KR20200056224A - Sensing system for environment information and growth information - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 환경 및 생육정보 측정 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 환경 및 생육정보 측정모듈의 구비 수량을 최소화하면서도 넓은 영역에서 다양한 정보를 효과적으로 감지, 획득할 수 있고 설치비용 및 유지보수비용을 절감할 수 있고, 구조가 간결, 단순하여 저렴한 비용으로 다양한 장소에 용이하게 설치하여 사용할 수 있고, 식물의 성장에 악영향을 초래하지 않으면서 재배시설의 환경정보 및 식물의 성장상태정보를 정확하고 효율적으로 획득할 수 있는 환경 및 생육정보 측정 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an environment and growth information measurement system, and more specifically, while minimizing the number of environment and growth information measurement modules, it is possible to effectively detect and acquire a variety of information in a wide area and reduce installation and maintenance costs. It can be reduced, and its structure is simple and simple, so it can be easily installed and used in various places at low cost, and it can accurately and efficiently record environmental information of planting facilities and plant growth status without causing adverse effects on plant growth. It relates to an environmental and growth information measurement system that can be obtained.
일반적으로, 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.In general, cultivation of crops was generally cultivated in the open land by selecting crops suitable for soil, climatic conditions, seasons, etc., but due to the climate characteristics of Korea, where the four seasons are distinct, crop cultivation in the open land is limited to a certain period of time, while people's income As the level rises day by day, demand for fresh agricultural products continues to be maintained throughout the year, and in recent years, uncertainty about domestic agricultural supply and demand and price fluctuations has increased due to frequent abnormal temperatures.
이에 따라, 이상기온에 따른 불확실성을 줄이고, 소비자들의 연중 수요를 충족하기 위한 방안으로 시설원예산업이 점차 확대되고 있으며 다양한 연구개발이 진행되고 있다.Accordingly, the facility horticulture industry is gradually expanding as a way to reduce uncertainty due to abnormal temperatures and to meet the annual demand of consumers, and various research and development are underway.
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.For example, facility horticulture planting crops on plantations constructed inside horticultural facilities such as glass greenhouses or plastic greenhouses, and performing cultivation processes while managing the environment to maintain conditions such as temperature, humidity, and CO 2 ideal for planting. Is done.
이를 위해, 원예시설 내부에는 온도, 습도, CO2 농도, 식물의 상태 등 식물의 재배에 필요한 다양한 정보를 측정 및 수집하기 위한 센서, 카메라 등과 같은 감지장치(이하, '센싱모듈'이라 함)가 설치되어 있다.To this end, a sensing device (hereinafter referred to as a 'sensing module') for measuring and collecting various information necessary for plant cultivation, such as temperature, humidity, CO 2 concentration, and plant condition, is located inside the horticultural facility. Installed.
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, 센싱모듈은 매우 고가이므로 현실적인 적용이 불가능한 실정에 있다.In addition, since the interior of the horticultural facility differs in temperature, humidity, and CO 2 ratio depending on the location and height, each sensor must be installed and managed in order to cultivate effective crops, but since the sensing module is very expensive, it is practically applicable. It is impossible.
또한, 종래 센싱모듈은 고정형으로서 특정 장소에 설치한 이후에 다른 곳에 설치하고자 할 경우 추기적인 철거 및 설치작업이 요구될 뿐만 아니라 고정 상태에서는 특정 위치의 정보만을 획득할 수 있으므로 측정된 정보가 온실 전체 영역을 대표할 수 없고, 온실 전체의 특성을 나타낼 수 있는 지표로 활용할 수 없는 한계점이 있다.In addition, the conventional sensing module is a fixed type, and if it is to be installed elsewhere after installation in a certain place, additional removal and installation work is required, and only information at a specific location can be obtained in a fixed state, so the measured information is the entire greenhouse. There are limitations that cannot be used to represent areas and cannot be used as indicators that can indicate the characteristics of the entire greenhouse.
이러한 문제점을 해결하기 방안으로 다양한 연구개발이 진행되고 있는 바, 예컨대 한국공개특허 공개번호 제10-2016-0072519호로 개시된 "유선드론을 적용한 작물개체 모니터링 시스템"이 제안되어 있다.As a way to solve this problem, various research and development are in progress. For example, a "crop object monitoring system using a wire drone" disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2016-0072519 has been proposed.
