KR20220020760A - Led lighting system possible of stimulating plant growth and growth management - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 식물 재배용 조명 장치 및 관리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 식물의 생장 주기에 따라 빛의 파장을 자동 조절함으로써 식물 성장을 촉진시키고 관리할 수 있는 LED 조명 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a lighting device and a management system for plant cultivation, and more particularly, to an LED lighting system capable of promoting and managing plant growth by automatically adjusting the wavelength of light according to the growth cycle of a plant.
식물들은 빛 에너지를 이용하여 이산화탄소와 물로 포도당을 합성하는 광합성 활동을 통해 생장하게 된다. 광합성은 빛을 요구하는 명반응과 빛을 요구하지 않는 암반응으로 구분된다. 여기서, 명반응은 엽록체의 그라나에서 빛 에너지를 ATP 분자와 NADPH2 분자로 전환시켜 암반응의 캘빈회로에 에너지와 무기인산, 환원력과 수소를 공급하는 작용을 한다. 그리고, 암반응은 엽록체의 스트로마에서 ATP 분자와 NADPH2 분자를 사용하여 포도당을 합성함으로써 생장에 필요한 생체에너지를 얻게 된다. Plants grow through photosynthetic activity that uses light energy to synthesize glucose from carbon dioxide and water. Photosynthesis is divided into a light reaction that requires light and a dark reaction that does not require light. Here, the light reaction converts light energy into ATP molecules and NADPH2 molecules in the grana of the chloroplast to supply energy, inorganic phosphoric acid, reducing power and hydrogen to the Calvin cycle of the dark reaction. And, the dark reaction obtains bioenergy necessary for growth by synthesizing glucose using ATP and NADPH2 molecules in the stroma of the chloroplast.
전술한, 광합성 과정 중에서 식물의 영양생장과 생식생장에 가장 많은 영향을 미치는 인자로 일장(Length of Day)과 광합성 유효 광량자 값(Photosynthetic Photon Flux Density, PPFD)을 들 수 있고, 또한 빛의 파장에 따라 생장이 달라진다. 여기서, 광합성 유효 광량자 값은 광 보상점으로 산출되는 값으로서, 적정 조도를 유지할 수 있도록 LED 조명의 출력 값을 산출해서 조절 가능하다. Among the above-described photosynthetic processes, the Length of Day and Photosynthetic Photon Flux Density (PPFD) are the factors most affecting the vegetative and reproductive growth of plants, and also the wavelength of light. growth varies accordingly. Here, the photosynthetic effective photon value is a value calculated as a light compensation point, and can be adjusted by calculating an output value of the LED light to maintain an appropriate illuminance.
일반적으로, 식물들은 가시광선 영역을 포함한 380~760nm 영역에서 광합성이 이루어지는데, 광합성이 일어나는 파장범위의 복사 에너지를 광합성 유효 복사(photosynthetically active radition, PAR)라 하고, 식물은 저마다 파장 대역(wavelength)과 광합성 유효 광량자 값이 다르다. In general, plants photosynthesize in the region of 380 ~ 760 nm including the visible light region, and the radiation energy in the wavelength range where photosynthesis occurs is called photosynthetically active radiation (PAR), and each plant has a wavelength band and photosynthetic effective photon values are different.
이에 따라, 온실이나 비닐하우스 등의 식물 농장에서는 태양광을 직접 활용하지 못하는 경우가 많기 때문에 작물 생육에 필요한 빛 에너지를 확보하는 것이 매우 중요하고, 이 경우 LED 모듈 등의 인공 조명을 활용하고 있다. Accordingly, it is very important to secure light energy necessary for crop growth because in many cases, plant farms such as greenhouses or plastic houses cannot directly utilize sunlight, and in this case, artificial lighting such as LED modules is used.
하지만, 대한민국 특허등록공고 제10-1526676호(2015.06.01) 등으로 개시되고 있는 인공 조명들은 ON/OFF 수동 조작에 의한 제어나 타이머 방식을 이용한 ON/OFF 제어 방식이 주로 사용되고 있어서, 인공 조명을 적용한 효율성을 높이기 어렵고 관리가 어려운 문제가 있었다. However, artificial lights disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1526676 (June 1, 2015), etc. are mainly used for ON/OFF control by manual operation or ON/OFF control method using a timer method. There was a problem in that it was difficult to increase the applied efficiency and difficult to manage.
또한, 관리자의 판단으로만 인공 조명 장치들을 제어하면 재배 작물에 대한 생장 특성을 감안하기가 어렵고, 재배 작물에 대한 조도, 파장, 광량 등을 최적 상태로 적용할 수 없기 때문에 작물의 생장을 촉진시키는데 한계가 있을 수밖에 없었다. In addition, if artificial lighting devices are controlled only by the manager's judgment, it is difficult to take into account the growth characteristics of cultivated crops, and the illuminance, wavelength, and amount of light cannot be optimally applied to cultivated crops. There had to be limits.
본 발명은 종래 기술상의 제반 문제점들을 해결하고자 창출된 것으로, 특정 작물이나 식물들의 생장 주기에 따라 빛의 파장, 조도, 시간 등이 자동으로 조절될 수 있도록 함으로써, 해당 작물이나 식물들의 성장을 촉진시킬 수 있는 LED 조명 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention was created to solve various problems in the prior art, and by enabling the wavelength, illuminance, time, etc. of light to be automatically adjusted according to the growth cycle of specific crops or plants, to promote the growth of the crops or plants. An object of the present invention is to provide an LED lighting system that can
또한, 저비용 회로 구성으로도 식물의 성장 높이를 정확하게 감지해서 작물의 생장 특성에 맞게 LED 조명 모듈의 높이가 자동 조절될 수 있도록 함으로써, 해당 작물이나 식물들을 최적화 상태로 보다 효율적으로 관리할 수 있는 LED 조명 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. In addition, even with a low-cost circuit configuration, it is possible to accurately detect the growth height of plants and automatically adjust the height of the LED lighting module to suit the growth characteristics of crops. An object of the present invention is to provide a lighting system.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다. The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention not mentioned may be understood by the following description, and will be more clearly understood by the examples of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the appended claims.
상기의 다양한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 시스템은 재배 식물의 생장 주기에 따라 적정 조도를 미리 설정하고 그 시기에 가장 알맞는 파장의 조명을 자동 제공하도록 하며, 재배 식물의 성장 높이에 따라 LED 조명의 높낮이를 자동 조절함은 물론 식물에 적정 조도가 유지되도록 조명 빛의 세기가 자동 조절되도록 한다. The LED lighting system according to an embodiment of the present invention for achieving the above various objects sets the appropriate illuminance in advance according to the growth cycle of the cultivated plant and automatically provides the lighting of the most suitable wavelength at the time, It automatically adjusts the height of the LED light according to the growth height, as well as automatically adjusts the intensity of the lighting light to maintain the proper illuminance for the plant.
