KR20230133193A - 농작물 상태 모니터링 시스템 및 이의 실행 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 농작물 상태 모니터링 시스템은 제1 정전 용량식 수분 상태 센서, 제2 수분 상태 센서 표면 온도를 생성하는 접촉식 표면 온도 센서가 형성되어 있으며, 물 상태에 따른 전압을 센싱하는 제2 정전 용량식 수분 상태 센서, 제1 정전 용량식 수분 상태 센서의 표면 온도를 센싱하여 제1 수분 상태 센서 표면 온도를 생성하는 비접촉식 표면 온도 센서, 노점 온도를 센싱하는 온습도 센서 및 상기 제1 정전 용량식 수분 상태 센서 및 제2 정전 용량식 수분 상태 센서로부터 수신된 물 상태에 따른 전압, 제2 수분 상태 센서 표면 온도, 제1 수분 상태 센서 표면 온도 및 상기 노점 온도를 이용하여 이슬 및 서리 발생을 예측하는 농작물 상태 모니링 서버를 포함한다.

Description

농작물 상태 모니터링 시스템 및 이의 실행 방법{GROW CRROPS MONITORING SYSTEM AND METHOD PERFORMING THEREOF}
본 발명은 농작물 상태 모니터링 시스템 및 이의 실행 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 표면온도 및 노점온도를 이용하여 높은 정확도로 이슬 및 서리 발생을 예측할 뿐만 아니라 정전 용량식 수분 상태 센서의 표면의 물의 상태에 따른 전압값 변화 추이를 해석할 수 있도록 하는 농작물 상태 모니터링 시스템 및 이의 실행 방법에 관한 것이다.
농업분야에서 이슬과 서리는 작물생산에 대한 주요 환경적 요소이며 이를 예측하여 대비하는 것은 필수적이다. 작물에 대해 발생하는 이슬과 서리를 예측하기 위해서 필요한 기상자료로는 ①이슬 및 서리 유무 자료, ②작물의 표면온도 자료, ③노점(이슬점)온도 자료이다.
하지만 현재 국내외 이슬 및 서리 관측시스템에서 정전 용량식 수분 상태 센서를 이용하여, 이슬 및 서리의 발생 유무만을 관측할 뿐 표면온도와 노점온도를 함께 관측하지 않는다.
통상적으로 기온이 노점온도에 도달하면, 공기 내 수증기가 응결한다고 알려져 있다. 하지만 엄밀히 기온이 노점온도에 도달하는 것이 아니라, 공기가 접촉하는 물체 표면의 온도가 노점온도에 도달해야 한다.
따라서 정전 용량식 수분 상태 센서를 이용하여 이슬 및 서리 자료를 생산하고자 한다면, 정전 용량식 수분 상태 센서의 표면 온도도 함께 관측되어야 한다.
하지만 정전 용량식 수분 상태 센서는 이슬 및 서리 유무만을 판단하고 관측할 뿐, 기기 자체의 표면온도는 관측하지 않는다. 농작물의 서리를 관측하기 위한 기기로써 옆면습윤센서의 잎싹 표면온도센서가 있지만, 해당 기기는 표면온도는 관측하지만, 기기에 이슬 및 서리 판단 기능이 없다.
이슬 및 서리 자료 구축을 위해서는 현상관측 뿐만이 아니라 발생주체(즉, 작물 등)의 표면온도도 함께 관측되어야 한다. 하지만 이 둘을 모두 관측하는 기기 또는 관측시스템은 현재 없다.
