KR20230016106A - Smart Nutrient Solution Supply Management Control System - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 식물의 균일한 생장과, 고품질화, 생산수율을 극대화할 수 있는 스마트팜 재배시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 식물재배에 사용되는 최적화된 양액의 제조 및 재생 순환시스템과 양액의 제조 및 재생에 있어 양액 성분의 변화를 선택적으로 실시간 정량적으로 분석할 수 있는 근적외선 분광 분석시스템(FT-NIR)과 클라우드 기반의 스마트 양액 공급관리제어시스템으로 구성된 스마트 양액 공급관리제어시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a smart farm cultivation system capable of maximizing the uniform growth, high quality, and production yield of plants, and more specifically, the production and regeneration circulation system of optimized nutrient solution used in plant cultivation and the manufacture and It relates to a smart nutrient solution supply management control system composed of a near-infrared spectroscopic analysis system (FT-NIR) that can selectively and quantitatively analyze changes in nutrient solution components in regeneration and a cloud-based smart nutrient solution supply management control system.
기후변화(또는 기후 위기)로 대변되는 급격한 환경의 변화, 점점 가속화되고 있는 초고령사회, 농촌인구의 고령화와 지속적인 인구감소로 유발되는 농촌의 황폐화, 점점 가중되고 있는 인건비의 증가로 인한 농업 생산성 감소, 기후변화로 인한 식량작물의 생산량 감소에 기인하는 식량의 무기화와 이를 극복하기 위한 식량안보의 중요성 대두 등 최근 농업을 둘러싼 대내외적 환경은 과거에 볼 수 없었던 매우 급진적인 변화를 겪고 있다.Rapid environmental changes represented by climate change (or climate crisis), an accelerating super-aged society, rural devastation caused by the aging and continuous population decline of the rural population, and reduced agricultural productivity due to increasing labor costs. In recent years, the internal and external environment surrounding agriculture is experiencing very radical changes that have not been seen in the past, such as the weaponization of food due to the decrease in production of food crops due to climate change and the emergence of the importance of food security to overcome it.
이러한 농업을 둘러싼 대내외적인 환경의 급격한 변화에도 불구하고, 식물을 재배하기 위해서는 씨앗을 뿌리고, 재배하고 수확하는 일련의 생육 주기의 특성상 실제 농촌에서의 변화는 매우 더딘 실정이다. 또한 기존의 수경시설 재배에서 식물재배에 필요한 환경관리, 양액의 공급 등이 각각 별도로 이루어져 식물을 재배하는 생산자(농민)의 지식과 경험에 일방적으로 의존할 수밖에 없었다.Despite the rapid changes in the internal and external environment surrounding agriculture, changes in actual rural areas are very slow due to the nature of a series of growth cycles in which seeds are sown, cultivated, and harvested in order to grow plants. In addition, in the existing hydroponic facility cultivation, environmental management and supply of nutrient solution necessary for plant cultivation were performed separately, so that it was inevitable to rely unilaterally on the knowledge and experience of producers (farmers) who grow plants.
기존의 양액 제조 및 공급관리 시스템은 양액 혼합액을 제조할 때 비 선택적 분석법인 pH 분석법(수소 이온농도 분석), EC 분석법(전기전도도분석)을 통하여 양액의 이온농도 및 전도도를 기준으로 양액 농축 원액을 투입하는 과정에서 pH 값 및 EC 측정값을 측정하여 양액 원액 및 pH 조절제를 적량 첨가하여 투입되는 양을 조정하게 된다. Existing nutrient solution manufacturing and supply management systems use non-selective analysis methods such as pH analysis (hydrogen ion concentration analysis) and EC analysis (electrical conductivity analysis) when manufacturing nutrient solution mixtures to determine the nutrient solution concentrate based on the ion concentration and conductivity of the nutrient solution. In the process of adding, the pH value and EC measurement value are measured, and the amount to be added is adjusted by adding an appropriate amount of the nutrient solution stock solution and the pH adjusting agent.
즉, 영양성분의 함량을 정량적으로 분석할 수 있는 분석법이 아닌 양액 혼합액에 존재하는 총유기물 및 이온의 농도에 영향을 받는 비 선택적인 분석법을 사용함으로써 개별적인 영양성분의 함량에 대하여 정확하게 알 수 없는 상태로 양액 혼합액을 제조하게 된다. In other words, it is a state in which the content of individual nutrients cannot be precisely known by using a non-selective analysis method that is affected by the concentration of total organic matter and ions present in the nutrient solution mixture, not an analysis method that can quantitatively analyze the content of nutrients. to prepare a nutrient solution mixture.
pH 분석법의 경우 정확한 pH 값을 얻기 위해서는 사용 전 또는 매일 pH 전극의 검량선 작성을 통한 교정이 필요하게 되는데 실제 현장에서는 이러한 검,교정이 제대로 이루어지기 어려운 현실적인 문제 또한 상존하고 있는 어려움이 있다. 특히 양액 혼합액을 만들기 위한 "원수"로서 지하수를 사용하게 될 경우 지하수에 포함된 각종 미네날 성분 및 무기 이온 성분 등의 간섭으로 인해 상기의 pH 분석법, EC 분석법을 사용할 경우 매우 부정확한 결과를 얻게 되어 더욱 그 양액 혼합액의 조성비의 신뢰성을 의심할 수밖에 없는 문제가 발생 된다. In the case of the pH analysis method, in order to obtain an accurate pH value, it is necessary to calibrate the pH electrode through the calibration curve before use or every day. In particular, when groundwater is used as "raw water" to make a nutrient solution mixture, very inaccurate results are obtained when using the above pH analysis method and EC analysis method due to interference of various mineral components and inorganic ion components contained in the groundwater. A problem arises in which the reliability of the composition ratio of the nutrient solution mixture cannot but be doubted.
보다 큰 문제는 식물재배 베드를 통과하여 나오는 배액을 재활용하고자 할 때 배액의 오염물질의 제거, 오염의 정도, 양액 조성의 변화 등을 알지 못한 채 막연히 양액 농축액을 추가 투입하여 양액 혼합액을 제조하는 문제가 있다. 이 경우 제조된 재생 양액 혼합액(배액 재생액 포함)은 최초 제조된 양액 혼합액과 그 조성비의 변화가 서로 다르고, 또한 유해균을 포함하는 미생물 등의 오염으로 인한 양액의 부패, 재배 식물에 병이 생겨 생육 및 품질 생산량에 심각한 문제가 발생할 가능성이 매우 커진다.A bigger problem is that when trying to recycle the drainage from the plant cultivation bed, the nutrient solution mixture is prepared by adding the nutrient solution concentrate without knowing the removal of contaminants in the drainage solution, the degree of contamination, and the change in the composition of the nutrient solution. there is In this case, the prepared regenerated nutrient solution mixture (including drainage regeneration solution) has a different composition ratio from that of the nutrient solution mixture prepared initially, and also causes spoilage of the nutrient solution due to contamination by microorganisms including harmful bacteria, disease in cultivated plants, and growth and the possibility of serious problems in quality production is very high.