LED 조명 시스템은 사용자 또는 관리자가 적어도 하나의 재배 식물이나 작물에 대한 품종이나 학명 정보를 선택해서 입력할 수 있도록 지원하는 이동통신 단말기기를 포함한다. 또한, 사용자나 관리자가 입력한 품종이나 학명 정보에 따라 재배 식물이나 작물의 성장 크기를 검출해서 생장 주기를 판단하고, 판단된 생장 주기에 따른 광보상점과 발광 제어 정보에 따라 빛의 파장과 조도 및 광량을 조절해서 재배 식물이나 작물에 인가하는 적어도 하나의 LED 조명 장치를 포함한다. The LED lighting system includes a mobile communication terminal device that supports a user or manager to select and input information on varieties or scientific names for at least one cultivated plant or crop. In addition, the growth cycle is determined by detecting the growth size of cultivated plants or crops according to the cultivar or scientific name information input by the user or administrator, and the wavelength and illuminance of light according to the light compensation point and luminescence control information according to the determined growth cycle And it includes at least one LED lighting device for applying to the cultivated plants or crops by controlling the amount of light.
이동통신 단말기기는 각각의 식물이나 재배 작물들에 대한 품종 및 학명별로 그 성장 크기(또는, 높이)별 생장 주기 정보, 생장 주기별 광보상점 정보, 광보상점별로 빛의 파장과 조도 및 광량을 제어하기 위한 발광 제어 정보를 상기 관리자로부터 입력받아 저장한다. 그리고, 사용자 또는 관리자로부터 적어도 하나의 재배 식물이나 작물에 대한 품종이나 학명 정보가 선택되면, 선택된 식물이나 재배 작물에 대한 품종 및 학명별로 그 성장 크기별 생장 주기 정보, 생장 주기별 광보상점 정보, 광보상점별로 빛의 파장과 조도 및 광량을 제어하기 위한 발광 제어 정보를 상기 적어도 하나의 LED 조명 장치로 제공한다. The mobile communication terminal device displays the wavelength, illuminance, and amount of light for each plant or crop, including growth cycle information by growth size (or height), light compensation point information for each growth cycle, and light compensation point for each variety and scientific name. Light emission control information for controlling is inputted from the manager and stored. And, when the cultivar or scientific name information for at least one cultivated plant or crop is selected by the user or the manager, growth cycle information for each growth size, light compensation point information for each growth cycle, and light for each cultivar and scientific name of the selected plant or cultivated crop Light emission control information for controlling the wavelength, illuminance, and amount of light for each compensation point is provided to the at least one LED lighting device.
전술한 바와 같은 다양한 기슬 특징을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 장치와 조명 시스템은 특정 작물이나 식물들의 생장 주기에 따라 빛의 파장, 조도, 시간, 광량 등이 자동으로 조절될 수 있도록 한다. 즉, 발아기, 성장기, 개화기, 결실기 등으로 구분되는 식물 생장 주기에 맞게 빛의 파장 및 조도 등이 자동 조절되도록 함으로써, 해당 작물이나 식물들의 성장을 최적화 상태로 촉진시킬 수 있다. The LED lighting device and lighting system according to an embodiment of the present invention having various characteristics as described above enables the wavelength, illuminance, time, amount of light, etc. of light to be automatically adjusted according to the growth cycle of specific crops or plants. . That is, by allowing the wavelength and illuminance of light to be automatically adjusted according to the plant growth cycle divided into germination, growth, flowering, fruiting, etc., the growth of the corresponding crop or plants can be promoted to an optimized state.
또한, 성장중인 작물이나 식물들의 감지 높이에 따라 LED 조명모듈의 높이가 자동으로 조절될 수 있도록 함으로써, 해당 작물이나 식물들을 생장 환경을 최적화 상태로 보다 효율적으로 유지시킬 수 있다. 이에, 작물들의 재배 기간을 단축시키면서도 정확하고 효율적인 관리로 작물들의 수확량을 높여서 경제적인 이득 증대 효과를 높일 수 있다. In addition, by allowing the height of the LED lighting module to be automatically adjusted according to the sensing height of growing crops or plants, it is possible to more efficiently maintain the growth environment of the corresponding crops or plants in an optimized state. Accordingly, while shortening the cultivation period of crops, it is possible to increase the yield of crops through accurate and efficient management, thereby increasing the effect of increasing economic benefits.
이상, 상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다. Above, in addition to the above-described effects, the specific effects of the present invention will be described together while explaining the specific details for carrying out the invention below.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 식물 성장 촉진 및 성장 관리가 가능한 LED 조명 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 어느 하나의 LED 조명 장치를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 LED 조명 장치의 구성 요소들을 더욱 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다.
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 LED 조명 장치의 일부 구성 요소들을 더욱 구체적으로 도시한 측면도이다.
도 5는 도 3 및 도 4에 도시된 조명 높이 검출 모듈을 구체적으로 나타낸 도면이다. 1 is a block diagram showing an LED lighting system capable of promoting plant growth and managing growth according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing any one of the LED lighting device shown in FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing the components of the LED lighting device shown in FIG. 2 in more detail.
4 is a side view illustrating in more detail some components of the LED lighting device shown in FIGS. 2 and 3 .
5 is a diagram specifically illustrating the illumination height detection module shown in FIGS. 3 and 4 .
