KR20200022990A - Soil moisture sensor that could measure moisture according to depth - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 토양 수분 센서에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 토양에 삽입되어 토양의 깊이에 따른 수분량을 측정할 수 있는 토양 수분 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a soil moisture sensor, and more particularly, to a soil moisture sensor that can be inserted into the soil to measure the amount of water according to the depth of the soil.
토양 수분 센서란, 토양에 삽입되어 토양이 함유하고 있는 수분량을 감지하기 위한 장치이다. 토양 수분 센서는 식물의 생장에 대한 데이터를 수집할 필요가 있는 기술 분야에서 널리 이용된다. 이는, 식물의 생장에 있어 토양이 함유하고 있는 수분량이 중요한 인자이기 때문이다.Soil moisture sensor is a device for detecting the amount of water contained in the soil is inserted into the soil. Soil moisture sensors are widely used in the technical field where it is necessary to collect data on plant growth. This is because the moisture content of the soil is an important factor in plant growth.
토양이 함유하는 수분량을 감지하기 위해, 일반적으로 전기적인 장치가 이용된다. 이러한 장치는, 토양 입자에 흡착된 수분을 장력을 이용하여 측정하는 장력 센서, 수분의 함유량에 따라 전기 저항이 달라지는 점을 이용하는 전기 저항 센서, 수분의 함유량에 따라 유전율이 달라지는 점을 이용하는 유전율 센서(TDR) 등의 복수 개의 센서를 포함한다.In order to detect the amount of water contained in the soil, an electrical device is generally used. Such a device includes a tension sensor for measuring moisture adsorbed to soil particles using tension, an electrical resistance sensor using an electrical resistance point depending on the water content, and a dielectric constant sensor using a point where the dielectric constant is changed depending on the water content. TDR), and a plurality of sensors.
이러한 종래의 장치는, 여러 가지 방법, 즉 장력, 전기 저항, 유전율 등을 이용하여 토양이 함유하는 수분량을 측정하므로, 측정의 정확도 측면에서 유리할 수 있다. Such a conventional apparatus measures the amount of water contained in the soil by using various methods, that is, tension, electrical resistance, dielectric constant, and the like, and thus may be advantageous in view of accuracy of measurement.
그러나, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 장치는 토양에 삽입되는 탐침의 끝단에만 센서가 구비되므로, 탐침의 끝단이 위치하는 구역에서의 수분량만을 측정할 수 있다는 한계가 있다.However, as shown in Figure 1, the conventional apparatus is provided with a sensor only at the tip of the probe inserted into the soil, there is a limit that can measure only the amount of water in the area where the tip of the probe is located.
즉, 토양의 깊이에 따른 수분량을 측정하기 위해서는, 측정을 원하는 깊이에 따라 토양 수분 센서를 그 삽입 깊이를 달리하며 변경함으로써 수분량을 측정해야만 한다.That is, in order to measure the moisture content according to the depth of the soil, the moisture content should be measured by changing the soil moisture sensor by changing the insertion depth according to the desired depth.
따라서, 동일한 시점에 토양의 깊이에 따른 수분량의 정확한 측정이 어렵다는 한계가 있다.Therefore, there is a limit that it is difficult to accurately measure the moisture content according to the depth of the soil at the same time.
한국공개특허문헌 제10-2017-0098465호는 상하 방향으로 길게 형성되는 탐침 프레임 내측에 상하 방향으로 길게 구비되는 습도 센서를 통해 토양의 깊이에 따른 습도를 측정할 수 있는 화분용 보급형 스마트 생장감지 모듈을 개시한다.Korean Laid-Open Patent Publication No. 10-2017-0098465 is a spread type smart growth detection module for pots that can measure the humidity according to the depth of the soil through a humidity sensor provided in the vertical direction inside the probe frame that is formed in the vertical direction. Initiate.
그런데, 이러한 유형의 화분용 보급형 스마트 생장감지 모듈은, 사용할 수 있는 환경이 화분에 국한되므로 야외에서의 사용이 어려우며, 측정된 수분량을 오로지 LED 표시등의 점멸만을 이용하여 출력하므로 사용자가 토양이 함유하고 있는 수분량을 정확하게 파악하기 어렵다는 한계가 있다.However, this type of pollen-type smart growth detection module for potted plants is difficult to use outdoors because the environment can be limited to potted plants, and because the user outputs the measured moisture by using only the blinking LED light, There is a limit that it is difficult to accurately determine the amount of moisture present.
한국공개특허문헌 제10-2017-0124172호는 화분의 내부 습도, 외부 습도를 측정하고, 이에 따른 화분 디스플레이 효과를 형성하고, 분갈이 시 용이하게 분갈이가 가능한 스마트 화분을 개시한다.Korean Laid-Open Patent Publication No. 10-2017-0124172 measures the internal humidity and the external humidity of the potted plant, forms a potted plant display effect according to it, and discloses a smart potted plant that can be easily split when divided.
그런데, 이러한 유형의 스마트 화분은, 화분까지 모두 구비하여야만 사용이 가능하며, 따라서 야외에서 작물 등이 재배되는 토양의 수분량을 측정하기 어렵다는 한계가 있다.By the way, this type of smart pot is available only when all the pots are provided, and thus there is a limit that it is difficult to measure the moisture content of the soil in which the crops and the like are grown outdoors.
이 외에도 다양한 종류의 토양 수분 센서가 공지되어 있으나, 대부분의 토양 수분 센서는 탐침부의 끝단에만 수분 센서가 구비되므로, 상술한 문제점이 여전히 존재한다. In addition, various types of soil moisture sensors are known, but most soil moisture sensors are provided with a moisture sensor only at the end of the probe, and thus, the above-described problems still exist.
