KR20190093721A

KR20190093721A - 스마트 말뚝

Info

Publication number: KR20190093721A
Application number: KR1020180002390A
Authority: KR
Inventors: 김철
Original assignee: 호남대학교 산학협력단
Priority date: 2018-01-08
Filing date: 2018-01-08
Publication date: 2019-08-12

Abstract

본 발명은 스마트 말뚝에 관한 것으로서, 하단부가 지중에 매립되도록 측정대상 지역에 설치되는 본체와, 상기 측정대상 지역의 토양에 대한 정보를 측정할 수 있도록 지중에 매립된 상기 본체의 하부에 설치되는 토양 정보수집부와, 상기 측정대상 지역의 지상 환경에 대한 정보를 측정할 수 있도록 상기 측정대상 지역의 지상에 노출된 상기 본체에 설치되는 환경 정보수집부와, 상기 토양 정보수집부 및 환경 정보수집부를 통해 측정된 정보를 통신망을 통해 관리자의 단말기로 전송하는 통신모듈을 구비한다.
본 발명에 따른 스마트 말뚝은 토양 정보수집부 및 환경 정보수집부를 통해 수집된 정보를 관리자의 단말기에 전송하므로 관리자가 측정대상 지역에 적합한 농작물을 선택하는데 필요한 정보를 제공할 수 있다는 장점이 있다.

Description

스마트 말뚝{Smart pile}

본 발명은 스마트 말뚝에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 측정대상 지역에 설치되어 측정대상 지역의 주위 환경 또는 토양에 대한 정보를 수집하여 관리자의 단말기에 제공하는 스마트 말뚝에 관한 것이다.

일반적으로, 농가에서 말뚝은 비닐하우스와 같은 구조물을 건축할 때, 지반 강화용으로 사용되거나 밭, 논의 경계를 표시하는 도구로 사용된다. 말뚝의 종류로는 강관 말뚝, 피에이치씨(PHC, Pretensioned spun high strength concrete) 말뚝, 복합 말뚝, 등이 있다. 강관 말뚝은 원통 형태의 강재로 제작된 말뚝이고 경우에 따라 내부에 콘크리트가 합성된다. 피에이치씨 말뚝은 내부에 철근 및 PC 강선이 배근된 콘크리트관 형상이며 고온고압으로 양생된 고강도 말뚝이다. 복합 말뚝은 강관 말뚝과 피에이치씨 말뚝을 연결한 것이다.

그러나, 농가에서 보다 전략적으로 농작물을 기르기 위해서는 토양이나 주위 환경에 대한 정보가 필요한데, 종래의 말뚝은 단순이 지중에 매립되어 고정된 구조를 가지고 있으므로 설치된 지역의 외부 환경이나 토양에 대한 정보를 수집하는데 어려움이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2017-0059793호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 측정대상 지역의 주위 환경 및 토양에 대한 정보를 수집하여 관리자의 단말기로 전송할 수 있는 스마트 말뚝을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스마트 말뚝은 하단부가 지중에 매립되도록 측정대상 지역에 설치되는 본체와, 상기 측정대상 지역의 토양에 대한 정보를 측정할 수 있도록 지중에 매립된 상기 본체의 하부에 설치되는 토양 정보수집부와, 상기 측정대상 지역의 지상 환경에 대한 정보를 측정할 수 있도록 상기 측정대상 지역의 지상에 노출된 상기 본체에 설치되는 환경 정보수집부와, 상기 토양 정보수집부 및 환경 정보수집부를 통해 측정된 정보를 통신망을 통해 관리자의 단말기로 전송하는 통신모듈을 구비한다.

상기 환경 정보수집부는 상기 측정대상 지역에 상기 본체를 설치시 상기 측정대상 지역의 지상에 노출되는 상기 본체의 부분 중 지면에 인접된 위치에 설치되어 지면에 인접된 위치의 온도 또는 습도를 측정하는 제1외부센서와, 상기 측정대상 지역의 지면으로부터 상측으로 이격된 위치의 온도 또는 습도를 측정할 수 있도록 상기 제1외부센서로부터 상측으로 이격되게 상기 본체에 설치되는 제2외부센서와, 상기 본체의 상단부에 설치되어 상기 측정대상 지역의 풍향 또는 풍속을 측정하는 바람측정센서를 구비한다.

