KR20210057574A - 모듈형 식물 재배 시스템 - Google Patents

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KR20210057574A
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농업회사법인 누리(주)
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Abstract

인체에 필요한 미네랄을 엽채류에서 용이하게 섭취할 수 있도록 각각의 모듈에서 재배되는 엽채류에 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘의 함유량을 증대시키는 모듈형 식물 재배 시스템에 관한 것으로, 각각 엽채류 식물의 재배 기능을 구비한 다수의 재배 모듈, 상기 재배 모듈의 상태를 관리하는 관리자 단말기, 네트워크를 통해 상기 관리자 단말기로부터 전송된 재배 모듈에 관한 정보를 실시간으로 관리하는 관리 서버를 포함하고, 각각의 재배 모듈은 상기 재배 모듈에서 재배될 엽채류에 양액을 공급하는 양액 조성 조절기, 상기 재배 모듈의 양액조 내에 공급된 양액의 농도를 환산하는 농도 환산부, 상기 재배 모듈에서 재배되는 엽채류의 상태를 감지하는 상태 감지부를 포함하는 구성을 마련하여, 소비자가 인체에 필요한 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘 등의 미네랄이 함유된 엽채류를 용이하게 섭취하게 할 수 있다.

Description

모듈형 식물 재배 시스템{Module type plants cultivation system}
본 발명은 기능성 엽채류를 재배하는 모듈형 식물 재배 시스템에 관한 것으로, 특히 인체에 필요한 미네랄을 엽채류에서 용이하게 섭취할 수 있도록 각각의 재배 모듈에서 재배되는 엽채류에 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘의 함유량을 증대시키는 모듈형 식물 재배 시스템에 관한 것이다.
농업은 먹거리를 생산하는 것임에 따라 인류생존에 필수적인 산업이지만, 전통적인 농업기술이 유지되고 있어 혁신이 가장 느린 산업이기도 하다. 이와 더불어 현재 농업 생산인구의 감소와 고령화로 미래 먹거리 생산에 대한 불안이 증대되고 있기도 하다.
또 식물의 재배는 일조량이나, 강우 조건 등 자연환경에 의하여 많은 영향을 받는다. 그래서 자연조건에 따라서 재배 식물의 수확량이 결정된다.
최근, 소비자들의 음식섭취에 대한 개념은 이제 단순히 음식을 섭취하는 것 외에 보다 고품질 식품을 통한 건강 증진에 대한 경향이 높아지고 있다. 이런 맥락에서 청정재배로서의 수경재배를 통하여 생산되는 작물에 대해 소비도 지속적으로 증가되고 있다.
한편, 식물공장은 채소작물과 같은 농작물을 통제된 일정한 시설 내에서 빛, 온도 및 습도, 이산화탄소 농도, 배양액 등의 환경조건을 인공적으로 제어하며 계절이나 장소에 관계없이 연속 생산하기 위한 것이다.
이러한 식물공장은 최근처럼 기상이변이 자주 발생해 먹거리의 안정성과 가격 폭등 상태가 빈번하게 일어나는 상황에서 계절 및 장소와 관계없이 사계절 무공해 신선한 유기농 야채를 얻을 수 있고 좁은 공간에서도 효율적으로 대량 생산이 가능하다는 점에서 주목받고 있다.
또 최근에는 원하는 영양소나 원소 또는 물질을 기존의 농축산물에 함유시켜 영양학적 부가가치를 높이려는 노력이 계속되고 있다. 그 대표적인 예가 유기 또는 무기 상태의 게르마늄 등을 식물에 비료로 공급하여 식물을 통해 다시 한번 유기화 과정을 거친 후, 식물에 농축시켜 인체에 필요한 유효 농도의 게르마늄과 셀레늄의 알려진 성분인 항암, 항산화 성분을 섭취하려 하고 있으며, 육류 및 유류 등의 축산물에서도 특정의 유용성분을 축적시키려는 시도가 있다.
이러한 기술의 일 예가 하기 특허문헌 1 내지 3 등에 개시되어 있다.
예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 외관을 벽체가 형성하고 내부에 재배 공간이 형성되며 재배 작물이 식재되는 복수의 케이지가 적층으로 된 식물공장, 상기 재배 공간의 중앙을 가로질러 배치되며 상기 케이지에 적층된 층의 높이로 승하강 가능하여 묘목 이식과 재배 작물 수확 작업의 자동화를 수행하는 자동화 장치부, 상기 재배 공간 내의 온도, 습도, 이산화탄소, 산소를 측정하는 센서, 상기 재배공간의 온도, 습도, 이산화탄소, 산소를 제어하기 위한 공급 장치부 및 공기 순환 장치부와 상기 센서로부터 제공받은 정보에 근거하여 상기 공급 장치부 및 상기 공기 순환 장치부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 자동화 장치부는 수확한 재배작물을 작업장으로 이송하는 이송 컨베이어와 묘목 이식 또는 재배작물의 수확작업을 수행하는 로봇을 포함하는 식물공장 자동화장치에 대해 개시되어 있다.
또 하기 특허문헌 2에는 소정 크기의 내부공간을 제공하며, 식물이 생장되도록 상기 내부공간의 습도, 온도, 조도, 광도 및 색광 중 적어도 하나가 변경될 수 있도록 하는 본체부, 제1 식물의 생장에 필요한 제1 영양물질이 축적된 제1 배지부, 제2 식물의 생장에 필요한 제2 영양물질이 축적된 제2 배지부, 상기 내부공간에 배치되며, 상기 제1 배지부 및 상기 제2 배지부 각각을 수용할 수 있는 복수의 수용공간을 구비하는 배지수용부 및 상기 제1 배지부 및 상기 제2 배지부가 상기 복수의 수용공간 중 하나에 각각 수용되면, 상기 제1 배지부가 수용되는 수용공간 및 상기 제2 배지부가 수용되는 수용공간을 각각 상기 제1 식물 및 상기 제2 식물에 매칭시키는 제어부를 포함하는 식물 재배 시스템에 대해 개시되어 있다.
