KR20220168223A - 스마트 이끼패널 장치 - Google Patents

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KR20220168223A
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Abstract

스마트 이끼패널 장치가 개시된다.
본 발명의 일 측면에 따른 스마트 이끼패널 장치는, 이끼가 식재된 복수의 단위패널들이 서로 인접 배열되어 구성되는 이끼패널 블록; 상기 이끼패널 블록의 일측에 구비되어 상기 이끼패널 블록에 유체를 공급하는 유체공급부; 상기 이끼패널 블록의 타측에 구비되어 상기 이끼패널 블록을 거친 유체를 회수하는 유체회수부; 상기 유체공급부에 물을 공급하기 위한 물탱크; 상기 유체공급부에 영양분을 공급하기 위한 영양분 저장탱크; 상기 유체공급부에 해충 및 냄새제거제를 공급하기 위한 해충 및 냄새제거제 저장탱크; 상기 이끼패널 블록에 광을 조사하기 위한 광원; 상기 이끼의 생육상태를 촬영하기 위한 카메라; 및 제어부;를 구비한다.

Description

스마트 이끼패널 장치{Smart moss panel apparatus}
본 발명은 스마트 이끼패널 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이끼패널에 식재된 이끼의 상태를 각종 센서의 측정값 및 카메라 이미지 등으로 자동으로 인식하여, 그 결과에 따라 공급해야 하는 요소의 공급을 결정하여, 이끼의 생육이 최적의 상태로 유지되도록 하기 위한 스마트 이끼패널 장치에 관한 것이다.
최근 급속하고 과밀한 도시화의 결과로 도시의 생태환경이 양적인 면과 질적인 면에서 크게 악화되고 있다.
도시 생태계의 파괴는 도시 내 동식물 서식공간의 감소 및 오염，생물종의 감소, 더 나아가 생태계의 안정과 균형 파괴로 인한 복원력과 자생력의 상실로 이어진다. 도심의 생태환경을 악화시키는 근본적 원인은 녹지 공간의 감소이다.
이러한 녹지 공간의 감소로 인한 문제를 줄이기 위해 최근 녹지가 부족한 도시에서 대부분의 토지를 차지하고 있는 건축물, 토목 구조물 등을 녹지 공간으로 활용하기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있다. 이러한 자연공간이 아닌 인간의 도시 활동에 의하여 생겨난 인공지반을 녹화하는 것을 인공지반 녹화라 한다.
인공지반이라고 할 수 있는 곳은 건축물의 외벽이나 옥상, 고가，주차장 상부，방음벽 등 인간에 의해 조성된 공간으로, 자연지반과 분리되어 있으므로 인위적으로 새로운 토양층을 만들어 녹화하여야 한다. 녹화된 인공지반은 자연상태의 녹지와 마찬가지로 주변의 동식물이 서식할 수 있는 공간을 제공하고，건축물의 냉난방 에너지 소비를 절감시킴과 동시에 옥상의 축열 현상을 감소시켜 도시열섬 현상을 완화하는데 커다란 역할을 할 수 있다. 이외에 대기정화，산소발생，미기후 조절，소음경감 등도 인공지반 녹화를 통해 얻을 수 있는 혜택이다.
인공지반 녹화의 구체적인 예로 옥상 녹화, 벽면 녹화, 가로 녹화 등이 알려져 있다. 이러한 녹화 기술을 이용하여 인공 구조물의 표면을 식물로 피복하면 태양열을 차단함으로써 인공 구조물들의 환경부하를 경감시킬 수 있다.
각종 인공 구조물의 녹화에 이용되는 식물로 최근 이끼가 주목을 받고 있다. 이끼는 지구상에서 최초로 육상생활에 적응한 선태식물(bryophyte)로, 형태학상 줄기, 잎의 구별이 있거나, 편평한 엽상체로서 조직의 분화는 적고 헛뿌리가 있으며, 무성세대와 유성세대를 거친다.
이끼는 산소 배출량이 뛰어나고, 탄소고정화 함률이 높다. 또 생태계를 복원, 회복, 개선시키는 효과, 건축물보호 효과, 냉난방 에너지 절약 효과 등이 탁월하며, 특히 건조상태에 비해 실제 중량의 20배 이상 함수할 수 있어 우수의 저장능력이 뛰어나 이로 인한 증발산량 효과도 양호하다. 이러한 장점 이외에, 이끼는 강한 생장력으로 인해 수직면 생장이 비교적 원활하게 이루어질 수 있고, 수분 공급이 쉬워 다른 식물을 이용하는 것에 비해 유지비용도 적게 들고, 벽면 녹화에 이상적이다.
이러한 이끼는 이끼가 식재된 이끼패널을 벽면이나 옥상에 장착하는 방식으로 녹화가 진행되어 왔다. 그러나 이러한 이끼패널의 경우, 주변환경 변화에 대응하여 서식환경에 변화를 주는 것이 필요하고 주기적으로 물과 영양분을 공급하여야 하는 등 관리가 필요하며, 육안으로 식별하기 어려운 생육조건의 경우 파악이 어려워 생육에 지장을 초래하는 등 관리가 어렵다는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1187406(2012.09.25.) 대한민국 등록특허공보 제10-1010730(2011.01.18.)
