KR20240085335A - 배지 타워를 이용한 작물 재배 장치 제어 방법 및 디바이스 - Google Patents

배지 타워를 이용한 작물 재배 장치 제어 방법 및 디바이스 Download PDF

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Abstract

서로 다른 크기의 복수의 배지 타워가 복수의 라인으로 배치된 수직 농장에서 재배되는 작물을 모니터링하여 모니터링 정보를 획득하는 단계; 상기 모니터링 정보에 기초하여 상기 복수의 배지 타워에 제공된 각각의 총 광량을 결정하는 단계; 상기 복수의 배지 타워에 제공된 각각의 총 광량에 기초하여 상기 복수의 배지 타워에 배양액을 공급하도록 배양액 제공 장치를 제어하는 단계; 상기 모니터링 정보에 기초하여 결정된 LED광 제공량에 따라 상기 복수의 배지 타워에 LED광을 제공하도록 LED를 제어하는 단계; 상기 모니터링 정보에 기초하여 결정된 냉난방 제공량에 따라 상기 복수의 배지 타워에 냉난방을 제공하도록 냉난방 장치를 제어하는 단계;를 포함하는, 방법 및 디바이스가 개시된다.

Description

배지 타워를 이용한 작물 재배 장치 제어 방법 및 디바이스{Method and device for controlling a crop cultivation device using a badge tower}
본 개시의 기술 분야는 작물 재배 장치 제어 제공 방법 및 디바이스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 농장에서 재배되는 작물에 대한 모니터링 정보에 따라 작물 재배 장치를 제어할 수 있는 방법을 제공할 수 있는 방법 및 디바이스에 관한 것이다.
종래에는 첨단 시설화 되어가는 농업환경에서는 과거와 같이 노동력을 자산으로 삼아 영농을 영위하는 시대가 아닌 기술로서 인간을 풍요롭게 하는 시대이며, 이는 인간의 삶의 질과 맞물린 미래 농업의 트렌드로 자리잡아가고 있다.
따라서, 종래의 첨단 시설에 따른 작물 재배 기술 등이 실시 되고 있으나, 재배 작물이 어떤 작물이냐에 따라 재배 방법이 달라지도록 할 뿐 각각의 모니터링에 따라 작물 재배에 필요한 요소가 제공되지 않았다는 문제점이 있었다. 따라서, 소규모의 농가, 가정 또는 식당에 설치된 작물 재배 장치에서의 작물 재배 시 작물에 생장 환경을 최적화시킬 수 있도록 하여 불필요한 재배 작업을 최소화하고 필요한 재배 작업이 수행되도록 함에 따라 작물을 효율적으로 관리할 수 있도록 작물 재배 장치를 제어할 수 있는 기술이 요구되는 실정이다.
한국등록특허 제 10-2156722호(2020.09.10) 복수의 재배 모듈을 포함하는 작물 재배 장치
본 개시에서 해결하고자 하는 과제는 배지 타워를 이용한 작물 재배 장치 제어 방법을 제공하는 시스템에 있어서, 복수의 배지 타워에서 재배되는 작물을 모니터링 함에 따라 결정되는 복수의 공급 요소를 작물에 공급할 수 있도록 작물 재배 장치를 제어할 수 있는 서비스를 제공하기 위한 것이다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로써, 본 개시의 제 1 측면에 따른 디바이스가 배지 타워를 이용한 작물 재배 장치를 제어하는 방법은 서로 다른 크기의 복수의 배지 타워가 복수의 라인으로 배치된 수직 농장에서 재배되는 작물을 모니터링하여 모니터링 정보를 획득하는 단계; 상기 모니터링 정보에 기초하여 상기 복수의 배지 타워에 제공된 각각의 총 광량을 결정하는 단계; 상기 복수의 배지 타워에 제공된 각각의 총 광량에 기초하여 상기 복수의 배지 타워에 배양액을 공급하도록 배양액 제공 장치를 제어하는 단계; 상기 모니터링 정보에 기초하여 결정된 LED광 제공량에 따라 상기 복수의 배지 타워에 LED광을 제공하도록 LED를 제어하는 단계; 상기 모니터링 정보에 기초하여 결정된 냉난방 제공량에 따라 상기 복수의 배지 타워에 냉난방을 제공하도록 냉난방 장치를 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 배지 타워에 상기 배양액을 공급하도록 배양액 제공 장치를 제어하는 단계는 상기 복수의 배지 타워에 제공된 각각의 총 광량 및 상기 복수의 배지 타워의 높이에 기초하여 상기 복수의 배지 타워 각각에 공급되는 상기 배양액의 양을 결정하는 단계; 및 상기 배양액의 양에 기초하여 상기 복수의 배지 타워에 상기 배양액을 공급하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 배양액의 양은 상기 복수의 배지 타워에 제공된 각각의 총 광량이 증가함에 따라 로그함수에 대응되도록 증가하고, 상기 복수의 배지 타워의 높이가 증가함에 따라 1차 함수에 대응되도록 증가할 수 있다.
