KR20210075807A - 급/배액량 측정을 통한 작물의 최적 생육 환경 조성 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 급/배액량 측정을 통한 작물의 최적 생육 환경 조성 시스템은, 작물이 심어져 재배되는 베드의 배지에 양액을 공급 가능한 양액 공급관에 설치되며, 상기 양액 공급관을 통해 공급되는 양액의 급액량을 측정한 급액량 정보를 생성 및 전송 가능한 급액량 측정센서; 상기 양액 공급관에 설치되어 상기 양액 공급관을 차단 가능한 차단밸브; 상기 베드의 하부에 배치되어 상기 배드와 이격 설치되며, 상기 배지로부터 배출된 양액을 모아서 배출하는 양액 배출부; 상기 양액 배출부로부터 배출된 상기 양액이 내부에 수용되는 양액 포집부의 수용공간에 설치되어 상기 양액의 EC정보를 생성 및 전송 가능한 EC센서; 상기 양액 포집부로부터 배출된 배액이 저장되는 양액 저장부의 저장공간에 설치되어 상기 배액의 pH정보를 생성 및 전송 가능한 pH센서; 상기 양액 저장부의 상기 저장공간에 설치되어 상기 양액 포집부로부터 배출되어 상기 저장공간에 저장된 배액량정보를 생성 및 전송 가능한 배액량 측정센서; 그리고 상기 급액량 측정센서, 상기 차단밸브, 상기 배액량 측정센서, 상기 EC센서 및 상기 pH센서와 전기적으로 연결되며, 상기 급액량 정보, 상기 배액량정보, 상기 EC정보 및 상기 pH정보를 이용하여 상기 차단밸브를 제어 가능한 제어유닛;을 포함한다.
Description
본 발명은 작물의 최적 생육 환경 조성 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 급/배액량 측정을 통해 양액 재배 작물의 근권부 상태를 파악하여 작물의 생육 상태를 최적으로 유지할 수 있는 급/배액량 측정을 통한 작물의 최적 생육 환경 조성 시스템에 관한 것이다.
국내 스마트팜 시장의 시장규모는 14%의 성장률을 보이고 있으며 4.1조원의 국내 시장을 형성 하고 있으며 국가 10대 성장과제로 선정되어 나날이 스마트팜의 수요는 높아지고 있는 현실이다. 또한 지능형 농작업기의 급속한 성장, 식물공장의 폭발적인 증가는 스마트 팜 시설의 고도화를 앞당기고 있는 반면 아직도 기존 농가에서는 스마트 팜이 적용되는 것에는 비용적 측면에 밀려 수동적인 방법을 사용하고 있다.
스마트팜의 확산에 따라 고설재배 방식과 양액 재배시스템이 늘어나고 있는 상황이다. 특히 확인할 수 없는 작물의 근권부를 파악하고자, 행잉배드의 무게를 측정하는 방법과 작물의 지상부 수분방출량에 따라 근권부 상태를 파악하는 방식이 있으나 이는 각 배드별 측정 비용이 많이 들고 설치가 어렵기 때문에 확장이 잘되지 않고 있는 상황이다.
