KR20190008468A

KR20190008468A - 현수식 이동형센싱장치 및 이를 이용한 재배시설 관리시스템

Info

Publication number: KR20190008468A
Application number: KR1020170089250A
Authority: KR
Inventors: 김형석; 이택성; 권만재; 양중석; 이주영; 박수현; 노주원; 오상록; 임용훈; 윤시원; 장기창; 양제복
Original assignee: 한국과학기술연구원; 한국에너지기술연구원
Priority date: 2017-07-13
Filing date: 2017-07-13
Publication date: 2019-01-24
Also published as: KR101979644B1

Abstract

본 발명은 현수식 이동형센싱장치 및 이를 이용한 재배시설 관리시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 구조가 간결, 단순하여 저렴한 비용으로 다양한 장소에 용이하게 설치하여 사용할 수 있고, 센싱모듈의 구비 수량을 최소화하면서도 넓은 영역에서 다양한 정보를 효과적으로 감지, 획득할 수 있으며, 설치비용 및 유지보수비용을 절감할 수 있는 현수식 이동형센싱장치 및 이를 이용한 재배시설 관리시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 현수식 이동형센싱장치는 설치공간의 허공에 이동 가능하게 설치되고 선형 구조로 형성된 이동식선형부재; 상기 이동식선형부재를 이동 가능하게 지지하는 선형부재지지수단; 상기 이동식선형부재에 설치되는 이동체; 상기 이동체에 배치되는 센싱모듈; 및 상기 이동식선형부재에 견인력을 인가하는 견인구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 현수식 이동형센싱장치를 이용한 재배시설 관리시스템은 전술한 현수식 이동형센싱장치; 상기 센싱모듈로부터 수집된 수집데이터를 송수신하는 통신부 및 상기 센싱모듈로부터 수신된 수집정보를 이용하여 재배시설을 모니터링하고 상기 모니터링 된 결과에 따라 상기 재배시설을 관리하는 관리서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

현수식 이동형센싱장치 및 이를 이용한 재배시설 관리시스템{SUSPENSION TYPE MOVABLE SENSING APPARATUS AND SYSTEM FOR MANAGING CULTIVATION FACILITY USING THE SAME}

본 발명은 현수식 이동형센싱장치 및 이를 이용한 재배시설 관리시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 구조가 간결, 단순하여 저렴한 비용으로 다양한 장소에 용이하게 설치하여 사용할 수 있고, 센싱모듈의 구비 수량을 최소화하면서도 넓은 영역에서 다양한 정보를 효과적으로 감지, 획득할 수 있으며, 설치비용 및 유지보수비용을 절감할 수 있는 현수식 이동형센싱장치 및 이를 이용한 재배시설 관리시스템에 관한 것이다.

농작물 재배는 토질, 기후 조건, 계절 등에 맞는 작물을 선택하여 노지에서 재배하는 것이 일반적이었으나, 사계절이 뚜렷한 우리나라의 기후 특성상 노지에서의 작물재배는 일정 시기에 국한되어 있는 반면, 국민들의 소득수준은 나날이 높아져 신선 농산물에 대한 수요는 연중 지속되고 있는 것이 현실이고, 근래 이상기온이 빈번히 발생하면서 국내 농산물 수급과 물가 변동에 대한 불확실성이 커지고 있다.

이에 따라, 이상기온에 따른 불확실성을 줄이고, 소비자들의 연중 수요를 충족하기 위한 방안으로 시설원예산업이 점차 확대되고 있으며 다양한 연구개발이 진행되고 있다.

예를 들면 시설원예는 유리온실이나 비닐하우스 등의 원예시설 내부에 구성한 재배지에 작물을 식재하고, 작물의 재배에 이상적인 온도, 습도, CO₂ 등의 조건을 유지하도록 환경을 관리하면서 재배과정을 수행하게 된다.

이를 위해, 원예시설 내부에는 온도, 습도, CO₂ 비율, 식물의 상태 등 식물의 재배에 필요한 다양한 정보를 모니터링 하기 위한 센서, 카메라 등과 같은 감지장치(이하, '센싱모듈'이라 함)가 설치되어 있다.

그리고, 원예시설의 내부는 위치나 높낮이 등에 따라 온도, 습도, CO₂ 비율 등에 차이나 나므로 효과적인 작물의 재배를 위해서는 여러 개소에 각각의 센서를 설치하여 관리하여야 하지만, 센서모듈은 매우 고가이므로 현실적인 적용이 불가능한 실정에 있다.

이러한 문제점을 해결하기 방안으로 다양한 연구개발이 진행되고 있는 바, 예컨대 한국공개특허 공개번호 제10-2016-0072519호로 개시된 "유선드론을 적용한 작물개체 모니터링 시스템"이 제안되어 있다.

상기한 유선드론을 적용한 작물개체 모니터링 시스템은 도1에 도시된 바와 같이 원예시설의 천장에 가로 또는 세로로 설치된 지지부(10), 지지부(10)에 거치되어 지지부(10)를 따라 좌우이동하는 이동부(20), 소정의 전원부 또는 전원부와 제어부로부터 이동부로 연결된 메인라인(30), 이동부와 소정 길이의 전력선 또는 전력선과 통신선(41)으로 연결된 유선드론(40), 드론에 장착된 이미지센서(51)를 포함하는 센서부(50)를 포함하여 구성된다.

