KR20220037886A - System for plant cultivation - Google Patents

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KR20220037886A
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Abstract

The present invention relates to a plant cultivation system including: a plant cultivation portion providing a plant cultivation space; a mixed liquid storage portion storing a mixed liquid in which a nutrient solution and moisture are mixed; a water supply unit including a water supply pump for supplying the mixed liquid, a water supply flow path connected to the upper side of the plant cultivation portion, and a water supply valve opening and closing the water supply flow path; an air supply unit including an air pump for supplying air, an air flow path connected to the lower side of the plant cultivation portion, and an air valve opening and closing the air flow path; a drain unit including a drain pump for discharging the mixed liquid supplied from the plant cultivation portion, a drain flow path for discharging the mixed liquid by the drain pump operating, and a drain valve opening and closing the drain flow path; a bypass unit including a bypass flow path disposed between the water supply flow path and the air flow path and bypassing air supplied from the air flow path to the water supply flow path and a bypass valve opening and closing the bypass flow path; and a control unit controlling the water supply unit, the air supply unit, and the bypass unit. The control unit controls the water supply valve, the air valve, the drain valve, and the bypass valve to selectively control whether to supply the mixed liquid and air to the plant cultivation portion.

Description

식물재배시스템 {SYSTEM FOR PLANT CULTIVATION}Plant Cultivation System {SYSTEM FOR PLANT CULTIVATION}

본 발명은 혼합액 공급과 공기 공급의 제어를 통해 양액공급과 습기제거를 동시에 수행할 수 있는 구조를 가진 식물재배시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a plant cultivation system having a structure capable of simultaneously performing nutrient solution supply and moisture removal through control of mixed solution supply and air supply.

종래 농업과 같은 2차산업에 대한 종사자가 점점 줄어들고 있는 추세였으나, 최근 4차산업분야에 따른 AI나 빅데이터 기술이 농업시스템을 효율적으로 활용할 수 있도록 융합된 스마트팜 시장규모가 점점 증가하고 있는 추세이다. 스마트팜이란 식물재배부 또는 식물공장의 확장형 개념으로써, 사물인터넷과 같은 ICT기술이나 BT기술을 시설원예 등에 적용해 농산물의 생산성 및 품질을 향상시키는 진보된 농업형태를 의미한다.In the past, the number of workers in the secondary industry such as agriculture was gradually decreasing, but the smart farm market size, in which AI or big data technology according to the fourth industry field can efficiently utilize the agricultural system, is gradually increasing. am. A smart farm is an extended concept of the plant cultivation department or plant factory, and it refers to an advanced agricultural form that improves the productivity and quality of agricultural products by applying ICT technologies such as the Internet of Things or BT technologies to facility horticulture.

국내외에서 스마트팜에 대한 지원사업 규모 및 시장규모는 연마다 증가하고 있는 추세이다. 국내의 경우, 2017년 4조 4,493억 원에서 연평균 5%씩 성장해 2022년에는 5조 9,588억 원의 규모를 형성할 것으로 예상되고 있고, 글로벌 시장규모 역시 연간 5% 이상 성장되고 있는 것을 확인할 수 있다. The size of the smart farm support business and market size at home and abroad is increasing every year. In the case of Korea, it is expected to grow at an average annual rate of 5% from KRW 4.44 trillion in 2017 to KRW 5,958.8 billion in 2022. .

특히, 국내의 경우, 정부나 공공기관에서 스마트팜 관련 지원사업에 대한 지원이 활발하게 이루어지고 있는 실정이다. 실제로 농촌진흥청에서는 2015년 기준으로 스마트팜의 효율적 기술개발 및 신속보급을 목적으로 3단계에 거쳐서 스마트팜 기술개발을 추진하고 있다. 1세대 기술인 원격모니터링 및 제어기술에 대해서는 이미 기술개발이 완료되었고, 2세대 기술인 지능형 정밀 생육관리 기술에 대해서는 현재 기술개발이 추진되고 있는 추세이다. 추후 3단계로 한국형 스마트팜 기술개발을 통해 기술수출을 진행하는 것을 목적으로 하고 있다. 이 외에도 각 지자체별로 스마트팜 혁신밸리를 전국 4개소에 설치하기로 결정하는 등 국내 스마트팜 기술개발 및 확산을 중심적으로 진행하고 있는 추세이다. In particular, in the case of Korea, the government or public institutions are actively supporting smart farm-related support projects. In fact, the Rural Development Administration is promoting smart farm technology development in three stages for the purpose of efficient technology development and rapid distribution as of 2015. For the first-generation technology, remote monitoring and control technology, technology development has already been completed, and for the second-generation technology, intelligent precision growth management technology, technology development is currently being promoted. It aims to export technology through the development of Korean smart farm technology in the next three steps. In addition, each local government has decided to install smart farm innovation valleys in four locations across the country.

이러한 스마트팜 기술이 효율적으로 이루어지기 위해서는 센서를 활용하여 식물의 성장공간의 습기나 온도를 측정하고 이를 기초로 양액공급을 제어하는 방식을 통해 식물의 성장을 촉진할 수 있는 식물재배시스템이 중요한 요소로 작용된다. 하지만 종래에 제공되던 식물재배시스템의 경우, 아래와 같은 문제점이 있다. In order for this smart farm technology to be implemented efficiently, a plant cultivation system that can promote plant growth by measuring moisture or temperature in the growth space of plants using sensors and controlling the supply of nutrient solution based on this is an important factor works as However, in the case of the plant cultivation system provided in the prior art, there are the following problems.

우선 식물성장공간을 제공하는 식물재배부에 양액을 공급하는 방식이 기존에는 관리자가 직접 공급하거나 또는 설정시간 간격으로 일정하게 양액을 공급함에 따라 양액공급이 원활하게 이루어지지 않는 문제가 있다. First of all, there is a problem in that the nutrient solution is not supplied smoothly as the manager directly supplies the nutrient solution or supplies the nutrient solution at a set time interval in the existing method of supplying the nutrient solution to the plant cultivation unit that provides the plant growth space.

또한, 식물재배부에 양액만을 공급함에 따라 식물성장공간에 배치된 토양 내부의 습도를 조절할 수 있는 방법이 전무함에 따라, 토양 내부의 습도가 높은 경우 식물의 내부 뿌리가 ››거나 상해 식물성장에 방해가 되는 문제가 있다. In addition, as there is no method to control the humidity inside the soil placed in the plant growth space by supplying only the nutrient solution to the plant cultivation department, if the humidity inside the soil is high, the internal roots of the plant may There is a problem that gets in the way.

또한, 식물성장공간에 배치된 토양 내부에 공기가 공급될 수 없는 문제가 있어 식물의 뿌리호흡이 불가능한 문제가 있다. 토경재배를 통해 재배되는 식물의 경우, 토양 내부의 공기량, 즉 공기의 흐름에 따라 뿌리호흡을 수행할 수 있고 이를 통해 식물생장이 효율적으로 이루어지는데 반하여 이를 제공할 수 있는 시스템이 현재 없는 상태이다. In addition, there is a problem that air cannot be supplied to the inside of the soil disposed in the plant growth space, so that the root respiration of the plant is impossible. In the case of plants grown through soil cultivation, root respiration can be performed according to the amount of air in the soil, that is, the air flow, and through this, plant growth occurs efficiently, but there is currently no system that can provide this.

