KR20200114955A

KR20200114955A - Ict 기반 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템

Info

Publication number: KR20200114955A
Application number: KR1020190083647A
Authority: KR
Inventors: 이기택
Original assignee: 이기택
Priority date: 2019-03-25
Filing date: 2019-07-11
Publication date: 2020-10-07

Abstract

본 발명의 일면에 따른 ICT 기반 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템은 버티컬 팜 운영 서버, 버티컬 팜 통합 제어기, 센서, 구동기 및 ICT 단말기를 포함하되, 상기 버티컬 팜 운영 서버는 외부 서버로부터 기상 정보 및 작물의 재배 정보를 수신하고, 상기 버티컬 팜 통합 제어기로부터 버티컬 팜의 재배 환경 정보 및 센서 데이터를 수신하고, 상기 구동기를 제어하기 위한제어 명령을 생성하는 것이고; 상기 버티컬 팜 통합 제어기는 상기 버티컬 팜 운영 서버로부터 생성된 제어 명령을 이용하여 상기 구동기를 제어하고, 상기 센서로부터 수집한 센서 데이터를 이용하여 버티컬 팜 재배 환경 정보를 생성하고, 상기 센서 데이터 및 상기 버티컬 팜 재배 환경 정보를 상기 버티컬 팜 운영 서버에 전달하는 것이고; 상기 센서는 버티컬 팜의 내부 환경, 외부 환경, 근권 환경의 센서 데이터를 측정하고, 상기 버티컬 팜 통합 제어기로 측정한 센서 데이터를 전송하는 것이고; 상기 구동기는 버티컬 팜 통합 제어기로부터 받은 제어 명령에 따라 구동되는 것이고; 상기 ICT 단말기는 상기 버티컬 팜 운영 서버로부터 버티컬 팜 운영에 관련된 정보를 수신하여 사용자에게 표시하고, 사용자의 조작에 따라 버티컬 팜 운영 서버가 제어 명령을 생성하도록 요청하는 것을 특징으로 한다.

Description

ICT 기반 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템{System of Managing ICT-based Customized Greenhouse and Operation}

본 발명은 농업 분야에 관한 것으로서, 구체적으로 버티컬 팜 구축 및 운영에 있어서 IT 기술을 적용함으로써 농업의 부가가치와 생산성을 높이고, 농업-IT 환경을 구현하기 위한 버티컬 팜 관리 시스템에 관한 것이다.

Intel Research Berkeley Lab.에서는 미국 오리건 주 포도농장에 품질 좋은 와인을 생산하기 위하여 생장 환경 요소들을 측정하는 모니터링 시스템을 구축하였다. 포도원에 설치된 MOTE 센서 노드는 온도, 습도, 조도와 같은 환경 데이터를 수집하고, 포도원에서 발생하는 활동을 감지한다. 수집된 데이터는 농장 작업자의 삽에 설치된 센서 노드에 기록되고, 헛간에 삽을 갖다 놓으면 삽에 기록된 데이터는 중앙 데이터베이스로 업로드되게 된다.

측정된 데이터를 통하여 시간대별로 최고 온도와 최저 온도를 계산하고, 토양의 습기를 측정하여 물을 공급한다.

이스라엘의 Phytech 사는 식물 생장 정보 및 재배환경을 모니터링하는 센서와 소프트웨어를 개발하여 장미, 포도, 토마토 및 후추 등의 농장에 적용하였다.

센서들에 의해 수집된 정보들을 관수 주기, 관수량 등 재배법 개선 및 수확량 예측에 이용되고, 버티컬 팜의 경우에는 자동 물공급 및 온도조절도 가능하다. 토마토 농장에 적용된 센서들은 전자 측수기, 성장 측정 센서, 줄기 변화 감지 센서, 잎 온도 센서, 환경 센서, 토양 습도 측정 센서들로 구성된다.

작물 생장을 최적화하기 위해서 온도, 습도, 광량을 측정하는 기본적인 센서 그룹이 설치되고, 모니터링된 결과에 따라 환경에 이상이 발생하는 경우에 측창 또는 천창 등을 통한 온도 조절 및 환기 조절 등이 이루어진다.

또한 CO2 농도가 적정치 않은 경우, CO2 발생기를 통해 CO2 농도를 조절할 수 있다.

하지만, 현재 국내 식물 공장이나 유리 버티컬 팜의 관제 및 제어 시스템은 대부분 네덜란드 Priva 사 등의 외산 제품이고, 도입 비용이 높고, 도입 후 수집 및 제어장치에 대한 수정이 불가하여 국내 농가의 특수성을 반영하지 못하는 문제가 있다. 기존의 버티컬 팜 관리 시스템들은 특정 버티컬 팜에 대한 환경 관리를 목표로 하고 있으며, 상이한 버티컬 팜 센서 및 구동기(액추에이터)에 대하여 표준화된 관리 플랫폼에 대한 연구가 부족한 문제가 있다.

현재 도입된 다수의 버티컬 팜 관리 시스템은 단일 버티컬 팜에 대하여 구축되는 시스템을 기준으로 비용이 산정되고, 일단 구축된 이후에는 센서 및 액추에이터를 추가할 수 없는 문제가 있다.

국내에서 운영되는 버티컬 팜 시스템은 유리버티컬 팜, 비닐버티컬 팜, 태양광 병용형 버티컬 팜, 인공광 이용 식물공장 등 다양한 형태에 적용되고 있으며, 버티컬 팜 환경에 구비되는 다양한 센서 및 구동기를 제어하기 어려운 문제가 있다.

등록특허 10-1892913호

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여, 버티컬 팜 환경 모니터링 및 제어 사용자 인터페이스와 더불어 버티컬 팜 그룹 관리, 센서 관리, 구동기(엑추에이터) 관리 및 버티컬 팜 통합 제어 관리 기능을 갖춘 지능형 버티컬 팜을 위한 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 다양한 버티컬 팜 환경 하에서 다양한 센서 및 구동기의 추가 및 제거하는 기능을 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 ICT 기반 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템은 버티컬 팜 운영 서버, 버티컬 팜 통합 제어기, 센서, 구동기 및 ICT 단말기를 포함하고, 상기 버티컬 팜 운영 서버는 외부 서버로부터 기상 정보 및 작물의 재배 정보를 수신하고, 상기 버티컬 팜 통합 제어기로부터 버티컬 팜의 재배 환경 정보 및 센서 데이터를 수신하고, 상기 구동기를 제어하기 위한 제어 명령을 생성하는 것이고; 상기 버티컬 팜 통합 제어기는 상기 버티컬 팜 운영 서버로부터 생성된 제어 명령을 이용하여 상기 구동기를 제어하고, 상기 센서로부터 수집한 센서 데이터를 이용하여 버티컬 팜 재배 환경 정보를 생성하고, 상기 센서 데이터 및 상기 버티컬 팜 재배 환경 정보를 상기 버티컬 팜 운영 서버에 전달하는 것이고; 상기 센서는 버티컬 팜의 내부 환경, 외부 환경, 근권 환경의 센서 데이터를 측정하고, 상기 버티컬 팜 통합 제어기로 측정한 센서 데이터를 전송하는 것이고; 상기 구동기는 버티컬 팜 통합 제어기로부터 받은 제어 명령에 따라 구동되는 것이고; 상기 ICT 단말기는 상기 버티컬 팜 운영 서버로부터 버티컬 팜 운영에 관련된 정보를 수신하여 사용자에게 표시하고, 사용자의 조작에 따라 버티컬 팜 운영 서버가 제어 명령을 생성하도록 요청하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 해외 기술 도입에 따른 비용을 절감하고, 농업의 부가가치를 창출하고 농업 생산성을 높이고, 버티컬 팜 관리 시스템의 자동화로 인한 비용 및 노동력 절감 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 ICT 기반 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템의 운영 방법 이 구현되는 컴퓨터 시스템의 구성을 설명하기 위한 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 ICT 기반 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템의 구성을 설명하기 위한 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 ICT 기반 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템의 구성 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 4는 본 발명에 이용되는 건습식 지능형 로봇청소기의 개요도.
도 5는 본 발명에 이용되는 건습식 지능형 로봇청소기의 분리 개요도.
도 6은 버티컬 팜 운영 서버를 통하여 제공되는 버티컬 팜 실내 구조의 실시예를 보여주는 도면.
도 7은 본 발명에 이용되는 물류 관리 시스템의 적용상태를 개략적으로 보인 도면.
도 8은 본 발명의 버티컬 팜 운영 서버를 보인 블록도.
도 9는 도 8의 작물 관리부를 보인 블록도.
도 10은 도 8의 적재대관리부를 보인 블록도.
도 11은 도 8의 시간관리부를 보인 블록도.
도 12는 본 발명의 주문 관리부를 보인 블록도.
도 13는 도 1에 예보 온도, 측정 온도, 설정 온도, 운전 온도 및 보정 온도를 설명하기 위한 도면.
도 14는 도 1에 예보 습도, 측정 습도, 설정 습도, 운전 습도 및 보정 습도를 설명하기 위한 도면.
도 15는 본 발명에 따른 버티컬 팜 통합 제어기가 식물의 생장을 조절하는 과정을 보여주기 위한 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 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 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 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 ICT 기반 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템의 운영 방법을 구현하는 컴퓨터 시스템의 구성을 설명하기 위한 예시도이다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 ICT 기반 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템(200)의 운영 방법은 컴퓨터 시스템에서 구현되거나, 또는 기록매체에 기록될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 시스템은 적어도 하나 이상의 프로세서(110)와, 메모리(120)와, 사용자 입력 장치(150)와, 데이터 통신 버스(130)와, 사용자 출력 장치(160)와, 저장소(140)를 포함할 수 있다. 전술한 각각의 구성 요소는 데이터 통신 버스(130)를 통해 데이터 통신을 한다.

컴퓨터 시스템은 네트워크(180)에 연결된 네트워크 인터페이스(170)를 더 포함할 수 있다. 상기 프로세서(110)는 중앙 처리 장치(central processing unit (CPU))이거나, 혹은 메모리(130) 및/또는 저장소(140)에 저장된 명령어를 처리하는 반도체 장치일 수 있다.

상기 메모리(120) 및 상기 저장소(140)는 다양한 형태의 휘발성 혹은 비휘발성 저장매체를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 메모리(120)는 ROM(123) 및 RAM(126)을 포함할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 ICT 기반 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템(200)의 운영 방법은 컴퓨터에서 실행 가능한 방법으로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 ICT 기반 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템(200)의 운영 방법이 컴퓨터 장치에서 수행될 때, 컴퓨터로 판독 가능한 명령어들이 본 발명에 따른 운영 방법을 수행할 수 있다.