전술한 종래 모니터링 시스템은 원예시설 내부에 설치되는 센서부(50)의 수량을 줄일 수 있는 장점은 있지만 이하와 같은 여러 가지 문제점을 수반하고 있는 한계점이 있다.

먼저, 종래 모니터링 시스템은 원예시설에 전 영역에 오르골 레일(11)과 같은 지지부(10)를 설치하여야 하므로, 과도한 시설비가 초래될 뿐만 아니라 가림막 이동설비, 원예시설 개폐설비 등 복잡한 원예시설의 내부 구조를 감안할 때 간섭현상이 발생되어 실질적인 설치가 어려우므로 현실적인 적용이 불가능한 단점이 있다.

그리고, 종래 모니터링 시스템은 유선드론의 길이방향의 이동을 위해 다수의 롤러로 구성된 이동부(20)가 요구되고, 전력선과 통신선 등의 메인라인(30)이 원예시설의 전 영역에 시설되어야 하므로 구조가 지나치게 복잡하고 많은 시설비가 요구되는 한계점이 있다.

또한, 종래 모니터링 시스템은 센서부(50)가 유선드론(40)에 장착되는 구조이므로 비행체라는 유선드론의 구조나 작동방식 등을 고려할 때 탑재할 수 있는 센서의 수량이 제한적이고 감지의 정확도 및 효율이 저하되며, 유선드론의 비행중 식물이 쉽게 손상되고 소음으로 인해 식물이 스트레스를 받게 되어 성장에 악영향이 초래되는 단점이 있다.

한국공개특허 공개번호 제10-2016-0072519호 "유선드론을 적용한 작물개체 모니터링 시스템" 유럽등록특허 등록번호 EP02599381B1 "Greenhouse table and method for producing plants in a greenhouse comprising a corresponding greenhouse table"

본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 구조가 간결, 단순하여 저렴한 비용으로 다양한 장소에 용이하게 설치하여 사용할 수 있도록 한 현수식 이동형센싱장치 및 이를 이용한 재배시설 관리시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 센싱모듈의 구비 수량을 최소화하면서도 넓은 영역에서 다양한 정보를 효과적으로 감지, 획득할 수 있고 설치비용 및 유지보수비용을 절감할 수 있도록 한 현수식 이동형센싱장치 및 이를 이용한 재배시설 관리시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 식물의 성장에 악영향을 초래하지 않으면서 재배시설의 환경정보 및 식물의 성장상태정보를 정확하고 효율적으로 획득할 수 있도록 한 현수식 이동형센싱장치 및 이를 이용한 재배시설 관리시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 현수식 이동형센싱장치는 설치공간의 허공에 이동 가능하게 설치되고 선형 구조로 형성된 이동식선형부재; 상기 이동식선형부재에 설치되는 이동체; 상기 이동체에 배치되는 센싱모듈; 및 상기 이동식선형부재에 견인력을 인가하는 견인구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 한다.

그리고, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 현수식 이동형센싱장치는 설치공간의 허공에 이동 가능하게 설치되고 선형 구조로 형성된 이동식선형부재; 상기 이동식선형부재를 이동 가능하게 지지하는 선형부재지지수단; 상기 이동식선형부재에 설치되는 이동체; 상기 이동체에 배치되는 센싱모듈; 및 상기 이동식선형부재에 견인력을 인가하는 견인구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 현수식 이동형센싱장치는 설치공간의 허공에 이동 가능하게 설치되고 선형 구조로 형성된 이동식선형부재; 상기 이동식선형부재를 이동 가능하게 지지하는 선형부재지지수단; 상기 이동식선형부재에 설치되는 이동체; 상기 이동체에 배치되는 센싱모듈; 상기 센싱모듈의 높낮이를 조절하도록 상기 이동체 또는 상기 센싱모듈에 구비되는 높낮이조절수단; 및 상기 이동식선형부재에 견인력을 인가하는 견인구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 높낮이조절수단은 상기 이동체에 설치되는 높낮이조절모터와, 상기 센싱모듈과 상기 높낮이조절모터 사이에 설치되어 상기 센싱모듈의 높낮이를 조절하는 높낮이조절부재를 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 상기 이동식선형부재는 와이어로 구성되고, 상기 선형부재지지수단은 상기 와이어가 걸림되어 이송되는 복수의 안내풀리를 포함하여 구성되고, 상기 견인구동부는 와이어가 감김 및 풀림되는 권취부를 갖는 구동모터, 또는 상기 와이어에 이송력을 인가하는 구동풀리를 갖는 구동모터를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 이동식선형부재는 체인으로 구성되고, 상기 선형부재지지수단은 상기 체인이 결속되어 이송되는 복수의 안내스프로켓을 포함하여 구성되고, 상기 견인구동부는 체인이 결속되는 구동스프로켓을 갖는 구동모터를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 현수식 이동형센싱장치는 상기 이동식선형부재, 이동체 및 상기 센싱모듈 중에서 어느 한 곳 이상에 배치되어 전기에너지를 발전하는 자가발전기모듈; 및 상기 자가발전기모듈로부터 생성된 전기에너지가 저장되는 배터리모듈을 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 자가발전기모듈은 태양전지를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 상기 이동식선형부재는 와이어로 구성되고, 상기 선형부재지지수단은 상기 와이어가 이송되는 이송홀을 갖는 복수의 안내부재를 포함하여 구성되고, 상기 견인구동부는 와이어가 감김 및 풀림되는 권취부를 갖는 구동모터, 또는 상기 와이어에 이송력을 인가하는 구동풀리를 갖는 구동모터로 구성되되, 상기 안내부재는 상기 이동체의 이동을 위한 이송슬릿이 형성될 수 있다.