한편, 하기 특허문헌 3에는 식용 가능한 엽채류에 셀레늄 2 내지 4ppm과 게르마늄 2 내지 4ppm을 함유하도록 조성된 pH 5.5 내지 6.5인 용액을 양액시비로 하고, 상기 엽채류에 양액시비 처리기간은 수확 전 5∼7일간인 셀레늄과 게르마늄 함량 증진용 엽채류 재배방법에 대해 개시되어 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1571548호(2015.11.18 등록) 대한민국 공개특허공보 제2019-0058390호(2019.05.29 공개) 대한민국 공개특허공보 제2004-0098784호(2004.11.26 등록)
상술한 바와 같은 특허문헌 1에 개시된 기술에서는 묘목 이식과 재배작물 수확작업의 자동화가 가능하고, 식물공장 내의 환경이 정밀 통합 제어되도록 구성되므로 양질의 엽채류와 과채류 등을 무공해 환경에서 저비용, 적은 노동력으로 대량 생산할 수 있는 기술에 대해 개시되어 있지만, 인체에 필요한 특정 미네랄로 엽채류를 재배하는 기술에 대해서는 개시되어 있지 않았다. 또 상기 특허문헌 1에 개시된 기술에서는 재배공간 내의 온도, 습도, 이산화탄소, 산소를 제어하는 식물 공장 자동화 장치에 대해 개시되어 있지만, 엽채류의 생육 데이터를 기반으로 하여 엽채류의 생육 전주기를 원격지에서 실시간으로 자동 제어할 수 없다는 문제도 있었다.
또 상기 특허문헌 2에 개시된 기술에서는 식물의 생장 상태를 효과적으로 관리할 수 있는 동시에 교육 자료 및 인테리어 제품으로 활용 가능하도록 하는 식물 재배 시스템에 대해 개시되어 있지만, 상술한 특허문헌 1에서와 같이, 인체에 필요한 특정 미네랄로 엽채류를 재배하는 기술 및 엽채류의 생육 데이터를 기반으로 하여 엽채류의 생육 전주기를 원격지에서 실시간으로 자동 제어하는 기술에 대해서는 개시되어 있지 않았다.
한편, 상기 특허문헌 3에 개시된 기술에서는 셀레늄과 게르마늄 함량이 증가된 채소를 생산하기 위하여 소디움 셀레네이트 또는 소디움 셀레나이트와 게르마늄 디옥사이드를 함유한 시비용액으로 엽채류를 재배하는 방법으로서, 식용 가능한 엽채류에 셀레늄 2 내지 4ppm과 게르마늄 2 내지 4ppm을 함유하도록 조성된 pH 5.5 내지 6.5인 용액을 양액 시비하는 기술에 대해 개시되어 있을 뿐, 엽채류의 생육 데이터를 기반으로 하여 엽채류의 생육 전주기를 원격지에서 실시간으로 자동 제어하는 기술에 대해서는 개시되어 있지 않았다.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 농업 기피로 인한 농업 인구 감소, 첨단 농업 시설의 인력 의존 방식 개선의 필요성, 노동력 위주 작업환경에서 관리, 제어, 상품화 방향으로 전환, 농업 선진화에 적합한 고급인력 개발 및 양성에 관한 문제점을 해결할 수 있는 모듈형 식물 재배 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 온도, 미세먼지, 가뭄, 토양, 일조량, 병충해 등의 외부 환경에 영향을 받지 않고 엽채류를 재배할 수 있는 모듈형 식물 재배 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 엽채류의 생육 데이터를 기반으로 하여 엽채류의 생육 전주기를 원격지에서 실시간으로 자동 제어할 수 있는 모듈형 식물 재배 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 작업자의 신체 조건 및 근력 등을 고려하여 작업자가 용이하게 엽채류를 수확할 수 있고, 유지 보수가 용이한 모듈형 식물 재배 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 다품종 소량 생산하여도 소비자가 인체에 필요한 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘 등의 미네랄이 함유된 엽채류를 용이하게 구매할 수 있는 모듈형 식물 재배 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 생태 체험 학습과 연결하여 실습용으로 제공하여 엽채류 재배에 관한 전문 지식이 부족한 귀농, 귀촌자, 도시 농업인에게 스마트 팜의 농업 기술을 간편하게 제공할 수 있는 모듈형 식물 재배 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 모듈형 식물 재배 시스템은 각각 엽채류 식물의 재배 기능을 구비한 다수의 재배 모듈, 상기 재배 모듈의 상태를 관리하는 관리자 단말기, 네트워크를 통해 상기 관리자 단말기로부터 전송된 재배 모듈에 관한 정보를 실시간으로 관리하는 관리 서버를 포함하고, 각각의 재배 모듈은 상기 재배 모듈에서 재배될 엽채류에 양액을 공급하는 양액 조성 조절기, 상기 재배 모듈의 양액조 내에 공급된 양액의 농도를 환산하는 농도 환산부, 상기 재배 모듈에서 재배되는 엽채류의 상태를 감지하는 상태 감지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 모듈형 식물 재배 시스템에서, 상기 상태 감지부는 재배되는 엽채류의 상태를 촬영하는 영상 센서 및 재배되는 엽채류의 영양 성분에 따른 엽채류의 광도를 감지하는 흡광도 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 모듈형 식물 재배 시스템에서, 상기 양액 조성 조절기는 상기 농도 환산부 또는 상기 흡광도 센서에서의 감지 값에 따라 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘 이온수 중의 어느 하나의 양액 조성을 조절하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 모듈형 식물 재배 시스템에서, 상기 농도 환산부는 상기 재배 모듈의 양액조 내에 마련되어 재배 베드의 양액조 내의 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘 이온수 중의 어느 하나의 농도를 환산하고, 상기 흡광도 센서는 재배 포트에서 재배되는 엽채류의 줄기 부분에 마련되는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 모듈형 식물 재배 시스템에서, 상기 다수의 재배 모듈에서 재배되는 식물에 관한 정보를 저장하는 데이터베이스를 더 포함하고, 상기 데이터베이스는 각각의 재배 모듈에서 재배되는 엽채류의 생육 전주기를 상기 관리 서버가 원격지에서 실시간으로 자동 제어할 수 있도록, 엽채류의 종류에 관한 정보, 재배될 엽채류에 관한 성장 조건으로서 재배 모듈 내의 온도, 습도, 이산화탄소 농도, 광원, 표준 양액과 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘 이온수 중의 어느 하나의 양액에 따른 엽채류 성장 정보, 엽채류를 재배하는 관리자에 대한 정보, 엽채류의 생산지에 대한 정보, 엽채류에 함유된 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘에 대한 정보를 저장하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 모듈형 식물 재배 시스템에서, 상기 양액 조성 조절기는 상기 재배 모듈에서 재배될 엽채류의 양액으로서 상기 양액조에 엽채류의 성장을 위한 표준 양액과 기능성 엽채류의 재배를 위한 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘 이온수의 공급을 일정 시간 간격을 분리하여 공급하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 모듈형 식물 재배 시스템에서, 상기 엽채류는 상추, 쑥갓, 엔다이브 치커리, 라디치오 치커리, 베터헤드레터스, 이자트릭스, 카이피라, 로메인, 루꼴라, 케일, 청경채, 오크리프, 소렐, 바질 중의 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 모듈형 식물 재배 시스템에 의하면, 엽채류에 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘의 함유량을 증가시켜 재배하므로, 소비자가 인체에 필요한 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘 등의 미네랄이 함유된 엽채류를 용이하게 섭취하게 할 수 있다는 효과가 얻어진다.