한편, 상술한 본 발명에 따른 ICT 기반 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템(200)의 운영 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로는 컴퓨터 시스템에 의하여 해독될 수 있는 데이터가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래시 메모리, 광 데이터 저장 장치 등이 있을 수 있다. 또한, 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 ICT 기반 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템의 구성을 설명하기 위한 예시도이다.

본 발명에 따른 ICT 기반 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템(200)은 ICT 단말기(230); 버티컬 팜 운영 서버(210); 외부 서버(260); 버티컬 팜 통합 제어기(220); 센서(240); 및 구동기(250);를 포함한다.

본 발명의 일면에 따른 버티컬 팜 운영 서버(210), 버티컬 팜 통합 제어기(220), 센서(240), 구동기(250) 및 ICT 단말기(230)를 포함하는 ICT 기반 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템(200)에서 상기 버티컬 팜 운영 서버(210)는 외부 서버(260)로부터 기상 정보 및 작물의 재배 정보를 수신하고, 상기 버티컬 팜 통합 제어기(220)로부터 버티컬 팜의 각 재배 블럭의 재배 환경 정보 및 센서 데이터를 수신하고, 상기 구동기(250)를 제어하기 위한 제어 명령을 생성하는 것이고; 상기 버티컬 팜 통합 제어기(220)는 상기 버티컬 팜 운영 서버(210)로부터 생성된 제어 명령을 이용하여 상기 구동기(250)를 제어하고, 상기 센서(240)로부터 수집한 센서 데이터를 이용하여 버티컬 팜 재배 환경 정보를 생성하고, 상기 센서 데이터 및 상기 버티컬 팜 재배 환경 정보를 상기 버티컬 팜 운영 서버(210)에 전달하는 것이고; 상기 센서(240)는 버티컬 팜의 각 재배 블럭의 내부 환경, 외부 환경, 근권 환경의 센서 데이터를 측정하고, 상기 버티컬 팜 통합 제어기(220)로 측정한 센서 데이터를 전송하는 것이고; 상기 구동기(250)는 버티컬 팜 통합 제어기(220)로부터 받은 제어 명령에 따라 구동되는 것이고; 상기 ICT 단말기(230)는 상기 버티컬 팜 운영 서버(210)로부터 버티컬 팜의 각 재배 블럭의 운영에 관련된 정보를 수신하여 사용자에게 표시하고, 사용자의 조작에 따라 버티컬 팜 운영 서버(210)가 제어 명령을 생성하도록 요청하는 것이다.

버티컬 팜 통합 제어기(220)는 버티컬 팜 내외부의 센서(240) 및 구동기(250)를 이용하여 환경정보 수집 및 환경제어 역할을 한다. 버티컬 팜 운영 서버(210)와 연동하여 버티컬 팜 운영자에게 편리한 사용자 환경을 제공한다. 구체적으로 수집부(223)는 센서(240)로부터 센서 데이터를 수집하고, 제어부(226)는 구동기(250)를 제어한다. 재배 환경 획득부(228)는 날씨, 시기, 작업일지 등의 정보와 수집부가 수집한 센서 데이터를 이용하여 버티컬 팜 재배 환경 정보를 획득한다.

버티컬 팜 통합 제어기(220)의 속성 정보는 제조 일련번호, 제어기 모델명, IP 주소, 물리적 장소, MCU형식, OS형식, OS버전, 메모리 사이즈, 파워 형식, 소프트웨어 버전으로 구성된다.

센서(240)는 버티컬 팜의 각 재배 블럭의 내외부 환경 정보를 수집하기 위한 장치이고 구동기(250)는 버티컬 팜의 각 재배 블럭의 내부 환경을 조절을 하기 위한 장치이다. 센서(240)는 버티컬 팜의 각 재배 블럭의 외부의 기상 센서, 버티컬 팜의 각 재배 블럭의 내부 대기, 토양 환경 센서 등을 포함할 수 있고, 구동기(250)는 버티컬 팜의 각 재배 블럭의 내부의 난방기, 냉방기, 천창, 측창, 환기팬 등을 포함할 수 있다.

센서(240)는 버티컬 팜의 각 재배 블럭의 내외부 환경 정보를 수집하기 위한 장치로 버티컬 팜의 각 재배 블럭의 내부 환경 정보 센서, 외부 기상 센서 및 근권 환경 센서로 나뉜다. 버티컬 팜의 각 재배 블럭의 외부의 기상 센서, 버티컬 팜의 각 재배 블럭의 내부의 대기, 근권부 환경 센서 등을 포함할 수 있다. 버티컬 팜 의 각 재배 블럭의 내부 환경정보 센서는 온도, 습도, 엽온, 엽습, 광량, CO2 농도 등을 포함하고, 버티컬 팜의 각 재배 블럭의 외부 기상 센서는 풍향, 풍속, 강우, 온도, 습도, 일사량 등을 포함하고, 근권 환경(토양, 수경, 배지) 센서는 온도,수분함량, pH를 포함한다. 센서(240)에 대한 자세한 설명은 도 3에서 한다.

구동기(250)는 버티컬 팜의 각 재배 블럭의 내부 환경을 조절을 하기 위한 장치이다. 구동기(250)는 버티컬 팜의 각 재배 블럭의 내부의 난방기, 냉방기,천창, 측창, 환기팬 등을 포함할 수 있다. 구동기(250)에 대한 자세한 설명은 도 3에서 한다.

버티컬 팜 운영 서버(210)는 버티컬 팜 통합 제어기(220)와 연동하여 버티컬 팜을 관제하며 버티컬 팜 운영자에게 편리한 사용자 그래픽 환경을 제공한다. 일반적으로 버티컬 팜 운영 서버(210)는 모니터를 연결하여 디스플레이 장치로 활용한다. 기상 및 작물 수요 데이터 등의 수집을 위하여 외부 서버(260)와 연동할 수 있다.

버티컬 팜 운영 서버(210)는 작물 생장 DB를 포함한다. 작물 생장 DB는 현재 해당 버티컬 팜의 각 재배 블럭에서 키우는 작물이 원하는 온도, 습도 등의 내부 재배 정보와, 센서(240)로부터 실시간으로 측정된 데이터와, 외부 서버(260)로부터 얻은 외부 재배 정보가 저장된다.

ICT 단말기(230)는 휴대폰, PDA, PC, 스마트폰 등의 휴대용 정보 통신 단말기일 수 있다. ICT 단말기(230)는 디스플레이 화면을 표시하고, 버티컬 팜 운영 서버(210)가 제공하는 사용자 인터페이스에 따라 버티컬 팜의 각 재배 블럭의 현황을 표시할 수 있고, 구동기(250)를 구동할 수 있는 명령을 내릴 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 ICT 기반 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템의 구성 방법을 설명하기 위한 예시도이다.

버티컬 팜(재배사) 내부의 각 재배 블럭(300)을 기준으로 버티컬 팜 통합 제어기(220), 센서(240), 구동기(250)가 설치된다.

통상 하나의 재배 블럭(300)에 하나의 버티컬 팜 통합 제어기(220)가 설치되나, 제한되는 것은 아니다. 즉, 하나의 재배 블럭(300)에 2 이상의 버티컬 팜 통합 제어기(220)가 설치될 수 있고, 하나의 버티컬 팜 통합 제어기(220)가 2 이상의 재배 블럭(300)에 설치된 센서(240) 및 구동기(250)를 제어할 수 있다. 예컨대, 센서(240)만을 제어하는 버티컬 팜 통합 제어기(220)와 구동기(250)만을 제어하는 버티컬 팜 통합 제어기(220)로 구성할 수 있다.

맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템(200)을 제공하기 위하여 센서 레지스터에서 센서 노드 및 센서를 추가할 수 있고, 구동기 레지스터에서 구동기 노드 및 구동기(250)를 추가할 수 있고, 버티컬 팜 통합 제어기(220)와 센서(240)와 구동기(250)를 연결할 수 있다.

재배 블럭(300), 버티컬 팜 통합 제어기(220), 센서(240) 및 구동기(250)를 관리하기 위하여 재배 블럭 ID, 제어기 ID, 센서 노드 ID, 센서 ID, 구동기 노드 ID, 구동기 ID를 설정한다.

제어기 ID는 버티컬 팜 통합 제어기(220)에 부여된 고유 번호로 최초 설치 시 버티컬 팜 운영 서버(210)가 고유한 ID를 부여하고 설치 장소에 대한 운영 ID에 해당된다. 버티컬 팜 통합 제어기(220)는 버티컬 팜 운영 서버(210)로 메시지를 전송할 때 자신에게 할당된 ID 값을 설정하여야 한다.

또한, 버티컬 팜 운영 서버(210)가 버티컬 팜 통합 제어기(220)로 메시지를 전송할 때 반드시 해당 버티컬 팜 통합 제어기(220)에 부여된 제어기 ID를 설정하여야 한다. 버티컬 팜 통합 제어기(220)의 제어기 ID는 제조 일련번호와는 의미가 다르다.

제어기 ID는 버티컬 팜 통합 제어기(220)를 식별하기 위하여 설치 장소에 부여된 고유 번호를 의미하고, 제조 일련번호는 기기가 제조될 때 부여된 고유 번호를 의미한다. 버티컬 팜 통합 제어기(220)를 구성하는 기기의 고장으로 해당제품을 폐기하고 신규 제품으로 교체한 경우 "제어기 ID"는 동일하지만, "제조 일련번호"는 변경된다.

무선 센서 네트워크(WSN) 상에서 센서 노드는 FFD(Full Function Device, 전기능 장치)이다. 본 발명에 따른 센서 노드는 센서(240)들이 연결되는 게이트웨이 또는 FFD인 센서일 수 있다. 무선 센서 네트워크의 통달 거리를 고려하여 적절하게 센서 노드를 구성할 수 있고, 센서 노드에는 하나 이상의 센서(240)가 유선 또는 무선으로 연결된다. 센서 노드는 버티컬 팜 통합 제어기(220)에 연결되어 센서로부터 전달받은 센서 데이터를 버티컬 팜 통합 제어기(220)에 전달한다.

센서(240)의 종류는 풍속 센서, 풍향 센서, 온도 센서, 엽온 센서, 엽습 센서, 습도 센서, 강우 센서, 일사량 센서, CO2 센서, 수분 함량 센서, PH 센서 등이 있다.

각 센서(240)의 정보는 데이터 타입, 수집 유형, 수집 주기, 상한값, 하한값, 정밀도, 오차 범위로 구성된다.