상기 토양 정보수집부는 지중에 매립되는 상기 본체의 하부에 설치되어 상기 측정대상 지역의 토양의 온도를 측정하는 토양 온도센서와, 상기 측정대상 지역의 토양의 습도를 측정할 수 있도록 상기 토양 온도센서에 인접된 위치의 상기 본체에 설치되는 토양 습도센서와, 상기 측정대상 지역의 토양의 산성도를 측정할 수 있도록 지중에 매립되는 상기 본체의 하부에 설치되는 산도 측정센서를 구비한다.

한편, 본 발명에 따른 스마트 말뚝은 상기 측정대상 지역의 지면에 대한 상기 본체의 인입깊이를 제한할 수 있도록 상기 본체에 설치된 인입제한부재를 더 구비한다.

상기 인입제한부재는 상기 토양 정보수집부 및 환경 정보수집부 사이의 상기 본체에 설치되며, 상기 본체의 하부를 상기 측정대상 지역의 지면에 인입시 지면에 간섭될 수 있도록 상기 본체로부터 멀어지는 방향으로 연장형성된 것이 바람직하다.

상기 인입제한부재는 상기 본체에 상하방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되는 이동블럭과, 상기 이동블럭에 설치되며, 상기 측정대상 지역의 지면에 간섭될 수 있도록 상기 본체로부터 멀어지는 방향으로 연장형성된 간섭플레이트와, 상기 이동블럭에 설치되며, 상기 본체에 대해 상기 이동블럭의 위치를 고정시키는 구속부재를 구비할 수도 있다.

상기 본체는 상기 이동블럭의 위치에 따라 상기 측정대상 지역의 지면에 대한 상기 본체의 인입깊이를 작업자가 판별할 수 있도록 외주면에 상하방향을 따라 상호 이격되게 다수의 눈금이 형성된 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 스마트 말뚝은 상기 본체를 상기 측정대상 지역에 설치시 상기 측정대상 지역의 지면으로부터 상기 토양 정보수집부의 위치를 감지할 수 있도록 상기 본체에 설치되는 매립깊이감지부를 더 구비할 수도 있다.

상기 매립깊이감지부는 상기 본체의 상단부에 설치되는 것으로서, 적외선 또는 초음파를 이용하여 지면으로부터 상기 본체의 상단부까지의 거리를 측정하는 거리측정센서와, 상기 거리측정센서로부터 측정된 정보를 토대로 상기 측정대상 지역의 지면으로부터 상기 토양 정보수집부의 위치를 산출하는 산출부를 구비한다.

한편, 본 발명에 따른 스마트 말뚝은 상기 본체를 상기 측정대상 지역에 설치된 다음, 상기 측정대상 지역의 지면으로부터 상기 본체가 기울려지는 것을 방지하기 위해 상기 본체를 지지할 수 있도록 상기 본체에 설치되는 지지받침부를 더 구비한다.

상기 지지받침부는 상기 본체의 하단부로부터 상측으로 기설정된 거리만큼 이격된 위치의 상기 본체에 설치되는 고정바디와, 상기 본체를 기준으로 상기 고정바디에 방사상으로 연장되되, 단부가 지면에 접촉될 수 있도록 상기 고정바디에 대해 하방으로 경사지게 형성된 다수의 지지다리를 구비한다.

상기 지지받침부는 상기 본체의 하단부로부터 상측의 기설정된 거리만큼 이격된 위치의 상기 본체에 설치되는 것으로서, 상기 본체의 중심을 기준으로 상호 대향되는 위치에 각각 고정되며, 상기 본체의 하단부가 지중에 매립시 지면에 간섭되어 변형될 수 있도록 단부가 하방으로 만곡되게 연장되되, 변형에 따라 지면에 대한 고정력이 발생될 수 있도록 소정의 탄성을 갖는 다수의 탄성다리를 더 구비할 수도 있다.

한편, 본 발명에 따른 스마트 말뚝은 상기 본체에 접근하는 사람에게 상기 본체의 위치를 알릴 수 있도록 상기 본체로부터 멀어지는 방향으로 소정거리 이격된 위치의 상기 측정대상 지역의 지면에 표시광을 조사할 수 있도록 상기 본체의 상단부에 설치되는 알림부를 더 구비할 수도 있다.