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. The above-described objects, features and advantages will be described below in detail with reference to the accompanying drawings, and accordingly, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to easily implement the technical idea of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
본 명세서에서 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다. In this specification, the first, second, etc. are used to describe various components, but these components are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from other components, and unless otherwise stated, it goes without saying that the first component may be the second component.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. Also, as used herein, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “consisting of” or “comprising” should not be construed as necessarily including all of the various components or various steps described in the specification, some of which components or some steps are It should be construed that it may not include, or may further include additional components or steps.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 식물 성장 촉진 및 성장 관리가 가능한 LED 조명 시스템을 나타낸 구성도이다. 1 is a block diagram showing an LED lighting system capable of promoting plant growth and managing growth according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, LED 조명 시스템은 적어도 하나의 LED 조명 장치(200), 적어도 하나의 무선 중계기(300), 적어도 하나의 이동통신 단말기기(400), 및 적어도 하나의 재배 환경 센싱모듈(500)을 포함한다. Referring to FIG. 1 , the LED lighting system includes at least one
구체적으로, 이동통신 단말기기(400)는 태블릿 통신기기, 노트북, PC 및 스마트폰 등으로 적용 가능하다. 이러한, 이동통신 단말기기(400)는 다양한 식물이나 재배 작물들에 대한 품종 및 학명별로 그 성장 크기(또는, 높이)별 생장 주기 정보, 생장 주기별 광보상점 정보, 광보상점별로 빛의 파장과 조도 및 광량을 제어하기 위한 발광 제어 정보 등을 입력받아 저장한다. 여기서, 생장 주기 정보는 해당 식물이나 작물의 크기(또는, 높이)에 따라 설정되는 발아기, 성장기, 개화기, 결실기 등의 주기 설정 정보이다. 그리고, 생장 주기별 광보상점 정보는 생장 주기에 따른 최소 광보상 값으로 산출되는 값이며, 생장 주기별 광합성 유효 광량자 값으로 정의될 수 있다. Specifically, the
관리자는 실험치나 기 축적된 자료들을 통해 각각의 품종과 학명별로 해당 식물이나 재배 작물들에 대한 성장 크기(또는, 높이)별 생장 주기 정보를 설정한 후, 응용 프로그램을 통해 이동통신 단말기기(400)에 입력 및 저장한다. 또한, 각각의 식물이나 재배 작물들에 대한 생장 주기별 광보상점 정보를 비롯해서, 광보상점별로 빛의 파장과 조도 및 광량을 제어하기 위한 발광 제어 정보를 설정해서 응용 프로그램을 통해 이동통신 단말기기(400)에 저장할 수 있다. 여기서, 광보상점별로 빛의 파장과 조도 및 광량을 제어하기 위한 발광 제어 정보는 광보상점별로 LED 조명의 출력을 조절하기 위한 제어 정보로서, 미리 설정된 복수의 수학식이나 제어 함수 등으로 설정될 수 있다. The manager sets the growth cycle information for each growth size (or height) of the plant or cultivated crops for each variety and scientific name through experimental values or previously accumulated data, and then uses the mobile communication terminal device (400 ) and save it. In addition, light compensation point information by growth cycle for each plant or cultivated crops, as well as light emission control information to control the wavelength, illuminance, and amount of light for each light compensation point are set, and the mobile communication terminal device through the application program. (400) can be stored. Here, the light emission control information for controlling the wavelength, illuminance, and amount of light for each optical compensation point is control information for adjusting the output of the LED light for each optical compensation point, and is set by a plurality of preset equations or control functions. can
이에, 식물이나 작물을 재배하는 사용자는 이동통신 단말기기(400)로 응용 프로그램을 실행시키고, 적어도 하나의 LED 조명 장치(200) 및 이를 이용해서 재배하거나 성장시키기 위한 식물 및 작물의 품종과 학명 등을 선택할 수 있다. 이에, 응용 프로그램 화면으로는 사용자가 선택한 식물이나 작물에 대해 성장 크기(또는, 높이)별 생장 주기 정보, 생장 주기별 광보상점 정보, 광보상점별 빛의 파장과 조도 및 광량 정보 등이 각각의 목록별로 표시될 수 있다. Accordingly, a user who cultivates plants or crops executes an application program with the mobile
이동통신 단말기기(400)의 응용 프로그램은 사용자가 선택한 식물이나 작물에 대한 생장 주기 정보, 생장 주기별 광보상점 정보, 광보상점별 빛의 파장과 조도 및 광량 정보 등을 확인한 후, 필요에 따라 응용 프로그램 옵션을 통해 보정할 수 있도록 지원한다. 이어, 사용자는 적어도 하나씩의 LED 조명 장치를 선택하고, 확인된 식물이나 작물의 품종과 학명이 선택된 각각의 LED 조명 장치로 전송되도록 전송 명령을 실행할 수 있다. 이에, 이동통신 단말기기(400)는 응용 프로그램을 통해 설정된 품종과 학명, 성장 크기(또는, 높이)별 생장 주기 정보, 생장 주기별 광보상점 정보, 광보상점별로 빛의 파장과 조도 및 광량을 제어하기 위한 발광 제어 정보 등을 선택된 각각의 LED 조명 장치(200)로 전송한다. The application of the mobile