상기 센싱모듈은 온도센서, 습도센서, PH측정센서, 전기전도도측정센서, 기체농도측정센서, 광량센서, 압력센서, 위치센서, 이미지촬상모듈 중에서 적어도 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 현수식 이동형센싱장치는 상기 견인구동부의 구동을 제어하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어동작을 원격제어하는 원격제어부를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 견인구동부는 상기 이동식선형부재의 일측 부분이 감김 및 풀림되는 권취부가 구비된 제1 견인구동부와, 상기 이동식선형부재의 타측 부분이 감김 및 풀림되는 권취부가 구비된 제2 견인구동부를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 현수식 이동형센싱장치는 센싱모듈을 회전시키는 회전운동수단을 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 회전운동수단은 스텝모터를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 현수식 이동형센싱장치를 이용한 재배시설 관리시스템은 전술한 다양한 현수식 이동형센싱장치; 상기 센싱모듈로부터 수집된 수집데이터를 송수신하는 통신부; 및 상기 센싱모듈로부터 수신된 수집정보를 이용하여 재배시설을 모니터링하고 상기 모니터링 된 결과에 따라 상기 재배시설을 관리하는 관리서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 현수식 이동형센싱장치 및 이를 이용한 재배시설 관리시스템에 의하면, 와이어와 같은 이동식선형부재에 센싱모듈이 설치되어 이동되는 구조이므로 구조가 간결, 단순하고, 설치를 위해 복잡하고 과도한 추가시설이 요구되지 않으므로 저렴한 비용으로 다양한 장소에 용이하게 설치하여 편리하게 사용할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에 따른 현수식 이동형센싱장치 및 이를 이용한 재배시설 관리시스템에 의하면, 센싱모듈이 이동체를 매개로 이동식선형부재에 설치되어 이동되면서 감지작용을 수행하므로 단일 센싱모듈만을 갖추고 있더라도 온실 내부 전체 영역에서의 온실 내부 환경정보나 식물의 성장상태정보를 획득할 수 있다. 이에 따라 센싱모듈의 구비 수량을 최소화하면서도 넓은 영역에서 다양한 정보를 효과적으로 감지, 획득할 수 있고 설치비용 및 유지보수비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 현수식 이동형센싱장치 및 이를 이용한 재배시설 관리시스템에 의하면, 높낮이조절수단을 이용하여 센싱모듈의 높낮이를 조정할 수 있으므로 안전하고 정확하게 감지지점을 변경할 수 있어서 식물의 성장에 악영향을 초래하지 않으면서 재배시설의 환경정보 및 식물의 성장상태정보를 정확하고 효율적으로 획득할 수 있고, 센싱모듈의 작동에 필요한 전기에너지를 발전하는 자가발전기모듈에 의해 자체적으로 발전하여 사용할 수 있으므로 사용상의 편의성은 물론이고 유지비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

도1은 종래 유선드론을 적용한 작물개체 모니터링 시스템을 설명하기 위한 도면,
도2는 본 발명에 따른 현수식 이동형센싱장치의 기술적 사상을 설명하기 위한 모식도,
도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 현수식 이동형센싱장치의 전체적인 구조를 설명하기 위한 개략적인 구성도,
도4a는 도3의 A부 확대도, 도4b는 도3의 B부 확대도, 도4c는 도3의 C부 분리사시도이다.
도5a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 현수식 이동형센싱장치의 제1 변형예를 설명하기 위한 요부 확대사시도,
도5b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 현수식 이동형센싱장치의 제2 변형예를 설명하기 위한 요부 확대사시도,
도6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 현수식 이동형센싱장치의 전체적인 구조를 설명하기 위한 개략적인 구성도,
도7a는 도6의 A부 확대도이고, 도7b는 도6의 B부 확대도이다.
도8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 현수식 이동형센싱장치의 전체적인 구조를 설명하기 위한 개략적인 구성도,
도9a는 도8의 A부 확대도이고, 도9b는 도8의 B부 확대도, 도9c는 도8의 C부 확대도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도2 내지 도9c에 의거하여 상세히 설명하고, 도2 내지 도9c에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여한다. 한편 각 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다.

도2는 본 발명에 따른 현수식 이동형센싱장치의 기술적 사상을 설명하기 위한 모식도이다.

