KR20200007484A - 스마트 화분 - Google Patents

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Abstract

본원의 일 실시예에 따른 스마트 화분은, 내부에 식재 공간이 형성되고, 상호 적층 가능하도록 구비되는 복수의 박스 유닛, 상기 식재 공간 하측에 구비되고, 물을 수용하는 탱크 유닛, 상기 탱크 유닛의 물을 상기 식재 공간으로 공급하는 관수 공급부, 상기 식재 공간에 식재된 식물 및 토양의 무게, 토양 습도, 토양 영양 상태 및 상기 식재 공간의 상부로부터 유입되는 광량 중 적어도 어느 하나를 감지하는 센서부 및 상기 센서부의 감지결과에 기초하여 상기 관수 공급부를 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

스마트 화분{SMART PLANT POT}
본원은 스마트 화분에 관한 것이다.
최근 미세먼지 등 환경 문제와 그에 대한 관심의 증대, 개인 취미 생활의 다양화 등의 분위기와 맞물려 크고 작은 반려 식물의 재배에 대한 관심이 높아지고 있다. 다만, 반려 식물의 다양화, 반려 식물 재배에 관한 원예 지식의 홍수, 개인 여가 시간의 부족 등 다양한 원인으로 인해 반려 식물의 꾸준하고 용이한 재배에 많은 어려움이 있다. 따라서, 반려 식물의 재배에 관한 원예 지식의 정도, 관심의 정도, 여유 시간 등의 개인적 차이에 따라 꾸준하면서도 보다 용이하게 반려 식물을 재배할 수 있는 화분 내지 관수 장치의 필요성이 증대되고 있는 실정이다.
본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허공보 제10-0842945호에 개시되어 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 식물을 보다 용이하게 재배 및 관리할 수 있는 스마트 화분을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들도 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 스마트 화분은, 내부에 식재 공간이 형성되고, 상호 적층 가능하도록 구비되는 복수의 박스 유닛, 상기 식재 공간 하측에 구비되고, 물을 수용하는 탱크 유닛, 상기 탱크 유닛의 물을 상기 식재 공간으로 공급하는 관수 공급부, 상기 식재 공간에 식재된 식물 및 토양의 무게, 토양 습도, 토양 영양 상태 및 상기 식재 공간의 상부로부터 유입되는 광량 중 적어도 어느 하나를 감지하는 센서부 및 상기 센서부의 감지결과에 기초하여 상기 관수 공급부를 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 제어부를 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 박스 유닛의 상면에는 외측 둘레를 따라 상기 식재 공간의 내측 방향으로 돌출된 돌출부가 형성되고, 상기 박스 유닛의 하면에는 외측 둘레를 따라 상기 돌출부의 돌출된 길이에 대응하여 상기 식재 공간의 내측 방향으로 함몰된 함몰부가 형성되고, 상기 복수의 박스 유닛은 상측 박스 유닛의 함몰부에 하측 박스 유닛의 돌출부가 삽입되어 상호 적층될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 복수의 박스 유닛은 자성체를 포함하되, 적층되는 복수의 박스 유닛 상호간의 극성이 서로 다르도록 구비될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 탱크 유닛은 상기 적층된 복수의 박스 유닛 중 최하단의 박스 유닛에 구비되고, 상기 최하단의 박스 유닛의 식재 공간은 상기 탱크 유닛 상면에 마련되어 토양이 적재되되, 상기 탱크 유닛과 상기 식재 공간의 사이를 분리하는 커버 유닛을 더 포함할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 커버 유닛은 복수개의 관통홀을 포함하고, 상기 관수 공급부는, 상기 탱크 유닛의 물을 식재 공간의 토양으로 공급하는 삼투압 유닛을 포함하고, 상기 삼투압 유닛은 상기 관통홀을 통해 상기 탱크 유닛으로부터 상기 식재 공간으로 연장될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 관수 공급부는, 외주면에 복수개의 홀이 형성된 하우징 부재 및 구동 유닛에 의해 상기 복수의 홀 각각이 개폐되도록 구비된 커버 부재를 더 포함하고, 상기 삼투압 유닛은 상기 하우징 부재 내측에 구비되어 상기 탱크 유닛으로부터 수분을 흡수하여 상기 홀을 통해 상기 식재 공간의 토양으로 공급할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 센서부는, 무게 감지 센서, 습도 감지 센서, 토양 영양 센서 및 광 감지 센서 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 식물 및 토양의 무게, 상기 토양 습도, 토양 영양 상태 및 상기 광량 중 적어도 하나에 기초하여 상기 구동 유닛을 제어하기 위한 제어신호를 생성하고, 상기 구동 유닛은 상기 제어신호에 기초하여 상기 복수의 홀 각각을 개폐할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 스마트 화분은, 사용자 단말로부터 제어신호를 수신하는, 통신부를 더 포함하고, 상기 관수 공급부는 상기 사용자 단말로부터 전송된 제어신호에 기초하여 제어될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 통신부는 상기 사용자 단말로부터 스마트 화분의 위치 정보를 수신하고, 기상 서버로부터 기상 정보를 수신하고, 상기 제어부는, 상기 위치 정보, 상기 기상 정보 및 상기 토양 습도에 기초하여 상기 복수의 홀의 개폐를 제어하는 상기 구동 유닛을 제어하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 위치 정보, 식물 및 토양 무게, 상기 광량에 기초하여 상기 식물의 유형을 판단하고, 상기 식물의 유형에 따라 상기 복수의 홀의 개폐를 제어하는 상기 구동 유닛을 제어하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 스마트 화분은, 상기 식물의 광합성에 의한 에너지를 수집하여 전기 에너지를 생성하는 에너지 수집부 및 상기 전기 에너지에 의해 구동되는 