KR20200083088A - 다년생 작물 재배 시스템 - Google Patents

다년생 작물 재배 시스템 Download PDF

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KR20200083088A
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Abstract

본 발명은 다년생 작물 재배 시스템에 관한 것으로, 각종 센서로부터 센싱된 데이터를 분석하여, 다년생 작물의 상태정보를 생성하고, 그에 따라 상부관, 하부관 또는 LED모듈을 작동시켜 다년생 작물이 최적의 조건에서 생장할 수 있도록 할 수 있다.

Description

다년생 작물 재배 시스템 {Ginseng seedling cultivate system}
본 발명은 다년생 작물 재배기에 관한 것이다.
인삼은 예로부터 약재로 많이 사용되었으며, 그 효과는 매우 다양하여 노화 억제, 항동맥경화, 고지혈증 개선, 간기능 개선, 항암 효과, 수족냉증 개선 등 매우 다양한 효과가 있다.
하지만, 인삼은 재배하는데 수년이 소요되고, 재배 방법과 관리 방법 또한 일반적인 식물과는 다르기 때문에 일반인이 인삼을 끝까지 재배하는 것이 매우 어렵다는 문제점이 있다.
이에, 인삼 재배 방법, 장치에 대하여 다양한 문헌들이 공개되어 있지만 인삼을 재배할 수 있는 기구적인 장치만을 제공하고 있을 뿐이기 때문에 꾸준한 관리가 필요한 인삼의 특성상 여전히 큰 도움이 되지는 못하고 있는 실정이다.
이에, 본 출원인은 인삼의 상태를 계속해서 센싱, 모니터링하고 이를 기반으로 물, 농약, 양액을 공급하여 일반인도 수년동안 인삼을 재배하여 수확할 수 있도록 하는 다년생 작물 재배기를 안출하게 되었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2016-0078139호 (2016.07.04)
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 각종 센서로부터 센싱된 데이터를 분석하여, 다년생 작물의 상태정보를 생성하고, 그에 따라 상부관, 하부관 또는 LED모듈을 작동시키는 다년생 작물 재배 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 다년생 작물 재배 시스템은, 다년생 작물의 재배기에 관한 것으로, 다년생 작물의 재배기에 관한 것으로, 상기 다년생 작물의 토양층 상부로 노출된 부분에 삽입된 제1센서; 상기 다년생 작물의 상기 토양층에 위치된 부분에 삽입된 제2센서; 상기 토양층의 상부에 물, 농약 또는 양액을 공급하는 상부관; 상기 토양층에 하부에 물 또는 산소를 공급하는 하부관; 상기 재배기의 상측에 설치된 LED모듈; 및 상기 재배기 내에 설치되어 상기 다년생 작물의 외형을 센싱하는 감시센서;를 포함하며, 상기 재배기는, 상기 제1센서, 제2센서 및 감시센서로부터 센싱된 데이터를 분석하여, 상기 다년생 작물의 상태정보를 생성하고, 그에 따라 상기 상부관, 하부관 또는 상기 LED모듈 중 적어도 하나를 상기 상태정보에 따라 작동시키는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 제1센서 또는 제2센서를 통해 상기 다년생 작물에 병충해가 센싱될 경우, 상기 상부관을 통해 약제를 투입하고, 상기 LED모듈을 통해 청색광을 발광시키며, 상기 감시센서를 통해 센싱된 정보를 통해 상기 다년생 작물의 생장속도가 평균 생장속도보다 느린 것으로 판단되면, 상기 상부관을 통해 양액 공급, 상기 하부관을 통해 산소 공급, 상기 LED모듈을 통해 적색광 발광 중 적어도 하나를 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 재배기는, 상기 토양층 내에 배치되어 상기 토양의 온도를 조절하는 온도조절장치를 더 포함하며, 상기 제어부는, 온습도 센서를 통해 센싱된 온도가 임계치 이하인 경우, 상기 LED모듈을 통해 노란색 광을 발광시키고, 상기 온도조절장치를 제어하여 상기 토양의 온도를 상승시키며, 온습도 센서를 통해 센싱된 온도가 임계치 이상인 경우, 상기 온도조절장치를 제어하여 상기 토양의 온도를 하강시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 토양층을 지지하는 플레이트;를 더 포함하고, 상기 하부관은, 상기 플레이트를 관통하여 상기 토양층 내 하부공간으로 연장되도록 형성되며, 상측으로 물 또는 산소를 공급하는 복수의 노즐을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 둘 이상의 재배기로부터 수신되는 다년생 작물의 상태정보를 분석하여, 생장속도가 제일 빠른 재배기를 