본 발명은 표면온도 및 노점온도를 이용하여 높은 정확도로 이슬 및 서리 발생을 예측할 뿐만 아니라 정전 용량식 수분 상태 센서의 표면의 물의 상태에 따른 전압값 변화 추이를 해석할 수 있도록 하는 농작물 상태 모니터링 시스템 및 이의 실행 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 정전 용량식 수분 상태 센서에 형성된 접촉식 표면 온도 센서의 부착으로 간섭이 생길 수 있어 이를 해결하기 위해 정전 용량식 수분 상태 센서의 표면 온도를 보정하여 표면 온도를 좀더 정확하게 확인할 수 있도록 하는 농작물 상태 모니터링 시스템 및 이의 실행 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 표면 온도가 노점 온도 이상인지 또는 이하인지 여부에 따라 정전 용량식 수분 상태 센서의 표면의 물의 상태에 따라 이슬 및 서리를 예측할 수 있도록 하는 농작물 상태 모니터링 시스템 및 이의 실행 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 농작물 상태 모니터링 시스템은 제1 정전 용량식 수분 상태 센서, 제2 수분 상태 센서 표면 온도를 생성하는 접촉식 표면 온도 센서가 형성되어 있으며, 물 상태에 따른 전압을 센싱하는 제2 정전 용량식 수분 상태 센서, 제1 정전 용량식 수분 상태 센서의 표면 온도를 센싱하여 제1 수분 상태 센서 표면 온도를 생성하는 비접촉식 표면 온도 센서, 노점 온도를 센싱하는 온습도 센서 및 상기 제1 정전 용량식 수분 상태 센서 및 제2 정전 용량식 수분 상태 센서로부터 수신된 물 상태에 따른 전압, 제2 수분 상태 센서 표면 온도, 제1 수분 상태 센서 표면 온도 및 상기 노점 온도를 이용하여 이슬 및 서리 발생을 예측하는 농작물 상태 모니링 서버를 포함한다.
또한 이러한 목적을 달성하기 위한 농작물 상태 모니터링 방법은 비접촉식 표면 온도 센서가 제1 정전 용량식 수분 상태 센서의 표면 온도를 센싱하여 제1 수분 상태 센서 표면 온도를 생성하는 단계, 접촉식 표면 온도 센서가 제2 정전 용량식 수분 상태 센서에 형성되어 상기 제2 정전 용량식 수분 상태 센서의 표면 온도를 센싱하여 제2 수분 상태 센서 표면 온도를 생성하는 단계 및 농작물 상태 모니링 서버가 상기 제1 정전 용량식 수분 상태 센서 및 제2 정전 용량식 수분 상태 센서로부터 수신된 물 상태에 따른 전압, 제2 수분 상태 센서 표면 온도, 제1 수분 상태 센서 표면 온도 및 온습도 센서로부터 수신된 노점 온도를 이용하여 이슬 및 서리 발생을 예측하는 단계를 포함한다.
전술한 바와 같은 표면온도 및 노점온도를 예측하여 높은 정확도로 이슬 및 서리 발생을 예측할 뿐만 아니라 정전 용량식 수분 상태 센서의 표면의 물의 상태에 따른 전압값 변화 추이를 해석할 수 있도록 하는 농작물 상태 모니터링 시스템 및 이의 실행 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 정전 용량식 수분 상태 센서에 형성된 접촉식 표면 온도 센서의 부착으로 간섭이 생길 수 있어 이를 해결하기 위해 정전 용량식 수분 상태 센서의 표면 온도를 보정하여 표면 온도를 좀더 정확하게 확인할 수 있도록 하는 농작물 상태 모니터링 시스템 및 이의 실행 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 표면 온도가 노점 온도 이상인지 또는 이하인지 여부에 따라 정전 용량식 수분 상태 센서의 표면의 물의 상태에 따라 이슬 및 서리를 예측할 수 있도록 하는 농작물 상태 모니터링 시스템 및 이의 실행 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 농작물 상태 모니터링 시스템을 설명하기 위한 네트워크 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 농작물 상태 모니링 서버의 내부 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 농작물 상태 모니터링 시스템을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 농작물 상태 모니링 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 농작물 상태 모니터링 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 농작물 상태 모니터링 시스템은 작물과 같은 주체를 가정(대표)하는 정전 용량식 수분 상태 센서를 통해 습기 정도와 물 상태 변화 데이터를 수집할 뿐 아니라, 표면온도 데이터, 노점온도 데이터를 더 수집하여 모니터링할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 농작물 상태 모니터링 시스템을 설명하기 위한 네트워크 구성도이다.
도 1을 참조하면, 농작물 상태 모니터링 시스템은 복수의 정전 용량식 수분 상태 센서(100_1~100_N), 접촉식 표면 온도 센서(200), 비접촉식 표면 온도 센서(300), 온습도 센서(400), 농작물 상태 모니링 서버(500)를 포함한다.
복수의 정전 용량식 수분 상태 센서(100_1~100_N)는 전압 변화를 이용하여 물 상태를 판단한다.