또한, 대부분의 토양 수분 센서는 토양과 직접 접촉하는 센서부가 금속 소재로 이루어지므로, 시간의 경과에 따라 수분에 의한 센서부의 오염으로 인해 정확한 측정이 어렵고, 그 내구 연한 또한 감소된다는 한계가 있다.In addition, since most of the soil moisture sensor is made of a metal material in direct contact with the soil, accurate measurement is difficult due to contamination of the sensor portion due to moisture over time, and the durability thereof is also reduced.
본 발명의 목적은, 토양에 삽입된 후 토양의 깊이에 따라 토양이 함유하고 있는 수분량을 감지할 수 있고, 토양과 직접 접촉되는 감응부의 토양이 함유하고 있는 수분에 의한 오염을 방지할 수 있으며, 측정된 토양의 수분량을 구체적인 시각적 정보로서 사용자가 인지할 수 있는 토양 수분 센서를 제공하는데 있다.An object of the present invention, after being inserted into the soil can detect the amount of water contained in the soil according to the depth of the soil, and can prevent contamination by moisture contained in the soil of the sensitive part in direct contact with the soil, It is to provide a soil moisture sensor that can be recognized by the user as a specific visual information of the measured moisture content of the soil.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 상하 방향으로 길게 형성된 하우징(100); 상기 하우징(100)의 외측에 구비되는 수분 감응부(200); 및 상기 하우징(100)의 내측에 위치되는 영상 센서부(300)를 포함하며, 상기 하우징(100)은 투명한 재질로 형성되고, 상기 수분 감응부(200)는, 수분을 흡수할 수 있고, 흡수한 수분량에 따라 색상이 변경되는 재질로 형성되는 토양 수분 센서를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, the
또한, 상기 수분 감응부(200)는 복수 개로 구비되어, 상기 하우징(100)의 상하 방향으로 배치될 수 있다.In addition, the moisture
또한, 상기 수분 감응부(200)는 복수 개로 구비되어, 상기 하우징(100)의 상하 방향으로 비스듬히 배치될 수 있다.In addition, the moisture
또한, 상기 수분 감응부(200)는, 석고 재질로 형성될 수 있다.In addition, the moisture
또한, 상기 영상 센서부(300)는, 상기 하우징(100)의 상측 일면에 위치될 수 있다.In addition, the
또한, 상기 영상 센서부(300)는 복수 개로 구비되어, 상기 하우징(100)의 상하 방향으로 상기 수분 감응부(200)의 위치에 따라 상기 하우징(100)의 내측에 배치될 수 있다.In addition, the
또한, 상기 영상 센서부(300)는 복수 개로 구비되어, 상기 수분 감응부(200)의 위치에 따라 상기 하우징(100)의 내측에 배치될 수 있다.In addition, the
또한, 상기 하우징(100)의 상면(150)에 위치되는 발광 유닛(400)을 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 발광 유닛(400)은 복수 개로 구비되어, 상기 영상 센서부(300)의 위치에 따라 배치될 수 있다.In addition, the
또한, 상기 토양 수분 센서는 제어부(500)를 더 포함하며, 상기 제어부(500)는, 상기 영상 센서부(300)에서 감지된 색상 정보를 전달받는 통신 모듈(510); 상기 통신 모듈(510)이 전달받은 상기 색상 정보를 이용하여 토양의 수분 정보를 연산하는 연산 모듈(520); 및 상기 연산 모듈(520)이 연산한 상기 토양의 수분 정보의 시각화 정보를 출력하는 출력 모듈(530)을 포함할 수 있다.In addition, the soil moisture sensor further comprises a control unit 500, the control unit 500, the communication module for receiving the color information detected by the
또한, 상기 색상 정보에는, 상기 수분 감응부(200)의 색상 정보, 상기 수분 감응부(200)에 인접한 토양의 색상 정보 중 하나 이상이 포함될 수 있다.The color information may include one or more of color information of the moisture
또한, 상기 시각화 정보에는, 토양의 깊이에 따른 상기 수분 감응부(200)의 색상 정보, 상기 수분 감응부(200)에 인접한 토양의 색상 정보 중 하나 이상이 포함될 수 있다.The visualization information may include one or more of color information of the moisture
본 발명에 따르면, 수분 감응부가 하우징의 상하 방향으로 복수 개가 구비되어, 토양 수분 센서가 토양 내에 삽입될 경우 토양 수분 센서의 끝단 뿐만 아니라, 하우징의 길이 방향을 따라 복수 개의 깊이에서의 토양의 수분량을 측정할 수 있으므로, 특정 시점에서의 깊이에 따른 토양의 수분량을 측정할 수 있다.According to the present invention, a plurality of moisture sensitive portions are provided in the vertical direction of the housing, and when the soil moisture sensor is inserted into the soil, not only the end of the soil moisture sensor but also the amount of soil moisture at a plurality of depths along the longitudinal direction of the housing is provided. Since it can measure, the moisture content of the soil according to the depth at a specific time can be measured.
또한, 수분 감응부가 금속 재질이 아닌 석고 등 수분의 양에 따라 색상이 변경되는 물질로 구성되므로, 토양이 함유하고 있는 수분에 의한 오염이 방지되어 내구 연한이 증대될 수 있다.In addition, since the moisture sensitive portion is made of a material that changes color depending on the amount of moisture, such as gypsum, not a metal material, it is possible to prevent contamination by moisture contained in the soil, thereby increasing the service life.
더 나아가, 측정된 토양의 수분량은 제어부를 통해 도표 혹은 그래프 등으로 사용자에게 시각화 정보로 제공되므로, 사용자가 깊이에 따른 토양의 수분의 함유량을 쉽게 인지할 수 있다.Furthermore, since the measured moisture content of the soil is provided to the user as visualization information through a controller or a graph, the user can easily recognize the moisture content of the soil according to the depth.