본 발명에 따른 스마트 말뚝은 토양 정보수집부 및 환경 정보수집부를 통해 수집된 정보를 관리자의 단말기에 전송하므로 관리자가 측정대상 지역에 적합한 농작물을 선택하는데 필요한 정보를 제공할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스마트 말뚝의 설치 상태를 나타낸 사시도이고,
도 2는 도 1의 스마트 말뚝에 대한 사시도이고,
도 3는 도 1의 스마트 말뚝에 대한 블럭도이고,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 스마트 말뚝에 대한 부분 절개 사시도이고,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 스마트 말뚝에 대한 분리 사시도이고,
도 6은 도 5의 스마트 말뚝에 대한 단면도이고,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 스마트 말뚝에 대한 측면도이고,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 스마트 말뚝에 대한 사시도이고,
도 9는 도 8의 스마트 말뚝에 대한 측면도이고,
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 스마트 말뚝에 대한 사시도이고,
도 11 및 도 12는 도 10의 스마트 말뚝의 설치 작업을 나타낸 작업 상태도이고,
도 13은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 스마트 말뚝에 대한 측면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 스마트 말뚝에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 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.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 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 명세서 상에 기재된 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.

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 1 내지 도 3에는 본 발명에 따른 스마트 말뚝(10)이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 상기 스마트 말뚝(10)은 하단부가 지중에 매립되도록 측정대상 지역에 설치되는 본체(20)와, 상기 측정대상 지역의 토양에 대한 정보를 측정할 수 있도록 지중에 매립된 상기 본체(20)의 하부에 설치되는 토양 정보수집부(30)와, 상기 측정대상 지역의 지상 환경에 대한 정보를 측정할 수 있도록 상기 측정대상 지역의 지상에 노출된 상기 본체(20)에 설치되는 환경 정보수집부(40)와, 상기 토양 정보수집부(30) 및 환경 정보수집부(40)를 통해 측정된 정보를 통신망을 통해 관리자의 단말기(15)로 전송하는 통신모듈(50)을 구비한다.

본체(20)는 상하방향으로 소정길이 연장된 원통형으로 형성되며, 하단부는 용이하게 측정대상 지역의 지면에 인입될 수 있도록 하방으로 갈수록 단면적이 감소하는 원뿔형으로 형성되어 있다. 또한, 본체(20)는 내부에 통신모듈(50)이 설치될 수 있도록 내부공간이 마련되어 있다.

토양 정보수집부(30)는 토양 온도센서(31), 토양 습도센서(32) 및 산도 측정센서(33)를 구비한다.

산도 측정센서(33)는 측정대상 지역의 토양의 산성도를 측정할 수 있도록 본체(20)의 하단부 즉, 원뿔형으로 형성된 본체(20)의 하부 외주면에 설치된다. 이때, 산도 측정센서(33)는 토양과 같은 측정물의 산성도(pH)를 측정하기 위해 종래에 일반적으로 사용되는 센서이므로 상세한 설명은 생략한다.

토양 습도센서(32)는 측정대상 지역의 토양의 습도를 측정할 수 있도록 본체(20)의 하단부 즉, 원뿔형으로 형성된 본체(20)의 하부 외주면에 설치된다. 이때, 토양 습도센서(32)는 산도 측정센서(33)에 대해 상측으로 이격된 위치의 본체(20)에 설치되는 것이 바람직하다.

토양 온도센서(31)는 측정대상 지역의 토양의 온도를 측정할 수 있도록 본체(20)의 하부의 외주면에 설치된다. 이대, 토양 온도센서(31)는 토양 습도센서(32)에 대해 상측으로 이격된 위치의 본체(20)에 설치되는 것이 바람직하다. 상술된 산도 측정센서(33), 토양 습도센서(32) 및 토양 온도센서(31)는 측정된 데이터를 통신모듈(50)에 전송한다.

상기 환경 정보수집부(40)는 제1외부센서(41), 제2외부센서(42) 및 바람측정센서(43)를 구비한다.