복수의 정전 용량식 수분 상태 센서(100_1~100_N) 중 제1 정전 용량식 수분 상태 센서(100_1)는 전압 변화를 이용하여 물 상태를 판단한다. 제1 정전 용량식 수분 상태 센서(100_1)의 표면 온도는 비접촉식 표면 온도 센서(300)에 의해 센싱된다.
복수의 정전 용량식 수분 상태 센서(100_1~100_N) 중 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)에는 접촉식 표면 온도 센서(200)가 형성되어 있다. 따라서, 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)에 형성된 접촉식 표면 온도 센서(200)는 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)의 표면 온도를 센싱한다.
제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)는 전압 변화를 이용하여 물 상태를 판단한다. 이때, 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)에 접촉식 표면 온도 센서(200)의 부착으로 인한 간섭을 고려하여 전압 변화를 이용하여 물 상태를 판단할 수 있다.
이와 같은 이유는, 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)에 형성된 접촉식 표면 온도 센서(200)는 직접 표면 온도를 센싱하기 때문에 정확도는 좋지만 접촉식 표면 온도 센서(200) 자체의 전도 및 복사 특성이 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)의 표면 온도에 영향을 미칠 수 있다.
상기와 같이, 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)에 접촉식 표면 온도 센서(200)를 형성함으로써 제2 정전 용량식 수분 상태 센서의 표면 온도에 얼마만큼 영향을 미치는지 확인하기 위해서 복수의 정전 용량식 수분 상태 센서(100_1~100_N) 중 제1 정전 용량식 수분 상태 센서(100_1)의 표면 온도는 비접촉식 표면 온도 센서(300)에 의해 센싱된다. 상기의 비접촉식 표면 온도 센서(300)는 적외선 기반의 센서로 적외선을 통해 제1 정전 용량식 수분 상태 센서(100_1)의 표면온도를 측정할 수 있다.
온습도 센서(400)는 노점온도를 관측할 수 있다. 온습도 센서(400)는 측정된 온도와 상대습도를 기반으로 노점온도를 연산할 수 있다. 온습도 센서(400)가 노점온도를 연산하는 방법은 종래 방법을 사용할 것이다.
농작물 상태 모니링 서버(500)는 제1 정전 용량식 수분 상태 센서(100_1)로부터 수신된 물 상태에 따른 전압 값, 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)에 형성된 접촉식 표면 온도 센서(200)로부터 수신된 제2 수분 상태 센서 표면 온도 및 비접촉식 표면 온도 센서(300)로부터 수신된 제1 수분 상태 센서 표면 온도 및 온습도 센서(400)로부터 수신된 노점 온도를 이용하여 농작물 상태를 모니터링한다.
먼저, 농작물 상태 모니링 서버(500)는 제2 수분 상태 센서 표면 온도 및 제1 수분 상태 센서 표면 온도를 비교하여 차이 표면 온도를 산출하고, 차이 표면 온도가 특정 임계 온도 이상인지 여부를 판단하여 제1 판단 결과를 생성한다.
그 후, 농작물 상태 모니링 서버(500)는 제1 판단 결과에 따라 제1 정전 용량식 수분 상태 센서(100_1)로부터 수신된 물 상태에 따른 전압 값 및 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)로부터 수신된 물 상태에 따른 전압 값을 비교하여 제2 판단 결과를 생성한다.
일 실시예에서, 농작물 상태 모니링 서버(500)는 제1 판단 결과가 차이 표면 온도가 특정 임계 온도 이상임을 지시하는 경우, 제1 정전 용량식 수분 상태 센서(100_1)로부터 수신된 물 상태에 따른 전압 값 및 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)로부터 수신된 물 상태에 따른 전압 값을 비교하여 차이 전압이 특정 임계 전압 이상인지여부를 판단하여 제2 판단 결과를 생성한다.
상기의 실시예에서, 농작물 상태 모니링 서버(500)는 제1 판단 결과가 차이 표면 온도가 특정 임계 온도 이상이고 제2 판단 결과가 제1 및 제2 수분 상태 센서(100_1, 100_2) 사이의 차이 전압이 특정 임계 전압 이상이면, 미리 결정된 차이 전압 별 보정 온도 테이블에서 차이 전압에 해당하는 보정 온도를 독출하고 보정 온도를 이용하여 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)의 제2 수분 상태 센서 표면 온도를 보정한다.