적어도 하나의 LED 조명 장치(200)는 이동통신 단말기기(400) 및 무선 중계기(300) 등을 통해 근거리 및 원거리 무선 통신을 수행한다. 이에, 각각의 LED 조명 장치(200)는 응용 프로그램을 통해 선택된 품종, 학명, 성장 크기(또는, 높이)별 생장 주기 정보, 생장 주기별 광보상점 정보, 광보상점별로 빛의 파장과 조도 및 광량을 제어하기 위한 발광 제어 정보 등을 수신해서 저장한다. At least one
각각의 LED 조명 장치(200)는 재배 식물의 성장 크기를 미리 설정된 시간 단위(예를 들어, 24시간 단위) 또는 실시간으로 자동 검출하고, 사용자가 선택한 품종이나 학명 및 성장 크기를 반영하여 해당 식물의 현재 생장 주기를 판단한다. 이때는 해당 식물의 성장 크기 등에 따라 해당 식물이 발아기, 성장기, 개화기, 결실기 중에서 어느 한 주기의 상태인지 해당 생장 주기를 판단한다. Each
각각의 LED 조명 장치(200)는 해당 식물의 생장 주기가 판단되면, 판단된 생장 주기에 대응되는 광보상점, 및 광보상점에 따른 발광 제어 정보에 따라 빛의 파장과 조도(또는, 출력) 및 광량을 조절해서 해당 식물에 광을 인가한다. 여기서, 각각의 LED 조명 장치(200)는 해당 식물에 인가되는 광의 적정 조도를 산출하고 적정 조도를 유지시키기 위해, 해당 생장 주기에 대응되는 광보상점 및 미리 설정된 제어 함수(예를 들어, 수학식 1 및 2)들을 이용해서 LED 조명의 출력량을 산출한다. 그리고, 해당 식물의 성장 크기 및 산출된 조도에 따라 LED 조명의 높이를 자동으로 조절해서 산출된 LED 조명의 출력량으로 해당 식물에 광을 인가한다. Each of the
각각의 LED 조명 장치(200)는 식물의 성장 크기 및 생장 주기에 따라 실시간으로 산출된 광보상점과 LED 조명의 출력량 정보, 및 LED 조명의 높이 정보 등을 무선 중계기(300)로 송출하여 이동통신 단말기기(400) 등으로 전송되도록 한다. Each
무선 중계기(300)는 적어도 하나의 LED 조명 장치(200) 및 이동통신 단말기기(400) 간에 근거리 및 원거리 무선 통신이 수행되도록 지원한다. 이를 위해, 무선 중계기(300)는 와이 파이나 블루투스 등의 근거리 무선 통신 유닛, LAN이나 RS-232 등의 유선 통신 유닛, 및 LTE나 5G 등의 원거리 통신 유닛 등을 포함하며, 식물이나 작물의 재배 장소에 배치된다. The
무선 중계기(300)는 재배 환경 센싱모듈(500)에서 검출된 재배 장소의 온도 및 습도 등의 환경 정보를 수신해서, 무선 중계기(300)를 통해 이동통신 단말기기(400)로 송출한다. 아울러, 각각의 LED 조명 장치(200)로부터 수신되는 식물의 성장 크기, 광보상점, LED 조명의 출력량 정보, 및 LED 조명의 높이 정보 등을 이동통신 단말기기(400)로 송출한다. The
재배 환경 센싱모듈(500)은 재배 식물이나 작물의 재배 환경 정보를 검출하고 이동통신 단말기기(400)에서 재배 식물이나 작물의 재배 환경 정보를 실시간으로 확인할 수 있도록 공유한다. 이를 위해, 재배 환경 센싱모듈(500)은 적어도 하나의 온도 센서와 습도 센서 및 근거리 유/무선 통신 유닛 등을 포함하고, 식물들의 재배 장소에 배치될 수 있다. The cultivation
재배 환경 센싱모듈(500)은 온도 센서와 습도 센서 등을 이용해서 온도 및 습도 정보 등을 포함하는 재배 환경 정보를 실시간으로 검출한다. 그리고, 실시간으로 검출되는 온도 및 습도 정보 등을 근거리 유/무선 통신 유닛을 이용해 무선 중계기(300)로 전송한다. The cultivation
이동통신 단말기기(400)의 응용 프로그램을 통해서는 재배 장소의 온도 및 습도 등의 재배 환경 정보, 재배 식물의 크기(또는, 높이) 정보, 생장 주기, 광보상점, 각 LED 조명 장치(200)의 LED 조명 출력량 정보, 및 LED 조명의 높이 정보 등이 표시되도록 한다. 이에, 사용자나 관리자는 실시간으로 재배 환경 정보를 비롯해서 재배 식물의 크기(또는, 높이) 정보, 생장 주기, 광보상점, 각 LED 조명 장치(200)의 LED 조명 출력량 정보, 및 LED 조명의 높이 정보 등을 확인할 수 있다. Through the application of the mobile
도 2는 도 1에 도시된 어느 하나의 LED 조명 장치를 나타낸 사시도이다. 그리고, 도 3은 도 2에 도시된 LED 조명 장치의 구성 요소들을 더욱 구체적으로 나타낸 구성 블록도이다. 2 is a perspective view showing any one of the LED lighting device shown in FIG. And, FIG. 3 is a block diagram showing the components of the LED lighting device shown in FIG. 2 in more detail.
도 2 및 도 3을 참조하면, LED 조명 장치(200)는 안착 프레임(210), 상부 프레임(250), 제1 높이 조절 바(221), 및 제2 높이 조절 바(222) 등의 구성으로 그 외형을 이룬다. 2 and 3 , the
구체적으로, LED 조명 장치(200)의 가장 하단부에 위치하는 안착 프레임(210)은 재배 식물이 안착되도록 평판형으로 구성되어, 안착 프레임(210)의 상부 안착면에는 재배 식물이 안착 및 거치될 수 있도록 구성된다. Specifically, the
상부 프레임(250)은 안착 프레임(210)의 상단부나 상단의 측면 방향에 위치하도록 배치되며, 안착 프레임(210)에 안착된 재배 식물에 광이 인가될 수 있도록 구성된다. 이러한 상부 프레임(250)의 어느 한 면(예를 들어, 안착 프레임(210) 방향의 면)에는 적어도 하나의 LED 조명(251)이 조립 또는 내장되어, 재배 식물 방향으로 광을 공급할 수 있다. The
제1 높이 조절 바(221)는 하부 방향의 일 측부가 안착 프레임(210)의 일 측면에 부착되고, 상부 방향의 타 측부는 상부 프레임(250) 방향을 향하도록 새워진 상태로 고정 및 구성된다. The first
제2 높이 조절 바(222)는 상부 방향의 일 측부가 상부 프레임(250)의 일 측면에 부착되고, 하부 방향의 타 측부는 제1 높이 조절 바(221)의 타 측부에 조립된 상태로 승강되도록 구성된다. 이렇게, 제2 높이 조절 바(222)의 승강 동작에 의해 제2 높이 조절 바(222)의 일 측부에 결착된 상부 프레임(250)의 높이가 조절될 수 있다. The second
제2 높이 조절 바(222)의 내부에는 조절 바의 지지축, 지지축에 고정된 암나사축, 암나사축을 관통해서 나사산이 회전되도록 조립된 회전축, 회전축을 별도의 구동축과 연결시키는 동력 전달축 등이 구성될 수 있다. 별도의 구동축과 동력 전달축에 의해 회전축이 좌/우 방향으로 회전하면, 암나사축이 승강함으로써 조절 바의 지지축과 제2 높이 조절바(222)가 전체적으로 승강될 수 있다. 이와 같은, 제2 높이 조절바(222)의 승강 구조는 상기의 어느 한 형태로 한정되지 않고, 다양한 형태와 구조로 변경시켜서 적용 가능하다. Inside the second
이와 더불어, LED 조명 장치(200)는 도 3으로 도시된 바와 같이, 인터페이스 모듈(206), 높이 센싱부(230), 조명 높이 검출 모듈(224), MCU(205), 컨버터(202), 채널 제어 모듈(203), 높이 조절 모듈(108) 등을 더 포함한다. In addition, as shown in FIG. 3 , the
인터페이스 모듈(206)은 원거리 무선 통신 유닛, 키패드, 디스플레이 패널, 메모리, 마이크로 프로세서 등을 포함하고, 상부 프레임(250)이나 안착 프레임(210) 등에 내장된 메인 보드와 연계되도록 구성될 수 있다. 이러한, 인터페이스 모듈(206)은 무선 중계기(300) 및 이동통신 단말기기(400)와 무선 통신을 수행한다. 이에, 인터페이스 모듈(206)은 이동통신 단말기기(400)의 응용 프로그램을 통해 설정된 품종이나 학명, 성장 크기(또는, 높이)별 생장 주기 정보, 생장 주기별 광보상점 정보, 광보상점별로 빛의 파장과 조도 및 광량을 제어하기 위한 발광 제어 정보를 수신하고 메모리에 저장한다. 그리고, 저장된 정보들은 모두 MCU(205)와 공유한다. The