따라서 식물의 재배 시 균일한 양액의 조성을 유지할 수 있고, 배액 배출을 최소화할 수 있으며, 양액의 구입으로 인한 농가 비용의 절감 등 문제를 개선할 수 있으며, 배액의 재활용 시 발생 될 수 있는 오염, 부패, 질병의 발생 등의 문제를 개선할 수 있는 획기적인 대안이 요구되고 있다.Therefore, it is possible to maintain a uniform composition of the nutrient solution during plant cultivation, to minimize drainage discharge, to improve problems such as cost savings for farmhouses due to the purchase of nutrient solution, and to prevent contamination and decay that may occur during recycling of the drainage solution. Innovative alternatives that can improve problems such as the occurrence of diseases, etc. are required.
이러한 문제를 인공지능(AI)기반의 통합제어관리로 일원화하여 더욱 효율적으로 식물을 재배하고 품질을 높여 농가소득을 높일 수 있는 방안에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 최근에는 농업 산업에서의 변화의 요구와 과거 관행농업의 문제점을 인식하고 이를 개선하기 위한 대안으로 시설재배에 양액공급관리, 재배환경관리 그리고 이를 통합적으로 운영할 수 있는 ICT 제어기술을 접목한 스마트팜이 대안으로 제시되고 있다.Research is being actively conducted on ways to unify these problems into artificial intelligence (AI)-based integrated control management to grow plants more efficiently and increase farm income by improving quality. Recently, as an alternative to recognizing and improving the demand for change in the agricultural industry and the problems of conventional agriculture in the past, smart farms that combine nutrient solution supply management, cultivation environment management, and ICT control technology that can operate them integratedly in facility cultivation presented as an alternative.
스마트팜은 시설재배환경에서 각종 센서에 기반한 양액 공급관리, 재배환경관리, ICT 제어기술을 접목한 융합기술로서 기존의 관행농법에서는 극복하기 힘들었던 재배면적의 물리적 한계를 수직농장 개념의 도입으로 극복하고자 노력하고 있으며 식물의 생장 속도 및 농산물 품질의 문제를 개별 식물재배에 최적화된 양액 조성과 공급시스템, 최적화된 파장을 가지는 LED 조명을 이용하여 재배기간의 단축과 연중재배와 출하, 품질의 향상을 이루고자 하고 있다.Smart Farm is a convergence technology that combines nutrient solution supply management, cultivation environment management, and ICT control technology based on various sensors in a facility cultivation environment. We are trying to shorten the cultivation period, year-round cultivation and shipment, and improve quality by using a nutrient solution composition and supply system optimized for individual plant cultivation and LED lighting with an optimized wavelength to solve the problem of plant growth rate and agricultural product quality. there is.
본 발명에서는 양액 공급 순환시스템과 근적외선 분광분석시스템(FT-NIR), 클라우드 기반의 양액 공급관리제어시스템으로 구성되어 상기 개별 시스템의 연동으로 실시간 양액 영양성분의 변화를 추적 관리하고, 식물생육단계, 외부환경변화에 따른 양액 성분의 변화에 대한 데이터를 축적 데이터베이스 라이브러리로 구축되는 클라우드기반의 스마트 양액 공급관리 제어시스템을 제공하고자 한다.In the present invention, it consists of a nutrient solution supply circulation system, a near-infrared spectroscopic analysis system (FT-NIR), and a cloud-based nutrient solution supply management control system, tracking and managing changes in nutrient solution nutrients in real time by linking the individual systems, plant growth stage, It is intended to provide a cloud-based smart nutrient solution supply management control system that is built as a database library to accumulate data on changes in nutrient solution components due to changes in the external environment.
본 발명은 기존의 양액 공급시스템에서 양액 중 영양성분의 함량을 추정하기 위하여 사용되는 비 선택적 분석법인 pH 분석법, EC(전기 전도도) 분석법을 대신하여 양액 중 영양성분의 함량을 실시간 정량분석이 가능한 근적외선분광분석법(FT-NIR)을 활용하여 기존의 양액 공급관리시스템이 가지고 있는 문제를 근본적으로 해결 할 수 있는 수단을 제공하고자 한다. 또한, 클라우드 기반의 스마트 양액 공급관리 제어시스템과 연동하여 보다 체계적이고 효과적으로 식물의 재배 및 품질향상, 생산량을 증대할 수 있는 더욱 진보된 스마트 양액 공급관리 제어시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention replaces the pH analysis method and EC (electrical conductivity) analysis method, which are non-selective analysis methods used to estimate the content of nutrients in the nutrient solution in the existing nutrient solution supply system, and uses near-infrared radiation capable of real-time quantitative analysis of the content of nutrients in the nutrient solution It is intended to provide a means to fundamentally solve the problems of the existing nutrient solution supply management system by utilizing spectroscopic analysis (FT-NIR). In addition, it aims to provide a more advanced smart nutrient solution supply management control system that can more systematically and effectively increase plant cultivation, quality improvement, and production in conjunction with the cloud-based smart nutrient solution supply management control system.
본 발명은 양액의 제조, 공급, 재생순환시스템(10)과, 배액여과 및 UV살균시스템(20), 근적외선 분광분석시스템 및 클라우드기반의 스마트 양액공급관리 제어시스템(30)을 포함하는 스마트 양액 공급관리제어시스템을 제공한다.The present invention provides a smart nutrient solution including a nutrient solution manufacturing, supply, and regeneration circulation system (10), a drainage filtration and UV sterilization system (20), a near-infrared spectroscopic analysis system, and a cloud-based smart nutrient solution supply management control system (30). Management control system is provided.