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.The crop object monitoring system to which the wired drone is applied is mounted on the
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. The above-described conventional monitoring system has an advantage of reducing the quantity of the
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.First, the conventional monitoring system is required to install
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.And, the conventional monitoring system requires a moving
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.In addition, since the conventional monitoring system has a structure in which the
특히, 종래 모니터링 시스템은 전력선과 통신선 등의 메인라인(30)이 원예시설의 전 영역에 시설되어야 하므로 태양광의 입사를 방해하여 작물의 생육에 악영향을 초래하는 단점이 있다.In particular, the conventional monitoring system has a disadvantage in that the
본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 환경 및 생육정보 측정모듈의 구비 수량을 최소화하면서도 넓은 영역에서 다양한 정보를 효과적으로 감지, 획득할 수 있고 설치비용 및 유지보수비용을 절감할 수 있도록 한 환경 및 생육정보 측정 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed in view of the above, an environment that can effectively detect and acquire a variety of information in a wide area while minimizing the number of environmental and growth information measurement modules and reduce installation and maintenance costs. And to provide a growth information measurement system.
본 발명의 다른 목적은, 구조가 간결, 단순하여 저렴한 비용으로 다양한 장소에 용이하게 설치하여 사용할 수 있고, 식물의 성장에 악영향을 초래하지 않으면서 재배시설의 환경정보 및 식물의 성장상태정보를 정확하고 효율적으로 획득할 수 있도록 한 환경 및 생육정보 측정 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is that the structure is simple, simple, and can be easily installed and used in various places at a low cost, and the environmental information of the cultivation facility and the growth state information of the plant are accurate without causing an adverse effect on the growth of the plant. And to provide an environment and growth information measurement system that can be efficiently obtained.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 환경 및 생육정보 측정 시스템은 환경 및 생육정보 측정 시스템에 있어서, 측정공간상에서 이동되는 측정모듈프레임; 상기 측정모듈프레임에 설치되는 복수의 케이블권취부; 상기 케이블권취부에 일단이 권취되고 타단이 피설치부에 결속되는 케이블; 상기 케이블권취부를 구동시키는 권취장치구동부; 및 상기 케이블장치구동부의 구동을 제어하는 권취장치제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the environment and growth information measurement system according to the present invention comprises: an environment and growth information measurement system, comprising: a measurement module frame moved in a measurement space; A plurality of cable winding units installed on the measurement module frame; A cable having one end wound on the cable winding part and the other end bound to the installation part; A winding device driving unit for driving the cable winding unit; And it characterized in that it comprises a winding device control unit for controlling the drive of the cable device driving unit.
상기 측정모듈프레임은, 상기 권취장치동부가 설치되는 하판; 상기 하판에 이격되게 배치되는 상판; 및 상기 하판과 상판을 서로 결속하는 결속부재를 포함하여 구성될 수 있다.The measurement module frame, the lower plate to which the copper winding device is installed; An upper plate spaced apart from the lower plate; And a binding member that binds the lower plate and the upper plate to each other.
그리고, 상기 권취장치구동부는 스테핑모터로 구성되고, 상기 케이블권취부는 상기 하판과 상기 상판 사이에 위치하도록 상기 스테핑모터의 출력축에 접속되는 권취릴로 구성될 수 있다.In addition, the winding device driving unit may be configured with a stepping motor, and the cable winding unit may be configured with a winding reel connected to the output shaft of the stepping motor to be positioned between the lower panel and the upper panel.
상기 케이블은 전력선 및 통신선을 포함하여 구성될 수 있다.The cable may include a power line and a communication line.
한편, 본 발명에 따른 환경 및 생육정보 측정 시스템은 상기 측정모듈프레임에 장착되는 환경 및 생육정보 측정모듈이 구비되어 있다.Meanwhile, the environment and growth information measurement system according to the present invention is provided with an environment and growth information measurement module mounted on the measurement module frame.
상기 환경 및 생육정보 측정모듈은 온도센서, 습도센서, PH측정센서, 전기전도도측정센서, 기체농도측정센서, 광량센서, 압력센서, 위치센서, 이미지촬상모듈 중에서 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.The environment and growth information measurement module may include at least one of a temperature sensor, a humidity sensor, a PH measurement sensor, an electrical conductivity measurement sensor, a gas concentration measurement sensor, a light quantity sensor, a pressure sensor, a position sensor, and an image imaging module.
