KR20200038762A - 날씨와 센싱 정보를 이용한 비닐하우스 자동제어 시스템 - Google Patents

날씨와 센싱 정보를 이용한 비닐하우스 자동제어 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 날씨와 센싱 정보를 이용한 비닐하우스 자동제어 시스템은 농작물을 보호하기 위한 제 1하우스; 상기 제1 하우스의 내측에 설치되어 농작물에 물, 영양제및 농약 등 재배에 필요한 요소를 공급할 수 있는 공급부; 상기 제1 하우스의 내측에 부착되어 있으며,실내 하우스의 환경을 감지하는 실내센서부; 상기 제1하우스보다 직경이 크며,제1하우스외부에 설치되는 제2 하우스;상기 제2 하우스보다 직경이 크며,제2하우스외부에 설치되는 제3 하우스; 상기 제3하우스외측에 설치되고 하우스 외부환경을 감지하는 실외센서부; 각각의 하우스의 양쪽 말단부에 설치되며 하우스의 개폐를 제어하는 개폐장치;및상기 제1 하우스의 실내센서부와 제3하우스의 실외센서부의 센싱 값을 바탕으로 하우스 개폐를 자동으로 제어하는 자동제어부;를 포함하여 구성하고,상기 자동제어부는 농작물 생장에 필요한 전반적인 정보를 포함하는 중앙서버, 상기 중앙서버, 실내센서부및 실외센서부와 사용자의 모바일 기기 및통신이 가능한 단말기와 통신가능한 통신부, 상기 하우스 말단에 부착되어 있는 개폐장치와 상기 제1 하우스내측에 설치된 공급부를 원격으로 제어하며 전반적인 제어가 이루어지는 제어부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

Description

날씨와 센싱 정보를 이용한 비닐하우스 자동제어 시스템{AUTOMATIC CONTROL SYSTEM OF VINYL HOUSE USING WEATHER AND SENSING INFORMATION}
본 발명은 비닐하우스 자동제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일광, 비닐하우스 개폐, 온습도, 차폐와 비닐하우스 내부 lac 외부의 기온차를 이용한 계절별(동절기, 하절기) 수막 가동과 개폐 자동제어 간의 오작동으로 피해를 최소화하기 위해서 비닐하우스 자동제어 기능화 지하수 관정의 원격 제어 기능을 적용하여 비닐하우스를 관리하는 날씨와 센싱 정보를 이용한 비닐하우스 자동제어 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 비닐하우스, 유리온실 등의 시설 안에서 채소, 과수, 화훼 등의 작물을 재배하는 것을 시설재배라고 하며, 시설재배는 작물 생장에 가장 적합한 환경을 인위적으로 만들어 주어 노지보다 훨씬 우수한 작물을 단시일 내에 생산 출하하여 판매하도록 함으로써 최대한의 이익을 얻을 수 있게 하고, 연중재배를 가능하게 함으로써 농촌에서 광범위하게 실시되고 있다.
그러나 겨울철 시설재배에서는 작물에 필요한 온도 유지가 가장 중요한데, 유가가 상승하면 난방비 부담이 가중되기 때문에 시설재배 전반에 걸쳐 악영향을 주는 문제가 있다.
이와 같은 난방비 부담에 대한 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 연중 15℃ 내외의 온도를 유지하는 지하수를 내부 비닐하우스와 외부비닐하우스 사이의 공간에 분사하여 하우스 내의 온도를 상승시키는 지하수를 이용한 수막 재배 시설이 활용되고 있다.