센서 데이터는 버티컬 팜 통합 제어기(220)를 통하여 그대로 버티컬 팜 운영 서버(210)에 전달되기도 하나, 버티컬 팜 통합 제어기(220)에서 일부 가공되어 버티컬 팜 운영 서버(210)에 전달될 수 있다. 예컨대, 토지의 습도, 토지의 PH, 재배 환경 획득부에서 얻은 토지에 살포된 비료의 종류 등을 이용하여 토지의 비옥도를 파라미터로 산출하여 전달할 수 있다. 가공된 파라미터는 버티컬 팜 운영 서버(210)의 데이터 베이스에 시간별로 저장될 수 있다.

구동기 노드는 하나 이상의 구동기(250)가 유선 또는 무선으로 연결된다.

구동기(250)는 영상장비, 양액기, CO2 발생기, 천창 구동기, 측창 구동기, 관수 모터, 냉방기, 난방기, 환풍기, 스프링클러, 커튼을 포함한다.

영상장비는 CCTV와 같이 항상 작동하는 것과 작물의 생육 정도를 파악하기 위하여 부정기적으로 작동하는 것으로 나뉜다. 버티컬 팜 통합 제어기(220)에 의하여 영상 장비의 작동 개시 및 작동 중단을 실행할 수 있다.

양액기는 작물에 배양액을 공급하는 장치이다. 양액기는 배양액의 혼합비율을 결정하고, 작물에 공급되는 배양액 공급로의 각도를 변경하고, 양액기의 펌프에 의하여 배양액의 유속을 변경하여 배양액 공급량을 조절한다.

양액기는 토지에 대하여 고체 형태의 비료를 살포할 수도 있고, 비료 살포 후 스프링클러에 의하여 물을 공급함으로써 비료가 토지에 잘 스며들도록 할 수 있다.

구동기(250) 정보는 구동기(250)의 유형, 구동기 데이터 유형(ON/OFF)로 구성된다.

종래 버티컬 팜 관리 시스템(200)은 센서(240) 또는 구동기(250)의 추가가 용이하지 않고 센서(240) 또는 구동기(250)의 추가에 따른 시스템 변경이 어려웠다. 국내의 버티컬 팜들은 다양한 센서(240)와 구동기(250)를 통해 버티컬 팜의 환경을 제어하고 있고 이를 관리하기 위한 버티컬 팜 운영 서버(210)는 센서(240)와 구동기(250)의 구성 정보를 반영하여야 하고, 본 발명은 다양한 버티컬 팜 환경에서의 센서(240)와 구동기(250)의 구성하고 운영하기 위한 버티컬 팜 관리 시스템 및 버티컬 팜 관리 시스템의 운영 방법을 제공한다.

도 4는 본 발명의 버티컬 팜의 청소에 이용되는 건습식 지능형 로봇청소기의 개요도이고, 도 5는 본 발명의 건습식 지능형 로봇청소기의 분리 개요도이다.

본 발명에 의한 로봇청소기(B1)는 본체(B10)의 후면부 하측에서 본체(B10)의 저면과 착탈 가능하도록 구성되되, 외부면에는 걸레가 부착되어 있는 물걸레청소장치(B20)와, 상기 본체(B10)의 내부에서 하부에 위치한 물걸레청소장치(B20)를 하부방향으로 밀어주어 상기 물걸레청소장치(B20)의 외부면에 부착된 걸레가 바닥면을 눌러주는 기능을 하도록 유도하는 푸싱장치(B30)와, 상기 본체(B10)의 내부에 구성된 스팀분사장치(B40)로 인해 보다 효율적인 물걸레청소작업을 할 수 있는 것이 특징이다.

본 발명의 로봇청소기(B1)는 내부에 제어부(B80), 위치 확인부(B82), 통신부(B84) 등의 전자기적 제어장치 및 구동장치를 수용할 수 있는 공간과 저면에 구동장치와 연계하여 주행기능을 위한 구동바퀴(B70) 및 종동바퀴(도면에 도시되지 않음)가 구성되는 본체(B10)로 구성되어 있다.

그리고 상기 본체(B10)의 저면에서 먼지를 흡입하는 흡입관(B62)과, 상면에서 습기를 흡입하는 습기 흡입관(B66)과, 흡입된 습기를 제거하는 습기 제거 필터(B67)와, 상기 흡입관(B62)의 전면측에 위치하여 흡입관(B62)으로 먼지를 유도하는 브러시(B63)와, 상기 흡입관(B62)을 통해 흡입된 먼지가 모이는 먼지통(B61)과, 상기 먼지통(B61)의 일측에 위치하여 흡입관(B62)을 통해 먼지통(B61)으로 먼지가 흡입되도록 하고, 습기 흡입관(B66)을 통해 습기 제거 필터(B67)로 습기가 흡입되도록 하는 흡입팬(B64) 및 상기 흡입팬(B64)을 구동시키는 모터(B65)로 구성된 집진장치(B60)가 구성되어 있다.

또한, 본체(B10)의 저면에는 걸레청소를 할 수 있도록 걸레가 부착되어 있는 물걸레청소장치(B20)가 착탈 가능하도록 구성되어 있다.

물걸레청소장치(B20)의 착탈구조는 본 발명의 기술이 속하는 당업자라면 쉽게 구성할 수 있는 것으로 특허청 공보에 의해서도 다양하게 제시되어 있는 기술이기 때문에 본 발명의 도면에서는 도시하지 않았다.

도면부호 S는 본 발명의 물걸레청소장치(B20)가 안착될 수 있는 본체(B10)의 저면부 공간을 나타낸 것이며, 도면부호 C는 가습장치(B50)의 무화실(B54)과 저수실(B53) 및 물탱크(B41)와 집진장치(B60)의 먼지통(B61)의 상부를 덮고 있는 각각의 커버를 나타낸 것으로 물탱크(B41)의 커버(C)에는 후술하는 가습장치(B50)의 물보충을 위해 물병(B57)을 안착시키는 공간인 안착대(B411)와 상기 안착대를 덮는 상부덮개(B412)가 별개로 구성되어 있다.

특히, 본 발명의 로봇청소기(B20)의 가장 큰 특징으로서 걸레기능을 하는 물걸레청소장치(B20)를 하부측의 바닥면으로 밀어줌으로써 물걸레청소장치(B20)에 부착된 걸레가 바닥면을 강하게 문지르도록 하는 푸싱장치(B30)와 상기 푸싱장치(B30)에 의해 물걸레청소장치(B20)가 바닥면을 문지르기 전 바닥면에 묻어 있는 이물질을 쉽게 지울수 있도록 본체(B10)의 내부에서 스팀을 발생시켜 본체(B10)의 하부로 스팀을 분사하는 스팀분사장치(B40)가 구성되어 있다.

상기 스팀분사장치(B40)는 기본적으로 본체(B10)의 내부에 물을 저장할 수 있는 물탱크(B41)와, 상기 물탱크(B41)의 저면에 위치한 유로관(B43)을 통해 물을 가열하여 스팀을 발생시키는 스팀발생장치(B44)와, 상기 스팀발생장치(B44)로부터 형성된 스팀을 본체(B10)의 저면 바닥으로 형성된 스팀노즐(B46)을 통해 본체(B10)의 하부로 스팀을 분사하도록 유도하는 펌프(B45)가 구성되어 있다.

경우에 따라서는 스팀을 발생시키지 않고 펌프(B45)를 통해 물탱크(B41)에 저장된 물을 외부로 분사할 수도 있다.

한편, 본 발명의 로봇청소기(B1)는 청소기의 기능 외에도 유로관(B43)을 통해 물을 공급받아 가급기능을 할 수 있도록 가습장치(B50)가 구성되어 있다.

유로관(B43)에는 물탱크(B41)로부터 유입되는 물의 방향을 컨트롤하는 컨트롤밸브를 구성하여 유로관(B43)과 연결되어 있는 송수관(B51)을 통해 가습장치(B50)로 물을 공급할 수 있게 되어 있다.

그리고 상기 가습장치(B50)에는 물걸레청소보다 훨씬 많은 물의 양이 필요하게 되므로 부족한 물공급을 위해 물탱크(B41)의 상부덮개(B412)에 안착대(B411)를 형성하고, 상기 안착대(B411)에 물이 채워져 있는 물병의 입구측을 안착시켜 물을 공급할 수 있게 하였다.

상기 가습장치(B50)는 사용자가 가습기능을 선택시 물탱크(B41)로부터 유로관(B43)을 통해 흐르는 물을 컨트롤밸브에 의해 송수관으로 유도함으로써 가습장치로 물을 공급할 수 있게 되는 것이다.

컨트롤밸브의 제어구성은 일반적인 구성이기 때문에 본 발명의 도면에서는 자세하게 도시하지 않았다. 송수관(B51)으로 입수된 물은 저수실(B53)로 공급되고 결국 물은 네브라이저(B55)의 무화작용에 의해 작은 물방울로 형성시키는 무화실(B54)에서 분무노즐(B56)을 따라 외부로 배출됨으로써 가습장치(B50)가 구동되는 것이다.

네브라이저(B55)는 일반적이 가습기에서 진동자와 방열판 그리고 회로판으로 구성된 부품을 일컫는 명칭이다.

한편, 버티컬 팜 운영 서버(B2)은 버티컬 팜의 각 재배 블럭의 실내의 구조를 버티컬 팜 시공 업체 서버에 접속하여 다운로드 받아 저장한다.

한편, 제어부(B80)는 통신부(B84)를 통하여 버티컬 팜 운영 서버(B2)와 통신을 수행하며, 버티컬 팜 운영 서버(B2)는 제어부(B80)에 도 6에 도시된 바와 같이 버티컬 팜의 해당 재배 블럭의 실내 구조와 설치된 다수의 습도 측정 센서(B3)의 위치를 알려준다.

그리고 위치 확인부(B82)는 다수의 습도 측정 센서(B3)와 통신부(B84)를 통하여 통신을 수행하면서 다수의 습도 측정 센서로부터 수신된 습도 전송 신호의 수신신호 강도 지수(Received Signal Strength Indicator: RSSI)를 측정하여 로봇 청소기(B1)의 실내 위치를 확인한다.

그리고, 제어부(B80)는 다수의 습도 측정 센서(B3)로부터 측정된 습도를 전송받아 각 위치에서의 습도를 파악한다.

이때, 실내의 쾌적함을 유지하려면 온도 외에도 습도를 고려해야 하는데, 습도가 30% 미만이거나 80% 이상이면 좋지 않고, 40~70% 정도면 대체로 쾌적함을 느낄 수 있다.