광 발생부를 더 포함하고, 상기 식물은 상기 광 발생부에서 발생된 광에 의해 광합성이 이루어질 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 스마트 화분은, 수분 탱크 및 비료 탱크를 포함하는 외부 탱크 유닛을 더 포함하고, 상기 외부 탱크 유닛에는 상기 수분 탱크에서 상기 토양으로 수분을 제공하고, 상기 비료 탱크에서 상기 토양으로 비료를 제공하기 위한 각각의 관로와 상기 관로 각각의 개폐를 제어하는 전자 밸브가 구비될 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 기상 서버로부터 수신된 기상 정보, 식물 및 토양의 무게, 토양 습도, 토양 영양 상태 및 광량에 기초하여 상기 전자 밸브를 제어하기 위한 제어신호를 생성하고, 상기 전자 밸브는 상기 제어신호에 기초하여 상기 수분 탱크의 관로 및 상기 비료 탱크의 관로를 각각 제어할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 식물을 보다 용이하게 재배 및 관리할 수 있도록 식물의 상태에 따라 관수를 제공하는 자동화된 스마트 화분을 제공할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 식물 크기 또는 식재된 식물의 수에 따라 화분의 크기를 조절할 수 있는 스마트 화분을 제공할 수 있다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 스마트 화분의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 스마트 화분의 구현 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 박스 유닛의 단면을 도시한 도면이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 복수의 박스 유닛의 적층의 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 스마트 화분의 결합의 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 스마트 화분의 단면을 도시한 도면이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 스마트 화분의 커버 유닛의 평면도를 도시한 도면이다.
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 스마트 화분의 커버 부재를 도시한 도면이다.
도 9는 본원의 일 실시예에 따른 스마트 화분의 관수 공급부의 구성을 도시한 도면이다.
도 10은 본원의 일 실시예에 따른 사용자 단말을 통해 관수 공급부를 제어하는 예를 도시한 도면이다.
도 11은 본원의 일 실시예에 따른 사용자 단말에서 출력되는 식물 상태의 예를 도시한 도면이다.
도 12는 본원의 일 실시예에 따른 스마트 화분의 외부 탱크 유닛이 적용된 예를 도시한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 스마트 화분의 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 본원의 일 실시예에 따른 스마트 화분의 구현 예를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 스마트 화분(100)은 박스 유닛(110), 탱크 유닛(120), 관수 공급부(130), 센서부(140), 제어부(150) 및 통신부(160)를 포함할 수 있다. 도 2를 참조하면, 박스 유닛(110)은 내부에 식재 공간이 형성되고, 상호 적층 가능하도록 구비될 수 있다. 이하에서는 박스 유닛(110)에는 제1박스 유닛(111), 제2박스 유닛(112), 제3 박스 유닛(113), 및 제4박스 유닛(114)이 포함되는 것으로 설명하나, 박스 유닛의 숫자가 4개로 한정되는 것은 아니다. 복수의 박수 유닛(110) 중 최하단 박스 유닛(제1박스 유닛(111)에는 바퀴 유닛(115)이 구비될 수 있다. 또한, 각 박스 유닛(110)의 내부는 빈 공간을 형성하고 있으며, 상기 빈 공간에는 후술하는 바와 같이 탱크 유닛(120)이 수용되는 공간을 제외하고 식물의 지지 및 성장에 필요한 흙이 수용될 수 있다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 각 박스 유닛의 단면을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 각 박스 유닛(110)의 상면에는 외측 둘레를 따라 식재 공간의 내측 방향으로 돌출된 돌출부(1101)가 형성될 수 있다. 식재 공간의 내측 방향이라 함은 박스 유닛(110)의 외측 표면과 멀어지는 방향 또는 외측 표면의 반대 방향 또는 박스 유닛(110)의 중앙을 향하는 방향을 의미할 수 있다. 식재 공간의 내측 방향은 도 3을 기준으로 3시 방향을 의미한다. 또한, 박스 유닛(110)의 하면에는 외측 둘레를 따라 돌출부(1101)의 돌출된 길이에 대응하여 식재 공간의 내측 방향으로 함몰된 함몰부(1103)가 형성될 수 있다. 보다 구체적으로 돌출부(1101)는 박스 유닛(110)의 외측 표면으로부터 수평방향으로 소정 길이 연장되는 상측수평부(11011) 및 상측수평부(11011)의 일측으로부터 하측방향으로(예를 들어, 90도) 소정 길이 연장되는 상측수직부(11012)를 포함한다. 돌출부(1101)의 돌출된 길이에 대응하여 식재 공간의 내측 방향으로 함몰된 함몰부(1103)가 형성된다는 것은 함몰부(1103)의 길이와 돌출부(1101)의 길이가 동일하거나, 후술하는 바와 같이, 상측 박스 유닛의 함몰부(1103)의 내에 하측 박스 유닛의 돌출부(1101)가 삽입되었을 때 박스 유닛(110)의 표면에 돌출되는 영역이 없도록 함몰부(1103)가 형성되는 것을 의미한다. 함몰부(1103)가 형성됨에 따라 박스 유닛(110)의 하측에는 하측 돌출부(1102)가 형성될 수 있다. 하측 돌출부(1102)는 박스 유닛(110)의 외측 표면으로부터 수평방향으로 소정 길이 연장되는 하측수평부(11021) 및 하측수평부(11021)의 일측으로부터 하측방향으로(예를 들어, 90도) 소정 길이 연장되는 하측수직부(11022)를 포함한다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 복수의 박스 유닛의 적층의 예를 도시한 도면이다.