또한, 상기 1차 함수에 대응되는 계수는 상기 LED광 제공량에 기초하여 결정될 수 있다.
또한, 상기 복수의 배지 타워 각각에 제공되는 상기 배양액의 양은 상기 복수의 배지 타워 각각에 대응되는 상기 LED광 제공량, 상기 총 광량, 상기 배지 타워의 높이, 냉방량 및 난방량에 기초하여 결정될 수 있다.
또한, 상기 복수의 배지 타워 각각에 제공되는 상기 배양액의 양은 복수의 배지 타워에 제공된 각각의 총 광량이 기설정 량을 초과하는 경우, 상기 복수의 배지 타워 각각에 대응되는 상기 LED광 제공량, 상기 총 광량, 상기 배지 타워의 높이, 난방량 및 냉방량의 순서로 낮아지도록 부여되는 가중치에 기초하여 결정될 수 있다.
본 개시의 제 2 측면에 따른 배지 타워를 이용한 작물 재배 장치를 제어하는 디바이스는 서로 다른 크기의 복수의 배지 타워가 복수의 라인으로 배치된 수직 농장에서 재배되는 작물을 모니터링하여 모니터링 정보를 획득하는 수신부; 및 상기 모니터링 정보에 기초하여 상기 복수의 배지 타워에 제공된 각각의 총 광량을 결정하고, 상기 복수의 배지 타워에 제공된 각각의 총 광량에 기초하여 상기 복수의 배지 타워에 배양액을 공급하도록 배양액 제공 장치를 제어하고, 상기 모니터링 정보에 기초하여 결정된 LED광 제공량에 따라 상기 복수의 배지 타워에 LED광을 제공하도록 LED를 제어하고, 상기 모니터링 정보에 기초하여 결정된 냉난방 제공량에 따라 상기 복수의 배지 타워에 냉난방을 제공하도록 냉난방 장치를 제어하는 프로세서;를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 복수의 배지 타워가 복수의 라인으로 배치되어 작물이 재배되기 때문에, 작물 재배 면적 대비 많은 양의 작물을 재배할 수 있다는 점에서 효율성이 향상될 수 있다.
또한, 작물에 대한 모니터링이 가능하고 모니터링 정보에 따라 작물에 제공되어야 하는 요소를 결정하여 대응되는 공급량만큼 공급되도록 한다는 점에서 작물 재배에 대한 편의성 및 효율성이 향상될 수 있다.
또한, 총 광량, 배양액 공급, LED광 제공 및 냉난방 장치 제어 등 작물 재배 장치에 대한 자동 제어가 가능하도록 한다는 점에서 사용자의 편의성 및 만족도가 향상될 수 있다.
본 개시의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시 예에 따른 디바이스의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 디바이스가 작물 재배 장치를 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 복수의 배지 타워가 배치된 수직 농장의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 배지 타워의 일 예를 도시한 도면이다.
본 개시에서 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 개시는 이하에서 개시되는 실시 예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 개시가 완전 하도록 하고, 해당 기술 분야에 속하는 통상의 기술자에게 본 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 개시를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 개시의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 해당 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성요소와 다른 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 다양한 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 디바이스(100)의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 디바이스(100)는 수신부(110) 및 프로세서(120)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 수신부(110)는 서로 다른 크기의 복수의 배지 타워가 복수의 라인으로 배치된 수직 농장에서 재배되는 작물을 모니터링하여 모니터링 정보를 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따른 프로세서(120)는 모니터링 정보에 기초하여 복수의 배지 타워에 제공된 각각의 총 광량을 결정할 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 복수의 배지 타워에 제공된 각각의 총 광량에 기초하여 복수의 배지 타워에 배양액을 공급하도록 배양액 제공 장치를 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 모니터링 정보에 기초하여 결정된 LED광 제공량에 따라 복수의 배지 타워에 LED광을 제공하도록 LED를 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 모니터링 정보에 기초하여 결정된 냉난방 제공량에 따라 복수의 배지 타워에 냉난방을 제공하도록 냉난방 장치를 제어할 수 있다.
또한, 배지 타워를 이용한 작물 재배 장치를 제어하는 디바이스(100)는 수신부(110)에서 복수의 센서 등으로부터 작물에 대한 모니터링 정보를 수신하며 프로세서(120)에서 총 광량을 결정하고 배양액 제공 장치를 제어하고, LED를 제어하고, 냉난방 자치를 제어하게 되는 과정에서 인터넷망 또는 이동통신망 등과 같은 종래의 다양한 네트워크 조합에 의해 결합될 수 있으며, 이에 대해서는 특별한 제한이 없음을 유의해야 한다.