본 발명은 상술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 상기한 종래의 문제점을 극복할 수 있는 스마트 이끼패널 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 이끼패널에 식재된 이끼의 상태를 각종 센서의 측정값 및 카메라 이미지 등으로 자동으로 인식하여, 그 결과에 따라 공급해야 하는 요소의 공급을 결정하여 이끼의 생육이 유지되도록 최적의 생육환경을 조성할 수 있는 스마트 이끼패널 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 이끼패널 주변의 공기와 건물 내부의 공기를 순환시켜 건물 내부의 공기를 정화시킬 수 있는 스마트 이끼패널 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은 상술한 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 이끼패널 장치는, 이끼가 식재된 복수의 단위패널들이 서로 인접 배열되어 구성되는 이끼패널 블록; 상기 이끼패널 블록의 일측에 구비되어 상기 이끼패널 블록에 유체를 공급하는 유체공급부; 상기 이끼패널 블록의 타측에 구비되어 상기 이끼패널 블록을 거친 유체를 회수하는 유체회수부; 상기 유체공급부에 물을 공급하기 위한 물탱크; 상기 유체공급부에 영양분을 공급하기 위한 영양분 저장탱크; 상기 유체공급부에 해충 및 냄새제거제를 공급하기 위한 해충 및 냄새제거제 저장탱크; 상기 이끼패널 블록에 광을 조사하기 위한 광원; 상기 이끼의 생육상태를 촬영하기 위한 카메라; 및 제어부;를 구비하며, 상기 제어부는, 미리 정해진 주기 또는 필요에 따라 상기 물탱크의 물과 상기 영양분 저장탱크의 영양분이 상기 유체공급부로 공급되도록 제어하고, 상기 카메라를 통해 촬영된 촬영이미지와 미리 설정된 기준이미지를 비교하여 해충이 존재한다고 판단되는 경우에는 상기 해충 및 냄새제거제 저장탱크에서 해충 및 냄새제거제가 상기 유체공급부로 공급되도록 제어하며, 상기 카메라를 통해 촬영된 촬영이미지와 미리 설정된 기준이미지를 비교하여 상기 이끼의 색깔이 변색되었다고 판단되는 경우에는 상기 물탱크의 물 또는 상기 영양분 저장탱크의 영양분이 상기 유체공급부로 공급되도록 제어하고, 광조사가 필요하다고 판단되는 경우에는 상기 광원을 이용하여 광이 상기 이끼패널 블록에 조사되도록 제어한다.
본 발명의 일 측면에 따른 이끼패널 장치는, 상기 이끼패널 블록 주변의 습도측정을 위한 습도센서; 상기 이끼패널 블록 주변의 냄새감지를 위한 냄새센서; 상기 이끼패널 블록 주변의 온도측정을 위한 온도센서; 상기 이끼패널 블록 주변의 조도량 측정을 위한 조도센서;를 더 구비할 수 있으며, 상기 제어부는, 상기 습도센서를 통해 측정된 습도 측정값이 미리 설정된 기준습도보다 낮은 경우에 상기 물탱크의 물이 상기 유체공급부로 공급되도록 제어하고, 상기 냄새센서를 통해 악취발생여부를 측정하여 악취발생시 상기 해충 및 냄새제거제 저장탱크에서 해충 및 냄새제거제를 상기 유체공급부에 공급하며, 상기 온도센서를 통해 측정된 온도 측정값이 미리 설정된 기준온도보다 낮거나 상기 조도센서를 통해 일정시간 동안 측정된 조도량이 미리 설정된 조도량보다 낮은 경우에 상기 광원을 통해 광이 상기 이끼패널 블록에 조사되도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 이끼패널 장치는, 상기 유체공급부를 통해 공급되는 유체 내의 영양분의 성분 분석을 수행하는 제1계측모듈; 및 상기 유체회수부를 통해 회수되는 유체 내의 영양분의 성분 분석을 수행하는 제2계측모듈;을 더 구비할 수 있으며, 상기 제어부는, 상기 제1계측모듈을 통해 계측된 영양분의 성분과 상기 제2계측모듈을 통해 계측된 영양분의 성분을 비교하여 소모량이 많은 성분과 소모량이 적은 성분을 파악하고, 상기 유체공급부로 공급되는 영양분에 소모량이 많은 성분이 더 많이 포함되고 소모량의 적은 성분이 적게 포함되도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 이끼패널 장치는, 상기 이끼패널 블록 주변의 미세먼지측정을 위한 미세먼지 측정센서; 및 상기 이끼패널 블록 주변의 공기를 흡입하여 흡입되는 공기와 건물 내부의 공기를 순환시키기 위한 공기순환부;를 더 구비할 수 있으며, 상기 제어부는, 상기 미세먼지 측정센서를 통해 제공되는 미세먼지 측정값이 미리 설정된 제1미세먼지 기준값보다 낮거나, 상기 미세먼지 측정센서를 통해 제공되는 상기 이끼패널 블록 주변의 미세먼지 측정값과 건물 내부의 미세먼지 측정값을 비교한 미세먼지 차이값이 미리 설정된 제2미세먼지 기준값보다 큰 경우에 상기 공기순환부를 제어하여 공기를 순환시킬 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 이끼패널 장치는, 일측에는 공기흡입구가 구비되고 타측에는 공기유출구가 구비되며 상기 이끼패널 블록을 덮는 투명재질의 커버;를 더 구비할 수 있으며, 상기 미세먼지 측정센서는 상기 커버 내부의 공기에 대한 미세먼지 측정을 수행하고, 상기 공기 순환부는 상기 공기유출구를 통해 상기 커버 내부의 공기를 흡입하여 건물 내부로 유입시키고, 건물 내부의 공기는 건물 외부로 배출시키거나 상기 공기흡입구를 통해 상기 커버 내부로 유입되도록 공기순환을 수행할 수 있다.
