KR20200134598A - Mushroom cultivation system with automatic control function of environment - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스마트팜에 관한 것으로, 자세하게는 기능성 버섯재배에 있어 온도, 습도, CO2농도를 비롯한 다양한 재배 조건을 자동으로 조절하여 최적의 버섯 생장조건을 형성하면서 맛과 향뿐 아니라 사포닌이나 Zn, Se, Ge 등 미네랄 성분을 함유할 수 있도록 하여 버섯에 기능성을 부여하는 재배환경을 획기적으로 구축하고, 특히 버섯 작목반의 용도별 구분에 따라 여러 사양을 수용할 수 있는 환경 자동제어 기능을 갖는 버섯재배 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a smart farm, and in detail, in the cultivation of functional mushrooms, various cultivation conditions including temperature, humidity, and CO 2 concentration are automatically adjusted to form optimal mushroom growth conditions, while saponin or Zn, Se It is a mushroom cultivation system that has an environmental automatic control function that can accommodate various specifications according to the purpose of the mushroom cropping board. About.
기능성 버섯은 인체의 면역력과 항암 효과를 높인다는 기능이 발견됨에 따라 관심이 증가하는 가운데 기능성 버섯을 찾는 수요가 증가하고 있다.As functional mushrooms have been discovered to increase the body's immunity and anticancer effects, the demand for functional mushrooms is increasing amid increasing interest.
우리나라는 한때 대만, 네덜란드와 함께 버섯의 주요 수출국 중 하나였으나, 버섯 재배를 위한 기술개발과 재배조건 면에서 일본이나 유럽에 비하면 뒤떨어져 있으며, 근래 중국이 수출국으로 참여하면서 국제가격 경쟁에서 뒤떨어져 수출량이 감소되고 있다.Korea was once one of the major exporters of mushrooms along with Taiwan and the Netherlands, but in terms of technology development and cultivation conditions for mushroom cultivation, Korea is inferior to that of Japan or Europe. Recently, as China participated as an exporting country, exports declined due to falling behind in international price competition. Has become.
이러한 버섯류는 일반 농작물과는 달리 재배실의 온도, 습도, 환기상태 및 빛과 같은 환경 조건을 까다롭게 맞추어야 하기 때문에 이러한 조건을 충족하는 소수의 농가에서만 재배되고 있다.Unlike ordinary crops, these mushrooms are cultivated only in a small number of farms that meet these conditions because environmental conditions such as temperature, humidity, ventilation, and light in the cultivation room must be closely adjusted.
또한, 버섯이 재배시 산소를 소모하면서 이산화탄소(CO2), 암모니아(NH3) 등과 같은 기체를 생성하는데, 이러한 기체는 버섯을 성숙시키는 역할을 하면서도 버섯의 겉자람을 유발하여 품질 저하로 이어질 수도 있어 적절한 공기질 관리도 중요하다.In addition, when mushrooms are cultivated, oxygen is consumed and gases such as carbon dioxide (CO 2 ) and ammonia (NH 3 ) are produced. These gases play a role in maturing the mushrooms and cause the appearance of the mushrooms, leading to deterioration in quality. Therefore, proper air quality management is also important.
이러한 재배조건의 복잡성은 결국 설비구축 및 운영을 위한 비용상승으로 이어질 수밖에 없으므로 여전히 자연환기방식을 적용하여 재배실 내부의 공기 및 습도 관리를 할 수밖에 없었으며, 저효율 및 오염의 문제가 지적되고 있었으며 버섯의 발이 조건과 생육 조건의 차이로 별도의 공간에서 버섯의 발이와 재배가 이루어져 이의 이동 등에서 번거로움이 있었다.Since the complexity of these cultivation conditions inevitably leads to an increase in the cost for facility construction and operation, it was still inevitable to apply natural ventilation to manage the air and humidity inside the cultivation room, and problems of low efficiency and pollution were pointed out. Due to the difference between the growth conditions and the growth conditions of the mushrooms, the removal and cultivation of mushrooms was carried out in a separate space, and there was trouble in the movement of the mushrooms.
이에 기능성 버섯의 내수 및 수출 증대를 위해 질적으로 향상된 품질의 버섯의 생산과 비용절감이 요구되고 있으며 국내에서도 고효율 기능성 버섯재배가 추진되는 가운데 이에 대응한 맞춤형 시스템이 절실히 필요한 실정이다.Accordingly, in order to increase the domestic demand and export of functional mushrooms, the production of qualitatively improved mushrooms and cost reduction are demanded, and while high-efficiency functional mushroom cultivation is being promoted in Korea, a customized system is urgently needed.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 다양한 재배 조건을 자동으로 조절하여 최적의 버섯 생장조건을 형성하면서 맛과 향의 향상뿐 아니라 사포닌이나 Zn, Se, Ge 등 미네랄 성분 함유로 버섯에 기능성을 부여할 수 있는 환경 자동제어 기능을 갖는 버섯재배 시스템을 제공하는 것이다.The present invention was created to solve the above problems, and an object of the present invention is to improve taste and aroma while automatically controlling various cultivation conditions to form optimal mushroom growth conditions, as well as saponin, Zn, Se, Ge It is to provide a mushroom cultivation system that has an automatic environmental control function that can impart functionality to mushrooms by containing such minerals.
