 각 센서의 측정 정보를 수신하고, 상기 제1 유량센서에서 측정한 급액량과 상기 제2 유량센서에서 측정한 배액량 및 상기 배지 함수율 센서에서 측정한 함수량을 이용해 상기 식물이 흡수하는 양액의 흡수량을 계산하며, 상기 중량 센서에서 측정한 중량과 상기 배지 함수율 센서에서 측정한 함수량을 이용해 상기 식물의 중량을 계산하고, 상기 배지 함수율 센서에서 측정한 함수량과 상기 식물의 중량에 따라 상기 배지로 공급되는 양액의 조성, 주입시기, 주입속도 및 급액량을 조절하는 제어장치;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물재배용 배지의 함수량 및 식물의 무게에 따른 양액 공급 조절 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 배지 함수율 센서는, 상기 배지의 수분 함량을 측정하기 위한 TDR(Time Domain Reflectometry) 센서, TDT(Time Domain Transmissometry) 센서, FDR(Frequency Domain Reflectometry) 센서 또는 텐시오미터(tensiometer)를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물재배용 배지의 함수량 및 식물의 무게에 따른 양액 공급 조절 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 측정장치는, 상기 배지의 온도, 습도 또는 일사량을 측정하는 센서;
를 더 포함하고,
상기 제어장치는, 상기 배지의 온도, 습도 또는 일사량 중 하나 이상을 더 고려하여 상기 배지로 주입되는 양액을 조절하는 것을 특징으로 하는 식물재배용 배지의 함수량 및 식물의 무게에 따른 양액 공급 조절 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 측정장치는, 상기 배지로부터 배출되는 배액의 PH, 전기전도도 또는 이온을 측정하는 센서;
를 더 포함하고,
상기 제어장치는, 상기 배액의 PH, 전기전도도 또는 이온 중 하나 이상을 더 고려하여 상기 배지로 주입되는 양액을 조절하는 것을 특징으로 하는 식물재배용 배지의 함수량 및 식물의 무게에 따른 양액 공급 조절 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 측정장치는, 각 센서의 측정 정보를 유선 통신, 무선 통신, 근거리 무선 통신 또는 통신 포트를 통해 연결된 휴대 단말기의 이동통신망을 통해 상기 제어장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 식물재배용 배지의 함수량 및 식물의 무게에 따른 양액 공급 조절 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160099008A KR101979751B1 (ko) | 2016-08-03 | 2016-08-03 | 식물재배용 배지의 함수량 및 식물의 무게에 따른 양액 공급 조절 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160099008A KR101979751B1 (ko) | 2016-08-03 | 2016-08-03 | 식물재배용 배지의 함수량 및 식물의 무게에 따른 양액 공급 조절 시스템 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180015465A true KR20180015465A (ko) | 2018-02-13 |
| KR101979751B1 KR101979751B1 (ko) | 2019-05-17 |
Family
ID=61231811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160099008A KR101979751B1 (ko) | 2016-08-03 | 2016-08-03 | 식물재배용 배지의 함수량 및 식물의 무게에 따른 양액 공급 조절 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101979751B1 (ko) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102118957B1 (ko) * | 2020-02-06 | 2020-06-04 | 농업회사법인 상상텃밭 주식회사 | 식물 뿌리의 이온 흡수율 분석 장치 및 방법 |
| KR20200073352A (ko) * | 2018-12-13 | 2020-06-24 | 대한민국(농촌진흥청장) | 작물 증산량 및 근권 전이온농도를 복합 기준으로 하는 수경재배 양액 제어 방법 |
| WO2021085302A1 (ja) * | 2019-10-29 | 2021-05-06 | アグリ・コア・システム合同会社 | 養液栽培装置 |
| KR102311118B1 (ko) * | 2020-11-27 | 2021-10-15 | 농업회사법인 주식회사 넥스트온 | 스마트 팜 환경 모니터링을 이용한 스마트 팜 제어 방법 및 장치 |
| KR20220040636A (ko) * | 2020-09-24 | 2022-03-31 | 대한민국(농촌진흥청장) | 식물공장형육묘시스템 무관수 및 무배수 재배 방법 |
| KR20220064001A (ko) * | 2020-11-11 | 2022-05-18 | 김선당 | 무게 센서를 기초로 수분양을 제어하는 스마트 화분 장치 및 그 제어 방법 |
| KR20220090927A (ko) * | 2020-12-23 | 2022-06-30 | 신한에이텍 주식회사 | Ict 기술을 활용한 시설원예작물의 함수율 관리방법 |
| KR102469969B1 (ko) | 2022-07-06 | 2022-11-23 | 서원상 | 병충해 바이러스 피해 없는 과채류 모종 생산이 가능한 스마트육묘시스템 |