그리고, 본 발명에 따른 환경 및 생육정보 측정 시스템은 상기 환경 및 생육정보 측정모듈로부터 수집된 수집데이터를 송수신하는 통신부; 및 상기 환경 및 생육정보 측정모듈로부터 수신된 수집정보를 이용하여 재배시설을 모니터링하고 상기 모니터링 된 결과에 따라 상기 재배시설을 관리하는 관리서버를 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the environment and growth information measurement system according to the present invention includes a communication unit for transmitting and receiving the collected data collected from the environment and growth information measurement module; And a management server for monitoring the cultivation facility using the collected information received from the environment and growth information measurement module and managing the cultivation facility according to the monitored results.
본 발명에 따른 환경 및 생육정보 측정 시스템에 의하면, 케이블에 의해 전후, 좌우 및 상하로 이동되는 측정모듈프레임에 탑재된 단일의 환경 및 생육정보 측정모듈이 재배공간을 입체적으로 이동하면서 재배시설의 환경정보 및 식물의 성장상태정보를 획득할 수 있으므로 환경 및 생육정보 측정모듈의 구비 수량을 최소화하면서도 넓은 영역에서 다양한 정보를 효과적으로 감지, 획득할 수 있고 설치비용 및 유지보수비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.According to the environment and growth information measurement system according to the present invention, a single environment and growth information measurement module mounted on a measurement module frame that is moved back and forth, left and right, and up and down by a cable move the cultivation space three-dimensionally, and the environment of the cultivation facility. Since information and plant growth status information can be obtained, it is possible to effectively detect and acquire various information in a wide area while minimizing the number of environmental and growth information measurement modules, and to reduce installation and maintenance costs. have.
그리고, 본 발명에 따른 환경 및 생육정보 측정 시스템은 케이블에 의해 환경 및 생육정보 측정모듈을 이동시키는 방식이므로 구조가 간결, 단순하여 저렴한 비용으로 다양한 장소에 용이하게 설치하여 사용할 수 있고, 태양광의 입사를 방해하지 않으므로 식물의 성장에 악영향을 초래하지 않으면서 재배시설의 환경정보 및 식물의 성장상태정보를 정확하고 효율적으로 획득할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the environment and growth information measurement system according to the present invention is a method of moving the environment and growth information measurement module by a cable, the structure is simple, simple, and can be easily installed and used in various places at low cost, and incident of sunlight It has the effect of accurately and efficiently obtaining environmental information of the cultivation facility and plant growth state information without causing adverse effects on the growth of the plants.
도1은 종래 유선드론을 적용한 작물개체 모니터링 시스템을 설명하기 위한 도면,
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 환경 및 생육정보 측정 시스템의 설치된 상태를 간략하게 나타낸 도면,
도3은 2의 A부 확대하여 나타낸 사시도,
도4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 환경 및 생육정보 측정 시스템의 요부를 나타낸 사시도,
도5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 환경 및 생육정보 측정 시스템의 요부를 나타낸 분리사시도,
도6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 환경 및 생육정보 측정 시스템의 하판을 나타낸 사시도,
도7 내지 도10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 환경 및 생육정보 측정 시스템의 작용을 설명하기 위한 도면으로서, 도7은 환경 및 생육정보 측정 시스템이 설치된 재배시설을 간략화하여 나타낸 평면도, 도8은 환경 및 생육정보 측정 시스템이 설치된 재배시설을 간략화하여 나타낸 정면도, 도9는 환경 및 생육정보 측정 시스템이 설치된 재배시설을 간략화하여 나타낸 우측면도이고,
도10은 환경 및 생육정보 측정 시스템이 설치된 재배시설을 간략화하여 나타낸 정면도로서 측정모듈프레임 이동경로상에 장애물이 있을 경우를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a crop object monitoring system using a conventional wired drone,
Figure 2 is a schematic view showing the installed state of the environment and growth information measurement system according to the first embodiment of the present invention,
3 is an enlarged perspective view of part A of 2,
Figure 4 is a perspective view showing a main portion of the environment and growth information measurement system according to the first embodiment of the present invention,
Figure 5 is an exploded perspective view showing the main parts of the environment and growth information measurement system according to the first embodiment of the present invention,
Figure 6 is a perspective view showing the lower plate of the environment and growth information measurement system according to a first embodiment of the present invention,
7 to 10 are views for explaining the operation of the environment and growth information measurement system according to the first embodiment of the present invention, FIG. 7 is a plan view showing a simplified cultivation facility in which the environment and growth information measurement system is installed, FIG. 8 is a simplified front view showing a cultivation facility equipped with an environment and growth information measurement system, and FIG. 9 is a right side view showing a simplified cultivation facility equipped with an environment and growth information measurement system,
FIG. 10 is a front view showing a simplified cultivation facility in which an environment and growth information measurement system is installed, and is a view for explaining a case where there is an obstacle on the movement path of the measurement module frame.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도2 내지 도10에 의거하여 상세히 설명하고, 도2 내지 도10에 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.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings FIGS. 2 to 10, and the same reference numerals are assigned to the same components in FIGS. On the other hand, the drawings and detailed descriptions of the structures and actions and effects thereon, which are easily understood by those skilled in the art from the general technology in each drawing, are briefly omitted or omitted, and centered on parts related to the present invention.