도2를 참조하면, 본 발명에 따른 현수식 이동형센싱장치는 감지수단의 구비 수량을 최소화하면서도 널은 영역에서 다양한 정보를 효과적으로 감지, 획득할 수 있고, 구조가 간결, 단순하여 저렴한 비용으로 다양한 장소에 용이하게 설치하여 사용할 수 있도록 한 것으로 이동식선형부재(1), 이동체(2), 센싱모듈(3) 및 견인구동부(5)가 구비되어 있다.

이동식선형부재(1)는 재배시설의 허공에 이동 가능하게 설치되는 구성요소로서 선형 구조로 형성되어 있다. 그리고, 이동식선형부재(1)는 선형 구조의 길이부재라면 이하의 구체적인 실시예에 기재된 와이어, 체인 외에도 다양한 소재가 선택되어 적용될 수 있다.

이동체(2)는 이동식선형부재(1)의 움직임에 연동되어 이동되도록 이동식선형부재(1)에 설치되는 구성요소로서, 센싱모듈(3)이 설치되는 이동본체(21)와, 이 이동본체에 형성되어 이동식선형부재(1)에 접속되는 접속부(22)가 구비되어 있다.

센싱모듈(3)은 이동체(2)에 설치되어 감지작용을 수행하는 구성요소로서, 온도, 습도, 일사량, CO₂량 등과 같은 온실 내부의 환경정보, 토양의 온도, 습도, PH값 등과 같은 토양의 환경정보, 식물의 잎 수량 및 크기, 키, 열매의 수량 및 크기 등과 같은 성장상태정보를 측정할 수 있도록 온도센서, 습도센서, PH측정센서, 전기전도도측정센서, CO₂측정센서, CCD카메라와 같은 이미지촬상모듈 등이 선택적으로 설치될 수 있다. 예컨대, 센서모듈은 도4c에 도시된 바와 같이 케이스에 CCD카메라가 설치되고 내부에 온도센서, 습도센서, CO₂측정센서가 내장된 구조로 구성될 수 있다.

견인구동부(5)는 이동식선형부재(1)에 견인력을 인가하는 구성요소로서, 이동식선형부재(1)에 이송력을 인가하도록 풀리 등과 같은 구동회전체를 구비한 구동모터로 구성되어 있다.

한편, 본 발명에 따른 현수식 이동형센싱장치는 구동모터의 정역 구동을 제어하는 제어부(미도시)와, 이 제어부의 제어동작을 원격지에서 제어하는 원격제어부(미도시)가 구비되어 있다.

예컨대, 원격제어부는 공지된 원격제어기술을 이용하는 것으로, 구동신호의 입력을 위한 복수의 제어키(Control key)가 구비되어 이 제어키의 입력에 따라 원격제어신호를 송신하는 송신부(미도시)와, 송신부로부터 송신된 원격제어신호를 수신하고 제어부의 제어하에 경인구동부를 구동시키는 수신부(미도시)로 구성되어 있다.

그리고, 본 발명에 따른 현수식 이동형센싱장치는 센싱모듈(3)로부터 수집된 수집데이터를 제공받아 재배시설의 내부 환경 및 식물의 성장상태를 모니터링하고, 모니터링 된 결과에 따라 온실과 같은 재배시설을 관리하는 관리서버(미도시)를 구비한 현수식 이동형센싱장치를 이용한 재배시설 관리시스템으로 구현할 수 있다.

이를 위해 본 발명에 따른 현수식 이동형센싱장치는 센싱모듈(3)로부터 수집된 수집데이터를 외부 단말로 송신하거나 외부 단말로부터 제어신호를 수신받는 통신부(미도시)가 구비될 수 있다.

여기서, 통신부는 관리서버(미도시)와의 무선통신을 수행하는 것으로, 무선통신은 WIFI, LoRa, RF, LTE 기술 등으로 구현할 수 있다.

상기한 현수식 이동형센싱장치를 이용한 재배시설 관리시스템은 센싱모듈(3)에 의해 수집된 온실 내부의 환경정보, 식물의 성장상태정보를 관리서버에 저장된 정보와 비교하여 식물의 성장에 요구되는 온도, 습도, CO₂량 등을 제어하여 식물이 보다 효과적으로 성장할 수 있도록 적절하게 환경조건을 조절할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 현수식 이동형센싱장치의 작용을 간략하게 설명한다. 먼저, 이동식선형부재(1), 이동체(2), 센싱모듈(3) 및 견인구동부(5)를 유리 온실이나 비닐하우스와 같은 재배시설에 시설하고, 제어부의 제어하에 견인구동부(5)의 구동모터를 정,역 구동시키게 되면 구동회전체가 정역 회전되면서 이동식선형부재(1)를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키게 된다. 이와 같이 이동식선형부재(1)가 이동되면 이에 접속된 이동체(2)가 연동되고, 이 이동체(2)에 설치된 센싱모듈(3)은 탑재된 센서에 의해 온도, 습도, 일사량, CO₂량 등과 같은 온실 내부의 환경정보, 토양의 온도, 습도, PH값 등과 같은 토양의 환경정보, 식물의 잎 수량, 키, 열매의 수량 및 크기 등과 같은 성장상태정보를 획득할 수 있다. 이와 같이 획득된 정보는 통신부를 매개로 관리서버로 전송되어 재배자나 관리자가 모니터링 함으로써 온실 내부 및 토양의 환경정보 등을 실시간으로 적절하게 조절하면서 온실을 관리할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 제1 내지 제3 실시예를 설명하되, 위 본 발명에 따른 현수식 이동형센싱장치의 기술적 사상을 설명하면서 개시된 구성요소와 유사한 부분에 대한 구체적인 설명을 생략하고 차이점을 갖는 구성요소를 중심으로 설명한다. 그리고, 이하의 제1 내지 제3 실시예에 나타난 구성요소 중에서 서로 간에 채용 가능한 구조라면 선택적으로 적용할 수도 있는 것으로 이에 대한 구체적인 설명이나 도면상 도시는 생략한다.