즉, 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)에서 센싱된 물 상태에 따른 전압 값은 접촉식 표면 온도 센서(200)의 부착으로 인해 간섭이 생길 수 있기 때문에 차이 전압에 해당하는 보정 온도만큼 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)의 제2 수분 상태 센서 표면 온도를 보정하는 것이다.
상기의 실시예에서, 농작물 상태 모니링 서버(500)는 제1 판단 결과가 차이 표면 온도가 특정 임계 온도 이하이고 제2 판단 결과가 제1 및 제2 수분 상태 센서(100_1, 100_2) 사이의 차이 온도 값이 특정 임계 전압 이하이면, 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)의 제2 수분 상태 센서 표면 온도를 보정하지 않는다.
즉, 차이 표면 온도가 특정 임계 온도 이하인 경우 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)에서 센싱된 물 상태에 따른 전압이 접촉식 표면 온도 센서(200)의 부착으로 인한 간섭을 받지 않고 있다고 판단하여 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)의 제2 수분 상태 센서 표면 온도에 대해 별다른 보정을 진행하지 않는다.
상기의 실시예에서, 농작물 상태 모니링 서버(500)는 제1 판단 결과가 차이 표면 온도가 특정 임계 온도 이하이지만, 제2 판단 결과가 제1 및 제2 수분 상태 센서(100_1, 100_2) 사이의 차이 온도 값이 특정 임계 전압 이상이면 특정 임계 온도를 보정한다.
즉, 농작물 상태 모니링 서버(500)는 차이 표면 온도가 특정 임계 온도 이하이지만 수분 상태 센서(100_1, 100_2) 사이의 차이 온도 값이 특정 임계 전압 이상 이면 특정 임계 온도가 너무 높게 설정되어 있다고 판단하여 특정 임계 온도를 낮춘다.
그런 다음, 농작물 상태 모니링 서버(500)는 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)로부터 수신된 물 상태에 따른 전압 값, 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)에 형성되어 있는 접촉식 표면 온도 센서(200)로부터 수신된 표면 온도 및 온습도 센서(400)로부터 수신된 노점 온도 각각을 그래프로 표시하여 농작물 상태를 모니터링한다.
일 실시예에서, 농작물 상태 모니링 서버(500)는 그래프 상에 표시된 표면 온도 및 노점 온도를 비교하여 비교 결과에 따라 이슬 발생 예측 정보, 서리 발생 예측 정보 및 강수 발생 예측 정보를 생성할 수 있다.
상기의 실시예에서, 농작물 상태 모니링 서버(500)는 노점 온도 이하이면 응결 또는 승화가 일어나 서리가 발생될 가능성이 있다고 판단하여 서리 발생 예측 정보를 생성할 수 있다.
상기의 실시예에서, 농작물 상태 모니링 서버(500)는 표면 온도가 노점 온도 이상이면 이슬이 발생될 가능성이 있다고 판단하여 이슬 발생 예측 정보를 생성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 농작물 상태 모니링 서버의 내부 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 농작물 상태 모니링 서버(500)는 모니터링 데이터 수신부(510), 표면 온도 분석부(520), 표면 온도 보정부(530), 그래프 분석부(540), 보정 온도 테이블(550) 및 제어부(560)를 포함한다.
모니터링 데이터 수신부(510)는 제1 정전 용량식 수분 상태 센서(100_1)로부터 전압 값을 수신하고, 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)에 형성된 접촉식 표면 온도 센서(200)로부터 제2 수분 상태 센서 표면 온도를 수신하고, 비접촉식 표면 온도 센서(300)로부터 제1 수분 상태 센서 표면 온도를 수신하고, 온습도 센서(400)로부터 노점 온도를 수신한다.
표면 온도 분석부(520)는 제2 수분 상태 센서 표면 온도 및 제1 수분 상태 센서 표면 온도를 비교하여 차이 표면 온도를 산출하고, 차이 표면 온도가 특정 임계 온도 이상인지 여부를 판단하여 제1 판단 결과를 생성한다.