제1외부센서(41)는 토양 정보수집부(30)의 토양 온도센서(31)로부터 상측으로 이격된 위치의 본체(20) 외주면에 설치된다. 이때, 제1외부센서(41)는 상기 측정대상 지역에 상기 본체(20)를 설치시 상기 측정대상 지역의 지상에 노출되는 상기 본체(20)의 부분 중 지면에 인접된 위치에 설치되는 것이 바람직하다. 상기 제1외부센서(41)는 본체(20) 주위의 온도 또는 습도를 측정하기 위해 종래에 일반적으로 사용되는 온도센서 또는 습도센서가 적용되므로 상세한 설명은 생략한다.

제2외부센서(42)는 제1외부센서(41)로부터 상측으로 이격된 위치의 본체(20) 외주면에 설치된다. 이때, 제2외부센서(42)는 본체(20)의 상단부에 인접된 위치에 설치되는 것이 바람직하다. 상기 제2외부센서(42)는 본체(20) 주위의 온도 또는 습도를 측정하기 위해 종래에 일반적으로 사용되는 온도센서 또는 습도센서가 적용되므로 상세한 설명은 생략한다.

바람측정센서(43)는 본체(20)의 상단부에 설치되어 상기 측정대상 지역의 풍향 또는 풍속을 측정하는 것으로서, 본체(20)의 상단부에 회동가능하게 설치된 풍향 블레이드(44)와, 상기 풍향 블레이드(44)의 회전축에 설치되어 풍향 블레이드(44)의 회동방향에 따라 본체(20) 주위의 풍향을 산출하는 풍향 판별부(미도시)와, 본체(20)의 상단부에 설치되어 본체(20) 주위에 발생되는 바람의 속도를 측정하는 풍속계(미도시)를 구비한다. 상술된 제1외부센서(41), 제2외부센서(42) 및 바람측정센서(43)는 측정된 데이터를 통신모듈(50)로 전송한다.

통신모듈(50)은 토양 정보수집부(30) 및 환경 정보수집부(40)의 센서들로부터 측정된 정보를 제공받아 통신망을 통해 관리자의 단말기(15)로 전송한다. 통신모듈(50)은 인터넷 통신망, Wi-Fi, WLAN, 블루투스(Blue Tooth), UWB, 지그비와 같은 방식을 사용하여 관리자 단말기(15)로 신호를 송신한다. 이때, 관리자의 단말기(15)는 스마트폰 또는 태블릿PC 등이 적용되는 것이 바람직하다.

상술된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 스마트 말뚝(10)에 대한 작동을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 관리자는 본체(20)를 측정대상 지면에 설치한다. 이때, 관리자는 본체(20)의 하단부를 지면의 하방으로 기설정된 깊이만큼 인입시키는데, 제1외부센서(41)는 지상으로 노출되고, 토양 정보수집부(30)는 지중으로 인입되도록 세팅하는 것이 바람직하다. 본체(20)의 설치가 완료되면 관리자는 통신모듈(50), 환경 정보수집부(40) 및 토양 정보수집부(30)를 작동시킨다. 환경 정보수집부(40) 및 토양 정보수집부(30)의 센서들은 측정된 정보를 통신모듈(50)로 전송하고, 통신모듈(50)은 수신한 정보들을 무선통신망을 통해 관리자의 단말기(15)로 전송한다.

상술된 상기 스마트 말뚝(10)은 토양 정보수집부(30) 및 환경 정보수집부(40)를 통해 수집된 정보를 관리자의 단말기(15)에 전송하므로 관리자가 측정대상 지역에 적합한 농작물을 선택하는데 필요한 정보를 제공할 수 있다는 장점이 있다. 특히, 제1외부센서(41)는 지면에 인접된 위치에 설치되고, 제2외부센서(42)는 제1외부센서(41)로부터 상측으로 이격된 위치에 설치되므로 지면에 인접된 위치의 정보 및 지면 상측의 환경에 대한 정보를 동시에 수집할 수 있다.

한편, 도 4에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 스마트 말뚝(100)이 도시되어 있다.

앞서 도시된 도면에서와 동일한 기능을 하는 요소는 동일 참조부호로 표기한다.

도면을 참조하면, 상기 스마트 말뚝(100)은 상기 측정대상 지역의 지면에 대한 상기 본체(20)의 인입깊이를 제한할 수 있도록 상기 본체(20)에 설치된 인입제한부재(110)를 구비한다.