도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 현수식 이동형센싱장치의 전체적인 구조를 설명하기 위한 개략적인 구성도, 도4a는 도3의 A부 확대도, 도4b는 도3의 B부 확대도, 및 도4c는 도3의 C부 분리사시도이다.

도3 내지 도4c를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 현수식 이동형센싱장치는 선형 구조로 형성된 이동식선형부재(1), 이동식선형부재를 이동 가능하게 지지하는 선형부재지지수단(6), 이동식선형부재(1)에 설치되는 이동체(2), 이동체(2)에 설치되는 센싱모듈(3), 및 이동식선형부재(1)에 견인력을 인가하는 견인구동부(5)로 구성되어 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 이동식선형부재(1)는 다수 가닥의 강선이 엮여진 와이어(11)로 구성되어 있고, 이동체(2)는 와이어(11)에 설치되는 환봉 형상의 접속부(22)와, 접속부(22)의 하단에 형성되고 체결공이 천공된 평판 형상의 이동본체(21)로 구성되어 있다. 이때, 접속부(22)는 와이어(11)의 선회시에 선형부재지지수단(6)과의 간섭현상을 유발하지 않도록 와이어(11)의 하측 중심에 결합된다.

그리고, 이동체(2)에는 센싱모듈(3)가 위치하는 지점의 높낮이를 조절할 수 있도록 이동본체(22)와 센싱모듈(3) 사이에 연결되는 연결부재(23)가 구비되어 있다. 예컨대, 연결부재(23)는 도4c에 도시된 바와 같이 양단에 걸림고리가 형성된 일자형부재로 형성될 수 있다.

상기 선형부재지지수단(6)은 이동식선형부재(1)의 하중을 지탱하면서 이동을 안내하는 기능을 수행하는 구성요소로서 와이어가 걸림되어 이송되는 복수의 안내풀리(61)로 구성되어 있다.

그리고, 안내풀리(61)는 와이어가 삽입되는 와이어홈이 요입된 것으로, 재배시설의 천정, 지주, 골조 등에 설치되는 지지봉(62)의 하단에 설치된다. 지지봉(62)에는 설치된 안내풀리(61)의 원활한 회전을 위해 베어링(미도시)이 설치되는 것이 바람직하다.

상기 견인구동부(5)는 와이어(11)에 이송력을 인가하는 구동풀리(52)를 갖는 구동모터(51)로 구성되어 있다.

그리고, 상기 견인구동부(5)는 도4b에 도시된 일반적인 구동모터 외에도 모터의 출력축에 웜이 결합되고, 이 웜이 치합되는 웜휠과, 이 웜휠에 와이어가 권취되는 구동풀리가 구비되어 자동차의 도어 레귤레이터(door regulator)용 구동수단으로 적용되는 것을 선택하여 구성할 수도 있다.

전술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 현수식 이동형센싱장치의 작용을 간략하게 설명하면, 재배시설에 감지 영역을 따라 안내풀리(61)를 구비한 지지봉(62)을 설치하고 와이어(11)를 안내풀리(61)들과 구동모터(51)의 구동풀리(52)에 권취하는 방식으로 폐회로가 되도록 연결한다. 이러한 상태에서 제어부의 제어하에 구동모터(51)를 정,역 구동시키게 되면 구동풀리(52)가 정역 회전되면서 와이어(11)를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키게 된다. 이와 같이 와이어(11)가 이동되면 이에 접속된 이동체(2)가 연동되고, 이 이동체(2)에 설치된 센싱모듈(3)가 이동되면서 온실 내부 다양한 지점의 환경정보, 식물의 성장상태정보 등을 획득할 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 현수식 이동형센싱장치에 따르면 센싱모듈(3)이 이동체(2)를 매개로 와이어(11)에 설치되어 와이어를 따라 이동되면서 감지작용을 수행하므로 단일 센싱모듈(3)만을 갖추고 있더라도 온실 내부 전체 영역에서의 온실 내부 환경정보나 식물의 성장상태정보를 획득할 수 있다.

첨부도면, 도5a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 현수식 이동형센싱장치의 제1 변형예를 설명하기 위한 요부 확대사시도이다.

도5a를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예의 제1 변형예에 따른 현수식 이동형센싱장치는 선형 구조로 형성된 이동식선형부재(1), 이동식선형부재(1)를 이동 가능하게 지지하는 선형부재지지수단(6), 이동식선형부재(1)에 설치되는 이동체(2), 이동체(2)에 설치되는 센싱모듈(3), 및 이동식선형부재에 견인력을 인가하는 견인구동부(5)로 구성되되, 이동체(2)를 따라 이동되는 센싱모듈(3)의 높낮이를 조절하도록 높낮이조절수단(7)이 더 구성되어 있다.