상기 양액의 제조, 공급, 재생 순환시스템(10)은 양액 원액과 원수를 최적화된 조성비로 혼합, 제조된 혼합액을 보관하는 혼합탱크(12)에 지하수를 수처리시설에서 정수하여 제조된 정수를 보관한 원수탱크 (11)와 양액탱크에서 양액 원액을 클라우드 기반의 스마트 양액공급관리 제어시스템(32)의 제어에 따라 혼합 탱크(12)로 정량 투입할 수 있는 정량이송펌프(13)가 연결되고, 상기 양액 탱크는 식물재배에 필요한 양액의 원액을 보관하는 하나 이상의 양액 원액 탱크(14a~14c); 양액 혼합액의 pH를 조정하는 데 사용되는 pH조절제를 보관하는 하나 이상의 pH 조절제 보관 탱크 (14-d)로 이루어진 것을 포함하는 스마트 양액 공급관리제어시스템을 제공한다.The nutrient solution production, supply, and
또한 양액 원액과 원수를 최적화된 조성비로 혼합, 제조된 혼합액을 보관하는 혼합탱크(12)에서 제조된 양액은 식물재배용 베드를 설치한 식물공장(15)으로 공급되고 식물공장에서 배출되는 배액을 여과 및 살균처리를 통하여 이물과 오염을 제거한 배액을 보관하는 배액탱크(16)로 이동되며; 배액 탱크에서 공급받은 배액의 영양성분과 pH 변화를 근적외선 분광 분석시스템(FT-NIR)(31)을 이용하여 분석한 데이터를 기반으로 스마트 양액공급관리 제어시스템(32)의 제어에 의해 다시 식물재배에 사용될 수 있도록 재생된 재생양액을 식물공장(15)로 투입하는 재생양액탱크(17)로 이루어진다.In addition, the nutrient solution produced in the
배액 여과 및 UV 살균시스템(20)은 배액에 포함된 1㎛이상의 이물을 걸러내는 마이크로전처리 여과필터(21); 배액에 포함된 오염물 및 이취의 원인물질을 흡착하여 걸러내는 압축활성탄필터(22) 배액에 오염되어있는 각종 유해균을 살균하는 UV살균시스템(23); UV 살균과정에서 발생되는 유해균의 잔해 및 기타 잔존 오염물질을 걸러내는 중공사막필터(24) 를 포함한다. The drainage filtration and
본 발명의 근적외선 분광 분석시스템(FT-NIR)과 클라우드기반의 스마트 양액 공급관리제어시스템(30)은 근적외선 영역대인 800nm~2500nm 파장 범위에서 시료의 전 처리 없이 있는 정량분석이 가능한 근적외선 분광분석시스템(31)과 클라우드기반의 스마트 양액 공급관리제어시스템(32) 및 양액의 각 제조단계에서 양액의 성분을 정량분석할 수 있는 근적외선 분광분석용 탐침(Probe)(33) 으로 이루어진 스마트 양액 공급관리제어시스템을 제공한다..The near-infrared spectroscopic analysis system (FT-NIR) and the cloud-based smart nutrient solution supply management control system (30) of the present invention are a near-infrared spectroscopic analysis system (near-infrared spectroscopic analysis system capable of quantitative analysis without sample pre-treatment in the wavelength range of 800 nm to 2500 nm, which is the near-infrared region) 31), a cloud-based smart nutrient solution supply
본 발명의 스마트 양액공급관리 제어시스템은 개별 식물별로 요구되는 최적화된 양액 조성비에 따라 정확하게 제조된 양액 혼합액을 식물재배에 사용하게 됨으로써 식물의 생장 효율, 품질향상, 수확량의 증가 등을 기대할 수 있고, 사용 시 매번 별도의 검,교정을 수행할 필요가 없어 분석 데이터의 신뢰성이 매우 높고, 사용상의 편의성을 높일 수 있는 효과가 있다.The smart nutrient solution supply management control system of the present invention uses the nutrient solution mixture prepared accurately according to the optimized nutrient solution composition ratio required for each plant for plant cultivation, so that plant growth efficiency, quality improvement, increase in yield, etc. can be expected, There is no need to carry out separate inspection and calibration every time when using it, so the reliability of analysis data is very high, and there is an effect of enhancing convenience in use.
또한 식물공장에서 배출되는 배액의 완벽한 재처리 및 재생이 가능한 수단을 제공함으로써 양액의 폐기 또는 배출로 인한 환경오염을 방지할 수 있고, 신규로 양액을 구입함으로써 발생하는 농가의 경제적부담을 경감시켜주는 효과가 있다.In addition, by providing a means capable of completely reprocessing and regenerating the drainage discharged from the plant factory, environmental pollution caused by disposal or discharge of the nutrient solution can be prevented, and the economic burden of the farmhouse caused by purchasing a new nutrient solution can be reduced. It works.
도 1은 본 발명의 양액 공급관리 제어시스템의 상세 구성을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 배액의 여과 및 UV 살균시스템의 상세 구성 및 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 근적외선 분광 분석 시스템(FT-NIR System)의 구성도이다.
도 4은 본 발명의 양액 제조 및 배액 재생순환 프로세스이다.1 is a flowchart showing the detailed configuration of the nutrient solution supply management control system of the present invention.
Figure 2 is a detailed configuration and flow chart of the drainage filtration and UV sterilization system of the present invention.
3 is a configuration diagram of a near-infrared spectroscopy system (FT-NIR System) of the present invention.
4 is a nutrient solution production and drainage recycling process of the present invention.
본 발명은 양액의 제조 및 재생순환의 전 과정을 클라우드 기반의 스마트 양액 공급관리 제어시스템을 활용하여 네트워크로 연결하여 제어할 수 있다. 본 발명의 구성은 다음의 3종류의 시스템의 결합으로 이루어진다. 각각의 시스템은 복수의 구성요소로 이루어진다.The present invention can control the entire process of manufacturing and recycling of nutrient solution by connecting it to a network using a cloud-based smart nutrient solution supply management control system. The configuration of the present invention consists of a combination of the following three types of systems. Each system consists of a plurality of components.
1. 양액 공급 순환시스템1. Nutrient solution supply circulation system
1) 개별 양액 농축액 탱크 : 식물재배에 필요한 영양성분을 농축한 원액1) Individual nutrient solution concentrate tank: Concentrated undiluted solution of nutrients necessary for plant cultivation
2) 양액 농축액 이송 정량펌프 : 개별 양액 농축액을 양액 혼합탱크에 정량 이송하기 위한 펌프2) Nutrient solution concentrate transfer metering pump: A pump for quantitatively transferring individual nutrient solution concentrates to the nutrient solution mixing tank
3) 양액 혼합탱크 : 개별 양액 농축액과 원수를 혼합하여 각 식물재배에 최적화된 조성비를 가진 혼합액을 제조 및 보관, 공급하는 시스템. 필요에 따라 별도의 수온 조절시스템을 설치 할 수 있다.3) Nutrient solution mixing tank: A system that manufactures, stores, and supplies a mixed solution with a composition ratio optimized for each plant cultivation by mixing individual nutrient solution concentrate and raw water. If necessary, a separate water temperature control system can be installed.