실제로 쾌적함을 주는 습도는 온도에 따라 달라지는데, 15℃에서는 70%정도, 18~20℃에서는 60%, 21~23℃에서는 50%, 24℃ 이상에서는 40%가 적당한 습도라고 한다. 이러한 온도를 고려하기 위해서는 다수의 습도 측정 센서(B3)에 온도 측정 센서를 더 구비하여 측정된 온도를 제어부(B80)로 전송하도록 할 수 있다.

제어부(B80)는 습도만을 고려하거나 온도를 고려하여 각 위치에서 쾌적함을 주는 목표 습도를 설정하여 목표 습도에 도달하지 못한 위치로 이동하여 목표 습도에 도달하도록 가습 장치(B50)를 구동한다.

이때, 목표 습도에 도달하지 못한 지역이 여러곳에 위치하는 경우에는 목표 습도가 차이가 가장 많이 나는 위치로 이동하여 가습 장치(B50)를 구동한다.

한편, 제어부(B80)는 목표 습도를 상회하는 측정 습도가 발견되면, 해당 위치로 이동하여 모터(B65)를 구동하여 흡입팬(B64)이 습기 흡입관(B66)을 통하여 습기를 흡입하여 습기 제거 필터(B67)를 통하여 습기를 제거하도록 한다.

이와 달리 버티컬 팜 운영 서버(B2)는 버티컬 팜의 해당 재배 블럭의 실내의 구조를 버티컬 팜 시공 업체 서버에 접속하여 다운로드 받아 저장한 후에, 버티컬 팜의 해당 재배 블럭의 실내의 구조의 다수의 위치의 GPS 좌표를 획득한 후에, 이를 제어부(B80)로 제공한다.

이때, 위치 확인부(B82)가 GPS 수신기를 포함하도록 구성하여, 실내를 주행하면서 GPS 수신기를 통하여 GPS 좌표를 확인하여 위치를 파악하고, 파악된 위치의 습도를 제어부(B80)는 구비된 습도 측정부를 이용하여 습도를 측정하여 실내의 각 위치에서의 습도를 파악한다.

실제로 쾌적함을 주는 습도는 온도에 따라 달라지는데, 15℃에서는 70%정도, 18~20℃에서는 60%, 21~23℃에서는 50%, 24℃ 이상에서는 40%가 적당한 습도라고 한다. 이러한 온도를 고려하기 위해서는 습도 측정부에 온도 측정부를 더 구비하여 측정된 온도를 제어부(B80)로 전송하도록 할 수 있다.

도 7은 본 발명에 적용되는 물류 관리 시스템의 적용상태를 개략적으로 보인 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 실시예는 버티컬 팜의 재배 블럭에 구비되는 다수개의 적재대(30)와, 버티컬 팜의 재배 블럭에 들어오는 작업자(10-1)에 부착된 RFID태그(1-1)의 작업자 식별 정보를 읽고, 읽은 작업자 식별 정보를 외부에 전송하며, 버티컬 팜의 재배 블럭에 입고되는 작물(10)에 부착된 RFID태그(1)의 작물정보를 읽고, 읽은 작물정보를 외부에 전송하는 입고리더부(20)와, 적재대(30)에 접근하는 작업자(10-1)에 부착된 RFID태그(1-1)의 작업자 식별 정보를 읽고, 읽은 작업자 식별 정보를 외부에 전송하며, 적재대(30)에 적재된 작물(10)에 부착된 RFID태그(1)의 작물정보를 읽고, 읽은 작물정보를 외부에 전송하는 다수개의 적재대리더부(40)와, 적재대(30)에 적재된 작물(10)들의 중량을 측정하여 전송하는 다수의 중량측정부(40-1)와, 버티컬 팜의 재배 블럭에서 나가는 작업자(10-1)에 부착된 RFID태그(1-1)의 작업자 식별 정보를 읽고, 읽은 작업자 식별 정보를 외부에 전송하며, 버티컬 팜의 재배 블럭에서 출고되는 작물(10)에 부착된 RFID태그(1)의 작물정보를 읽고, 읽은 작물정보를 외부에 전송하는 출고리더부(50)와, 입고리더부(20), 다수개의 적재대리더부(40) 및 출고리더부(50)에서 전송되는 작업자 식별 정보, 작물정보 및 작물(10)의 재배 시간을 관리하여 작물(10)을 정해진 날짜에 출고시키는 버티컬 팜 운영 서버(60)와, 버티컬 팜 운영 서버(60)의 제어에 의해 상기 입고된 작물(10)의 적재위치를 표시하는 다수개의 적재표시부(70)를 포함한다.

여기서, RFID태그(1)의 작물정보는 작물의 종류에 따른 작물명, 중량 등일 수 있다. 그리고, 버티컬 팜의 재배 블럭에 구비되는 다수개의 적재대(30)는 버티컬 팜의 재배 블럭의 입구에서 출구까지 작물(10)들이 이동될 수 있는 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.

그리고, 입고리더부(20)는 버티컬 팜의 재배 블럭의 입구에 배치되고, 출고리더부(50)는 버티컬 팜의 재배 블럭의 출구에 배치될 수 있다. 또한, 다수개의 적재대리더부(40)는 다수개의 적재대(30)에 각각 대응되게 배치될 수 있다.

또한, 입고리더부(20), 다수개의 적재대리더부(40) 및 출고리더부(50)는 각각 읽혀진 작업자 식별 정보와 작물정보를 외부로 전송시킬 수 있는 입고통신부(21), 다수개의 적재통신부(41) 및 출고통신부(51)가 구비될 수 있다. 또한, 입고리더부(20), 다수개의 적재대리더부(40) 및 출고리더부(50)는 각각 작업자(10-1)에 부착된 RFID 태그(1-1)의 작업자 식별 정보와 작물(10)에 부착된 RFID태그(1)의 작물정보를 읽을 수 있는 리더기로 구현될 수 있다.

또한, 버티컬 팜 운영 서버(60)는 입고리더부(20)에서 읽혀진 작물(10)의 정보를 전송받아, 읽혀진 작물(10)이 적재대(30)에 적재되도록 적재표시부(70)를 통하여 표시할 수 있다. 또한, 버티컬 팜 운영 서버(60)는 적재대(30)에 적재된 작물(10)의 적재된 날짜를 기준으로 다음순서의 적재대(30)로 이동시키거나 출고시키도록 적재표시부(70)를 통하여 표시할 수 있다.

그리고, 적재대(30)는 다수의 적재공간(32)으로 구획되고, 다수의 적재공간(32)에 다수개의 적재대리더부(40)가 각각 배치되며, 다수개의 적재대리더부(40)들에는 각각의 ID가 부여될 수 있다.

여기서, 적재대(30)는 다수의 적재공간(32)으로 구획되어 서로 다른 여러 종류의 작물(10)들이 각각 적재될 수 있다. 이때, 다수개의 적재대(30)는 작물(10)들이 종류별로 적재되면서, 입고된 시간(날짜)의 순서대로 적재되도록 소정간격으로 이격되어 배치되어 있다.

그리고, 다수개의 적재대리더부(40)는 각각의 ID가 부여될 수 있으므로, 버티컬 팜 운영 서버(60)는 다수개의 적재대리더부(40)에 부여된 각각의 ID를 인식하여 각각의 적재대리더부(40)를 구분하여 인지할 수 있다.

이때, 버티컬 팜 운영 서버(60)는 작물(10)을 최초에 적재된 적재부(30)에서 다음의 적재부(30)로 이동시키도록 최초의 적재부(30)에 배치된 적재표시부(70)와 다음의 적재부(30)에 배치된 적재표시부(70)를 구동시키면 작업자는 이를 육안으로 확인하여 작물(10)을 최초의 적재부(30)에서 다음의 적재부(30)로 쉽게 이동시 킬 수 있다.

또한, 버티컬 팜 운영 서버(60)는 작물(10)의 종류를 파악하여 다수의 적재공간(32)에 서로 다른 종류의 작물(10)을 각각 배치시키도록 적재표시부(70)를 제어할 수 있다.

그리고, 적재표시부(70)는 버티컬 팜의 재배 블럭에 입고되는 작물(10)의 적재위치를 표시하는 입고표시부(71)와, 버티컬 팜의 재배 블럭에 입고되어 적재대(30)에 적재된 작물(10)의 다음 적재위치를 표시하는 이동표시부(73)와, 적재대(30)에 적재된 작물(10)의 출고를 표시하는 출고표시부(75)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 적재위치는 적재공간(32)일 수 있다. 그리고, 입고표시부(71), 이동표시부(73) 및 출고표시부(75)는 서로 다른 색의 다수개의 램프로 구현될 수 있다. 즉, 입고표시부(71)의 램프는 파란색, 이동표시부(73)의 램프는 노란색, 출고표시부(75)의 램프는 빨간색으로 설정될 수 있다. 또한, 이 램프들은 다수개의 적재대(30)에 각각 설치될 수 있다.

즉, 작물(10)이 입고되면 이를 버티컬 팜 운영 서버(60)가 인지하여 적재대(30)에서 파란색의 램프가 점등되면, 작업자는 파란색의 램프가 점등된 적재대(30)에 입고된 작물(10)을 적재시킬 수 있다.

더욱 상세히 설명하면, 작업자는 최초의 작물(10)이 입고되면 파란색을 확인하여 최초의 작물(10)을 적재대(30)의 적재공간(32)에 적재시키고, 다음에 입고되는 작물(10)이 최초에 입고된 작물(10)과 다른 경우에는 버티컬 팜서버(60)가 최초의 적재대(30)의 적재공간(32)에 점등되었던 파란색 램프는 소등되고 다른 적재공간(32)의 파란색의 램프가 점등된다.

따라서, 작업자는 종류가 서로 다른 작물(10)을 하나씩 순서대로 입고시키면, 적재대(30)의 다른 적재공간(32)에서 순서대로 파란색의 램프가 점등되므로, 작업자는 혼동하지 않으면서 각각의 적재공간(32)에 서로 다른 종류의 작물(10)을 정확하게 적재시킬 수 있다.

그리고, 적재대(30)들 중에 2개의 적재대(30)에서 노란색의 램프가 각각 점등되면, 작업자는 노란색의 램프가 각각 점등된 2개의 적재대(30) 중 입구에 가까운 적재대(30)의 작물(10)을 출구에 가까운 적재대(30)로 이동시켜서 적재시킬 수 있다.