상기 높낮이조절수단(7)은 이동체(2)에 설치되는 높낮이조절모터(71)와, 센싱모듈(3)과 높낮이조절모터(71) 사이에 설치되어 센싱모듈의 높낮이를 조절하는 높낮이조절부재(72)로 구성되어 있다.

여기서, 높낮이조절모터(71)는 풀리 형상의 권취부(73)를 갖는 구동모터로 구성되고, 높낮이조절부재(72)는 권취부(73)에 감김 및 풀림되는 로프로 구성되어 있다.

한편, 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른 현수식 이동형센싱장치는 센싱모듈(3)의 작동에 필요한 전기에너지를 발전하는 자가발전기모듈(8)과, 이 자가발전기모듈(8)로부터 생성된 전기에너지가 저장되도록 충전지 및 충전회로가 구비된 배터리모듈(미도시)이 구비되어 있다.

자가발전기모듈(8)은 센싱모듈(3)에도 설치될 수 있지만 본 실시예에서는 이동체(2)에 설치되어 있다. 이를 위해 이동체(2)에는 자가발전기모듈(8) 및 높낮이조절수단(7)의 설치를 위한 보조수단고정부(25)가 형성되어 있다.

그리고, 자가발전기모듈(8)은 태양전지로 구성된다. 태양전지는 실리콘계 태양전지, CIGS (Cu(InGa)Se2; Copper Indium Gallium Selenide)와 같은 무기물을 이용하는 박막 태양전지, 염료감응 태양전지, 유기 태양전지, 유-무기 하이브리드 태양전지 등 제한 없이 선택하여 적용할 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른 현수식 이동형센싱장치는 식물의 성장상태나 종류 등의 조건에 따라 높낮이조절수단(7)을 이용하여 센싱모듈(3)의 높낮이를 조정할 수 있으므로 식물의 손상을 방지할 수 있고, 식물의 성장에 악영향을 초래하지 않으면서 재배공간의 환경정보 및 식물의 성장상태정보를 정확하고 효율적으로 획득할 수 있다.

아울러, 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른 현수식 이동형센싱장치는 센싱모듈(3)의 작동에 필요한 전기에너지를 발전하는 자가발전기모듈(8)에 의해 자체적으로 발전하여 사용할 수 있으므로 사용상의 편의성은 물론이고 유지비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

첨부도면, 도5b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 현수식 이동형센싱장치의 제2 변형예를 설명하기 위한 요부 확대사시도이다.

도5b를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예의 제2 변형예에 따른 현수식 이동형센싱장치는 선형 구조로 형성된 이동식선형부재(1), 이동식선형부재(1)를 이동 가능하게 지지하는 선형부재지지수단(6), 이동식선형부재(1)에 설치되는 이동체(2), 이동체(2)에 설치되는 센싱모듈(3), 및 이동식선형부재에 견인력을 인가하는 견인구동부(5), 이동체(2)를 따라 이동되는 센싱모듈(3)의 높낮이를 조절하도록 높낮이조절수단(7)을 구비하되, 센싱모듈을 회전시키는 회전운동수단(9)이 더 구성되어 있다.

회전운동수단(9)은 센싱모듈의 방향을 조정하는 구성요소로서, 센싱모듈에 영상 이미지를 촬상하도록 CCD카메라와 같은 이미지촬상모듈이 탑재된 경우 촬상 방향을 용이하게 조정할 수 있으므로 사용상의 편의성과 감지 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

그리고, 회전운동수단(9)은 센싱모듈(3)의 배치 방향을 변경할 수 있다면 구조나 형태, 설치위치에 특별한 제한 없이 다양하게 구성할 수 있지만, 본 변형예에서는 도5b에 도시된 바와 같이 스텝모터(91,step motor)로 구성되어 있다.

스텝모터(91)는 모터바디(911)가 보조수단고정부(25)에 고정되고 구동축(912)이 고정브라켓(92)을 매개로 높낮이조절모터(71)에 고정되어 있다. 이때 스텝모터(91)는 구동축의 회전각도를 1.5도까지 정밀하게 제어할 수 있는 것을 적용함으로써 센싱모듈(3)의 회전각도를 미세하게 조절할 수 있도록 한다.

도6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 현수식 이동형센싱장치의 전체적인 구조를 설명하기 위한 개략적인 구성도, 도7a는 도6의 A부 확대도, 도7b는 도6의 B부 확대도이다.

도6 내지 도7b를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 현수식 이동형센싱장치는 선형 구조의 이동식선형부재(1), 이동식선형부재(1)를 이동 가능하게 지지하는 선형부재지지수단(6), 이동식선형부재(1)에 설치되는 이동체(2), 이동체(2)에 설치되는 센싱모듈(3), 및 이동식선형부재(1)에 견인력을 인가하는 견인구동부(5)를 구비하되, 선형부재지지수단(6)은 와이어(11)가 이송되는 이송홀(652)을 갖는 복수의 안내부재(65)를 갖는 구조로 형성되어 있다.