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 환경 및 생육정보 측정 시스템의 설치된 상태를 간략하게 나타낸 도면, 도3은 2의 A부 확대하여 나타낸 사시도, 도4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 환경 및 생육정보 측정 시스템의 요부를 나타낸 사시도이다.Figure 2 is a simplified view showing the installed state of the environment and growth information measurement system according to the first embodiment of the present invention, Figure 3 is an enlarged perspective view of part A of 2, Figure 4 is a first embodiment of the present invention It is a perspective view showing the main part of the environment and growth information measurement system.
도2 내지 도4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 환경 및 생육정보 측정 시스템은 환경 및 생육정보 측정모듈의 구비 수량을 최소화하면서도 넓은 영역에서 다양한 정보를 효과적으로 감지, 획득할 수 있고 설치비용 및 유지보수비용을 절감할 수 있도록 구성한 점에 특징을 갖는 것으로서, 측정모듈프레임(1), 케이블권취부(2), 케이블(3), 권취장치구동부(4), 및 권취장치제어부(5)가 구비되어 있다.2 to 4, the environment and growth information measurement system according to the first embodiment of the present invention can effectively detect and acquire various information in a wide area while minimizing the number of environment and growth information measurement modules. It is characterized by being configured to reduce installation and maintenance costs, and the measurement module frame (1), cable winding unit (2), cable (3), winding unit driving unit (4), and winding unit control unit ( 5) is provided.
측정모듈프레임(1)은 복수의 케이블권취부(2)가 설치될 수 있다면 형태나 구조에 특별한 제한은 없지만, 본 실시예에서는 권취장치동부(4)가 설치되는 하판(11), 하판(11)에 이격되게 배치되는 상판(11), 및 하판(12)과 상판(13)을 서로 결속하는 결속부재(13)로 구성되어 있다.The
도5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 환경 및 생육정보 측정 시스템의 요부를 나타낸 분리사시도, 도6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 환경 및 생육정보 측정 시스템의 하판을 나타낸 사시도이다.5 is an exploded perspective view showing a main part of the environment and growth information measurement system according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a perspective view showing a lower panel of the environment and growth information measurement system according to the first embodiment of the present invention.
도5 및 도6을 참조하면, 하판(11)은 대략 사각판 형상으로 형성된 것으로, 하판몸체의 저면에 권취장치구동부(4)가 삽입되도록 요입된 구동부삽입홈(112), 하판몸체의 상면에 케이블권취부(2)를 향해 돌출되는 가이드보스(113)가 형성되어 있는 한편 전원선의 인출을 위한 전원선인출홀(114)이 중심부에 관통되어 있다.Referring to Figures 5 and 6, the
상판(12)은 하판과 대응하는 사각판 형상으로 형성된 것으로, 상판몸체의 상면에 권취장치제어부(5)의 설치를 위한 체결부재(122)가 설치되어 있고, 전원선의 인출을 위한 전원선인출홀(124)이 중심부에 관통되어 있다.The
케이블권취부(2)는 케이블(3)이 권취되도록 측정모듈프레임(1)에 설치되는 구성요소로서, 본 실시예에서는 4개로 구성되어 있지만 다양한 수량으로 변경하여 구성할 수 있다.The
그리고, 케이블권취부(2)는 케이블(3)을 풀거나 감을 수 있는 구조라면 형태나 구조에 특별한 제한은 없지만, 본 실시예에서는 하판(11)과 상판(12) 사이에 위치하도록 권취장치구동부(4)의 출력축에 접속되는 권취릴로 구성되어 있다.In addition, the
케이블(3)은 케이블권취부(2)에 일단이 권취되고 타단이 피설치부에 결속되는 선형부재로서 다양한 선형부재가 적용될 수 있지만 권취장치구동부(4)에 전원을 제공할 수 있는 전력선 및 외부와의 통신이 가능하도록 통신선을 포함하는 구조로 구성됨으로써 전원이나 통신을 위해 추가적인 배선을 설치하지 않도록 구성하는 것이 바람직하다.The
그리고 케이블(3)은 케이블권취부(2)로부터 인출되는 타단을 재배시설(h)에 별도로 설치된 지주 등에 결속할 수 있지만, 본 실시예에서는 별도의 지주 등을 구비하지 않고 유리 온실이나 비닐하우스와 같은 재배시설(h)의 지주, 골조 등과 같은 프레임에 직접 결속하는 방식으로 설치한다.And the cable (3) can be attached to the other end drawn out from the cable winding unit (2), etc. separately installed in the cultivation facility (h), but in this embodiment, without a separate holding, etc. glass greenhouse or plastic greenhouse and It is installed in such a way as to directly bind to a frame such as a pillar or frame of the same cultivation facility (h).