| WO2024111718A1 (ko) * | 2022-11-23 | 2024-05-30 | 주식회사 에스에스엘 | 배지내 양액 소모량 산출 및 급/배액 모니터링 시스템 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102410916B1 (ko) * | 2020-03-19 | 2022-06-20 | 주식회사 청오엔지니어링 | 실시간 배액성분 측정이 가능한 양액 재활용 시스템 |
| KR102602792B1 (ko) | 2020-11-13 | 2023-11-16 | 대한민국 | 배지 환경 모니터링 장치 |
| KR102520582B1 (ko) * | 2020-12-03 | 2023-04-10 | 이재기 | 작물재배 장치 |
| KR20220097785A (ko) | 2020-12-31 | 2022-07-08 | (주) 텔로팜 | 수경재배용 배지의 배액량과 함수량을 이용한 관수 제어 시스템 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100988273B1 (ko) * | 2010-07-22 | 2010-10-18 | (주)티아이에스 | 온실 생작물의 함수율 측정을 위한 슬라브 무게와 배액량 측정장치 및 이를 이용한 측정방법 |
| KR20100138296A (ko) * | 2009-06-25 | 2010-12-31 | 서울시립대학교 산학협력단 | 코코넛 코이어 배지에서 ｆｄｒ 센서를 이용한 수경 재배 방법 |
| KR101404518B1 (ko) | 2014-03-04 | 2014-06-10 | (주) 이레아이에스 | 식물의 근권부 함수율 측정장치 |
-
2016
- 2016-08-03 KR KR1020160099008A patent/KR101979751B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100138296A (ko) * | 2009-06-25 | 2010-12-31 | 서울시립대학교 산학협력단 | 코코넛 코이어 배지에서 ｆｄｒ 센서를 이용한 수경 재배 방법 |
| KR100988273B1 (ko) * | 2010-07-22 | 2010-10-18 | (주)티아이에스 | 온실 생작물의 함수율 측정을 위한 슬라브 무게와 배액량 측정장치 및 이를 이용한 측정방법 |
| KR101404518B1 (ko) | 2014-03-04 | 2014-06-10 | (주) 이레아이에스 | 식물의 근권부 함수율 측정장치 |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200073352A (ko) * | 2018-12-13 | 2020-06-24 | 대한민국(농촌진흥청장) | 작물 증산량 및 근권 전이온농도를 복합 기준으로 하는 수경재배 양액 제어 방법 |
| WO2021085302A1 (ja) * | 2019-10-29 | 2021-05-06 | アグリ・コア・システム合同会社 | 養液栽培装置 |
| JP2021069281A (ja) * | 2019-10-29 | 2021-05-06 | アグリ・コア・システム合同会社 | 養液栽培装置 |
| KR102118957B1 (ko) * | 2020-02-06 | 2020-06-04 | 농업회사법인 상상텃밭 주식회사 | 식물 뿌리의 이온 흡수율 분석 장치 및 방법 |
| KR20220040636A (ko) * | 2020-09-24 | 2022-03-31 | 대한민국(농촌진흥청장) | 식물공장형육묘시스템 무관수 및 무배수 재배 방법 |
| KR20220064001A (ko) * | 2020-11-11 | 2022-05-18 | 김선당 | 무게 센서를 기초로 수분양을 제어하는 스마트 화분 장치 및 그 제어 방법 |
| KR102311118B1 (ko) * | 2020-11-27 | 2021-10-15 | 농업회사법인 주식회사 넥스트온 | 스마트 팜 환경 모니터링을 이용한 스마트 팜 제어 방법 및 장치 |
| KR20220090927A (ko) * | 2020-12-23 | 2022-06-30 | 신한에이텍 주식회사 | Ict 기술을 활용한 시설원예작물의 함수율 관리방법 |
| KR102469969B1 (ko) | 2022-07-06 | 2022-11-23 | 서원상 | 병충해 바이러스 피해 없는 과채류 모종 생산이 가능한 스마트육묘시스템 |
| WO2024111718A1 (ko) * | 2022-11-23 | 2024-05-30 | 주식회사 에스에스엘 | 배지내 양액 소모량 산출 및 급/배액 모니터링 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101979751B1 (ko) | 2019-05-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101979751B1 (ko) | 식물재배용 배지의 함수량 및 식물의 무게에 따른 양액 공급 조절 시스템 | |
| US11026372B2 (en) | Plant growth system | |
| CN103503741B (zh) | 灌溉系统及应用该灌溉系统浇灌水紫树幼苗的方法 | |
| CN103250588A (zh) | 智能花盆及智能化植物养殖方法 | |
| JP6306384B2 (ja) | 植物栽培における灌水の供給制御方法及びそのコントローラ | |
| CN204317127U (zh) | 生态树石斛栽培装置 | |
| JP2005117999A (ja) | 全自動植物栽培制御装置 | |
| CN105409621A (zh) | 阳台植物栽培装置以及栽培方法 | |
| KR20220097785A (ko) | 수경재배용 배지의 배액량과 함수량을 이용한 관수 제어 시스템 | |