또 본 발명에 따른 모듈형 식물 재배 시스템에 의하면, 엽채류에 양액을 공급하는 양액 조성 조절기, 양액의 농도를 환산하는 농도 환산부, 엽채류의 광도를 감지하는 흡광도 센서를 마련하는 것에 의해 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘 등의 미네랄이 함유된 엽채류를 용이하게 재배할 수 있다는 효과도 얻어진다.
또 본 발명에 따른 모듈형 식물 재배 시스템에 의하면, 각각 식물 재배 기능을 구비한 다수의 재배 모듈로 재배 장치를 마련하는 것에 의해 다품종 소량 생산이 가능하고, 유지 보수가 용이하다는 효과도 얻어진다.
또한, 본 발명에 따른 모듈형 식물 재배 시스템에 의하면, 다수의 재배 모듈로 재배 장치를 마련하고 각각의 재배 모듈의 이동을 자동화하는 것에 의해 작업자의 신체 조건 및 근력 등에 따라 작업자가 용이하게 엽채류를 수확할 수 있다는 효과도 얻어진다.
도 1은 본 발명에 따른 모듈형 식물 재배 시스템에 적용되는 재배 장치의 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 재배 장치에서 재배 모듈의 이동을 설명하는 설명도,
도 3은 본 발명에 따른 모듈형 식물 재배 시스템의 구성도,
도 4는 도 3에 도시된 재배 모듈의 사시도,
도 5는 도 4에 도시된 재배 모듈의 구성 블록도,
도 6은 도 5에 도시된 재배 모듈의 내부 구성도,
도 7은 도 6에 도시된 "가" 부의 확대도,
도 8은 도 6에 도시된 본 발명에 따른 양액 순환부의 구성을 설명하기 위한 도면.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.
본원에서 사용하는 용어 "엽채류(leafy vegetables)"는 재배 모듈에서 재배되는 채소 중에 지상부의 잎이나 줄기를 식용으로 하는 식물로서, 상추, 쑥갓, 엔다이브 치커리, 라디치오 치커리, 베터헤드레터스, 이자트릭스, 카이피라, 로메인, 루꼴라, 케일, 청경채, 오크리프, 소렐, 바질 등을 의미한다.
또 본원에서 사용하는 용어 "양액(nutrient solution)"은 엽채류의 성장에 필요한 무기양분을 용해시킨 것으로서, 산소, 수소, 탄소를 제외한 다량원소와 미량원소이며 질소원으로 대부분 질산태 질소를 이용하고, pH 교정으로 산도를 높이기 위해서는 H2SO4, H3PO4를 사용하고 산도를 낮추기 위해서는 NaOH나 KOH를 첨가하여 pH 5.5~6.5의 적정 값을 유지하도록 구성될 수 있다. 또 본 발명에 사용하는 양액에는 통상의 엽채류를 재배하는 필요한 표준 양액에 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘 중의 어느 하나 또는 이들의 혼합물의 이온수인 미네랄 이온수가 포함된 것을 의미한다.
또 "양액 재배(nutriculture)"는 상기 엽채류의 생육에 필요한 양분을 수용액으로 하는 무토양 재배로서, 박막양액재배(NFT : nutrient film technique)나 담액수경, 분무경, 모관수경 중의 어느 하나의 방법이 적용되며, NFT 재배, 역경 재배, 훈탄 재배, 암면 재배, 펄라이트 재배를 포함할 수 있다.
다음에 본 발명에 적용되는 엽채류에 함유되는 미네랄인 게르마늄, 칼슘, 마그네슘의 대해 설명한다.
상기 게르마늄은 주기율표 4B 족에 속하는 탄소족원소의 하나로서, 원소기호 Ge, 원자 번호 32, 평균 원자량 72.63%로 먹는 산소로 알려졌다. 순도가 높은 유기 게르마늄은 복용 후 인체 내에서 각종 임무를 마친 후 약 20~30시간 안에 인체 내에 있는 암세포, 독소, 오염물질, 중금속 등을 붙들고 축적되는 것 없이 소변을 통해 인체에서 완전히 빠져나가므로 전혀 독성이 남지 않아 매우 안전한 것으로 알려졌다. 즉 유기 게르마늄은 종양, 악성 종양을 억제시키고, 경구 투여한 경우는 생명이 현저하게 연장된다는 사실이 관찰되었으며, 골다공증 환자들에게 뼈의 골절 방지는 물론 골다공증을 감소시키는 것으로 나타났다.
본 발명에서는 엽채류의 생육을 억제하지 않는 범위 내에서 적정량의 게르마늄이 식물체에 흡수되도록, 표준 양액 시비 내의 게르마늄 농도를 결정하여 공급한다. 이와 같은 유기 게르마늄은 예를 들어, 산화 게르마늄이 물에 쉽게 용해되므로, 엽채류 재배에 사용시 엽채류가 산화 게르마늄을 흡수하여 인체에 유용한 작용을 하는 유기 게르마늄으로 변화시켜 다량 함유하게 마련될 수 있다. 상기 산화 게르마늄을 물에 1,000∼10,000ppm이 되도록 용해시켜 게르마늄 수용액을 제조하며, 식물에 산화게르마늄이 다량 함유될 경우 식물 성장이 억제되므로, 양액에 함유되는 게르마늄의 함량을 조절하여 공급한다. 즉 본 발명에서는 표준 양액에 상술한 바와 같은 게르마늄 수용액을 함유시켜 양액으로 공급할 수 있다.