또한 작물 중 딸기 재배 시 각 배지별 배액량 조사만으로도 딸기묘의 상태를 빨리 파악할 수 있음에도 불구하고 아직까지 대부분의 농가는 일부 배지의 배액을 직접 받아 측정하는 방식을 통해 배액을 계측하고 있으나, 이는 매일 양액 또는 급액 시 배액량 측정이 시간상, 환경 상 불가능하여 자주 측정을 하지 못하고 이를 데이터화 하지 못하여 근권부의 상태 변화를 잘 파악할 수 없어 이로 인해 딸기의 최적의 생육 상태를 유지하기 어려운 상황이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 양액 재배 작물의 근권부 상태를 용이하게 측정할 수 있는 급/배액량 측정을 통한 작물의 최적 생육 환경 조성 시스템를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 양액 재배 작물의 생육 상태를 최적으로 유지할 수 있는 급/배액량 측정을 통한 작물의 최적 생육 환경 조성 시스템를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제들은 다음의 상세한 설명과 도면으로부터 보다 명확해 질 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 급/배액량 측정을 통한 작물의 최적 생육 환경 조성 시스템은, 작물이 심어져 재배되는 베드의 배지에 양액을 공급 가능한 양액 공급관에 설치되며, 상기 양액 공급관을 통해 공급되는 양액의 급액량을 측정한 급액량 정보를 생성 및 전송 가능한 급액량 측정센서; 상기 양액 공급관에 설치되어 상기 양액 공급관을 차단 가능한 차단밸브; 상기 베드의 하부에 배치되어 상기 베즈와 이격 설치되며, 상기 베드로부터 배출된 양액을 모아서 배출하는 양액 배출부; 상기 양액 배출부로부터 배출된 상기 양액이 내부에 수용되는 양액 포집부의 수용공간에 설치되어 상기 양액의 EC정보를 생성 및 전송 가능한 EC센서; 상기 양액 포집부로부터 배출된 배액이 저장되는 양액 저장부의 저장공간에 설치되어 상기 배액의 pH정보를 생성 및 전송 가능한 pH센서; 상기 양액 저장부의 상기 저장공간에 설치되어 상기 양액 포집부로부터 배출되어 상기 저장공간에 저장된 배액량정보를 생성 및 전송 가능한 배액량 측정센서; 그리고 상기 급액량 측정센서, 상기 차단밸브, 상기 배액량 측정센서, 상기 EC센서 및 상기 pH센서와 전기적으로 연결되며, 상기 급액량 정보, 상기 배액량정보, 상기 EC정보 및 상기 pH정보를 이용하여 상기 차단밸브를 제어 가능한 제어유닛;을 포함한다.
여기서, 상기 양액 포집부는 일측에 제2배출홀이 관통 형성될 수 있다.
또한, 상기 양액 포집부는 상기 제2배출홀에 연결된 제2배출관을 통해 상기 양액 저장부와 연결되며, 상기 제2배출관의 높이는 상기 EC센서의 상단보다 높은 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 급/배액량 측정을 통한 작물의 최적 생육 환경 조성 시스템은 EC, PH 및 급/배액량을 분석하여 양액 재배 작물의 근권부 상태를 파악함으로써 작물의 생육 상태를 최적으로 유지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 급/배액량 측정을 통한 작물의 최적 생육 환경 조성 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 급/배액량 측정을 통한 작물의 최적 생육 환경 조성 시스템의 양액의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 급/배액량 측정을 통한 작물의 최적 생육 환경 조성 시스템의 세부 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 급/배액량 측정을 통한 작물의 최적 생육 환경 조성 시스템의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 급/배액량 측정을 통한 작물의 최적 생육 환경 조성 시스템에서 정보의 흐름을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 급/배액량 측정을 통한 작물의 최적 생육 환경 조성 시스템의 양액의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 급/배액량 측정을 통한 작물의 최적 생육 환경 조성 시스템의 세부 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 급/배액량 측정을 통한 작물의 최적 생육 환경 조성 시스템의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 급/배액량 측정을 통한 작물의 최적 생육 환경 조성 시스템에서 정보의 흐름을 설명하기 위한 블록도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도 1 내지 5를 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 급/배액량 측정을 통한 작물의 최적 생육 환경 조성 시스템의 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 급/배액량 측정을 통한 작물의 최적 생육 환경 조성 시스템의 양액의 흐름을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 급/배액량 측정을 통한 작물의 최적 생육 환경 조성 시스템의 세부 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 급/배액량 측정을 통한 작물의 최적 생육 환경 조성 시스템의 구성도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 급/배액량 측정을 통한 작물의 최적 생육 환경 조성 시스템에서 정보의 흐름을 설명하기 위한 블록도이다.
설명에 앞서, 양액은 식물의 성장에 필요한 무기양분을 용해시킨 것으로 배양액이라고도 하며 식물의 영양재배(무토양 재배)시에 사용한다. 양액 제조에 필요한 성분은 산소, 수소, 탄소를 제외한 다량원소와 미량원소이며 이들 성분을 주기 위한 비료염으로 특징적인 것은 질소원으로 대부분 질산태 질소를 이용한다는 것이다. 현재 실용적으로 공급되고 있는 배양액 조성은 작물의 종류에 따라 다양한 종류가 이용되고 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 의한 적어도 하나의 베드(90)는 작물, 예를 들어 딸기 작물이 지면으로부터 일정 거리 이격되어 심어져 재배되는 베드이다. 이때, 복수의 베드들(90)이 서로 인접하게 일렬로 배치되어 있을 수 있다.