복수의 박스 유닛(110)의 적층에 대해 제1박스 유닛(111) 및 제2박스 유닛(112)을 이용하여 설명한다. 도3 및 도 4를 참조하면, 복수의 박스 유닛(110)은 상측 박스 유닛(112)의 함몰부(1123)(함몰부(1123)가 형성됨에 따라 하측 돌출부(1122)가 형성)에 하측 박스유닛의 돌출부(1111)가 삽입되어 상호 적층될 수 있다. 박스 유닛(110)의 적층에 있어서, 돌출부(1111)와 함몰부(1123)가 삽입되어 적층됨에 따라, 식재된 토양내 수분이 박스 유닛 사이의 공간으로 빠져나가지 않을 수 있다. 또한, 돌출부(1111) 및 함몰부(1123)가 구비됨에 따라, 박스 유닛(110)의 측면에서 외력이 작용하더라도, 박스 유닛(110)의 수평 방향으로의 이탈이 제한되어 박스 유닛(110)의 적층이 분리되지 않을 수 있다. 보다 구체적으로, 도 4에는 상측 박스 유닛(112)의 하측수평부(11021)와 하측 박스 유닛(111)의 상측수평부(11011) 사이에 도면 부호의 표시를 위하여 소정의 공간이 있는 것으로 도시되었으나, 상측 박스 유닛(112)의 하측수평부(11021)와 하측 박스 유닛(111)의 상측수평부(11011)가 상호 접촉하고 상측 박스 유닛(112)의 하측수직부(11022)와 하측 박스 유닛(111)의 상측수직부(11012)가 상호 접촉하도록 상측 박스 유닛(112)의 함몰부(1123)에 하측 박스유닛의 돌출부(1111)가 삽입되어 상호 적층될 수 있다. 특히, 상호 접촉하고 있는 상측 박스 유닛(112)의 하측수직부(11022)와 하측 박스 유닛(111)의 상측수직부(11012)가 수평 방향으로부터 하측 방향으로 꺽여져 있기 때문에, 각 박스 유닛(110)을 적층하더라도 각 박스 유닛(110) 간의 틈으로 누수할 수 있는 수분 또는 흙의 이탈을 방지할 수 있다. 또한, 상호 접촉하고 있는 상측 박스 유닛(112)의 하측수직부(11022)와 하측 박스 유닛(111)의 상측수직부(11012)가 수평 방향으로부터 하측 방향으로 꺽여져 있기 때문에, 박스 유닛(110)의 외측 수평 방향으로 외력이 작용하더라도 적층되어 있는 박스 유닛(110)의 수평 방향으로의 이탈을 방지할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 도 4를 참조하면, 복수의 박스 유닛은 자성체를 포함할 수 있다. 박스 유닛(110)이 자성체를 포함한다라는 것은 박스 유닛(110)이 자성을 가지는 물질 또는 소재로 제작되거나 박스 유닛(110)의 내부에 자성을 가지는 구조물(자석)을 포함하는 것을 포함한다. 예시적으로, 제1박스 유닛(111) 및 제3박스 유닛(113)은 NS자석을 포함할 수 있거나 제1박스 유닛(111) 및 제3박스 유닛(113)이 NS 자성체이고, 제2박스 유닛(112) 및 제4박스 유닛(114)은 SN자석을 포함할 수 있거나 제2박스 유닛(112) 및 제4박스 유닛(114)은 SN자석체일 수 있다. 이와 같이, 적층되는 복수의 박스 유닛 상호간의 극성이 서로 다르도록 구비되어 용이하게 적층이 이루어질 수 있다. 본원의 스마트 화분은 식재되는 식물의 크기, 종류, 필요한 흙의 양 등에 따라 복수의 박스 유닛(110)을 상하방향으로 적층하여 화분 전체의 크기를 가변함으로써, 보다 다양한 크기 및 종류의 식물을 보다 용이하게 관리할 수 있다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 스마트 화분의 결합의 예를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 박스 유닛(110)은 자성체를 포함하므로, 스마트 화분(100) 상호간의 결합이 이루어질 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 스마트 화분(100)(박스 유닛(110))은 별도의 체결 구조물 없이도 자성체에 의해 수평방향으로 결합될 수 있다. 본원의 일 실시예에 따르면, 스마트 화분의 최하단 박스 유닛(110)에는 바퀴 유닛(115)이 구비되고, 자성체를 포함으로써, 이동될 수 있으며, 도 5에 도시된 예시 이외에도 복수의 스마트 화분간의 다양한 형태의 결합이 가능하다. 복수의 스마트 화분은 후술하는 사용자 단말(200)에 의해 원격 제어가 가능하며, 복수의 스마트 화분 각각이 제어될 수 있다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 스마트 화분의 단면을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 탱크 유닛(120)은 식재 공간 하측에 구비되고 물을 수용할 수 있다. 또한, 탱크 유닛(120)은 적층된 복수의 박스 유닛 중 최하단의 박스 유닛(예를 들어, 제1박스 유닛(111))에 구비될 수 있다. 상기 최하단의 박스 유닛(제1박스 유닛(111))의 식재공간은 탱크 유닛(120)의 상면에 마련되어 토양이 적재될 수 있다. 우수나 관수 등으로 인해 토양에 공급된 물은 탱크 유닛(120)으로 재수집될 수 있으며, 탱크 유닛(120)에 수집된 물은 관수 공급부(130)에 의해 재활용 될 수 있다. 