권취장치구동부(4)는 케이블권취부(2)를 정역 구동시키기 위한 구성요소로서, 다양한 구동모터를 제한 없이 선택하여 구성할 수 있지만, 본 실시예에서는 감김 및 풀림되는 케이블(3)의 길이 제어가 용이하도록 스테핑모터로 구성되어 있다. The winding
여기서, 스테핑모터는 도5에 도시된 바와 같이 모터바디(41)에 하판(11)과의 결속을 위해 체결공이 천공된 체결부(42)가 돌출되어 있고, 출력축(43)의 외면에 케이블권취부(2)의 중심에 형성된 롤러홀에 형합되도록 끼움홈(D컷 가공)이 형성되어 있다. Here, as shown in Figure 5, the stepping motor has a fastening portion 42 with a fastening hole perforated for protruding from the
그리고, 모터바디(41)는 권취장치제어부(5) 등과 전기적으로 접속되는 전원선(45)이 결속되어 있다.In addition, the
권취장치제어부(5)는 케이블장치구동부(4)의 구동을 제어하는 구성요소로서, 도3에 간략하게 도시한 바와 같이 감김 및 풀림되는 케이블(3)의 길이를 연산하고 입력부(미도시)의 신호에 따라 권취장치구동부(4)의 구동을 제어하는 마이콤, 각종 전기 및 전자 소자와 회로가 실장된 제어보드로 구성되는 것으로 상판(12)의 상부에 설치된다.The winding
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 환경 및 생육정보 측정 시스템은 측정모듈프레임(1)에 장착되는 환경 및 생육정보 측정모듈(6)이 구비되어 있다.On the other hand, the environment and growth information measurement system according to the first embodiment of the present invention is provided with an environment and growth
그리고 환경 및 생육정보 측정모듈(6)은 측정모듈프레임(1)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, 기체농도측정센서(CO2측정센서), 광량센서, 압력센서, 위치센서, CCD카메라와 같은 이미지촬상모듈 등이 선택적으로 설치될 수 있다. 대표적으로, 환경 및 생육정보 측정모듈(6)은 측정모듈케이스(61)에 CCD카메라(미도시), 온도센서(미도시), 습도센서(미도시), CO2측정센서(미도시)가 내장된 구조로 구성될 수 있다.And the environment and growth
그리고, 권취장치제어부(5)는 환경 및 생육정보 측정모듈(6)로부터 수집된 수집데이터를 송수신하는 통신부(미도시), 메모리부(미도시) 등이 구비되어 있다. In addition, the winding
통신부는 환경 및 생육정보 측정모듈(6)로부터 수집된 수집데이터를 외부 단말로 송신하거나 외부 단말로부터 제어신호를 수신받는 구성요소로서, 관리서버(미도시)와의 무선통신을 수행하는 것으로, 무선통신은 WIFI, LoRa, RF, LTE 기술 등으로 구현할 수 있다.The communication unit is a component that transmits the collected data collected from the environment and growth
관리서버(미도시)는 환경 및 생육정보 측정모듈(6)로부터 수신된 수집정보를 이용하여 재배시설(h) 내부를 모니터링하고 모니터링 된 결과에 따라 재배시설을 관리하는 서버로서, 저장된 정보와 환경 및 생육정보 측정모듈로부터 수신된 수집정보를 비교하여 식물의 성장에 요구되는 온도, 습도, CO2량 등을 제어하여 식물이 보다 효과적으로 성장할 수 있도록 적절하게 환경조건을 조절할 수 있다.The management server (not shown) is a server that monitors the inside of the cultivation facility (h) using the collected information received from the environment and growth information measurement module (6) and manages the cultivation facility according to the monitored results. And by comparing the collected information received from the growth information measurement module, it is possible to adjust the environmental conditions appropriately so that the plant can grow more effectively by controlling the temperature, humidity and CO 2 required for plant growth.
