KR20200088989A

KR20200088989A - 자동 점적관수시설 및 관수양액공급 원격제어시스템

Info

Publication number: KR20200088989A
Application number: KR1020190005523A
Authority: KR
Inventors: 차민지
Original assignee: 차민지
Priority date: 2019-01-16
Filing date: 2019-01-16
Publication date: 2020-07-24

Abstract

본 발명은 사과, 배, 복숭아 등 유실수나 정원수에 물을 직수하기 위한 물 흡수기와 각종 영양분을 혼합하여 공급하는 다수 개의 액비통으로 구성된 양액혼합장치, 양액과 농업용수, 지하수를 혼합 저장하는 교반기가 부착된 저수조, 필요 액을 급수하는 급수장치, 각각의 수목에 관수나 양액을 공급하는 관수양액공급기, 이 모두를 작동, 제어하는 서버컨트롤러와 매인컨트롤러, 그리고 모든 기능을 모바일 앱으로 감시 통제하는 원격제어시스템에 관한 것이다. 모든 과수에 필요한 작물 보호제를 필요량만큼 자동으로 저수조에 혼합하고 혼합된 영양분은 물과 섞여 급수장치와 공급기를 통하여 수목에 직수되는 본 발명의 모든 기능을 자동으로 작동하고 모바일 앱으로 감시 통제할 수 있다. 또한, 빗물의 43%가 대기 중으로 증발하는데 무더운 여름날 과수원에 설치된 송수관에서 분사되는 물은 더욱 많은 65%이상이 증발되는 문제점을 개선하기 위하여 에어방석 모양의 관수양액공급기 내부로 관수나 혼합액을 주입하는 주입구와 땅바닥으로 배출하는 배수구, 물이나 혼합액이 주입되더라도 에어방석처럼 납작한 형태로 유지하는 다수의 접합부, 그리고 공급기를 고정하는 고정핀끼움홀을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자동 점적관수시설 및 관수양액공급 원격제어시스템{Automatic control system for irrigation and water supply Remote control system}

본 발명은 과수나 정원수 등 수목에 물이나 영양분을 공급하는 자동화 점적관수시설 및 관수양액공급 원격제어시스템으로서 더욱 구체적으로는 과일나무에 물을 공급하고자 할 때 주로 이용되는 점적관수시설에 연결된 송수관(送水管)에 다수의 구멍을 뚫어 물이 분출되게 하거나 일정한 간격으로 연결한 지관(支管)에 스프링클러를 달아 물을 공급하는데 송수관(送水管)에서 직접 물이 분출하거나 스프링클러로 물을 뿜으면 나무에 필요한 물은 흡족하지 못하고 대기 중으로 많은 양의 물이 증발하여 필요 이상의 물을 더 소모하게 되는 문제가 있어 이를 해결하기 위하여 점적관수시설을 자동화하고 각각의 수목에 직접 영양액이나 물을 공급하기 위한 자동화 점적관수시설 및 관수양액공급 원격제어시스템에 관한 것이다.

모든 동식물은 마찬가지겠지만 특히, 우리나라 대부분의 과수원에는 가뭄을 대비한 물주기 시설로서 점적관수시설이 되어 있다. 농업용수 또는 지하수를 모으는 물탱크에 긴 송수관을 연결하여 과수원에 물이 분출되게 하거나 송수관에 지관을 연결하여 스프링클러를 달아 물을 분무하면 절반 이상의 물이 대기 중으로 증발하는 문제가 있고 물탱크에서 물을 배출할 때는 물탱크에 부착된 수동밸브를 열고 각각의 구역으로 연결되어 있는 밸브를 일일이 손으로 열어 송수하는 문제가 있었다.