더하여, 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소가 배지 타워를 이용한 작물 재배 장치를 제어하는 디바이스(100)에 더 포함될 수 있음을 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 예를 들면, 배지 타워를 이용한 작물 재배 장치를 제어하는 디바이스(100)는 획득한 작물에 대한 모니터링 정보, 프로세서(120)로부터 결정된 총 광량, 배양액 제공량, LED광 제공량, 냉난방 제공량에 대한 정보 등을 저장하는 메모리(미도시)를 더 포함할 수 있다. 또는 다른 실시 예에 따를 경우, 도 1에 도시된 구성요소들 중 일부 구성요소는 생략될 수 있음을 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
일 실시 예에 따른 배지 타워를 이용한 작물 재배 장치를 제어하는 디바이스(100)는 사용자에 의해 이용될 수 있고, 휴대폰, 스마트폰, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player), 태블릿 PC 등과 같이 터치 스크린 패널이 구비된 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치와 연동될 수 있으며, 이 외에도 데스크탑 PC, 태블릿 PC, 랩탑 PC, 셋탑 박스를 포함하는 IPTV와 같이, 애플리케이션을 설치하고 실행할 수 있는 기반이 마련된 장치에 포함되거나 연동될 수 있다.
배지 타워를 이용한 작물 재배 장치를 제어하는 디바이스(100)는 본 명세서에서 설명되는 기능을 실현시키기 위한 컴퓨터 프로그램을 통해 동작하는 컴퓨터 등의 단말기로 구현될 수 있다.
일 실시 예에 따른 배지 타워를 이용한 작물 재배 장치를 제어하는 디바이스(100)는 작물 재배 장치를 제어하는 시스템(미도시) 및 관련 서버(미도시)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 일 실시 예에 따른 서버는 작물 재배 장치를 제어하는 애플리케이션을 지원할 수 있다.
이하에서는 일 실시 예에 따른 배지 타워를 이용한 작물 재배 장치를 제어하는 디바이스(100)가 독립적으로 작물 재배 장치를 제어하는 실시 예를 중심으로 서술하도록 하지만, 전술한 것처럼, 서버와의 연동을 통해 수행될 수도 있다. 즉, 일 실시 예에 따른 배지 타워를 이용한 작물 재배 장치를 제어하는 디바이스(100)와 서버는 그 기능의 측면에서 통합 구현될 수 있고, 서버는 생략될 수도 있으며, 어느 하나의 실시 예에 제한되지 않음을 알 수 있다.
도 2는 일 실시 예에 따른 디바이스(100)가 작물 재배 장치를 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
단계 S210을 참조하면, 일 실시 예에 따른 디바이스(100)는 서로 다른 크기의 복수의 배지 타워가 복수의 라인으로 배치된 수직 농장에서 재배되는 작물을 모니터링하여 모니터링 정보를 획득할 수 있다. 일 실시 예에서, 배지 타워는 복수개의 작물을 수직적으로 재배할 수 있도록 설치된 작물 재배 장치일 수 있다. 복수의 배지 타워는 크기 및 재배할 수 있는 작물의 개수에 따라 복수개의 서로 다른 크기(높이)가 대응될 수 있다. 디바이스(100)는 복수의 배지 타워 마다 포함된 작물을 모니터링 할 수 있고, 각 배지 타워에 대응되는 각각의 모니터링 정보를 획득할 수 있다.
단계 S220을 참조하면, 일 실시 예에 따른 디바이스(100)는 모니터링 정보에 기초하여 복수의 배지 타워에 제공된 각각의 총 광량을 결정할 수 있다. 일 실시 예에서, 총 광량에는 작물 재배를 위해 인위적으로 제공되는 LED광량 및 자연으로부터 제공되는 햇빛과 같은 자연광이 포함될 수 있다.