인입제한부재(110)는 상기 토양 정보수집부(30) 및 환경 정보수집부(40) 사이의 상기 본체(20)에 설치된다. 즉, 상기 인입제한부재(110)는 제1외부센서(41)와 토양 온도센서(31) 사이의 본체(20)에 설치된다. 또한, 인입제한부재(110)는 상기 본체(20)의 하부를 상기 측정대상 지역의 지면에 인입시 지면에 간섭될 수 있도록 상기 본체(20)로부터 멀어지는 방향으로 연장된 원판형으로 형성되는 것이 바람직하다.

본체(20)의 하단부를 측정대상 지역의 지면에 박을 경우, 인입제한부재(110)가 지면에 간섭되어 지면에 대한 본체(20)의 인입길이를 제한할 수 있다. 상기 인입제한부재(110)에 의해 토양 정보수집부(30)가 지중에 필요이상으로 인입되거나 제1외부센서(41)가 지중에 인입되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 도 5 및 도 6에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 인입제한부재(120)가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 상기 인입제한부재(120)는 상기 본체(20)에 상하방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되는 이동블럭(121)과, 상기 이동블럭(121)에 설치되며, 상기 측정대상 지역의 지면에 간섭될 수 있도록 상기 본체(20)로부터 멀어지는 방향으로 연장형성된 간섭플레이트(122)와, 상기 이동블럭(121)에 설치되며, 상기 본체(20)에 대해 상기 이동블럭(121)의 위치를 고정시키는 구속부재(123)를 구비한다.

이동블럭(121)은 본체(20)의 외경보다 더 큰 외경을 갖는 원통형으로 형성되며, 중앙부에 본체(20)가 삽입될 수 있도록 상하방향으로 관통되게 중공(124)이 형성되어 있다. 이동블럭(121)의 외주면에는 구속부재(123)가 삽입될 수 있도록 구속구(125)가 형성되어 있는데, 구속구(125)는 이동블럭(121)의 반경방향으로 연장되고, 중공(124)에 연통되며, 내주면에 나사산이 형성되어 있다.

간섭플레이트(122)는 이동블럭(121)의 하단부에, 외경이 확장되는 방향으로 연장된 원판형으로 형성된다. 상기 간섭플레이트(122)는 본체(20)의 하단부를 측정대상 지역의 지면에 박을 경우, 인입제한부재(120)가 지면에 간섭되어 지면에 대한 본체(20)의 인입길이를 제한할 수 있다.

구속부재(123)는 외주면에 나사산이 형성된 볼트가 적용된다. 구속부재(123)는 이동블럭(121)의 구속구(125)에 관통되게 나사결합된다. 작업자는 이동블럭(121)을 토양 정보수집부(30) 및 환경 정보수집부(40) 사이의 본체(20)에 위치시킨 다음, 단부가 이동블럭(121)을 관통하여 본체(20)를 가압할 수 있도록 구속부재(123)를 이동블럭(121)의 구속구(125)에 체결시켜 본체(20)에 대해 이동블럭(121)을 고정시킨다.

이때, 본체(20)는 상기 이동블럭(121)의 위치에 따라 상기 측정대상 지역의 지면에 대한 상기 본체(20)의 인입깊이를 작업자가 판별할 수 있도록 외주면에 상하방향을 따라 상호 이격되게 다수의 눈금(126)이 형성되어 있다. 이때, 눈금(126)들은 제1외부센서(41) 및 토양 온도센서(31) 사이의 본체(20) 외주면에 형성되는 것이 바람직하다.

상술된 바와 같이 구성된 인입제한부재(120)는 이동블럭(121)이 본체(20)에 상하방향을 따라 승강가능하게 설치되어 있고, 구속부재(123)를 통해 이동블럭(121)을 본체(20)에 세팅할 수 있으므로 본체(20)를 측정대상 지역에 설치시 지면에 대한 토양 정보수집부(30) 및 환경 정보수집부(40)의 위치를 관리자가 용이하게 조절할 수 있다.