상기 견인구동부(5)는 도7a에 도시된 바와 같이 와이어(11)가 감김 및 풀림되는 권취부(56)를 갖는 구동모터(55)로 구성되되, 통상 권양기로 호칭되는 견인장치와 유사하게 형성되어 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 구동모터(55)는 기어드모터로 구성되고, 권취부(56)는 다량의 와이어가 감김되는 드럼 형태로 형성되어 있다.

그리고, 견인구동부(5)는 도6에 도시된 바와 같이 와이어(11)의 일측 부분이 감김 및 풀림되는 권취부(56)가 구비된 제1 견인구동부(5a)와, 와이어(11)의 타측 부분이 감김 및 풀림되는 권취부가 구비된 제2 견인구동부(5b)로 구성된 것으로, 제1 견인구동부(5a)가 와이어의 풀림동작을 수행하게 되면 제2 견인구동부(5b)는 와이어(11)의 감김동작을 수행하면서 와이어에 설치된 이동체(2)를 이동시킴으로써 센싱모듈(3)의 감지위치를 조절할 수 있다.

그리고, 상기 안내부재(65)는 파이프 형상을 갖는 안내부재몸체(651)의 하부에 이동체의 이동을 위해 이송홀(652)과 연통되도록 하부에 이송슬릿(653)이 형성되어 있다. 이때, 안내부재몸체(651)는 와이어(11)를 다양한 각도로 선회시키면서 미끄럼 이동시킬 수 있도록 15°, 30°, 45°, 90°등 다양한 각도로 형성되고, 이송슬릿(653)의 폭은 이동체(2)의 접속부(22)가 이동할 수 있는 간격으로 형성되되, 이동식선형부재(1)로 적용된 와이어(11)의 직경보다는 작아서 와이어가 하방 이탈되지 않도록 되어 있다.

또한, 안내부재(65)는 재배시설의 천정, 지주 골조 등에 설치되는 지지봉(62)의 하단에 설치되어 정위치 하게 된다.

상기한 본 발명의 제2 실시예에 따른 현수식 이동형센싱장치의 작용효과는 선형부재지지수단(6)으로서 안내부재(65)가 구비된 점과, 견인구동부(5)가 제1 및 제2 견인구동부(5a,5b)로 구성되어 제1 견인구동부(5a)가 와이어의 풀림동작을 수행하게 되면 제2 견인구동부(5b)는 감김동작을 수행하는 형태로 센싱모듈(3)의 감지위치를 조절한다는 차이점을 제외하면 전술한 제1 실시예와 동일 유사하므로 구체적인 설명을 생략한다.

도8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 현수식 이동형센싱장치의 전체적인 구조를 설명하기 위한 개략적인 구성도, 도9a는 도8의 A부 확대도이고, 도9b는 도8의 B부 확대도, 도9c는 도8의 C부 확대도이다.

도8 내지 도9c를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 현수식 이동형센싱장치는 선형 구조의 이동식선형부재(1), 이동식선형부재(1)를 이동 가능하게 지지하는 선형부재지지수단(6), 이동식선형부재(1)에 설치되는 이동체(2), 이동체(2)에 설치되는 센싱모듈(3), 및 이동식선형부재(1)에 견인력을 인가하는 견인구동부(5)로 구성되되, 상기 이동식선형부재(1)는 체인(13)으로 구성되어 있고, 선형부재지지수단(6)은 체인(13)으로 구성된 이동식선형부재를 결속하여 이송시킬 수 있도록 복수의 안내스프로켓(66)이 구비되어 있다.

체인(13)은 다양한 형상의 체인을 적용할 수 있지만, 대표적으로 컨베이어나 자전거 등에 사용되는 일반적인 형태의 것을 적용한다. 보다 구체적으로 설명하면, 체인(13)은 링크 형상을 갖는 한 쌍의 바깥쪽 플레이트(outer plate)와, 한 쌍의 안쪽 플레이트(inner plate)가 서로 연결된 것으로 연결부위는 롤러(roller)가 삽입된 상태에서 핀(pin)에 의해 고정되도록 되어 있다.

이동체(2)는 센싱모듈(3)이 설치되는 이동본체(25)와, 바깥쪽 플레이트(outer plate)와, 안쪽 플레이트(inner plate)의 연결 부위에 핀 대신에 설치되는 연결봉 형상의 접속부(26)로 구성되어 있다.

그리고, 상기 견인구동부(5)는 체인(13)이 결속되는 구동스프로켓(58)을 갖는 구동모터(57)로 구성되어 있다.

상기한 본 발명의 제3 실시예에 따른 현수식 이동형센싱장치의 작용효과는 이동식선형부재(1)로서 체인(13)이 적용된 차이점과, 견인구동부(5)로서 구동스프로켓(58)을 갖는 구동모터(57)가 적용된 차이점을 제외하면 전술한 제1 실시예와 동일 유사하므로 구체적인 설명을 생략한다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 현수식 이동형센싱장치 및 이를 이용한 재배시설 관리시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.