마스터 재배기로 설정하고, 하나 이상의 타 재배기의 설정을 상기 마스터 재배기의 설정과 동기화하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 감시센서로부터 센싱되는 데이터를 분석하여, 상기 다년생 작물의 전체 크기와 예상 수확시기를 산출하는 분석부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분석부는, 상기 감시센서로부터 센싱되는 상기 토양층의 상부로 노출된 상기 다년생 작물의 외형 정보를 통해 해당 다년생 작물의 전체 크기를 산출하고, 상기 산출된 전체 크기와 함께, 해당 다년생 작물의 상태정보와 해당 다년생 작물의 최근 일정기간 동안의 생장속도를 기초로 하여 상기 예상 수확시기를 산출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다년생 작물의 적어도 하나의 잎에 감싸져 고정되는 제3센서;를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 제1센서 내지 제3센서 및 감시센서로부터 센싱된 데이터를 분석하여, 상기 다년생 작물의 상태정보를 생성하고, 그에 따라 상기 상부관, 하부관 또는 LED모듈 중 적어도 하나를 상기 상태정보에 따라 작동시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 제1센서 및 제2센서로부터 센싱되는 데이터를 분석하여, 상기 다년생 작물의 상부와 중간부의 공통점과 차이점을 도출하고, 상기 도출된 차이점으로부터 상기 토양이 상기 다년생 작물에 미치는 영향을 도출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 최근 제1기간 동안 제2센서로부터 수집된 데이터의 특정 지표가 종전 제2기간 동안 제1센서로부터 수집된 데이터의 해당 지표보다 임계치 이하로 감소하였을 경우, 상기 토양의 교체시기를 알리는 알림을 제공하는 것을 특징으로 한다.
이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공될 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 각종 센서로부터 수집된 데이터를 분석하여 다년생 작물의 상태정보를 생성하고, 그에 따라서 상부관, 하부관, LED모듈을 통해 다년생 작물에게 필요한 조건을 제공하기 때문에 누구나 다년생 작물을 쉽게 재배할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다년생 작물 재배기의 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다년생 작물 재배기의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제1센서, 제2센서, 제3센서를 통해 각종 지표를 측정하는 것을 예시한 도면이다.
도 5는 복수 개의 재배기가 함께 구비된 다년생 작물 재배 시스템을 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다년생 작물 재배 시스템으로, 마스터 재배기가 설정되는 것을 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 재배기가 사용자 단말 또는 서버와 통신하는 것을 예시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 케이스의 내부 블라인드가 오픈된 것을 예시한 도면이다.
도 9는 도 8의 블라인드가 클로즈되어 케이스가 차광된 것을 예시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다년생 작물 재배기(10)의 예시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다년생 작물 재배기(10)의 블록도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 다년생 작물 재배기(10)는 플레이트(20), 제1센서(31), 제2센서(32), 상부관(41), 하부관(42), LED모듈(48), 감시센서(36), 제어부(50), 온도조절장치(39), 분석부(70)를 포함한다.
다만, 몇몇 실시예에서 재배기(10)는 도 3에 도시된 구성요소보다 더 적은 수의 구성요소나 더 많은 구성요소를 포함할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 다년생 작물(400)은 토양층(90)에 심어져 상측의 일부가 토양층(90) 밖으로 노출되어 있다.
재배기(10)의 하측 공간에는 플레이트(20)가 설치되어, 토양층(90)을 지지하며, 플레이트(20)의 하측 공간에는 하부관(42)이 설치되어 있다.