상기 제어부는 관리자의 스마트폰 또는 관리서버에 동작상태정보를 제공하기 위한 유무선 통신모듈을 구비할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 의할 경우, 이끼패널에 식재된 이끼의 상태를 각종 센서의 측정값 및 카메라 이미지 등으로 자동으로 인식하여, 그 결과에 따라 공급해야 하는 요소의 공급을 결정하여 자동으로 이끼의 생육이 유지되도록 최적의 생육환경을 조성할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 이끼패널 주변의 공기와 건물 내부의 공기를 순환시켜 건물 내부의 공기를 깨끗한 공기로 교체할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 효과는 상술한 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트 이끼패널 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1의 이끼패널의 개략도를 나타낸 것이다.
도 3은 도 1의 스마트 이끼패널 장치에 구비되는 센서들의 구성 블록도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스마트 이끼패널 장치의 블록도이다.
도 5는 공기순환부의 개략적 구성을 도시한 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 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 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 본 발명의 기술적 사상과 관계없는 부분의 설명은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적인 실시예에서만 설명하고, 그 외의 다른 실시예에서는 대표적인 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하는 것을 의미할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 이끼패널 장치의 블록도이고, 도 2는 도 1의 이끼패널의 개략도를 나타낸 것이고, 도 3은 도 1의 스마트 이끼패널 장치에 구비되는 센서들의 구성 블록도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트 이끼패널 장치(100)는 이끼패널 블록(110), 유체공급부(120), 유체회수부(130), 물탱크(140), 영양분 저장탱크(150), 해충 및 냄새제거제 저장탱크(160), 카메라(170), 광원(180) 및 제어부(190)를 구비한다. 본 발명에 따른 스마트 이끼패널 장치는 녹화를 위해 건물의 벽면 또는 옥상에 설치될 수 있으며, 이 밖에 별도의 구조물에 의하여 실내 또는 실외의 다양한 공간에 다양한 방식으로 설치될 수 있다.
상기 이끼패널 블록(110)은 이끼(M)가 식재되고 물과 영양분의 공급을 위한 유체통로(미도시)가 내부에 각각 형성되는 복수의 단위패널(112)들이 서로 인접 배열되어 구성된다. 상기 단위패널(112) 및 상기 이끼패널 블록(110)은 통상의 기술자에게 잘 알려진 구성으로 구비될 수 있으며, 상기 유체공급부(120)를 통해 공급되는 물 또는 영양분이 고르게 공급되고 상기 유체공급부(120)를 통해 회수될 수 있는 구조로 구비되며, 통상의 기술자에게 알려진 다양한 구조로 형성되는 것이 가능하다.
예를 들면, 대한민국 등록특허공보 제10-1187406호(2012.09.25.)에 개시된 이끼패널과 동일 또는 이의 응용구조를 가질 수도 있고, 대한민국 등록특허공보 제10-1010730(2011.01.18.)에 개시된 녹화용 식생패널과 동일 또는 이의 응용구조를 가질 수도 있으며, 이외에 통상의 기술자에게 알려진 다양한 다른 구조도 가능하다. 또한, 상기 단위패널(112)은 사각형 등의 다각형 구조를 가질 수도 있고 원형 구조를 가질 수도 있는 등 다양한 형상으로 구성가능하다.
상기 유체공급부(120)는 상기 이끼패널 블록(110)의 일측에 구비되어 상기 유체통로를 통해 이끼패널 블록(110) 내의 상기 단위패널(112)들 각각에 물 또는 영양분 등의 유체를 공급하게 된다.
상기 유체회수부(130)는 상기 이끼패널 블록(110)의 타측에 구비되어 상기 유체통로를 거친 유체를 회수하기 위한 것이다. 즉 상기 유체공급부(120)를 통해 공급되는 물 또는 영양분 등의 유체가 상기 이끼패널 블록(110)을 통과한 이후에 회수하기 위한 것이다.
상기 물탱크(140)는 상기 유체공급부(120)에 물을 공급하기 위한 것이고, 상기 영양분 저장탱크(150)는 상기 유체공급부(120)에 영양분을 공급하기 위한 것이다. 상기 물탱크(140)의 물은 외부에서 전체를 공급받는 것도 가능하지만, 상기 유체회수부(130)를 통해 회수되는 물을 별도의 배관을 통해 펌프(144)를 이용하여 재사용하고, 부족한 경우에만 외부에서 추가로 공급받는 것이 가능하다.
상기 영양분 저장탱크(150)는 상기 이끼패널 블록(110)에 구비되는 이끼의 생장에 필요한 영양분을 저장하고 있으며, 상기 이끼의 생장에 필요하도록 최적의 비율로 합성된 영양분을 저장하는 것도 가능하고, 영양분을 구성하는 각각의 성분들을 개별적으로 저장하는 것도 가능하다. 이에 따라, 부족한 성분이 있는 경우 제공되는 영양분에 부족한 성분을 추가하는 것이 가능한 구조를 가진다.