상기한 실시예에서 사용한 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 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

1:이동식선형부재 11:와이어
12:체인 2:이동체
21:이동본체 22:접속부
23:연결부재 3:센싱모듈
5:견인구동부 5a:제1 견인구동부
5b:제2 견인구동부 51,55,57:구동모터
52:구동풀리 56:권취부
58:구동스프로켓 6:선형부재지지수단
61:안내풀리 62:지지봉
65:안내부재 66:안내스프로켓
7:높낮이조절수단 71:높낮이조절모터
72:높낮이조절부재 8:자가발전기모듈
9:회전운동수단 91:스텝모터

Claims

설치공간의 허공에 이동 가능하게 설치되고 선형 구조로 형성된 이동식선형부재;
상기 이동식선형부재에 설치되는 이동체;
상기 이동체에 배치되는 센싱모듈; 및
상기 이동식선형부재에 견인력을 인가하는 견인구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 현수식 이동형센싱장치.
설치공간의 허공에 이동 가능하게 설치되고 선형 구조로 형성된 이동식선형부재;
상기 이동식선형부재를 이동 가능하게 지지하는 선형부재지지수단;
상기 이동식선형부재에 설치되는 이동체;
상기 이동체에 배치되는 센싱모듈; 및
상기 이동식선형부재에 견인력을 인가하는 견인구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 현수식 이동형센싱장치.
설치공간의 허공에 이동 가능하게 설치되고 선형 구조로 형성된 이동식선형부재;
상기 이동식선형부재를 이동 가능하게 지지하는 선형부재지지수단;
상기 이동식선형부재에 설치되는 이동체;
상기 이동체에 배치되는 센싱모듈;
상기 센싱모듈의 높낮이를 조절하도록 상기 이동체 또는 상기 센싱모듈에 구비되는 높낮이조절수단; 및
상기 이동식선형부재에 견인력을 인가하는 견인구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 현수식 이동형센싱장치.
제3항에 있어서,
상기 높낮이조절수단은 상기 이동체에 설치되는 높낮이조절모터와, 상기 센싱모듈과 상기 높낮이조절모터 사이에 설치되어 상기 센싱모듈의 높낮이를 조절하는 높낮이조절부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 현수식 이동형센싱장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 이동식선형부재는 와이어로 구성되고,
상기 선형부재지지수단은 상기 와이어가 걸림되어 이송되는 복수의 안내풀리를 포함하여 구성되고,
상기 견인구동부는 와이어가 감김 및 풀림되는 권취부를 갖는 구동모터, 또는 상기 와이어에 이송력을 인가하는 구동풀리를 갖는 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 현수식 이동형센싱장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 이동식선형부재는 체인으로 구성되고,
상기 선형부재지지수단은 상기 체인이 결속되어 이송되는 복수의 안내스프로켓을 포함하여 구성되고,
상기 견인구동부는 체인이 결속되는 구동스프로켓을 갖는 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 현수식 이동형센싱장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이동식선형부재, 이동체 및 상기 센싱모듈 중에서 어느 한 곳 이상에 배치되어 전기에너지를 발전하는 자가발전기모듈; 및
상기 자가발전기모듈로부터 생성된 전기에너지가 저장되는 배터리모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 현수식 이동형센싱장치.
제7항에 있어서,
상기 자가발전기모듈은 태양전지를 포함하는 것을 특징으로 하는 현수식 이동형센싱장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이동식선형부재는 와이어로 구성되고, 상기 선형부재지지수단은 상기 와이어가 이송되는 이송홀을 갖는 복수의 안내부재를 포함하여 구성되고, 상기 견인구동부는 와이어가 감김 및 풀림되는 권취부를 갖는 구동모터, 또는 상기 와이어에 이송력을 인가하는 구동풀리를 갖는 구동모터로 구성되되,
상기 안내부재는 상기 이동체의 이동을 위한 이송슬릿이 형성된 것을 특징으로 하는 현수식 이동형센싱장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센싱모듈은 온도센서, 습도센서, PH측정센서, 전기전도도측정센서, 기체농도측정센서, 광량센서, 압력센서, 위치센서, 이미지촬상모듈 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 현수식 이동형센싱장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 견인구동부의 구동을 제어하는 제어부; 및
상기 제어부의 제어동작을 원격제어하는 원격제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 현수식 이동형센싱장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 견인구동부는 상기 이동식선형부재의 일측 부분이 감김 및 풀림되는 권취부가 구비된 제1 견인구동부와, 상기 이동식선형부재의 타측 부분이 감김 및 풀림되는 권취부가 구비된 제2 견인구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 현수식 이동형센싱장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센싱모듈을 회전시키는 회전운동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 현수식 이동형센싱장치.
제13항에 있어서,
상기 회전운동수단은 스텝모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 현수식 이동형센싱장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 현수식 이동형센싱장치;
상기 센싱모듈로부터 수집된 수집데이터를 송수신하는 통신부; 및
상기 센싱모듈로부터 수신된 수집정보를 이용하여 재배시설을 모니터링하고 상기 모니터링 된 결과에 따라 상기 재배시설을 관리하는 관리서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 현수식 이동형센싱장치를 이용한 재배시설 관리시스템.