작물의 재배를 위한 영양분이 포함된 양액을 저장하는 양액공급유닛(10)은 양액 공급관(1)을 통해 양액을 베드들(90)로 공급한다. 즉, 베드들(90)의 배지들에 양액 공급관(1)이 배치된다. 이때, 양액 공급관(1)은 일정 간격으로 다수의 공급홀들(2a)이 형성된 튜브일 수 있고, 공급홀들(2a)을 통해 양액이 작물(딸기)로 공급된다.
베드들(90)은 각각 베드부(92), 베드 지지부(94) 및 양액 배출부(96)를 포함한다. 베드부(92)에는 수용 공간을 갖는 베드 케이스 및 상기 베드 케이스 내에 작물의 재배를 위한 배지가 수용된다.
베드 지지부(94)는 베드부(92)를 지면으로부터 이격시켜 지지하기 위한 것으로, 하측에는 베드 하부 공간을 갖는다. 양액 배출부(96)는 베드부(92)의 배지에서 배출된 양액을 모아서 외부로 배출시킨다. 예를 들어, 양액 배출부(96)는 베드부(92)의 하부에 배치되어 베드부(92)의 배지에서 배출된 양액을 배출홀(미도시)을 통해 외부로 배출시킬 수 있다. 이때, 양액 배출부들(96)은 상기 배출홀을 향해 하향 경사가 형성된 구조를 가질 수 있다.
양액 배출부(96)는 제1배출관(2)을 통해서 양액 포집부(3)에 연결된다. 양액포집부(3)는 양액이 수용가능한 수용공간을 가지며, 상기 수용공간의 바닥에는 EC센서(50)가 설치되어 주기적으로 EC를 측정한다.
양액 포집부(3)의 하부에는 배출된 양액이 저장되는 양액 저장부(5)가 설치된다. 양액 저장부(5)는 제2배출관(4)을 통해 양액 포집부(3)와 연통된다. 양액 저장부(5)는 제2배출관(4)을 통해 배출된 양액이 저장되는 저장공간을 내부에 가진다. 상기 저장공간에는 PH센서(60) 및 배액량 측정센서(40)가 설치되어 상기 양액의 pH 및 배액량을 측정할 수 있다.
양액 포집부(3)는 일측에 제2배출홀(미도시)이 관통 형성된다. 양액 포집부(3)는 상기 제2배출홀에 연결된 제2배출관(4)을 통해 양액 저장부(5)와 연결된다. 이때, 상기 제2배출홀의 높이는 EC센서(50)의 상단보다 높은 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써 EC센서(50)가 건조해지는 것을 막아 파손을 미연에 방지할 수 있게 된다.
본 실시 예에 의한 급/배액량 측정을 통한 작물의 최적 생육 환경 조성 시스템(100)은 작물의 생육 환경을 항상 최적으로 유지하기 위한 것으로, 양액공급유닛(10), 급액량 측정센서(20), 차단밸브(30), 배액량 측정센서(40), EC센서(50), PH센서(60), 데이터베이스(70) 및 제어유닛(80)을 포함한다.
양액공급유닛(10)은 제어유닛(80)에 전기적으로 연결되며, 제어유닛(80)으로부터 전송된 제어신호에 따라 양액을 공급 또는 공급 정지할 수 있다. 양액공급유닛(10)으로는 관수모터가 사용될 수 있다.
급액량 측정센서(20)는 제어유닛(80)에 전기적으로 연결되며, 베드부(92)의 작물에 양액을 공급하는 양액 공급관(1)에 설치된다. 급액량 측정센서(20)는 양액 공급관(1)을 통해 공급되는 양액의 급액량을 측정한 급액량 정보를 제어유닛(80)에 전송할 수 있다.
차단밸브(30)는 제어유닛(80)에 전기적으로 연결되며, 양액 공급관(1)에 설치된다. 차단밸브(30)는 제어유닛(80)의 제어신호에 따라 양액 공급관(1)을 차단 또는 차단해제 할 수 있다. 차단밸브(30)는 솔레노이드 밸브가 사용될 수 있다.