상기 해충 및 냄새제거제 저장탱크(160)는 상기 이끼패널 블록(110)에 해충이 있거나 악취가 발생되는 경우, 이를 방제 또는 제거하기 위해 상기 유체공급부(120)를 통해 해충 및 냄새제거제를 공급하기 위한 것이다. 상기 해충 및 냄새제거제 저장탱크(160)는 해충제거제와 냄새제거제를 각각 별도로 저장하여 각각 별도로 공급되도록 하는 것도 가능하고, 해충 및 냄새제거 기능을 동시에 갖는 물질을 공급하도록 하는 것이 가능한 구성을 가질 수 있다.
상기 물탱크(140)를 통한 물공급과 상기 영양분 저장탱크(150)를 통한 영양분 공급, 상기 해충 및 냄새제거제 저장탱크(160)를 통한 해충 및 냄새제거제를 공급은 각각 별도의 배관을 통해 수행될 수도 있고, 도 1에 도시된 바와 같이, 3웨이 밸브(145)를 통해 연결되어 상기 유체공급부(120)에 연결된 하나의 배관을 통해 공급하는 것도 가능하다. 또한, 원활한 공급을 위해 각각의 배관 또는 특정 배관에 펌프(142)를 구비하는 것도 가능하다. 그리고, 상기 영양분 저장탱크(150)의 영양분과 상기 해충 및 냄새제거제 저장탱크(160)의 해충 및 냄새제거제는 별도의 혼합조(155)를 통해 혼합되어 상기 유체공급부(120)에 공급되는 것도 가능하다.
이때, 상기 혼합조(155)에는 영양분 저장탱크(150)에 담긴 영양분 또는 해충 및 냄새제거제 저장탱크(160)에 담긴 해충 및 냄새제거제의 분산 및 혼합을 위하여 물탱크(140)에서 물이 공급될 수 있다. 혼합조(155)에서 물에 분산 및 혼합된 영양분 또는 해충 및 냄새제거제는 유체공급부(120)로 공급된다.
상기 영양분 저장탱크(150)에 담기는 영양분은 이끼의 생육에 필요한 다양한 공지된 영양분이 사용될 수 있으며, 상기 해충 및 냄새제거제 저장탱크(160)에 담기는 해충 및 냄새제거제는 은 나노 물질과 같이 해충 및 냄새의 제거가 가능한 공지된 다양한 물질이 사용될 수 있다.
상기 카메라(180)는 상기 이끼패널 블록(110)에서 생장하는 이끼의 생육상태를 촬영하여 촬영한 촬영이미지를 상기 제어부(190)에 제공한다. 상기 촬영이미지는 상기 제어부(190)에 제공되어 상기 제어부(190)를 통해 영상인식을 수행하고, 영상인식을 통해 이끼의 생육상태를 알 수 있게 된다. 예를 들어, 촬영이미지를 정상상태의 기준이미지와 비교하여 이끼의 잎이 변색되었는지(예를 들면, 갈변 상태인지 등) 여부, 해충이 있는지 여부 등을 파악하는 것이 가능하다. 해충의 경우는 색깔로 구분하는 것도 가능하고, 기준이미지에 없던 새로운 모양이 촬영된 경우 등을 포함하여 다양한 방식으로 파악하는 것이 가능하다.
상기 광원(180)은 상기 이끼패널 블록(110)에 광을 조사하기 위한 것으로 엘이디(LED)가 이용될 수 있다. 상기 광원(180)을 통한 광조사는 상기 이끼패널 블록(100) 주변의 온도가 낮아 이끼가 동사 위험이 있거나, 특정 조도 이상의 광이 일정시간 이상 필요한 경우에 수행될 수 있다.
상기 제어부(190)는 이끼패널 장치(100)의 전반적인 동작제어를 수행하고, 미리 정해진 주기 또는 필요에 따라 상기 물탱크(140)의 물과 상기 영양분 저장탱크(150)의 영양분이 상기 유체공급부(120)로 공급되도록 제어한다.
또한, 상기 제어부(190)는 상기 카메라(170)를 통해 촬영된 촬영이미지와 기준이미지를 비교하여 해충이 존재하는 경우는 상기 해충 및 냄새제거제 저장탱크(160)에서 해충 및 냄새제거제를 상기 유체공급부(120)에 공급하고, 상기 카메라(170)를 통해 촬영된 촬영이미지와 기준이미지를 비교하여 상기 이끼의 색깔이 변색되었다고 판단되는 경우에는 상기 물탱크(140)의 물 또는 상기 영양분 저장탱크(150)의 영양분을 상기 유체공급부(120)에 공급하며, 광의 조사가 필요하다고 판단되는 경우에 상기 광원(180)을 이용하여 백색광이 조사되도록 제어하게 된다.
상기 제어부(190)를 통한 원활한 제어를 위해 도 3에 도시된 바와 같이 복수의 센서들, 예를 들면, 습도센서(210), 냄새센서(220), 온도센서(230), 조도센서(240), 미세먼지 측정센서(245)등이 추가될 수 있다. 또한 상기 제어부(190)는 관리자의 스마트폰(270) 또는 관리서버(280)에 동작상태정보를 제공하기 위한 유무선 통신모듈(미도시)을 추가로 구비하여, 상기 제어부(190)의 동작상태나 상기 이끼패널 블록(110)에 대한 각종 센서들의 측정값 정보 등을 관리자의 스마트폰(270) 또는 관리서버(280)에 전송하고, 관리자의 스마트폰(270) 또는 관리서버(280)에서 제공되는 제어정보에 응답하여 추가적인 제어동작을 수행하는 것이 가능하다.