더욱 상세히 설명하면, 서로 다른 적재대(30)에서 각각의 적재공간(32)에 배치된 2개의 노란색의 램프가 점등되면 작업자는 입구에 가까운 적재대(30)의 작물을 출구에 가까운 적재대(30)로 적재시킨다. 이때, 적재가 완료되면 2개의 노란색의 램프는 소등된다. 이어서, 다른 종류의 이동될 작물(10)에 대한 2개의 노란색의 램프가 점등되므로, 작업자는 이에 대한 작물(10)을 이동시킬 수 있다. 즉, 한 종류의 작물(10)의 이동이 완료되면 다른 종류의 작물(10)의 이동을 위하여 다른 2개의 노란색의 램프가 점등되므로, 작업자는 이를 혼동하지 않으면서 작물(10)을 이동시킬 수 있다.

또한, 적재대(30)에서 빨간색의 램프가 각각 점등되면, 작업자는 이를 확인하여 빨간색의 램프가 점등된 적재대(30)에 적재된 작물(10)을 출구로 출고시킬 수 있다.

그리고, 버티컬 팜 운영 서버(60)는 도 8에 도시된 바와 같이 입고리더부(20), 다수개의 적재대리더부(40) 및 출고리더부(50)에서 전송되는 작물정보를 수신하는 서버통신부(61)와, 작물정보를 인식하여 작물(10)의 종류를 파악하여 관리하는 작물관리부(63)와, 작물관리부(63)에서 파악된 작물(10)에 대한 적재대(30)의 적재위치를 관리하는 적재대관리부(65)와, 작물(10)의 입고시간에 따라 적재대관리부(65)에서 관리되는 각각의 적재위치에서 상기 적재표시부(70)가 표시되도록 관리하는 표시관리부(67)와, 작물관리부(63)에서 각각의 작물정보를 인식하는 시간을 카운트하여 제공하는 시간관리부(69)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 버티컬 팜 운영 서버(60)는 PC로 구현될 수 있다. 그리고, 서버통신부(61)와, 작물관리부(63)와, 적재대관리부(65)와, 표시관리부(67) 및 시간관리부(69)는 제어부(62)에 의해 제어될 수 있다. 또한 PC는 모니터와 키보드를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 서버통신부(61)는 근거리 통신할 수 있다.

또한, 서버통신부(61)를 통해 작물정보가 수신되면 작물관리부(63)는 작물(10)의 종류를 파악하고, 적재대관리부(65)에서 관리되는 적재대(30)의 적재위치, 즉 작물(10)이 적재될 적재공간(32)을 적재표시부(70)를 통하여 표시할 수 있다.

그리고, 도 9에 도시된 바와 같이, 작물관리부(63)는 입고리더부(20), 적재대리더부(40) 및 출고리더부(50)에서 전송되는 작물정보를 각각 분류하여 인식하는 작물인식부(63a)와, 작물인식부(63a)에서 각각 인식된 작물정보를 이용하여 작물의 종류를 확인하는 종류확인부(63b)와, 작물인식부(63a)에서 각각 인식된 작물정보를 이용하여 작물의 종류별 수량을 확인하는 수량확인부(63c)와, 시간관리부(69)에서 제공되는 시간을 근거로 적재대(30)에 적재된 작물(10)의 이동 및 출고를 지시하는 작물이동부(63d)와, 종류확인부(63b)에서 확인된 작물종류와, 수량확인부(63c)에서 확인된 작물수량과, 작물이동부(63d)에 의해 작물(10)의 이동 및 출고상황이 데이터화되어 저장되는 작물DB(63e)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 작물인식부(63a)는 전송된 작물정보가 입고리더부(20)에서 읽혀진 것인지, 적재대리더부(40)에서 읽혀진 것인지, 출고리더부(50)에서 읽혀진 것인지 각각 인식할 수 있다.

그리고, 종류확인부(63b)는 작물정보들을 통해 적재대(30)에 적재되는 각각의 작물명을 확인할 수 있다.

또한, 수량확인부(63c)는 적재대(30)에 적재되는 작물(10)의 수량을 확인하여 각각의 총합계를 가산하고, 적재대(30)에서 출고되는 작물(10)의 수량을 확인하여 총합계에서 감산할 수 있다. 이때, 시간관리부(69)에서 적재대(30)에 적대된 작물(10)들의 적재시간을 카운팅하면 작물이동부(63d)는 각각의 작물(10)에 해당되는 날짜에 따른 이동 및 출고를 지시할 수 있다.

즉, 작물(10)의 입고날짜를 계산하여 입고된 작물(10)을 날짜의 흐름에 따라 출구에 가깝게 이동시키고, 최종적으로 출구에 위치된 작물(10)은 출고날짜에 의해 출고될 수 있도록 작물이동부(63d)의 지시에 의해 적재표시부(70)가 표시될 수 있다.

그리고, 도 10에 도시된 바와 같이, 적재대관리부(65)는 작물관리부(63)에서 인식된 각각 작물(10)이 적재대(30)에 적재되도록 적재대(30)의 빈 적재위치를 확인하는 적재위치확인부(65a)와, 적재위치확인부(65a)에 의해 확인된 적재위치에 작물(10)의 적재완료를 확인하는 적재완료확인부(65b)와, 적재파악부(31)에 적재대(30)의 적재 위치를 제공하도록 다수의 구역으로 구획된 적재위치와, 적재대(30)에 설치된 적재대리더부(40)의 ID가 저장되고, 작물(10)의 적재 및 이동상황이 저장되는 적재DB(65c)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 적재위치확인부(65a)는 작물관리부(63)에서 인식된 작물정보가 입고리더부(20)에서 읽혀진 것이면 적재대(30)의 첫 번째 적재위치를 확인할 수 있고, 적재대리더부(40)에서 읽혀진 것이면 적재대(30)의 다음 적재위치를 확인할 수 있다.

그리고, 적재완료확인부(65b)는 적재대(30)에 작물(10)이 적재되면 적재된 적재위치를 적재DB(65c)에 저장할 수 있고, 적재대(30)에서 작물(10)이 출고되면 빈 적재위치를 적재DB(65c)에 저장할 수 있다.

또한, 표시관리부(67)에 의해 적재표시부(70)의 입고표시부(71), 이동표시부(73) 및 출고표시부(75)는 각각 제어될 수 있다.

그리고, 도 11에 도시된 바와 같이, 시간관리부(69)는 작물관리부(63)에서 인식된 작물(10)들의 입고, 이동 및 출고시간을 확인하는 시간확인부(69a)와, 시간확인부(69a)에서 확인된 입고 및 이동되는 작물(10)의 이동 및 출고시간을 설정하는 이동설정부(69b)와, 시간확인부(69a) 및 이동설정부(69b)에 시간을 제공하는 시간제공부(69c)와, 시간확인부(69a)의 확인된 작물(10)의 입고, 이동 및 출고시간을 카운팅하는 시간카운팅부(69d)와, 이동설정부(69b)의 설정시간과 상기 시간카운팅부(69d)의 카운팅시간을 판단하여 작물(10)의 이동 및 출고시간을 제공하는 이동시간제공부(69e)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 이동설정부(69b)는 PC에 구비된 키보드의 입력에 의해 구동될 수 있다. 또한, 시간제공부(69c)는 타이머일 수 있다.

그리고, 시간확인부(69a)는 작물(10)의 입고된 시간, 적재대(30)의 적재공간(32)에서 다른 적재공간(32)으로 이동된 시간, 적재대(30)에서 출고된 시간을 확인할 수 있다. 즉, 시간확인부(69a)는 입고리더부(20), 다수개의 적재대리더부(40) 및 출고리더부(50)에서 전송되는 작물정보의 전송시간을 확인할 수 있다.

그리고, 이동설정부(69b)는 입고된 작물(10)의 종류에 따라 이동 및 출고시간을 설정할 수 있다. 즉, 입고된 작물(10)의 재배 기간이 짧은 경우에 작물(10)들은 이동 및 출고시간을 짧게 설정하여야 한다.

또한, 상대적으로 재배 기간이 긴 작물(10)들은 버티컬 팜의 재배 블럭에 장기간 보관할 수 있도록 설정할 수 있다.

그러므로, 작물(10)은 입고된 순간부터 시간이 체크되어 출구에 설정된 시간에 따라 점차 가까운 적재대(30)로 이동되도록 이동시간이 제공될 수 있고, 이동된 작물(10)도 설정된 시간에 출고되도록 출고시간이 제공될 수 있다.

이와 같이, 버티컬 팜에 입고된 작물(10)은 설정된 시간에 따라 적재대(30)에서 이동되고, 적재대(30)에서 출고될 수 있다.

한편, 버티컬 팜의 재배 블럭에 입고되는 작물(10)에 RFID태그가 없고, 버티컬 팜 운영 서버(60)가 입고되는 작물(10)의 적재 위치를 알고 있고, 작업자를 알고 있는 경우에 버티컬 팜 운영 서버(60)는 작물(10)의 적재 위치에 해당하는 적재대리더부(40)가 접근하는 작업자(10-1)에 부착되어 있는 RFID 태그(1-1)를 읽어 작업자 식별 정보를 전송하면 작물(10)의 적재 위치에 해당하는 경우에 작물(10)이 해당 위치에 정확하게 적재된 것으로 판단한다.

이때, 버티컬 팜 운영 서버(60)가 작물(10)의 중량을 알고 있는 경우에 작물(10)의 적재 위치에 위치한 중량측정부(40-1)로부터 측정된 중량을 전송받아 중량이 해당 작물(10)의 중량만큼 증가한 경우에 작물(10)이 해당 위치에 정확하게 적재된 것으로 판단할 수 있다.

그리고, 버티컬 팜의 재배 블럭에 입고되는 작물(10)에 RFID태그가 없고, 버티컬 팜 운영 서버(60)가 입고되는 작물(10)의 적재 위치만을 알고 있고, 작업자를 모르는 경우에 버티컬 팜 운영 서버(60)가 작물(10)의 중량을 알고 있다면, 버티컬 팜 운영 서버(60)는 작물(10)의 적재 위치에 해당하는 적재대리더부(40)가 접근하는 작업자(10-1)에 부착되어 있는 RFID 태그(1-1)를 읽어 작업자 식별 정보를 전송하고, 작물(10)의 적재 위치에 위치한 중량측정부(40-1)로부터 측정된 중량을 전송받아 중량이 해당 작물(10)의 중량만큼 증가한 경우에 작물(10)이 해당 위치에 정확하게 적재된 것으로 판단할 수 있으며, 버티컬 팜 운영 서버(60)는 적재 작업을 수행한 작업자도 적재대리더부(40)에서 전송한 작업자 식별 정보를 통하여 특정할 수 있다.