종래의 수막 재배 시설은 대한민국 특허등록 제1517506호 공보에 개시된 바와 같이, 내부공간이 구비된 내측 하우스; 상기 내측 하우스를 감싸며 수막공간이 형성되도록 상기 내측 하우스의 외측에서 일정 간격으로 이격되어 설치된 외측 하우스; 상기 수막공간의 상부에 상기 내측 하우스의 길이방향을 따라 설치되어 상기 내측 하우스의 외면에 지하수를 분사하여 수막이 형성되도록 하는 수막형성용 파이프; 상기 수막형성용 파이프에 지하수를 공급하는 지하수 공급부; 및 상기 수막형성용 파이프에서 분사된 지하수를 하천으로 배수하는 지하수 배수부를 포함하되: 상기 지하수 배수부는 상기 수막형성용 파이프에서 분사된 지하수가 지하로 환원되는 침투공을 더 포함하되, 상기 침투공은 지하를 향하여 함몰 형성되며, 상기 지하수 배수부는 상기 내측 하우스의 외측 하부에 상기 내측 하우스의 길이방향을 따라 형성된 지하수 회수부, 및 상기 지하수 회수부에 의해 회수된 지하수를 하천과 연결된 배수로로 전달하는 지하수 배수관을 포함하되, 상기 침투공은 상기 배수로에 형성되며, 상기 침투공은 상기 배수로의 길이방향을 따라 복수로 형성되며, 상기 배수로의 단부에 형성되며, 소정의 수위 이하에서는 상기 배수로를 흐르는 지하수가 하천으로 배출되지 않도록 하는 보를 더 포함하며, 상기 침투공의 상부에 설치되며, 상기 배수로를 흐르는 지하수에 포함된 오염물이 상기 침투공 내부로 유입되는 것을 차단하는 차단필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하여 구성되어있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 수막 재배 시설은 날씨 정보와 센서 데이터를 활용한 방식이 아니어서 온도 및 습도에 따라 자동적으로 수막을 형성하지 못하여 관리자의 지식이나 경험에 의해 인위적으로 조절하기 때문에 특정 작물의 계절별 환경에 맞는 최적의 환경 조건을 제공하지 못하여 특정 작물의 생장에 적합하지 못한 환경을 조성하여 최악의 경우에는 특정 작물이 죽는 문제가 발생하게 된다.
따라서, 환경 정보를 실시간으로 수집하고, 계절별 기상 정보를 활용하여 특정 작물의 계절별 환경에 맞게 각종 시설물들을 제어함으로써, 환경 상태에 따른 적절하고 신속한 재배 조치를 취하여 작물 관리를 자동으로 수행하며, 위험 상황 발생시에 원격지 혹은 모바일 기기로 경보를 제공함으로써, 이에 따른 적절한 조치를 취할 수 있도록 하는 날씨와 센싱 정보를 이용한 비닐하우스 자동제어 시스템을 제공하게 되었다.
(선행문헌) 대한민국특허등록공보 제10-1517506호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 농작물에 구성된 센서들을 통해 온도,습도, 일조량, 강수량, CO2등의 농작물 환경 감지 정보 및 연도별 기상 정보를 수집하여 특정 작물의 계절별 환경에 맞게 비닐하우스의 개폐제어시스템과 관정제어시스템을 제어함으로써, 작물 관리를 기후에 맞게 실시간으로 제어할 수 있도록 하고자 한다.
또한, 본 발명의 제 2 목적은 모바일기기를 이용하여 관정제어서버에서 제공되는 환경 모니터링 정보를 화면에 출력하며, 모바일 제어 정보를 관정제어서버로 제공함으로써, 기기 조작에 익숙하지 않은 농민들이 쉽게 접근 및 조작을 수행할 수 있도록 하고자 한다.
또한, 본 발명의 제 3 목적은 기존의 연도별 기상 정보와 현재 농작물 환경 정보를 이용함으로써, 계절별(동절기, 하절기) 수막가동과 개폐제어시스템의 개폐 자동 제어 간의 오작동 피해를 최소화하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 날씨와 센싱 정보를 이용한 비닐하우스 자동제어 시스템은 농작물을 보호하기 위한 제 1하우스; 상기 제1 하우스의 내측에 설치되어 농작물에 물, 영양제및 농약 등 재배에 필요한 요소를 공급할 수 있는 공급부; 상기 제1 하우스의 내측에 부착되어 있으며,실내 하우스의 환경을 감지하는 실내센서부; 상기 제1하우스보다 직경이 크며,제1하우스외부에 설치되는 제2 하우스; 상기 제2 하우스보다 직경이 크며,제2하우스외부에 설치되는 제3 하우스; 상기 제3하우스외측에 설치되고 하우스 외부환경을 감지하는 실외센서부; 각각의 하우스의 양쪽 말단부에 설치되며 하우스의 개폐를 제어하는 개폐장치;및 상기 제1 하우스의 실내센서부와 제3하우스의 실외센서부의 센싱 값을 바탕으로 하우스 개폐를 자동으로 제어하는 자동제어부;를 포함하여 구성하고, 상기 자동제어부는 농작물 생장에 필요한 전반적인 정보를 포함하는 중앙서버, 상기 중앙서버, 실내센서부및 실외센서부와 사용자의 모바일 기기 및통신이 가능한 단말기와 통신가능한 통신부, 상기 하우스 말단에 부착되어 있는 개폐장치와 상기 제1 하우스내측에 설치된 공급부를 원격으로 제어하며 전반적인 제어가 이루어지는 제어부를 제공한다.