배액량 측정센서(40)는 제어유닛(80)에 전기적으로 연결되며, 양액 저장부(5)의 내부에 저장공간에 설치된다. 배액량 측정센서(40)는 저장공간에 저장된 양액의 배액량을 측정한 배액량정보를 제어유닛(80)에 전송할 수 있다. 한편, 배액량 측정센서(40)는 양액의 높이정보를 측정하여 제어유닛(80)에 전송하고, 제어유닛(80)은 상기 높이정보를 이용하여 배액량 정보를 산출할 수도 있다. 이때, 양액 저장부(5)의 저장부의 수평단면은 사각형인 것이 바람직하다.
EC센서(50)는 전기전도도를 이용하여 양액의 농도를 간접적으로 측정하는 센서로 제어유닛(80)에 전기적으로 연결된다. EC센서는 양액 포집부(3)의 내부에 설치되며, 양액 포집부(3)의 수용공간에 수용된 배액의 전기전도도를 측정하여 배액 EC정보를 생성하여 제어유닛(90)에 전송할 수 있다.
PH센서(60)는 제어유닛(80)에 전기적으로 연결되며, 양액 저장부(5)의 내부의 저장공간에 설치된다. PH센서(60)는 양액 저장부(5)의 저장공간에 저장된 배액의 수소 이온 농도 지수(pH)를 측정하여 배액 pH정보를 생성하며, 상기 배액 pH 정보를 제어유닛(90)에 전송할 수 있다.
제어유닛(80)은 양액공급유닛(10), 급액량 측정센서(20), 차단밸브(30), 배액량 측정센서(40), EC센서(50), PH센서(60) 및 데이터베이스(70)와 유무선 네트워크를 통해 전기적으로 연결된다. 제어유닛(80)은 급액량 측정센서(20)로부터 전송된 급액량 정보, 배액량 측정센서(40)로부터 전송된 배액량정보, EC센서(50)로부터 전송된 배액 EC정보 및 PH센서(60)로부터 전송된 배액 pH정보를 데이터베이스(70)에 저장할 수 있다. 제어유닛(80)은 상기 급액량 정보, 상기 배액량정보, 상기 EC정보 및 상기 pH정보를 이용하여 양액 재배 작물의 근권부 상태를 파악하여 양액공급유닛(10) 및 차단밸브(30)를 제어할 수 있다.
데이터베이스(70)에는 상기 급액량 정보, 상기 배액량정보, 상기 EC정보 및 상기 pH정보가 각각 주기적으로 저장될 수 있다.
이하, 본 실시예에 따른 급/배액량 측정을 통한 작물의 최적 생육 환경 조성 시스템의 제어방법을 설명한다.
우선, 급액량 측정센서(20)는 양액 공급관(1)을 통해 공급되는 양액의 급액량을 주기적으로 측정한 급액량 정보를 주기적으로 제어유닛(80)에 전송한다.
다음으로, 배액량 측정센서(40)는 저장공간에 저장된 양액의 배액량을 주기적으로 측정한 배액량정보를 제어유닛(80)에 전송할 수 있다.
다음으로, EC센서는 양액 포집부(3)의 수용공간에 수용된 배액의 전기전도도를 주기적으로 측정한 배액 EC정보를 생성하여 제어유닛(90)에 전송할 수 있다.
다음으로, PH센서(60)는 양액 저장부(5)의 저장공간에 저장된 배액의 수소 이온 농도 지수(pH)를 주기적으로 측정하여 생성한 배액 pH정보를 제어유닛(90)에 전송할 수 있다.
다음으로, 제어유닛(80)은 상기 급액량 정보, 상기 배액량정보, 상기 EC정보 및 상기 pH정보를 이용하여 양액공급유닛(10) 및 차단밸브(30)를 제어한다. 이렇게 상기 급액량 정보, 상기 배액량정보, 상기 EC정보 및 상기 pH정보를 분석하여 양액 재배 작물의 근권부 상태를 파악하여 양액공급유닛(10) 및 차단밸브(30)를 제어함으로써 작물의 최적 생육 상태를 유지할 수 있게 된다.
결과적으로, 본 실시 예에 따른 급/배액량 측정을 통한 작물의 최적 생육 환경 조성 시스템은 EC, PH 및 급/배액량을 분석하여 양액 재배 작물의 근권부 상태를 파악하여 양액의 공급량을 조절함으로써 작물의 생육 상태를 최적으로 유지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명을 바람직한 실시 예들을 통하여 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시 예들도 가능하다. 그러므로 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 바람직한 실시 예들에 한정되지 않는다.