높이 센싱부(230)는 승강되는 제2 높이 조절바(222)의 내부 측면에 실장되거나 내장되어, MCU(205)의 높이 검출 제어신호에 따라 적외선 송수신 방식으로 재배 식물의 성장 크기 또는 높이를 검출하며, 검출된 재배 식물의 크기 또는 높이 검출 신호를 MCU(205)로 전송한다. The
조명 높이 검출 모듈(224)은 제1 및 제2 높이 조절바(221, 222) 사이에 내장되어, 제1 높이 조절바(221)에 결착된 제2 높이 조절바(222)의 결착 높이를 측정한다. 구체적으로, 조명 높이 검출 모듈(224)은 MCU(205)로부터 측정 제어신호가 입력되면, 제1 높이 조절바(221)에 결착된 제2 높이 조절바(222)의 결착 위치에 대응되는 높이 검출 전압을 측정해서 높이 검출 전압 값을 높이 측정 신호로 출력한다. 높이 측정 신호는 MCU(205)로 전송되며, MCU(205)는 제1 높이 조절바(221)의 하부 일 측단의 높이를 기준으로 해서 높이 측정 신호에 따라 제1 높이 조절바(221)와 제2 높이 조절바(222)의 결착 지점 높이를 산출한다. 그리고, 결착 지점 높이에 제2 높이 조절바(222)의 높이를 연산해서 안착 프레임(210) 대비 상부 프레임(250)에 구성된 LED 조명(251)의 높이를 산출할 수 있다. The illumination
한편, MCU(205)는 높이 조절 모듈(108)에 승강 제어 신호를 전송해서 제2 높이 조절바(222)와 상부 프레임(250)의 높이를 승강시켜 제어함과 동시에, 높이 센싱부(230)로 높이 검출 제어신호를 전송함으로써, 높이 센싱부(230)로부터 재배 식물의 크기 또는 높이 검출 신호를 수신한다. 이에, MCU(205)는 제1 높이 조절바(221)의 하부 일 측단의 높이를 기준으로 제1 높이 조절바(221)와 제2 높이 조절바(222)의 결착 지점 높이, 및 제2 높이 조절바(222)에 구성된 높이 센싱부(230)의 높이를 연산해서 재배 식물의 크기 또는 높이 값을 산출할 수 있다. Meanwhile, the
MCU(205)는 인터페이스 모듈(206) 및 메모리 등과 함께 메인 보드에 구성될 수 있으며, MCU(205)는 인터페이스 모듈(206)을 통해 수신된 품종이나 학명 등의 정보에 상기 산출된 재배 식물의 크기 또는 높이 값을 반영해서 해당 재배 식물의 현재 생장 주기를 판단한다. 즉, 해당 재배 식물이 발아기, 성장기, 개화기, 결실기 중에서 어느 한 주기의 상태인지 해당 생장 주기를 판단한다. The
[표 1][Table 1]
이어, MCU(205)는 판단된 생장 주기에 대응되는 광보상점(PPFD)을 상기의 표 1과 같이 설정된 데이터베이스로부터 읽어들이고, 읽어들인 광보상점에 따른 발광 제어 정보에 따라 출력량 제어 신호를 생성해서 채널 제어 모듈(203)로 전송한다. Next, the
이를 좀 더 구체적으로 설명하면, MCU(205)는 판단된 생장 주기에 대응되는 광보상점(PPFD)을 읽어들이고, 하기의 수학식 1로 도시된 제어함수에 적용해서 해당 식물에 재배 식물의 생장 주기에 필요한 조도 값을 산출한다. To explain this in more detail, the
[수학식 1][Equation 1]
여기서, E가 해당 재배 식물에 필요한 조도 값이며, PPFD는 해당 재배 식물의 생장 주기별 광보상점(즉, 광합성 유효 광량자 값)이다. 그리고, x는 해당 재배 식물의 생장 주기에 따라 최적으로 설정된 적색 파장 점유 비율이다. 다시 말해, x는 적색파장과 청색파장 조합의 LED 조명에서 적색파장이 점유하는 비율이 될 수 있다. 만일, 10개의 LED 중 적색 파장 LED가 3개이고, 청색 파장 LED가 7개이면 x는 30%로서 대입 수치는 0.3이 될 수 있다. Here, E is the illuminance value required for the cultivated plant, and PPFD is the photocompensation point (ie, photosynthetic effective photon value) for each growth cycle of the cultivated plant. And, g is the red wavelength occupancy ratio optimally set according to the growth cycle of the cultivated plant. In other words, x may be a ratio occupied by a red wavelength in the LED lighting of a combination of a red wavelength and a blue wavelength. If, among 10 LEDs, there are 3 red wavelength LEDs and 7 blue wavelength LEDs, x is 30% and the substitution value may be 0.3.
MCU(205)는 상기와 같이 수학식 1을 통해서 해당 재배 식물에 필요한 조도 값이 산출되면, 다음으로 하기의 수학식 2로 도시된 제어함수를 이용해서 해당 LED 조명(251)의 출력량을 산출하게 된다. When the illuminance value required for the cultivated plant is calculated through Equation 1 as described above, the
[수학식 2][Equation 2]
E = I/d2, E = I/d 2 ,
I = hW, I = hW,
W = Ed2/hW = Ed 2 /h
여기서, W가 LED 조명(251)의 출력량이다. 그리고, 전술한 E는 해당 재배 식물에 필요한 조도 값이고, I는 LED 조명(251)의 출력량(W)에 따라 설정된 광도 값이다. 그리고, d는 해당 재배 식물이 심어진 화분과 LED 조명(251) 간의 거리(또는, LED 조명(251)의 높이)이다. 아울러, h는 비례 상수이다. Here, W is the output amount of the
이렇게, MCU(205)는 수학식 2에 필요 조도 값(E), 광도 값(I), 높이 값(d) 등을 대입해서 LED 조명(251)의 출력량(W)을 산출한 후, LED 조명(251)의 출력량(W)에 대응되도록 LED 조명(251)의 온/오프 듀티비를 설정하고 듀티비 정보가 포함된 출력량 제어 신호를 생성한다. In this way, the
이와 더불어, MCU(205)는 식물의 생장 주기 및 높이 값을 반영하여 현재 LED 조명(251)의 높이를 가변시키기 위한 LED 조명(251)의 높이 제어 신호를 생성하고, 생성된 높이 제어 신호를 높이 조절 모듈(108)로 전송한다. In addition,
높이 조절 모듈(108)은 높이 제어 신호에 따라 적어도 하나의 모터를 회전시킴으로써, 제2 높이 조절 바(222)를 비롯해 상부 프레임(250)의 LED 조명(251) 높이를 가변시킨다. The height adjustment module 108 changes the height of the
한편, 컨버터(202)는 외부로부터의 상용 전원(201)을 미리 설정된 전압 크기의 직류 구동 전원(202)으로 변환해서 채널 제어 모듈(203)로 공급한다. 컨버터(202)는 AC/DC 컨버터 등으로 구성될 수 있다. Meanwhile, the
채널 제어 모듈(203)은 MCU(205)로부터 듀티비 정보가 포함된 출력량 제어 신호를 수신한다. 이에, 채널 제어 모듈(203)은 출력량 제어 신호의 듀티비에 따라 LED 조명(251)에 구성된 적색, 녹색, 청색, 및 백색 등 두개 이상의 LED별로 온/오프 디밍 제어 신호를 생성하고, 온/오프 디밍 제어 신호에 따라 적색, 녹색, 청색, 및 백색 등 2 이상의 다채널 LED의 온/오프 디밍 동작을 제어한다. The
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 LED 조명 장치의 일부 구성 요소들을 더욱 구체적으로 도시한 측면도이다. 4 is a side view showing in more detail some components of the LED lighting device shown in FIGS. 2 and 3 .