이하 본 발명의 제1 실시예에 따른 환경 및 생육정보 측정 시스템의 작용을 간략하게 설명한다.Hereinafter, the operation of the environment and growth information measurement system according to the first embodiment of the present invention will be briefly described.
먼저, 측정모듈프레임(1)에 케이블권취부(2), 권취장치구동부(4), 및 권취장치제어부(5) 및 환경 및 생육정보 측정모듈(6)을 조립하고 케이블(3)의 일단을 케이블권취부(2)에 결속하고 타단을 유리 온실이나 비닐하우스와 같은 재배시설(h)에 마련된 프레임과 같은 피설치부에 결속한다. 이러한 상태에서 권취장치제어부의 제어하에 권취장치구동부(4)를 정,역 구동시키게 되면 케이블권취부(2)가 정역 회전되면서 케이블(3)을 감거나 풀면서 측정모듈프레임(1)을 이동시키게 된다.First, assemble the cable winding part (2), the winding device driving part (4), and the winding device control part (5) and the environment and growth information measurement module (6) to the measurement module frame (1) and connect one end of the cable (3). It is bound to the cable winding part (2), and the other end is attached to an installation part such as a frame provided in a cultivation facility (h) such as a glass greenhouse or a vinyl house. In this state, if the winding
이와 같이 측정모듈프레임(1)이 이동되면 탑재된 환경 및 생육정보 측정모듈(6)은 장착된 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. When the
예컨대, 토마토를 유인하여 재배하는 수경재배온실에서 온실 상부와 토마토가 위치한 온실 중심부의 온도 및 습도 차이를 모니터링 하고자 할 경우 환경 및 생육정보 측정모듈이 탑재된 측정모듈프레임(1)을 상하로 이동하면서 온도 및 습도를 측정하고 그 분포에 대한 정보를 획득하고 이를 토대로 식물의 성장에 적절한 조건이 되도록 냉난방장치 등을 이용하여 온실 환경을 조절함으로써 재배과정을 효과적으로 수행할 수 있다. 이때, 토마토 재배용 유인줄 등과 같은 설치물에 케이블이 걸려 굴절되는 상황이 발생될 수 있으므로 유인줄의 위치를 미리 지정하여 회피할 수 있도록 한다.For example, if you want to monitor the temperature and humidity difference between the upper part of the greenhouse and the center of the greenhouse where the tomatoes are located in a hydroponic cultivation room that attracts and grows tomatoes, move the measurement module frame (1) equipped with the environment and growth information measurement module up and down. It is possible to effectively perform the cultivation process by measuring the temperature and humidity, acquiring information on its distribution, and controlling the greenhouse environment using an air conditioner or the like so as to be an appropriate condition for plant growth based on this. In this case, a situation in which a cable may be refracted by an installation such as an induction line for tomato cultivation may occur.
전술한 바와 같이 획득된 정보는 통신부를 매개로 관리서버로 전송되어 재배자나 관리자가 모니터링 함으로써 온실 내부 및 토양의 환경정보 등을 실시간으로 적절하게 조절하면서 온실을 관리할 수 있다.As described above, the obtained information is transmitted to a management server via a communication unit, so that a greenhouse or a greenhouse can be managed by appropriately adjusting the environment information of the greenhouse and the soil in real time by monitoring by a grower or an administrator.
한편, 측정모듈프레임(1)의 이동과정을 보다 구체적으로 설명하면, 권취장치제어부(5)는 탑재된 이송제어프로그램에 의해 측정모듈프레임의 이동을 제어하게 되는데, 이하에서 구체적으로 기재된 바와 같이 측정모듈프레임(1)의 3차원 공간좌표를 입력받아 목표 위치로 이동하고, 이송 후 측정모듈프레임의 현재 위치를 3차원 반환하는 방식으로 이동과정을 반복 진행하며 장애물로 인해 이동에 장애가 있을 시 장애물 위치를 고려하여 케이블 길이를 조정하면서 이동과정을 진행하게 되는 이하에서 보다 구체적으로 살펴본다. On the other hand, when the movement process of the
첨부도면, 도7 내지 도10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 환경 및 생육정보 측정 시스템의 작용을 설명하기 위한 도면으로서, 도7은 환경 및 생육정보 측정 시스템이 설치된 재배시설을 간략화하여 나타낸 평면도, 도8은 환경 및 생육정보 측정 시스템이 설치된 재배시설을 간략화하여 나타낸 정면도, 도9는 환경 및 생육정보 측정 시스템이 설치된 재배시설을 간략화하여 나타낸 우측면도, 도10은 환경 및 생육정보 측정 시스템이 설치된 재배시설을 간략화하여 나타낸 정면도로서 측정모듈프레임 이동경로상에 장애물이 있을 경우를 설명하기 위한 도면이다.The accompanying drawings, FIGS. 7 to 10 are views for explaining the operation of the environment and growth information measurement system according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a simplified view of a cultivation facility in which the environment and growth information measurement system is installed. The top view, FIG. 8 is a simplified front view showing the cultivation facility where the environment and growth information measurement system is installed, FIG. 9 is the right side view, which is a simplified view of the cultivation facility where the environment and growth information measurement system is installed, and FIG. 10 is the environment and growth information measurement This is a simplified front view showing the cultivation facility where the system is installed.