또한, 도 6을 참조하면, 스마트 화분(100)의 박스 유닛(110)은 탱크 유닛(120)과 식재 공간의 사이를 분리하는 커버 유닛(10)을 포함할 수 있다. 커버 유닛(10)은 식재 공간의 토양이 탱크 유닛(120)으로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 도 6에는 도시하지 않았으나, 박스 유닛(110)에는 흙이 수용되어 있는 것으로 가정한다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 스마트 화분의 커버 유닛의 평면도를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 커버 유닛(10)은 복수개의 관통홀(11)을 포함할 수 있다. 예시적으로, 관통홀(11)은 관수 공급부(130)가 통과할 정도의 직경으로 구비될 수 있다. 관수 공급부(130)는 삼투압 현상을 이용하여 탱크 유닛(120)의 물을 박스 유닛(110)의 식재 공간의 토양으로 공급하거나 식재 공간의 토양으로부터 물을 흡수하는 삼투압 유닛(132)을 포함하고, 삼투압 유닛(132)은 관통홀(11)을 통해 탱크 유닛(120)으로부터 식재 공간으로 수직 방향으로 연장될 수 있다. 삼투압 유닛(132)는 물을 흡수 및 배출할 수 있는 다양한 소재로 만들어질 수 있다.
도 8은 본원의 일 실시예에 따른 스마트 화분의 커버 부재를 도시한 도면이고, 도 9는 본원의 일 실시예에 따른 스마트 화분의 관수 공급부의 구성을 도시한 도면이다.
도 8 및 도9를 참조하면, 관수 공급부(130)는 하우징 부재(131) 및 커버 부재(1311)를 포함할 수 있다. 하우징 부재(131)에는 표면에 복수개의 홀(1310)이 형성되고, 커버 부재(1311)는 구동 유닛(미도시)에 의해 복수의 홀(1310) 각각이 개폐되도록 구비될 수 있다. 상기 삼투압 유닛(132)은 하우징 부재(131) 내측에 구비되어 탱크 유닛(120)으로부터 수분을 흡수하여 홀(1310)을 통해 식재 공간의 토양으로 공급할 수 있다. 예시적으로, 삼투압 유닛(132)은 스펀지 재질로 마련될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 관수 공급부(130)는 적층된 박스 유닛(110)의 수에 따라 그 길이가 다르게 구비될 수 있다. 예시적으로, 관수 공급부(130)는 삼투압 유닛(132)을 통해 토양의 상단까지 물을 공급할 수 있도록 토양의 상면에 가까운 높이로 구비될 수 있다.
커버 부재(1311)는 구동 유닛(미도시)에 의해, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 열릴 수 있고, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 닫힐 수 있다. 예시적으로, 구동 유닛(미도시)은 스테핑 모터 유닛을 포함할 수 있다. 또한, 커버 부재(1311)는 구동 유닛(미도시)에 의해 열림 또는 닫힘의 정도가 조절될 수 있다. 예를 들어, 커버 부재(1311)는 스테핑 모터를 포함하는 구동 유닛(미도시)에 의해 열림 또는 닫힘이 단계적으로 이루어질 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 센서부(140)는 예시적으로 토양의 무게를 감지하는 무게 감지 센서, 토양의 습도를 감지하는 습도 감지 센서, 토양의 염류 집적 농도인 전기전도도(Electrical conductivity, EC)를 측정하는 토양 영양 센서 및 스마트 화분(100)의 상부로부터 식물을 통과하여 식재 공간의 표면으로 유입되는 광량을 감지하는 광 감지 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 센서부(140)는 상기 센서들을 통해 식재 공간에 식재된 식물 및 토양의 무게, 토양 습도, 토양 영양 상태 및 식재 공간의 상부로부터 유입되는 광량 중 적어도 어느 하나를 감지할 수 있다. 제어부(150)는 센서부(140)의 감지결과에 기초하여 관수 공급부(130)를 제어하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다. 구체적으로, 제어부(150)는 식물 및 토양의 무게, 토양 습도, 토양 영양 상태 및 광량 중 적어도 하나에 기초하여 구동 유닛을 제어하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다. 구동 유닛은 제어신호에 기초하여 복수의 홀(1310) 각각을 개폐할 수 있다.
제어부(150)는 토양의 무게, 토양 영양 상태 및 광량에 기초하여 토양 습도의 위험도를 산출할 수 있다. 예시적으로 위험도가 미리 설정된 임계치 이상이면, 토양 내 수분이 감소하게 되어 식물이 시들 가능성이 높아지게 된다. 따라서, 제어부(150)는 식물이 시들지 않도록 물을 공급하기 위해 커버 부재(1311)를 여는 제어신호를 생성할 수 있고 구동 유닛은 상기 제어신호에 기초하여 커버부재(1311)를 열어 삼투압 유닛(132)으로부터 물이 토양으로 공급될 수 있도록 할 수 있다.