상기 제1하우스의 실내센서부와 상기 제3하우스의 실외센서부는 데이터를 송수신을 위해 통신이 가능하며, 하우스 실내외의 온도, 습도, CO2농도, 일조량, 강수량, 미세먼지 농도, 자외선농도, 황사, 풍속 및 적설량 등 작물을 재배하기 위한 환경요소를 감지할 수 있다.
상기 실내센서부와 실외센서부의 센싱 값을 바탕으로 하우스를 개방해야 할 경우, 제1하우스의 왼쪽 하단을 개방하였을때, 상기 제2하우스의 오른쪽 하단을 개방하고, 상기 제2하우스의 왼쪽하단을 개방하는 형태로 교차개방할 수 있다.
상기 제1하우스는 통신이 가능한 데이터입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 날씨와 센싱 정보를 이용한 비닐하우스 자동제어 시스템.
상기 데이터입력부는 카메라, 마이크, 적외선 카메라 및 열감지 카메라 중 어느 하나를 설치할 수 있다.
상기 제3하우스는 수막호스를 더 포함할 수 있으며, 수막호스로 하우스의 온도를 조절할 수 있다.
이러한 특징에 따르면, 본 발명은 농작물에 구성된 센서들을 통해 온도, 습도,일조량,강수량및 CO2등의 농작물 환경 감지 정보 및 연도별 기상 정보를 수집하여 특정 작물의 계절별 환경에 맞게 비닐하우스의 개폐제어시스템과 관정제어시스템을 제어 함으로써,작물 관리를 기후에 맞게 실시간으로 제어할 수 있는 관리의 효율성과 편리성을 발휘하게 된다.
또한 모바일기기를 이용하여 관정제어서버에서 제공되는 환경 모니터링 정보를 화면에 출력하며,모바일 제어 정보를 관정제어서버로 제공함으로써,기기 조작에 익숙하지 않은 농민들이 쉽게 접근 및 조작을 수행할 수 있는 모니터링과 제어의 편리성 및 접근 용이성을 발휘하는 효과가 있다.
아울러기존의 연도별 기상 정보와 현재 농작물 환경 정보를 이용함으로써 계절별(동절기,하절기)수막 가동과 개폐제어시스템의 개폐 자동 제어 간의 오작동 피해를 최소화하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 날씨와 센싱 정보를 이용한 비닐하우스 자동제어 시스템의 설계모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 날씨와 센싱 정보를 이용한 비닐하우스 자동제어 시스템의 자동제어부의 시스템도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 날씨와 센싱 정보를 이용한 비닐하우스 자동제어 시스템에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 날씨와 센싱 정보를 이용한 비닐하우스 자동제어 시스템의 설계 모식도이고,도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 날씨와 센싱 정보를 이용한 비닐하우스 자동제어 시스템의 자동제어부의 시스템도이다.