제1센서(31)는 다년생 작물의 상부에 삽입된다. 보다 상세하게는, 다년생 작물의 상부는 토양층(90)의 상부로 노출된 부분이다.
제2센서(32)는 다년생 작물의 중간부 또는 하부에 삽입된다. 보다 상세하게는, 다년생 작물의 토양층(90)에 위치된 부분에 삽입된다.
따라서, 제1센서(31)는 다년생 작물에서 토양층(90) 외부로 노출된 부분에 삽입되어 센싱하고, 제2센서(32)는 다년생 작물에서 토양층(90)에 위치된 부분에 삽입되어 센싱하기 때문에, 제어부(50), 분석부(70)가 토양이 다년생 작물에 미치는 영향을 분석할 수 있게 된다.
상부관(41)은 토양층(90)의 상부에 물, 농약 또는 양액을 공급한다.
바람직하게는, 다년생 작물에 직접적으로 물을 공급할 경우, 안좋은 영향을 끼칠 수 있으므로, 도 1과 같이 하측 토양 방향으로 휘어져 토양으로 공급하도록 형성될 수 있다.
보다 상세하게는, 상부관(41)은 도 1 및 도 2와 같이 끝단에 점적노즐이 형성될 수 있다. 따라서, 점적노즐(49)을 통해 토양으로 물, 농약 또는 양액을 공급할 수 있으며, 이때 점적노즐(49)은 도 1 및 도 2와 같이 형성될 수도 있고, 길이가 더 연장되어 토양에 심어질 수도 있다.
하부관(42)은 토양층(90)의 하부에 물 또는 산소를 공급한다.
보다 상세하게는, 상부관(41)과 하부관(42)은 전자밸브(미도시)를 포함하여, 제어부(50)의 제어에 따라서 독립적으로 작동될 수 있으며, 하부관(42)에는 산소 공급관(43)에 추가로 연결되어 물을 급수할 경우에는 물을 공급하고, 산소 공급관(43)이 작동할 경우에는 산소를 공급할 수 있다.
예를 들어, 상부관(41)을 통해서만 물을 공급할 경우, 제어부(50)는 하부관(42)으로 통하는 전자밸브를 클로즈(close)함으로써, 상부관(41)으로만 물을 공급하도록 할 수 있다.
또한, 하부관(42)은 재배기(10)의 하측 공간에 설치되어 토양층(90)으로 연장되고, 상측으로 물 또는 산소를 공급한다.
이때, 도 2와 같이, 하부관(42)은 플레이트(20)를 관통하여 토양층(90) 내 하부공간으로 연장되도록 형성되며, 상측으로 물 또는 산소를 공급하는 복수의 노즐(45)을 구비할 수 있다.
상술한 하부관(42)은 도 2와 같이 재배기(10)의 토양층(90) 내부에 길이 방향으로 형성되고, 복수의 노즐(45)이 형성되어 토양층(90) 전체에 물 또는 산소를 공급할 수 있다.
LED모듈(48)은 재배기(10)의 상측에 설치되어 있다. 도 1과 같이 재배기(10)의 상부에 길이 방향으로 설치될 수 있으며, 상측에 설치되어 다년생 작물에 LED광을 조사할 수 있다면 무엇이든 실시 가능하다.
또한, LED모듈(48)은 청색광, 적색광, 노란색광을 발광할 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.
감시센서(36)는 재배기(10)의 내부 상측에 설치되어 다년생 작물의 외형을 센싱한다. 보다 상세하게는, 감시센서(36)는 라이다(Lidar), 카메라가 적용될 수 있다.
제어부(50)는 감시센서(36)로부터 센싱되는 데이터를 분석하여, 다년생 작물의 크기를 분석할 수 있으며, 보다 상세한 내용은 아래에서 다루도록 한다.
제어부(50)는 제1센서(31), 제2센서(32) 및 감시센서(36)로부터 센싱된 데이터를 분석하여, 다년생 작물의 상태정보를 생성하고, 그에 따라 상부관(41), 하부관(42) 또는 LED모듈(48) 중 적어도 하나를 상태정보에 따라 작동시킨다.