도 4에 도시된 바와 같이, MCU(205)는 높이 조절 모듈(108)에 승강 제어 신호를 전송해서 제2 높이 조절바(222)와 상부 프레임(250)의 높이를 승강시킨다. 이때, MCU(205)는 높이 센싱부(230)로 높이 검출 제어신호를 전송해서 높이 센싱부(230)에서 적외선 송수신 방식으로 재배 식물의 성장 크기를 검출하도록 제어한다. As shown in FIG. 4 , the
높이 센싱부(230)는 상단에 위치하는 제1 적외선 송/수신부(H1,H2), 및 하단에 위치하는 제2 적외선 송/수신부(L1,L2)를 이용해서 재배 식물의 높이 검출 신호를 생성한다. 제1 적외선 송/수신부(H1,H2)와 제2 적외선 송/수신부(L1,L2)는 지면의 수직방향인 상하방향으로 소정의 간격을 유지하도록 배치된다. The
높이 센싱부(230)는 MCU(205)로부터 높이 검출 제어신호가 수신되면, 제1 및 제2 적외선 송신부(H1,L1)로 적외선 신호를 송출한다. 이와 동시에, 제1 및 제2 적외선 수신부(H2,L2)로는 적외선 신호를 수신한다. 이때, 높이 센싱부(230)는 제2 높이 조절바(222)의 승강 동작에 의해 승강되므로, 제2 적외선 수신부(L2)로만 반사된 적외선 신호가 수신되면 높이 검출 신호를 MCU(205)로 전송한다. 이에, MCU(205)는 MCU(205)는 제1 높이 조절바(221)의 하부 일 측단의 높이를 기준으로 제1 높이 조절바(221)와 제2 높이 조절바(222)의 결착 지점 높이, 및 제2 높이 조절바(222)에 구성된 높이 센싱부(230)의 높이를 연산해서 재배 식물의 크기 또는 높이 값을 산출할 수 있다. When the height detection control signal is received from the
도 5는 도 3 및 도 4에 도시된 조명 높이 검출 모듈을 구체적으로 나타낸 도면이다. 5 is a view specifically showing the illumination height detection module shown in FIGS. 3 and 4 .
도 5(a)를 참조하면, 조명 높이 검출 모듈(224)은 저항열 회로, 및 높이 전압 검출 회로(223)를 포함해서 구성될 수 있다. Referring to FIG. 5A , the illumination
저항열 회로는 제1 높이 조절바(221)에 고정되며, 높이 전압 검출 회로(223)는 제2 높이 조절바(222)에 고정된다. The resistance heat circuit is fixed to the first
조명 높이 검출 모듈(224)의 저항열 회로는 고전위 및 그라운드 전압원의 사이에 적어도 하나씩의 저항(R)과 전압 검출 전극(P)이 서로 교번해서 반복 배치되어 구성됨으로써, 제1 높이 조절바(221)의 길이 방향으로 직렬 구조의 저항 띠를 이루도록 구성된다. The resistance heat circuit of the lighting
조명 높이 검출 모듈(224)의 높이 전압 검출 회로는 제2 높이 조절바(222)에 고정됨으로써 제2 높이 조절바(222)의 높이에 따라 각 저항(R)의 사이에 각각 배치된 전압 검출 전극(P)들 중 하나의 전압 검출 전극(P)으로 높이 검출 전압을 검출하고 MCU(205)로 높이 검출 전압 값을 전송한다. The height voltage detection circuit of the illumination
저항열 회로에 배열된 각 전압 검출 전극(P)들의 사이에 배치된 각각의 저항(R)들은 그 자체 저항값이 서로 동일하거나 다를 수 있다. 이에, 각각의 전압 검출 전극(P)들에는 서로 다른 크기의 전압이 인가된다. Each of the resistors R disposed between the respective voltage detecting electrodes P arranged in the resistance column circuit may have the same or different resistance values. Accordingly, voltages of different magnitudes are applied to the respective voltage detection electrodes P.
따라서, 제2 높이 조절바(222)의 높이에 따라 높이 전압 검출 회로를 통해 어느 하나씩의 전압 검출 전극(P)을 통해 검출되는 높이 검출 전압 값은 상이하다. Accordingly, the height detection voltage values detected through any one of the voltage detection electrodes P through the height voltage detection circuit are different according to the height of the second
높이 전압 검출 회로는 제2 높이 조절바(222)의 높이에 따라 상이한 높이 검출 전압 값을 MCU(205)로전송하게 된다. The height voltage detection circuit transmits different height detection voltage values to the
한편, 조명 높이 검출 모듈(224)은 직렬 캐패시턴스 회로, 및 높이 전압 검출 회로(223)를 포함해서 구성될 수 있다. Meanwhile, the illumination
캐패시턴스 회로는 제1 높이 조절바(221)에 고정되며, 높이 전압 검출 회로(223)는 제2 높이 조절바(222)에 고정된다. The capacitance circuit is fixed to the first
조명 높이 검출 모듈(224)의 캐패시턴스 회로는 고전위 및 그라운드 전압원의 사이에 적어도 하나씩의 캐패시터(C)와 전압 검출 전극(P)이 서로 교번해서 반복 배치되어 구성됨으로써, 제1 높이 조절바(221)의 길이 방향으로 직렬 구조의 캐패시턴스 띠를 이루도록 구성된다. The capacitance circuit of the illumination
조명 높이 검출 모듈(224)의 높이 전압 검출 회로는 제2 높이 조절바(222)에 고정됨으로써 제2 높이 조절바(222)의 높이에 따라 각 캐패시터(C)의 사이에 각각 배치된 전압 검출 전극(P)들 중 하나의 전압 검출 전극(P)으로 높이 검출 전압을 검출하고, MCU(205)로 높이 검출 전압 값을 전송한다. The height voltage detection circuit of the illumination
캐패시턴스 회로에 배열된 각 전압 검출 전극(P)들의 사이에 배치된 각각의 캐패시터(C)들은 그 자체 용량 값이 서로 동일하거나 다를 수 있다. 이에, 각각의 전압 검출 전극(P)들에는 서로 다른 크기의 전압이 인가된다. Each of the capacitors C disposed between the respective voltage detection electrodes P arranged in the capacitance circuit may have the same or different capacitance values thereof. Accordingly, voltages of different magnitudes are applied to the respective voltage detection electrodes P.