도 1과 도 2를참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 날씨와 센싱 정보를 이용한 비닐하우스 자동제어 시스템은 지면(70)위에 설치하며,지면(70)의 농작물(60)을 보호하기 위한 제 1하우스(10), 상기 제1 하우스(10)의 내측에 설치되어 농작물(60)에 물, 영양제및 농약 등 재배에 필요한 요소를 공급할 수 있는 공급부(11), 상기 제1 하우스(10)의 내측에 부착되어 있으며,실내 하우스의 환경을 감지하는 실내센서부(12), 상기 제1하우스(10)보다 직경이 크며,제1하우스(10)외부에 설치되는 제2 하우스(20), 상기 제2 하우스(20)보다 직경이 크며,제2하우스(20)외부에 설치되는 제3 하우스(30), 상기 제3하우스(30) 외측에 설치되고 하우스 외부환경을 감지하는 실외센서부(31), 각각의 하우스(10,20,30)의 양쪽 말단부에 설치되며 하우스의 개폐를 제어하는 개폐장치(40) 및상기 제1 하우스(10)의 실내센서부(12)와 제3하우스(30)의 실외센서부(31)의 센싱 값을 바탕으로 하우스 개폐를 자동으로 제어하는 자동제어부(50)를 포함하여 구성한다.
상기 제1하우스(10)의 실내센서부(12)와 상기 제3하우스(30)의 실외센서부(31)는 데이터를 송수신을 위해 통신이 가능하며,하우스 실내외의 온도,습도, CO2농도,일조량,강수량,미세먼지 농도,자외선농도,황사, 풍속 및 적설량등 작물을 재배하기 위한 환경요소를 감지한다.또한 실내센서부(12)와 실외센서부(31)의 값을 바탕으로농작물에게 필요한 요소를 추가 공급하거나 작물의 피해를 줄이기 위하여 하우스의 양 말단을 개폐할 수 있다.
상기 실내센서부와 실외센서부의 센싱 값을 바탕으로 하우스를 개방해야 할 경우,제1하우스(10)의 왼쪽 하단을 개방하였을때,상기 제2하우스(20)의 오른쪽 하단을 개방하고,상기 제2하우스(30)의 왼쪽하단을 개방하는 형태로교차개방한다. 반대로 제1 하우스(20)의 오른쪽 하단을 개방하였을 때,제2하우스(20)의 왼쪽하단을 개방하고,제3하우스(30)의 오른쪽 하단을 개방함으로써 공기의 흐름을 차단하여 하우스 내부에 공기가 머무르게 하여 온도조절을 할 수 있다.또한 이로 인해 농작물을 훼손시킬 수 있는 설치류나 해충등의 유입을 차단할 수 있다.
상기와 같이 교차개방하지 않고 각각의 하우스(10,20,30)의 양 말단을 개방함으로써 환기를 가능하게 한다.
상기 제1하우스(10)는 통신이 가능한 데이터입력부(미도시)를 더 포함할 수 있으며,데이터입력부를 통해 하우스 실내를 촬영하거나,야생동물의 울음소리 등을 입력하여 사용자에게 제공할 수 있으며,이로 인해 농작물 피해를 줄일 수 있다.
상기 데이터입력부는 카메라,마이크,적외선 카메라및 열감지 카메라 중 어느 하나를 설치하며,이에 한정하지 않는다.
상기 제3하우스(30)는 수막호스(32)를 더포함할 수 있으며,수막호스(32)로 하우스의 온도를 조절할 수 있다.
상기 자동제어부(50)는 농작물 생장에 필요한 전반적인 정보를 포함하는 중앙서버(100), 상기 중앙서버(100),실내센서부(12) 및 실외센서부(31)와 사용자의 모바일 기기 및통신이 가능한 단말기와 통신가능한 통신부(51), 상기 하우스 말단에 부착되어 있는 개폐장치(40)와상기 제1 하우스(10) 내측에 설치된 공급부(11)를 원격으로 제어하며 전반적인 제어가 이루어지는 제어부(52)를 포함하여 구성하고 있다.
또한 상기 자동제어부(50) 상기 데이터입력부의 데이터를 수집하여 사용자에게 전달할 수 있으며,사용자에게 실시간으로 하우스 실내를 제공할 수 있다.