상기 습도센서(210)는 상기 이끼패널 블록(110) 내부 또는 주변의 습도측정을 위한 것으로, 측정된 습도 측정값은 상기 제어부(190)에 제공되고, 상기 제어부(190)는 상기 습도센서(210)를 통해 측정된 습도 측정값이 미리 설정된 기준습도보다 낮은 경우에 상기 물탱크(140)의 물이 상기 유체공급부(120)로 공급되도록 제어할 수 있다.
상기 냄새센서(220)는 상기 이끼패널 블록(110) 주변의 냄새감지를 위한 것으로, 측정된 냄새 측정값은 상기 제어부(190)에 제공되고, 상기 제어부(190)는 상기 냄새센서(220)를 통해 악취발생여부(미리 정해진 기준냄새값보다 높은 경우 등)를 측정하여 악취발생시 상기 해충 및 냄새제거제 저장탱크(160)에서 해충 및 냄새제거제를 상기 유체공급부(120)에 공급하게 된다.
상기 온도센서(230)는 상기 이끼패널 블록(110) 주변의 온도측정을 위한 것으로, 측정된 온도 측정값은 상기 제어부(190)에 제공되고, 상기 제어부(190)에서는 상기 온도센서(230)를 통해 측정된 온도측정값이 미리 설정된 기준온도보다 낮은 경우에는 동사 등의 방지를 위해 상기 광원(180)을 통해 광이 조사되도록 제어하게 된다.
상기 조도센서(240)는 상기 이끼패널 블록(110) 주변의 조도량 측정을 위한 것으로, 측정된 조도 측정값은 상기 제어부(190)에 제공되고, 상기 제어부(190)에서는 상기 조도센서(240)를 통해 일정시간동안 측정된 조도량이 미리 설정된 조도량보다 낮은 경우에 상기 광원(180)을 통해 광이 조사되도록 제어할 수 있다.
상기 미세먼지 측정센서(245)는 상기 이끼패널 블록(110) 주변의 미세먼지 측정을 위한 것으로, 측정된 미세먼지 측정값은 상기 제어부(190)에 제공되고, 상기 제어부(190)에서는 상기 미세먼지 측정값을 통해 미세먼지 저감여부를 확인하는 것이 가능하고, 이를 관리자의 스마트폰(270) 또는 관리서버(280)에 전송하여 미세먼지 저감상태를 확인할 수 있도록 할 수 있다. 이외에 상기 미세먼지 측정센서(245)는 후술하는 공기순환을 위해 필요할 수 있다.
상기 제어부(190)에는 상기 카메라(170)의 촬영이미지 인식 및 각종 센서들의 측정값 인식을 위해 인공지능(AI) 모듈이 구비될 수 있고, 딥러닝 등을 이용한 학습과정을 통해 제어동작을 수행하는 것이 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따르면 이끼패널 블록(110)에 식재된 이끼의 상태를 각종 센서의 측정값 및 카메라 이미지 등으로 자동으로 인식하여, 그 결과에 따라 공급해야 하는 요소의 공급을 결정하여 자동으로 이끼의 생육이 유지되도록 최적의 생육환경을 조성할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스마트 이끼패널 장치의 블록도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 스마트 이끼패널 장치는 이끼패널 블록(110), 유체공급부(120), 유체회수부(130), 물탱크(140), 영양분 저장탱크(150), 해충 및 냄새제거제 저장탱크(160), 카메라(170), 광원(180) 및 제어부(190)를 구비하고, 추가적으로 제1계측모듈(250) 및 제2계측모듈(260)을 더 구비한다.
여기서 이끼패널 블록(110), 유체공급부(120), 유체회수부(130), 물탱크(140), 영양분 저장탱크(150), 해충 및 냄새제거제 저장탱크(160), 카메라(170), 광원(180) 및 제어부(190)의 기본 구성 및 동작은, 본 발명의 제1 실시예를 통해 설명한 바와 같다. 또한, 도 3을 통해 설명한 각종 센서들의 구성도 동일하게 구비하게 되므로 이에 대한 설명은 생략하고, 제1계측모듈(250) 및 제2계측모듈(260)의 구성 및 이를 통한 상기 제어부(190)의 추가 구성만을 설명하기로 한다.
상기 제1계측모듈(250)은 상기 유체공급부(120)를 통해 공급되는 유체 내의 영양분의 성분 분석을 수행하여 상기 제어부(190)에 제공한다. 상기 유체공급부(120)를 통해 공급되는 유체에는 물과 영양분 등이 있을 수 있으며, 상기 제1계측모듈(250)은 상기 영양분에 대한 성분분석을 수행하여 상기 제어부(190)에 제공하게 된다. 이를 위해 상기 제1계측모듈(250)은 상기 이끼패널 블록(110)에 공급되는 영양분의 성분을 분석할 수 있는 각종 센서나 기타 필요한 구성을 모두 포함할 수 있다.
상기 제2계측모듈(260)은 상기 유체회수부(130)를 통해 회수되는 유체 내의 영양분의 성분 분석을 성분 분석을 수행하여 상기 제어부(190)에 제공한다. 상기 제2계측모듈(260) 또한 상기 이끼패널 블록(110)을 통과하여 회수되는 영양분의 성분을 분석할 수 있는 각종 센서나 기타 필요한 구성을 모두 포함할 수 있다.