이에 스마트팜 산업 발전을 위해 양액의 공급과 뿌리호흡을 위한 산소공급이 동시에 원활하게 이루어지면서 습도조절이 가능한 식물재배시스템의 개발이 절실하게 필요한 상황이다.Therefore, for the development of the smart farm industry, it is urgently necessary to develop a plant cultivation system that can control humidity while supplying nutrient solution and supplying oxygen for root respiration at the same time.

대한민국특허 출원번호 제10-2005-0085834호 (발명의 명칭 : 적층상자 재배방식의 식물재배시스템)Republic of Korea Patent Application No. 10-2005-0085834 (Title of the Invention: Plant Cultivation System of Laminated Box Cultivation Method)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 식물의 뿌리에 양액과 산소를 동시에 공급함과 동시에 식물뿌리가 묻힌 토양 내부의 공기밀도를 조절할 수 있는 식물재배시스템을 제공하는데 있다. 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지는 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있다.In order to solve the above problems, it is to provide a plant cultivation system capable of simultaneously supplying nutrient solution and oxygen to the roots of plants and at the same time controlling the air density in the soil where the plant roots are buried. It is not limited to the technical problem as described above, and another technical problem may be derived from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따른 식물재배시스템은, 식물이 재배되는 재배공간을 제공하는 식물재배부; 양액 및 수분이 혼합된 혼합액이 저장되는 혼합액저장부; 혼합액이 공급되기 위한 급수펌프, 상기 식물재배부 상측에 연결된 급수유로 및 상기 급수유로를 개폐하는 급수밸브를 포함하는 급수부; 공기가 공급되기 위한 공기펌프, 상기 식물재배부 하측에 연결된 공기유로 및 상기 공기유로를 개폐하는 공기밸브를 포함하는 공기공급부; 상기 식물재배부로부터 공급된 혼합액이 배수되기 위한 배수펌프, 상기 배수펌프의 동작에 의해 혼합액이 배수되는 배수유로 및 상기 배수유로를 개폐하는 배수밸브를 포함하는 배수부; 상기 급수유로 및 상기 공기유로 사이에 배치되어 상기 공기유로로부터 공급되는 공기를 상기 급수유로로 바이패스하는 바이패스유로 및 상기 바이패스유로를 개폐하는 바이패스밸브를 포함하는 바이패스부; 및 상기 급수부, 상기 공기공급부 및 상기 바이패스부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 급수밸브, 상기 공기밸브, 상기 배수밸브 및 상기 바이패스밸브를 제어하여 상기 식물재배부로 혼합액 및 공기의 공급여부를 선택적으로 제어하는 것을 특징으로 한다.A plant cultivation system according to an embodiment of the present invention includes: a plant cultivation unit that provides a cultivation space in which plants are grown; a mixed solution storage unit for storing a mixed solution in which the nutrient solution and water are mixed; a water supply unit including a water pump for supplying the mixed solution, a water supply passage connected to an upper side of the plant cultivation unit, and a water supply valve for opening and closing the water supply passage; an air supply unit including an air pump for supplying air, an air passage connected to a lower side of the plant cultivation unit, and an air valve for opening and closing the air passage; a drainage unit including a drainage pump for draining the mixed solution supplied from the plant cultivation unit, a drainage channel through which the mixed solution is drained by the operation of the drainage pump, and a drain valve for opening and closing the drainage flow path; a bypass unit disposed between the water supply passage and the air passage and including a bypass passage for bypassing the air supplied from the air passage to the water supply passage and a bypass valve for opening and closing the bypass passage; and a control unit for controlling the water supply unit, the air supply unit, and the bypass unit, wherein the control unit controls the water supply valve, the air valve, the drain valve, and the bypass valve to supply the mixed solution and air to the plant cultivation unit. It is characterized in that the supply is selectively controlled.

또한, 상기 급수유로는, 상기 급수펌프로부터 연장된 제1 급수유로; 및 상기 제1 급수유로에서 상기 식물재배부로 연장된 제2 급수유로를 포함하고, 상기 급수밸브는 상기 제1 급수유로에 배치된 것을 특징으로 한다.In addition, the water supply passage, a first water supply passage extending from the water supply pump; and a second water supply passage extending from the first water supply passage to the plant cultivation unit, wherein the water supply valve is disposed in the first water supply passage.

또한, 상기 공기유로는, 상기 공기펌프로부터 연장된 제1 공기유로; 및 상기 제2 공기유로에서 상기 식물재배부로 연장된 제2 공기유로를 포함하고, 상기 공기펌프는 상기 제2 공기유로에 배치된 것을 특징으로 한다.In addition, the air flow path, a first air flow path extending from the air pump; and a second air passage extending from the second air passage to the plant cultivation unit, wherein the air pump is disposed in the second air passage.

또한, 상기 바이패스유로는, 일단이 상기 제1 공기유로 및 상기 제2 공기유로 사이에 배치되고, 타단이 상기 제1 급수유로 및 상기 제2 급수유로 사이에 배치된 것을 특징으로 한다.In addition, the bypass flow path is characterized in that one end is disposed between the first air flow path and the second air flow path, and the other end is disposed between the first water supply flow path and the second water supply flow path.

또한, 상기 식물재배부로 양액을 공급하기 위한 제1 양액공급모드에서, 상기 제어부는 상기 급수밸브 및 상기 공기밸브를 개방하고, 상기 바이패스밸브 및 상기 배수밸브를 폐쇄하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the first nutrient solution supply mode for supplying the nutrient solution to the plant cultivation unit, the control unit opens the water supply valve and the air valve, and closes the bypass valve and the drain valve.

또한, 제1 양액공급모드에서 설정시간 이상 경과한 뒤 상기 식물재배부로 양액을 공급하기 위한 제2 양액공급모드에서, 상기 제어부는 상기 급수밸브, 상기 공기밸브 및 상기 배수밸브를 개방하고, 상기 바이패스밸브를 폐쇄하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the second nutrient solution supply mode for supplying the nutrient solution to the plant cultivation unit after a set time has elapsed in the first nutrient solution supply mode, the control unit opens the water supply valve, the air valve, and the drain valve, and It is characterized in that the pass valve is closed.

또한, 상기 식물재배부에 공기를 이중으로 공급하기 위한 제1 공기공급모드에서, 상기 제어부는 상기 공기밸브 및 상기 바이패스 밸브를 개방하고, 상기 급수밸브 및 상기 배수밸브를 폐쇄하는 것을 특징으로 한다. In addition, in the first air supply mode for double supplying air to the plant cultivation unit, the control unit opens the air valve and the bypass valve, and closes the water supply valve and the drain valve .

또한, 상기 식물재배부에 공기를 공급하기 위한 제2 공기공급모드에서, 상기 제어부는 상기 공기밸브를 개방하고, 상기 급수밸브, 상기 바이패스밸브 및 상기 배수밸브를 폐쇄하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the second air supply mode for supplying air to the plant cultivation unit, the control unit opens the air valve, and closes the water supply valve, the bypass valve, and the drain valve.

상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 식물재배시스템에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.According to the plant cultivation system according to an embodiment of the present invention having the configuration as described above, the following effects are obtained.