제어부(150)는 제어신호를 생성함에 있어서 스마트 화분(100)의 높이에 따라(즉, 상하 방향으로 적층되는 박스 유닛(110)의 갯수에 따라) 열리는 커버부재(1311)의 수를 결정하여 제어신호를 생성할 수 있다. 또한, 스마트 화분(100) 내에 식재된 식물의 위치에 따라서도 제어신호를 생성할 수도 있다. 예시적으로, 스마트 화분(100)의 박스 유닛(110)이 제3박스 유닛(113)까지 적층된 경우, 관수 공급부(130)는 제3박스 유닛(113)의 높이의 토양까지 물을 제공할 수 있는 높이로 구비될 수 있다. 나아가, 만약 상기 위험도가 미리 설정된 임계치 이상이고, 식재된 식물의 재배기간이 짧아 해당 식물의 뿌리가 제2박스 유닛(112)까지만 자란 경우, 제어부(150)는 제1박스 유닛(111)에 대응하는 위치의 홀(1310)은 열지 않고, 제2박스 유닛(112) 및 제3박스 유닛(113)에 대응하는 위치의 홀(1310)을 열기 위해 커버부재(1131)를 제어하는 제어신호를 생성할 수 있다. 또한, 복수의 관수 공급부(130) 중 어느 하나에 관수 공급부(130)에 대응하는 위치에만 식물이 식재된 경우, 해당 식물의 위험도가 미리 설정된 임계치 이상이면, 제어부(150)는 해당 식물이 식재된 위치의 관수 공급부(130) 홀(1310)을 개폐하기 위한 제어신호를 생성하여, 나머지 관수 공급부(130)의 홀(1310)은 열리지 않도록 할 수 있다. 관수 공급부(130)에 대응하는 위치에 식물이 식재된다라는 것은 해당 관수 공급부(130)를 통해 공급되는 물이 식물에 이를 수 있는 범위 내에 식물이 식재되는 것을 의미한다. 이와 같이, 제어부(150)는 토양의 습도 상태에 따라 물을 공급할 뿐만 아니라 식물의 성장 상태나 식재 위치에 따라 효율적으로 물을 공급할 수 있도록 복수의 홀(1310)을 각각 제어하는 제어신호를 생성할 수 있다. 상술한 식물의 뿌리의 길이, 깊이의 정도, 식물의 식재 위치에 관한 정보는 사용자 입력에 따라 사용자 단말(200)로부터 스마트 화분(100)으로 제공될 수 있다.
통신부(160)는 사용자 단말(200)로부터 제어신호를 수신할 수 있다. 사용자 단말(200)은 예를 들면, 스마트폰(Smartphone), 스마트패드(SmartPad), 태블릿 PC등과 PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communication), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말기 같은 모든 종류의 무선 통신 장치 및 데스크탑 컴퓨터, 스마트 TV 등 유선 통신 장치를 포함할 수 있다. 또한, 통신부(160)는 네트워크를 통해 사용자 단말(200)로부터 제어신호를 수신할 수 있다. 네트워크는 단말들 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 이러한 네트워크의 일 예에는, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, 5G 네트워크, WIMAX(World Interoperability for Microwave Access) 네트워크, 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), wifi 네트워크, 블루투스(Bluetooth) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.
도 10은 본원의 일 실시예에 따른 사용자 단말을 통해 관수 공급부를 제어하는 예를 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 사용자 단말(200)은 스마트 화분과 연동되는 어플리케이션을 통해 관수 공급부(130)의 복수의 홀(1310)의 개폐를 제어하는 인터페이스를 출력할 수 있고, 상기 복수의 홀(1310)의 개폐를 제어하는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 예시적으로, 사용자 단말(200)은 복수의 홀(1310) 각각의 개폐 상태를 나타내며 개폐를 제어하는 인디케이터(210)를 클릭하는 사용자 입력을 수신하면, 상기 사용자 입력에 따라 각 관수 공급부(130)의 복수의 홀(1310) 각각의 개폐를 제어하는 제어신호를 생성하여 통신부(160)로 전송할 수 있다. 관수 공급부(130)는 사용자 단말(200)로부터 전송된 제어신호에 기초하여 제어될 수 있다. 또한, 사용자 단말(200)은 박스 유닛(110)의 적층으로 구분된 층별로 복수의 홀(1310)을 개폐하기 위한 인디케이터(220)를 클릭하는 사용자 입력을 수신하면, 복수의 관수 공급부(130)의 복수의 홀(1310)의 개폐가 층별로 제어될 수 있다. 예시적으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 1층(제1박스 유닛(111)) 및 2층(제2박스 유닛(112))의 관수는 차단하고, 3층(제3박스 유닛(113))만 관수하는 사용자 입력을 수신하는 경우, 사용자 단말(200)은 이러한 사용자 입력에 기초한 제어신호를 생성하여 통신부(160)로 전송하고, 관수 공급부(130)는 통신부(160)를 통해 수신된 제어신호에 기초하여 1층인 제1박스 유닛(111) 및 2층인 제2박스 유닛(112)에 대응하는 위치의 홀(1310)은 열지 않고, 3층인 제3박스 유닛(113)에 대응하는 위치의 홀(1310)을 열 수 있다.