본 발명의 실시예에서 상태정보란, 대기 및 토양의 온습도, 다년생 작물의 수분함유량, 영양상태, Ph, 염도, 생장 속도, 외형 크기, 생장 년수 등 다년생 작물의 각종 정보들을 의미한다.
보다 상세하게는, 제어부(50)는 제1센서(31) 또는 제2센서(32)를 통해 다년생 작물에 병충해가 센싱될 경우, 상부관(41)을 통해 약제를 공급하고, LED모듈(48)을 통해 청색광을 발광시킨다.
이와 같이, 상부관(41)을 통해 농약을 공급하여 병충해를 퇴치하거나, 병충해 퇴치에 효과적인 청색광을 발광함으로써, 다년생 작물에게 발생한 병충해를 해결할 수 있게 된다.
그리고, 감시센서(36)를 통해 센싱된 정보를 통해 다년생 작물의 생장속도가 평균 생장속도보다 느린 것으로 판단되면, 상부관(41)을 통해 양액 공급, 하부관(42)을 통해 산소 공급, LED모듈(48)을 통해 적색광 발광 중 적어도 하나를 수행하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 상부관(41)을 통해 양액을 공급하여 다년생 작물에게 영양분을 공급하거나, 하부관(42)을 통해 산소를 공급하여 토양의 산소량을 증가시키거나, 다년생 작물의 생장에 도움이 되는 적색광을 발광시킴으로써, 다년생 작물의 생장을 촉진시킬 수 있다.
이때, 상술한 평균 생장속도란, 재배기(10)에 재배하고 있는 다년생 작물과 동일한 다년생 작물, 그리고 년수가 비슷한 다년생 작물들의 평균적인 생장 속도를 의미한다.
온도조절장치(39)는 토양층(90) 내에 배치되어 토양의 온도를 조절할 수 있다.
예를 들어, 온도조절장치(39)로 펠티어가 적용될 수 있으며, 제어부(50)는 펠티어를 제어하여 토양층(90)의 온도를 높이거나 낮출 수 있다.
또 다른 예로, 열선 또는 냉각선이 토양층(90)에 심어져 온도조절장치(39)의 역할을 수행하고, 제어부(50)가 이를 제어하여 토양층(90)의 온도가 다년생 작물의 생장에 최적화되도록 상시 제어할 수 있다.
또한, 재배기(10)의 내부에는 재배기(10) 내의 대기 및 토양의 온도, 습도를 측정할 수 있는 온습도 센서(38)가 구비될 수 있다.
보다 상세하게는, 온습도 센서(38)은 재배기(10) 내 상측 공간에 설치되어 있는 제1온습도 센서(38a)와 토양층(90) 공간에 위치하고 있는 제2온습도 센서(38b)를 포함한다.
상술한 구성을 통해, 제어부(50)는 제2센서(32) 또는 온습도 센서(38)를 통해 센싱된 온도가 임계치 이하일 경우, LED모듈(48)을 통해 노란색 광을 발광시키고, 온도조절장치(39)를 제어하여 토양의 온도를 상승시킬 수 있다.
반대로, 제2센서(32) 또는 온습도 센서(38)를 통해 센싱된 온도가 임계치 이상인 경우, 온도조절장치(39)를 제어하여 토양의 온도를 하강시킬 수 있다.
일반적인 경우, 재배기(10)가 실내에 배치되어 다년생 작물을 재배하게 될 것이지만, 한여름과 한겨울에는 실내 온도가 급변할 수도 있고, 실내 난방, 냉방의 차이에 따라서 토양층(90)의 온도가 변화할 수 있다. 이러한 일이 발생할 경우, 다년생 작물에게 안좋은 영향을 끼칠 수 있으므로, 토양층(90)의 온도를 유지해주는 것이 중요하다.
또한, 온습도 센서(38)를 통해 측정된 재배기(10) 내의 습도가 낮은 것으로 판단되면, 제어부(50)는 상부관(41)을 통해 물을 공급하여 습도가 올라가도록 조절할 수 있다.