이 경우 상기 제어부(190)에서는 상기 제1계측모듈(250)을 통해 계측된 영양분의 성분과 상기 제2계측모듈(260)을 통해 계측된 영양분의 성분을 비교하여, 소모량이 많은 성분과 소모량이 적은 성분을 파악한다. 상기 제1계측모듈(250)을 통해 계측되는 영양분의 성분은 상기 영양분 저장탱크(150)를 통해 공급되는 영양분으로 상기 이끼패널 블록(110)의 이끼들의 생육에 사용되기 전의 성분이고, 상기 제2계측모듈(260)을 통해 계측되는 영양분의 성분은 상기 이끼패널 블록(110)의 이끼들의 생육에 소모되고 남은 영양분의 성분을 의미하기 때문에, 이들 성분 차이를 분석하게 되면 소모량이 많은 영양분의 성분과 소모량이 적거나 아예 없는 영양분의 성분을 파악하는 것이 가능하다. 이에 따라 상기 이끼패널 블록(110)에서 제일 필요한 영양분의 성분이 어느 것인지를 파악하는 것이 가능하게 된다. 즉 소모량이 가장 많은 영양분이 상기 이끼패널 블록(110)에서 제일 필요한 성분이라고 파악할 수 있다.
이 경우 상기 제어부(190)에서는 상기 영양분 저장탱크(150)를 통해 상기 유체공급부(120)로 공급되는 영양분에 소모량이 많은 성분이 더 많이 포함되도록 하고, 소모량이 적은 성분이 적게 포함되도록 하여 상기 유체공급부(120)로 공급되도록 제어하게 된다.
통상적으로, 이끼패널 블록(110)에 최적비율을 가지도록 영양분을 배합하여 공급한다고 하여도, 이는 평균적인 상황을 가정한 것이므로, 현재 이끼가 서식하는 이끼패널 블록(110)의 생육환경에 따라 더 많이 필요한 영양 성분이 있을 수 있고, 더 적게 필요한 영양 성분이 있을 수 있다. 이에 따라, 상기 계측모듈(250,260)을 통해 영양분의 필요정도 또는 소모정도를 측정하여 현재의 생육환경에서 최적의 영양분 비율로 영양분이 공급되도록 하여 최적의 생육환경을 조성하는 것이 가능하게 된다.
상술한 본 발명의 제1실시예에 따른 이끼패널 장치 또는 본 발명의 제2실시예에 따른 이끼패널 장치는 추가적으로 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 미세먼지 측정센서(245)와 연동하는 공기순환부(310)가 더 구비될 수 있다.
상기 미세먼지 측정센서(245)는 상기 이끼패널 블록 주변의 미세먼지를 측정하여 미세먼지 측정값을 상기 제어부(190)에 제공하게 된다.
상기 공기순환부(310)는 상기 이끼패널 블록(110) 주변의 공기를 흡입하여 흡입되는 공기와 건물 내부의 공기를 순환시키기 위한 것으로, 이에 필요한 환풍팬, 공기순환배관 등 통상의 기술자에게 잘 알려진 필요한 구성을 포함할 수 있다. 여기서 건물은 상기 이끼패널 블록(110)이 설치된 건물을 의미할 수 있으며, 상기 이끼패널 블록(110)은 상기 건물의 내벽, 외벽 또는 옥상에 설치될 수 있다.
상기 제어부(190)는 상기 미세먼지 측정센서(245)를 통해 제공되는 미세먼지 측정값이 미리 설정된 제1미세먼지 기준값보다 낮은 경우에 상기 공기순환부(310)를 동작시켜, 건물 내부의 공기와 상기 이끼패널 블록(110) 주변의 공기를 순환시켜 건물 내부의 공기를 미세먼지가 적은 깨끗한 공기로 교체하는 것이 가능하다.
이끼의 미세먼지 정화능력 또는 공기정화능력은 통상의 기술자에게 잘 알려져 있으며, 상기 이끼패널 블록(110) 주변은 서식하는 이끼에 의해 미세먼지가 제거되어 깨끗한 공기를 가진다고 판단할 수 있다. 이에 따라 상기 이끼패널 블록(110) 주변의 깨끗한 공기와 건물 내부의 공기를 교체하여 깨끗한 공기가 건물 내부로 유입되도록 하는 것이 가능하다.
여기서 상기 제1미세먼지 기준값은 기상청 등에서 제공되는 미세먼지 농도수준에서 나쁨이나 매우나쁨 수준이 아닌 보통수준의 미세먼지 농도값을 의미할 수 있고, 이는 필요에 따라 달리 설정하는 것도 가능하다.
다른 방식으로, 상기 제어부(190)는 상기 미세먼지 측정센서(245)를 통해 제공되는 상기 이끼패널 블록(110) 주변의 미세먼지 측정값과, 상기 건물 내부의 미세먼지 측정값을 제공받는 것이 가능하다. 이를 위해 상기 건물 내부의 미세먼지 측정을 위한 별도의 미세먼지 측정센서(미도시)를 더 구비할 수 있다.
상기 제어부(190)는 상기 이끼패널 블록(110) 주변의 미세먼지 측정값과, 상기 건물 내부의 미세먼지 측정값을 서로 비교하여 그 차이값을 산출한 미세먼지 차이값이 미리 설정된 제2미세먼지 기준값보다 큰 경우에 상기 공기순환부(310)를 제어하여 공기를 순환시키는 것이 가능하다.