도 11은 본원의 일 실시예에 따른 사용자 단말에서 출력되는 식물 상태의 예를 도시한 도면이다.
통신부(160)는 센서부(140)에서 감지된 토양의 무게, 토양 습도, 토양 영양 상태 및 광량을 사용자 단말(200)로 전송할 수 있으며, 사용자 단말(200)은 수신된 토양의 무게, 토양 습도, 토양 영양 상태 및 광량을 수신하여 출력할 수 있다. 또한, 사용자 단말(200)은 토양의 무게, 토양 습도, 토양 영양 상태 및 광량에 기초하여 식물의 상태를 판단하여 출력할 수 있다. 예시적으로, 토양의 무게, 토양 습도, 토양 영양 상태 및 광량 각각에 임계범위가 설정될 수 있으며, 해당 임계범위의 미만, 포함 또는 초과 여부를 각각 판단하고, 이를 종합하여 식물의 상태를 판단할 수 있다. 또한, 사용자 단말(200)은 후술하는 기상서버로부터 수신된 기상정보를 함께 출력할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 제어부(150)는 전술한 위험도가 미리 설정된 임계치 이상인 경우에 따라 제어신호를 생성하여 관수 공급부(130)를 제어한 경우에 대한 동작 정보를 생성하여 통신부(160)를 통해 사용자 단말(200)로 전송할 수 있다. 사용자 단말(200)은 상기 동작 정보를 출력하여 사용자가 식물의 상태를 확인하도록 정보를 제공할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 통신부(160)는 사용자 단말(200)로부터 스마트 화분(100)의 위치 정보를 수신하고, 기상 서버로부터 기상 정보를 수신할 수 있다. 제어부(150)는 상기 위치 정보, 기상 정보 및 센서부(140)에서 감지된 토양 습도에 기초하여 복수의 홀의 개폐를 제어하는 구동 유닛을 제어하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다. 예시적으로, 상기 위치 정보는, 사용자 단말(200)과 스마트 화분(100)이 비교적 가까이 위치한 경우, 사용자 단말(200)의 GPS 정보 또는 사용자가 입력한 주소, 위도 및 경도를 포함할 수 있으며, 사용자가 사용자 단말(200)에서 출력되는 지도를 통해 입력한 스마트 화분(100)의 위치를 포함할 수 있다. 예시적으로, 제어부(150)는 스마트 화분(100)의 위치에 대응하는 기후를 고려하여 제어 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 스마트 화분(100)의 위치가 상대적으로 기온이 높은 남쪽에 가까운 경우, 토양에서 증발하는 물의 양이 많으므로, 보다 빈번하게 물을 공급하도록 하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 한편, 상기 위치 정보는 스마트 화분(100)에 구비된 GPS 장치 등으로부터 획득될 수도 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 제어부(150)는 센서부(140)에서 스마트 화분(100)의 위치 정보, 감지된 식물 및 토양의 무게, 광량에 기초하여 스마트 화분(100)에 식재된 식물의 유형을 파악할 수 있다. 예시적으로, 식물의 유형에는 침엽 식물, 활엽 식물, 꽃, 나무가 포함될 수 있다. 사용자의 거주 지역(스마트 화분(100)의 위치 정보)에 따라 키우는 식물의 종류가 달라질 수 있으며, 식물의 크기에 따라 식물 및 토양의 무게가 변화될 수 있으며, 식물의 종류, 잎의 크기, 가지 및 잎의 퍼짐의 정도 등에 따라 상기 광량이 변화될 수 있다. 제어부(150)는 식물의 유형에 따라 복수의 홀(1310)의 개폐를 제어하는 구동 유닛을 제어하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다. 식물의 유형에 따라 각 식물이 필요로하는 물의 양이 상이할 수 있기 때문에, 제어부(150)는 식물의 유형에 따라 물의 양을 제어하기 위해 복수의 홀(1310)의 개폐를 제어하는 구동 유닛을 제어하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(150)는 식물의 유형에 기초한 식물별 위험도를 결정할 수 있으며, 식물별 위험도에 따라 제어신호를 생성할 수 있다.
또한, 본원의 일 실시예에 따르면, 제어부(150)는 센서부(140)의 감지결과에 의해 센싱되는 토양의 습도에 따라 복수의 관수 공급부(130)의 각각을 제어하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 센서부(140)의 감지결과, 토양의 습도가 미리 설정된 값을 초과하는 경우, 토양으로의 물공급을 중단 또는 절제하기 위하여, 제어부(150)는 복수의 관수 공급부(130) 중 적어도 하나의 관수 공급부(130)의 홀(1310)을 닫기 위한 커버부재(1131)의 제어신호를 생성할 수 있다. 반대로, 센서부(140)의 감지결과, 토양의 습도가 미리 설정된 값의 미만인 경우, 토양으로 물을 공급하기 위하여, 제어부(150)는 추가의 관수 공급부(130)의 홀(1310)을 열기 위한 커버부재(1131)의 제어신호를 생성할 수 있다.