일 실시예로, 재배기(10)는 다년생 작물의 적어도 하나의 잎에 감싸져 고정되는 제3센서(33)를 더 포함할 수 있다.
그리고, 제어부(50)는 제1센서(31) 내지 제3센서(33) 및 감시센서(36)로부터 센싱된 데이터를 분석하여, 다년생 작물의 상태정보를 생성하고, 그에 따라 상부관(41), 하부관(42) 또는 LED모듈(48) 중 적어도 하나를 상기 상태정보에 따라 작동시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 제어부(50)는 제1센서(31) 또는 제2센서(32)로부터 센싱되는 데이터를 분석하여, 다년생 작물의 상부와 중간부의 공통점과 차이점을 도출하고, 도출된 차이점으로부터 토양이 다년생 작물에 미치는 영향을 도출하는 것을 특징으로 한다.
보다 상세하게는, 제어부(50)는 최근 제1기간 동안 제2센서(32)로부터 수집된 데이터의 특정 지표가 종전 제2기간 동안 제1센서(31)로부터 수집된 데이터의 해당 지표보다 임계치 이하로 감소하였을 경우, 토양의 교체시기를 알리는 알림을 제공하는 것을 특징으로 한다.
예를 들어, 다년생 작물의 재배는 몇 달 동안 이루어지는 것이 아니라, 수년동안 지속되어야 하기 때문에, 토양을 교체해 주어야 하는 상황이 발생할 수 있다.
따라서, 제어부(50)는 상술한 바와 같이 제1센서(31), 제2센서(32)로부터 수집되는 데이터의 특정 지표를 비교하여 토양 교체 시기를 판단하고, 사용자에게 알림을 제공함으로써, 토양을 교체할 수 있게 해준다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제1센서(31), 제2센서(32), 제3센서(33)를 통해 각종 지표를 측정하는 것을 예시한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 제1센서(31) 내지 제3센서(33)는 도 4와 같은 지표들을 측정(센싱)할 수 있고, 제어부(50)는 이를 분석할 수 있다.
분석부(70)는 감시센서(36)로부터 센싱되는 데이터를 분석하여, 다년생 작물의 전체 크기와 예상 수확시기를 산출한다.
보다 상세하게는, 분석부(70)는 감시센서(36)로부터 센싱되는 토양층(90)의 상부로 노출된 다년생 작물의 외형 정보를 통해 해당 다년생 작물의 전체 크기를 산출한다.
그리고, 분석부(70)는 산출된 전체 크기와 함께, 해당 다년생 작물의 상태정보와 해당 다년생 작물의 최근 일정기간 동안의 생장속도를 기초로 하여 예상 수확시기를 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 도 1과 같이 다년생 작물의 상측 일부만이 토양층 외부로 노출되어 있기 때문에 사용자는 다년생 작물의 정확한 크기를 알 수 없다. 하지만, 상술한 분석부의 구성으로 인해 토양층 외부로 노출된 다년생 작물의 외형 정보를 통해 다년생 작물의 전체 크기를 산출하여 다년생 작물의 생장상태를 확인할 수 있게 된다.
일 실시예로, 재배 시스템(1)은 통신부(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 통신부는 다년생 작물을 재배하는 사용자의 사용자 단말(99)과 통신할 수 있다.
그리고, 분석부(70)는 분석된 결과를 통신부를 통해 사용자 단말(99)로 제공함으로써, 사용자가 본인이 재배하고 있는 다년생 작물의 생장상태를 확인할 수 있고, 예상 수확시기를 확인할 수 있다.
또한, 시스템(1)은 서비스 애플리케이션을 통해 UI를 제공하여, 다년생 작물의 상태정보와 생장속도, 산출된 전체 크기를 통해 현재 다년생 작물의 그래픽 UI를 사용자 단말(99)로 제공할 수 있다.