도 1은 종래 기술에 따른 토양 수분 센서를 도시하는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 토양 수분 센서를 도시하는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 토양 수분 센서를 도시하는 사시도이다.
도 4는 도 1의 토양 수분 센서의 하우징을 도시하는 사시도이다.
도 5는 도 1의 토양 수분 센서의 수분 감응부를 배치 방식을 도시하는 도면이다.
도 6은 도 1의 토양 수분 센서의 제어부를 도시하는 블록도이다.
도 7은 도 6의 제어부에 의해 연산된 시각화 정보를 예시하는 도면이다.1 is a schematic diagram illustrating a soil moisture sensor according to the prior art.
2 is a perspective view showing a soil moisture sensor according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view illustrating a soil moisture sensor according to another embodiment of the present invention.
4 is a perspective view illustrating a housing of the soil moisture sensor of FIG. 1.
FIG. 5 is a diagram illustrating a method of arranging a moisture sensitive part of the soil moisture sensor of FIG. 1.
6 is a block diagram illustrating a controller of the soil moisture sensor of FIG. 1.
FIG. 7 is a diagram illustrating visualization information calculated by the controller of FIG. 6.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 토양 수분 센서를 상세하게 설명한다.Hereinafter, a soil moisture sensor according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이하의 설명에서 사용되는 "전방 측", "후방 측", "좌측", "우측", "상측", "하측"이라는 용어는 도 2 및 도 3에 도시된 좌표계를 참조하여 이해될 것이다.The terms "front side", "rear side", "left", "right", "upper", and "lower" used in the following description will be understood with reference to the coordinate system shown in FIGS. 2 and 3.
이하의 설명에서 사용되는 "토양의 수분"이라는 용어는 토양이 함유하고 있는 수분을 의미한다.As used in the description below, the term "soil moisture" refers to moisture contained in the soil.
이하의 설명에서 사용되는 "색상 정보"라는 용어는 수분 감응부(200)가 함유하고 있는 수분량에 따라 변화된 수분 감응부(200)의 색상에 대한 정보 혹은 색상의 변화에 대한 정보를 의미한다.The term " color information " used in the following description means information about the color or information on the color of the moisture
도 2 내지 도 6을 참조하면, 도시된 실시 예에 따른 토양 수분 센서(10)는 하우징(100), 수분 감응부(200), 영상 센서부(300), 발광 유닛(400) 및 제어부(500)를 포함한다.2 to 6, the
1. 하우징(100)의 설명1. Description of
하우징(100)은 토양 수분 센서(10)의 몸체를 형성한다. The
도 4를 참조하면, 하우징(100)은 상하 방향으로 길게 형성된 직육면체 형상 내지 사각기둥 형상이나, 후술될 바와 같이, 측면에 수분 감응부(200)를, 내부에 영상 센서부(300) 및 발광 유닛(400)을 수용할 수 있는 여타 형상으로 구비될 수 있다.Referring to FIG. 4, the
하우징(100)은 투명한 재질로 형성될 수 있다. 따라서, 후술될 바와 같이 수분 감응부(200)가 토양의 수분에 의해 색상이 변할 경우, 하우징(100)의 내측에 위치되는 영상 센서부(300)가 수분 감응부(200)의 색상의 변화를 감지할 수 있다.The
하우징(100)은 방수 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 이는 토양의 수분에 의한 하우징(100)의 손상을 방지하기 위함이다. 일 실시 예에서, 하우징(100)은 투명한 세라믹 재질로 형성될 수 있다.The
하우징(100)은 측면(110, 120, 130, 140), 상면(150), 하면(160) 및 삽입 홈(170)을 포함한다.The
(1) 측면(110, 120, 130, 140)의 설명(1) Description of the
측면(110, 120, 130, 140)은 하우징(100)의 외벽을 형성한다. 도시된 실시 예에서, 하우징(100)이 상하 방향으로 길게 형성된 직육면체 형상으로 구비된 바, 측면(110, 120, 130, 140)은 각각 직사각형의 형상으로 총 4개로서 구비되나, 측면(110, 120, 130, 140)의 형상 및 개수는 하우징(100)의 형상에 상응하게 변경될 수 있다.
측면(110, 120, 130, 140) 중 적어도 하나는 투명한 재질로 형성된다. 다만, 후술될 수분 감응부(200)의 색상의 변화를 정확하게 감지하기 위해서는 모든 측면(110, 120, 130, 140)이 투명한 재질로 형성되는 것이 바람직하다.At least one of the side surfaces 110, 120, 130, and 140 is formed of a transparent material. However, in order to accurately detect a change in color of the moisture
도시된 실시 예에서, 측면(110, 120, 130, 140) 중 우 측면(110) 및 좌 측면(130)에는 후술될 삽입 홈(170)이 형성된다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.In the illustrated embodiment, the
도시된 실시 예에서, 측면(110, 120, 130, 140) 중 우 측면(110) 및 좌 측면(130), 즉 후술될 삽입 홈(170)이 형성된 측면에는 후술될 수분 감응부(200)가 복수 개 구비된다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다. In the illustrated embodiment, the water
후술될 삽입 홈(170)이 형성되는 측면(110, 120, 130, 140)은 변경될 수 있다.