그런데 최근 들어 점적관수시설을 자동화하여 물이나 영양분을 공급하는 자동화시설이 점점 늘어나고 있다. 그러나 문제는 점적관수시설을 자동화하는데 까지는 좋으나 수목에만 공급되어야 할 물이나 영양분이 분수처럼 분무되어 증발하는 양이 더 많고 눈으로 보고 관리할 수 있는 원격제어가 안 되는 문제가 있는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 상기에 전술(前述)한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로서 과수에 필요한 영양액을 자동으로 혼합하고 물이 필요할 때는 자동으로 공급하며 송수관으로 들어간 관수 또는 혼합액이 대기 중으로 증발하는 게 없이 수목 밑 땅으로만 스며들도록 하고 이를 감시 통제할 수 있는 원격제어시스템을 구비한 자동점적관수설비 및 관수양액공급 원격제어시스템을 제공한다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 특징에 따르면, 자동 점적관수시설은 물과 영양액을 혼합하여 담을 수 있는 저수조; 수목에 필요한 농업용수나 지하수를 흡입하는 관수흡입장치; 수목에 필요한 비료나 영양분을 혼합하는 양액혼합장치; 수목에 필요한 물이나 영양액을 급수하는 급수장치; 각각의 수목에 직접 물이나 영양액을 공급하는 관수양액공급기; 이들 각각의 장치들을 작동하는 서버컨트롤러; 다수의 서버컨트롤러를 작동하는 매인컨트롤러; 모바일 앱으로 매인컨트롤러와 통신하여 점적관수시설 전체를 감시, 통제, 조절하는 원격제어시스템을 제공한다.

본 발명에 의하면, 비료나 영양제를 필요한 양만큼 자동으로 혼합 공급할 수 있어 과학적인 과수재배가 가능하고, 수목(땅)에 직접 급수(給水)함으로서 관수를 절약하고, 물이나 영양분을 자동으로 공급함으로서 노동력이 절감되고, 필요한 시기에 필요 영양분과 양을 적절히 공급함으로서 양질의 과수 생산과 생산량 증대로 농가소득이 향상되고, 모바일 앱으로 언제 어디서나 감시 통제할 수 있음에 따라 가뭄이나 영양분 부족으로 인한 과수피해를 완전히 해결할 수 있는 효과가 있다.

도 1과 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 점적관수시설 및 관수양액공급 원격제어시스템을 설명하는 전체 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모바일 앱과의 원격제어시스템을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 관수양액공급기의 상면부와 하면부를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 관수양액공급기를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 관수양액공급기를 실제 사용 예를 형상화 한 설치상태 사시도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

이 과정에서 도면에 도시된 색깔, 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있으며 이는 해당 기술 분야의 통상적 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

또한, 하기에서 설명하는 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 단지 예시로 제시하는 것이며, 본 기술 사상을 통해 구현되는 다양한 실시예가 있을 수 있다.

후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 자동화 점적관수시설 및 관수양액공급 원격제어시스템에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1과 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 점적관수시설 및 관수양액공급 원격제어시스템을 설명하는 도면이다.

도 1을 참조하면, 물과 영양액을 혼합하여 공급하는 자동 점적관수시설(1)과 수목에 급수하는 급수시설(2)로 구분된다. 자동화 점적관수시설(1)에 사용되는 여러 가지 부속품들은 모두 용도에 맞는 기성품을 사용하여 조립된다.

점적관수시설(1)은 수목에 필요한 물과 영양분을 혼합하여 모으는 저수조(10)가 있고 저수조(10) 안에는 유입된 양액이 저수조 바닥으로 가라앉지 않게 저어주기 위한 교반기(11)가 설치되고 도시하지는 않았지만 필요시 열을 생산하는 히터가 구비되며 온도계(센서)와 에어펌프 등이 구비되어 있다. 물론, 수목에 필요한 물(관수)만을 나무에 공급하고자 할 때는 저수조(10)를 거치지 않고 바로 직수(농업용수나 지하수를 직접 공급)할 수도 있다.

저수조(10)의 상단 일 측면에는 수목에 필요한 농업용수나 지하수를 흡입하는 관수흡입장치(20)가 설치되는데 이 흡입장치(20)에는 농업용수나 지하수에 들어있는 불순물을 걸러주는 여과기(21)와 물을 빨아들이는 자동펌프(22), 그리고 송수관을 여닫는 솔레노이드(전자)밸브(23)가 송수관(60)에 부착되어 필요 시 지동으로 농업용수나 지하수 등을 흡입한다.