그 후, 표면 온도 분석부(520)는 제1 판단 결과에 따라 제1 정전 용량식 수분 상태 센서(100_1)로부터 수신된 물 상태에 따른 전압 값 및 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)로부터 수신된 물 상태에 따른 전압 값을 비교하여 제2 판단 결과를 생성한다.
일 실시예에서, 표면 온도 분석부(520)는 제1 판단 결과가 차이 표면 온도가 특정 임계 온도 이상임을 지시하는 경우, 제1 정전 용량식 수분 상태 센서(100_1)로부터 수신된 물 상태에 따른 전압 값 및 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)로부터 수신된 물 상태에 따른 전압 값을 비교하여 차이 전압이 특정 임계 전압 이상인지여부를 판단하여 제2 판단 결과를 생성한다.
상기의 실시예에서, 표면 온도 분석부(520)는 제1 판단 결과가 차이 표면 온도가 특정 임계 온도 이상이고 제2 판단 결과가 제1 및 제2 수분 상태 센서(100_1, 100_2) 사이의 차이 전압이 특정 임계 전압 이상이면, 미리 결정된 차이 전압 별 보정 온도 테이블(550)에서 차이 전압에 해당하는 보정 온도를 독출하고 보정 온도를 이용하여 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)의 제2 수분 상태 센서 표면 온도를 보정하도록 표면 온도 보정부(530)에 보정 온도를 제공한다.
즉, 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)에서 센싱된 물 상태에 따른 전압 값은 접촉식 표면 온도 센서(200)의 부착으로 인해 간섭이 생길 수 있기 때문에 표면 온도 보정부(530)가 차이 전압에 해당하는 보정 온도만큼 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)의 제2 수분 상태 센서 표면 온도를 보정하도록 하는 것이다.
상기의 실시예에서, 표면 온도 분석부(520)는 제1 판단 결과가 차이 표면 온도가 특정 임계 온도 이하이고 제2 판단 결과가 제1 및 제2 수분 상태 센서(100_1, 100_2) 사이의 차이 온도 값이 특정 임계 전압 이하이면, 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)의 제2 수분 상태 센서 표면 온도를 보정하지 않도록 한다.
즉, 차이 표면 온도가 특정 임계 온도 이하인 경우 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)에서 센싱된 물 상태에 따른 전압이 접촉식 표면 온도 센서(200)의 부착으로 인한 간섭을 받지 않고 있다고 판단하여 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)의 제2 수분 상태 센서 표면 온도에 대해 별다른 보정을 진행하지 않는다.
상기의 실시예에서, 표면 온도 분석부(520)는 제1 판단 결과가 차이 표면 온도가 특정 임계 온도 이하이지만, 제2 판단 결과가 제1 및 제2 수분 상태 센서(100_1, 100_2) 사이의 차이 온도 값이 특정 임계 전압 이상이면 특정 임계 온도를 보정한다.
즉, 표면 온도 분석부(520)는 차이 표면 온도가 특정 임계 온도 이하이지만 수분 상태 센서(100_1, 100_2) 사이의 차이 온도 값이 특정 임계 전압 이상 이면 특정 임계 온도가 너무 높게 설정되어 있다고 판단하여 특정 임계 온도를 낮춘다.
그래프 분석부(540)는 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)로부터 수신된 물 상태에 따른 전압 값, 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)에 형성되어 있는 접촉식 표면 온도 센서(200)로부터 수신된 표면 온도 및 온습도 센서(400)로부터 수신된 노점 온도 각각을 그래프로 표시하여 농작물 상태를 모니터링한다.
일 실시예에서, 그래프 분석부(540)는 그래프 상에 표시된 표면 온도 및 노점 온도를 비교하여 비교 결과에 따라 이슬 발생 예측 정보, 서리 발생 예측 정보 및 강수 발생 예측 정보를 생성할 수 있다.
상기의 실시예에서, 그래프 분석부(540)는 그래프 상에 표시된 표면 온도가노점 온도 이하이면 응결 또는 승화가 일어나 서리가 발생될 가능성이 있다고 판단하여 서리 발생 예측 정보를 생성할 수 있다.