우선, 양액공급 시 선택적으로 산소가 포함된 공기를 주입시킬 수 있기 때문에 식물성장공간의 토양 내부에 양액이 균일하게 공급됨과 동시에 산소포화도를 최대치로 올려줌으로써 식물의 생장이 촉진되는 효과가 있다. First, since air containing oxygen can be selectively injected when supplying the nutrient solution, the nutrient solution is uniformly supplied to the inside of the soil in the plant growth space, and at the same time, the oxygen saturation is increased to the maximum, thereby promoting plant growth.

또한, 양액공급 과정에서 토양 내부에 양액이 설정기간동안 유지되도록 함으로써 식물의 뿌리가 일정시간동안 풍부한 양의 양액을 흡수하도록 하여 식물의 양액흡수력을 높이고 식물 생장을 촉진시키는 효과가 있다. In addition, during the nutrient solution supply process, the nutrient solution is maintained in the soil for a set period, so that the roots of the plant absorb an abundant amount of the nutrient solution for a certain period of time, thereby increasing the nutrient solution absorption capacity of plants and promoting plant growth.

또한, 토양 내부의 습도 및 온도를 측정하여 설정기준을 초과하는 경우, 양액의 공급을 차단함과 동시에 공기만을 토양으로 공급할 수 있기 때문에 토양 내부의 습도나 온도를 식물성장에 적합하게 유지시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, when the humidity and temperature inside the soil are measured and the set standards are exceeded, the supply of nutrient solution is cut off and only air can be supplied to the soil at the same time. It works.

또한, 습도나 온도가 과도하게 설정기준과 차이나는 경우에는 식물재배부에 기존에 양액이 공급되는 급수유로로 공기를 바이패스하여 공기유로와 급수유로 양 유로를 통해 이분하여 공기를 주입할 수 있기 때문에 토양의 습도나 온도를 일정하게 유지시킬 수 있는 효과가 있다. In addition, when the humidity or temperature is excessively different from the set standard, the air can be injected by bypassing the air to the water supply passage through which the nutrient solution is supplied to the plant cultivation unit and dividing it into the air passage and the water supply passage. Therefore, it has the effect of maintaining the humidity or temperature of the soil constant.

또한, 이를 통해 식물의 생장이 촉진되고 안정적인 작물수확이 가능함에 따라 관리자의 입장에서 연간 작물의 수확량을 일정하게 확정할 수 있고, 이에 따라 연간 관리비나 지출을 예측하기 쉬울 뿐 아니라 매출액 등이 상승될 수 있는 효과가 있다. In addition, as plant growth is promoted and a stable crop harvest is possible through this, the annual crop yield can be fixed from the manager's point of view. can have an effect.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 식물재배시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 식물재배시스템의 제1 양액공급모드의 동작을 도시한 식물재배시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 식물재배시스템의 제2 양액공급모드의 동작을 도시한 식물재배시스템의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 식물재배시스템의 제1 공기공급모드의 동작을 도시한 식물재배시스템의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 식물재배시스템의 제2 공기공급모드의 동작을 도시한 식물재배시스템의 구성도이다.
1 is a block diagram of a plant cultivation system according to an embodiment of the present invention.
2 is a configuration diagram of a plant cultivation system showing the operation of the first nutrient solution supply mode of the plant cultivation system according to an embodiment of the present invention.
3 is a configuration diagram of a plant cultivation system showing the operation of the second nutrient solution supply mode of the plant cultivation system according to an embodiment of the present invention.
4 is a configuration diagram of a plant cultivation system showing the operation of the first air supply mode of the plant cultivation system according to an embodiment of the present invention.
5 is a configuration diagram of a plant cultivation system showing the operation of the second air supply mode of the plant cultivation system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구조나 방법에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the structure or method described herein.

본 발명의 실시예에는 식물재배부(200)로 공급되는 양액과 산소의 공급량을 제어함으로써 식물성장을 촉진할 수 있는 식물재배 시스템에 관한 것으로, 이하에서는 간략하게 "식물재배시스템(100)"으로 호칭하기로 한다.An embodiment of the present invention relates to a plant cultivation system that can promote plant growth by controlling the supply amount of nutrient solution and oxygen supplied to the plant cultivation unit 200, hereinafter referred to as "plant cultivation system 100" briefly. to be called

또한, 아래에서 양액과 수분이 혼합된 혼합액의 경우, 양액이 원액 단독으로 공급되는 경우도 포함될 수 있기 때문에, 아래에서 설명하는 혼합액을 청구항에서는 양액으로 정의한다.Also, in the case of a mixed solution in which a nutrient solution and water are mixed below, a case in which the nutrient solution is supplied alone may also be included, so the mixed solution described below is defined as a nutrient solution in the claims.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 식물재배시스템(100)의 구성도이다.1 is a block diagram of a plant cultivation system 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 식물재배시스템(100)은 식물재배부(200)에 재배중인 식물의 뿌리에 양액 및 산소를 공급할 수 있는 시스템으로, 식물에 공급되기 위한 양액을 제공하는 양액공급부(110), 양액공급부(110)로부터 공급된 양액을 식물재배부(200)로 공급하는 급수부(120), 식물재배부(200)로 공기를 공급하기 위한 공기공급부(130), 식물재배부(200)에 공급된 양액이 배출되기 위한 배수부(140), 식물이 생장하는 공간을 제공하고 급수부(120)와 공기공급부(130)로부터 양액 및 공기를 공급받는 식물재배부(200), 식물재배부(200)의 성장공간에 배치되어 성장공간에 배치된 토양의 습도 및 온도를 측정하는 센서부(210) 및 양액공급부(110), 급수부(120), 공기공급부(130) 및 배수부(140)의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 1, the plant cultivation system 100 according to an embodiment of the present invention is a system capable of supplying nutrient solution and oxygen to the roots of plants being grown in the plant cultivation unit 200, and the nutrient solution to be supplied to the plants. A nutrient solution supply unit 110 to provide, a water supply unit 120 for supplying the nutrient solution supplied from the nutrient solution supply unit 110 to the plant cultivation unit 200, and an air supply unit 130 for supplying air to the plant cultivation unit 200 , a drainage unit 140 for discharging the nutrient solution supplied to the plant cultivation unit 200, a plant cultivation unit that provides a space for plants to grow and receives nutrient solution and air from the water supply unit 120 and the air supply unit 130 (200), a sensor unit 210 and a nutrient solution supply unit 110, a water supply unit 120, an air supply unit ( 130) and a control unit for controlling the operation of the drain unit 140 may be included.

양액공급부(110)는 식물의 성장에 필요한 영양소를 공급하기 위한 양액을 공급하는 수단으로, 상세히 하나 이상의 양액이 저장되는 양액저장부(111), 식물에 급수되기 위한 양액의 농도조절을 위한 수분이 저장되는 수분저장부(112) 및 수분저장부(112)의 수분과 양액저장부(111)의 양액이 혼합된 혼합액이 저장되는 혼합액저장부(113)를 포함할 수 있다.The nutrient solution supply unit 110 is a means for supplying a nutrient solution for supplying nutrients necessary for the growth of plants, the nutrient solution storage unit 111 in which one or more nutrient solutions are stored in detail, and moisture for controlling the concentration of the nutrient solution for watering the plants. It may include a water storage unit 112 to be stored and a mixed solution storage unit 113 for storing a mixed solution in which the moisture of the water storage unit 112 and the nutrient solution of the nutrient solution storage unit 111 are mixed.