물론, 버티컬 팜의 재배 블럭에 입고되는 작물(10)에 RFID 태그(1-1)가 있고, 버티컬 팜 운영 서버(60)가 입고되는 작물(10)의 적재 위치를 알고 있고, 작업자를 알고 있는 경우에 버티컬 팜 운영 서버(60)는 작물(10)의 적재 위치에 해당하는 적재대리더부(40)가 작물(10)에 부착된 RFID 태그(1-1)를 읽어 작물 정보를 전송하고, 접근하는 작업자(10-1)에 부착되어 있는 RFID 태그(1-1)를 읽어 작업자 식별 정보를 전송하면 작물(10)의 적재 위치에 해당하는 경우에 작물(10)이 해당 위치에 정확하게 적재된 것으로 이중으로 판단한다.

이때에도, 버티컬 팜 운영 서버(60)가 작물(10)의 중량을 알고 있는 경우에 작물(10)의 적재 위치에 위치한 중량측정부(40-1)로부터 측정된 중량을 전송받아 중량이 해당 작물(10)의 중량만큼 증가한 경우에 작물(10)이 해당 위치에 정확하게 적재된 것으로 판단할 수 있어 삼중으로 정확성을 검사할 수 있다.

이와 같은 상황에서 버티컬 팜의 재배 블럭에 입고되는 작물(10)에 RFID태그가 있고, 버티컬 팜 운영 서버(60)가 입고되는 작물(10)의 적재 위치만을 알고 있으며, 작업자를 모르는 경우에 버티컬 팜 운영 서버(60)는 작물(10)의 적재 위치에 해당하는 적재대리더부(40)가 접근하는 작업자(10-1)에 부착되어 있는 RFID 태그(1-1)를 읽어 작업자 식별 정보를 전송하면 작업자를 확인하여 특정할 수 있다.

한편, 버티컬 팜의 재배 블럭에 출고되는 작물(10)에 RFID태그가 없고, 버티컬 팜 운영 서버(60)가 출고되는 작물(10)의 적재 위치를 알고 있고, 작업자를 알고 있는 경우에 버티컬 팜 운영 서버(60)는 작물(10)의 적재 위치에 해당하는 적재대리더부(40)가 접근하는 작업자(10-1)에 부착되어 있는 RFID 태그(1-1)를 읽어 작업자 식별 정보를 전송하면 작물(10)의 적재 위치에 해당하는 경우에 작물(10)이 해당 위치에 정확하게 출고된 것으로 판단한다.

이때, 버티컬 팜 운영 서버(60)가 작물(10)의 중량을 알고 있는 경우에 작물(10)의 적재 위치에 위치한 중량측정부(40-1)로부터 측정된 중량을 전송받아 중량이 해당 작물(10)의 중량만큼 감소한 경우에 작물(10)이 해당 위치에 정확하게 출고된 것으로 판단할 수 있다.

그리고, 버티컬 팜의 재배 블럭에 출고되는 작물(10)에 RFID태그가 없고, 버티컬 팜 운영 서버(60)가 출고되는 작물(10)의 적재 위치만을 알고 있고, 작업자를 모르는 경우에 버티컬 팜 운영 서버(60)가 작물(10)의 중량을 알고 있다면, 버티컬 팜 운영 서버(60)는 작물(10)의 적재 위치에 해당하는 적재대리더부(40)가 접근하는 작업자(10-1)에 부착되어 있는 RFID 태그(1-1)를 읽어 작업자 식별 정보를 전송하고, 작물(10)의 적재 위치에 위치한 중량측정부(40-1)로부터 측정된 중량을 전송받아 중량이 해당 작물(10)의 중량만큼 감소한 경우에 작물(10)이 해당 위치에 정확하게 출고된 것으로 판단할 수 있으며, 버티컬 팜 운영 서버(60)는 출고 작업을 수행한 작업자도 적재대리더부(40)에서 전송한 작업자 식별 정보를 통하여 특정할 수 있다.

물론, 버티컬 팜의 재배 블럭에 출고되는 작물(10)에 RFID 태그(1-1)가 있고, 버티컬 팜 운영 서버(60)가 출고되는 작물(10)의 적재 위치를 알고 있고, 작업자를 알고 있는 경우에 버티컬 팜 운영 서버(60)는 작물(10)의 적재 위치에 해당하는 적재대리더부(40)가 작물(10)에 부착된 RFID 태그(1-1)를 읽어 작물 정보를 전송하고, 접근하는 작업자(10-1)에 부착되어 있는 RFID 태그(1-1)를 읽어 작업자 식별 정보를 전송하면 작물(10)의 적재 위치에 해당하는 경우에 작물(10)이 해당 위치에 정확하게 출고된 것으로 이중으로 판단한다.

이때에도, 버티컬 팜 운영 서버(60)가 작물(10)의 중량을 알고 있는 경우에 작물(10)의 적재 위치에 위치한 중량측정부(40-1)로부터 측정된 중량을 전송받아 중량이 해당 작물(10)의 중량만큼 감소한 경우에 작물(10)이 해당 위치에 정확하게 출고된 것으로 판단할 수 있어 삼중으로 정확성을 검사할 수 있다.

이와 같은 상황에서 버티컬 팜의 재배 블럭에 출고되는 작물(10)에 RFID태그가 있고, 버티컬 팜 운영 서버(60)가 출고되는 작물(10)의 적재 위치만을 알고 있으며, 작업자를 모르는 경우에 버티컬 팜 운영 서버(60)는 작물(10)의 적재 위치에 해당하는 적재대리더부(40)가 접근하는 작업자(10-1)에 부착되어 있는 RFID 태그(1-1)를 읽어 작업자 식별 정보를 전송하면 작업자를 확인하여 특정할 수 있다.

한편, 버티컬 팜의 재배 블럭에서 출고되는 작물(10)들이 다수개이고, 이러한 다수개를 하나의 포장 용기에 담아 출고해야 하는 경우에, 작물(10)들에 RFID태그가 없고, 버티컬 팜 운영 서버(60)가 출고되는 작물(10)들의 적재 위치를 알고 있는 경우에 버티컬 팜 운영 서버(60)는 작물(10)들의 적재 위치에 해당하는 적재대리더부(40)가 접근하는 작업자(10-1)에 부착되어 있는 RFID 태그(1-1)를 읽어 작업자 식별 정보를 전송하면 작업자(10-1)의 이동 경로를 확인하여 해당 작물(10)들의 모든 적재 위치를 경유하는 경우에 작물(10)들이 해당 위치에서 정확하게 출고된 것으로 판단한다.

즉, 버티컬 팜 운영 서버(60)는 주문된 작물이 다수의 작물이고 이를 하나의 포장용기에 포장하여 배송해야 하는 경우에 작업자(10-1)의 이동 경로가 해당 작물(10)들의 모든 적재 위치들에 해당하는 경우에 정확하게 출고된 것으로 판단한다.

이때, 버티컬 팜 운영 서버(60)가 작물(10)들의 중량을 알고 있는 경우에 작물(10)들의 적재 위치에 위치한 중량측정부(40-1)들로부터 측정된 중량을 전송받아 중량이 해당 작물(10)들의 중량만큼 각각 감소한 경우에 작물(10)들이 해당 위치에 정확하게 출고된 것으로 판단할 수 있다.

그리고, 버티컬 팜의 재배 블럭에서 출고되는 작물(10)들에 RFID태그가 없고, 버티컬 팜 운영 서버(60)가 출고되는 작물(10)들의 적재 위치만을 알고 있고, 작업자를 모르는 경우에 버티컬 팜 운영 서버(60)가 작물(10)들의 중량을 알고 있다면, 버티컬 팜 운영 서버(60)는 작물(10)들의 적재 위치에 해당하는 적재대리더부(40)가 접근하는 작업자(10-1)에 부착되어 있는 RFID 태그(1-1)를 읽어 작업자 식별 정보를 전송하고, 작물(10)들의 적재 위치에 위치한 중량측정부(40-1)들로부터 측정된 중량을 전송받아 중량이 해당 작물(10)들의 중량만큼 각각 감소한 경우에 작물(10)이 해당 위치에 정확하게 출고된 것으로 판단할 수 있으며, 버티컬 팜 운영 서버(60)는 출고 작업을 수행한 작업자도 적재대리더부(40)에서 전송한 작업자 식별 정보를 통하여 특정할 수 있다.

물론, 버티컬 팜의 재배 블럭에서 출고되는 작물(10)들에 RFID 태그(1-1)들이 있고, 버티컬 팜 운영 서버(60)가 출고되는 작물(10)들의 적재 위치를 알고 있고, 작업자를 알고 있는 경우에 버티컬 팜 운영 서버(60)는 작물(10)들의 적재 위치에 해당하는 적재대리더부(40)들이 작물(10)들에 부착된 RFID 태그(1-1)들을 읽어 작물 정보를 전송하고, 접근하는 작업자(10-1)에 부착되어 있는 RFID 태그(1-1)를 읽어 작업자 식별 정보를 전송하면 작물(10)들의 적재 위치들이 작업자의 이동 경로에 모두 위치하는 경우에 작물(10)들이 해당 위치에 정확하게 출고된 것으로 이중으로 판단한다.

이때에도, 버티컬 팜 운영 서버(60)가 작물(10)들의 중량을 알고 있는 경우에 작물(10)들의 적재 위치에 위치한 중량측정부(40-1)들로부터 측정된 중량을 전송받아 중량이 해당 작물(10)들의 중량만큼 각각 감소한 경우에 작물(10)들이 해당 위치에 정확하게 출고된 것으로 판단할 수 있어 삼중으로 정확성을 검사할 수 있다.

이와 같은 상황에서 버티컬 팜의 재배 블럭에서 출고되는 작물(10)들에 RFID태그가 있고, 버티컬 팜 운영 서버(60)가 출고되는 작물(10)들의 적재 위치만을 알고 있으며, 작업자를 모르는 경우에 버티컬 팜 운영 서버(60)는 작물(10)들의 적재 위치에 해당하는 적재대리더부(40)가 접근하는 작업자(10-1)에 부착되어 있는 RFID 태그(1-1)를 읽어 작업자 식별 정보를 전송하면 작업자를 확인하여 특정할 수 있다.

한편, 버티컬 팜 운영 서버(60)가 입고나 출고 작업자를 알기 위해서는 도 12에 도시된 주문 관리부를 더 포함하고 있어야 한다.