여기서 상기 건물 내부의 미세먼지를 측정함이 없이, 상기 건물 주변의 공기에 대하여 기상청 서버 등에서 제공되는 미세먼지 값을 이용하여 상기 이끼패널 블록(110) 주변의 미세먼지 측정값과 비교하여 상기 미세먼지 차이값을 산출하는 것도 가능하다.
상기 미세먼지 차이값이 크다는 의미는 상기 이끼패널 블록(110) 주변의 공기와 건물 내부의 공기의 미세먼지 차이가 크다는 것으로 판단할 수 있고, 이 경우 상기 이끼패널 블록(110) 주변의 공기가 더 깨끗하다고 판단할 수 있다. 이에 따라, 이들의 차이값이 미리 정해진 일정 차이값(제2미세먼지 기준값) 보다 크게 되면, 건물 주변의 공기보다 상기 이끼패널 블록(110) 주변의 공기가 깨끗하다는 것으로 판단할 수 있으므로, 상기 이끼패널 블록(110) 주변의 깨끗한 공기와 건물 내부의 공기를 교체하여 깨끗한 공기가 건물 내부로 유입되도록 하는 것이 가능하다.
여기서, 일정 미세먼지 농도 수준으로 정해지는 상기 제1미세먼지 기준값을 기준으로 하는 경우에는 상기 이끼패널 블록(110) 주변의 공기가 일정수준 이상으로 깨끗해진 경우에 상기 공기순환부(310)을 동작시켜 공기순환을 수행하게 된다. 하지만, 미세먼지 측정값들의 차이값을 의미하는 상기 제2미세먼지 기준값을 기준으로 하는 경우에는, 일정 수준 이상의 미세먼지 측정값들의 차이가 발생되면, 상기 이끼패널 블록(110) 주변공기의 깨끗한 수준과는 관계없이 측정값의 차이에 의해 상기 공기순환부(310)을 동작시켜 공기순환을 수행하게 된다.
상기 이끼패널 블록(110) 주변의 공기를 순환시키게 되는 경우, 이끼패널 블록(110)이 없는 부분의 공기와 혼합되므로, 깨끗한 공기의 순환이 어려울 수 있다. 이를 위해 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 이끼패널 블록(110)을 덮는 커버(115)가 더 구비될 수 있다. 상기 커버(115)는 햇빛의 투과가 가능하도록 투명재질로 구비될 수 있다.
상기 커버(115)는 일측에는 공기흡입구(115a)가 구비되고 타측에는 공기유출구(115b)가 구비되며 상기 이끼패널 블록(110) 전체를 덮는 구조를 가지게 된다. 이에 따라 커버(115) 내부에는 상기 이끼패널 블록(110)의 이끼의 미세먼지 제거능력에 의해 미세먼지 등이 제거되어 깨끗한 공기가 생성되게 된다.
이 경우 상기 미세먼지 측정센서(245)는 상기 커버(115) 내부의 공기에 대한 미세먼지 측정을 수행하여 상기 이끼패널 블록(110) 주변의 미세먼지 측정값을 상기 제어부(190)에 제공하는 것이 가능하고, 상기 제어부(190)는 상기 미세먼지 측정센서(245)를 통해 제공되는 미세먼지 측정값과, 건물 내부의 미세먼지 측정값을 서로 비교하여 산출한 미세먼지 차이값이 미리 설정된 제2미세먼지 기준값보다 큰 경우에 상기 공기순환부(310)를 제어하여 공기를 순환시키는 것이 가능하다.
그리고, 상기 제1미세먼지 기준값을 이용하여 상기 미세먼지 측정센서(245)를 통해 제공되는 미세먼지 측정값이 미리 설정된 제1미세먼지 기준값보다 낮은 경우에 상기 공기순환부(310)를 동작시켜 공기를 순환시키는 것도 가능하고, 두가지 방식을 모두 사용하는 것도 가능하다.
상기 공기순환부(310)는 상기 제어부(190)에 의해 제어되며, 공기순환동작시에, 상기 공기유출구(115b)를 통해 상기 커버(115) 내부의 공기를 흡입하여 건물 내부로 유입시키고, 건물 내부의 공기는 건물 외부로 배출시키거나 상기 공기흡입구(115a)를 통해 상기 커버 내부로 유입되도록 하는 공기순환을 수행하는 것이 가능하다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 이끼패널에 식재된 이끼의 상태를 각종 센서의 측정값 및 카메라 이미지 등으로 자동으로 인식하여, 그 결과에 따라 공급해야 하는 요소의 공급을 결정하여 이끼의 생육이 유지되도록 최적의 생육환경을 조성할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 이끼패널 주변의 공기와 건물 내부의 공기를 순환시켜 건물 내부의 공기를 깨끗한 공기로 교체할 수 있다는 장점이 있다.