또한, 양액공급부(110)는 하나 이상의 양액저장부(111)로부터 혼합액저장부(113)로 연결된 하나 이상의 제1 양액유로, 제1 양액유로를 선택적으로 개폐하는 하나 이상의 제1 양액밸브, 수분저장부(112)로부터 혼합액저장부(113)로 연결된 제2 양액유로, 제2 양액유로를 선택적으로 개폐하는 제2 양액밸브, 혼합액저장부(113)로부터 급수부(120)로 연결된 제3 양액유로 및 제3 양액유로를 선택적으로 개폐하는 제3 양액밸브를 포함할 수 있다. In addition, the nutrient solution supply unit 110 includes one or more first nutrient solution flow paths connected from one or more nutrient solution storage units 111 to the mixed solution storage unit 113 , one or more first nutrient solution valves for selectively opening and closing the first nutrient solution flow path, and water storage A second nutrient solution flow path connected from the unit 112 to the mixed solution storage unit 113 , a second nutrient solution valve selectively opening and closing the second nutrient solution flow path, and a third nutrient solution flow path connected from the mixed solution storage unit 113 to the water supply unit 120 . and a third nutrient solution valve selectively opening and closing the third nutrient solution flow path.

이에 따라, 제어부는 재배되는 식물의 종류에 따라 양액저장부(111)의 다양한 양액과 수분저장부(112)의 수분비율을 결정할 수 있고, 제1 내지 제3 양액밸브의 개폐를 조절하여 혼합액저장부(113)에 결정된 비율의 혼합액을 저장할 수 있다.Accordingly, the control unit can determine various nutrient solutions of the nutrient solution storage unit 111 and the moisture ratio of the water storage unit 112 according to the types of plants grown, and store the mixed solution by controlling the opening and closing of the first to third nutrient solution valves. The mixed solution of the determined ratio may be stored in the unit 113 .

급수부(120)는 혼합액저장부(113)에 저장된 혼합액을 식물재배부(200)로 공급할 수 있는 수단이다. 상세히, 급수부(120)는 식물재배부(200)로 혼합액이 공급되기 위한 동력을 제공하는 급수펌프(121), 급수펌프(121)로부터 공급되는 혼합액이 유동하는 유로를 제공하는 급수유로(122) 및 선택적으로 공급유로를 개폐할 수 있는 급수밸브(123)를 포함할 수 있다. The water supply unit 120 is a means for supplying the mixed solution stored in the mixed solution storage unit 113 to the plant cultivation unit 200 . In detail, the water supply unit 120 includes a water supply pump 121 providing power for supplying the mixed solution to the plant cultivation unit 200 , and a water supply path 122 providing a flow path through which the mixed solution supplied from the water supply pump 121 flows. ) and may include a water supply valve 123 capable of selectively opening and closing the supply passage.

상세히, 급수유로(122)는 급수펌프(121)로부터 연결되어 혼합액이 유동하는 제1 급수유로(122a) 및 제1 급수유로(122a)로부터 식물재배부(200)로 연결되어 혼합액이 식물재배부(200)로 유입되는 제2 급수유로(122b)를 포함할 수 있다. 이 경우, 급수밸브(123)는 제1 급수유로(122a) 상에 배치되어 제1 급수유로(122a)를 선택적으로 개폐할 수 있다. 즉, 관리자는 제어부를 제어하여 원하는 경우 급수밸브(123)를 통해 급수유로(122)를 개방 또는 폐쇄함으로써 혼합액의 식물재배부(200) 공급여부를 결정할 수 있다.In detail, the water supply passage 122 is connected from the water pump 121 to the first water supply passage 122a through which the mixed solution flows, and the first water supply passage 122a is connected to the plant cultivation unit 200 so that the mixed solution is connected to the plant cultivation unit. It may include a second water supply passage 122b flowing into the 200 . In this case, the water supply valve 123 may be disposed on the first water supply passage 122a to selectively open and close the first water supply passage 122a. That is, by controlling the controller to open or close the water supply passage 122 through the water supply valve 123 if desired, the manager may determine whether to supply the mixed solution to the plant cultivation unit 200 .

공기공급부(130)는 외부의 공기가 식물재배부(200)로 공급되기 위한 동력을 제공하는 공기펌프(131), 공기펌프(131)로부터 공급되는 공기가 유동하는 유로를 제공하는 공기유로(132) 및 선택적으로 공기유로(132)를 개폐할 수 있는 공기밸브(133)를 포함할 수 있다. The air supply unit 130 includes an air pump 131 that provides power for external air to be supplied to the plant cultivation unit 200, and an air flow path 132 that provides a flow path through which the air supplied from the air pump 131 flows. ) and optionally an air valve 133 capable of opening and closing the air flow path 132 may be included.

상세히, 공기유로(132)는 공기펌프(131)로부터 연결되어 산소를 포함한 공기가 유동하는 제1 공기유로(132a) 및 제1 공기유로(132a)로부터 식물재배부(200)로 연결되어 공기가 식물재배부(200)로 유입되는 제2 공기유로(132b)를 포함할 수 있다. 이 경우, 공기밸브(133)는 제2 공기유로(132b) 상에 배치되어 제2 공기유로(132b)를 선택적으로 개폐할 수 있다. 즉, 관리자는 제어부를 제어하여 원하는 경우 공기밸브(133)를 통해 공기유로(132)를 개방 또는 폐쇄함으로써 공기의 식물재배부(200) 공급여부를 결정할 수 있다. In detail, the air flow path 132 is connected from the air pump 131 to the first air flow path 132a through which air containing oxygen flows, and from the first air flow path 132a to the plant cultivation unit 200, so that air A second air flow path 132b introduced into the plant cultivation unit 200 may be included. In this case, the air valve 133 may be disposed on the second air flow path 132b to selectively open and close the second air flow path 132b. That is, by controlling the controller to open or close the air flow path 132 through the air valve 133 if desired, the manager may determine whether to supply the air to the plant cultivation unit 200 .

배수부(140)는 식물재배부(200)로에서 식물에 공급되고 남은 혼합액이 외부로 배출될 수 있는 수단이다. 상세히, 배수부(140)는 식물공급 후 남은 혼합액이 배출되기 위한 동력을 제공하는 배수펌프(141), 배수펌프(141)로부터 배출되는 혼합액이 유동하는 유로를 제공하는 배수유로(142), 배수유로(142)를 선택적으로 개폐하는 배수밸브(143) 및 배수유로(142)를 통과하는 혼합액을 여과하여 필터링하는 필터부(144)를 포함할 수 있다. The drainage unit 140 is a means through which the mixture solution remaining after being supplied to the plants in the plant cultivation unit 200 can be discharged to the outside. In detail, the drain unit 140 includes a drain pump 141 providing power for discharging the mixed solution remaining after supplying plants, a drain flow path 142 providing a flow path through which the mixed solution discharged from the drain pump 141 flows, and draining. It may include a drain valve 143 for selectively opening and closing the flow passage 142 and a filter unit 144 for filtering and filtering the mixed solution passing through the drain passage 142 .