도 5는 복수 개의 재배기(10)가 함께 구비된 다년생 작물 재배 시스템(1)을 예시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다년생 작물 재배 시스템(1)으로, 마스터 재배기(10)가 설정되는 것을 예시한 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 다년생 작물 재배 시스템(1)은, 복수 개의 작물 재배기(10)를 포함할 수 있다.
이때, 복수의 재배기(10)는 행과 열로 구비될 수도 있고, 적층되어 구비될 수도 있으며, 이때 재배기(10)의 위치 혹은 식별번호를 통해서 각각의 재배기(10)가 구분되어 재배기(10) 내 다년생 작물의 상태정보에 따라서 독립적으로 제어될 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 다년생 작물 재배 시스템(1)은 복수의 재배기(10)가 포함되어 있지만, 각 재배기(10)의 특성을 반영하여 별도 제어가 가능하다.
일 실시예로, 분석부(70)는 둘 이상의 재배기(10)로부터 수신되는 다년생 작물의 상태정보를 분석하여, 생장속도가 제일 빠른 재배기(10)를 마스터 재배기(10)로 설정하고, 하나 이상의 타 재배기(10)의 설정을 마스터 재배기(10)의 설정과 동기화하는 것을 특징으로 한다.
도 6에서는 다년생 작물 재배 시스템(1)에 9개의 재배기(10)가 연동되어 있는 것을 예시하고 있다. 그리고, 도 6의 하단에 표는 각 재배기(10)에서 재배하고 있는 다년생 작물의 평균 생장속도가 도시되어 있다.
이때, 7번 재배기(10)에서 재배하고 있는 다년생 작물들의 평균 생장속도가 6.8로 제일 빠른(높은) 것으로 확인되었고, 재배기 1~6, 8, 9의 설정을 재배기 7과 동기화하는 것을 예시하고 있다.
본 발명의 실시예에 따른 재배 시스템(1)에 연동된 복수 개의 재배기(10)는 모두 같은 공간에 배치될 것이지만, 각 재배기(10)에서 재배하는 다년생 작물의 상태정보에 따라서 서로 다른 조건 하에 생장하고 있을 것이다.
이때, 다년생 작물이 제일 생장을 잘하고 있는 재배기(10)를 마스터 재배기(10)로 선택하고, 다른 재배기(10)들의 설정을 동기화함으로써, 다른 재배기(10)에서도 마스터 재배기(10)의 다년생 작물처럼 생장하도록 환경을 조성할 수 있다.
이때, 상술한 설정이란, 물, 농약, 양액, 산소 공급, LED모듈(48)의 설정 등 제어부(50)가 제어하는 재배기(10)의 모든 설정들을 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 재배기(10)가 사용자 단말(99) 또는 서버(200)와 통신하는 것을 예시한 도면이다.
일 실시예로, 상술한 바와 같이 재배 시스템(1)은 통신부를 더 포함할 수 있으며, 제어부(50)를 통해 제어되는 내역, 감시센서(36)를 통해 수집되는 다년생 작물의 생장속도, 상태정보를 저장부에 저장하고, 기 설정된 주기마다 서버(200) 또는 사용자 단말(99)로 제공할 수 있다.
또한, 서버(200)는 서비스 애플리케이션을 제공하여 각종 UI와 함께 사용자가 재배중인 다년생 작물들에 대한 정보(재배 시작 시기, 경과 시간, 생장 속도, 현재 생장 상태 등)를 제공할 수 있다.
일 실시예로, 재배 시스템(1)은 재배기(10)의 통신부를 통해 각종 정보를 수신하는 서버(200)를 더 포함할 수 있다.
그리고, 서버(200)는 통신부를 통해서 다년생 작물의 생장 상태, 생장 속도, 상태 정보, 해당 다년생 작물에게 공급된 물, 농약, 양액의 양, 공급 시기, 공급 주기 등 재배기(10)에서 수행되는 모든 동작과 재배기(10)의 센서, 감시센서(36)에서 수집되는 모든 데이터를 수신할 수 있다.