한편, 도 7에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 스마트 말뚝(200)이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 스마트 말뚝(200)은 상기 본체(20)를 상기 측정대상 지역에 설치시 상기 측정대상 지역의 지면으로부터 상기 토양 정보수집부(30)의 위치를 감지할 수 있도록 상기 본체(20)에 설치되는 매립깊이감지부(210)를 더 구비한다.

상기 매립깊이감지부(210)는 상기 본체(20)의 상단부에 설치되는 것으로서, 적외선 또는 초음파를 이용하여 지면으로부터 상기 본체(20)의 상단부까지의 거리를 측정하는 거리측정센서(211)와, 상기 거리측정센서(211)로부터 측정된 정보를 토대로 상기 측정대상 지역의 지면으로부터 상기 토양 정보수집부(30)의 위치를 산출하는 산출부(미도시)를 구비한다.

거리측정센서(211)는 거리를 측정하기 위해 적외선 또는 초음파를 이용하는 측정센서가 적용되므로 상세한 설명은 생략한다. 산출부는 본체(20)의 상하 길이, 본체(20)의 하단부로부터 토양 온도센서(31)까지의 거리, 본체(20)의 하단부로부터 토양 습도센서(32)까지의 거리, 본체(20)의 하단부로부터 산도 측정센서(33)까지의 거리에 대한 정보가 저장된 데이터 베이스(미도시)를 구비한다. 상기 산출부는 기입력된 본체(20)의 상하 길이에서 거리측정센서(211)를 통해 측정된 거리 값을 뺀 값과, 데이터 베이스에 저장된 정보를 토대로 지면에 대한 토양 온도센서(31), 토양 습도센서(32) 및 산도 측정센서(33)의 위치에 대한 정보를 산출하고, 산출된 정보는 통신모듈(50)을 통해 관리자의 단말기(15)로 전송된다.

상술된 바와 같이 본 발명의 스마트 말뚝(200)은 매립깊이감지부(210)를 통해 토양 정보수집부(30)의 센서들의 위치를 각각 산출하여 관리자에게 제공하므로 관리자가 토양의 상태를 보다 정확하게 파악할 수 있다.

도 8 및 도 9에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 스마트 말뚝(300)이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 상기 스마트 말뚝(300)은 상기 본체(20)를 상기 측정대상 지역에 설치된 다음, 상기 측정대상 지역의 지면으로부터 상기 본체(20)가 기울려지는 것을 방지하기 위해 상기 본체(20)를 지지할 수 있도록 상기 본체(20)에 설치되는 지지받침부(310)를 더 구비한다.

상기 지지받침부(310)는 상기 본체(20)의 하단부로부터 상측으로 기설정된 거리만큼 이격된 위치의 상기 본체(20)에 설치되는 고정바디(311)와, 상기 본체(20)를 기준으로 상기 고정바디(311)에 방사상으로 연장되되, 단부가 지면에 접촉될 수 있도록 상기 고정바디(311)에 대해 하방으로 경사지게 형성된 다수의 지지다리(312)를 구비한다.

고정바디(311)는 제1외부센서(41)와 토양 정보수집부(30) 사이의 본체(20) 외주면에 고정되며, 원주방향을 따라 환형으로 연장형성된다. 지지다리(312)는 고정바디(311)의 외주면에 원주방향을 따라 다수개가 상호 이격되게 설치되며, 고정바디(311)에 대해 하방으로 연장형성된다. 이때, 지지다리(312)는 고정바디(311)에 대해 하방으로 연장될수록 본체(20)로부터 멀어지도록 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.

상술된 본 발명의 스마트 말뚝(300)은 지지받침부(310)에 의해 측정대상 지역에 설치된 이후에, 바람과 같은 외력이 인가되더라도 견고하게 초기 세팅자세를 유지하며 지면에 설치되어 있으므로 토양 정보수집부(30) 및 환경 정보수집부(40)가 보다 신뢰도 높은 측정값을 제공할 수 있다는 장점이 있다.

도 10 내지 도 12에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 지지받침부(320)가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 상기 지지받침부(320)는 상기 본체(20)의 하단부로부터 상측의 기설정된 거리만큼 이격된 위치의 상기 본체(20)에 설치되는 다수의 탄성다리(321)를 구비한다.