상세히, 식물재배부(200)로부터 식물에 공급되고 남은 혼합액의 배수를 위해 제어부는 배수밸브(143)를 제어하여 배수유로(142)를 개방할 수 있다. 이에 따라 남은 혼합액은 배수펌프(141)의 동력에 의해 배수유로(142)를 따라 식물재배부(200)로부터 양액공급부(110), 상세히는 혼합액 저장부로 유동할 수 있다. 이 과정에서 혼합액을 필터부(144)를 거치면서 내부에 찌꺼기나 불순물이 여과되어 혼합액 자체로 혼합액저장부(113)에 저장될 수 있다.In detail, the control unit may control the drain valve 143 to open the drain passage 142 in order to drain the remaining mixture after being supplied to the plants from the plant cultivation unit 200 . Accordingly, the remaining mixed solution may flow from the plant cultivation unit 200 to the nutrient solution supply unit 110 , specifically, the mixed solution storage unit along the drainage passage 142 by the power of the drainage pump 141 . In this process, as the mixed solution passes through the filter unit 144 , residues or impurities are filtered therein, and the mixed solution itself may be stored in the mixed solution storage unit 113 .

바이패스부(150)는 급수유로(122) 및 공기유로(132) 사이에 배치되어 공기유로(132)로부터 공급되는 공기가 급수유로(122)로 바이패스될 수 있는 수단이다. 상세히, 바이패스부(150)는 공기유로(132)를 흐르는 공기가 바이패스되어 급수유로(122)로 유동되는 유로를 제공하는 바이패스유로(151) 및 바이패스유로(151)에 배치되어 바이패스유로(151)를 개폐하는 바이패스밸브(152)를 포함할 수 있다. The bypass unit 150 is disposed between the water supply passage 122 and the air passage 132 and is a means by which air supplied from the air passage 132 can be bypassed to the water supply passage 122 . In detail, the bypass unit 150 is disposed in the bypass flow path 151 and the bypass flow path 151 providing a flow path through which the air flowing through the air flow path 132 is bypassed and flows to the water supply flow path 122 to bypass it. A bypass valve 152 for opening and closing the pass passage 151 may be included.

상세히, 바이패스유로(151)는 일단(입구측)이 공기유로(132)의 제1 공기유로(132a)와 제2 공기유로(132b) 사이에 배치될 수 있고, 타단(출구측)이 급수유로(122)의 제1 급수유로(122a) 및 제2 급수유로(122b) 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제어부가 바이패스밸브(152)를 제어하는 정도에 따라 공기유로(132)로 유동하는 공기가 급수유로(122)로 바이패스되어 유동될 수 있다. 상세히는 제1 공기유로(132a)로 유입되던 공기가 바이패스유로(151)를 통해 제2 급수유로(122b)로 선택적으로 유동할 수 있다. 상세한 동작에 대해서는 후술한다. In detail, the bypass flow path 151 may have one end (inlet side) disposed between the first air flow path 132a and the second air flow path 132b of the air flow path 132 , and the other end (outlet side) may supply water. It may be disposed between the first water supply passage 122a and the second water supply passage 122b of the passage 122 . Accordingly, depending on the degree to which the controller controls the bypass valve 152 , the air flowing into the air flow path 132 may be bypassed to the water supply flow path 122 to flow. In detail, the air flowing into the first air passage 132a may selectively flow to the second water supply passage 122b through the bypass passage 151 . The detailed operation will be described later.

식물재배부(200)는 식물이 재배되기 위한 공간이 형성되고, 양액공급부(110)에서 생성된 혼합액을 급수부(120)로부터 공급받고 공기공급부(130)로부터 공기를 공급받아 식물에 제공할 수 있는 수단이다. The plant cultivation unit 200 has a space for growing plants, receives the mixed solution generated in the nutrient solution supply unit 110 from the water supply unit 120, and receives air from the air supply unit 130 to provide it to the plants. there is a means

상세히, 식물재배부(200)는 내부에 토양이 수용되고 식물이 성장하기 위한 공간을 제공하는 성장공간부와, 성장공간부 하측에 분리되도록 배치되어 내부에 공기가 유입되거나 혼합액이 배출될 수 있는 공간을 제공하는 보조공간부로 구분될 수 있다. 다만, 성장공간과 보조공간의 위치는 일 예시일 뿐으로, 급수유로(122)나 공기유로(132)의 배치에 따라 그 위치가 변경될 수 있음은 자명하다. In detail, the plant cultivation unit 200 is disposed so as to be separated from the growth space portion that accommodates the soil therein and provides a space for plants to grow, and the growth space portion below, so that air can be introduced into the interior or the mixed solution can be discharged. It can be divided into an auxiliary space part that provides a space. However, the positions of the growth space and the auxiliary space are only an example, and it is obvious that the positions may be changed according to the arrangement of the water supply passage 122 or the air passage 132 .

센서부(210)는 식물재배부(200)의 성장공간에 배치되어 성장공간에 배치된 토양의 습도 및 온도를 측정할 수 있는 수단이다. 상세히, 센서부(210)는 식물재배부(200)에 배치된 토양의 습도 및 온도를 측정하고, 측정된 측정습도값 및 측정온도값을 제어부로 송신할 수 있다. The sensor unit 210 is disposed in the growth space of the plant cultivation unit 200 to measure the humidity and temperature of the soil disposed in the growth space. In detail, the sensor unit 210 may measure the humidity and temperature of the soil disposed in the plant cultivation unit 200 , and transmit the measured humidity value and the measured temperature value to the control unit.

제어부는 식물재배시스템(100)의 모든 구성을 제어할 수 있는 수단이다. 상세히, 제어부는 양액공급부(110)의 혼합액저장부(113)에 저장되기 위한 혼합액의 양액비율을 조절하기 위해 제1 양액밸브 및 제2 양액밸브를 제어할 수 있다. 또한, 제어부는 센서부(210)가 측정한 측정습도값 및 측정온도값을 기초로 급수밸브(123), 공기밸브(133) 및 바이패스밸브(152)를 제어하여 식물재배부(200)로 공급되는 혼합액 및 공기의 양을 제어할 수 있따.The control unit is a means capable of controlling all configurations of the plant cultivation system 100 . In detail, the controller may control the first nutrient solution valve and the second nutrient solution valve to adjust the nutrient solution ratio of the mixed solution to be stored in the mixed solution storage unit 113 of the nutrient solution supply unit 110 . In addition, the control unit controls the water supply valve 123 , the air valve 133 , and the bypass valve 152 based on the measured humidity value and the measured temperature value measured by the sensor unit 210 to control the plant cultivation unit 200 . It is possible to control the amount of mixed liquid and air supplied.

아래에서는 본 발명의 실시예에 따른 식물재배시스템(100)이 동작하기 위한 제어부의 혼합액 및 공기량 제어방법에 대하여 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 식물재배시스템(100)의 제1 양액공급모드의 동작을 도시한 식물재배시스템(100)의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 식물재배시스템(100)의 제2 양액공급모드의 동작을 도시한 식물재배시스템(100)의 구성도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 식물재배시스템(100)의 제1 공기공급모드의 동작을 도시한 식물재배시스템(100)의 구성도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 식물재배시스템(100)의 제2 공기공급모드의 동작을 도시한 식물재배시스템(100)의 구성도이다. Hereinafter, a method for controlling the amount of mixed solution and air of the control unit for operating the plant cultivation system 100 according to an embodiment of the present invention will be described in detail. 2 is a block diagram of the plant cultivation system 100 illustrating the operation of the first nutrient solution supply mode of the plant cultivation system 100 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a plant cultivation system according to an embodiment of the present invention. It is a block diagram of the plant cultivation system 100 showing the operation of the second nutrient solution supply mode of the system 100, and FIG. 4 is the operation of the first air supply mode of the plant cultivation system 100 according to the embodiment of the present invention. is a block diagram of the plant cultivation system 100 showing am.

우선 제어부는 식물재배시스템(100)을 양액공급을 위한 양액공급모드와 공기공급을 위한 공기공급모드로 제어할 수 있다. First, the controller may control the plant cultivation system 100 in a nutrient solution supply mode for supplying a nutrient solution and an air supply mode for supplying air.

또한, 양액공급모드는 양액공급과 더불어 공급된 양액의 배수가 이루어지지 않는 제1 양액공급모드와 양액공급과 더불어 공급된 양액의 배수가 이러우지는 제2 양액공급모드로 나누어질 수 있다.In addition, the nutrient solution supply mode may be divided into a first nutrient solution supply mode in which drainage of the nutrient solution supplied with the nutrient solution is not performed, and a second nutrient solution supply mode in which drainage of the nutrient solution supplied together with the nutrient solution supply is performed.

또한, 공기공급모드는 식물재배기에 공급되는 공기량 및 공기공급방식에 따라서 제1 공기공급모드와 제2 공기공급모드로 나누어질 수 있다. In addition, the air supply mode may be divided into a first air supply mode and a second air supply mode according to the amount of air supplied to the plant grower and the air supply method.

여기서 제1 공기공급모드와 제2 공기공급모드의 동작을 구분짓는 기준은 센서부(210)의 측정습도값 및 측정온도값이다. 제어부는 측정습도값이 설정습도값을 초과하거나 또는 측정온도값이 설정온도값을 초과하는 경우, 토양 내의 습도 및 온도를 줄이기 위해 공기공급모드로 식물재배시스템(100)을 동작시킬 수 있다. Here, a criterion for classifying the operation of the first air supply mode and the second air supply mode is the measured humidity value and the measured temperature value of the sensor unit 210 . When the measured humidity value exceeds the set humidity value or the measured temperature value exceeds the set temperature value, the controller may operate the plant cultivation system 100 in the air supply mode to reduce the humidity and temperature in the soil.

또한, 제어부는 측정습도값의 초과값이 설정기준습도값을 초과하거나 측정온도값의 초과값이 설정기준온도값을 초과하면 제1 공기공급모드로, 그렇지 않은 경우에는 제2 공기공급모드로 동작하도록 식물재배시스템(100)을 동작시킬 수 있다. In addition, the control unit operates in the first air supply mode when the excess value of the measured humidity value exceeds the set reference humidity value or when the excess value of the measured temperature value exceeds the set reference temperature value, otherwise it operates in the second air supply mode The plant cultivation system 100 may be operated to do so.

도 2를 참조하면, 제1 양액공급모드에 대해서 설명한다. 제어부는 제1 양액공급모드에서 급수밸브(123) 및 공기밸브(133)를 개방하여 급수유로(122) 및 공기유로(132)를 개방시킬 수 있다. 이와 동시에 제어부는 바이패스밸브(152) 및 배수밸브(143)를 폐쇄하여 바이패스유로(151) 및 배수유로(142)를 폐쇄시킬 수 있다. Referring to FIG. 2 , the first nutrient solution supply mode will be described. The controller may open the water supply valve 123 and the air valve 133 in the first nutrient solution supply mode to open the water supply passage 122 and the air passage 132 . At the same time, the controller may close the bypass valve 152 and the drain valve 143 to close the bypass flow path 151 and the drain flow path 142 .

이 과정에서 양액공급부(110)에서 공급되는 혼합액은 급수유로(122)를 통해 식물재배부(200)로 공급될 수 있고, 이와 동시에 공기공급부(130)에서 공급되는 공기는 공기유로(132)를 통해 식물재배부(200)로 공급될 수 있다. 즉, 식물성장공간 및 보조공간에 각각 혼합액 및 공기가 동시에 공급될 수 있다. In this process, the mixed solution supplied from the nutrient solution supply unit 110 may be supplied to the plant cultivation unit 200 through the water supply passage 122, and at the same time, the air supplied from the air supply unit 130 passes through the air passage 132. It may be supplied to the plant cultivation unit 200 through the. That is, the mixed solution and air may be simultaneously supplied to the plant growth space and the auxiliary space, respectively.

이 때, 바이패스유로(151)는 폐쇄되어 있기 때문에 공기유로(132)의 공기는 급수유로(122)로 유동되지 않고, 마찬가지로 배수유로(142)가 폐쇄되어 있기 때문에 성장공간에 공급되고 남은 혼합액은 보조공간을 통해 배수유로(142)로 배수되지 않는 상태를 유지할 수 있다.At this time, since the bypass flow path 151 is closed, the air in the air flow path 132 does not flow to the water supply flow path 122 , and similarly, because the drain flow path 142 is closed, the mixture remaining after being supplied to the growth space is supplied to the growth space. may maintain a state in which it is not drained to the drain passage 142 through the auxiliary space.

또한, 보조공간은 밀폐된 상태가 유지되기 때문에 공기유로(132)를 통해 유입된 공기가 보조공간을 통해 성장공간으로 유입될 수 있고, 이에 따라 토양 내에는 혼합액과 공기가 동시에 유입됨에 따라 식물 생장 및 뿌리호흡에 도움을 줌으로ㅆ 식물성장이 촉진되는 효과가 있다. In addition, since the auxiliary space is kept sealed, the air introduced through the air flow path 132 can be introduced into the growth space through the auxiliary space, and accordingly, the mixed solution and air are simultaneously introduced into the soil for plant growth. And by helping root respiration, it has the effect of promoting plant growth.

도 3을 참조하여 제2 양액공급모드에 대해서 설명한다. 제2 양액공급모드는 제1 양액공급모드로부터 설정시간 이상 경과한 뒤 진행될 수 있는 동작모드이다. The second nutrient solution supply mode will be described with reference to FIG. 3 . The second nutrient solution supply mode is an operation mode that can be performed after a set time or more has elapsed from the first nutrient solution supply mode.

제어부는 제2 양액공급모드에서 급수밸브(123), 공기밸브(133) 및 배수밸브(143)를 개방하여 급수유로(122), 공기유로(132) 및 배수유로(142)를 개방시킬 수 있다. 이와 동시에 제어부는 바이패스밸브(152) 폐쇄하여 바이패스유로(151)를 폐쇄시킬 수 있다. 즉, 제1 양액공급모드의 동작을 유지시키면서 배수유로(142)를 추가적으로 개방시킴으로써 토양에 공급된 혼합액을 배수시킬 수 있다. 여기서 설정시간은 제1 양액공급모드에서 공급되는 혼합액이 토양 상측으로 넘쳐흐르지 않도록 하기 위한 시간으로 식물재배부(200)의 크기에 따라 달라질 수 있다. The control unit may open the water supply valve 123 , the air valve 133 , and the drain valve 143 in the second nutrient solution supply mode to open the water supply passage 122 , the air passage 132 , and the drain passage 142 . . At the same time, the control unit may close the bypass valve 152 to close the bypass flow path 151 . That is, the mixed solution supplied to the soil can be drained by additionally opening the drain passage 142 while maintaining the operation of the first nutrient solution supply mode. Here, the set time is a time for preventing the mixed solution supplied in the first nutrient solution supply mode from overflowing to the upper side of the soil, and may vary depending on the size of the plant cultivation unit 200 .

상기와 같이 제어부는 제1 양액공급모드 후 설정시간 경과 후 제2 양액공급모드로 식물재배시스템(100)이 동작하도록 함으로써, 양액과 공기를 식물재배기로 동시에 공급할 수 있는 효과가 있다. As described above, the control unit causes the plant cultivation system 100 to operate in the second nutrient solution supply mode after a set time has elapsed after the first nutrient solution supply mode, thereby simultaneously supplying the nutrient solution and air to the plant cultivator.

다음은 도 4를 참조하여 제1 공기공급모드에 대해서 설명한다. 제1 공기공급모드는 식물재배기의 상하, 즉 성장공간과 보조공간 모두를 통해 공기를 공급할 수 있는 동작모드이다. Next, the first air supply mode will be described with reference to FIG. 4 . The first air supply mode is an operation mode in which air can be supplied through both the upper and lower sides of the plant grower, that is, both the growth space and the auxiliary space.

제어부는 제1 공기공급모드에서 공기밸브(133) 및 바이패스밸브(152)를 개방하여 공기유로(132) 및 바이패스유로(151)를 개방시킬 수 있다. 이와 동시에 제어부는 급수밸브(123) 및 배수밸브(143)를 폐쇄하여 제1 급수유로(122a) 및 배수유로(142)를 폐쇄할 수 있다. 즉, 제1 급수유로(122a)를 통해 공급되는 혼합액의 공급을 막고 이와 동시에 제1 공기유로(132a)를 통해 공급되는 공기를 두 방향, 즉 제2 공기유로(132b)방향과 바이패스유로(151)방향으로 이분하여 유동시킬 수 있다. 즉, 식물재배부(200)로 공기가 이중으로 유입될 수 있다. 이에 따라, 제2 공기유로(132b)를 통해 식물재배기로 공기가 유입됨과 동시에 바이패스유로(151) 및 제2 급수유로(122b)를 통해 식물재배기로 공기가 유입될 수 있다. The controller may open the air valve 133 and the bypass valve 152 in the first air supply mode to open the air flow path 132 and the bypass flow path 151 . At the same time, the controller may close the water supply valve 123 and the drain valve 143 to close the first water supply passage 122a and the drain passage 142 . That is, the supply of the mixed solution supplied through the first water supply passage 122a is blocked, and at the same time, the air supplied through the first air passage 132a flows in two directions, that is, the second air passage 132b direction and the bypass passage ( 151) direction, and it can flow. That is, air may be double introduced into the plant cultivation unit 200 . Accordingly, air may be introduced into the plant grower through the second air passage 132b and at the same time, air may be introduced into the plant grower through the bypass passage 151 and the second water supply passage 122b.

도 5를 참조하여 제2 공기공급모드에 대해서 설명한다. 제2 공기공급모드는 식물재배기의 보조공간 측으로만 공기를 공급할 수 있는 동작모드이다. The second air supply mode will be described with reference to FIG. 5 . The second air supply mode is an operation mode capable of supplying air only to the auxiliary space side of the plant grower.

제어부는 제2 공기공급모드에서 공기밸브(133)를 개방하여 공기유로(132)를 개방시킴과 동시에 급수밸브(123), 배수밸브(143) 및 바이패스밸브(152)를 폐쇄하여 급수유로(122), 배수유로(142) 및 바이패스유로(151)를 모두 폐쇄시킬 수 있다. 이에 따라, 공기유로(132)를 통해서만 공기가 보조공간으로 공급될 수 있다. In the second air supply mode, the control unit opens the air valve 133 to open the air flow path 132 and at the same time closes the water supply valve 123, the drain valve 143, and the bypass valve 152 to close the water supply flow path ( 122), the drain passage 142 and the bypass passage 151 may all be closed. Accordingly, air may be supplied to the auxiliary space only through the air flow path 132 .

즉, 식물재배기에서 제1 공기공급모드의 경우 보조공간과 성장공간, 두 공간 모두 공기가 유입되는데 반하여 제2 공기공급모드의 경우 보조공간에만 공기가 공급되기 때문에, 제1 공기공급모드에서의 식물재배부(200) 내의 습도나 온도의 변화가 제2 공기공급모드에서의 식물재배부(200) 내의 습도나 온도의 변화에 비해 클 수 있다 .That is, in the case of the first air supply mode in the plant grower, air is supplied to both the auxiliary space and the growth space, whereas air is supplied to only the auxiliary space in the second air supply mode, so that the plant in the first air supply mode A change in humidity or temperature in the cultivation unit 200 may be greater than a change in humidity or temperature in the plant cultivation unit 200 in the second air supply mode.

상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 식물재배시스템(100)에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.According to the plant cultivation system 100 according to the embodiment of the present invention having the configuration as described above, the following effects are obtained.

우선, 양액공급 시 선택적으로 산소가 포함된 공기를 주입시킬 수 있기 때문에 식물성장공간의 토양 내부에 양액이 균일하게 공급됨과 동시에 산소포화도를 최대치로 올려줌으로써 식물의 생장이 촉진되는 효과가 있다. First, since air containing oxygen can be selectively injected when supplying the nutrient solution, the nutrient solution is uniformly supplied to the inside of the soil in the plant growth space, and at the same time, the oxygen saturation is increased to the maximum, thereby promoting plant growth.

또한, 양액공급 과정에서 토양 내부에 양액이 설정기간동안 유지되도록 함으로써 식물의 뿌리가 일정시간동안 풍부한 양의 양액을 흡수하도록 하여 식물의 양액흡수력을 높이고 식물 생장을 촉진시키는 효과가 있다. In addition, by maintaining the nutrient solution in the soil for a set period during the nutrient solution supply process, the roots of the plant absorb an abundant amount of the nutrient solution for a certain period of time, thereby increasing the nutrient solution absorption capacity of plants and promoting plant growth.

또한, 토양 내부의 습도 및 온도를 측정하여 설정기준을 초과하는 경우, 양액의 공급을 차단함과 동시에 공기만을 토양으로 공급할 수 있기 때문에 토양 내부의 습도나 온도를 식물성장에 적합하게 유지시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, when the humidity and temperature inside the soil are measured and the set standards are exceeded, the supply of nutrient solution is cut off and only air can be supplied to the soil at the same time. It works.

또한, 습도나 온도가 과도하게 설정기준과 차이나는 경우에는 식물재배부(200)에 기존에 양액이 공급되는 급수유로(122)로 공기를 바이패스하여 공기유로(132)와 급수유로(122) 양 유로를 통해 이분하여 공기를 주입할 수 있기 때문에 토양의 습도나 온도를 일정하게 유지시킬 수 있는 효과가 있다. In addition, when the humidity or temperature is excessively different from the set standard, the air is bypassed to the water supply passage 122 through which the nutrient solution is supplied to the plant cultivation unit 200 in the past to the air passage 132 and the water supply passage 122. Since air can be injected by dividing it into two passages, there is an effect of maintaining the humidity or temperature of the soil constant.

또한, 이를 통해 식물의 생장이 촉진되고 안정적인 작물수확이 가능함에 따라 관리자의 입장에서 연간 작물의 수확량을 일정하게 확정할 수 있고, 이에 따라 연간 관리비나 지출을 예측하기 쉬울 뿐 아니라 매출액 등이 상승될 수 있는 효과가 있다. In addition, as plant growth is promoted and a stable crop harvest is possible through this, the annual crop yield can be fixed from the manager's point of view. can have an effect.

이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, preferred embodiments of the present invention have been mainly looked at. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.

100 : 식물재배시스템 110 : 양액공급부
111 : 양액저장부 112 : 수분저장부
113 : 혼합액저장부 120 : 급수부
121 : 급수펌프 122a : 제1 급수유로
122b : 제2 급수유로 123 : 급수밸브
130 : 공기공급부 131 : 공기펌프
132a : 제1 공기유로 132b : 제2 공기유로
133 : 공기밸브 140 : 배수부
141 : 배수펌프 142 : 배수유로
143 : 배수밸브 144 : 필터부
150 : 바이패스부 151 : 바이패스유로
152 : 바이패스밸브 200 : 식물재배부
210 : 센서부100: plant cultivation system 110: nutrient solution supply unit
111: nutrient solution storage unit 112: moisture storage unit
113: mixed solution storage unit 120: water supply unit
121: water pump 122a: first water supply passage
122b: second water supply passage 123: water supply valve
130: air supply 131: air pump
132a: first air flow path 132b: second air flow path
133: air valve 140: drain
141: drain pump 142: drain passage
143: drain valve 144: filter unit
150: bypass unit 151: bypass flow path
152: bypass valve 200: plant cultivation part
210: sensor unit

Claims (8)

식물이 재배되는 재배공간을 제공하는 식물재배부;
양액 및 수분이 혼합된 혼합액이 저장되는 혼합액저장부;
혼합액이 공급되기 위한 급수펌프, 상기 식물재배부 상측에 연결된 급수유로 및 상기 급수유로를 개폐하는 급수밸브를 포함하는 급수부;
공기가 공급되기 위한 공기펌프, 상기 식물재배부 하측에 연결된 공기유로 및 상기 공기유로를 개폐하는 공기밸브를 포함하는 공기공급부;
상기 식물재배부로부터 공급된 혼합액이 배수되기 위한 배수펌프, 상기 배수펌프의 동작에 의해 혼합액이 배수되는 배수유로 및 상기 배수유로를 개폐하는 배수밸브를 포함하는 배수부;
상기 급수유로 및 상기 공기유로 사이에 배치되어 상기 공기유로로부터 공급되는 공기를 상기 급수유로로 바이패스하는 바이패스유로 및 상기 바이패스유로를 개폐하는 바이패스밸브를 포함하는 바이패스부; 및
상기 급수부, 상기 공기공급부 및 상기 바이패스부를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 급수밸브, 상기 공기밸브, 상기 배수밸브 및 상기 바이패스밸브를 독립적으로 제어하여 상기 식물재배부로 혼합액 및 공기의 공급여부를 선택적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 식물재배시스템.
Plant cultivation unit providing a cultivation space in which plants are grown;
a mixed solution storage unit for storing a mixed solution in which the nutrient solution and water are mixed;
a water supply unit including a water pump for supplying the mixed solution, a water supply passage connected to an upper side of the plant cultivation unit, and a water supply valve for opening and closing the water supply passage;
an air supply unit including an air pump for supplying air, an air passage connected to a lower side of the plant cultivation unit, and an air valve for opening and closing the air passage;
a drainage unit including a drainage pump for draining the mixed solution supplied from the plant cultivation unit, a drainage path through which the mixed solution is drained by the operation of the drainage pump, and a drainage valve for opening and closing the drainage path;
a bypass unit disposed between the water supply passage and the air passage and including a bypass passage for bypassing the air supplied from the air passage to the water supply passage and a bypass valve for opening and closing the bypass passage; and
a control unit for controlling the water supply unit, the air supply unit, and the bypass unit;
The control unit independently controls the water supply valve, the air valve, the drain valve and the bypass valve to selectively control whether the mixed solution and air are supplied to the plant cultivation unit.
 제 1 항에 있어서,
상기 급수유로는,
상기 급수펌프로부터 연장된 제1 급수유로; 및
상기 제1 급수유로에서 상기 식물재배부로 연장된 제2 급수유로를 포함하고,
상기 급수밸브는 상기 제1 급수유로에 배치된 것을 특징으로 하는 식물재배시스템.
The method of claim 1,
The water supply path is,
a first water supply passage extending from the water pump; and
and a second water supply passage extending from the first water supply passage to the plant cultivation unit,
The water supply valve is a plant cultivation system, characterized in that disposed in the first water supply passage.
 제 2 항에 있어서,
상기 공기유로는,
상기 공기펌프로부터 연장된 제1 공기유로; 및
상기 제2 공기유로에서 상기 식물재배부로 연장된 제2 공기유로를 포함하고,
상기 공기펌프는 상기 제2 공기유로에 배치된 것을 특징으로 하는 식물재배시스템.
3. The method of claim 2,
The air flow path,
a first air passage extending from the air pump; and
and a second air passage extending from the second air passage to the plant cultivation unit,
The air pump is a plant cultivation system, characterized in that disposed in the second air passage.
 제 3 항에 있어서,
상기 바이패스유로는,
일단이 상기 제1 공기유로 및 상기 제2 공기유로 사이에 배치되고, 타단이 상기 제1 급수유로 및 상기 제2 급수유로 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 식물재배시스템.
4. The method of claim 3,
The bypass flow is
One end is disposed between the first air flow passage and the second air flow passage, and the other end is disposed between the first water supply passage and the second water supply passage.
 제 4 항에 있어서,
상기 식물재배부로 양액을 공급하기 위한 제1 양액공급모드에서,
상기 제어부는 상기 급수밸브 및 상기 공기밸브를 개방하고, 상기 바이패스밸브 및 상기 배수밸브를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 식물재배시스템
5. The method of claim 4,
In the first nutrient solution supply mode for supplying the nutrient solution to the plant cultivation unit,
The control unit opens the water supply valve and the air valve, and closes the bypass valve and the drain valve.
 제 5 항에 있어서,
제1 양액공급모드에서 설정시간 이상 경과한 뒤 상기 식물재배부로 양액을 공급하기 위한 제2 양액공급모드에서,
상기 제어부는 상기 급수밸브, 상기 공기밸브 및 상기 배수밸브를 개방하고, 상기 바이패스밸브를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 식물재배시스템.
6. The method of claim 5,
In the second nutrient solution supply mode for supplying the nutrient solution to the plant cultivation unit after more than a set time has elapsed in the first nutrient solution supply mode,
The control unit opens the water supply valve, the air valve and the drain valve, and closes the bypass valve.
 제 4 항에 있어서,
상기 식물재배부에 공기를 이중으로 공급하기 위한 제1 공기공급모드에서,
상기 제어부는 상기 공기밸브 및 상기 바이패스 밸브를 개방하고, 상기 급수밸브 및 상기 배수밸브를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 식물재배시스템.
5. The method of claim 4,
In the first air supply mode for double supplying air to the plant cultivation unit,
The control unit opens the air valve and the bypass valve, and closes the water supply valve and the drain valve.
 제 4 항에 있어서,
상기 식물재배부에 공기를 공급하기 위한 제2 공기공급모드에서,
상기 제어부는 상기 공기밸브를 개방하고, 상기 급수밸브, 상기 바이패스밸브 및 상기 배수밸브를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 식물재배시스템.

5. The method of claim 4,
In the second air supply mode for supplying air to the plant cultivation unit,
The control unit opens the air valve and closes the water supply valve, the bypass valve and the drain valve.
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