그리고, 서버(200)의 학습모듈은 복수 개의 재배기(10)로부터 수집되는 데이터들을 취합하여 다년생 작물의 각 생장 년수, 크기에 적합한 물, 농약, 양액 공급량, 공급 주기, 온도, 습도를 학습한다.
사람의 경우에도 사람마다 필요하고 적합한 물, 영양분, 온도 습도가 미세하게 다르고, 나이 및 신체의 크기에 따라서는 더 많은 차이가 난다.
이와 같이, 다년생 작물도 육안으로 보기에는 큰 차이가 없더라고 세세하게 살펴보면 생장 년수와 크기 등에 따라서 필요한 조건들이 다를 수 있다.
따라서, 학습모듈이 수 많은 사용자들의 재배기(10)로부터 수집되는 데이터들을 통해 다년생 작물을 재배하는 방법에 대해서 학습하게 된다.
그리고, 서버(200)는 학습모듈로부터 도출된 재배 방법 모델을 일정 주기마다 통신부를 통해 재배기(10)로 전송하여 재배기(10) 제어부(50)의 펌웨어를 업데이트 한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 케이스(80)의 내부 블라인드(83)가 오픈된 것을 예시한 도면이고, 도 9는 도 8의 블라인드(83)가 클로즈되어 케이스(80)가 차광된 것을 예시한 도면이다.
도 8 및 도 9을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 다년생 작물 재배기(10)는 외부를 덮는 투명한 재질의 케이스(80)를 더 포함한다.
케이스(80)는 소정 두께로 형성되며, 두께의 내부에는 복수 개의 블라인드(83)가 마련되어 있고, 제어부(50)를 통해 블라인드(83)를 오픈(open) 또는 클로즈(close)할 수 있다.
인삼은 음지 식물로, 광합성량의 변화에 따라서 생장이 달라지게 된다.
따라서, 인삼 재배지에서는 차광막과 같이 해가림시설을 이용하여 재배하게 되는데, 빛이 아예 필요가 없는 것은 아니지만 적절하게 빛의 양을 조절하고 음지가 유지되도록 하면 인삼은 더 잘 자라게 된다.
이 같은 이유로, 본 발명의 실시예에 따른 케이스(80)는 블라인드(83) 부재를 포함하고 있으며, 또한, 케이스(80)가 반투명 재질로 형성될 수 있다.
제어부(50)는 다년생 작물의 생장에 필요한 광합성량 데이터를 기반으로 하여 블라인드(83)를 제어하여 다년생 작물의 일일 광합성량을 조절한다.
또한, 이를 위해서 케이스(80)의 일면에는 광도 측정센서가 더 포함될 수 있다.
그리고, 제어부(50)는 사용자 단말(99)로부터 블라인드(83) 오픈(open) 신호를 수신하면 블라인드(83)를 오픈하여 사용자가 육안으로 다년생 작물을 확인할 수 있게 한다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 다년생 작물 재배 시스템
10: 다년생 작물 재배기
20: 플레이트
22: 관통홀
30: 센서
31: 제1센서
32: 제2센서
33: 제3센서
34: 제4센서
36: 감시센서
38: 온습도 센서
39: 온도조절장치
40: 공급관
41: 상부관
42: 하부관
43: 산소 공급관
45: 토양층 노즐
48: LED모듈
49: 점적노즐
50: 제어부
70: 분석부
80: 케이스
83: 블라인드
90: 토양층
99: 사용자 단말
200: 서버
400: 다년생 작물

Claims (10)

  1. 다년생 작물의 재배기에 관한 것으로,
    상기 다년생 작물의 토양층 상부로 노출된 부분에 삽입된 제1센서;
    상기 다년생 작물의 상기 토양층에 위치된 부분에 삽입된 제2센서;
    상기 토양층의 상부에 물, 농약 또는 양액을 공급하는 상부관;
    상기 토양층에 하부에 물 또는 산소를 공급하는 하부관;
    상기 재배기의 상측에 설치된 LED모듈; 및
    상기 재배기 내에 설치되어 상기 다년생 작물의 외형을 센싱하는 감시센서;를 포함하며,
    상기 재배기는,
    상기 제1센서, 제2센서 및 감시센서로부터 센싱된 데이터를 분석하여, 상기 다년생 작물의 상태정보를 생성하고, 그에 따라 상기 상부관, 하부관 또는 상기 LED모듈 중 적어도 하나를 상기 상태정보에 따라 작동시키는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 다년생 작물 재배 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1센서 또는 제2센서를 통해 상기 다년생 작물에 병충해가 센싱될 경우, 상기 상부관을 통해 약제를 투입하고, 상기 LED모듈을 통해 청색광을 발광시키며,