저수조(10)의 또 다른 일 측면에는 수목에 필요한 영양액을 혼합하는 양액혼합장치(30)가 부착되어 있는 데 이 양액혼합장치(30)에는 비료나 작물보호제 등 영양제를 담아 두는 액비통(31), 필요량만큼 자동으로 혼합할 수 있도록 배출량을 조절하는 유량계(31a), 그리고 배출구를 여닫는 솔레노이드(전자)밸브(32)가 구비된다. 또한, 도시하지는 않았지만 양액을 담아두는 액비통(31)으로 필요 시 물을 공급할 수 있는 급수구가 있고, 액비통(31) 안에는 내용물을 저어주기 위한 교반기를 비롯해서 열을 생산하는 히터(heater)와 온도감지센서 등이 구비되어 액체든 고체든 날씨가 춥든 덥든 관계없이 필요한 영양제를 액체로 변환해서 저수조로 배출할 수 있는 필요한 장치와 원격제어에 필요한 부품이 구비되어 있다.

저수조(10)의 관수양액을 수목에 공급하는 배수장치(40)는 저수조(10)에 담겨 있던 물이나 양액을 배수하는 자동배수펌프(41), 배수량을 조절하는 유량계(42), 불순물을 걸러주는 여과기(43), 그리고 각 구역별로 분배되는 물과 양액을 자동으로 여닫는 솔레노이드(전자)밸브(44)가 설치된다.

수목에 필요한 물과 양액을 직접 공급하는 급수시설(2)은 송수관(60)에서 분리된 지관(支管 61)에 부착하여 각각의 수목 밑에 설치하여 양액이 나무 밑으로만 배수하는 관수양액공급기(50)로 이루어진다.

또한, 도 2를 참조하면 점적관수에 설치된 저수조(10)와 농업용수나 지하수를 퍼 올리는 관수흡입장치(20), 다수의 액비통(31)과 양액혼합장치(30)를 작동 조절하는 서버컨트롤러(Sub Controller 100)는 별도의 보관함으로 제작된 내부에 설치하여 점적관수시설의 어느 위치에 설치되고 점적관수시설(1)과 급수시설(2) 전체를 총괄하는 메인컨트롤러(Main Controller 200) 역시 서버컨트롤러(100)와 같이 보관함에 설치된다. 전체를 총괄하는 메인컨트롤러(200)에는 LTE-M(long term evolution modem)이 내장되어 있고 이 LTE-Modem과 사용자가 가지고 있는 스마트 폰(Mobile app 400)이 통신하여 원격제어가 된다. 현재까지 원격제어에 적용된 통신방식은 LoRa 모듈 방식과 Wi-Fi방식이 있으나 본 발명에서는 LTE-M 방식이 적용된다. LoRa 모듈 방식과 Wi-Fi 방식은 유선 인터넷 망이 설치된 곳에서만 통신이 가능하지만 LTE-M 방식은 스마트 폰과 마찬가지로 인터넷 망을 통한 통신방식이 아니라 초고속해상통신망 기술 즉, 4세대 이동통신기술이기 때문에 스마트 폰이 터지는 곳이면 어디서나 통신이 가능한 기술이므로 LTE-M 기술이 적용된다. 물론, 인터넷 망이 깔려 있는 곳이라면 LoRa 모듈 방식과 Wi-Fi방식으로 원격제어가 되도록도 제작된다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모바일 앱과의 원격제어시스템을 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 각각의 장치에 부착되는 서버컨트롤러(Sub Controller 100) 전체를 작동하고 통제하는 메인컨트롤러(Main Controller 200) 내부에 LTE-Modem이 들어 있고 내부 또는 외부에 LTE-Modem 중계기가 부착되며 자동화 점적관수시설과 급수시설과의 원격제어는 LTE-Modem방식으로 통신하게 된다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 관수양액공급기의 상면부와 하면부를 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 관수양액공급기(50)는 PVC 또는 PVC에 우레탄을 혼합한 재질을 고주파로 접합하거나 PP 또는 PE 종류로 제작되며 주입구(51)와 다수 개의 고정핀끼움홈(54)만 형성된 관수양액공급기(50)의 상면부(上面部 50a)와 주입구(51)와 고정핀끼움홈(54)과 배수구(52)가 구비된 하면부(下面部 50b)를 고주파 또는 인두 등 열기구를 이용하여 접합한다. 이때, 도 5에 도시한 바와 같이 납작한 에어방석 모양이 되도록 중간중간에 다수의 접합부(53)가 형성되며 관수나 혼합액은 이들 접합부(53) 사이로 흘러 들어가서 배수구로 배수가 된다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 관수양액공급기를 설명하는 도면이다.