도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 주문 관리부의 구성도이다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 주문 관리부는 주문 정보를 표시하는 주문 표시부(B200), 주문 정보를 인쇄하여 작업자(10-1)에게 주문 정보가 인쇄된 주문서를 제공하는 주문 인쇄부(B300), 주문 인쇄부(B300)에 접근하여 인쇄된 주문서를 수령하는 작업자(10-1)에 부착된 RFID태그(1-1)의 작업자 식별 정보를 읽어 버티컬 팜서버(60)로 전송하는 작업자리더부(B400)를 포함한다.

여기에서, 주문 정보는 입고 주문 정보와 출고 주문 정보가 있다.

버티컬 팜 운영 서버(60)는 입고 주문이나 출고 주문을 주문자 단말기(미도시)로부터 전송받은 경우에 전송받은 입고 주문 정보나 출고 주문 정보를 주문 표시부(B200)에 표시하고, 주문 인쇄부(B300)를 통하여 인쇄한다.

그러면, 주문 표시부(B200)의 앞에서 대기하고 있던 작업자들중 어느 한명의 작업가가 주문 표시부(B200)에 표시된 주문 정보를 확인하고 작업 수행을 위하여 주문 인쇄부(B300)에 접근하여 인쇄된 주문서를 수령하면 작업자리더부(B400)는 접근하는 작업자(10-1)에 부착된 RFID태그(1-1)의 작업자 식별 정보를 읽어 버티컬 팜 운영 서버(60)에 제공하며,버티컬 팜 운영 서버(60)는 해당 주문을 처리하는 작업자를 확인할 수 있다.

이때, 버티컬 팜 운영 서버(60)는 해당 작업자의 휴대 단말기(미도시)로 주문 정보를 전송하여 작업시에 참고할 수 있도록 한다.

한편, 버티컬 팜 운영 서버는 외부 서버로부터 1일 예보 온도, 예보 습도 등을 전송받는다.

그리고, 버티컬 팜 운영 서버는 도 12에 도시된 바와 같이 설정 온도(일예로 13도)에서 10도 이상 차이가 나면 운전 온도를 차이에 비례하여 저감하게 되며 이러한 온도 차이가 10도 이하로 될때까지 지속한다.

이때, 버티컬 팜 운영 서버는 센서를 통하여 외부의 측정된 온도를 입력받아 측정된 온도가 예보 온도보다 3도 이상 이격되어 있으면 측정 온도를 반영하여 운전 온도를 더 저감시킨 보정 온도로 동작하도록 한다.

이처럼 측정된 온도가 예보 온도보다 일정 이상이 된 경우에만 반영하도록 한 경우에는 운전 상태의 빈번한 변화로 인한 여러가지 손실을 방지하기 위한 것이다.

그리고, 버티컬 팜 운영 서버는 도 13에 도시된 바와 같이 설정 습도(일예로 30%)에서 30% 이상 차이가 나면 운전 습도를 차이에 비례하여 저감하게 되며 이러한 습도 차이가 30% 이하로 될때까지 지속한다.

이때, 버티컬 팜 운영 서버는 센서를 통하여 외부의 측정된 습도를 입력받아 측정된 습도가 예보 습도 보다 3% 이상 이격되어 있으면 측정 습도를 반영하여 운전 습도를 더 저감시킨 보정 습도로 동작하도록 한다.

이처럼 측정된 습도가 예보 습도보다 일정 이상이 된 경우에만 반영하도록 한 경우에는 운전 상태의 빈번한 변화로 인한 여러가지 손실을 방지하기 위한 것이다.

도 15는 본 발명에 따른 버티컬 팜 통합 제어기가 식물의 생장을 조절하는 과정을 보여주기 위한 도면이다.

도 15를 참조하면, 본 발명에은 영상 센서부(110a), 버티컬 팜 통합 제어기(130a), 참조 작물부(150a)를 포함한다.

영상 센서부(110a)는 버피컬 팜 블럭의 내부 및 내부의 작물을 촬영하여 영상 정보를 수집할 수 있는 하나 또는 둘 이상의 영상 촬영장치를 포함한다.

영상 센서부(110a)는 하나의 영상 촬영장치를 통해 구성할 수 있으며, 두 대의 영상 촬영장치를 이용한 스테레오(Stereo) 형태나 그 이상의 영상 촬영장치를 이용한 멀티뷰(Multiview) 형태로 구성할 수 있다. 또한, 스테레오 형태나 멀티뷰 형태를 통해 3D 입체 영상을 수집할 수 있다.

그리고 영상 센서부(110a)는 작물을 촬영하기 위한 조명을 포함할 수 있다. 영상 센서부(110a)의 조명은 버티컬 팜 내부의 빛 또는 버티컬 팜 외부의 빛에 기초하여 최적의 영상을 획득 가능하도록 조절된다. 서로 군집 되어 있는 작물들의 경우, 밝기나 명암의 차이 등으로 인하여 정확한 작물 영상 정보를 획득하기 어렵다. 영상 센서부(110a)는 조명을 제어함으로써 영상 인식의 정확성을 높일 수 있다.

군집 된 작물의 경우, 각각의 작물 사이의 간격이 좁기 때문에 서로간에 잎이나 작물이 서로 겹치는 경우가 발생하게 된다. 이러한 겹침이 발생하면 영상 센서부(110a)를 통해 작물의 상태를 정확하게 인식하기 어려운 문제점이 발생한다. 따라서 영상 센서부(110a)는 참조 작물부(150a)의 참조 작물을 촬영하여 작물 영상 정보를 수집하는 방법을 통해 이러한 문제를 해결한다.

영상 센서부(110a)는 작물을 촬영하여 작물 영상 정보를 수집한다. 작물의 영상 정보는 초장(지표면에서 작물의크기), 엽면적, 절간장(마디와 마디 사이의 길이), 과실색, 과실의 수 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 엽면적 및 과실색 등은 영상 촬영 장치 2대를 이용한 스테레오 비전기술을 활용하여 측정할 수 있다. 영상 센서부(110a)는 버티컬 팜 내부에 위치한 참조 작물을 촬영하여 작물 영상 정보를 수집한다. 참조 작물은 참조 작물부(170a)에 위치하며, 참조 작물에 대한 구체적인 설명은 후술하는 참조 작물부(170a)에 기재하도록 한다.

그리고 작물 영상 정보는 군집 된 작물을 촬영하여 획득한 영상 정보를 더 포함할 수 있다.

영상 센서부(110a)는 미리 정해진 일정에 따라 일정 시간 간격 또는 항시 버티컬 팜 내부의 작물을 촬영할 수 있으며, 버티컬 팜 통합 제어기(130a)로부터 특정한 제어 명령이 수신되는 경우, 수신된 제어 명령에 기초하여 버티컬 팜 내부의 작물을 촬영할 수 있다. 그리고 영상 센서부(110a)는 수신된 제어 명령에 따라 참조 작물부(150a)의 참조 작물 뿐만 아니라 군집 된 작물을 촬영하여 작물 영상 정보를 더 획득할 수 있다.

영상 센서부(110a)는 참조 작물을 촬영하여 수집한 작물 영상 정보를 통합 제어기(130a)로 전달한다.

참조 작물부(150a)는 온실 내부에 위치한 작물 군집과 비교하기 위한 작물이다. 작물 군집은 둘 이상 또는 다수의 작물이 군집하여 구성되기 때문에 작물 각각 서로 경쟁하거나 영양분 공급 및 광흡수율 등의 차이로 인해 각각의 작물 사이에 성장 및 생육에 차이를 보일 수 있다. 즉, 작물 군집에 속한 작물의 경우, 각각의 작물이 서로 크기나 색깔 등이 다를 수 있으며, 참조 작물과도 다를 수 있다. 또한, 서로간의 거리가 가깝기 때문에 영상촬영 과정에서 잎이나 작물 자체가 서로 겹쳐 촬영될 수 있다. 예를 들어, 각 작물 간에 잎사귀가 서로 겹쳐지게 되면 서로 간의 색과 모양 및 무늬 등이 유사하기 때문에 영상 센서부(110a)가 촬영한 영상에서 정확한 작물의 상태를 인식하기 어렵게 된다.

이러한 이유로 더욱 정확한 작물 생육 상태를 파악하기 위하여 참조 작물을 통해 작물의 생육 상태를 파악할 수 있다. 참조 작물은 군집 된 작물과 붙어 있진 않지만, 같은 버티컬 팜 내부의 자연환경에서 성장하기 때문에 군집 된 작물과 상당부분 유사한 생육 상태를 보일 수 있다. 반면에 수확량이나 공간을 고려해야 하는 군집 된 작물에 비해 하나 또는 소수의 작물만을 충분한 간격을 유지시키면서 배치할 수 있다. 따라서 영상 센서부(110a)를 통해 작물 영상 정보를 획득할 때, 작물의 상태를 정확하게 인식할 수 있으며, 인식된 작물의 생육 상태는 군집 된 작물과 비교적 유사하다고 유추할 수 있다.

예를 들어, 작물 수확량을 파악할 때 참조 작물의 수확량에 군집 된 작물의 숫자를 곱하여 군집 된 작물들의 수확량을 계산할 수 있다. 또한, 작물 군집에 속한 각각의 작물의 생장 정도나 과실 수 등이 그 차이가 심해 정확한 상태 파악이 쉽지 않은 경우, 참조 작물의 작물 생육과 작물 군집의 생육 상태의 유사도를 비교하여 작물 군집의 생육 상태나 성장 및 수확량을 예측할 수 있다.

버티컬 팜 통합 제어기(130a)는 영상 센서부(110a)로부터 수신된 작물 영상 정보를 저장한다. 그리고 수신된 작물 영상 정보를 색상 보정, 이미지 식별 및 인식 등과 같은 영상처리 기술을 적용하여 작물 영상 정보를 분석하여 현재 작물의 초장, 엽면적, 과실색, 마디 길이 및 과실 수 등과 같은 현재 작물의 세부 정보를 생성한다. 작물 영상 정보에 포함된 군집 된 작물 정보에 기초하여 분석하는 경우, 작물의 세부 정보는 작물 군집의 작물에 대한 세부 정보를 포함한다. 만약 작물 영상 정보에 포함된 참조 작물 정보에 기초하여 분석하는 경우, 작물의 세부 정보는 참조 작물에 대한 세부 정보를 포함한다.

군집 된 작물의 작물들은 각각의 작물들 서로 간에 잎이 겹치거나 작물이 영상에서 겹치는 현상 등이 발생할 수 있기 때문에 군집 된 작물을 촬영한 작물 영상 정보만으로는 작물의 생육 상태를 파악하기 쉽지 않다. 따라서 참조 작물부(150a)에 위치한 참조 작물을 촬영하여 획득한 작물 영상 정보를 이용하여 작물의 생육 상태를 파악할 수 있다.