상기와 같은 목적을 위해 본 발명은 버섯재배 시스템에 있어서, 배지가 위치한 실내의 온도 및 습도를 측정하는 제1온습도센서와, 이산화탄소 농도를 측정하는 이산화탄소센서와, 실내의 광량을 측정하는 조도센서와, 배지의 온도 및 수분을 측정하는 배지감시모듈과, 배지를 촬영하는 카메라부를 구비하는 재배환경감시부; 직접조명 방식으로 배지를 비추는 제1발광부와, 간접 조명방식으로 배지를 비추는 제2발광부를 구비하는 광원부; 양액을 포함하는 혼합액을 상기 배지로 공급하는 펌프(41)와, 공급되는 혼합액의 양을 측정하는 유량계 및 공급을 차단하는 솔레노이드밸브(43)를 구비하는 양액공급부; 상기 배지감시모듈의 측정결과에 대응하여 상기 양액공급부를 제어하는 연동제어부; 상기 재배환경감시부의 측정값과 상기 유량계의 측정값을 관리자가 소지한 단말기로 전송하는 모니터링부; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.For the above purposes, the present invention provides a mushroom cultivation system, comprising: a first temperature-humidity sensor measuring the temperature and humidity of a room in which a medium is located, a carbon dioxide sensor measuring a carbon dioxide concentration, an illuminance sensor measuring the amount of light in the room, and , A culture environment monitoring unit including a culture medium monitoring module for measuring the temperature and moisture of the culture medium, and a camera unit for photographing the culture medium; A light source unit including a first light emitting unit that illuminates the badge by a direct lighting method and a second light emitting unit that illuminates the badge by an indirect lighting method; A nutrient solution supply unit including a
이때 상기 광원부는, 상기 배지의 배열 방향을 따라 설치되되, 하측 및 상측으로 각각 빛을 방출할 수 있도록 2열의 LED 배열체가 반대로 배치된 형태로 구성된 LED바와, 투명한 원통형 구조로 상기 LED바를 둘러 밀폐시키되 상측 LED 배열체의 조사방향으로 광의 일부를 흡수하며 반사시키는 반사부를 구비한 케이스로 구성되는 것이 바람직하다.At this time, the light source unit is installed along the arrangement direction of the badge, and the LED bar is configured in a form in which two rows of LED arrays are arranged oppositely so as to emit light to the lower side and the upper side, and the LED bar is sealed in a transparent cylindrical structure. It is preferable to be configured with a case provided with a reflecting part that absorbs and reflects a part of light in the irradiation direction of the upper LED array.
또한, 외부의 온도 및 습도를 측정하는 제2온습도센서와, 외기의 실내 유입 및 내기 배출이 이루어지도록 하는 환풍기와, 실내의 온도 및 습도를 조절하는 공조기(53)를 구비하는 환경제어부; 상기 관리자가 소지한 단말기로부터 전송된 제어명령에 의해 상기 양액공급부 및 환경제어부를 제어하는 원격제어부; 를 더 포함하고, 상기 연동제어부(6)는 상기 재배환경감시부의 측정결과에 대응하여 상기 환경제어부를 제어하도록 구성될 수 있다.In addition, an environment control unit including a second temperature and humidity sensor for measuring the temperature and humidity of the outside, a ventilator for inflow of outside air and discharge of internal air, and an
또한, 상기 연동제어부의 제어명령에 대응한 상기 재배환경감시부의 측정값과, 상기 카메라부의 촬영 영상을 시간경과에 따라 저장하는 데이터베이스; 상기 데이터베이스를 분석하여 상기 재배환경감시부의 측정값 및 카메라부의 촬영 영상에 대응한 연동제어부의 제어값을 보정하는 분석모듈부; 를 더 포함할 수 있다.In addition, a database for storing measured values of the cultivation environment monitoring unit corresponding to a control command of the interlocking control unit and a photographed image of the camera unit over time; An analysis module unit which analyzes the database to correct a measurement value of the cultivation environment monitoring unit and a control value of an interlocking control unit corresponding to a captured image of the camera unit; It may further include.
또한, 상기 카메라부는, 상기 배지의 배열 방향을 따라 설치되는 레일과, 상기 레일을 따라 이동 가능한 구동부를 구비한 카메라와, 상기 레일 및 카메라를 둘러 설치되는 투명재질의 원통형 커버와, 상기 커버를 회전시키는 회동부 및 상기 커버에 접촉하여 커버의 회전에 따른 표면 이물질을 닦아내는 소제부로 이루어질 수 있다.In addition, the camera unit includes a camera having a rail installed along the arrangement direction of the badge, a driving unit movable along the rail, a cylindrical cover made of a transparent material installed around the rail and the camera, and rotating the cover It may be composed of a rotating part that is in contact with the cover and a cleaning part that wipes off surface foreign substances according to the rotation of the cover.