도 5를 참조하면, 윗면(上面)은 완전 밀폐되어 있고 하단 즉, 관수나 혼합액이 빠지는 배수구는 밑면(下面)에만 뚫려 있다. 주입구(51)로 물이나 양액이 흘러 들어와서 배수구(52)로만 배수되는 구조이며 공급기(50)는 나무 밑에 용이하게 설치할 수 있도록 어느 한쪽이 틔여 있고, 송수관(60)을 통해서 들어오는 물이나 양액이 주입되는 주입구(51), 주입된 물이나 양액이 땅으로 배수되는 배수구(52), 그냥 물이나 혼합액을 주입하면 고무 튜브처럼 부풀어 오르지 않고 에어방석처럼 납작한 형태로 유지되도록 불특정 위치에 상판과 하판을 다수 붙여놓은 접합부(53), 그리고 나무 밑에 깔아놓은 공급기(50)가 바람이나 외력에 의해서 날아가지 않도록 고정하는 고정핀 끼움홀(54)이 일 측면에 다수 구비되어 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 관수양액공급기를 실제 사용 예를 형상화 한 설치상태 사시도이다.

도 6을 참조하면 저수조(10)에 담겨있던 관수나 혼합액이 자동배수펌프(41)와 유량계(42), 여과기(43)를 거쳐 솔레노이드(전자)밸브(44)가 열리면 수목 밑으로 깔려 있던 송수관을 따라 관수와 양액이 들어가면 송수관에서 분리된 지관에 연결되어 수목 밑에 깔려 있는 관수양액공급기의 배출구를 통해서 각각의 수목에만 급수가 되는 것이다.

이상, 본 발명의 실시 예는 상술한 형상 또는 구조, 설치 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있고 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

1 : 점적관수시설
2 : 급수시설
3 : 수목
10 : 저수조 11 : 교반기
20 : 관수흡입장치 21 : 흡입여과기 22 : 자동흡입펌프
23 : 흡입솔레노이드(전자)밸브
30 : 양액혼합장치 31 : 액비통 31a : 유량계
31b : 액비솔레노이드(전자)밸브 32 : 양액자동펌프 33 : 양액여과기
40 : 급수장치 41 : 자동급수펌프 42 : 급수유량계
43 : 급수여과기 44 : 구역솔레노리드(전자)밸브
50 : 관수양액공급기 51 : 주입구 52 : 배수구
53 : 접합부 53 : 고정핀끼움홀
60 : 송수관 61 : 지관
100 : 서버컨트롤러
200 : 매인컨트롤러
300 : LTE-Modem 중계기
400 : 모바일 앱