따라서, 제2 높이 조절바(222)의 높이에 따라 높이 전압 검출 회로를 통해 어느 하나의 전압 검출 전극(P)을 통해 검출되는 높이 검출 전압 값은 상이하다. Accordingly, the height detection voltage value detected through any one of the voltage detection electrodes P through the height voltage detection circuit is different according to the height of the second
높이 전압 검출 회로는 제2 높이 조절바(222)의 높이에 따라 상이한 높이 검출 전압 값을 MCU(205)로전송하게 된다. The height voltage detection circuit transmits different height detection voltage values to the
이에, MCU(205)는 높이 전압 검출 회로를 통해 입력되는 검출 전압 값에 따라 제1 높이 조절바(221)와 제2 높이 조절바(222)의 결착 지점 높이를 산출 및 확인할 수 있다. 이러한, MCU(205)는 제1 높이 조절바(221)의 하부 일 측단의 높이를 기준으로 해서 높이 조절바(221)와 제2 높이 조절바(222)의 결착 지점 높이에 제2 높이 조절바(222)의 높이를 연산해서 안착 프레임(210) 대비 높이 센싱부(230)의 높이 및 LED 조명(251)의 높이를 산출할 수 있다. Accordingly, the
이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 LED 조명 장치(200)와 조명 시스템은 재배 식물들의 생장 주기에 따라 빛의 파장, 조도, 시간, 광량 등을 자동으로 조절한다. 이렇게, 식물 생장 주기에 맞게 빛의 파장 및 조도를 비롯해서 빛을 인가하는 높이 또한 자동 조절되도록 함으로써, 해당 작물이나 식물들의 성장을 최적화 상태로 촉진시킬 수 있다. As described above, the
또한, 성장중인 식물들의 감지 높이에 따라 LED 조명(251)의 높이가 자동으로 조절될 수 있도록 함으로써, 해당 작물이나 식물들을 생장 환경을 최적화 상태로 보다 효율적으로 유지시킬 수 있다. 이에, 작물들의 재배 기간을 단축시키면서도 정확하고 효율적인 관리로 작물들의 수확량을 높여서 경제적인 이득 증대 효과를 높일 수 있다. In addition, by allowing the height of the
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다. As described above, the present invention has been described with reference to the illustrated drawings, but the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed in the present specification. It is obvious that variations can be made. In addition, although the effect of the configuration of the present invention has not been explicitly described and described while describing the embodiment of the present invention, it is natural that the effect predictable by the configuration should also be recognized.
200: 적어도 하나의 LED 조명 장치
300: 적어도 하나의 무선 중계기
400: 적어도 하나의 이동통신 단말기기
500: 적어도 하나의 재배 환경 센싱모듈200: at least one LED lighting device
300: at least one wireless repeater
400: at least one mobile communication terminal device
500: at least one cultivation environment sensing module
Claims (7)
상기 사용자나 관리자가 입력한 품종이나 학명 정보에 따라 상기 재배 식물이나 작물의 성장 크기를 검출해서 생장 주기를 판단하고, 판단된 생장 주기에 따른 광보상점과 발광 제어 정보에 따라 빛의 파장과 조도 및 광량을 조절해서 상기 재배 식물이나 작물에 인가하는 적어도 하나의 LED 조명 장치를 포함하고,
상기 적어도 하나의 LED 조명 장치는
[수학식 1]
상기 광보상점과 상기 수학식 1을 이용해서, 상기 재배 식물의 생장 주기에 필요한 조도 값을 산출하고, 상기 산출된 조도 값에 따라 LED 조명의 출력량을 산출하며,
상기 수학식 1에서 PPFD는 해당 재배 식물의 생장 주기별 광합성 유효 광량자 값인 광보상점이며, 상기 x는 상기 재배 식물의 생장 주기에 따라 최적으로 설정된 적색 파장 점유 비율이고, 상기 E는 상기 재배 식물에 필요한 조도 값인 LED 조명 시스템.
a mobile communication terminal device that supports a user or manager to select and input information on varieties or scientific names for at least one cultivated plant or crop; and
The growth cycle is determined by detecting the growth size of the cultivated plant or crop according to the variety or scientific name information input by the user or administrator, and the wavelength and illuminance of light according to the light compensation point and luminescence control information according to the determined growth cycle and at least one LED lighting device for controlling the amount of light and applying it to the cultivated plants or crops,
The at least one LED lighting device is
[Equation 1]
Using the light compensation point and Equation 1, calculate the illuminance value required for the growth cycle of the cultivated plant, and calculate the output amount of LED light according to the calculated illuminance value,
In Equation 1, PPFD is a photocompensation point, which is a photosynthetic effective photon value for each growth cycle of the cultivated plant, wherein f is a red wavelength occupancy ratio optimally set according to the growth cycle of the cultivated plant, and E is the cultivated plant. LED lighting system, which is the required illuminance value.
상기 이동통신 단말기기는
각각의 식물이나 재배 작물들에 대한 품종 및 학명별로 그 성장 크기(또는, 높이)별 생장 주기 정보, 생장 주기별 광보상점 정보, 광보상점별로 빛의 파장과 조도 및 광량을 제어하기 위한 발광 제어 정보를 상기 관리자로부터 입력받아 저장하고,
상기 사용자 또는 관리자로부터 적어도 하나의 재배 식물이나 작물에 대한 품종이나 학명 정보가 선택되면, 선택된 식물이나 재배 작물에 대한 품종 및 학명별로 그 성장 크기별 생장 주기 정보, 생장 주기별 광보상점 정보, 광보상점별로 빛의 파장과 조도 및 광량을 제어하기 위한 발광 제어 정보를 상기 적어도 하나의 LED 조명 장치로 제공하는 LED 조명 시스템.
The method of claim 1,
The mobile communication terminal device
Light emission to control the wavelength, illuminance and amount of light for each plant or cultivated crops, growth cycle information by growth size (or height), light compensation point information for each growth cycle, and light compensation point for each kind and scientific name Receive and store control information from the manager,
When cultivar or scientific name information on at least one cultivated plant or crop is selected by the user or manager, growth cycle information by growth size for each cultivar and scientific name of the selected plant or cultivated crop, optical compensation point information for each growth cycle, optical compensation An LED lighting system that provides light emission control information for controlling the wavelength, illuminance, and amount of light for each point to the at least one LED lighting device.
상기 적어도 하나의 LED 조명 장치 및 상기 이동통신 단말기기 간에 근거리 및 원거리 무선 통신이 수행되도록 지원하는 무선 중계기; 및
상기 재배 식물이나 작물의 재배 환경 정보를 검출하고 상기 이동통신 단말기기에서 상기 재배 식물이나 작물의 재배 환경 정보를 실시간으로 확인할 수 있도록 공유하는 재배 환경 센싱모듈을 더 포함하는 LED 조명 시스템.
The method of claim 1,
a wireless repeater supporting short-distance and long-distance wireless communication between the at least one LED lighting device and the mobile communication terminal; and
LED lighting system further comprising a cultivation environment sensing module that detects the cultivation environment information of the cultivated plant or crop and shares the information on the cultivation environment of the cultivated plant or crop in real time on the mobile communication terminal device.