본원의 일 실시예에 따르면, 스마트 화분(100)은 에너지 수집부(미도시) 및 광 발생부(미도시)를 포함할 수 있다. 에너지 수집부는 식물의 광합성에 의한 에너지를 수집하여 전기 에너지를 생성할 수 있다. 또한, 광 발생부는 상기 전기 에너지에 의해 구동될 수 있으며 광을 발생시킬 수 있다. 이에 스마트 화분(100)에 식재된 식물은 광 발생부에서 발생된 광에 의해 광합성이 이루어질 수 있다.
도 12는 본원의 일 실시예에 따른 스마트 화분의 외부 탱크 유닛이 적용된 예를 도시한 도면이다.
도 12를 참조하면, 스마트 화분(100)은 수분 탱크(171) 및 비료 탱크(172)를 포함하는 외부 탱크 유닛(170)을 포함할 수 있다. 상기 외부 탱크 유닛(170)에는 수분 탱크(171)에서 토양으로 수분을 제공하고, 비료 탱크(172)에서 토양으로 비료를 제공하기 위한 각각의 관로와 관로 각각의 개폐를 제어하는 전자 밸브(173)가 구비될 수 있다. 전자 밸브(173)는 제어부(150)의 제어신호에 의해 개폐가 제어될 수 있다. 예시적으로, 제어부(150)는 기상 서버로부터 수신된 기상 정보, 식물 및 토양의 무게, 토양 습도, 토양 영양 상태 및 광량 중 적어도 어느 하나에 기초하여 전자 밸브(173)를 제어하기 위한 제어신호를 생성할 수 있다. 또한, 전자 밸브(173)는 제어신호에 기초하여 수분 탱크(171)의 관로 및 비료 탱크(172)의 관로를 각각 제어하여 수분 및 비료가 토양으로 공급될 수 있도록 할 수 있다. 다른 예로, 사용자 단말(200)은 외부 탱크 유닛(170) 및 전자 밸브(173)을 제어하는 사용자 입력을 수신하여 제어신호를 생성할 수 있다. 전술한 바에 따르면, 토양 습도가 낮은 경우 탱크 유닛(120)으로부터 관수 공급부(130)를 통해 토양으로 물이 공급될 수 있다. 그러나, 탱크 유닛(120)에 물이 모두 소진된 경우, 식물에 관수가 중단되어 식물의 건강이 악화될 수 있다. 이에, 제어부(150)는 상기 기상 정보, 식물 및 토양의 무게, 토양 습도, 토양 영양 상태 및 광량을 통해서도 식물의 위험도를 산출할 수 있으며, 위험도가 미리 설정된 임계치 이상이면, 전자 밸브(173)를 제어하기 위한 제어신호를 생성할 수 있으며, 전자 밸브(173)는 식물이 시들기 이전에, 물 또는 비료를 외부 탱크 유닛(170)에서 스마트 화분(100)내 토양으로 공급할 수 있다.
도 13은 본원의 일 실시예에 따른 사용자 단말에서 출력되는 가상 식물의 예를 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면, 사용자 단말(200)은 전술한 어플리케이션을 통해 가상 식물을 재배할 수 있다. 가상 식물(20)은 최적의 일조량과 관수가 주기적으로 이루어지는 이상적인 환경에서 재배되는 것으로 설정될 수 있다. 사용자 단말(200)은 사용자가 스마트 화분(100)을 통해 재배하는 실제 식물과 가상 식물(20)을 비교하여 실제 식물의 성장 정도를 제공할 수 있다. 예시적으로, 사용자 단말(200)의 카메라 모듈을 통해 촬영된 식물의 이미지에 기초하여 식물의 성장을 판단할 수 있다. 다시 말해, 촬영된 실제 식물의 이미지와 가상 식물(20)을 비교하여 식물의 색, 식물의 크기, 잎의 크기, 꽃의 개화 정도 등을 비교하여 실제 식물의 성장 정도를 판단할 수 있다. 실제 식물과, 가상 식물(20)이 동일한 종이고, 실제 식물의 재배 시작일과 가상 식물 데이터 생성일자가 동일하다면, 가상 식물(20)은 최적의 환경에서 재배되므로, 해당 식물의 이상적인 성장상태를 가질 수 있다. 따라서, 실제 식물의 촬영된 이미지와 가상 식물(20)을 비교함으로써, 실제 식물의 성장 정도를 파악할 수 있다.