    상기 감시센서를 통해 센싱된 정보를 통해 상기 다년생 작물의 생장속도가 평균 생장속도보다 느린 것으로 판단되면, 상기 상부관을 통해 양액 공급, 상기 하부관을 통해 산소 공급, 상기 LED모듈을 통해 적색광 발광 중 적어도 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는, 다년생 작물 재배 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 재배기는,
    상기 토양층 내에 배치되어 상기 토양의 온도를 조절하는 온도조절장치를 더 포함하며,
    상기 제어부는,
    온습도 센서를 통해 센싱된 온도가 임계치 이하인 경우, 상기 LED모듈을 통해 노란색 광을 발광시키고, 상기 온도조절장치를 제어하여 상기 토양의 온도를 상승시키며,
    온습도 센서를 통해 센싱된 온도가 임계치 이상인 경우, 상기 온도조절장치를 제어하여 상기 토양의 온도를 하강시키는 것을 특징으로 하는, 다년생 작물 재배 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    토양층을 지지하는 플레이트;를 더 포함하고,
    상기 하부관은,
    상기 플레이트를 관통하여 상기 토양층 내 하부공간으로 연장되도록 형성되며, 상측으로 물 또는 산소를 공급하는 복수의 노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는, 다년생 작물 재배 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    둘 이상의 재배기로부터 수신되는 다년생 작물의 상태정보를 분석하여, 생장속도가 제일 빠른 재배기를 마스터 재배기로 설정하고, 하나 이상의 타 재배기의 설정을 상기 마스터 재배기의 설정과 동기화하는 것을 특징으로 하는, 다년생 작물 재배 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 감시센서로부터 센싱되는 데이터를 분석하여, 상기 다년생 작물의 전체 크기와 예상 수확시기를 산출하는 분석부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 다년생 작물 재배 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 분석부는,
    상기 감시센서로부터 센싱되는 상기 토양층의 상부로 노출된 상기 다년생 작물의 외형 정보를 통해 해당 다년생 작물의 전체 크기를 산출하고,
    상기 산출된 전체 크기와 함께, 해당 다년생 작물의 상태정보와 해당 다년생 작물의 최근 일정기간 동안의 생장속도를 기초로 하여 상기 예상 수확시기를 산출하는 것을 특징으로 하는, 다년생 작물 재배 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 다년생 작물의 적어도 하나의 잎에 감싸져 고정되는 제3센서;를 더 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 제1센서 내지 제3센서 및 감시센서로부터 센싱된 데이터를 분석하여, 상기 다년생 작물의 상태정보를 생성하고, 그에 따라 상기 상부관, 하부관 또는 LED모듈 중 적어도 하나를 상기 상태정보에 따라 작동시키는 것을 특징으로 하는, 다년생 작물 재배 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1센서 및 제2센서로부터 센싱되는 데이터를 분석하여, 상기 다년생 작물의 상부와 중간부의 공통점과 차이점을 도출하고, 상기 도출된 차이점으로부터 상기 토양이 상기 다년생 작물에 미치는 영향을 도출하는 것을 특징으로 하는, 다년생 작물 재배 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는,
    최근 제1기간 동안 제2센서로부터 수집된 데이터의 특정 지표가 종전 제2기간 동안 제1센서로부터 수집된 데이터의 해당 지표보다 임계치 이하로 감소하였을 경우, 상기 토양의 교체시기를 알리는 알림을 제공하는 것을 특징으로 하는, 다년생 작물 재배 시스템.
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