Claims

수목(樹木)에 물과 양액을 공급하기 위한 자동점적관수시설 및 관수양액공급 원격제어 시스템에 있어서,
과수에 공급할 물이나 양액을 자동 공급할 수 있는 자동점적관수시설(1);과 수목에 물 또는 양액을 급수하는 급수시설(2);로 이루어지고
자동점적관수시설에는 물이나 양액을 담아둘 수 있는 저수조(10);에 물과 양액을 골고루 저어주기 위한 교반기(11);가 설치되고 저수조 내부에는 필요 시 열을 생산하는 히터(Heater)와 온도센서, 그리고 에어펌프와 각종 센서 등 자동화에 필요한 모든 장치들이 구비된다.
관수를 흡입하는 흡입장치(20);에는 불순물을 걸러주는 흡입여과기(21);가 부착되고 농업용수나 지하수를 끌어올리는 자동흡입펌프(22);와 전자적으로 자동으로 여닫는 솔레노이드(전자)밸브(23);가 부착된 흡수 송수관(60)은 저수조(10)의 일 측면에 부착된다.
비료나 영양분 등 필요한 각종 작물보호제를 담아두고 필요 시 혼합하는 양액혼합장치(30)가 저수조에 연결 설치되는데 양액혼합장치에는 각각의 양액을 담아두는 액비통(31); 액비통에 담겨 있는 양액을 필요한 만큼 배출하는 기능을 하는 유량계(31a);와 전자적으로 자동으로 여닫는 솔레노이드(전자)밸브(31b);가 액비통에 부착되고, 다수의 액비통에서 양액을 배출하는 양액배출펌프(32); 혹시 모를 양액에 들어 있는 불순물을 걸러주는 양액여과기(33);가 부착된 양액송수관은 저수조(10)의 또 다른 일 측면에 부착된다.
이들 관수나 양액이 담겨있는 저수조에서 수목으로 관수 또는 양액을 급수하는 송수관에는 자동급수펌프(41);가 부착되고, 급수량을 조절하는 유량계(42);가 부착되며 혹시 모를 불순물을 다시 한 번 걸러줄 급수여과기(43);가 부착되어 있고 각각의 구역별 송수관에 부착된 급수 솔레노이드(전자)밸브(44);
송수관에서 분리된 지관(61)에 부착하여 주입된 관수나 양액을 밑면(下面)에 구비된 배수구로 배수하는 기능을 구비한 수목 밑에 설치하는 관수양액공급기(50);로 이루어진 자동점적관수시설 및 관수양액공급 원격제어시스템
제 1항에 있어서
상기의 저수조(10)를 작동하고 액비통에 담겨있는 양액들을 혼합하여 저수조로 담는 기능 등 일련의 장치들을 작동시키는 서버컨트롤러(Sub Controller 100);
여러 장치에 부착된 각각의 서버컨트롤러를 작동시켜 점적관수시설과 급수시설을 종합 작동 통제하는 매인컨트롤러(Main Controller 200);
매인컨트롤러와 무선으로 통신하여 자동점적관수시설을 작동 통제하고 관수양액공급기를 통해서 수목에 물이나 양액 등을 공급할 수 있는 모든 작동과 통제 관리할 수 있는 모바일 원격제어시스템(400);을 포함하는 자동점적관수시설 및 관수양액공급 원격제어시스템
제 2항에 있어서,
점적관수시설과 급수시설을 종합 작동 통제하는 매인컨트롤러(200) 안에 내장되어 사용자의 모바일 앱(스마트 폰)과 무선통신이 가능한 LTE-Modem과 매인컨트롤러에 내장 또는 별도로 설치되는 중계기(300);를 더 포함하는 자동점적관수시설 및 관수양액공급 원격제어시스템
제 1항에 있어서
나무 밑에 용이하게 설치할 수 있도록 어느 한쪽이 틔여 있고, 송수관(60)을 통해서 들어오는 물이나 혼합액이 주입되는 주입구(51);
주입된 물이나 양액이 땅으로만 배수되도록 다수 뚫려있는 배수구(52);
튜브 모양의 관수양액공급기(50)에 그냥 물이나 혼합액을 주입하면 튜브처럼 둥근 모양으로 부풀어 오르기 때문에 고무 튜브처럼 부풀어 오르지 않고 물이나 혼합액이 들어가더라도 에어방석처럼 납작한 형태로 유지되도록 불특정 위치에 점자 형태로 상판과 하판을 붙여놓은 다수의 접합부(53);
그리고 나무 밑에 깔아놓은 공급기(50)가 바람이나 외력에 의해서 날아가지 않도록 고정하는 고정핀 끼움홀(54);을 구비한 관수양액공급기(50)를 더 포함하는 자동점적관수시설 및 관수양액공급 원격제어시스템