100: 급/배액량 측정을 통한 작물의 최적 생육 환경 조성 시스템
10: 양액공급유닛 20: 급액량 측정센서
30: 차단밸브 40: 배액량 측정센서
50: EC센서 60: PH센서
70: 데이터베이스 80: 제어유닛
90: 베드 92: 베드부
94: 베드 지지부 96: 양액 배출부
10: 양액공급유닛 20: 급액량 측정센서
30: 차단밸브 40: 배액량 측정센서
50: EC센서 60: PH센서
70: 데이터베이스 80: 제어유닛
90: 베드 92: 베드부
94: 베드 지지부 96: 양액 배출부
Claims (2)
- 작물이 심어져 재배되는 베드의 배지에 양액을 공급 가능한 양액 공급관에 설치되며, 상기 양액 공급관을 통해 공급되는 양액의 급액량을 측정한 급액량 정보를 생성 및 전송 가능한 급액량 측정센서;
상기 양액 공급관에 설치되어 상기 양액 공급관을 차단 가능한 차단밸브;
상기 베드의 하부에 배치되어 상기 베드와 이격 설치되며, 상기 배지로부터 배출된 양액을 모아서 배출하는 양액 배출부;
상기 양액 배출부로부터 배출된 상기 양액이 내부에 수용되는 양액 포집부의 수용공간에 설치되어 상기 양액의 EC정보를 생성 및 전송 가능한 EC센서;
상기 양액 포집부로부터 배출된 배액이 저장되는 양액 저장부의 저장공간에 설치되어 상기 배액의 pH정보를 생성 및 전송 가능한 pH센서;
상기 양액 저장부의 상기 저장공간에 설치되어 상기 양액 포집부로부터 배출되어 상기 저장공간에 저장된 배액량정보를 생성 및 전송 가능한 배액량 측정센서;및
상기 급액량 측정센서, 상기 차단밸브, 상기 배액량 측정센서, 상기 EC센서 및 상기 pH센서와 전기적으로 연결되며, 상기 급액량 정보, 상기 배액량정보, 상기 EC정보 및 상기 pH정보를 이용하여 상기 차단밸브를 제어 가능한 제어유닛;을 포함하는, 급/배액량 측정을 통한 작물의 최적 생육 환경 조성 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 양액 포집부는 일측에 제2배출홀이 관통 형성되며,
상기 양액 포집부는 상기 제2배출홀에 연결된 제2배출관을 통해 상기 양액 저장부와 연결되며,
상기 제2배출관의 높이는 상기 EC센서의 상단보다 높은, 급/배액량 측정을 통한 작물의 최적 생육 환경 조성 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190167347A KR20210075807A (ko) | 2019-12-15 | 2019-12-15 | 급/배액량 측정을 통한 작물의 최적 생육 환경 조성 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190167347A KR20210075807A (ko) | 2019-12-15 | 2019-12-15 | 급/배액량 측정을 통한 작물의 최적 생육 환경 조성 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210075807A true KR20210075807A (ko) | 2021-06-23 |
Family
ID=76599419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190167347A KR20210075807A (ko) | 2019-12-15 | 2019-12-15 | 급/배액량 측정을 통한 작물의 최적 생육 환경 조성 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20210075807A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102484619B1 (ko) * | 2022-02-24 | 2023-01-04 | 이정록 | 양액재배 폐액 측정용 배관 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160119564A (ko) | 2015-04-06 | 2016-10-14 | 전라남도(농업기술원장) | 양액 공급 방법 및 장치 |
| KR20190054246A (ko) | 2017-11-13 | 2019-05-22 | (주) 이레아이에스 | 양액 재배 딸기의 근권 관리 식생 베드 |
-
2019
- 2019-12-15 KR KR1020190167347A patent/KR20210075807A/ko unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160119564A (ko) | 2015-04-06 | 2016-10-14 | 전라남도(농업기술원장) | 양액 공급 방법 및 장치 |
| KR20190054246A (ko) | 2017-11-13 | 2019-05-22 | (주) 이레아이에스 | 양액 재배 딸기의 근권 관리 식생 베드 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102484619B1 (ko) * | 2022-02-24 | 2023-01-04 | 이정록 | 양액재배 폐액 측정용 배관 |
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