4) 식물재배 베드에 양액 혼합액을 공급하기 위한 양액 이송펌프4) Nutrient solution transfer pump for supplying the nutrient solution mixture to the plant cultivation bed
5) 식물재배 베드 담액수조 및 양액 혼합액 공급과 배액 회수를 위한 순환 배관시스템5) Circulation piping system for plant cultivation bed bile tank and nutrient solution mixture supply and drainage recovery
6) 배액 재생을 위한 3단계 여과 필터 및 UV 살균시스템6) 3-step filtration filter and UV sterilization system for drainage regeneration
7) 여과 및 살균을 거친 재생 양액을 보관하기 위한 재생 양액탱크 7) Regeneration nutrient solution tank for storing regenerated nutrient solution after filtration and sterilization
8) 재생 양액탱크에 최적의 재생 양액 혼합액을 만들기 위한 양액 농축액 및 원수 공급 배관시스템8) Nutrient solution concentrate and raw water supply piping system to create the optimal regenerated nutrient solution mixture for the regenerated nutrient solution tank
9) 식물재배에 최적화된 양액 조성비를 가진 재생 양액을 "3) 양액 혼합탱크"에 이송하여 혼합하기 위한 순환 배관시스템9) Circulation piping system for transporting and mixing the recycled nutrient solution with the nutrient solution composition ratio optimized for plant cultivation in "3) Nutrient solution mixing tank"
2. 근적외선 분광 분석시스템(NIR)2. Near-infrared spectroscopic analysis system (NIR)
1) 근적외선 분광 분석시스템(NIR) : 근적외선을 이용한 실시간 정량 분석시스템으로서, 측정대상물을 별도의 전처리 없이 있는 그대로 측정하는 것이 가능한 분석 방법이다. 특히 분석하고자 하는 대상물에 탐침을 이용하여 에너지를 가하고, 대상물을 통과해 나온 에너지의 변화를 측정함으로써 측정 대상물의 물리적, 화학적 정량분석, 정성분석을 할 수 있는 분석시스템이다.1) Near-infrared spectroscopic analysis system (NIR): As a real-time quantitative analysis system using near-infrared rays, it is an analysis method capable of measuring the measurement object as it is without separate pre-processing. In particular, it is an analysis system that can perform physical and chemical quantitative analysis and qualitative analysis of the object to be measured by applying energy to the object to be analyzed using a probe and measuring the change in energy passing through the object.
2) 근적외선 분광 분석 탐침(Probe)을 양액 혼합탱크와 재생 양액탱크에 설치한 후 실시간으로 양액 중 영양성분의 함량변화를 추적 분석한다.2) After installing the near-infrared spectroscopic analysis probe in the nutrient solution mixing tank and the regeneration nutrient solution tank, the change in the content of nutrients in the nutrient solution is tracked and analyzed in real time.
3) 근적외선 분광 분석 데이터를 클라우드 기반의 AI 스마트 양액 공급제어시스템과 양방향 통신으로 전송하는 시스템을 구축한다.3) Build a system that transmits near-infrared spectroscopy analysis data through two-way communication with the cloud-based AI smart nutrient solution supply control system.
4) 근적외선 분석 데이터를 축적하고 이를 통계적으로 처리하여 검량선을 작성하여 분석의 정확성을높일수 있도록 분석자료 데이터베이스를 구축한다.4) Establish an analysis data database to increase the accuracy of analysis by accumulating near-infrared analysis data and processing it statistically to create a calibration curve.
3. 클라우드 기반의 AI 스마트 양액 공급관리 제어시스템3. Cloud-based AI smart nutrient solution supply management control system
1) 재배 식물의 생육조건, 양액 조성, 양액 온도관리, 배액의 재생프로그램, 재생양액의 영양성분 조성 등의 제어 요소를 기반으로 스마트 양액 공급관리제어시스템을 구축한다. 1) Establish a smart nutrient solution supply management control system based on control factors such as growth conditions of cultivated plants, nutrient solution composition, nutrient solution temperature management, drainage regeneration program, and nutrient composition of regenerated nutrient solution.
2) 근적외선 분광 분석시스템으로부터 실시간 양액 영양성분 정량분석 데이터를 받아 축적하여 분석자료 데이터베이스를 구축하고 이를 라이브러리화하여 분석 데이터의 정량분석에 활용한다.2) Receive and accumulate real-time nutrient content quantitative analysis data from the near-infrared spectroscopy analysis system, build an analysis data database, and convert it into a library to use for quantitative analysis of the analysis data.
3) 정량분석 데이터베이스 라이브러리를 기반으로 각각의 양액 혼합탱크 및 재생 양액탱크에 최적의 양액 원액 및 원수 투입량을 결정하고, 제어하여 최적의 양액 혼합액을 제조 및 유지할 수 있도록 제어한다.3) Based on the quantitative analysis database library, the optimum amount of nutrient solution and raw water input to each nutrient solution mixing tank and regeneration nutrient solution tank is determined and controlled to manufacture and maintain the optimal nutrient solution mixture.
3) 개별 식물공장의 근적외선 분광 분석시스템으로부터 전송된 데이터베이스를 저장하고 이를 정량분석데이터베이스 라이브러리로 구축관리 및 학습할 수 있도록 고안된 시스템이다.3) It is a system designed to store the database transmitted from the near-infrared spectroscopy analysis system of individual plant factories and build, manage, and learn it as a quantitative analysis database library.
본 발명의 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 예를 설명하고자 한다. 도 1은 본 발명의 양액 공급관리 제어시스템의 상세 구성을 나타낸 흐름도이다. Specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings of the present invention. 1 is a flowchart showing the detailed configuration of the nutrient solution supply management control system of the present invention.