상기의 실시예에서, 그래프 분석부(540)는 표면 온도가 노점 온도 이상이면 이슬이 발생될 가능성이 있다고 판단하여 이슬 발생 예측 정보를 생성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 농작물 상태 모니터링 시스템을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3을 참조하면, 농작물 상태 모니터링 시스템을 구현하기 위해서는 관측 노장 내 위치한 두 개의 봉이 설치되어야 한다. 이 때, 설치된 봉은 하루 중 태양의 이동으로 인한 그림자의 간섭이 없는 곳에 설치되어야 할 것이다.
제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)는 센서 표면에 이슬과 같은 습기가 맺히거나 물의 상태가 변하면 센서의 전압이 변화하여, 그 정도에 따라 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2) 표면의 습기 정도와 물 상태 변화 데이터를 수집하는 센서이다.
제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)에는 제2 수분 상태 센서 표면 온도를 생성하는 접촉식 표면 온도 센서(200)가 형성되어 있다. 직접 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)에 부착되어 표면 온도를 관측하므로 정확도가 높으나 접촉식 표면 온도 센서(200) 자체의 전도 및 복사 특성이 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)의 표면 온도에 영향을 미칠 수 있어 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)의 표면온도를 정확하게 측정하기 어렵다는 문제가 있다.
이를 해결하기 위한 본 발명은 제1 정전 용량식 수분 상태 센서(100_1)의 표면온도를 센싱하여 제1 수분 상태 센서 표면 온도를 생성하는 비접촉식 표면 온도 센서(200)를 형성하였다. 이때, 비접촉식 표면 온도 센서(200)는 적외선 기반의 센서로 적외선을 통해 엽면 습윤 센서(110-b)의 표면온도를 측정할 수 있다.
온습도 센서(400)는 노점온도를 관측할 수 있다. 온습도 센서(400)는 측정된 온도와 상대습도를 기반으로 노점온도를 연산할 수 있다. 온습도 센서(400)가 노점온도를 연산하는 방법은 종래 방법을 사용할 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 농작물 상태 모니링 과정을 설명하기 위한 그래프이다.
도 4를 참조하면, 농작물 상태 모니링 서버(500)는 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)로부터 수신된 물 상태에 따른 전압 값, 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)에 형성되어 있는 접촉식 표면 온도 센서(200)로부터 수신된 표면 온도 및 온습도 센서(400)로부터 수신된 노점 온도 각각을 그래프로 표시하여 농작물 상태를 모니터링한다.
종래에는 정전 용량식 수분 상태 센서의 표면의 물 상태에 따른 전압 변화만을 관측한다. 하지만, 종래에는 정전 용량식 수분 상태 센서의 표면의 물 상태에 따른 전압 변화만을 이용하여 물 상태를 정확히 판단할 수 없고, 향후 예측 위한 주요 변수인 표면 온도를 확인할 수 없었다.
하지만, 본 발명에 따른 농작물 상태 모니링 서버(500)는 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)로부터 수신된 물 상태에 따른 전압 값, 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)에 형성되어 있는 접촉식 표면 온도 센서(200)로부터 수신된 표면 온도 및 온습도 센서(400)로부터 수신된 노점 온도 각각을 그래프로 표시하여 농작물 상태를 모니터링한다.
일 실시예에서, 농작물 상태 모니링 서버(500)는 그래프 상에 표시된 표면 온도 및 노점 온도를 비교하여 비교 결과에 따라 이슬 발생 예측 정보, 서리 발생 예측 정보 및 강수 발생 예측 정보를 생성할 수 있다.
상기의 실시예에서, 농작물 상태 모니링 서버(500)는 그래프 상에 표시된 표면 온도가노점 온도 이하이면 응결 또는 승화가 일어나 서리가 발생될 가능성이 있다고 판단하여 서리 발생 예측 정보를 생성할 수 있다.
상기의 실시예에서, 농작물 상태 모니링 서버(500)는 표면 온도가 노점 온도 이상이면 이슬이 발생될 가능성이 있다고 판단하여 이슬 발생 예측 정보를 생성할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 농작물 상태 모니터링 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 비접촉식 표면 온도 센서(300)는 제1 정전 용량식 수분 상태 센서의 표면 온도를 센싱하여 제1 수분 상태 센서 표면 온도를 생성한다(단계 S510).