상기 칼슘은 체내에서 5번째로 많은 원소로, 체중의 15~20% 차지하고, 대부분 인산칼슘의 형태로 뼈와 치아의 성분을 이루고 있으며, 인체의 여러 가지 생리 기능을 조절한다. 현재 권장되고 있는 칼슘의 1일 섭취량은 성별, 나이 등에 따라 차이가 있겠지만, 성인인 경우 500~900mg 정도이다. 칼슘 결핍으로 나타나는 증상은 뼈의 성분 변화와 기형으로 인한 구루병, 골연화증 또는 골다공증이 있고, 뼈의 석회화가 충분하게 일어나지 않아 뼈가 부러지며 다리의 휘어짐과 앞가슴 뼈가 튀어나오게 되는 성장 현상도 있다.
본 발명에서는 엽채류의 생육을 억제하지 않는 범위 내에서 적정량의 칼슘이 식물체에 흡수되도록 하도록, 표준 양액 시비 내의 칼슘 농도를 결정하여 공급한다. 이러한 칼슘은 예를 들어 천연 소재로서 굴, 패각류, 갑각류 및 어류뼈 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물에서 기능성 칼슘 수용액을 추출하여 적용할 수 있다. 즉 본 발명에서는 표준 양액에 상술한 바와 같은 칼슘 수용액을 함유시켜 양액으로 공급할 수 있다.
상기 마그네슘(magnesium, Mg)은 우리 신체에 함유되어 있는 무기질 중 네 번째로 많은 다량 무기질(macro mineral)로서, 천연의 진정제로 정신 흥분 가라앉히는 작용 및 탄수화물 대사에 관여, 에너지 생성 과정 중요 역할을 담당한다. 이러한 마그네슘은 예를 들어, 체중 70㎏인 성인의 체내 마그네슘 보유량이 약 24∼25g 정도이며, 총 마그네슘의 60%는 뼈에 함유되고, 나머지 40% 중 99%는 세포내액에 존재하며 세포외액에는 약 1% 정도가 존재한다. 또 음식에서 섭취하는 마그네슘의 부작용이 보고된 경우가 없으므로 일상적인 식생활을 하는 건강한 사람에게는 마그네슘 독성이 일어나지 않으므로, 본 발명에서는 엽채류에서 마그네슘을 용이하게 섭취할 수 있도록, 마그네슘이 함유된 엽채류를 재배한다.
본 발명에서 엽채류에 마그네슘을 공급하는 방법으로서는 예를 들어, 주성분이 마그네슘으로 이루어진 바 형상의 펠릿(pellet)에 증류수를 공급하여 마그네슘이 증류수와 반응하여 하기 반응식과 같은 약알칼리 환원수를 마련하는 것에 의해 기능성 마그네슘 수용액을 마련할 수 있다.
Mg + 2H2O -> Mg(OH)2 + H2 … (반응식)
또 상술한 바와 같은 알칼리 환원수를 공급하는 것에 의해 산도(pH)를 조절할 수 있으므로, 양액의 산성화도 방지할 수 있다.
한편, 본 발명에서는 재배 모듈에서 재배되는 엽채류의 종류 및 양과 엽채류의 생육 과정에 따라 표준 양액 및 기능성 미네랄의 공급량이 가변으로 제어되므로 특정 양의 공급에 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 발명에 따른 모듈형 식물 재배 시스템에 적용되는 엽채류 재배 장치의 구성에 대해 도 1 및 도 2에 따라서 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 모듈형 식물 재배 시스템에 적용되는 재배 장치의 사시도 이고, 도 2는 도 1에 도시된 재배 장치에서 재배 모듈의 이동을 설명하는 설명도 이다.
본 발명에 따른 재배 장치(10)는 다수의 재배 모듈(100)의 각각이 프레임(11) 상에서 롤러 부재(12), 레일, 롤링 벨트, 리프트 등을 구비한 자동 이송 제어 수단에 의해 도 2에 도시된 바와 같이, 전후 또는 상하 방향으로 이동 가능하며, 각각의 재배 모듈이 탈착 가능하게 마련된다. 상기 자동 이송 제어 수단은 예를 들어, 이송 컨베이어를 포함할 수 있고, 이송 컨베이어는 각각의 재배 모듈을 구획된 프레임(11)에 전후 방향으로 이송하도록, 다수의 이동 롤러와 하나 이상의 구동 롤러에 의해 정회전 또는 역회전 가능하며, 구동 롤러의 정회전 또는 역회전에 의해 이송 컨베이어가 전진 또는 후진 가능하게 마련된다. 또 자동 이송 제어 수단은 유압 실린더, 에어 실린더, 리프트 등에 의해 재배 모듈(100)을 상하 방향으로 이동하게 할 수 있다.
이와 같은 자동 이송 제어 수단은 미리 설정된 조건에 의해 각각의 재배 모듈(100)이 도 2에 도시된 바와 같이 프레임(11)에서 자동으로 이송 가능하게 마련될 수 있다.
또 각각의 재배 모듈(100)은 독립적인 환경에서 엽채류를 재배할 수 있으며, 각각의 재배 모듈(100)은 네트워크에 연결되어 생육환경을 자동화할 수 있다. 이에 따라 재배 장치(10)를 확장하여 재배 모듈(100)을 증가시킬 수도 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같은 재배 장치에서는 작업자의 신체조건을 고려해 재배 모듈의 크기와 무게가 설정되며, 도 2에 도시된 바와 같이 각각의 재배 모듈(100)은 재배 장치(10) 내에서 순환되며, 엽채류의 수확은 인체공학적 설계에 의해 특정 위치에서만 작업하도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같은 재배 장치(10)에서 좌측 하단 부분에서만 엽채류의 수확이 이루어지도록, 자동 이송 제어 수단에 의한 설정에 따라 재배 모듈(100)이 이동하도록 구성될 수 있다.
다음에 본 발명에 따른 모듈형 식물 재배 시스템의 재배 모듈에서 미네랄 성분이 함유된 엽채류의 재배에 대해 도 3 내지 도 8를 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 모듈형 식물 재배 시스템의 구성도 이고, 도 4는 도 3에 도시된 재배 모듈의 사시도 이다.
본 발명에 따른 모듈형 식물 재배 시스템은 도 3에 도시된 바와 같이, 재배 장치(10)에 마련되고 각각 엽채류 식물의 재배 기능을 구비한 다수의 재배 모듈(100), 상기 재배 모듈(100)의 상태를 관리하는 관리자 단말기(200), 네트워크를 통해 상기 관리자 단말기(200)로부터 전송된 상기 재배 모듈(100)에 관한 정보를 실시간으로 관리하는 관리 서버(300), 다수의 재배 모듈(100)에서 재배되는 식물에 관한 정보를 저장하는 데이터베이스(400), 네트워크를 통해 상기 관리 서버(300)에서 관리되는 식물에 관한 판매 정보를 관리하는 판매 서버(500)를 포함한다.
상기 식물은 채소 중에 지상부의 잎이나 줄기를 식용으로 하는 식물로서, 상추, 쑥갓, 엔다이브 치커리, 라디치오 치커리, 베터헤드레터스, 이자트릭스, 카이피라, 로메인, 루꼴라, 케일, 청경채, 오크리프, 소렐, 바질 등을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 뿌리 식물 등을 포함할 수도 있다.
상기 재배 모듈(100)은 관리자 단말기(200)와 엽채류의 재배 정보를 송수신하기 위한 통신 기능을 구비하며, 도 4에 도시된 바와 같이, 대략 사각형의 육면체로 마련되고, 각 코너가 라운드 타입의 알루미늄 프로파일로 구성해 이송 중 걸림 방지, 작업자 상해 방지 기능을 구비한 본체, 본체의 측면에 마련된 도어, 본체에 내장된 냉난방기, 환기용의 급배기 팬, 카메라 등의 영상 센서 및 이를 제어하는 제어부, 엽채류의 생육 공간을 마련한 공간부, 엽채류가 식재되며 내부에 양액이 충전되어 엽채류에 영양분을 제공하고 양액이 충전되는 양액조와 재배 포트가 삽입되며 양액조 내부에 수위센서가 배치되어 양액 잔여량을 감지하는 재배 베드를 포함할 수 있고, 상기 본체의 측면은 예를 들어 투명한 아크릴 수지로 마련되어 엽채류의 재배 상태를 관리자가 시각적으로 인식할 수 있다.
상기 네트워크는 관리자 단말기(200)와 관리 서버(300) 사이에서 무선 통신을 구축하기 위한 것으로서, 무선랜(Wireless LAN:WLAN), DLNA(Digital Living Network Alliance), 와이브로(Wireless Broadband: Wibro), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access: Wimax), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), IEEE 802.16, 롱 텀 에볼루션(Long Term Evolution: LTE), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced), 광대역 무선 이동 통신 서비스(Wireless Mobile Broadband Service: WMBS) 등을 적용할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 무선 통신 기술의 발전에 따라 다양하게 응용 실시할 수 있다.
상기 관리자 단말기(200)는 재배 모듈(100)과의 통신을 위한 기능을 구비한 스마트폰(Smart Phone), 휴대 단말기(Portable Terminal), 이동 단말기(Mobile Terminal), 개인 정보 단말기(Personal Digital Assistant: PDA), PMP(Portable Multimedia Player) 단말기, 텔레매틱스(Telematics) 단말기, 내비게이션(Navigation) 단말기, 개인용 컴퓨터(Personal Computer), 노트북 컴퓨터, 슬레이트 PC(Slate PC), 태블릿 PC(Tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(Wearable Device, 예를 들어, 워치형 단말기(Smartwatch), 글래스형 단말기(Smart Glass), HMD(Head Mounted Display) 등 포함), 와이브로(Wibro) 단말기, IPTV(Internet Protocol Television) 단말기, 스마트 TV, 디지털방송용 단말기, AVN(Audio Video Navigation) 단말기, A/V(Audio/Video) 시스템, 플렉시블 단말기(Flexible Terminal) 등과 같은 다양한 단말기를 적용할 수 있다.
상기 관리 서버(300)는 통상의 서버로서 재배 모듈(100)에서 측정된 엽채류의 성장 상태에 대한 정보, 엽채류의 수확에 관한 정보, 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘 중의 어느 하나의 미네랄 성분이 함유된 엽채류의 종류에 대한 정보를 네트워크에 연결되어 관리자 단말기(200)에서 실시간으로 제공받는다. 이러한 관리 서버(300)는 일종의 웹서버, 웹서비스 서버, 모바일 웹서버 또는 어플 서버로서 역할을 하도록 구축되는 것이 바람직하다. 또 관리자 단말기(200)에 엽채류 재배 정보 등을 제공하기 위한 웹페이지 및 판매 서버(500)에 수확된 엽채류에 관한 정보를 제공하기 위한 웹페이지를 제공할 수도 있다.
상기 데이터베이스(400)는 재배 모듈(100)에서 재배되는 엽채류의 생육 전주기를 관리 서버(300)가 원격지에서 실시간으로 자동 제어할 수 있도록, 엽채류의 종류에 관한 정보, 재배될 엽채류에 관한 성장 조건으로서 재배 모듈(100) 내의 온도, 습도, 이산화탄소 농도, 광원, 표준 양액과 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘 중의 어느 하나의 양액 등에 따른 엽채류 성장 정보, 엽채류를 재배하는 관리자에 대한 정보, 엽채류의 생산지에 대한 정보, 엽채류에 함유된 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘에 대한 정보 등을 저장하며, 이와 같은 데이터베이스(300)의 구성은 구체적인 장치를 개발하는 데 있어서, 접근 및 검색의 용이성 및 효율성 등을 감안하여 데이터베이스 구축이론에 의하여 다른 구조로 구성될 수 있다.
상기 판매 서버(500)는 본 발명에 따른 재배 모듈(100)에서 재배된 기능성 엽채류를 판매하기 위해 구축된 서버로서, 상기 관리 서버(300)와 연동하여 판매될 엽채류에 대한 정보를 관리하며, 이 판매 서버(500)도 소비자를 위한 웹서버, 웹서비스 서버, 모바일 웹서버 또는 어플 서버로서 역할을 하도록 구축될 수 있다.
다음에 본 발명에 따른 재배 모듈의 구조에 대해 도 5 내지 도 8에 따라 설명한다.
도 5는 도 4에 도시된 재배 모듈의 구성 블록도 이고, 도 6은 도 5에 도시된 재배 모듈의 내부 구성도 이고, 도 7은 도 6에 도시된 "가"부의 확대도 이다.
도 4에 도시된 재배 모듈(100)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 사각형의 육면체로 마련된 본체(110)를 구비하며, 상기 본체(110)에는 엽채류의 생육에 필요한 파장 대의 광을 제공하는 광원(120), 급배기 팬(130), 양액 순환펌프(140), 유동 제어 밸브(150), 상기 재배 모듈에서 재배될 엽채류에 양액을 공급하는 양액 조성 조절기(160), 제어부(170), 양액 순환부(180), 상기 본체(110) 내에서 재배되는 엽채류의 상태를 감지하는 상태 감지부를 포함한다.
또 본체(110)의 하부에는 도 6에 도시된 바와 같이, 하부가 밀폐되어 내부에 양액이 충전되어 작물에 영양분을 제공하는 양액조(113)의 기능을 갖는 재배 베드(111)가 마련되고, 이 재배 베드(111)의 상부에는 엽채류를 재배하기 위해 도 7에 도시된 바와 같은 포트 삽입공(115)을 통해 엽채류가 식재된 다수의 재배 포트(112)가 분리 가능하게 삽입된다. 한편, 본체(110)는 도 4에서 사각형 구조로 나타내었지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 원기둥 형상 또는 삼각기둥 형상으로 마련될 수도 있다.
상기 재배 포트(112)에는 상추, 쑥갓, 엔다이브 치커리, 라디치오 치커리, 베터헤드레터스, 이자트릭스, 카이피라, 로메인, 루꼴라, 케일, 청경채, 오크리프, 소렐, 바질과 같은 엽채류의 재배를 위한 파종 된 씨앗을 유지하거나 또는 이식된 엽채류의 모종을 유지하기 위한 배지가 마련된다.
상기 양액조(113)에는 통상의 엽채류를 재배하는 필요한 표준 양액과 본 발명에 따른 기능성 엽채류의 재배를 위한 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘 중의 어느 하나의 수용액 또는 이들의 혼합 수용액이 포함된다. 또 재배 베드(111)의 일 측에는 도 6에 도시된 바와 같이, 양액조(113) 내부의 양액의 잔여량을 감지하기 위한 수위센서(173)가 배치된다.
상기 본체(110)의 상부에 마련된 광원(120)은 조도 제어가 가능한 LED 등으로 이루어지고, 예를 들어 도 6에 도시된 바와 같이, 3줄로 마련된 재배 포트(112)에 대응하여 3개의 광원이 마련된 구조를 나타내었지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 4개 이상 또는 재배 모듈(100)에서 재배되는 본 발명에 따른 기능성 엽채류의 성장을 촉진하기 위해 측면 등에 부가적으로 마련될 수도 있다.
또 본체(110)의 생육 공간에서 외기를 공급하는 급배기 팬(130)은 본체(110) 내의 내부 공기를 외부 공기와 교환하거나, 본체(110) 내의 이산화탄소 농도 조절을 위한 기류형성 조절기능 및 온습도의 국부적 미세조절기능을 실행할 수 있으며, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본체(110)의 상부에 2개가 마련된 구조를 나타내었지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 본체(110)의 측면 등에 마련될 수도 있다. 이와 같은 급배기 팬(130)은 본체(110)에서 생육되는 엽채류의 이산화탄소 농도를 조절하여 광합성을 제어할 수 있다. 또한, 상기 급배기 팬(130)의 주변에는 본체(110) 내의 온도를 제어하기 위한 냉난방기가 마련될 수도 있다.
상기 양액 순환펌프(140)는 양액조(113) 내의 표준 양액과 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘 이온수인 미네랄 이온수의 혼합 및 양액의 소독을 위해 재배 베드(111)의 바닥 부분에 마련되고, 제어부(170)의 제어에 따라 작동되며, 상기 유동 제어 밸브(150)는 양액조(113) 내의 양액 공급 및 배출을 실행하기 위해 3방 밸브로 이루어지고, 제어부(170)의 제어에 따라 양액의 공급 및 배출을 자동으로 실행하게 할 수 있다.
한편, 본체(110) 내에는 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본체(110) 내의 일 측면에 조도 센서(171), 온도/습도/CO2 센서(172) 및 상태 감지부로서 재배되는 엽채류의 영양 성분에 따른 엽채류의 광도를 감지하는 흡광도 센서(174) 및 재배되는 엽채류의 상태를 촬영하는 영상 센서(175)가 마련된다.
상기 조도 센서(171)는 재배 모듈(100)에서 재배되는 엽채류의 종류에 따라 광원(120)에서 조사되는 광의 출력을 제어부(170)에서 제어하기 위해 마련된다. 즉 본체(110) 내에서 재배되는 엽채류의 종류 및 성장 과정에 따라 제어부(170)를 통해 광원(120)의 출력을 제어하기 위해 엽채류의 성장 상태에 따라 광원(120)에서 출력되는 광의 세기 및 파장을 제어하기 위해 마련될 수 있다.
상기 영상 센서(175)는 재배 모듈(100)에서 성장하는 엽채류의 상태를 촬영하고, 촬영된 엽채류의 성장 정보는 송수신부(177)와 관리자 단말기(200)를 통해 관리 서버(300)로 전송되고, 관리 서버(300)에서는 데이터베이스(40)에 저장된 엽채류의 정보에 따라 관리자에게 엽채류의 수확 상태 정보를 관리자 단말기(200)로 전송할 수 있다. 상기 송수신부(177)는 통상의 송수신기를 적용할 수 있으며, 제어부(170) 내에 일체로 마련될 수도 있다.
따라서 관리자는 관리자 단말기(200)를 통해 엽채류의 수확 일정을 인지할 수 있다. 또 상기 설명에서는 관리 서버(300)에 의해 재배 모듈(100)에서의 엽채류의 수확 상태 정보를 얻는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 데이터베이스(400)에 저장된 엽채류의 성장 및 수확 정보를 관리 서버(300)가 관리자 단말기(200)로 미리 전송하고, 관리자 단말기(200)에서 수확 상태 정보를 얻는 구조로 할 수도 있다.
상기 온도/습도/CO2 센서(172)는 재배 모듈(100)의 본체(110) 내에서 재배되는 엽채류의 종류 또는 성장 과정에 따른 조건에 따라 본체(110) 내의 온도, 습도 및 CO2의 상태를 제어하기 위해 본체의 대략 중앙 부분에 마련된다.
상기 제어부(170)는 마이크로프로세서 및 메모리를 구비하고, 송수신부(177)를 포함하여 마련될 수 있으며, 상술한 각각의 센서에서 감지된 본체(110) 내의 환경에 대응하여 광원(120)의 출력 상태, 급배기 팬(130)의 회전 상태, 수위 센서(173)에서의 양액조(113) 내의 양액 공급에 따른 양액 순환펌프(140) 및 유동 제어 밸브(150)의 작동 상태, 양액 조성 조절기(160)의 양액 조절 상태를 제어하기 위해, 상기 메모리에 저장된 제어 조건 또는 데이터베이스(400)에 저장된 각각의 엽채류의 성장 조건에 따라 도 5에 도시된 광원(120), 급배기 팬(130), 양액 순환펌프(140), 유동 제어 밸브(150), 양액 조성 조절기(160)를 제어한다.
또 본 발명에 따른 모듈형 식물 재배 시스템에서는 상기 재배 모듈(100)의 양액조(113) 내에 공급된 양액의 농도를 환산하기 위한 농도 환산부(176)를 포함한다.
상기 농도 환산부(176)는 양액 순환부(180)에서 공급되는 표준 양액과 본 발명에 따른 기능성 엽채류의 재배를 위한 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘 중의 어느 하나의 수용액 또는 이들의 혼합 수용액에서 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘의 농도를 감지하여 기능성 엽채류를 재배하기 위해 적합한 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘을 공급하기 위해 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘의 농도를 감지하는 센서를 포함하며, 이러한 농도 감지 센서는 양액조(113) 내에 마련될 수 있다. 즉 상기 농도 환산부(176)는 양액조(113) 내에 함유된 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘의 이온의 농도를 농도 감지 센서가 감지하고, 농도 환산부(176)에서 감지된 농도값에 따라 제어부(170)는 재배 포트(112)에서 재배되는 엽채류에 공급될 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘의 최적 상태를 유지하도록 양액 순환 펌프(140) 등을 제어한다. 즉 제어부(170)는 농도 감지 센서에서 감지된 농도값과 메모리에 저장된 농도값을 비교하고, 미리 설정된 농도값 미만인 경우 양액 조절기(160), 양액 순환부(180) 등을 제어하여 표준 양액이 유지되고 있는 양액조(113) 내에 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘 이온수의 농도를 증가시키도록 제어한다.
상기 흡광도 센서(174)는 도 7에 도시된 바와 같이, 재배 포트(112)에서 재배되는 엽채류의 줄기 부분에 마련되어 엽채류의 성장 상태에 따라 엽채류에서 흡수되는 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘의 함유 성분에 따른 엽채류의 생육 상태를 감지한다. 이 흡광도 센서(174)는 예를 들어 CMOS 이미지 센서를 적용할 수 있으며, 엽채류의 성장 과정에서 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘의 흡수 상태를 줄기 부분의 색상을 감지하고, 미리 설정 함유량을 엽채류가 흡수하였는지 감지하기 위해 적용된다. 이러한 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘의 흡수 상태는 재배 포트(112)에서 재배되는 엽채류의 종류에 따라 줄기 부분의 색상이 변경되므로, 제어부(170)에서 흡광도 센서(174)에서의 감지 값 및 농도 환산부(176)에서의 감지 값에 따라 양액 조절기(160)를 제어하는 것에 의해 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘의 수용액의 공급을 조절할 수 있다.
다음에 상술한 바와 같은 제어부(170)의 제어에 따라 표준 양액의 공급 및 기능성 엽채류의 재배를 위한 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘의 공급에 대해 도 8에 따라 설명한다.
도 8은 도 6에 도시된 본 발명에 따른 양액 순환부(180)의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
상기 양액 순환부(180)는 도 8에 도시된 바와 같이 본체(110)의 내부 일측에서 재배 베드(111)의 상부에 마련되고, 양액 순환펌프(140), 유동 제어 밸브(150), 양액 조절기(160)를 포함할 수 있다.
즉 엽채류를 재배하기 위한 양액으로서 표준 양액과 미네랄 이온수가 함유된 양액은 재배 모듈(100)의 외부에서 양액 공급 배출구(161) 및 제1 양액관(162)을 통해 공급되고, 유동 제어 밸브(150) 및 양액 순환관(166)을 거쳐 양액 조절기(160)로 이송되고, 도 8의 화살표로 나타낸 바와 같이 양액 토출관(164)에서 양액조(113)로 공급된다. 이와 같은 양액의 공급 또는 배출은 관리 서버(300) 및 관리자 단말기(200)을 통해 제어부(170)를 관리하는 것에 의해 엽채류의 전체 재배 과정을 실시간으로 관리할 수 있다.
양액조(113)에 공급된 양액은 수위 센서(173)의 의해 적정량의 양액이 공급되었는지 감지되고, 수위 센서(173)에서 감지된 양액 공급량의 감지 값은 제어부(170)로 전달되고, 제어부(170)에서 적량의 양액이 공급된 것으로 판단되면, 제어부(170)는 유동 제어 밸브(150)의 작동을 정지시켜 양액 공급을 차단한다. 이와 간은 양액의 공급은 표준 양액의 공급과 기능성 엽채류의 재배를 위한 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘 중의 어느 하나의 수용액의 공급을 포함한다. 즉 본 발명에 따른 양액 공급은 표준 양액과 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘 중의 어느 하나의 수용액을 각각 분리하여 공급하거나, 표준 양액에 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘 중의 어느 하나의 수용액을 포함하여 공급할 수 있다. 또 상술한 바와 같은 양액의 공급은 재배 포트(112)에서 재배되는 엽채류의 성장에 따라 양액이 소모되는 것을 수위 센서(173)가 감지하여 주기적으로 양액을 공급하도록 마련될 수 있다.