본 발명에 따른 스마트 양액 공급관리제어시스템은 도 1에 제시한 바와 같이 양액의 제조, 공급, 재생순환시스템(10)과, 배액여과 및 UV살균시스템(20), 근적외선 분광분석시스템과 클라우드기반의 스마트 양액공급관리 제어시스템(30)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the smart nutrient solution supply management control system according to the present invention includes a nutrient solution manufacturing, supply, and
본 발명에 따른 상기 양액의 제조, 공급재생 순환시스템(10)은 근적외선 분광분석(FT-NIR) 데이터에 기반하여 식물재배에 투입되기 위한 양액 혼합액의 제조단계, 식물재배를 위하여 식물공장(스마트팜)에 양액을 공급하는 단계, 식물공장에서 배출되는 배액을 여과하고 UV 살균을 실시한 후, 배액 탱크에 모아 재생을 위한 준비를 하는 단계, 근적외선 분광분석(FT-NIR) 데이터에 기반하여 식물재배 최적 조성비로 양액의 영양성분비를 조정하여 양액 재생을 완료한 후 재생 양액탱크에 보관하는 단계, 식물공장(스마트팜)의 식물재배에 재생 양액을 투입하는 순환시스템으로 구성된다.The nutrient solution manufacturing and supply
상기 양액의 제조, 공급재생 순환시스템(10)은 도 1에서 나타낸 바와 같이, 정수된 원수를 보관하는 원수탱크(11), 양액 혼합액의 원료가 되는 다수의 양액원액 탱크(14-a ~ 14-c)와, 양액 혼합액의 pH 농도를 조정하기 위한 하나 이상의 pH 조절액 탱크(14-d), 원수탱크로부터 공급되는 정수와 양액원액 탱크(14-a ~ 14-c)로부터 공급되는 양액을 혼합하여 식물에 최적화된 조성비를 가지는 양액을 만드는 혼합액 탱크(12), 식물을 재배하기 위한 재배시설인 식물공장(15)으로 이루어진다. As shown in FIG. 1, the nutrient solution production and supply/
또한 식물공장으로부터 배출되는 배액을 여과하고 UV 살균 및 중공사막필터를 통한 최종여과단계를 거쳐 배액을 재생하기 위한 준비를 하는 단계(20)와 재생준비를 완료한 배액을 보관하는 배액 탱크(16), 근적외선 분광분석데이터에 기반하여 상기의 원수탱크(11)로부터 공급되는 정수와 양액원액 탱크 및 pH 조절액 탱크(14-a ~ 14-d)로부터 공급되는 양액 및 pH 조절액, 준비된 배액을 혼합하여 식물에 최적화된 조성비를 가지는 양액으로 재생시키고 보관하는 재생양액탱크, 그리고 재생된 양액을 다시 식물공장으로 투입하기 위한 순환 단계를 포함한다.In addition, a step of filtering the drainage discharged from the plant factory and preparing to regenerate the drainage solution through UV sterilization and a final filtration step through a hollow fiber membrane filter (20) and a drainage tank (16) for storing the drainage solution ready for regeneration Based on the near-infrared spectroscopy data, the purified water supplied from the
상기 원수탱크(11)는 지하수를 채수하여 수처리시설을 거쳐 정수된 원수를 보관하는 탱크이다. 이 탱크에는 혼합탱크로 원수를 공급하기위한 별도의 원수공급펌프를 설치하여 운영하고, 투입되는 원수의 양은 스마트 양액공급관리제어시스템(32)의 제어에 의해 조정되어 투여된다.The
상기 양액원액 탱크 및 pH 조절액 탱크(14-a ~ 14-d)는 식물의 재배에 필요한 서로 다른 종류의 영양성분이 함유된 양액 원액과 pH 조절액이 저장된 탱크이다. 이 저장탱크와 혼합탱크(12) 사이에 별도의 정량이송펌프(13)가 설치되어 있으며, 투입되는 양액 원액의 양은 스마트 양액공급관리제어시스템(32)의 제어에 의해 조정된다. 상기 혼합탱크(12)는 위에서 기술한 바와 같이, 원수와 다양한 양액, pH 조절액이 식물 재배에 최적화된 조성비로 혼합된 양액 혼합액이 보관되는 탱크이다. The nutrient solution undiluted solution tank and the pH adjusting solution tanks 14-a to 14-d are tanks for storing the nutrient solution undiluted solution containing different types of nutrients required for plant cultivation and the pH adjusting solution. A separate
이 탱크에 공급되는 원수 및 양액원액, pH 조절액의 양은 최초에 스마트 양액 공급관리제어시스템(32)의 제어에 의해 투입, 혼합되고 투여된 양액의 영양성분의 조성비와 pH를 실시간으로 분석하는 근적외선 분광분석시스템(31)에 의해 분석된다. 분석된 데이터는 다시 스마트 양액 공급관리제어시스템(32)에 전송되고 분석 및 학습된다. 스마트 양액 공급관리제어시스템(32)에서 분석된 결과에 따라 추가로 필요한 성분, 보다 구체적으로는 원수, 양액 원액, pH조절액등이 추가 투입, 혼합되는 일련의 과정을 거쳐 식물재배에 최적화된 조성비를 가지는 양액 혼합액이 제조되고 혼합탱크(12)에 보관된다.The amount of raw water, nutrient solution, and pH-adjusted solution supplied to this tank is initially injected, mixed, and analyzed by the control of the smart nutrient solution supply
상기와 같이 스마트 양액 공급관리제어시스템(32)은 기존의 양액 공급시스템이 가지고 있지 못한 자가 검증 수정기능을 가지고 있어, 더욱 식물재배에 최적화된 양액 혼합액을 제공한다. As described above, the smart nutrient solution supply
상기 식물공장(15)은 식물을 재배하기 위한 시설로서 혼합탱크(12)로부터 양액을 공급받아 식물재배에 사용하고, 이후 사용된 배액을 배출하게 된다. 배액탱크(16)는 식물공장(15)에서 배출된 배액이 전처리여과단계 및 UV살균 및 최종여관단계를 거쳐 재생 준비가 된 배액을 보관하는 탱크이다. The
식물재배 베드를 통과하면서 식물 재배에 한번 사용된 양액은 그 영양성분의 변화뿐만 아니라 식물의 뿌리 부분을 통과하면서 발생 되는 많은 이물과 유해균을 포함한 미생물에 의한 오염이 발생하게 된다. 따라서 식물재배 베드를 통과하면서 식물재배에 사용된 양액을 이후의 재처리과정을 통하여 재생한 뒤, 재활용하기 위해서는 개별 식물재배에 최적화된 양액 조성비를 유지하는 것은 매우 중요하다.The nutrient solution once used for plant cultivation while passing through the plant cultivation bed not only changes its nutritional components, but also is contaminated by microorganisms including many foreign substances and harmful bacteria generated while passing through the root of the plant. Therefore, it is very important to maintain the nutrient solution composition ratio optimized for individual plant cultivation in order to recycle and then recycle the nutrient solution used for plant cultivation while passing through the plant cultivation bed through the subsequent reprocessing process.
이러한 양액을 재생 또는 재활용하기 위해서는 반드시 여과 과정을 통하여 양액의 오염을 제거하는 공정이 필요하게 되는데, 일반적인 마이크로필터 또는 여과 모래등에 의한 오염물질의 크기 차이로 여과되는 단순 전처리 여과 이외에 활성탄여과, 이온 교환 여과 등의 2차 여과 과정을 수행하기가 매우 어려운 문제가 있다. In order to regenerate or recycle such a nutrient solution, a process of removing contamination from the nutrient solution is necessary through a filtration process. There is a problem that it is very difficult to perform a secondary filtration process such as filtration.
또한 기존의 pH 분석법, EC 분석법을 활용한 기존의 방법으로는 개별 식물재배에 최적화된 양액의 조성비를 정확하게 재현하는 것이 불가능하고, 단편적인 분석법을 통하여 막연하게 농도비를 조절하여 사용하게 되는 문제점이 있다.In addition, it is impossible to accurately reproduce the composition ratio of the nutrient solution optimized for individual plant cultivation with the existing method using the existing pH analysis method and the EC analysis method, and there is a problem in that the concentration ratio is vaguely adjusted and used through a fragmentary analysis method. .