먼저, 3차원 공간좌표로 측정모듈프레임(1)을 이동시키는 과정은 이동을 원하는 특정 위치의 3차원 공간좌표값을 입력하게 되면 권취장치제어부(5)에 의해 케이블(3)의 목표 길이를 도출하고, 현재의 케이블(3)의 길이와 목표 길이를 비교하여 권취장치구동부(4)의 구동을 제어하여 측정모듈프레임(1)을 이동시키게 된다. First, in the process of moving the
보다 구체적으로 케이블의 이동과정을 살펴보면 평면도에서 볼 때 측정모듈프레임(1)의 우상단, 좌상단, 좌하단, 우하단에 위치한 4개의 케이블(3)의 길이를 각각 l1, l2, l3, l4라 할 때, 케이블 l1, l2, l3, l4의 길이 계산은 이하의 수학식1 내지 4에 의해 산출할 수 있는 것으로, 첨부도면 도7 내지 도10을 참조하여 설명한다. Looking at the movement process of the cable in more detail, as seen from the top view, the lengths of the four
이상의 식에서 측정모듈프레임(1)이 움직일 재배시설(h)의 공간(원예시설, 식물재배 프레임 등)의 가로, 세로 및 높이를 각각 xsize, ysize, zsize 라고 하고, 측정모듈프레임(1)의 가로, 세로를 각각 xmodule, ymodule 이라 하며, 공간좌표에서 측정모듈프레임(1)의 위치는 (x,y,z) 이라 한다.In the above equation, the horizontal, vertical, and height of the space (gardening facility, plant cultivation frame, etc.) of the cultivation facility h to which the
그리고, 도7(평면도)에서 좌상단의 (x,y,z) 좌표를 (0,0,0)으로 하며, 도8(정면도)의 우하단의 좌표를 (xsize,ysize,zsize)로 두고, 측정모듈프레임(1) 위치의 좌표는 최고 높이(최상면)에서의 가로, 세로길이의 중심점으로 한다. 또한, 케이블권취부(2)로 적용된 권취릴이 한 바퀴 돌 때 케이블 길이의 변화값을 pir2 라 한다. In addition, in FIG. 7 (top view), the (x, y, z) coordinates of the upper left are (0,0,0), and the coordinates of the lower right of FIG. 8 (front view) are (x size , y size , z size ), And the coordinates of the position of the
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 환경 및 생육정보 측정 시스템에서 측정모듈프레임(1)의 현재 위치 3차원 좌표 반환을 설명하면, 최초 설치 시 설치위치를 현재 위치로 기록하고, 목표 위치의 3차원 공간좌표를 입력하여 측정모듈프레임을 이동한 후 오류 없이 정상적으로 작동하였다면 목표 위치를 현재 위치로 기록한다. 이러한 현재 좌표를 이용하여 각 케이블(3)의 길이를 도출하여 측정모듈프레임(1)을 이동시키기 위한 계산에 이용한다. 목표 지점에 위치하기 위해 필요한 각 케이블의 길이와 현재 케이블의 길이를 비교하여 케이블권취부(2)를 회전시켜 케이블(3)의 길이를 가감하는 방식으로 최종 목표 위치로 측정모듈프레임(1)을 이동시키게 된다. On the other hand, in the environment and growth information measurement system according to the first embodiment of the present invention, when describing the return of the three-dimensional coordinates of the current position of the
이러한 측정모듈프레임(1)의 이동시 장애물로 인해 이동에 장애가 있을 시 장애물 위치를 고려하여 케이블 길이를 조정하여 장애물을 회피하면서 이동과정을 진행한다. 장애물의 회피는 미리 장애물의 위치를 입력하여 케이블이 굴절되는 지점을 예측하는데, 도10에 도시된 바와 같이 높이방향(z축) 이동 시 장애물에 의한 케이블의 굴절을 고려하여 케이블 길이를 조정한다.When there is an obstacle in movement due to an obstacle when the
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 환경 및 생육정보 측정 시스템을 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.What has been described above is only one embodiment for implementing the environment and growth information measurement system according to the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiment, and the present invention as claimed in the following claims Anyone who has ordinary knowledge in the field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention will have the technical spirit of the present invention to the extent that various changes can be implemented.