또한, 농도 환산부(176)에서 감지된 양액조(112) 내의 양액에 함유되는 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘의 농도값 또는 흡광도 센서(174)에서 감지된 엽채류의 성장에 따른 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘의 흡수 상태에 따라 제어부(170)는 유동 제어 밸브(150)를 작동시켜 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘 수용액의 공급을 추가할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 모듈형 식물 재배 시스템에서는 양액조(113)에 저장된 양액의 소독 또는 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘의 공급 상태를 균일하게 하기 위해 양액 순환 펌프(140)를 마련할 수 있다. 즉, 양액조(113)의 하부에 양액 흡인관(165)이 마련되고, 양액 순환 펌프(140)에 의해 양액 흡인관(165)으로 부터 일정량의 양액을 흡입하여 제2 양액관(163)과 유동 제어 밸브(150)를 거쳐 양액 조절기(160)로 공급하여 양액조(113) 내의 양액을 순환시킬 수도 있다.
또 영상 센서(175)에서 감지된 엽채류의 성장 상태 정보에 따라 관리 서버(300) 또는 관리자 단말기(200)가 엽채류의 재배 완료로 판단하고 엽채류를 수확하는 경우, 양액조(113) 내의 양액은 제어부(170)의 제어에 따라 양액 순환 펌프(140)가 작동하여 양액 흡인관(165), 유동 제어 밸브(150), 제2 양액관(163)과 제1 양액관(162)을 통해 양액 공급 배출구(161)로 배출된다.
이후, 도 1에 도시된 재배 장치(10)에서의 재배 모듈(100)은 자동 이송 제어 수단에 의해 인체공학적 설계에 의해 특정 위치에서 작업하도록 이동, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같은 재배 장치(10)에서 좌측 하단 부분으로 이동할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 모듈형 식물 재배 시스템에서는 표준 양액에 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘 중의 어느 하나 또는 이들의 혼합물의 수용액으로 엽채류를 재배하므로, 소비자가 인체에 필요한 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘 함유 엽채류를 섭취하게 할 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
즉, 상기 설명에서는 각각의 재배 모듈(100)에서 엽채류를 재배하는 구조로 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 보리 새싹과 같은 새싹 류, 콩나물 또는 수삼과 같은 뿌리 식물의 재배에도 적용 가능하다.
또 상기 설명에서는 재배 모듈(100)이 관리 서버(300)에 의해 실시간으로 관리되는 구조에 대해 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 도 1에 도시된 바와 같은 재배 장치(10)에 마련된 각각의 재배 모듈(100)을 동시에 관리하는 구조로 마련될 수도 있다.
또 상기 설명에서는 표준 양액에 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘 중의 어느 하나 또는 이들의 혼합물의 수용액을 동시에 공급하여 엽채류를 재배하는 구성으로 설명하였지만, 이에 한정하는 것은 아니며 재배 포트(112)에서 재배되는 엽채류의 종류 또는 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘 중의 어느 하나가 함유되는 엽채류의 종류에 따라 재배 과정에서 일정 주기, 예를 들어 2~3일 간격으로 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘 중의 어느 하나의 수용액을 공급하는 구조를 적용할 수도 있다.
본 발명에 따른 모듈형 식물 재배 시스템을 사용하는 것에 의해 소비자가 인체에 필요한 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘 등의 미네랄이 함유된 엽채류를 용이하게 섭취하게 할 수 있다.
100 : 재배 모듈
200 : 관리자 단말기
300 : 관리 서버
400 : 데이터베이스

Claims (7)

  1. 각각 엽채류 식물의 재배 기능을 구비한 다수의 재배 모듈,
    상기 재배 모듈의 상태를 관리하는 관리자 단말기,
    네트워크를 통해 상기 관리자 단말기로부터 전송된 재배 모듈에 관한 정보를 실시간으로 관리하는 관리 서버를 포함하고,
    각각의 재배 모듈은
    상기 재배 모듈에서 재배될 엽채류에 양액을 공급하는 양액 조성 조절기,
    상기 재배 모듈의 양액조 내에 공급된 양액의 농도를 환산하는 농도 환산부,
    상기 재배 모듈에서 재배되는 엽채류의 상태를 감지하는 상태 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 식물 재배 시스템.
  2. 제1항에서,
    상기 상태 감지부는
    재배되는 엽채류의 상태를 촬영하는 영상 센서 및
    재배되는 엽채류의 영양 성분에 따른 엽채류의 광도를 감지하는 흡광도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 식물 재배 시스템.
  3. 제2항에서,
    상기 양액 조성 조절기는 상기 농도 환산부 또는 상기 흡광도 센서에서의 감지 값에 따라 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘 이온수 중의 어느 하나의 양액 조성을 조절하는 것을 특징으로 하는 모듈형 식물 재배 시스템.
  4. 제3항에서,
    상기 농도 환산부는 상기 재배 모듈의 양액조 내에 마련되어 재배 베드의 양액조 내의 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘 이온수 중의 어느 하나의 농도를 환산하고,
    상기 흡광도 센서는 재배 포트에서 재배되는 엽채류의 줄기 부분에 마련되는 것을 특징으로 하는 모듈형 식물 재배 시스템.
  5. 제1항에서,
    상기 다수의 재배 모듈에서 재배되는 식물에 관한 정보를 저장하는 데이터베이스를 더 포함하고,
    상기 데이터베이스는 각각의 재배 모듈에서 재배되는 엽채류의 생육 전주기를 상기 관리 서버가 원격지에서 실시간으로 자동 제어할 수 있도록, 엽채류의 종류에 관한 정보, 재배될 엽채류에 관한 성장 조건으로서 재배 모듈 내의 온도, 습도, 이산화탄소 농도, 광원, 표준 양액과 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘 이온수 중의 어느 하나의 양액에 따른 엽채류 성장 정보, 엽채류를 재배하는 관리자에 대한 정보, 엽채류의 생산지에 대한 정보, 엽채류에 함유된 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘에 대한 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 모듈형 식물 재배 시스템.
  6. 제4항에서,
    상기 양액 조성 조절기는 상기 재배 모듈에서 재배될 엽채류의 양액으로서 상기 양액조에 엽채류의 성장을 위한 표준 양액과 기능성 엽채류의 재배를 위한 게르마늄, 칼슘 또는 마그네슘 이온수의 공급을 일정 시간 간격을 분리하여 공급하는 것을 특징으로 하는 모듈형 식물 재배 시스템.
  7. 제1항에서,
    상기 엽채류는 상추, 쑥갓, 엔다이브 치커리, 라디치오 치커리, 베터헤드레터스, 이자트릭스, 카이피라, 로메인, 루꼴라, 케일, 청경채, 오크리프, 소렐, 바질 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 모듈형 식물 재배 시스템.
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