(2) 상면(150) 및 하면(160)의 설명(2) Description of the
상면(150) 및 하면(160)은 각각 하우징(100)의 상측 외벽 및 하측 외벽을 형성한다. 도시된 실시 예에서, 하우징(100)이 상하 방향으로 길게 형성된 직육면체 형상으로 구비된 바, 상면(150) 및 하면(160)은 각각 직사각형의 형상으로 총 2개로서 구비되나, 그 형상 및 개수는 하우징(100)의 형상에 상응하게 변경될 수 있다.The
상면(150) 및 하면(160)은 투명한 재질로 형성될 수 있다. The
상면(150)에는 전기적 신호를 송신하고 수신하기 위한 별도의 송수신 장치(미도시)가 구비될 수 있다. 송수신 장치(미도시)는 전선 등을 통해 유선으로, 또는 무선 통신의 방식으로 후술될 제어부(500)에 연결될 수 있다. The
또한, 상면(150)에는 후술될 영상 센서부(300) 및 발광 유닛(400)에 전력을 공급하기 위해 외측으로부터 전력을 공급받는 별도의 도선(미도시)이 구비될 수 있으며, 하면(150)에도 후술될 영상 센서부(300) 및 발광 유닛(400)이 구비되어 이에 전력을 공급하기 위한 별도의 도선(미도시)이 구비될 수 있다.In addition, the
(3) 삽입 홈(170)의 설명(3) Description of
삽입 홈(170)는 후술될 수분 감응부(200)가 삽입되는 공간을 제공한다.The
도시된 실시 예에서, 삽입 홈(170)은 우 측면(110) 및 좌 측면(130)에 하우징(100)의 상하 방향으로 각각 4개씩 구비되나, 그 위치 및 개수는 변경 가능하다.In the illustrated embodiment, four
도시된 실시 예에서, 삽입 홈(170)은 각각 우 측면(110) 및 좌 측면(130)의 외측으로부터 하우징(100)의 내측을 향해 함몰되어 형성된다. 이는, 후술될 수분 감응부(200)가 삽입 홈(170)에 삽입된 토양 내에 존재하는 큰 입자의 자갈 등에 의해 임의로 분리되는 것을 방지하기 위함이다.In the illustrated embodiment, the
대안적으로, 삽입 홈(170)은 상면(150)으로부터 하면(160)을 향해 관통 형성될 수 있다. 이 경우, 후술될 수분 감응부(200)의 임의 탈락을 방지하기 위해 별도의 가이드부(미도시)가 구비되는 것이 바람직하다.Alternatively, the
삽입 홈(170)에는 후술될 수분 감응부(200)의 외측면과 맞추어지는 별도의 돌기(미도시) 등이 형성되어 삽입된 수분 감응부(200)의 임의 이탈이 방지될 수 있다.
삽입 홈(170)에는 별도의 이물질 제거 부재(미도시)가 구비되어, 토양 수분 센서(10)가 토양에 삽입된 후 후술될 수분 감응부(200)에 부착될 수 있는 이끼 등의 이물질을 제거할 수 있다.
이물질 제거 부재(미도시)는 와이퍼 또는 스크래퍼 등 하우징(100)의 외벽 및 후술될 수분 감응부(200)의 외측의 이물질을 제거할 수 있는 여타 부재로서 구비될 수 있다.The foreign material removing member (not shown) may be provided as an external member of the outer wall of the
이 경우, 후술될 수분 감응부(200)의 외측면에도 삽입 홈(170)의 돌기(미도시)에 맞추어질 수 있도록 별도의 홈부(미도시)가 형성되는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that a separate groove portion (not shown) is formed on the outer surface of the moisture
삽입 홈(170)의 배치 방식은 후술될 수분 감응부(200)의 배치 방식에 상응하게 변경될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.The arrangement of the
2. 수분 감응부(200)의 설명2. Description of the moisture
(1) 수분 감응부(200)의 구성의 설명(1) Explanation of the structure of the moisture
수분 감응부(200)는 토양의 수분량을 감지한다. 본 발명의 실시 예에 따른 수분 감응부(200)는 일정량의 수분을 흡수할 수 있으며, 흡수한 토양의 수분량에 따라 색상이 변경되는 재질로 형성된다.The moisture
일 실시 예에서, 수분 감응부(200)는 석고 재질로 형성될 수 있다.In one embodiment, the moisture
수분 감응부(200)는 하우징(100)의 삽입 홈(170)에 삽입된다. 구체적으로, 수분 감응부(200)는 하우징(100)의 삽입 홈(170)에 삽입되어, 그 외측이 토양과 직접 접촉된다. The moisture
수분 감응부(200)는 하우징(100)의 삽입 홈(170)의 형상에 상응하게 구비된다. 도시된 실시 예에서, 하우징(100)의 삽입 홈(170)이 직육면체 형상인 바, 수분 감응부(200)는 직육면체 형상으로 구비될 수 있으며, 그 형상은 삽입 홈(170)의 형상에 따라 변경 가능하다.The moisture
(2) 수분 감응부(200)의 배치 방식의 설명(2) Description of arrangement method of the moisture
도 4를 참조하면, 하우징(100)의 삽입 홈(170)은 우 측면(110) 및 좌 측면(130)에 일정한 간격으로 이격되어 하우징(100)의 상하 방향으로 일렬로 형성된다.Referring to FIG. 4, the
따라서, 토양 수분 센서(10)가 하우징(100)의 상하 방향으로, 즉 하우징(100)의 하면(160)이 하측을 향하는 방향으로 토양에 삽입되면, 각 삽입 홈(170), 즉 수분 감응부(200)가 삽입된 각 삽입 홈(170)의 상이한 위치에 상응하는 상이한 깊이에서의 토양의 수분량의 측정이 가능하다.Therefore, when the
다만, 수분 감응부(200)가 일렬로 배치될 경우, 토양의 수분에 의해 상측의 수분 감응부(200)가 포화된 경우 해당 위치에서의 토양의 수분이 상측의 수분 감응부(200)에 더 이상 흡수되지 못하고 하측으로 흘러내리게 되어, 하측의 수분 감응부(200)에 흡수될 수 있다.However, when the water
이 경우, 하측의 수분 감응부(200)의 깊이에서의 정확한 토양의 수분량의 측정이 어려워질 수 있다.In this case, it may be difficult to accurately measure the moisture content of the soil at the depth of the water