상기 탄성다리(321)는 제1외부센서(41)와 토양 정보수집부(30) 사이의 본체(20) 외주면에 고정되는데, 다수개가 본체(20)의 중심을 기준으로 상호 대향되는 위치에 각각 고정된다. 또한, 탄성다리(321)는 상기 본체(20)의 하단부가 지중에 매립시 지면에 간섭되어 변형될 수 있도록 단부가 하방으로 만곡되게 연장된다. 이때, 탄성다리(321)는 변형에 따라 지면에 대한 고정력이 발생될 수 있도록 소정의 탄성을 갖는 탄성소재로 형성되는 것이 바람직하다.

도 11에 도시된 바와 같이 본체(20)의 하단부를 측정대상 지역의 지면에 인입시 탄성다리(321)의 하단부는 지면에 간섭된다. 지면에 대한 간섭에 의해 탄성다리(321)는 도 12와 같이 변형되는데, 탄성에 의해 단부가 본체(20)에 인접되는 방향으로 탄성력이 발생되고, 발생된 탄성력에 의해 탄성다리(321)의 하단부에 지면에 보다 견고하게 지지된다.

도 13에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 스마트 말뚝(400)이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 상기 스마트 말뚝(400)은 상기 본체(20)에 접근하는 사람에게 상기 본체(20)의 위치를 알릴 수 있도록 상기 본체(20)로부터 멀어지는 방향으로 소정거리 이격된 위치의 상기 측정대상 지역의 지면에 표시광을 조사할 수 있도록 상기 본체(20)의 상단부에 설치되는 알림부(410)를 더 구비한다.

알림부(410)는 본체(20)의 상단 외주면에, 원주방향을 따라 상호 이격되게 설치된 다수의 표시램프(411)를 구비한다. 상기 표시램프(411)는 지면으로 표시광을 조사하는데, 광축이 본체(20)의 상하방향 중심선에 대해 소정각도 경사지도록 상기 표시광을 조사한다. 이때, 표시램프(411)는 적색 또는 청색과 같은 유색의 표시광을 발생시키는 것이 바람직하다.

상기 알림부(410)에 의해 본체(20) 주위에 표시광들이 표시되므로 지면을 바라보고 농사일을 하는 작업자에게 본체(20)의 위치를 표시하여 상기 작업자가 본체(20)와 충돌하는 것이 방지한다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

10: 스마트 말뚝
20: 본체
30: 토양 정보수집부
31: 토양 온도센서
32: 토양 습도센서
33: 산도 측정센서
40: 환경 정보수집부
41: 제1외부센서
42: 제2외부센서
43: 바람측정센서
44: 블레이드
50: 통신모듈