본 발명을 통해 온습도, 토양수분, CO2, 양액 상태 pH + EC 등과 같은 버섯의 생육환경 및 운영 현황의 확인 및 관리가 관리자의 단말기를 통해 원격으로 이루어질 수 있고, 다양한 실내환경을 제어함으로 최적의 버섯생장 조건을 도출 및 유지할 수 있다.Through the present invention, confirmation and management of the growth environment and operation status of mushrooms such as temperature and humidity, soil moisture, CO2, nutrient solution pH + EC, etc. can be performed remotely through the administrator's terminal, and by controlling various indoor environments, optimal mushrooms Growth conditions can be derived and maintained.
도 1은 본 발명의 개념도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 연결관계를 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명에 실시예에 따른 양액 관리 및 공급 구조를 나타낸 개념도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광원부의 구조를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 카메라부의 구조를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 다른 단말기의 화면을 나타낸 도면이다.1 is a conceptual diagram of the present invention,
2 is a block diagram showing a configuration and a connection relationship according to an embodiment of the present invention;
3 is a conceptual diagram showing a nutrient solution management and supply structure according to an embodiment of the present invention,
4 is a view showing the structure of a light source unit according to an embodiment of the present invention;
5 is a view showing the structure of a camera unit in an embodiment of the present invention;
6 is a diagram showing a screen of a terminal according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 환경 자동제어 기능을 갖는 버섯재배 시스템의 구성을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a configuration of a mushroom cultivation system having an automatic environmental control function of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 개념도로서, 본 발명은 스마트팜 제어기술이 적용된 버섯 재배 시스템으로 버섯의 생육에 필요한 환경요인을 실시간으로 모니터링, 분석하고, 버섯의 생장에 알맞은 양액 공급 및 조제 알고리즘을 적용하여 최적조건에서 다양한 기능성을 갖는 버섯을 재배할 수 있도록 구성된다.1 is a conceptual diagram of the present invention, the present invention is a mushroom cultivation system to which a smart farm control technology is applied, by monitoring and analyzing environmental factors necessary for the growth of mushrooms in real time, and applying a nutrient solution supply and preparation algorithm suitable for the growth of mushrooms. It is configured to grow mushrooms with various functions under optimal conditions.
기본적으로 버섯의 재배는 다양한 형태의 배지를 통해 이루어지며 규모에 따라 복수의 배지가 열을 이루며 배치될 수 있다.Basically, mushroom cultivation is performed through various types of medium, and a plurality of mediums may be arranged in rows according to the scale.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 연결관계를 나타낸 블록도로서, 본 발명은 재배환경감시부(1)와, 광원부(2)와, 양액관리부(3)와, 양액공급부(4)와, 환경제어부(5)와, 연동제어부(6)와, 분석모듈부(7)와, 모니터링부(8)와, 원격제어부(9) 및 데이터베이스(DB)의 주요구성을 구비한다.2 is a block diagram showing the configuration and connection relationship according to an embodiment of the present invention, the present invention is a cultivation environment monitoring unit (1), a light source unit (2), a nutrient solution management unit (3), and a nutrient solution supply unit (4) Wow, an
상기 재배환경감시부(1)는 스마트팜이 구축된 실내환경, 즉 버섯의 생장조건을 감시하기 위한 구성으로, 세부구성으로 제1온습도센서(11)와, 이산화탄소센서(12)와, 조도센서(13)와, 배지감시모듈(14)과, 카메라부(15)를 구비하게 된다.The cultivation
상기 제1온습도센서(11)는 실내공기의 온도 및 습도를 측정하고, 상기 이산화탄소센서(12)는 실내 공기의 이산화탄소 농도를 측정한다. 또한, 상기 조도센서(13)는 실내의 광량을 측정하고, 상기 배지감시모듈(14)은 온도센서 및 전기전도도 센서 등을 이용하여 배지의 온도 및 수분을 측정한다. 마지막으로 카메라부(15)는 배지를 촬영하되, 특히 배지에서 재배되는 버섯의 모습을 촬영하게 된다.The first temperature and
이러한 재배환경감시부(1)는 버섯의 생장과 밀접한 환경조건을 감시하기 위한 것으로 재배하는 버섯의 생장특성에 따른 온습도를 비롯하여 버섯의 양분 공급 등에 밀접한 영향을 주는 이산화탄소의 농도, 일조량에 대응하는 광량, 배지의 양액 및 양액 공급상태 및 온도를 실시간으로 측정하게 된다.The cultivation environment monitoring unit (1) is to monitor the environmental conditions close to the growth of mushrooms, and the concentration of carbon dioxide that closely affects the supply of nutrients to the mushrooms, as well as the temperature and humidity according to the growth characteristics of mushrooms, and the amount of light corresponding to the amount of sunlight. , The nutrient solution and the nutrient solution supply status and temperature of the medium are measured in real time.
실내환경의 스마트팜에서 상기 재배환경감시부(1)를 통해 측정되는 인자는 후술되는 바와 같이 인위적인 제어가 가능한 항목이다.Factors measured by the cultivation
상기 광원부(2)는 배지 측으로 빛을 공급하기 위한 장치로서, 기본적으로 저전력 특성의 LED를 사용하게 되며, 직접조명 방식으로 배지를 비추는 제1발광부와, 간접 조명방식으로 배지를 비추는 제2발광부를 구비하게 된다.The
버섯의 경우 통상적인 농작물과 달리 광합성을 하지 않고 배지로부터 양분을 흡수하여 생장하므로 광원의 중요도는 상대적으로 낮으나 잘못된 파장과 강도를 갖는 광원은 오히려 버섯생장을 저해할 수도 있다. Mushrooms are grown by absorbing nutrients from the medium without photosynthesis, unlike ordinary crops, so the importance of the light source is relatively low, but a light source having an incorrect wavelength and intensity may rather inhibit mushroom growth.
따라서 버섯재배의 생산성과 품질향상을 위해서 기본적으로 간접조명을 사용하게 되며, 직접조명의 경우 상기 카메라부(15)를 통해 배지 및 버섯 촬영시 선명한 화질의 영상을 얻도록 부분적으로 사용된다.Therefore, indirect lighting is basically used to improve the productivity and quality of mushroom cultivation, and in the case of direct lighting, it is partially used to obtain images of clear image quality when shooting badges and mushrooms through the
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광원부의 구조를 나타낸 도면이다.4 is a view showing the structure of a light source unit according to an embodiment of the present invention.
버섯의 경우 균류에 속하므로 건조한 환경에서는 생장이 어려움에 따라 원활한 생장을 위해서는 다소 습한 환경이 요구된다. 이러한 습한 환경에서 전기장치의 사용은 자칫 절연저항의 저하나 누전으로 이어질 수 있으므로 본 발명에서는 기본적으로 전기적인 구성에 습기가 접하지 않는 밀폐구성이 구비된다.Mushrooms belong to fungi, so a rather humid environment is required for smooth growth due to difficulty in growth in a dry environment. The use of an electric device in such a humid environment may lead to a decrease in insulation resistance or a short circuit, and thus, in the present invention, a sealed configuration is provided in which moisture does not come into contact with the electrical configuration.
본 발명에서 상기 광원부(2)는 상기 배지의 배열 방향을 따라 설치되되, 하측 및 상측으로 각각 빛을 방출할 수 있도록 2열의 LED 배열체(211)가 반대로 배치된 형태로 구성된 LED바(21)를 구비하게 된다. 즉 일정간격으로 LED 소자가 배열된 회로판 형태의 한 쌍의 LED 배열체(211)를 각각 상측과 하측을 향하도록 대향 배치한 형태로 LED바(21)를 구성하는 것으로, 투명한 원통형 구조로 상기 LED바(21)를 둘러 밀폐시키는 케이스가 구비되어 외측의 습기가 LED바(21) 측으로 침입하지 않도록 한다.In the present invention, the
이때 광원부(2)의 하측으로 배지가 위치함에 따라 하측을 향상 LED 배열체(211')는 직접조명 형태의 제1발광부가 되고, 상측을 향한 LED 배열체는 간접조명 형태의 제2발광부가 되어 선택적인 운용이 이루어지며, 상측 LED 배열체(211)의 조사방향으로 광의 일부를 흡수하며 하측으로 반사시키는 반사부(221)가 구비된다.At this time, as the badge is positioned under the
상기 반사부(221)는 거울과 같이 제2발광부의 빛을 원활히 반사하는 재질이 아닌 설정된 표면 거칠기를 갖는 재질로 이루어져 제2발광부의 빛을 일부만 반사하여 하측의 배지에 은은하게 빛을 전달하게 되며, 상기 제1발광부의 경우 상기 카메라부(15)와 연계하여 선명한 화질의 영상을 통해 배지 및 버섯의 상태를 확인하고자 하는 경우에만 일시적으로 운용하게 된다.The
도 5는 본 발명의 실시예에 카메라부의 구조를 나타낸 도면으로, 본 발명은 기본적으로 촬영을 위한 카메라(152)를 구비하며 상기 카메라(152) 또한 전기적인 장치가 됨에 따라 광원부(2)와 같이 전기적으로 밀폐된 구조를 갖게 된다.5 is a view showing the structure of the camera unit according to the embodiment of the present invention. The present invention basically includes a
또한, 배지의 수가 많음에 따라 하나의 카메라(152)를 통해 이들을 모두 촬영하는데 한계가 있음에 따라 본원발명에서는 카메라(152)가 일정 구간을 이동하며 설정된 구간의 배지 및 버섯을 촬영하도록 구성된다.In addition, as the number of badges is large and there is a limitation in capturing all of them through one
이를 위해 배지의 상측에 위치하여 배열 방향을 따라 설치되는 레일(151)과, 상기 카메라(152)가 레일(151)을 따라 이동할 수 있도록 구동부(153)가 구비된다. 이때 상기 광원부(2)로 인한 그림자가 배지 측으로 형성되는 것을 방지하기 위해 상기 카메라(152)의 높이는 광원부(2)와 동일하거나 측면에서 조금 높도록 구성하는 것이 바람직하다.To this end, a
이러한 카메라(152) 및 구동부(153)를 습기로부터 차단하도록 상기 레일(151) 및 카메라(152)를 둘러 설치되는 투명재질의 원통형 커버(154)가 마련되나. 상기 커버 외측에 습기로 인한 물방울이 맺히거나 이물질이 묻을 경우 원활한 촬영을 방해하므로 이를 제거하기 위한 구조도 함께 마련된다.Is a
구체적으로 상기 커버(154)를 길이 방향의 중심축으로 따라 회전하도록 한쪽 끝 부분에 회동부(155)를 구성하고, 상기 커버(154)에 접촉하여 커버(154)의 회전에 따른 표면 이물질을 닦아내는 소제부(156)를 설치하는 것으로, 상기 커버(154)의 양단부에 상기 레일(151)을 지지하면서 커버(154)를 회동 가능하도록 지지하는 지지구조체를 마련하고 커버(154)의 한쪽에 전동모터를 통해 커버(154)를 천천히 회전시킬 수 있는 축을 마련하게 된다.Specifically, a
상기 소제부(156)는 커버(154) 표면을 손상시키지 않으면서 표면의 물방울이나 이물질을 제거하도록 고무재질의 와이퍼 내지는 미세섬유 등으로 이루어져 커버의 선택적 또는 주기적인 회전에 따라 이물질을 제어하며 항상 청결한 상태를 유지하여 카메라가 깨끗한 영상을 얻을 수 있도록 한다.The
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 양액 관리 및 공급 구조를 나타낸 개념도로서, 상기 양액관리부(3)와 양액공급부(4)의 구성을 도시하고 있다.3 is a conceptual diagram showing a nutrient solution management and supply structure according to an embodiment of the present invention, and shows the configuration of the nutrient
상기 양액관리부(3)는 버섯의 주요 영양공급원인 양액을 관리하기 위한 구성으로 저장탱크(31)와, 측정모듈부(32)와 교반기(331)를 포함한 공급탱크(33)와, 조제부(34)의 세부구성을 구비한다.The nutrient
상기 저장탱크(31)는 복수의 양액이 각각 저장되도록 복수로 구비되는 탱크로, 버섯의 생장에 필요한 다양한 종류의 양액의 원액이 구분되어 투입, 저장되며, 버섯의 사포닌 성분을 증대시키기 위한 재료를 비롯하여 Zn, Se, Ge 등 미네랄 성분을 포함한 원액을 구비하여 버섯에 기능성을 부여하도록 한다.The
상기 공급탱크(33)는 복수의 저장탱크로부터 적정량의 양액을 공급받아 이를 혼합하여 배지로 공급될 최종 혼합액을 제조, 수용하기 위한 구성으로, 이를 위해 상기 조제부(34)는 상기 저장탱크(31)에 수용된 양액을 선택적으로 상기 공급탱크(33)에 설정된 양으로 이송하도록 구성된다.The
이때 상기 측정모듈부(32)를 통해 공급탱크에 수용된 혼합액의 pH 및 전기전도도를 포함하는 화학 수치값을 측정하며 설정된 범위의 값을 갖도록 상기 조제부(34)에서 공급되는 양액의 양을 제어하게 되며, 공급탱크(33)에서 저장되는 복수의 양액이 잘 혼합될 수 있도록 상기 교반기(331)를 통해 혼합액의 교반이 이루어지게 된다.At this time, the
상기 양액공급부(4)는 상기 양액관리부(3)를 통해 만들어진 혼합액을 실내 배지로 정액 공급하기 위한 구성으로 펌프(41)와, 유량계(42)와, 솔레노이드밸브(43)의 세부구성을 구비한다.The nutrient
상기 펌프(41)는 상기 저장탱크의 혼합액을 실내 배지로 공급하는 역할을 하며, 상기 유량계(42)를 통해 공급되는 혼합액의 양을 실시간으로 측정하게 된다. 이때 공급배관에는 상기 유량계(42)와 인접하도록 솔레노이드밸브(43)가 설치되어 혼합액의 공급을 차단제어할 수 있다.The
상기 환경제어부(5)는 양액과 더불어 버섯의 생장에 필요한 환경요인을 제어하기 위한 구성으로 기본적으로 환풍기(51)와, 제2온습도센서(52)와, 공조기(53)를 구비하게 된다.The
상기 환풍기(51)는 외기의 실내 유입 및 내기 배출이 이루어지도록 하여 환기를 돕는 구성으로, 광합성을 하며 이산화탄소를 소모하는 다른 농작물과는 달리 버섯은 이산화탄소나 암모니아를 배출하게 되며, 이러한 기체는 일부 버섯을 성숙시키는 역할을 하면서도 버섯의 겉자람을 유발하여 품질 저하로 이어질 수도 있어 적절한 환기를 통한 공기질 관리가 중요하다.The
기본적으로 외부와 연통되는 개폐기를 구비하여 이를 전동으로 개폐하며 환기가 이루어지도록 하며 다단의 개폐기 구조를 통해 이들을 선택적으로 개폐하거나 전체를 모두 개폐하는 방식으로 환기속도를 조절할 할 수 있도록 구성하여 외부의 건조한 공기가 갑자기 들어오는 것을 방지할 수 있도록 구성된다.Basically, a switch that communicates with the outside is provided, and it is electrically opened and closed to allow ventilation. Through a multi-stage switch structure, the ventilation speed can be controlled by selectively opening and closing them or opening and closing all of them. It is configured to prevent sudden entry of air.
이때 외부의 온도 및 습도를 측정하는 제2온습도센서(52)를 구비하여 버섯 재배에 필요한 환기가 선택적으로 지원받을 수 있도록 실외 공기의 감시도 이루어지며, 상기 개폐기의 개폐 정도를 달리하며 내외부의 온도차에 따른 실내 온도변화를 최소화할 수 있도록 한다.At this time, the outdoor air is monitored so that ventilation required for mushroom cultivation can be selectively supported by providing a second temperature and
상기 공조기(53)는 냉난방기로서 실내의 온도 및 습도를 조절하게 되며, 앞서 언급한 바와 같이 설정 실내 온도를 유지하되, 환기에 따른 급격한 온도변화시에도 빠른 시간내 설정온도 범위로 들어오도록 작동된다.The
상기 연동제어부(6)는 스마트팜의 버섯 재배환경을 제어하기 위한 구성으로 기본적으로 상기 배지감시모듈(14)의 측정결과에 대응하여 상기 양액관리부(3)를 제어하여 정량의 양액의 혼합액이 배지로 공급되도록 제어함과 더불어, 상기 재배환경감시부(1)의 측정결과에 대응하여 상기 환경제어부(5)를 제어하게 된다.The interlocking
즉 상기 재배환경감시부(1)를 통해 측정되는 수치는 기본적으로 버섯의 원활한 생장을 위한 범위 값이 지정되며 이러한 범위값을 벗어날 경우 상기 환경제어부(5)를 통해 정상 범위 내에 위치할 수 있도록 제어하는 것이다. 이를테면 온습도 범위를 맞출 수 있도록 공조기(53)를 제어하거나 버섯 재배의 필요에 따라 주기적으로 환기, 물과 양액의 공급을 제어하는 것이다.That is, the numerical value measured by the cultivation
이를 위해 상기 연동제어부(6)에는 상기 재배환경감시부(1)의 측정결과에 대응하여 상기 환경제어부(5)를 제어하기 위한 적절한 알고리즘이 미리 프로그래밍이 되어 버섯 생장을 위한 최적의 조건으로 자동제어가 이루어지게 된다.To this end, an appropriate algorithm for controlling the
상기 모니터링부(8)는 관리자가 생장상황을 원격에서 확인할 수 있도록 지원하는 구성으로 기본적으로 상기 재배환경감시부(1)의 측정값을 수집하여 실시간으로 관리자가 소지한 단말기(M)로 전송하게 되며, 설정된 범위 이상의 측정값 발생시 알람 등의 부가 기능을 통해 이상발생시 관리자가 즉각적으로 인지하여 조치할 수 있도록 돕게 된다.The
도 6은 본 발명의 실시예에 다른 단말기의 화면을 나타낸 도면으로, 실시간 영상과 각종 센서의 감지결과를 측정한 모습을 나타내고 있다.6 is a diagram showing a screen of a terminal according to an exemplary embodiment of the present invention, and shows a real-time image and a measurement result of various sensors.
상기 원격제어부(9)는 앞서 언급한 자동제어 방식 외에 원격의 관리자를 통한 재배 환경의 제어가 이루어질 수 있도록 지원하는 구성으로, 기본적으로 상기 단말기(M)로부터 전송된 제어명령에 의해 상기 양액관리부(3) 및 양액공급부(4)를 제어하게 되며, 환경제어부(5)의 제어도 이루어질 수 있다.The remote control unit 9 is configured to support control of the cultivation environment through a remote manager in addition to the aforementioned automatic control method, and basically, the nutrient solution management unit ( 3) and the nutrient
이러한 원격제어부(9)는 상기 모니터링부(8)와 함께 관리자가 소지한 단말기(M)에 설치된 애플리케이션을 기반으로 하되, 상기 연동제어부(6)로 제어명령을 전송 및 입력하도록 구성될 수 있다.The remote control unit 9 is based on an application installed in the terminal M possessed by the administrator together with the
이때 상기 연동제어부(6)에 설정되는 알고리즘은 기본적으로 재배되는 버섯의 특성을 반영한 실험 등을 반영한 제어값이 반영될 수 있으나, 스마트팜의 세부적인 요인을 반영한 정밀한 제어가 요구될 수 있음에 따라 환경적인 측정값이 제어값을 지속적으로 수집, 분석하여 최적의 제어값 조정이 이루어지도록 할 수 있다. At this time, the algorithm set in the interlocking
이를 위해 상기 데이터베이스(DB)는 상기 연동제어부의 제어명령에 대응한 상기 재배환경감시부(1)의 측정결과를 비롯하여 상기 카메라부(15)의 촬영 영상을 시간경과에 따라 저장, 수집하게 된다.To this end, the database DB stores and collects a measurement result of the cultivation
이에 대응하여 상기 분석모듈부(7)는 상기 데이터베이스(DB)에 저장된 정보를 분석하게 되며, 이러한 분석결과를 반영하여 상기 재배환경감시부(1) 및 카메라부(15)의 촬영 영상에 대응한 연동제어부(6)의 제어값을 보정하게 된다. 대표적으로 연동제어부(6)의 특정 제어에 대응하여 재배환경감시부(1)의 변화가 바람직한 수준이 아니거나 미미할 경우 제어값을 소정의 범위에서 변동시켜 재배환경감시부(1)의 측정값 변화를 모니터링하며 최적의 제어값을 찾아갈 수 있다. 또한, 상기 카메라부(15)를 통해 촬영된 영상을 분석 버섯의 크기를 비교하며 성장이 빠르거나 더디다고 판단되는 배지의 정보를 취득하며 최적의 제어값을 찾아갈 수 있다.In response to this, the
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양하게 변형할 수 있다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예를 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어야 한다.Although the present invention has been described based on a preferred embodiment with reference to the accompanying drawings, it is apparent that those skilled in the art can make various modifications without departing from the scope of the present invention from this description. Accordingly, the scope of the present invention should be construed by the claims set forth to cover many of these variations.
1: 재배환경감시부
11: 제1온습도센서
12: 이산화탄소센서
13: 조도센서
14: 배지감시모듈
15: 카메라부
151: 레일
152: 카메라
153: 구동부
154: 커버
155: 회동부
156: 소재부
2: 광원부
21: LED바
211: LED 배열체
22: 케이스
221: 반사부
3: 양액관리부
31: 저장탱크
32: 측정모듈부
33: 공급탱크
331: 교반기
34: 조제부
4: 양액공급부
41: 펌프
42: 유량계
43: 솔레노이드밸브
5: 환경제어부
51: 환풍기
52: 제2온습도센서
53: 공조기
6: 연동제어부
7: 분석모듈부
8: 모니터링부
9: 원격제어부
DB: 데이터베이스
M: 단말기1: cultivation environment monitoring unit 11: first temperature and humidity sensor 12: carbon dioxide sensor
13: illuminance sensor 14: discharge monitoring module
15: camera unit 151: rail
152: camera 153: driving unit
154: cover 155: pivot
156: material part
2: light source 21: LED bar 211: LED array
22: case 221: reflector
3: nutrient solution management unit 31: storage tank 32: measurement module unit
33: supply tank 331: stirrer
34: preparation
4: nutrient solution supply unit 41: pump 42: flow meter
43: solenoid valve
5: environment control unit 51: ventilator 52: second temperature and humidity sensor
53: air conditioner
6: interlocking control unit 7: analysis module unit 8: monitoring unit
9: remote control unit DB: database M: terminal
Claims (5)
배지가 위치한 실내의 온도 및 습도를 측정하는 제1온습도센서(11)와, 이산화탄소 농도를 측정하는 이산화탄소센서(12)와, 실내의 광량을 측정하는 조도센서(13)와, 배지의 온도 및 수분을 측정하는 배지감시모듈(14)과, 배지를 촬영하는 카메라부(15)를 구비하는 재배환경감시부(1);
직접조명 방식으로 배지를 비추는 제1발광부와, 간접 조명방식으로 배지를 비추는 제2발광부를 구비하는 광원부(2);
양액을 포함하는 혼합액을 상기 배지로 공급하는 펌프(41)와, 공급되는 혼합액의 양을 측정하는 유량계(42) 및 공급을 차단하는 솔레노이드밸브(43)를 구비하는 양액공급부(4);
상기 배지감시모듈(14)의 측정결과에 대응하여 상기 양액공급부(4)를 제어하는 연동제어부(6);
상기 재배환경감시부(1)의 측정값과 상기 유량계의 측정값을 관리자가 소지한 단말기(M)로 전송하는 모니터링부(8); 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 환경 자동제어 기능을 갖는 버섯재배 시스템.
In the mushroom cultivation system,
A first temperature and humidity sensor 11 that measures the temperature and humidity of the room in which the medium is located, a carbon dioxide sensor 12 that measures the concentration of carbon dioxide, an illuminance sensor 13 that measures the amount of light in the room, and the temperature and moisture of the medium A culture environment monitoring unit (1) having a badge monitoring module 14 for measuring and a camera unit 15 for photographing a badge;
A light source unit (2) having a first light-emitting unit that illuminates the badge by direct lighting and a second light-emitting unit to illuminate the badge by indirect lighting;
A nutrient solution supply unit 4 including a pump 41 for supplying a mixed solution containing a nutrient solution to the medium, a flow meter 42 for measuring the amount of the mixed solution supplied, and a solenoid valve 43 for blocking the supply;
An interlocking control unit 6 for controlling the nutrient solution supply unit 4 in response to the measurement result of the discharge monitoring module 14;
A monitoring unit 8 for transmitting the measured value of the cultivation environment monitoring unit 1 and the measured value of the flow meter to a terminal M possessed by an administrator; Mushroom cultivation system having an automatic environmental control function, characterized in that consisting of.
상기 광원부(2)는,
상기 배지의 배열 방향을 따라 설치되되, 하측 및 상측으로 각각 빛을 방출할 수 있도록 2열의 LED 배열체(211)가 반대로 배치된 형태로 구성된 LED바(21)와, 투명한 원통형 구조로 상기 LED바(21)를 둘러 밀폐시키되 상측 LED 배열체(211')의 조사방향으로 광의 일부를 흡수하며 반사시키는 반사부(221)를 구비한 케이스(22)로 구성되는 것을 특징으로 하는 환경 자동제어 기능을 갖는 버섯재배 시스템.
The method of claim 1,
The light source unit 2,
Doedoe installed along the arrangement direction of the badge, the LED bar 21 configured in a form in which two rows of LED arrays 211 are arranged oppositely so as to emit light to the lower and upper sides, and the LED bar in a transparent cylindrical structure It has an environmental automatic control function, characterized in that it is composed of a case 22 having a reflecting part 221 that is sealed around (21) but absorbs and reflects a part of light in the irradiation direction of the upper LED array 211'. Having mushroom cultivation system.
외부의 온도 및 습도를 측정하는 제2온습도센서(52)와, 외기의 실내 유입 및 내기 배출이 이루어지도록 하는 환풍기(51)와, 실내의 온도 및 습도를 조절하는 공조기(53)를 구비하는 환경제어부(5);
상기 관리자가 소지한 단말기(M)로부터 전송된 제어명령에 의해 상기 양액공급부(4) 및 환경제어부(5)를 제어하는 원격제어부(9); 를 더 포함하고,
상기 연동제어부(6)는 상기 재배환경감시부(1)의 측정결과에 대응하여 상기 환경제어부(5)를 제어하는 것을 특징으로 하는 환경 자동제어 기능을 갖는 버섯재배 시스템.
The method of claim 1,
An environment including a second temperature-humidity sensor 52 that measures the temperature and humidity of the outside, a ventilator 51 that controls the indoor temperature and humidity of the outside air, and an air conditioner 53 that controls the indoor temperature and humidity. Control unit 5;
A remote control unit 9 for controlling the nutrient solution supply unit 4 and the environment control unit 5 by a control command transmitted from the terminal M held by the administrator; Including more,
The interlocking control unit (6) controls the environment control unit (5) in response to the measurement result of the cultivation environment monitoring unit (1).
상기 연동제어부(6)의 제어명령에 대응한 상기 재배환경감시부(1)의 측정값과, 상기 카메라부(15)의 촬영영상을 시간경과에 따라 저장하는 데이터베이스(DB);
상기 데이터베이스(DB)를 분석하여 상기 재배환경감시부(1)의 측정값 및 카메라부(15)의 촬영 영상에 대응한 연동제어부(6)의 제어값을 보정하는 분석모듈부(7); 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환경 자동제어 기능을 갖는 버섯재배 시스템.
The method of claim 1,
A database (DB) for storing a measured value of the cultivation environment monitoring unit 1 corresponding to a control command of the interlocking control unit 6 and a photographed image of the camera unit 15 over time;
An analysis module part 7 which analyzes the database DB and corrects the measured value of the cultivation environment monitoring part 1 and the control value of the interlocking control part 6 corresponding to the captured image of the camera part 15; Mushroom cultivation system having an automatic environmental control function, characterized in that it further comprises.
상기 카메라부(15)는,
상기 배지의 배열 방향을 따라 설치되는 레일(151)과, 상기 레일(151)을 따라 이동 가능한 구동부(153)를 구비한 카메라(152)와, 상기 레일(151) 및 카메라(152)를 둘러 설치되는 투명재질의 원통형 커버(154)와, 상기 커버(154)를 회전시키는 회동부(155) 및 상기 커버(154)에 접촉하여 커버(154)의 회전에 따른 표면 이물질을 닦아내는 소제부(156)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 환경 자동제어 기능을 갖는 버섯재배 시스템.The method of claim 1,
The camera unit 15,
A camera 152 having a rail 151 installed along the arrangement direction of the badge, a driving unit 153 movable along the rail 151, and installed around the rail 151 and the camera 152 A cylindrical cover 154 made of a transparent material to be formed, a rotating part 155 for rotating the cover 154, and a cleaning part 156 for wiping surface foreign matters caused by rotation of the cover 154 by contacting the cover 154 ) Mushroom cultivation system having an automatic environmental control function, characterized in that consisting of.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
KR1020190060248A KR102282951B1 (en) | 2019-05-22 | 2019-05-22 | Mushroom cultivation system with automatic control function of environment |
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KR1020190060248A KR102282951B1 (en) | 2019-05-22 | 2019-05-22 | Mushroom cultivation system with automatic control function of environment |
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