접촉식 표면 온도 센서(200)는 제2 정전 용량식 수분 상태 센서에 형성되어 상기 제2 정전 용량식 수분 상태 센서의 표면 온도를 센싱하여 제2 수분 상태 센서 표면 온도를 생성한다(단계 단계 S520).
농작물 상태 모니링 서버(500)는 제1 정전 용량식 수분 상태 센서 및 제2 정전 용량식 수분 상태 센서로부터 수신된 물 상태에 따른 전압, 제2 수분 상태 센서 표면 온도, 제1 수분 상태 센서 표면 온도 및 온습도 센서로부터 수신된 노점 온도를 이용하여 이슬 및 서리 발생을 예측한다(단계 S530).
단계 S530에 대한 일 실시예에서, 농작물 상태 모니링 서버(500)는 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)로부터 수신된 물 상태에 따른 전압 값, 제2 정전 용량식 수분 상태 센서(100_2)에 형성되어 있는 접촉식 표면 온도 센서(200)로부터 수신된 표면 온도 및 온습도 센서(400)로부터 수신된 노점 온도 각각을 그래프로 표시하여 농작물 상태를 모니터링한다.
일 실시예에서, 농작물 상태 모니링 서버(500)는 그래프 상에 표시된 표면 온도 및 노점 온도를 비교하여 비교 결과에 따라 이슬 발생 예측 정보, 서리 발생 예측 정보 및 강수 발생 예측 정보를 생성할 수 있다.
상기의 실시예에서, 농작물 상태 모니링 서버(500)는 그래프 상에 표시된 표면 온도가노점 온도 이하이면 응결 또는 승화가 일어나 서리가 발생될 가능성이 있다고 판단하여 서리 발생 예측 정보를 생성할 수 있다.
상기의 실시예에서, 농작물 상태 모니링 서버(500)는 표면 온도가 노점 온도 이상이면 이슬이 발생될 가능성이 있다고 판단하여 이슬 발생 예측 정보를 생성할 수 있다.
한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100_1~100_N: 복수의 정전 용량식 수분 상태 센서,
200: 접촉식 표면 온도 센서,
300: 비접촉식 표면 온도 센서,
400: 온습도 센서,
500: 농작물 상태 모니링 서버,
510: 모니터링 데이터 수신부,
520: 표면 온도 분석부,
530: 표면 온도 보정부,
540: 그래프 분석부,
550: 보정 온도 테이블,
560: 제어부

Claims (2)

  1. 제1 정전 용량식 수분 상태 센서;
    제2 수분 상태 센서 표면 온도를 생성하는 접촉식 표면 온도 센서가 형성되어 있으며, 물 상태에 따른 전압을 센싱하는 제2 정전 용량식 수분 상태 센서;
    제1 정전 용량식 수분 상태 센서의 표면 온도를 센싱하여 제1 수분 상태 센서 표면 온도를 생성하는 비접촉식 표면 온도 센서;
    노점 온도를 센싱하는 온습도 센서; 및
    상기 제1 정전 용량식 수분 상태 센서 및 제2 정전 용량식 수분 상태 센서로부터 수신된 물 상태에 따른 전압, 제2 수분 상태 센서 표면 온도, 제1 수분 상태 센서 표면 온도 및 상기 노점 온도를 이용하여 이슬 및 서리 발생을 예측하는 농작물 상태 모니링 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는
    농작물 상태 모니터링 시스템.
  2. 비접촉식 표면 온도 센서가 제1 정전 용량식 수분 상태 센서의 표면 온도를 센싱하여 제1 수분 상태 센서 표면 온도를 생성하는 단계;
    접촉식 표면 온도 센서가 제2 정전 용량식 수분 상태 센서에 형성되어 상기 제2 정전 용량식 수분 상태 센서의 표면 온도를 센싱하여 제2 수분 상태 센서 표면 온도를 생성하는 단계; 및
    농작물 상태 모니링 서버가 상기 제1 정전 용량식 수분 상태 센서 및 제2 정전 용량식 수분 상태 센서로부터 수신된 물 상태에 따른 전압, 제2 수분 상태 센서 표면 온도, 제1 수분 상태 센서 표면 온도 및 온습도 센서로부터 수신된 노점 온도를 이용하여 이슬 및 서리 발생을 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    농작물 상태 모니터링 방법.
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