Claims

하단부가 지중에 매립되도록 측정대상 지역에 설치되는 본체;
상기 측정대상 지역의 토양에 대한 정보를 측정할 수 있도록 지중에 매립된 상기 본체의 하부에 설치되는 토양 정보수집부;
상기 측정대상 지역의 지상 환경에 대한 정보를 측정할 수 있도록 상기 측정대상 지역의 지상에 노출된 상기 본체에 설치되는 환경 정보수집부; 및
상기 토양 정보수집부 및 환경 정보수집부를 통해 측정된 정보를 통신망을 통해 관리자의 단말기로 전송하는 통신모듈;을 구비하는,
스마트 말뚝.
제1항에 있어서,
상기 환경 정보수집부는
상기 측정대상 지역에 상기 본체를 설치시 상기 측정대상 지역의 지상에 노출되는 상기 본체의 부분 중 지면에 인접된 위치에 설치되어 지면에 인접된 위치의 온도 또는 습도를 측정하는 제1외부센서;
상기 측정대상 지역의 지면으로부터 상측으로 이격된 위치의 온도 또는 습도를 측정할 수 있도록 상기 제1외부센서로부터 상측으로 이격되게 상기 본체에 설치되는 제2외부센서; 및
상기 본체의 상단부에 설치되어 상기 측정대상 지역의 풍향 또는 풍속을 측정하는 바람측정센서;를 구비하는,
스마트 말뚝.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 토양 정보수집부는
지중에 매립되는 상기 본체의 하부에 설치되어 상기 측정대상 지역의 토양의 온도를 측정하는 토양 온도센서;
상기 측정대상 지역의 토양의 습도를 측정할 수 있도록 상기 토양 온도센서에 인접된 위치의 상기 본체에 설치되는 토양 습도센서; 및
상기 측정대상 지역의 토양의 산성도를 측정할 수 있도록 지중에 매립되는 상기 본체의 하부에 설치되는 산도 측정센서;를 구비하는,
스마트 말뚝.
제1항에 있어서,
상기 측정대상 지역의 지면에 대한 상기 본체의 인입깊이를 제한할 수 있도록 상기 본체에 설치된 인입제한부재;를 더 구비하는,
스마트 말뚝.
제4항에 있어서,
상기 인입제한부재는 상기 토양 정보수집부 및 환경 정보수집부 사이의 상기 본체에 설치되며, 상기 본체의 하부를 상기 측정대상 지역의 지면에 인입시 지면에 간섭될 수 있도록 상기 본체로부터 멀어지는 방향으로 연장형성된,
스마트 말뚝.
제4항에 있어서,
상기 인입제한부재는
상기 본체에 상하방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되는 이동블럭;
상기 이동블럭에 설치되며, 상기 측정대상 지역의 지면에 간섭될 수 있도록 상기 본체로부터 멀어지는 방향으로 연장형성된 간섭플레이트; 및
상기 이동블럭에 설치되며, 상기 본체에 대해 상기 이동블럭의 위치를 고정시키는 구속부재;를 구비하는,
스마트 말뚝.
제6항에 있어서,
상기 본체는 상기 이동블럭의 위치에 따라 상기 측정대상 지역의 지면에 대한 상기 본체의 인입깊이를 작업자가 판별할 수 있도록 외주면에 상하방향을 따라 상호 이격되게 다수의 눈금이 형성된,
스마트 말뚝.
제1항에 있어서,
상기 본체를 상기 측정대상 지역에 설치시 상기 측정대상 지역의 지면으로부터 상기 토양 정보수집부의 위치를 감지할 수 있도록 상기 본체에 설치되는 매립깊이감지부;를 더 구비하는,
스마트 말뚝.
제8항에 있어서,
상기 매립깊이감지부는
상기 본체의 상단부에 설치되는 것으로서, 적외선 또는 초음파를 이용하여 지면으로부터 상기 본체의 상단부까지의 거리를 측정하는 거리측정센서; 및
상기 거리측정센서로부터 측정된 정보를 토대로 상기 측정대상 지역의 지면으로부터 상기 토양 정보수집부의 위치를 산출하는 산출부;를 구비하는,
스마트 말뚝.
제1항에 있어서,
상기 본체를 상기 측정대상 지역에 설치된 다음, 상기 측정대상 지역의 지면으로부터 상기 본체가 기울려지는 것을 방지하기 위해 상기 본체를 지지할 수 있도록 상기 본체에 설치되는 지지받침부;를 더 구비하는,
스마트 말뚝.
제10항에 있어서,
상기 지지받침부는
상기 본체의 하단부로부터 상측으로 기설정된 거리만큼 이격된 위치의 상기 본체에 설치되는 고정바디;
상기 본체를 기준으로 상기 고정바디에 방사상으로 연장되되, 단부가 지면에 접촉될 수 있도록 상기 고정바디에 대해 하방으로 경사지게 형성된 다수의 지지다리;를 구비하는,
스마트 말뚝.
제10항에 있어서,
상기 지지받침부는
상기 본체의 하단부로부터 상측의 기설정된 거리만큼 이격된 위치의 상기 본체에 설치되는 것으로서, 상기 본체의 중심을 기준으로 상호 대향되는 위치에 각각 고정되며, 상기 본체의 하단부가 지중에 매립시 지면에 간섭되어 변형될 수 있도록 단부가 하방으로 만곡되게 연장되되, 변형에 따라 지면에 대한 고정력이 발생될 수 있도록 소정의 탄성을 갖는 다수의 탄성다리;를 구비하는,
스마트 말뚝.
제1항에 있어서,
상기 본체에 접근하는 사람에게 상기 본체의 위치를 알릴 수 있도록 상기 본체로부터 멀어지는 방향으로 소정거리 이격된 위치의 상기 측정대상 지역의 지면에 표시광을 조사할 수 있도록 상기 본체의 상단부에 설치되는 알림부;를 더 구비하는,
스마트 말뚝.