지금까지, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
110 : 이끼패널 블록 120 : 유체 공급부
130 : 유체 회수부 140 : 물탱크
150 : 영양분 저장탱크 160 : 해충 및 냄새제거제 저장탱크
170 : 카메라 180 : 광원
190 : 제어부 210 : 습도센서
220: 냄새센서 230 : 온도센서
240 : 조도센서 245 : 미세먼지 측정센서
250 : 제1계측모듈 260 : 제2계측모듈
270 : 스마트폰 280 : 관리서버
310: 공기순환부

Claims (6)

  1. 이끼가 식재된 복수의 단위패널들이 서로 인접 배열되어 구성되는 이끼패널 블록;
    상기 이끼패널 블록의 일측에 구비되어 상기 이끼패널 블록에 유체를 공급하는 유체공급부;
    상기 이끼패널 블록의 타측에 구비되어 상기 이끼패널 블록을 거친 유체를 회수하는 유체회수부;
    상기 유체공급부에 물을 공급하기 위한 물탱크;
    상기 유체공급부에 영양분을 공급하기 위한 영양분 저장탱크;
    상기 유체공급부에 해충 및 냄새제거제를 공급하기 위한 해충 및 냄새제거제 저장탱크;
    상기 이끼패널 블록에 광을 조사하기 위한 광원;
    상기 이끼의 생육상태를 촬영하기 위한 카메라; 및
    제어부;를 구비하며,
    상기 제어부는,
    미리 정해진 주기 또는 필요에 따라 상기 물탱크의 물과 상기 영양분 저장탱크의 영양분이 상기 유체공급부로 공급되도록 제어하고,
    상기 카메라를 통해 촬영된 촬영이미지와 미리 설정된 기준이미지를 비교하여 해충이 존재한다고 판단되는 경우에는 상기 해충 및 냄새제거제 저장탱크에서 해충 및 냄새제거제가 상기 유체공급부로 공급되도록 제어하며,
    상기 카메라를 통해 촬영된 촬영이미지와 미리 설정된 기준이미지를 비교하여 상기 이끼의 색깔이 변색되었다고 판단되는 경우에는 상기 물탱크의 물 또는 상기 영양분 저장탱크의 영양분이 상기 유체공급부로 공급되도록 제어하고,
    광조사가 필요하다고 판단되는 경우에는 상기 광원을 이용하여 광이 상기 이끼패널 블록에 조사되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이끼패널 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이끼패널 블록 주변의 습도측정을 위한 습도센서;
    상기 이끼패널 블록 주변의 냄새감지를 위한 냄새센서;
    상기 이끼패널 블록 주변의 온도측정을 위한 온도센서;
    상기 이끼패널 블록 주변의 조도량 측정을 위한 조도센서;를 더 구비하며,
    상기 제어부는, 상기 습도센서를 통해 측정된 습도 측정값이 미리 설정된 기준습도보다 낮은 경우에 상기 물탱크의 물이 상기 유체공급부로 공급되도록 제어하고, 상기 냄새센서를 통해 악취발생여부를 측정하여 악취발생시 상기 해충 및 냄새제거제 저장탱크에서 해충 및 냄새제거제를 상기 유체공급부에 공급하며, 상기 온도센서를 통해 측정된 온도 측정값이 미리 설정된 기준온도보다 낮거나 상기 조도센서를 통해 일정시간 동안 측정된 조도량이 미리 설정된 조도량보다 낮은 경우에 상기 광원을 통해 광이 상기 이끼패널 블록에 조사되도록 제어함을 특징으로 하는 이끼패널 장치.
  3. 제1항 또는 제2항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 유체공급부를 통해 공급되는 유체 내의 영양분의 성분 분석을 수행하는 제1계측모듈; 및
    상기 유체회수부를 통해 회수되는 유체 내의 영양분의 성분 분석을 수행하는 제2계측모듈;을 더 구비하고,
    상기 제어부는 상기 제1계측모듈을 통해 계측된 영양분의 성분과 상기 제2계측모듈을 통해 계측된 영양분의 성분을 비교하여 소모량이 많은 성분과 소모량이 적은 성분을 파악하고, 상기 유체공급부로 공급되는 영양분에 소모량이 많은 성분이 더 많이 포함되고 소모량의 적은 성분이 적게 포함되도록 제어함을 특징으로 하는 이끼패널 장치.
  4. 제1항 또는 제2항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 이끼패널 블록 주변의 미세먼지측정을 위한 미세먼지 측정센서; 및
    상기 이끼패널 블록 주변의 공기를 흡입하여 흡입되는 공기와 건물 내부의 공기를 순환시키기 위한 공기순환부;를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 미세먼지 측정센서를 통해 제공되는 미세먼지 측정값이 미리 설정된 제1미세먼지 기준값보다 낮거나, 상기 미세먼지 측정센서를 통해 제공되는 상기 이끼패널 블록 주변의 미세먼지 측정값과 건물 내부의 미세먼지 측정값을 비교한 미세먼지 차이값이 미리 설정된 제2미세먼지 기준값보다 큰 경우에 상기 공기순환부를 제어하여 공기를 순환시킴을 특징으로 하는 이끼패널 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    일측에는 공기흡입구가 구비되고 타측에는 공기유출구가 구비되며 상기 이끼패널 블록을 덮는 투명재질의 커버;를 더 구비하고,
    상기 미세먼지 측정센서는 상기 커버 내부의 공기에 대한 미세먼지 측정을 수행하고,
    상기 공기 순환부는 상기 공기유출구를 통해 상기 커버 내부의 공기를 흡입하여 건물 내부로 유입시키고, 건물 내부의 공기는 건물 외부로 배출시키거나 상기 공기흡입구를 통해 상기 커버 내부로 유입되도록 공기순환을 수행함을 특징으로 하는 이끼패널 장치.
  6. 제1항 또는 제2항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는 관리자의 스마트폰 또는 관리서버에 동작상태정보를 제공하기 위한 유무선 통신모듈을 구비함을 특징으로 하는 이끼패널 장치.
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