적어도 하나의 LED 조명 장치는
상기 재배 식물이 안착되도록 평판형으로 구성된 안착 프레임;
상기 안착 프레임에 안착된 재배 식물 방향으로 광이 인가되도록 적어도 하나의 LED 조명을 지지하는 상부 프레임;
하부 방향의 일 측부가 상기 안착 프레임의 일 측면에 부착되어 상부 방향의 타 측부가 상기 상부 프레임 방향을 향하도록 새워진 제1 높이 조절 바; 및
상부 방향의 일 측부가 상기 상부 프레임의 일 측면에 부착되고 하부 방향의 타 측부는 상기 제1 높이 조절 바와 조립되어 승강함으로써 상기 상부 프레임의 높이를 조절하는 제2 높이 조절바를 포함하는 LED 조명 시스템.
The method of claim 1,
at least one LED lighting device
a seating frame configured in a flat plate shape to seat the cultivated plant;
an upper frame supporting at least one LED light so that light is applied in the direction of the cultivated plant seated on the seating frame;
a first height adjustment bar in which one side in the lower direction is attached to one side of the seating frame so that the other side in the upper direction faces the upper frame; and
LED lighting system comprising a second height adjustment bar for adjusting the height of the upper frame by lifting one side in the upper direction is attached to one side of the upper frame and the other side in the lower direction is assembled with the first height adjustment bar.
상기 적어도 하나의 LED 조명 장치는
상기 이동통신 단말기기의 응용 프로그램을 통해 설정된 품종과 학명, 성장 크기별 생장 주기 정보, 생장 주기별 광보상점 정보, 광보상점별로 빛의 파장과 조도 및 광량을 제어하기 위한 발광 제어 정보를 수신하는 인터페이스 모듈; 및
상기 인터페이스 모듈을 통해 수신된 품종이나 학명 및 성장 크기를 반영하여 해당 식물의 현재 생장 주기를 판단하고, 판단된 생장 주기에 대응되는 광보상점, 및 광보상점에 따른 발광 제어 정보에 출력량 제어 신호를 생성 및 출력함과 아울러 LED 조명의 높이 제어 신호를 생성하는 MCU를 포함하는 LED 조명 시스템.
5. The method of claim 4,
The at least one LED lighting device is
Receiving light emission control information for controlling the wavelength, illuminance, and amount of light for each type, scientific name, growth cycle information for each growth size, optical compensation point information for each growth cycle, and light compensation point set through the application program of the mobile communication terminal device interface module; and
The current growth cycle of the plant is determined by reflecting the variety or scientific name and growth size received through the interface module, and the output amount control signal is provided to the light compensation point corresponding to the determined growth cycle, and the light emission control information according to the light compensation point An LED lighting system comprising an MCU for generating and outputting the LED lighting and generating a height control signal for the LED lighting.
상기 적어도 하나의 LED 조명 장치는
상기 재배 식물의 성장 크기를 검출해서 상기 재배 식물의 크기 또는 높이 값을 상기 MCU로 전송하는 높이 센싱부;
상기 LED 조명의 높이를 검출해서 상기 LED 조명의 높이 정보를 상기 MCU로 전송하는 조명 높이 검출 모듈;
외부로부터의 상용 전원을 직류 구동 전원으로 변환하는 컨버터;
상기 MCU의 출력량 제어 신호에 따라 상기 LED 조명에 구성된 적색, 녹색, 청색, 및 백색 중 적어도 2색의 LED별 온/오프 디밍 제어 신호를 생성하고, 온/오프 디밍 제어 신호에 따라 적색, 녹색, 청색, 및 백색 중 적어도 2개의 LED별로 온/오프 디밍 제어를 수행하는 채널 제어 모듈;
상기 MCU의 높이 제어 신호에 따라 모터 구동부를 구동시켜서 상기 제2 높이 조절바와 상기 LED 조명이 구비된 상부 프레임을 승강시키는 높이 조절 모듈을 더 포함하는 LED 조명 시스템.
6. The method of claim 5,
The at least one LED lighting device is
a height sensing unit detecting the growth size of the cultivated plant and transmitting the size or height value of the cultivated plant to the MCU;
a lighting height detection module for detecting the height of the LED lighting and transmitting information on the height of the LED lighting to the MCU;
a converter that converts external commercial power into DC driving power;
According to the output amount control signal of the MCU, it generates an on/off dimming control signal for each LED of at least two colors of red, green, blue, and white configured in the LED lighting, and according to the on/off dimming control signal, red, green, a channel control module for performing on/off dimming control for each LED of at least two of blue and white;
The LED lighting system further comprising a height adjustment module for raising and lowering an upper frame provided with the second height adjustment bar and the LED light by driving a motor driver according to the height control signal of the MCU.
상기 높이 센싱부는
제1 적외선 송/수신부, 및 상기 제1 적외선 송/수신부의 하단부에 위치하는 제2 적외선 송/수신부를 이용해서 상기 재배 식물의 높이를 검출 신호를 생성하고,
상기 제1 적외선 송/수신부와 상기 제2 적외선 송/수신부는 지면의 수직방향인 상하방향으로 소정의 간격을 유지하도록 배치된 LED 조명 시스템. 7. The method of claim 6,
The height sensing unit
A first infrared transmitter/receiver, and a second infrared transmitter/receiver located at the lower end of the first infrared transmitter/receiver to generate a detection signal for the height of the cultivated plant,
The first infrared transmitting/receiving unit and the second infrared transmitting/receiving unit are arranged to maintain a predetermined distance in the vertical direction, that is, the vertical direction of the ground, the LED lighting system.
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KR20100012973U (en) * | 2009-06-22 | 2010-12-30 | 장경수 | An apparatus for cultivation using LED lamp |
KR101802189B1 (en) * | 2017-06-26 | 2017-11-28 | 주식회사 쉘파스페이스 | Intelligent illumination apparatus and intelligent plant cultivating system based on situation recognition having the same, and a method thereof |
KR20180126218A (en) * | 2017-05-17 | 2018-11-27 | 주식회사 리비노 | Method and system for controlling internal environment of indoor farming device |
KR20190089481A (en) * | 2018-01-23 | 2019-07-31 | 제주대학교 산학협력단 | Smart housing for home plant growing |
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- 2021-05-04 KR KR1020210057636A patent/KR102446011B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20100012973U (en) * | 2009-06-22 | 2010-12-30 | 장경수 | An apparatus for cultivation using LED lamp |
KR20180126218A (en) * | 2017-05-17 | 2018-11-27 | 주식회사 리비노 | Method and system for controlling internal environment of indoor farming device |
KR101802189B1 (en) * | 2017-06-26 | 2017-11-28 | 주식회사 쉘파스페이스 | Intelligent illumination apparatus and intelligent plant cultivating system based on situation recognition having the same, and a method thereof |
KR20190089481A (en) * | 2018-01-23 | 2019-07-31 | 제주대학교 산학협력단 | Smart housing for home plant growing |
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