또한, 사용자 단말(200)은 실제 식물의 성장에 대응하여 가상 식물(20)이 성장하도록 가상 식물 데이터를 업데이트 할 수 있다. 즉, 사용자 단말은(200), 가상 식물(20)이 실제 식물과 동일한 성장 정도로 설정되도록 식물의 이미지에 기초하여 가상 식물(20)의 형태를 식물에 대응하도록 가상 식물 데이터를 업데이트 할 수 있다. 또한, 실제 식물과 동일한 성장 정도로 설정되도록 가상 식물 데이터를 주기적으로 업데이트 함으로써, 사용자는 사용자 단말(200)의 가상 식물을 통해 현재 식물이 잘 자라고 있는지 확인할 수 있고, 성장 점수를 부여함으로써 식물 재배의 동기를 고취시킬 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 스마트 화분
110: 박스 유닛
120: 탱크 유닛
130: 관수 공급부
140: 센서부
150: 제어부
160: 통신부
170: 외부 탱크 유닛
200: 사용자 단말

Claims (13)

  1. 스마트 화분에 있어서,
    내부에 식재 공간이 형성되고, 상호 적층 가능하도록 구비되는 복수의 박스 유닛;
    상기 식재 공간 하측에 구비되고, 물을 수용하는 탱크 유닛;
    상기 탱크 유닛의 물을 상기 식재 공간으로 공급하는 관수 공급부;
    상기 식재 공간에 식재된 식물 및 토양의 무게, 토양 습도, 토양 영양 상태 및 상기 식재 공간의 상부로부터 유입되는 광량 중 적어도 어느 하나를 감지하는 센서부; 및
    상기 센서부의 감지결과에 기초하여 상기 관수 공급부를 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 제어부,
    를 포함하는 스마트 화분.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 박스 유닛의 상면에는 외측 둘레를 따라 상기 식재 공간의 내측 방향으로 돌출된 돌출부가 형성되고,
    상기 박스 유닛의 하면에는 외측 둘레를 따라 상기 돌출부의 돌출된 길이에 대응하여 상기 식재 공간의 내측 방향으로 함몰된 함몰부가 형성되고,
    상기 복수의 박스 유닛은 상측 박스 유닛의 함몰부에 하측 박스 유닛의 돌출부가 삽입되어 상호 적층되는 것인, 스마트 화분.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 박스 유닛은 자성체를 포함하되, 적층되는 복수의 박스 유닛 상호간의 극성이 서로 다르도록 구비되는 것인, 스마트 화분.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 탱크 유닛은 상기 적층된 복수의 박스 유닛 중 최하단의 박스 유닛에 구비되고,
    상기 최하단의 박스 유닛의 식재 공간은 상기 탱크 유닛 상면에 마련되어 토양이 적재되되,
    상기 탱크 유닛과 상기 식재 공간의 사이를 분리하는 커버 유닛을 더 포함하는 것인 스마트 화분.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 커버 유닛은 복수개의 관통홀을 포함하고,
    상기 관수 공급부는,
    상기 탱크 유닛의 물을 식재 공간의 토양으로 공급하는 삼투압 유닛을 포함하고, 상기 삼투압 유닛은 상기 관통홀을 통해 상기 탱크 유닛으로부터 상기 식재 공간으로 연장되는 것인, 스마트 화분.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 관수 공급부는,
    외주면에 복수개의 홀이 형성된 하우징 부재; 및
    구동 유닛에 의해 상기 복수의 홀 각각이 개폐되도록 구비된 커버 부재;
    를 더 포함하고,
    상기 삼투압 유닛은 상기 하우징 부재 내측에 구비되어 상기 탱크 유닛으로부터 수분을 흡수하여 상기 홀을 통해 상기 식재 공간의 토양으로 공급하는 것인, 스마트 화분.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 센서부는, 무게 감지 센서, 습도 감지 센서, 토양 영양 센서 및 광 감지 센서 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 식물 및 토양의 무게, 상기 토양 습도, 토양 영양 상태 및 상기 광량 중 적어도 하나에 기초하여 상기 구동 유닛을 제어하기 위한 제어신호를 생성하고,
    상기 구동 유닛은 상기 제어신호에 기초하여 상기 복수의 홀 각각을 개폐하는 것인, 스마트 화분.
  8. 제5항에 있어서,
    사용자 단말로부터 제어신호를 수신하는, 통신부를 더 포함하고,
    상기 관수 공급부는 상기 사용자 단말로부터 전송된 제어신호에 기초하여 제어되는 것인, 스마트 화분.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 통신부는 상기 사용자 단말로부터 스마트 화분의 위치 정보를 수신하고, 기상 서버로부터 기상 정보를 수신하고,
    상기 제어부는,
    상기 위치 정보, 상기 기상 정보 및 상기 토양 습도에 기초하여 상기 복수의 홀의 개폐를 제어하는 상기 구동 유닛을 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 것인, 스마트 화분.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 위치 정보, 식물 및 토양 무게, 상기 광량에 기초하여 상기 식물의 유형을 판단하고,
    상기 식물의 유형에 따라 상기 복수의 홀의 개폐를 제어하는 상기 구동 유닛을 제어하기 위한 제어신호를 생성하는 것인, 스마트 화분.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 식물의 광합성에 의한 에너지를 수집하여 전기 에너지를 생성하는 에너지 수집부; 및
    상기 전기 에너지에 의해 구동되는 광 발생부를 더 포함하고,
    상기 식물은 상기 광 발생부에서 발생된 광에 의해 광합성이 이루어지는 것인, 스마트 화분.
  12. 제1항에 있어서,
    수분 탱크 및 비료 탱크를 포함하는 외부 탱크 유닛을 더 포함하고,
    상기 외부 탱크 유닛에는 상기 수분 탱크에서 상기 토양으로 수분을 제공하고, 상기 비료 탱크에서 상기 토양으로 비료를 제공하기 위한 각각의 관로와 상기 관로 각각의 개폐를 제어하는 전자 밸브가 구비되는 는 것인, 스마트 화분.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    기상 서버로부터 수신된 기상 정보, 식물 및 토양의 무게, 토양 습도, 토양 영양 상태 및 광량에 기초하여 상기 전자 밸브를 제어하기 위한 제어신호를 생성하고,
    상기 전자 밸브는 상기 제어신호에 기초하여 상기 수분 탱크의 관로 및 상기 비료 탱크의 관로를 각각 제어하는 것인, 스마트 화분.
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