한 예로,깻잎을 재배하고 있는 하우스일 경우,상기 자동제어부(50)에 재배하는 농작물에 깻잎을 입력하고,입력된 농작물 깻잎에 대한 빅데이터를 수집하여 깻잎을 재배하기 위한 가장 좋은 환경을 기준 값으로 설정한다.설정된 값으로 수렴하기 위하여 하우스의 실내센서부(12)와 실외센서부(31)의 데이터를 수집하여 하우스 개폐 및 공급부(11)를 자동으로 제어하여 하우스의 환경을 조성한다.
상기 자동제어부(50)는 상기 수막호스(32)를 제어할 수 있는 관정제어부(미도시)를 포함하여 구성할 수 있다.
상기 관정제어부는상기 중앙서버(100)의 데이터를 바탕으로 수막호스(32)를 제어할 수 있다.또한 관정제어부는지하수를 이용하여 상기 하우스(10,20,30)의 수막호스(32)로 하우스 내부의 온도를 제어할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 제1하우스 11: 공급부
12: 실내센서부 20: 제2하우스
30: 제3하우스 31: 실외센서부
40: 개폐장치 50: 자동제어부
51:통신부 52: 제어부
60: 농작물 70: 지면
100:중앙서버

Claims (6)

  1. 농작물을 보호하기 위한 제 1하우스;
    상기 제1 하우스의 내측에 설치되어 농작물에 물, 영양제 및 농약 등 재배에 필요한 요소를 공급할 수 있는 공급부;
    상기 제1 하우스의 내측에 부착되어 있으며, 실내 하우스의 환경을 감지하는 실내센서부;
    상기 제1 하우스보다 직경이 크며, 제1하우스외부에 설치되는 제2 하우스;
    상기 제2 하우스보다 직경이 크며, 제2하우스외부에 설치되는 제3 하우스;
    상기 제3 하우스외측에 설치되고 하우스 외부환경을 감지하는 실외센서부;
    각각의 하우스의 양쪽 말단부에 설치되며 하우스의 개폐를 제어하는 개폐장치;및
    상기 제1 하우스의 실내센서부와 제3하우스의 실외센서부의 센싱 값을 바탕으로 하우스 개폐를 자동으로 제어하는 자동제어부;를 포함하여 구성하고,
    상기 자동제어부는 농작물 생장에 필요한 전반적인 정보를 포함하는 중앙서버, 상기 중앙서버, 실내센서부 및 실외센서부와 사용자의 모바일 기기 및통신이 가능한 단말기와 통신가능한 통신부, 상기 하우스 말단에 부착되어 있는 개폐장치와 상기 제1 하우스내측에 설치된 공급부를 원격으로 제어하며 전반적인 제어가 이루어지는 제어부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 날씨와 센싱 정보를 이용한 비닐하우스 자동제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1하우스의 실내센서부와 상기 제3하우스의 실외센서부는 데이터를 송수신을 위해 통신이 가능하며, 하우스 실내외의 온도, 습도, CO2농도, 일조량, 강수량, 미세먼지 농도, 자외선농도, 황사, 풍속 및 적설량 등 작물을 재배하기 위한 환경요소를 감지하는 것을 특징으로 하는 날씨와 센싱 정보를 이용한 비닐하우스 자동제어 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 실내센서부와 실외센서부의 센싱 값을 바탕으로 하우스를 개방해야 할 경우, 제1하우스의 왼쪽 하단을 개방하였을때, 상기 제2하우스의 오른쪽 하단을 개방하고, 상기 제2하우스의 왼쪽하단을 개방하는 형태로 교차개방하는 것을 특징으로 하는 날씨와 센싱 정보를 이용한 비닐하우스 자동제어 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1하우스는 통신이 가능한 데이터입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 날씨와 센싱 정보를 이용한 비닐하우스 자동제어 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 데이터입력부는 카메라, 마이크, 적외선 카메라 및 열감지 카메라 중 어느 하나를 설치하는 것을 특징으로 하는 날씨와 센싱 정보를 이용한 비닐하우스 자동제어 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제3하우스는 수막호스를 더포함할 수 있으며, 수막호스로 하우스의 온도를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 날씨와 센싱 정보를 이용한 비닐하우스 자동제어 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101517506B1 (ko) 2014-06-09 2015-05-04 한국건설기술연구원 침투형 배수로가 구비된 수막재배시설

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