본 발명의 재생 양액탱크(17)는 배액탱크(16)로부터 이송된 배액의 양액 조성비와 pH의 변화를 근적외선 분광분석시스템(31)에 의해 분석되고, 분석된 데이터는 다시 스마트 양액공급관리 제어시스템(32)에 전송 되어 분석되고 학습된다. In the regenerative
스마트 양액 공급관리제어시스템(32)에서 분석 및 학습된 결과에 따라 추가로 필요한 성분, 보다 구체적으로는 원수, 양액 원액, pH 조절액등이 추가 투입, 혼합되는 일련의 과정을 거쳐 식물재배에 최적화 된 조성비를 가지는 양액 혼합액이 제조되고 재생양액탱크(17)에 보관된다.Optimized for plant cultivation through a series of processes in which additionally necessary components, more specifically, raw water, nutrient solution, pH control solution, etc. are added and mixed according to the results analyzed and learned in the smart nutrient solution supply management control system (32) A nutrient solution mixture having the specified composition ratio is prepared and stored in the regenerated
상기 일련의 과정과 같이 재생된 양액은 스마트 양액 공급관리제어시스템(32)의 제어에 의해 재생 양액탱크로부터 다시 식물재배에 투입되고 이후 양액 재생 순환시스템에 따라 재생 및 순환이 반복된다.Nutrient solution regenerated as in the above series of processes is put back into plant cultivation from the regenerated nutrient solution tank under the control of the smart nutrient solution supply
도 2는 본 발명의 배액의 여과 및 UV 살균시스템의 상세 구성 및 흐름도이다. 상기 배액의 여과 및 UV 살균시스템(20)은 식물재배에 사용된 후 배출된 배액에 포함된 각종 오염물질 및 미생물들을 여과하고 제거하는 과정을 거쳐 배액을 재생하여 다시 양액으로 활용하기 위한 중요한 단계이다.Figure 2 is a detailed configuration and flow chart of the drainage filtration and UV sterilization system of the present invention. The filtration of the drainage and
상기 배액의 여과 및 UV살균시스템(20)은 1㎛구경의 전처리여과필터(21)를 통하여 이물질을 걸러낸 후 배액에 남아있는 오염을 압축활성탄필터(22)를 통하여 2차 여과하는 단계를 거친다. The drainage filtration and
통상적으로 이물 및 오염을 제거하기 위한 여과단계로는 상기에 기술한 1㎛의 구경을 가지는 전처리필터와 배액 중 오염을 제거하기 위한 활성탄필터를 사용한 여과단계를 거치는 것이 보다 확실한 이물 및 오염제거효과를 얻을 수 있으나, 활성탄 필터를 사용할 경우에는 배액의 성분조성 및 pH에 많은 변화가 발생하기 때문에 양액의 재생 위하여 비선택적인 분석법인 pH 분석 및 EC분석(전기전도도)을 사용하고 있는 일반적인 양액공급시스템에서는 사용할 수 없는 방법이다.In general, as a filtration step for removing foreign matter and contaminants, the filtration step using the above-described pretreatment filter having a diameter of 1 μm and an activated carbon filter for removing contamination in the drainage solution has a more reliable effect of removing foreign matter and contaminants. However, when using an activated carbon filter, a lot of changes occur in the composition and pH of the drainage solution, so in general nutrient solution supply systems that use non-selective analysis methods such as pH analysis and EC analysis (electrical conductivity) to regenerate the nutrient solution. method that cannot be used.
본 발명에서는 근적외선 분광분석시스템(FT-NIR)으로 이러한 양액의 성분조성비의 변화를 성분별로 정량적으로 분석한 데이터를 제공하기 때문에 배액의 성분조성 및 pH 변화에도 불구하고 식물재배에 최적화된 양액을 다시 재생하여 활용할 수 있는 시스템을 제공하고 있다. 상기 2차여과 단계를 거친 배액을 UV살균시스템을 통하여 균을 사멸시키고 중공사막필터(24)를 통한 최종여과단계(3차여과)를 거쳐 완벽하게 재생이 가능하도록 처리된 배액을 얻을 수 있다.In the present invention, the near-infrared spectroscopic analysis system (FT-NIR) provides quantitatively analyzed data for each component of the composition ratio of the nutrient solution, so that the nutrient solution optimized for plant cultivation can be re-established despite changes in the composition and pH of the drainage solution. We provide a system that can be reproduced and utilized. The drainage that has passed through the secondary filtration step is subjected to a UV sterilization system to kill germs, and through a final filtration step (tertiary filtration) through the hollow
도 3은 본 발명의 근적외선 분광 분석 시스템(FT-NIR System)의 상세 구성도이다. 근적외선 분광분석시스템 및 클라우드기반의 스마트 양액공급관리 제어시스템(30)은 근적외선 분광분석시스템(31)에서 분석된 양액의 영양성분 별 정량 분석결과를 취합하여 데이터베이스를 구축하고 이를 라이브러리화하여 보관 관리하며 개별 식물재배에 사용될 최적의 양액을 제조 및 공급 그리고 배액을 모아 재생하고 이를 다시 식물재배에 재활용할 수 있도록 최적의 양액으로 재생시키는 일련의 순환과정을 제어하고 운영하게 하는 시스템이다.3 is a detailed configuration diagram of a near-infrared spectroscopy system (FT-NIR System) of the present invention. The near-infrared spectroscopy system and cloud-based smart nutrient solution supply management control system (30) collects the quantitative analysis results for each nutrient solution of the nutrient solution analyzed by the near-infrared spectroscopy system (31), builds a database, stores and manages them as a library, It is a system that controls and operates a series of circulation processes that manufacture and supply the optimal nutrient solution to be used for individual plant cultivation, collect and regenerate the drainage solution, and regenerate it into the optimal nutrient solution so that it can be reused for plant cultivation.
양액의 제조, 공급재생 순환시스템(10)에서 제조되고, 또 배액을 재생하는 과정에는 반드시 근적외선 분광분석시스템(31)에 의한 양액성분의 정량분석 데이터와 클라우드 기반의 스마트 양액공급관리 제어시스템(32)의 제어가 수반되어야 한다.In the process of manufacturing nutrient solution, supply and
상기 근적외선분광분석시스템(FT-NIR)은 0.8㎛~2500㎛의 적외선파장 영역대중에서도 0.8㎛~2.5㎛영역의 근적외선 영역대를 사용하는 분광분석시스템이다. 특히 이 분석법은 데이터의 축적을 통한 데이터베이스의 구축을 통하여 정량분석의 신뢰성을 높일수 있는 분석방법이다. 본 발명에서는 근적외선분광분석용 탐침(Probe)(33)을 혼합탱크(12)와 재생양액탱크(17)에 설치하여 양액성분의 변화를 실시간으로 분석하고 그 데이터를 축적한다. The near-infrared spectroscopic analysis system (FT-NIR) is a spectroscopic analysis system that uses a near-infrared range of 0.8 μm to 2.5 μm even in the infrared wavelength range of 0.8 μm to 2500 μm. In particular, this analysis method is an analysis method that can increase the reliability of quantitative analysis through the establishment of a database through data accumulation. In the present invention, a
이렇게 축적된 데이터를 사용하여 데이터베이스를 구축하고 이를 클라우드기반의 스마트양액공급관리제어시스템에 전송하여 개별 양액성분별 데이터베이스라이브러리를 구축하고 이를 이용하여 클라우드네트워크에 연결된 다른 식물공장에도 적용하여 활용할 수 있는 시스템을 제공한다.A system that builds a database using the accumulated data and transmits it to the cloud-based smart nutrient solution supply management control system to build a database library for each component of nutrient solution and apply it to other plant factories connected to the cloud network. provides
이와 같은 일련의 작업을 통하여 클라우드 기반의 스마트 양액공급관리 제어시스템에 구축된 라이브러리는 이후 구축되는 식물공장의 식물 재배에 필요한 최적의 양액 조성을 가지는 양액 혼합액의 제조와 식물공장에서 배출된 배액을 식물재배에 재사용할 수 있도록 식물재배 최적화된 양액으로 다시 재생할 때 이를 재활용을 위해 정확한 제어 관리 수단을 제공하게 된다. 본 발명과 같이 같은 스마트 양액 공급관리 제어시스템에 환경제어관리 요소를 부가하면 완벽한 스마트팜 관리 시스템을 제공이 가능하다는 장점이 있다.Through this series of operations, the library built in the cloud-based smart nutrient solution supply management control system manufactures a nutrient solution mixture having the optimal nutrient solution composition required for plant cultivation in a plant factory to be built later, and the drainage discharged from the plant factory is used for plant cultivation. When it is recycled back into a nutrient solution optimized for plant cultivation so that it can be reused for reuse, an accurate control management method is provided for recycling it. As in the present invention, adding an environmental control management element to the same smart nutrient solution supply management control system has the advantage of providing a perfect smart farm management system.
도 4는 본발명의 스마트 양액공급관리 제어시스템의 양액 제조 및 재생순환 프로세스를 도식화한 것이다. 식물공장에서 식물재배를 시작할 때, 작물의 정보 및 작물별 최적 생육정보를 입력하고 이를 시작으로 아래의 일련의 양액 제조, 식물공장에서의 식물재배, 배액의 재생 및 양액 재생 그리고 식물 재배로의 재 투입의 일련의 순환과정의 프로세스를 나타낸다.Figure 4 is a schematic diagram of the nutrient solution production and regeneration circulation process of the smart nutrient solution supply management control system of the present invention. When plant cultivation starts in the plant factory, crop information and optimal growth information for each crop are entered, and starting with this, the following series of nutrient solution production, plant cultivation in the plant factory, drainage drainage and nutrient solution recovery, and regeneration into plant cultivation It represents the process of a series of cycles of input.
본 발명에 의해 제공되는, 개별 식물공장(스마트팜)에 적용되고 있는 근적외선 분광 분석시스템(FT-NIR)으로부터 획득되고 축적된 데이터, 상세하게는 개별 식물공장(스마트팜)에서 얻어진 아래와 같은 변화에 따른 양액의 성분 변화를 추적 분석하고, 그 분석 데이터 및 축적된 분석데이터베이스 정보를 네트워크로 연결된 클라우드 기반의 스마트 양액 공급관리 제어시스템에 전송한다.Data obtained and accumulated from the near-infrared spectroscopic analysis system (FT-NIR) applied to individual plant factories (smart farms) provided by the present invention, in detail, to the following changes obtained from individual plant factories (smart farms) It tracks and analyzes the changes in the components of the nutrient solution according to the nutrient solution, and transmits the analysis data and the accumulated analysis database information to the cloud-based smart nutrient solution supply management control system connected to the network.
스마트 양액공급관리 제어시스템에 전송된 개별 식물 별로 생육주기에 따른 양액 영양성분의 변화추이, 배액 재생프로세스를 통하여 재생되어 식물 재배에 투입되는 재생 양액에 의한 식물 생육상태의 영향, 식물 재배조건, 식물의 생육상태, 식물의 생육 환경의 변화 등에 따른 양액 영양성분 조성비의 변화를 정량적으로 추적하여 데이터를 얻을 수 있고, 이를 활용하여 보다 최적의 식물 양액 성분조성비와 환경조건을 구성할 수 있는 기초 데이터를 제공한다.Changes in nutrient content of nutrient solution according to the growth cycle for each plant transmitted to the smart nutrient solution supply management control system, effect of plant growth status by regenerated nutrient solution that is regenerated through the drainage regeneration process and put into plant cultivation, plant cultivation conditions, plants It is possible to obtain data by quantitatively tracking the change in nutrient composition ratio of nutrient solution according to the growth status of plants and changes in the growth environment of plants. to provide.
본 발명에서 제공되는 클라우드 기반의 스마트 양액 공급관리 제어시스템은 이러한 기초 데이터의 축적 데이터베이스 라이브러리의 구축 및 학습을 통하여 식물공장(스마트팜)에서 재배되는 개별 식물의 재배 조건에 대한 보다 구체적이고 실제적인 자료를 얻을 수 있고 이를 기반으로 식물공장(스마트팜)의 운영 및 식물의 생육을 보다 원활하게 할 수 있다.The cloud-based smart nutrient solution supply management control system provided in the present invention provides more specific and actual data on the cultivation conditions of individual plants grown in a plant factory (smart farm) through the construction and learning of the accumulation database library of these basic data. can be obtained, and based on this, the operation of the plant factory (smart farm) and the growth of plants can be made more smoothly.
본 발명에서는 식물재배 후 발생 되는 배액에 대한 완전하고도 확실한 재처리 및 재활용 수단을 제공함으로써 식물의 재배 주기 별 또는 생육 상황, 재배 작물의 변경 등으로 유발되는 양액의 폐기 그리고 생육 기간 중 배출되는 배액의 미비한 재 활용율, 폐기로 인한 환경오염과 경제적 부담 등의 문제를 완전하게 해결할 수 있는 수단을 제공한다.In the present invention, by providing a complete and reliable reprocessing and recycling means for the drainage generated after plant cultivation, the disposal of the nutrient solution caused by the plant's cultivation cycle or growth situation, the change of the cultivated crop, etc., and the drainage discharged during the growth period It provides a means to completely solve problems such as insufficient recycling rate, environmental pollution and economic burden due to disposal.