| CN2904632Y (zh) | 嵌入式植物培育装置 | |
| CN206596409U (zh) | 一种智能植物培育装置 | |
| CN204168803U (zh) | 一种香石竹扦插育苗装置 | |
| KR101597997B1 (ko) | 벽면녹화를 위한 양수분 자동 공급장치 | |
| KR101042166B1 (ko) | 코코넛 코이어 배지에서 ｆｄｒ 센서를 이용한 수경 재배 방법 | |
| Hartanto et al. | Automatic hydroponic nutrient mixing for hydroponic NFT and fertigation | |
| CN210610594U (zh) | 可检测循环种植装置 | |
| Duangpakdee et al. | Vertical Smart Farm System for off-Season Crop Production using Hydroponics and IoT-based Environmental Control | |
| CN103004353A (zh) | 基于毛管力供给营养液的植物栽培方法 | |
| CN210610603U (zh) | 立体种植架 | |
| RU78033U1 (ru) | Система автоматического полива растений для приусадебного хозяйства | |
| KR102330228B1 (ko) | 온실용 양액 공급조절장치 | |
| CN104542228A (zh) | 一种水培实验装置 | |
| CN115500248B (zh) | 一种基于环境信息的潮汐式灌溉控制方法 | |
| CN104641980A (zh) | 一种通风保温型植物种植培育装置 | |
| CN218278153U (zh) | 一种控温草莓无土栽培装置及系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20160803 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20170914 Patent event code: PE09021S01D |
|
| AMND | Amendment | ||
| PG1501 | Laying open of application | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20180529 Patent event code: PE09021S01D |
|
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20190313 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20180529 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I Patent event date: 20170914 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |
|
| AMND | Amendment | ||
| PX0901 | Re-examination |
Patent event code: PX09011S01I Patent event date: 20190313 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PX09012R01I Patent event date: 20181108 Comment text: Amendment to Specification, etc. Patent event code: PX09012R01I Patent event date: 20180112 Comment text: Amendment to Specification, etc. |
|
| PX0701 | Decision of registration after re-examination |
Patent event date: 20190509 Comment text: Decision to Grant Registration Patent event code: PX07013S01D Patent event date: 20190419 Comment text: Amendment to Specification, etc. Patent event code: PX07012R01I Patent event date: 20190313 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PX07011S01I Patent event date: 20181108 Comment text: Amendment to Specification, etc. Patent event code: PX07012R01I Patent event date: 20180112 Comment text: Amendment to Specification, etc. Patent event code: PX07012R01I |
|
| X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20190513 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20190513 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration | ||
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20220425 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20230424 Start annual number: 5 End annual number: 5 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20240424 Start annual number: 6 End annual number: 6 |