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.The terms used in the above embodiments are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, terms such as “include” or “have” are intended to indicate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, one or more other features. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.
1:측정모듈프레임
2:케이블권취부
3:케이블
4:권취장치구동부
5:권취장치제어부
6:환경 및 생육정보 측정모듈
h:재배시설1: Measurement module frame
2: Cable winding
3: Cable
4: Winding device driver
5: Winding device control unit
6: Environment and growth information measurement module
h: Cultivation facility
Claims (7)
측정공간상에서 이동되는 측정모듈프레임;
상기 측정모듈프레임에 설치되는 복수의 케이블권취부;
상기 케이블권취부에 일단이 권취되고 타단이 피설치부에 결속되는 케이블;
상기 케이블권취부를 구동시키는 권취장치구동부; 및
상기 케이블장치구동부의 구동을 제어하는 권취장치제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 및 생육정보 측정 시스템.
In the environmental and growth information measurement system,
A measurement module frame moved in the measurement space;
A plurality of cable winding units installed on the measurement module frame;
A cable having one end wound on the cable winding part and the other end bound to the installation part;
A winding device driving unit for driving the cable winding unit; And
Environment and growth information measurement system comprising a winding device control unit for controlling the drive of the cable device driving unit.
상기 측정모듈프레임은,
상기 권취장치동부가 설치되는 하판;
상기 하판에 이격되게 배치되는 상판; 및
상기 하판과 상판을 서로 결속하는 결속부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 및 생육정보 측정 시스템.
According to claim 1,
The measurement module frame,
A lower plate on which the winding device copper portion is installed;
An upper plate spaced apart from the lower plate; And
Environment and growth information measurement system comprising a binding member for binding the lower plate and the upper plate to each other.
상기 권취장치구동부는 스테핑모터로 구성되고,
상기 케이블권취부는 상기 하판과 상기 상판 사이에 위치하도록 상기 스테핑모터의 출력축에 접속되는 권취릴로 구성된 것을 특징으로 하는 환경 및 생육정보 측정 시스템.
According to claim 2,
The winding device driving unit is composed of a stepping motor,
The cable winding part is an environment and growth information measurement system, characterized in that it comprises a winding reel connected to the output shaft of the stepping motor to be located between the lower plate and the upper plate.
상기 케이블은 전력선 및 통신선을 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 및 생육정보 측정 시스템.
According to claim 1,
The cable environment and growth information measurement system characterized in that it comprises a power line and a communication line.
상기 측정모듈프레임에 장착되는 환경 및 생육정보 측정모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 및 생육정보 측정 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 4,
Environment and growth information measurement system, characterized in that it comprises an environment and growth information measurement module mounted to the measurement module frame.
상기 환경 및 생육정보 측정모듈은 온도센서, 습도센서, PH측정센서, 전기전도도측정센서, 기체농도측정센서, 광량센서, 압력센서, 위치센서, 이미지촬상모듈 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 및 생육정보 측정 시스템.
The method of claim 5,
The environment and growth information measurement module is characterized in that it includes at least one of a temperature sensor, a humidity sensor, a PH measurement sensor, an electrical conductivity measurement sensor, a gas concentration measurement sensor, a light quantity sensor, a pressure sensor, a position sensor, and an image imaging module. Environment and growth information measurement system.
상기 환경 및 생육정보 측정모듈로부터 수집된 수집데이터를 송수신하는 통신부; 및
상기 환경 및 생육정보 측정모듈로부터 수신된 수집정보를 이용하여 재배시설을 모니터링하고 상기 모니터링 된 결과에 따라 상기 재배시설을 관리하는 관리서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 및 생육정보 측정 시스템.The method of claim 5,
Communication unit for transmitting and receiving the collected data collected from the environment and growth information measurement module; And
Environment and growth information measurement system comprising a management server for monitoring the cultivation facility using the collected information received from the environment and growth information measurement module and managing the cultivation facility according to the monitored results.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |