KR20220102827A - 화분 받침대 및 이를 이용한 식물의 성장 관리 시스템 - Google Patents

화분 받침대 및 이를 이용한 식물의 성장 관리 시스템 Download PDF

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KR20220102827A
KR20220102827A KR1020210005218A KR20210005218A KR20220102827A KR 20220102827 A KR20220102827 A KR 20220102827A KR 1020210005218 A KR1020210005218 A KR 1020210005218A KR 20210005218 A KR20210005218 A KR 20210005218A KR 20220102827 A KR20220102827 A KR 20220102827A
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문중환
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Abstract

본 발명은 화분 받침대 및 이를 이용한 식물의 성장 관리 시스템에 관한 것으로, 상세하게는, 식물(화초)이 식재된 현재 화분의 총 무게와, 화분에 식재된 식물의 기간별 표준 성장특성에 따른 현 시점에서의 식물의 무게를 이용하여 현재 화분 내에 채워진 토양의 수분량을 산출하여 분석함으로써 식물의 성장에 따라 변화하는 식물의 무게가 반영된 신뢰성이 있는 토양의 수분량을 측정하여 최적화된 급수시기를 제공하는 화분 받침대 및 이를 이용한 식물의 성장 관리 시스템에 관한 것이다.

Description

화분 받침대 및 이를 이용한 식물의 성장 관리 시스템{FLOWERPOT SUPPORT APPARATUS AND PLANT GROWTH MANAGEMENT SYSTEM USING THE SAME}
본 발명은 화분 받침대 및 이를 이용한 식물의 성장 관리 시스템에 관한 것으로, 상세하게는, 식물(화초)이 식재된 현재 화분의 총 무게와, 화분에 식재된 식물의 기간별 표준 성장특성에 따른 현 시점에서의 식물의 무게를 이용하여 현재 화분 내에 채워진 토양의 수분량을 산출하여 분석함으로써 식물의 성장에 따라 변화하는 식물의 무게가 반영된 신뢰성이 있는 토양의 수분량을 측정하여 최적화된 급수시기를 제공하는 화분 받침대 및 이를 이용한 식물의 성장 관리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 화분의 경우 토양 내부의 수분량을 정확하게 인지할 수 없기 때문에 실제 토양 내부에 함유된 수분량에 관계없이 식재된 식물의 종류나 크기에 따라 며칠에 한 번 또는 일주일에 한 번 물을 공급하는 시기를 정하여 급수를 진행한다.
그러나, 바쁜 일상 속에서 정해진 시기에 일정량의 물을 공급하는 작업은 쉬운 일이 아니며, 특히 외부의 온도 및 습도에 따라 증발되는 수분량 또한 각기 다르기 때문에 식물에 최적화된 물을 공급하는 것은 현실적으로 많은 어려움이 따른다.
이러한 문제를 해결하기 위해 토양 내부의 수분량을 감지하여 급수시기와 자동급수를 제공하기 위한 다양한 기술들이 개발되었다. 토양의 수분량을 감지하기 위한 기술로는 화분의 무게를 측정하여 수분량을 분석하는 기술이 주로 활용되고 있다.
화분의 전체 무게를 측정하여 화분 내부에 채워진 토양의 수분량을 분석하는 선행기술들이 한국 등록특허 제10-1880253호, 한국 공개특허 제10-2018-0087787호 및 한국 등록특허 제10-1843521호 등을 포함하여 다수의 선행문헌들에서 제안되었다.
그러나, 상기한 선행문헌들을 포함하여 화분의 전체 무게를 측정하여 토양의 수분량을 분석하는 종래기술들은 대부분 화분에 식재되어 있는 식물의 성장에 따른 식물의 무게 증가분을 전혀 고려하지 않고 단순히 화분의 전체 무게를 측정한 후 토양의 수분량을 분석하기 때문에 토양의 수분량을 정확하게 측정하는데 한계가 있다.
즉, 화분에 식재된 식물은 시간 경과에 따라 성장하고, 식물의 성장 크기에 대응하여 식물의 자체 무게 또한 증가하여 화분의 전체 무게가 식물의 성장에 따른 무게 증가분 만큼 증가한다. 이 때문에 토양의 수분량을 분석할 때에는 식물의 성장에 따른 무게 증가분을 고려해야 한다. 그러나, 종래에는 식물의 성장에 따른 식물의 무게 증가분을 반영하지 않고 일률적으로 화분의 전체 무게를 측정하여 토양의 수분량을 분석하기 때문에 급수시기와 급수량을 균일하게 유지시키는데 어려움이 있다.
KR 10-2018-0087787 A, 2018. 08. 02 KR 10-1880253 B1, 2018. 07. 13. KR 10-1843521 B1, 2018. 03. 23.
따라서, 본 발명은 종래기술에 따른 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 식물이 식재된 상태에서 화분의 무게를 측정하고, 이렇게 측정된 화분의 무게와 식물의 성장에 따른 식물의 무게 증가량(변화량)을 이용하여 화분 내에 존재하는 토양의 수분량을 산출함으로써 식물의 성장에 따라 최적화된 급수시기를 제공하는 화분 받침대 및 이를 이용한 식물의 성장 관리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 화분을 받치는 본체; 상기 본체에 설치되어 상기 화분의 무게를 측정하는 무게 측정부; 상기 본체에 내장 설치되어 상기 본체에 안치되어 지지되는 상기 화분에 대한 화분 초기정보와, 상기 화분에 식재되는 식물의 식물 성장정보를 저장하는 메모리; 상기 무게 측정부를 통해 측정된 상기 화분의 현재 총 무게와, 상기 화분 초기정보에 포함된 화분의 초기 총 무게와, 상기 식물 성장정보에 포함된 식물 표준 성장특성에서 현재 시점에 해당하는 식물의 무게를 이용하여 토양의 현재 수분량을 산출하고, 산출된 토양의 현재 수분량을 이용하여 급수시기를 분석하는 중앙 처리부를 포함하는 화분 받침대를 제공한다.
또한, 상기 화분의 초기 총 무게는 하기 [수학식 1]로 구하고, 상기 토양의 현재 수분량은 하기 [수학식 2] 및 [수학식 3]으로 할 수 있다.
[수학식 1]
W_iT = W_ipot + W_isoil + W_iplant
[수학식 2]
W_psoil = W_pT - W_ipot - W_pplant
[수학식 3]
M_psoil = (W_psoil - W_isoil)/W_isoil
여기서, 'W_iT'는 상기 화분의 초기 총 무게이고, 'W_ipot'는 화분의 자체 무게이고, 'W_isoil'은 화분의 내부에 채워진 토양의 무게이며, 'W_iplant'는 화분에 식재되는 식물의 무게이고, 'W_psoil'은 화분에 채워진 토양의 현재 무게이고, 'W_pT'는 상기 화분의 현재 총 무게이고, 'W_pplant'는 상기 식물 표준 성장특성에서 현재 시점에 해당하는 식물의 무게이고, 'M_psoil'은 화분에 채워진 토양의 현재 수분량임.
또한, 상기 식물의 표준 성장특성은 상기 화분에 식재된 식물과 동일한 식물에 대해 동일한 환경조건에서 정상적으로 생육시켰을 때, 설정된 기간에 따른 식물의 무게를 각각 측정한 후 측정된 값의 평균값을 기간별로 산출하여 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 중앙 처리부에서 분석된 상기 급수시기에 대응하여 상기 중앙 처리부에서 생성된 급수시기 알림신호에 응답하여 사용자에게 급수시기를 제공하는 급수시기 알림부; 및 상기 중앙 처리부에서 분석된 상기 급수시기에 대응하여 상기 중앙 처리부에서 생성된 상기 급수시기 알림신호에 응답하여 상기 화분으로 물을 공급하는 급수장치를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 중앙 처리부는 상기 급수시기 알림신호와 함께 현재 상기 식물의 무게에 대응하여 상기 화분으로 공급되는 물 공급량을 결정하는 급수량을 상기 급수장치로 제공하고, 상기 급수장치는 상기 급수량 만큼 물을 상기 화분으로 공급할 수 있다.
또한, 상기 메모리는 상기 화분에 식재된 식물의 가지치기나 토양의 채움으로 인해 식물의 가지치기와 토양의 채움 시점에서 식물과 토양의 무게가 변동된 경우, 상기 화분 초기정보에 포함된 식물과 토양의 정보를 변동된 정보로 갱신할 수 있다.
또한, 상기 화분에 식재된 식물의 성장에 필요한 빛을 제공하는 조명모듈을 더 포함하고, 상기 조명모듈은 상기 본체로부터 상부로 신장된 지지대의 상단부에 지지되고, 적생광(R), 녹색광(G) 및 청색광(B)을 제공하는 LED 조명모듈로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 중앙 처리부는 상기 무게 측정부에서 측정된 상기 화분의 현재 총 무게를 토대로 기간별 식물의 무게에 대응하는 식물의 성장곡선을 산출하고, 산출된 식물의 성장곡선을 해당 식물에 대한 표준 성장곡선과 비교하여 식물의 성장상태를 분석하는 성장 분석부; 및 상기 성장 분석부를 통해 분석된 식물의 성장상태에 따라 상기 조명모듈의 구동을 제어하여 상기 화분에 식재된 식물의 성장곡선이 상기 표준 성장곡선에 근접하도록 상기 식물의 성장을 유도하는 조명 조정부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 화분 받침대; 상기 화분 받침대로부터 무선 통신을 통해 화분의 현재 총 무게, 기간별 화분의 총 무게, 토양의 수분량, 급수시기 및 식물 성장정보를 제공받는 사용자 단말기; 및 상기 화분 받침대로부터 화분의 현재 총 무게, 기간별 화분의 총 무게, 토양의 수분량, 식물의 급수시기 및 식물 성장정보 등을 제공받아 관리하고, 상기 사용자 단말기의 제어신호에 응답하여 상기 화분 받침대를 제어하여 식물의 성장을 관리하는 관리서버를 포함하는 식물의 성장 관리 시스템을 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 화분 받침대는 화분에 식재되는 식물의 생육에 필요한 물을 공급하는 시기를 분석하기 위해 토양의 현재 수분량을 측정할 때 기간에 따라 성장하는 식물의 무게를 반영하여 현재 토양의 수분량을 측정함으로써 종래에 비해 식물의 성장에 따른 최적화된 급수시기와 급수량을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 화분 받침대를 간략하게 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 식물의 성장특성 그래프를 일례로 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 무게 변동정보가 발생되는 시점을 그래프로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화분 받침대를 간략하게 도시한 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 성장 분석부를 통해 측정된 식물의 성장곡선을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 식물의 성장 관리 시스템을 간략하게 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 기술적 특징을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 화분 받침대를 간략하게 도시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 화분 받침대(10)는 바닥면(지면) 등에 화분(1)이 넘어지지 않도록 안정적으로 화분(1)을 받치는 본체(11)를 포함한다.
본체(11)는 화분(1)을 안정적으로 받치기 위해 상부가 평평하고, 그 둘레는 원형, 타원형 또는 다각형(삼각형/사각형/오각형 등)으로 이루어질 수 있다. 이때, 본체(11)의 하부에는 바닥면으로부터 일정 높이로 이격되도록 다리가 구비될 수 있다.
그리고, 본체(11)의 내부에는 화분(1)에서 배출되는 배출수를 임시 저장하는 집수통(배수통)(미도시)이 일체형 또는 분리형(착탈형)으로 구비될 수 있다. 상기 집수통이 분리형으로 이루어진 경우에는 본체(11)에 슬라이딩 방식으로 결합될 수 있다.
본체(11)에는 도 1과 같이, 화분(1)의 무게를 측정하는 무게 측정부(12)가 설치된다. 이때, 무게 측정부(12)는 화분(1)의 무게(중량)를 측정하는 하중계나 하중센서로서, 본체(11)의 상부에 설치되거나, 혹은 본체(11)의 하부(또는 다리)에 설치될 수 있다. 예를 들어, 무게 측정부(12)는 로드 셀(load cell)을 사용할 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 화분 받침대(10)는 메모리(13)를 포함한다.
메모리(13)에는 화분별로 화분 초기정보가 저장된다. 상기 화분 초기정보는 화분의 초기 총 무게를 포함하고, 상기 화분의 초기 총 무게는 화분(1)에 물이 공급되기 전에 화분(1)의 자체 무게와, 화분(1)의 내부에 채워진 토양(미도시)의 무게와, 화분(1)에 식재된 식물(2)의 무게를 합산한 무게로서, [수학식 1]로 구할 수 있다.
[수학식 1]
W_iT = W_ipot + W_isoil + W_iplant
여기서, 'W_ipot'는 화분의 자체 무게이고, 'W_isoil'은 화분에 채워진 토양(예컨대, 건조된 상태의 토양)의 초기 무게이고, 'W_iplant'는 화분에 식재되는 식물의 초기 무게이다.
상기 화분의 무게 'W_ipot'와, 토양의 무게 'W_isoil'와, 식물의 무게 'W_iplant'는 각각 별도로 계량하여 측정하거나, 혹은 일부를 계량하여 무게를 측정한 후 계산식을 통해 계량되지 않은 나머지를 산출하는 방식으로 측정할 수도 있다.
또한, 메모리(13)에는 화분(1)에 식재된 식물(2)에 대한 식물 성장정보가 저장된다.
메모리(13)에 저장되는 식물 성장정보는 식물명(종류), 1회 급수량 및 기간별 성장특성 등을 포함한다. 여기서, 상기 기간별 성장특성은 해당 식물을 정상적으로 생육하였을 때 얻어지는 식물의 정상적인 표준 성장특성으로서, 기간의 경과에 따라 성장하는 식물 크기에 상응하여 증가하는 기간별 식물의 표준 무게를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 식물의 성장특성을 일례로 도시한 식물의 표준 성장특성 그래프이다.
도 1 및 도 2와 같이, 메모리(13)에는 화분(1)에 식재된 식물(2)에 대한 식물 성장정보가 저장된다.
이때, 상기 식물의 표준 성장특성은 해당 식물에 대해 동일한 환경조건(화분의 크기(부피), 영양소, 토양의 상태 및 조도 등)에서 생육하였을 때, 설정된 기간별로 식물의 무게를 각각 측정한 후 그 평균값을 산출하여 얻어진 기간별 식물의 표준 무게이다.
상기 식물의 표준 성장특성은 도 2와 같이 그래프로 나타낼 수 있고, 이때, X축은 기간을, Y축은 식물의 무게를 나타낸다. 상기 기간은 식물의 종류(성장속도)에 따라 일, 주 또는 월 단위로 설정할 수 있고, 상기 무게는 g 또는 kg으로 설정할 수 있다.
도 1과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 화분 받침대(10)는 무게 측정부(12)를 통해 측정된 화분(1)의 현재 총 무게와, 메모리(12)에 저장되어 있는 화분의 초기 총 무게를 이용하여 토양의 현재 수분량을 산출하는 중앙 처리부(14)를 포함한다.
중앙 처리부(14)는 도 1과 같이, 무게 측정부(12)를 통해 측정된 화분의 현재 총 무게와, 메모리(12)에 저장된 화분의 초기 총 무게를 이용하여 화분(1) 내 토양의 현재 수분량을 산출하는 수분량 산출부(14a)와, 수분량 산출부(14a)에서 산출된 토양의 현재 수분량을 토대로 급수시기를 분석하는 급수시기 분석부(14b)를 포함한다.
수분량 산출부(14a)는 [수학식 2]를 이용하여 토양의 현재 무게를 구한다.
[수학식 2]
W_psoil = W_pT - W_ipot - W_pplant
여기서, 'W_psoil'는 토양의 현재 무게이고, 'W_pT'는 화분의 현재 총 무게이고, 'W_ipot'는 화분의 자체 무게이고, 'W_pplant'는 메모리(13)에 저장된 식물의 표준 성장특성에서 식물의 현재 무게(즉, 'W_pT'가 측정된 시점과 동일한 시점에서 정상적으로 성장된 식물에서 얻은 상기 식물 표준 성장특성의 표준 무게)이다.
이후, 수분량 산출부(14a)는 [수학식 2]를 통해 산출된 토양의 현재 무게와 토양의 초기 무게를 이용하여 [수학식 3]과 같이 토양의 현재 수분량(%)을 산출한다.
[수학식 3]
M_psoil = (W_psoil - W_isoil)/W_isoil
여기서, 'M_psoil'는 토양의 현재 수분량이다.
이와 같이, 수분량 산출부(14a)는 [수학식 2]에서 산출된 토양의 현재 무게(W_psoil)에서 토양의 무게(W_isoil)를 차감한다. 그리고, 이렇게 차감된 값을 토양의 무게(W_isoil)로 다시 나누어 토양의 현재 수분량(M_psoil)을 구할 수 있다.
급수시기 분석부(14b)는 수분량 산출부(14a)를 통해 산출된 토양의 현재 수분량을 토대로 급수시기 알림부(15) 또는 급수장치(16)를 급수시기 정보를 제공한다.
즉, 급수시기 분석부(14b)는 수분량 산출부(14a)를 통해 산출된 현재 토양의 수분량이 설정된 수분량 미만인 경우, 급수시기를 알리는 급수시기 알림신호를 급수시기 알림부(15)로 제공한다. 예를 들어, 산출된 토양의 현재 수분량이 5~10% 미마인 경우, 급수시기 알림신호를 생성하여 급수시기 알림부(15) 또는 급수장치(16)로 제공한다.
급수시기 알림부(15)는 급수시기 분석부(14b)로부터 전송된 급수시기 알림신호에 응답하여 경고음 및/또는 경고등을 제공한다. 예를 들어, 급수시기 알림부(15)는 표시패, LED 또는 스피커 등을 포함하고, 이들을 통해 급수시기를 제공할 수 있다.
급수장치(16)는 본 발명의 실시예에 따른 화분 받침대(10)에 구비되거나, 혹은 독립적으로 분리설치되어 급수시기 분석부(14b)에서 제공되는 급수시기 알림신호에 응답하여 화분(1)의 내부로 설정된 양의 물을 공급한다. 예를 들어, 급수장치(16)는 화분(1)의 내부로 물을 저장 및 공급하는 물탱크(미도시)를 포함하고, 상기 물탱크에서 화분(1)으로 물을 공급하기 위한 공지된 공급수단 중 어느 하나를 포함한다.
한편, 화분(1)에 식재된 식물(2)은 성장을 통해 필요로 하는 물의 양도 그 만큼 증가한다. 이에 따라, 급수시기 분석부(14b)는 식물의 성장에 따라 물의 공급량을 일정 크기로 증가시키기 위해 급수장치(16)로 급수시기 알림신호를 전송할 때 식물의 현재 무게에 대응하여 화분(1)으로 공급되는 물의 양을 결정하는 급수량을 함께 제공한다. 이때, 상기 급수량은 식물의 현재 무게에 대응하여 1단계에서 10단계로 구분될 수 있고, 1단계에서 10단계로 갈수록 공급되는 물의 양을 일정 비율로 증가시킨다.
또한, 메모리(13)는 식물(2)의 가지치기(전지)나 토양의 채움 등을 통해 식물(2)과 토양의 무게가 변동한 경우 이에 대응하는 무게 변동정보를 제공받아 저장한다.
도 3은 본 발명에 따른 무게 변동정보가 발생되는 시점을 그래프로 도시한 도면이다.
도 3과 같이, 화분(1)의 현재 총 무게는 식물(2)의 가지치기(전지)나 토양의 채움 등과 같은 이벤트가 발생할 때 급격하게 변동하게 된다. 예를 들어, 식물(2)을 가지치기 하는 경우에는 식물(2)의 무게가 감소하여 화분(1)의 현재 총 무게는 감소하고, 화분(1)에 토양을 추가로 채우는 경우에는 화분의 현재 총 무게는 증가한다.
메모리(13)는 식물(2)의 가지치기(전지)나 토양의 채움 등과 같은 이벤트가 발생하여 식물(2)과 토양의 무게에 변동이 발생되는 경우, 이러한 무게 변동정보를 제공받아 화분 초기정보를 갱신한다. 즉, 기등록된 화분 초기정보에 포함된 식물 및 토양의 무게는 상기 무게 변동정보의 변동된 식물 및 토양의 무게로 자동 갱신된다.
본 발명의 실시예에 따른 화분 받침대(10)는 메모리(13)에 화분 초기정보, 식물 성장정보 및 무게 변동정보를 저장하기 위해 사용자와의 인터페이스를 제공한다.
예를 들어, 본 발명의 실시예에 따른 화분 받침대(10)는 화분 초기정보, 식물 성장정보 및 무게 변동정보를 입력하기 위해 별도로 터치식 표시패널(미도시)을 구비할 수 있다. 물론, 급수시기 알림부(15)를 통해 상기 정보들을 입력할 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 화분 받침대(10)는 무선 통신부(17)를 더 포함할 수 있다. 이때, 무선 통신부(17)는 근거리 통신망, 인터넷망 또는 WiFi망 등을 통해 사용자 단말기, 예를 들면 스마트폰이나 컴퓨터 등과 무선 통신을 수행한다.
사용자는 자신이 소지한 스마트폰이나 컴퓨터 등과 같은 사용자 단말기를 이용하여 무선 통신부(17)와 무선 통신하여 화분 초기정보, 식물 성장정보 및 무게 변동정보를 화분 받침대(10)에 제공할 수 있다. 그리고, 무선 통신부(17)를 매개로 급수시기 분석부(14b)를 통해 분석된 급수시기 알림신호를 실시간으로 제공받을 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 화분 받침대(10)는 토양의 현재 수분량을 측정할 때 기간에 따른 식물의 무게 증가를 반영하여 현재 토양의 수분량을 측정함으로써 종래에 비해 식물의 성장에 따른 최적화된 급수시기와 급수량을 제공할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화분 받침대를 간략하게 도시한 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 화분 받침대(20)는 도 1에 도시된 화분 받침대(10)의 구성과 같이, 본체(11), 무게 측정부(12), 메모리(13), 중앙 처리부(14), 급수시기 알림부(15), 급수장치(16) 및 무선 통신부(17)를 포함한다.
그리고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 화분 받침대(20)는 도 4와 같이, 화분(1)에 식재된 식물(2)의 성장에 필요한 빛을 제공하는 조명모듈(21)을 더 포함하고, 조명모듈(21)은 본체(11)로부터 상부로 신장된 지지대(22)의 상단부에 지지된다.
조명모듈(21)은 적생광(R), 녹색광(G) 및 청색광(B)을 제공하는 LED 조명모듈을 사용하는 것이 바람직하다. 조명모듈(21)은 식물의 종류에 따라 적색광(R)(660~680nm), 녹생광(G)(530nm), 청색광(B)(430~450nm)의 비율을 조정하여 제공한다.
[표 1] 및 [표 2]는 조명모듈(21)의 구동방식을 일례로 도시한 표이다.
조명모듈 적색광(R) 녹색광(G) 청색광(B)

1cycle		 ON OFF OFF
OFF ON OFF
ON OFF ON
조명모듈 적색광(R) 녹색광(G) 청색광(B)

1cycle		 ON ON OFF
OFF ON ON
ON OFF ON
조명모듈(21)은 [표 1]과 같이 각 광(R/G/B)을 독립적으로 구동시키거나, 혹은 [표 2]와 같이, 2개의 광을 동시에 구동(혼합)시키는 방식으로 구동시킬 수 있다. 이외에도, 식물의 생육에 효과적인 구동방식으로 조명모듈(22)을 구동시킬 수 있다.
지지대(22)는 하단부가 본체(11)의 일측부에 지지되고, 상단부에는 조명모듈(21)이 고정 지지된다. 이러한 지지대(22)는 조명모듈(21)의 높이를 가변시키기 위해 상하로 길이가 가변되는 구조, 예컨대, 낚시대나 안테나 구조로 이루어질 수 있다.
중앙 처리부(14)는 도 1에 도시된 수분량 산출부(14a)와 급수시기 분석부(14b)를 포함한다. 그리고, 화분(1)의 현재 총 무게를 토대로 화분(1)에 식재된 식물(2)의 성장 특성을 분석하는 성장 분석부(14c)와, 성장 분석부(14c)를 통해 분석된 결과에 따라 조명모듈(21)의 구동을 제어하는 조명 조정부(14d)를 더 포함한다.
성장 분석부(14c)는 무게 측정부(12)에서 측정된 화분(1)의 현재 총 무게를 토대로 기간, 즉 성장에 따라 증가하는 식물의 무게를 산출한 후 이를 이용하여 기간별 식물의 무게에 대응하는 식물의 성장곡선을 산출하며, 이렇게 산출된 식물의 성장곡선을 식물의 표준 성장곡선(도 2참조)과 비교하여 식물의 성장상태를 분석한다.
도 5는 본 발명에 따른 성장 분석부를 통해 측정된 식물의 성장곡선을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 현 시점(tpre)에서 산출된 식물의 성장곡선에 대한 성장 분석부(14c)의 분석결과, 'A' 특성 그래프와 같이, 현재 식물이 초기부터 현 시점까지 식물 표준 성장곡선에 비해 급속하게 상승하는 것으로 분석되면, 조명모듈(21)의 LED 온/오프 주기를 느리게 제어하고, 'B' 특성 그래프와 같이, 현재 식물이 식물 표준 성장곡선에 비해 하락하는 것으로 분석되면, 조명모듈(21)의 LED 온/오프 주기를 빠르게 제어한다.
조명모듈(21)을 제어하는 조명 조정부(14d)는 성장 분석부(14c)의 분석결과, 현재 식물의 성장곡선이 식물 표준 성장곡선과 비교하여 상승하는 경우 조명모듈(21)의 한 주기(1cycle)을 느리게 제어한다. 반면, 하락하는 경우에는 빠르게 제어하여 현재 식물의 성장곡선이 식물 표준 성장곡선과 근접하도록 식물의 성장을 유도한다.
물론, 본 발명에 따른 조명 조정부(14d)는 주기를 조정하는 방법 이외에도, 각 색광(R/G/B)의 개별 구동시간 또는 동시에 구동되는 구동시간을 조정하거나, 혹은 구동되는 색광의 비율을 조정하는 방식으로 현재 식물의 성장을 정상적으로 유도할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 식물의 성장 관리 시스템을 간략하게 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 식물의 성장 관리 시스템은 도 1 및 도 4에 도시된 화분 받침대(10, 20)와, 무선 통신부(17)와 무선 통신하여 화분 받침대(10, 20)로부터 제공되는 급수시기를 포함하여 식물 성장정보를 제공받는 사용자 단말기(30)와, 무선 통신부(17)와 무선 통신하여 화분 받침대(10, 20)에서 전송되는 식물 성장정보를 제공받아 식물의 성장을 관리하는 관리서버(40)를 포함한다.
사용자 단말기(30)는 사용자가 소지하는 스마트폰 또는 개인 컴퓨터로서, 화분 초기정보, 식물 성장정보, 무게 변동정보가 내장 메모리에 저장될 수 있고, 무선 통신부(17)를 통해 화분 받침대(10, 20)로부터 화분의 현재 총 무게, 기간별 화분의 총 무게, 토양의 수분량, 급수시기 및 식물 성장정보 등을 제공받아 저장한다.
그리고, 사용자 단말기(30)는 저장된 화분 초기정보, 식물 성장정보, 무게 변동정보를 화분 받침대(10, 20)로 제공할 수 있다. 즉, 사용자는 사용자 단말기(30)를 통해 화분 초기정보, 식물 성장정보, 무게 변동정보를 화분 받침대(10, 20)로 제공할 수 있다.
관리서버(40)는 각 화분별 또는 각 식물별로 화분 초기정보, 식물 성장정보, 무게 변동정보가 저장 관리할 수 있고, 무선 통신부(17)를 통해 화분 받침대(10, 20)로부터 화분의 현재 총 무게, 기간별 화분의 총 무게, 토양의 수분량, 급수시기 및 식물 성장정보 등을 제공받아 저장 관리하는 한편, 사용자 단말기(20)로 제공한다.
또한, 관리서버(40)는 사용자 단말기(30)에서 입력된 화분의 현재 총 무게, 기간별 화분의 총 무게, 토양의 수분량, 급수시기 및 식물 성장정보 등을 제공받아 화분 받침대(10, 20)로 제공하고, 사용자 단말기(30)의 제어신호에 응답하여 화분 받침대(10, 20)의 중앙 처리부(14)와 급수장치(16)를 제어하여 식물의 성장을 관리한다.
이상에서와 같이 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 바람직한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아니다. 이처럼 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 본 발명의 실시예들의 결합을 통해 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
1 : 화분
2 : 식물(화초)
10, 20 : 화분 받침대
11 : 본체
12 : 무게 측정부
13 : 메모리
14 : 중앙 처리부
14a : 수분량 산출부
14b : 급수시기 분석부
14c : 성장 분석부
14d : 조명 조정부
15 : 급수시기 알림부
16 : 급수장치
17 : 무선 통신부
21 : 조명모듈(LED 모듈)
22 : 지지대
30 : 사용자 단말기
40 : 관리서버

Claims (9)

  1. 화분을 받치는 본체;
    상기 본체에 설치되어 상기 화분의 무게를 측정하는 무게 측정부;
    상기 본체에 내장 설치되어 상기 본체에 안치되어 지지되는 상기 화분에 대한 화분 초기정보와, 상기 화분에 식재되는 식물의 식물 성장정보를 저장하는 메모리;
    상기 무게 측정부를 통해 측정된 상기 화분의 현재 총 무게와, 상기 화분 초기정보에 포함된 화분의 초기 총 무게와, 상기 식물 성장정보에 포함된 식물 표준 성장특성에서 현재 시점에 해당하는 식물의 무게를 이용하여 토양의 현재 수분량을 산출하고, 산출된 토양의 현재 수분량을 이용하여 급수시기를 분석하는 중앙 처리부;
    를 포함하는 화분 받침대.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 화분의 초기 총 무게는 하기 [수학식 1]로 구하고,
    상기 토양의 현재 수분량은 하기 [수학식 2] 및 [수학식 3]으로 구하는,
    화분 받침대.
    [수학식 1]
    W_iT = W_ipot + W_isoil + W_iplant
    [수학식 2]
    W_psoil = W_pT - W_ipot - W_pplant
    [수학식 3]
    M_psoil = (W_psoil - W_isoil)/W_isoil
    여기서, 'W_iT'는 상기 화분의 초기 총 무게이고, 'W_ipot'는 화분의 자체 무게이고, 'W_isoil'은 화분의 내부에 채워진 토양의 무게이며, 'W_iplant'는 화분에 식재되는 식물의 무게이고, 'W_psoil'은 화분에 채워진 토양의 현재 무게이고, 'W_pT'는 상기 화분의 현재 총 무게이고, 'W_pplant'는 상기 식물 표준 성장특성에서 현재 시점에 해당하는 식물의 무게이고, 'M_psoil'은 화분에 채워진 토양의 현재 수분량임.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 식물의 표준 성장특성은 상기 화분에 식재된 식물과 동일한 식물에 대해 동일한 환경조건에서 정상적으로 생육시켰을 때, 설정된 기간에 따른 식물의 무게를 각각 측정한 후 측정된 값의 평균값을 기간별로 산출하여 얻어진 화분 받침대.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 중앙 처리부에서 분석된 상기 급수시기에 대응하여 상기 중앙 처리부에서 생성된 급수시기 알림신호에 응답하여 사용자에게 급수시기를 제공하는 급수시기 알림부; 및
    상기 중앙 처리부에서 분석된 상기 급수시기에 대응하여 상기 중앙 처리부에서 생성된 상기 급수시기 알림신호에 응답하여 상기 화분으로 물을 공급하는 급수장치;
    를 더 포함하는 화분 받침대.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 중앙 처리부는 상기 급수시기 알림신호와 함께 현재 상기 식물의 무게에 대응하여 상기 화분으로 공급되는 물 공급량을 결정하는 급수량을 상기 급수장치로 제공하고, 상기 급수장치는 상기 급수량 만큼 물을 상기 화분으로 공급하는 화분 받침대.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 메모리는 상기 화분에 식재된 식물의 가지치기나 토양의 채움으로 인해 식물의 가지치기와 토양의 채움 시점에서 식물과 토양의 무게가 변동된 경우, 상기 화분 초기정보에 포함된 식물과 토양의 정보를 변동된 정보로 갱신하는 화분 받침대.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 화분에 식재된 식물의 성장에 필요한 빛을 제공하는 조명모듈을 더 포함하고, 상기 조명모듈은 상기 본체로부터 상부로 신장된 지지대의 상단부에 지지되고, 적생광(R), 녹색광(G) 및 청색광(B)을 제공하는 LED 조명모듈로 이루어진 화분 받침대.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 중앙 처리부는,
    상기 무게 측정부에서 측정된 상기 화분의 현재 총 무게를 토대로 기간별 식물의 무게에 대응하는 식물의 성장곡선을 산출하고, 산출된 식물의 성장곡선을 해당 식물에 대한 표준 성장곡선과 비교하여 식물의 성장상태를 분석하는 성장 분석부; 및
    상기 성장 분석부를 통해 분석된 식물의 성장상태에 따라 상기 조명모듈의 구동을 제어하여 상기 화분에 식재된 식물의 성장곡선이 상기 표준 성장곡선에 근접하도록 상기 식물의 성장을 유도하는 조명 조정부;
    를 더 포함하는 화분 받침대.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항의 화분 받침대;
    상기 화분 받침대로부터 무선 통신을 통해 화분의 현재 총 무게, 기간별 화분의 총 무게, 토양의 수분량, 급수시기 및 식물 성장정보를 제공받는 사용자 단말기; 및
    상기 화분 받침대로부터 화분의 현재 총 무게, 기간별 화분의 총 무게, 토양의 수분량, 식물의 급수시기 및 식물 성장정보 등을 제공받아 관리하고, 상기 사용자 단말기의 제어신호에 응답하여 상기 화분 받침대를 제어하여 식물의 성장을 관리하는 관리서버;
    를 포함하는 식물의 성장 관리 시스템.
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