스마트 양액공급관리 제어시스템의 양액 제조 및 재생순환 프로세스 과정을 통하여 최초 양액의 제조와 이후 이루어지는 배액의 재처리 및 양액의 재생 및 재활용의 순환 사이클을 이루어 식물의 재배 과정 중 양액의 폐기와 이로 인한 환경 오염방지, 양액 재구입으로 인한 농가의 경제적 부담을 완화할 수 있다. Through the nutrient solution production and regeneration cycle process of the smart nutrient solution supply management control system, the nutrient solution is produced in the first place, and the drainage is reprocessed, and the nutrient solution is recycled and recycled. The nutrient solution is discarded during plant cultivation and the resulting environment is created. It can alleviate the economic burden of farmhouses due to pollution prevention and repurchase of nutrient solution.
또한, 기존의 스마트팜 등에서는 식물재배에 활용한 후 발생하게 되는 폐양액의 배출로 인한 환경오염, 농가의 양액 구매비용의 증가 등으로 인한 농가 경영수익이 악화되는 등의 문제가 발생하게 되는데, 이는 사용 후 폐양액에 대한 구체적이고 실제적인 재생 및 재활용 방안이 제공되지 못하는 문제의 원인을 해결할 수 있다.In addition, in existing smart farms, there are problems such as environmental pollution due to discharge of waste nutrient solution generated after use for plant cultivation, deterioration of farmhouse management profit due to increase in farmhouse nutrient solution purchase cost, etc. This can solve the cause of the problem that specific and practical regeneration and recycling methods for waste nutrient solution after use are not provided.
10 : 양액의 제조, 공급, 재생 순환시스템
11 : 원수탱크
12 : 혼합탱크
13 : 정량이송펌프
14-a ~ 14-c : 양액원액탱크
14-d : pH 조절제탱크
15 : 식물공장(스마트팜)
16 : 배액탱크
17 : 재생 양액탱크
20 : 배액여과 및 UV 살균시스템
21 : 마이크로 전처리여과 필터
22 : 압축 활성탄 필터
23 : UV 살균시스템
24 : 중공사막 필터
30 : 근적외선분광분석시스템과 클라우드기반의 스마트양액공급관리 제어시스템
31 : 근적외선 분광분석시스템 (FT-NIR)
32 : 클라우드기반 스마트 양액공급관리제어시스템
33 : 근적외선 분광분석용 탐침(FT-NIR Probe) 10: Nutrient solution production, supply, regeneration circulation system
11: raw water tank 12: mixing tank
13: quantitative transfer pump 14-a ~ 14-c: nutrient solution tank
14-d: pH regulator tank 15: plant factory (smart farm)
16: drainage tank 17: regeneration nutrient solution tank
20: drainage filtration and UV sterilization system
21: micro pre-filtration filter
22: compressed activated carbon filter 23: UV sterilization system
24: hollow fiber membrane filter
30: Near-infrared spectroscopy system and cloud-based smart nutrient solution supply management control system
31: Near-infrared spectroscopic analysis system (FT-NIR)
32: Cloud-based smart nutrient solution supply management control system
33: Near-infrared spectroscopic analysis probe (FT-NIR Probe)
Claims (5)
양액탱크에서 양액 원액을 클라우드 기반의 스마트 양액공급관리 제어시스템(32)의 제어에 따라 혼합 탱크(12)로 정량 투입할 수 있는 정량이송펌프(13)가 연결되고 상기 양액 탱크는 식물재배에 필요한 양액의 원액을 보관하는 하나 이상의 양액 원액 탱크(14a~14c);
양액 혼합액의 pH를 조정하는 데 사용되는 pH조절제를 보관하는 하나 이상의 pH 조절제 보관 탱크 (14-d)로 이루어진 것을 포함하는 스마트 양액 공급관리제어시스템.The nutrient solution production, supply, and regeneration circulation system 10 according to claim 1 is purified water produced by purifying underground water in a water treatment facility in the mixing tank 12 storing the mixed solution prepared by mixing the nutrient solution and raw water in an optimized composition ratio. The raw water tank (11) and
The nutrient solution tank is connected to a fixed-rate transfer pump 13 capable of quantitatively inputting the nutrient solution from the nutrient solution tank to the mixing tank 12 under the control of the cloud-based smart nutrient solution supply management control system 32, and the nutrient solution tank is required for plant cultivation. At least one nutrient solution stock solution tank (14a ~ 14c) for storing the stock solution of the nutrient solution;
A smart nutrient solution supply management control system comprising one or more pH adjuster storage tanks (14-d) for storing the pH adjuster used to adjust the pH of the nutrient solution mixture.
배액 탱크에서 공급받은 배액의 영양성분과 pH 변화를 근적외선 분광 분석시스템(FT-NIR)(31)을 이용하여 분석한 데이터를 기반으로 스마트 양액공급관리 제어시스템(32)의 제어에 의해 다시 식물재배에 사용될 수 있도록 재생된 재생양액을 식물공장(15)로 투입하는 재생양액탱크(17)로 이루어진 것을 포함하는 스마트 양액 공급관리제어시스템.The nutrient solution produced in the mixing tank 12 for storing the mixed solution prepared by mixing the nutrient solution and raw water in an optimized composition ratio according to claim 2 is supplied to the plant factory 15 installed with the plant cultivation bed and discharged from the plant factory The drainage is moved to the drainage tank 16 storing the drainage after removing foreign matter and contamination through filtration and sterilization;
Plant cultivation again under the control of the smart nutrient solution supply management control system (32) based on the data analyzed using the near-infrared spectroscopic analysis system (FT-NIR) (31) for the nutrient components and pH changes of the drainage solution supplied from the drainage tank. A smart nutrient solution supply management control system comprising a regenerated nutrient solution tank 17 that inputs the regenerated nutrient solution to the plant factory 15 so that it can be used for.
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Citations (3)
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| KR100298214B1 (en) | 1998-05-14 | 2001-11-22 | 김강권 | System for automatic control supply of nutritious liquid and diagnosis of system fault |
| KR101179866B1 (en) | 2011-09-28 | 2012-09-05 | 박철수 | nutrient solution supply system |
| KR101712582B1 (en) | 2016-12-30 | 2017-03-06 | 주식회사 청오엔지니어링 | recycle supplying systems of nutrient solution of cultivation under structure used ICT |
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- 2021-07-23 KR KR1020210096845A patent/KR20230016106A/en not_active Application Discontinuation
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