도 5를 참조하면, 도시된 실시 예에 따른 수분 감응부(200)는 하우징(100)의 상하 방향에 비스듬하게, 즉, 하우징(100)의 우 측면(110) 및 좌 측면(130)을 사선으로 가로지르도록 배치된다.Referring to FIG. 5, the moisture
따라서, 상측의 수분 감응부(200)가 토양의 수분에 의해 포화된 경우에도, 상측으로부터 흘러내린 수분에 의해 하측의 수분 감응부(200)가 영향을 받지 않게 되므로, 각 수분 감응부(200)가 위치한 깊이에서의 토양의 수분량을 정확하게 측정할 수 있다.Therefore, even when the upper portion of the water
대안적으로, 도 4와 같이 삽입 홈(170)이 하우징(100)의 상하 방향으로 일렬로 배치된 경우에도, 토양 수분 센서(10)가 지표면과 소정의 각도를 형성하도록 토양에 삽입함으로써, 상측의 수분 감응부(200)가 포화된 경우에도 하측의 수분 감응부(200)가 상측으로부터 흘러내린 수분에 의해 영향을 받는 것을 방지할 수 있다.Alternatively, even when the
도시되지 않은 실시 예에서, 수분 감응부(200)는 하우징(100)의 상하 방향으로 정현파의 한 파장 또는 반 파장 등의 경로를 따라 배치될 수 있으며, 상측에서 흘러내린 수분에 의해 하측에 배치된 수분 감응부(200)가 영향을 받지 않는 여타 방식으로 배치될 수 있다.In an embodiment not shown, the moisture
3. 영상 센서부(300)의 설명3. Description of the
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 토양 수분 센서(10)는 영상 센서부(300)를 포함한다. 2 and 3, the
영상 센서부(300)는 토양의 수분량에 따라 변경된 수분 감응부(200)의 색상 정보를 감지한다. 영상 센서부(300)가 감지한 색상 정보는 별도의 통신 수단(미도시)을 통해 후술될 제어부(500)에 전달된다.The
일 실시 예에서, 영상 센서부(300)는 카메라로 구비될 수 있다. 또한, 수분 감응부(200)의 색상 정보의 정확한 측정을 위해, 적외선 카메라 등이 더 구비될 수 있다.In one embodiment, the
영상 센서부(300)는 하우징(100)의 내측에, 수분 감응부(200)의 색상 정보를 감지할 수 있는 위치에 배치된다. The
도 2를 참조하면, 영상 센서부(300)는 한 개로서 구비되어, 후술될 발광 유닛(400)에 인접하게 하우징(100)의 상면(150)에 위치된다.이 경우, 하우징(100)의 상면(150)에 위치된 영상 센서부(300)가 하우징(100)의 측면(110, 130)에 구비된 수분 감응부(200)의 색상 정보를 모두 감지할 수 있도록, 영상 센서부(300)는 광각을 감지할 수 있는 장비, 예를 들어 광각 렌즈를 구비한 카메라 등으로 구비되는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 2, the
대안적으로, 영상 센서부(300)는 하우징(100)의 상면(150)뿐만 아니라, 하우징(100)의 하면(160)에도 구비될 수 있다. 이 경우, 하우징(100)의 상하 방향에서 수분 감응부(200)의 색상 정보를 측정할 수 있으므로, 보다 정확한 토양의 수분 정보 파악이 가능해진다.Alternatively, the
또한 도 3을 참조하면, 영상 센서부(300)는 수분 감응부(200)의 위치에 대응하는 특정 위치에서 하우징(100)의 우 측면(110) 및 좌 측면(130)에 구비된 수분 감응부(200)의 색상 정보를 측정하도록 두 개의 영상 센서부(200)가 한 쌍으로 구비되어 하우징(100)의 상하 방향으로 복수 개 구비되나, 영상 센서부(300)의 배치 방식 및 개수는 변경 가능하다.In addition, referring to FIG. 3, the
상술한 바와 같이, 수분 감응부(200)가 하우징(100)의 상하 방향에 비스듬히 배치되는 경우에도, 영상 센서부(300)가 이에 상응하게 배치되어 수분 감응부(200)의 색상 정보를 감지할 수 있도록 배치된다.As described above, even when the moisture
도시된 실시 예에서, 각 영상 센서부(300)는 복수 개의 수분 감응부(200)의 색상 정보를 감지할 수 있는 위치에 배치된다. 대안적으로, 하나의 영상 센서부(300)가 하나의 수분 감응부(200)의 색상 정보를 감지하도록 구비될 수 있음은 상술한 바와 같다.In the illustrated embodiment, each
또한, 각 영상 센서부(300)가 감지할 수 있는 범위는 서로 중첩될 수 있다. 즉, 하나의 영상 센서부(300)가 색상 정보를 감지하는 수분 감응부(200)는 다른 영상 센서부(300)에 의해서도 색상 정보가 감지될 수 있다.In addition, ranges that each
이 경우, 복수 개의 영상 센서부(300)에 의해 측정된 수분 감응부(200)의 색상 정보를 이용하여 토양의 수분량을 연산하므로, 토양의 수분량에 대한 보다 정확한 측정이 가능해진다.In this case, since the moisture content of the soil is calculated using the color information of the moisture
마찬가지로, 영상 센서부(300)가 하우징(100)의 상면(150) 및 하면(160) 모두에 구비되는 경우에도 복수 개의 영상 센서부(300)에 의해 측정된 수분 감응부(200)의 색상 정보를 이용하여 토양의 수분량을 연산하므로, 토양의 수분량에 대한 보다 정확한 측정이 가능해진다.Similarly, even when the
또한 영상 센서부(300)가 수분 감응부(200)의 색상 정보를 정확하게 측정할 수 있도록, 후술될 발광 유닛(400)이 구비된다.In addition, the
또한, 영상 센서부(300)는 고도 센서, 자이로 센서(미도시) 등을 포함하여 색상 정보를 측정한 수분 감응부(200)의 깊이를 함께 측정할 수 있다.In addition, the
측정한 수분 감응부(200)의 색상 정보를 후술될 제어부(500)에 전달하기 위해, 영상 센서부(300)는 유선 또는 무선 중 어느 하나의 형태로서 구비되는 별도의 통신 수단(미도시) 또는 통신 모듈(미도시)을 포함할 수 있다.In order to deliver the measured color information of the moisture
4. 발광 유닛(400)의 설명4. Description of
발광 유닛(400)은, 영상 센서부(300)가 수분 감응부(200)의 색상 정보를 보다 정확하게 감지할 수 있도록 빛을 제공한다. The
발광 유닛(400)은 빛을 발광할 수 있는 어떠한 형태로도 구비될 수 있으며, 일 실시 예에서, 발광 유닛(400)은 발광 다이오드(LED, Light Emitting Diode)로서 구비될 수 있다.The
도 2 및 도 3을 참조하면, 발광 유닛(400)은 하우징(100)의 상면(150)에 복수 개 구비되어, 각 수분 감응부(200)에 빛을 발산할 수 있다. 2 and 3, a plurality of light emitting
대안적으로, 발광 유닛(400) 한 개당 복수 개의 수분 감응부(200)에 빛을 발산하도록 하우징(100)의 내측에 구비되거나, 단일의 발광 유닛(400)으로서 구비될 수도 있다.Alternatively, the
발광 유닛(400)이 수분 감응부(200)에 빛을 조사함으로써, 영상 센서부(300)가 감지하는 수분 감응부(200)의 빛의 광량이 증가되므로, 영상 센서부(300)에 의한 수분 감응부(200)의 색상 정보의 감지가 더욱 정확해질 수 있다.Since the
5. 제어부(500)의 설명5. Description of the control unit 500
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 토양 수분 센서(10)는 제어부(500)를 더 포함한다.Referring to FIG. 6, the
제어부(500)는 영상 센서부(300)가 측정한 수분 감응부(200)의 색상 정보를 전달받고, 이를 토양의 깊이에 따른 토양의 수분 정보로 연산하여, 이를 사용자가 인지할 수 있도록 시각화 정보로서 출력한다.The control unit 500 receives the color information of the moisture
제어부(500)는 통신 모듈(510), 연산 모듈(520) 및 출력 모듈(530)을 포함한다.The controller 500 includes a communication module 510, a calculation module 520, and an output module 530.
(1) 통신 모듈(510)의 설명(1) Description of Communication Module 510
통신 모듈(510)은 영상 센서부(300)가 측정한 수분 감응부(200)의 색상 정보를 전달받는다. The communication module 510 receives color information of the moisture
구체적으로, 영상 센서부(300)는 발광 유닛(400)에 의한 빛의 조사를 통해 얻어진 수분 감응부(200)의 색상 정보를 측정한다. 영상 센서부(300)가 측정한 수분 감응부(200)의 색상 정보는 영상 센서부(300)의 통신 수단 또는 통신 모듈(미도시)를 통해 제어부(500)에 전달된다. In detail, the
영상 센서부(300)를 통해 측정된 색상 정보에는 수분 감응부(200)의 색상 정보뿐만 아니라, 수분 감응부(200)에 인접한 토양의 색상 정보도 포함될 수 있다. 이 경우, 수분 감응부(200)의 색상의 변화뿐만 아니라 토양의 색상에 의해서도 각각 수분량을 연산할 수 있으므로, 측정의 정확도가 향상될 수 있다.The color information measured by the
통신 모듈(510)은 정보의 송수신이 가능한 어떠한 형태로도 구비 가능하되, 영상 센서부(300)의 통신 방식에 상응하게 구비되는 것이 바람직하다.The communication module 510 may be provided in any form capable of transmitting and receiving information, and preferably provided corresponding to the communication method of the
통신 모듈(510)이 수신한 수분 감응부(200)의 색상 정보는 후술될 연산 모듈(520)에 전달된다.Color information of the moisture
(2) 연산 모듈(520)의 설명(2) Description of the calculation module 520
연산 모듈(520)은 통신 모듈(510)이 수신한 수분 감응부(200)의 색상 정보를 이용하여 토양의 수분 정보를 연산한다.The calculation module 520 calculates the moisture information of the soil by using the color information of the moisture
구체적으로, 연산 모듈(520)은 수분 감응부(200)의 색상 정보를 이용하여, 색상 변화에 따른 수분량을 연산하고, 이를 해당 수분 감응부(200)의 위치에 따라 토양의 깊이를 산출함으로써, 토양의 깊이에 따른 수분량을 매핑하여 연산한다.Specifically, the calculation module 520 calculates the amount of water according to the color change by using the color information of the moisture
이를 위해, 연산 모듈(520)은 별도의 수분 감응부(200)의 포화량 데이터베이스(미도시)를 더 포함할 수 있다. 포화량 데이터베이스(미도시)에는 수분 감응부(200)의 색상 정보를 RGB 값 등으로 수치화한 후, 해당 RGB 값이 대응하는 수분 감응부(200)의 포화량에 대한 정보가 매핑되어 저장된다.To this end, the calculation module 520 may further include a saturation amount database (not shown) of the separate moisture
즉, 연산 모듈(520)은 수분 감응부(200)의 색상 정보를 RGB 값 등으로 수치화하고, 포화량 데이터베이스(미도시)에 저장된 매핑된 데이터 중 해당 RGB 값에 해당하는 포화량 값을 토양의 수분 정보로서 연산한다.That is, the calculation module 520 digitizes the color information of the moisture
또한, 연산 모듈(520)은 토양의 수분 정보를 보다 정확하게 연산하기 위해, 영상 센서부(300)를 통해 측정된 수분 감응부(200)에 인접한 토양의 색상 정보를 더 이용할 수 있다.In addition, the calculation module 520 may further use the color information of the soil adjacent to the moisture
연산 모듈(520)이 연산한 토양의 수분 정보는 해당하는 수분 감응부(200)의 깊이에 상응하는 토양의 깊이를 기준으로 매핑되어, 후술될 출력 모듈(530)로 전달된다.The moisture information of the soil calculated by the calculation module 520 is mapped based on the depth of the soil corresponding to the depth of the corresponding moisture
(3) 출력 모듈(530)의 설명(3) Description of the output module 530
출력 모듈(530)은 연산 모듈(520)이 연산한 토양의 깊이에 따른 토양의 수분 정보를 사용자가 인지할 수 있도록 시각화 정보로 출력한다. 출력 모듈(530)은 모니터, 스마트폰 등 사용자가 시각적으로 정보를 인식할 수 있는 어떠한 형태로도 구비될 수 있다.The output module 530 outputs the moisture information of the soil according to the depth of the soil calculated by the calculation module 520 as visualization information so that the user can recognize it. The output module 530 may be provided in any form that allows a user to visually recognize information such as a monitor or a smartphone.
또한, 출력 모듈(530)이 출력하는 시각화 정보에는 토양의 깊이에 따 수분 감응부(200)의 색상 정보, 수분 감응부(200)에 인접한 토양의 색상 정보 중 어느 하나 이상이 포함될 수 있다.In addition, the visualization information output by the output module 530 may include any one or more of color information of the moisture
도 7을 참조하면, 출력 모듈(530)에 의해 출력된 토양의 수분 정보의 시각화 정보가 예시된다. Referring to FIG. 7, visualization information of moisture information of soil output by the output module 530 is illustrated.
도 7의 (a)는 토양의 깊이에 따른 각 구역의 수분량이 도표로서 도시하고, 도 7의 (b)는 도 7의 (a)에 도시된 도표가 그래프의 형태로서 도시한다. Figure 7 (a) shows the amount of water in each zone according to the depth of the soil in the diagram, Figure 7 (b) shows the diagram shown in Figure 7 (a) in the form of a graph.
즉, 출력 모듈(530)이 출력하는 시각화 정보는 수치가 직접적으로 표시되는 도표 형태로서 제공되거나, 사용자가 즉각적으로 인지할 수 있는 그래프의 형태로서 제공될 수 있다.That is, the visualization information output by the output module 530 may be provided in the form of a chart in which the numerical value is directly displayed, or in the form of a graph that can be immediately recognized by the user.
도 7에 도시된 A 구역, B 구역 및 C 구역은 본 발명의 실시 예에 따른 토양 수분 센서(10)가 토양에 삽입된 구역을 지칭하는 것으로, 그 개수가 변경 가능함은 당연하다.A zone, B zone and C zone shown in Figure 7 refers to the zone where the
토양의 수분 정보는 토양의 깊이를 기준으로 분류되어 제공됨으로써, 사용자는 원하는 구역의 토양의 깊이에 따른 수분량을 정확하게 인지할 수 있어, 토양의 수분량이 식물의 생장에 미치는 영향을 파악함에 있어 정확한 기준을 제공할 수 있게 된다.Soil moisture information is classified and provided based on the depth of the soil, so that the user can accurately recognize the amount of moisture according to the depth of the soil in the desired area, the exact criteria in determining the effect of the soil moisture on the plant growth It can be provided.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따르면, 수분 감응부(200)가 하우징(100)의 측면(110, 120, 130, 140) 중 어느 하나 이상에 상하 방향으로, 혹은 사선 방향으로 복수 개가 구비되어, 토양 수분 센서(10)가 토양 내에 삽입될 경우 토양 수분 센서(10)의 끝단 뿐만 아니라, 하우징(100)의 길이 방향을 따라 서로 상이한 깊이에서의 토양의 수분량을 측정할 수 있으므로, 토양의 깊이에 따른 토양의 수분량을 정확하게 측정할 수 있다.Therefore, according to an embodiment of the present invention, a plurality of moisture
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 토양 수분 센서(10)는 일종의 모듈 형태로서 구비되어 이동이 가능하고 복수 개 구비될 수 있으므로, 같은 시점에 여러 구역의 토양의 깊이에 따른 수분량을 동시에 측정할 수 있으므로, 여러 측정 구역에서의 강우 등의 기상에 따른 토양의 수분량 변화의 비교도 가능하다.In addition, the
또한, 수분 감응부(200)가 수분에 의해 부식되거나 마모될 우려가 있는 금속 재질이 아닌 석고 등 수분의 양에 따라 색상이 변경되는 물질로 구성되므로, 토양이 함유하고 있는 수분에 의한 오염이 방지되어 내구 연한이 증대될 수 있다.In addition, the moisture
더 나아가, 측정된 토양의 수분량은 제어부(500)를 통해 도표 혹은 그래프 등으로 사용자에게 시각화 정보로 제공되므로, 사용자가 깊이에 따른 토양의 수분의 함유량을 쉽게 인지할 수 있다.Furthermore, since the measured moisture content of the soil is provided to the user as visualization information through a control diagram 500 or a graph, the user can easily recognize the moisture content of the soil according to the depth.
이상 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although it has been described above with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. It will be appreciated.
10 : 토양 수분 센서
100 : 하우징
110, 120, 130, 140 : 측면
150 : 상면
160 : 하면
170 : 삽입 홈
200 : 수분 감응부
300 : 영상 센서부
400 : 발광 유닛
500 : 제어부
510 : 통신 모듈
520 : 연산 모듈
530 : 출력 모듈10: soil moisture sensor
100: housing
110, 120, 130, 140: side
150: upper surface
160: when
170: insertion groove
200: moisture sensitive unit
300: image sensor
400: light emitting unit
500: control unit
510: communication module
520: arithmetic module
530: output module
Claims (12)
상기 하우징(100)의 외측에 구비되는 수분 감응부(200); 및
상기 하우징(100)의 내측에 위치되는 영상 센서부(300)를 포함하며,
상기 하우징(100)은 투명한 재질로 형성되고,
상기 수분 감응부(200)는,
수분을 흡수할 수 있고, 흡수한 수분량에 따라 색상이 변경되는 재질로 형성되는,
토양 수분 센서.
A housing 100 elongated in the vertical direction;
A moisture sensitive part 200 provided at an outer side of the housing 100; And
It includes an image sensor unit 300 which is located inside the housing 100,
The housing 100 is formed of a transparent material,
The moisture sensitive unit 200,
It is made of a material that can absorb moisture and changes its color according to the amount of moisture absorbed.
Soil moisture sensor.
상기 수분 감응부(200)는 복수 개로 구비되어,
상기 하우징(100)의 상하 방향으로 배치되는,
토양 수분 센서.
The method of claim 1,
The moisture sensitive unit 200 is provided in plurality,
It is disposed in the vertical direction of the housing 100,
Soil moisture sensor.
상기 수분 감응부(200)는 복수 개로 구비되어,
상기 하우징(100)의 상하 방향으로 비스듬히 배치되는,
토양 수분 센서.
The method of claim 1,
The moisture sensitive unit 200 is provided in plurality,
Obliquely arranged in the vertical direction of the housing 100,
Soil moisture sensor.
상기 수분 감응부(200)는,
석고 재질로 형성되는,
토양 수분 센서.
The method of claim 1,
The moisture sensitive unit 200,
Formed of plaster material,
Soil moisture sensor.
상기 영상 센서부(300)는,
상기 하우징(100)의 상측 일면에 위치되는,
토양 수분 센서.
The method of claim 2,
The image sensor unit 300,
Located on the upper side of the housing 100,
Soil moisture sensor.
상기 영상 센서부(300)는 복수 개로 구비되어,
상기 하우징(100)의 상하 방향으로 상기 수분 감응부(200)의 위치에 따라 상기 하우징(100)의 내측에 배치되는,
토양 수분 센서.
The method of claim 2,
The image sensor unit 300 is provided in plurality,
It is disposed inside the housing 100 in accordance with the position of the moisture sensitive portion 200 in the vertical direction of the housing 100,
Soil moisture sensor.
상기 영상 센서부(300)는 복수 개로 구비되어,
상기 수분 감응부(200)의 위치에 따라 상기 하우징(100)의 내측에 배치되는,
토양 수분 센서.
The method of claim 3,
The image sensor unit 300 is provided in plurality,
It is disposed inside the housing 100 according to the position of the moisture sensitive portion 200,
Soil moisture sensor.
상기 하우징(100)의 상면(150)에 위치되는 발광 유닛(400)을 포함하는,
토양 수분 센서.
The method of claim 1,
Including a light emitting unit 400 located on the upper surface 150 of the housing 100,
Soil moisture sensor.
상기 발광 유닛(400)은 복수 개로 구비되어,
상기 영상 센서부(300)의 위치에 따라 배치되는,
토양 수분 센서.
The method of claim 8,
The light emitting unit 400 is provided in plurality,
It is arranged according to the position of the image sensor unit 300,
Soil moisture sensor.
제어부(500)를 더 포함하며,
상기 제어부(500)는,
상기 영상 센서부(300)에서 감지된 색상 정보를 전달받는 통신 모듈(510);
상기 통신 모듈(510)이 전달받은 상기 색상 정보를 이용하여 토양의 수분 정보를 연산하는 연산 모듈(520); 및
상기 연산 모듈(520)이 연산한 상기 토양의 수분 정보의 시각화 정보를 출력하는 출력 모듈(530)을 포함하는,
토양 수분 센서.
The method of claim 1,
Further comprising a control unit 500,
The control unit 500,
A communication module 510 for receiving color information detected by the image sensor unit 300;
A calculation module 520 for calculating moisture information of soil using the color information received from the communication module 510; And
It includes an output module 530 for outputting the visualization information of the moisture information of the soil calculated by the calculation module 520,
Soil moisture sensor.
상기 색상 정보에는,
상기 수분 감응부(200)의 색상 정보, 상기 수분 감응부(200)에 인접한 토양의 색상 정보 중 하나 이상이 포함되는,
토양 수분 센서.
The method of claim 10,
In the color information,
At least one of the color information of the moisture sensitive portion 200, the color information of the soil adjacent to the moisture sensitive portion 200,
Soil moisture sensor.
상기 시각화 정보에는,
토양의 깊이에 따른 상기 수분 감응부(200)의 색상 정보, 상기 수분 감응부(200)에 인접한 토양의 색상 정보 중 하나 이상이 포함되는,
토양 수분 센서.The method of claim 11,
In the visualization information,
Color information of the moisture sensitive unit 200 according to the depth of the soil, one or more of the color information of the soil adjacent to the moisture sensitive unit 200 is included,
Soil moisture sensor.
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