버티컬 팜 통합 제어기(130a)는 영상 센서부(110a)를 통해 참조 작물부(150a)의 참조 작물로부터 획득한 작물 영상 정보를 분석하여 참조 작물의 현재 생육 상태를 파악할 수 있다. 버티컬 팜 통합 제어기(130a)는 참조 작물의 현재 생육 상태를 군집된 작물의 현재 생육 상태와 동일하다고 판단할 수 있다. 또는 버티컬 팜 통합 제어기(130a)는 군집 된 작물의 작물 영상 정보와 참조 작물의 작물 영상 정보를 비교하여 유사도를 판단한 후, 참조 작물의 현재 생육 상태에 유사도를 적용하여 군집 된 작물의 현재 생육 상태를 유추할 수 있다.

예를 들어, 참조 작물의 현재 과실 수에 군집 된 작물에 포함된 작물의 수를 곱하여 군집 된 작물 전체의 과실수를 추정할 수 있다. 또는 참조 작물과 군집 된 작물을 비교한 유사도를 고려하여 군집 된 작물이 참조 작물에 비해 일정 정도 과실 수가 적을 것으로 비교되면, 이를 고려하여 참조 작물의 과실 수에 유사도를 적용하여 군집 된 작물 전체의 과실 수를 추정할 수 있다.

그리고 버티컬 팜 통합 제어기(130a)는 미리 저장되어 있던 작물에 대한 전문 정보, 참조 작물에 대한 세부 정보 및 군집 된 작물에 대한 세부 정보를 이용하여 군집 된 작물의 성장 및 수확량을 예측한다. 작물에 대한 전문 정보는 해당작물에 대한 전문적인 지식 및 데이터를 나타낸다. 버티컬 팜 통합 제어기(130a)는 작물 영상 정보에 기초하여 현재 작물의 생육 및 상태를 파악할 수 있다. 버티컬 팜 통합 제어기(130a)는 파악된 현재 작물의 생육 및 상태에 대한 정보와 해당 작물에 대한 전문적인 지식/데이터를 이용하여 해당 작물의 성장 및 수확량을 예측하고, 예측된 작물의 성장 및 수확량 등의 정보를 포함하는 작물 추정 정보를 생성하여 사용자에게 제공한다.

예를 들어, 참조 작물의 작물 생육과 작물 군집의 생육 상태의 유사도를 비교하여 현재 작물의 생장 상태와 과실 수를 파악하고, 현재 파악된 생장 상태와 과실 수를 전문적인 지식/데이터와 비교하여 해당 작물의 생장, 수확 시기 또는 과실 수 등을 예측할 수 있다.

또한, 버티컬 팜 통합 제어기(130a)는 영상 센서부(110a)에 제어 신호를 전달하여 영상 센서부(110a)를 제어할 수 있다. 제어신호는 일정한 주기로 촬영을 수행하는 명령을 포함하거나, 사용자의 특정한 지시에 따라 촬영을 수행하는 명령을 포함할 수 있다.

본 발명은 상술한 바람직한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 간주한다.

100: 컴퓨터 시스템
110: 프로세서
120: 메모리
123: ROM
126: RAM
130: 데이터 통신 버스
140: 저장소
150: 사용자 입력 장치
160: 사용자 출력 장치
170: 네트워크 인터페이스
180: 네트워크
200: 버티컬 팜 관리 시스템
210: 버티컬 팜 운영 서버
220: 버티컬 팜 통합 제어기
223: 수집부
226: 제어부
228: 재배 환경 획득부
230: ICT 단말기
240: 센서
250: 구동기
260: 외부 서버
300: 재배 블럭

Claims

버티컬 팜 운영 서버, 버티컬 팜 통합 제어기, 센서, 구동기 및 ICT 단말기를 포함하는 ICT 기반 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템에 있어서,
상기 버티컬 팜 운영 서버는 외부 서버로부터 기상 정보 및 작물의 재배 정보를 수신하고, 상기 버티컬 팜 통합 제어기로부터 버티컬 팜의 각 재배 블럭의 재배 환경 정보 및 센서 데이터를 수신하고, 상기 구동기를 제어하기 위한 제어 명령을 생성하는 것이고;
상기 버티컬 팜 통합 제어기는 상기 버티컬 팜 운영 서버로부터 생성된 제어 명령을 이용하여 상기 구동기를 제어하고, 상기 센서로부터 수집한 센서 데이터를 이용하여 버티컬 팜의 재배 블럭의 재배 환경 정보를 생성하고, 상기 센서 데이터 및 상기 버티컬 팜의 재배 블럭의 재배 환경 정보를 상기 버티컬 팜 운영 서버에 전달하는 것인 ICT 기반 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템.
청구항 1항에 있어서,
상기 센서는 버티컬 팜의 각 재배 블럭의 내부 환경, 외부 환경, 근권 환경의 센서 데이터를 측정하여 상기 버티컬 팜 통합 제어기로 측정한 센서 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 ICT 기반 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템.
청구항 2항에 있어서,
상기 내부 환경을 측정하기 위한 각 재배 블럭의 내부 환경정보 센서는 온도 센서, 습도 센서, 엽온 센서, 엽습 센서, 광량 센서, CO2 농도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 ICT 기반 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템.
청구항 2항에 있어서,
상기 외부 환경을 측정하기 위한 각 재배 블럭의 외부 기상 센서는 풍향 센서, 풍속 센서, 강우 센서, 온도 센서, 습도 센서, 일사량 센서를 포함하는 ICT 기반 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템.
청구항 2항에 있어서,
상기 근권 환경을 측정하기 위한 각 재배 블럭의 근권 환경 센서는 온도 센서, 수분함량 센서, pH 센서를 포함하는 ICT 기반 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템.
청구항 1항에 있어서,
상기 구동기는 버티컬 팜 통합 제어기로부터 받은 제어 명령에 따라 구동되는 것이고, 상기 ICT 단말기는 상기 버티컬 팜 운영 서버(210)로부터 버티컬 팜의 각 재배 블럭의 운영에 관련된 정보를 수신하여 사용자에게 표시하고, 사용자의 조작에 따라 버티컬 팜 운영 서버가 제어 명령을 생성하도록 요청하는 ICT 기반 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템.
청구항 1항에 있어서,
본체 내에 마련되어 있는 구동원에 의해 스스로 주행하면서 청소를 행하도록 구성함에 있어 통상의 먼지 흡입기능을 수행하도록 구성된 가습 기능이 구비된 로봇 청소기를 더 포함하는 ICT 기반 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템.
청구항 7항에 있어서,
상기 로봇 청소기는
상기 본체 내에는 물을 가습하여 실내의 습도를 조절하는 가습 장치; 및
실내의 다수의 지점의 습도를 파악하여 목표 습도에 도달하지 못한 위치로 이동하여 상기 가습 장치를 구동하는 제어부를 포함하는 ICT 기반 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템.
청구항 8항에 있어서,
상기 제어부는 상기 버티컬 팜 운영 서버로부터 다수의 습도 측정 센서의 위치가 표시된 버티컬 팝의 해당 재배 블럭의 실내 구조를 전송받아 다수의 습도 측정 센서로부터 측정된 습도를 전송받아 실내의 다수의 지점의 습도를 파악하는 것을 특징으로 하는 ICT 기반 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템.
청구항 9항에 있어서,
상기 제어부는 상기 버티컬 팜 운영 서버로부터 다수의 온도 측정 센서의 위치가 표시된 버티컬 팜의 해당 재배 블럭의 실내 구조를 전송받아 다수의 온도 측정 센서로부터 측정된 온도를 전송받아 실내의 다수의 지점의 온도를 파악하고 이를 고려하여 재배 블럭의 실내의 다수의 지점의 목표 습도를 파악하는 것을 특징으로 하는 ICT 기반 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템.
청구항 1항에 있어서,
상기 버티컬 팜의 재배 블럭에 구비되는 다수개의 적재대; 및
각각의 적재대에 적층된 작물의 중량을 측정하여 상기 버티컬 팜 운영 서버로 전송하는 다수의 중량측정부를 포함하며,
상기 버티컬 팜 운영 서버는 작물의 중량을 알고 있는 경우에 작물의 적재 위치에 위치한 중량측정부로부터 측정된 중량을 전송받아 중량이 해당 작물의 중량만큼 증가한 경우에 작물이 해당 위치에 적재된 것으로 판단하는 ICT 기반 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템.
청구항 11항에 있어서
상기 버티컬 팜 운영 서버는 출고될 작물의 중량을 알고 있는 경우에 출고될 작물의 적재 위치에 위치한 중량측정부로부터 측정된 중량을 전송받아 중량이 해당 작물의 중량만큼 감소한 경우에 작물이 해당 위치에 출고된 것으로 판단하는 ICT 기반 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템.
청구항 12항에 있어서
상기 버티컬 팜 운영 서버는 출고될 작물이 다수개이고 각각의 중량을 알고 있는 경우에 출고될 다수의 작물의 적재 위치에 각각 위치한 다수개의 중량측정부로부터 측정된 각각의 중량을 전송받아 각각의 중량이 해당 작물의 중량만큼 감소한 경우에 다수개의 작물이 해당 위치에서 출고된 것으로 판단하는 ICT 기반 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템.
청구항 1항에 있어서,
상기 버티컬 팜 운영 서버는 외부 서버로부터 예보 온도를 입력받아 상기 버티컬 팜의 해당 재배 블럭의 내부 공간의 설정 온도를 입력받은 예보 온도에 따라 변경한 운전 온도로 제어하는 ICT 기반 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템.
청구항 1항에 있어서,
상기 버티컬 팜 내부에 위치하며, 상기 군집 된 작물과 동일한 작물인 참조 작물을 포함하고, 상기 군집 된 작물과 별도로 위치하는 참조 작물부; 및
하나 또는 둘 이상의 영상 촬영 장치를 포함하고, 상기 영상 촬영 장치를 이용하여 상기 참조 작물을 촬영하여 작물 영상 정보를 생성하는 영상 센서부를 포함하며,
상기 버티컬 팜 통합 제어기는 상기 생성된 작물 영상 정보를 분석하여 상기 참조 작물의 생육 상태를 파악하고, 상기 파악된 참조 작물의 생육 상태에 기초하여 상기 군집 된 작물의 생육 상태를 추정하고, 상기 추정된 군집 된 작물의 생육 상태에 기초하여 상기 군집 된 작물의 성장 및 수확량을 예측하는 ICT 기반 맞춤형 버티컬 팜 관리 시스템.