단계 S230을 참조하면, 일 실시 예에 따른 디바이스(100)는 복수의 배지 타워에 제공된 각각의 총 광량에 기초하여 복수의 배지 타워에 배양액을 공급하도록 배양액 제공 장치를 제어할 수 있다. 일 실시 예에서, 복수의 배지 타워에 제공된 각각의 총 광량 및 복수의 배지 타워의 높이에 기초하여 복수의 배지 타워 각각에 공급되는 상기 배양액의 양을 결정할 수 있다. 이와 관련하여 도 4를 참조하여 설명할 수 있다. 도 4를 참조하면 일 실시 예에서, 배지 타워의 외관상 형태를 확인할 수 있다. 배지 타워의 높이는 상이하게 결정될 수 있으며, 키우고자 하는 작물의 개수에 따라 배지 타워의 높이가 더 높을 수도 있고 더 낮을 수도 있다. 따라서, 디바이스(100)는 복수의 배지 타워의 높이에 기초하여 배양액의 양을 결정할 수 있다. 예를 들면, 복수의 배지 타워에 제공된 각각의 총 광량에 따라 작물이 획득한 영양분이 있을 수 있고, 총 광량에 따라 짧은 시간 내 수분 증발이 발생할 수도 있기 때문에 총 광량에 기초하여 배양액의 양을 결정할 수 있고, 배지 타워에 포함되는 작물의 개수에 따라 공급되어야 하는 배양액의 양이 달라질 수 있기 때문에 배지 타워의 높이에 기초하여 배양액의 양을 결정할 수 있다. 디바이스(100)는 배양액의 양에 기초하여 복수의 배지 타워에 배양액이 공급되도록 할 수 있다. 일 실시 예에서, 배양액의 양은 복수의 배지 타워에 제공된 각각의 총 광량이 증가함에 따라 로그함수에 대응되도록 증가할 수 있고, 복수의 배지 타워의 높이가 증가함에 따라 1차 함수에 대응되도록 증가할 수 있다. 예를 들면, 총 광량이 증가하면 작물이 그만큼 빨리 자라고 있다는 뜻이기도 하고, 영양분이 많이 필요할 수 있으며, 총 광량이 많아짐에 따라 그만큼 수분이 빨리 증발할 수 있기 때문에 공급되는 배양액의 양이 증가할 수 있다. 다만 작물이 자라는 속도는 배양액을 아무리 많이 공급한다 해도 자라는데 있어 한계가 있다는 점에서 로그함수에 대응되도록 증가하도록 하여 기설정 수준 이상부터는 일정 배양액이 공급되도록 할 수 있다. 또한, 배지 타워의 높이는 단순히 전체 작물의 양에 대응되는 개념이므로 재배 작물의 양이 많을수록 정비례하게 배양액의 공급량을 늘리는 것이 바람직하다는 점에서 1차 함수에 대응되도록 증가하도록 할 수 있다.
단계 S240을 참조하면, 일 실시 예에 따른 디바이스(100)는 모니터링 정보에 기초하여 결정된 LED광 제공량에 따라 복수의 배지 타워에 LED광을 제공하도록 LED를 제어할 수 있다, LED광 제공량은 작물이 자라는데 있어 필요하다고 판단되는 총 광량에서 자연에서 제공되는 자연광이 제외된 광량으로 작물이 자라는데 인위적으로 더 제공되어야 하는 최소한의 광량이 대응될 수 있다. 또한, 일 실시 예에서, 배양액의 양을 결정하는 1차 함수에 대응되는 계수는 LED광 제공량에 기초하여 결정될 수 있다. 자연광이 아니라 LED광이 제공된다는 것은 집중 생육이 필요한 시기라고 판단되기 때문에, LED광의 제공량이 증가됨에 따라 배양액이 더 많이 공급되도록 할 수 있다. 또한, 시간이 흐름에 따라 LED광의 제공량이 커짐에 따라 1차 함수에 대응되는 계수가 커지도록 하여 공급되는 배양액의 양이 보다 가파르게 증가되도록 할 수 있다. 예를 들면, 배지 타워의 높이(X)가 증가함에 따라 결정되는 배양액의 양(Y)에 있어서 대응되는 식이 Y=X인 경우 LED광 제공량이 기준 제공량에서 제 1 제공량 이상인 경우 Y=2.5X 식이 대응되도록 갱신될 수 있고, LED광 제공량이 기준 제공량에서 제 2 제공량 이상인 경우 Y=3.5X 식이 대응되도록 갱신될 수 있고, 기준 제공량에서 LED광 제공량이 제 3 제공량 이상인 경우 Y=4X 식이 대응되도록 갱신될 수 있다. 일 실시 예에서, 제 3 제공량, 제 2 제공량 및 제 1 제공량 순으로 클 수 있다. 일 실시 예에서, 각 숫자(2.5, 3.5, 4)는 상황에 따라 변경될 수 있으나, 제 1 제공량에서 제 2 제공량 및 제 3 제공량으로 증가됨에 따라 갱신되는 계수 간의 차이의 크기는 작아진다는 것을 의미할 수 있다. 따라서, 배지 타워의 높이뿐만 아니라 LED광 제공량을 더 고려하여 배양액의 양을 결정하기 때문에 더욱 적합한 양의 배양액을 결정할 수 있다는 효과가 있다.
단계 S250을 참조하면, 일 실시 예에 따른 디바이스(100)는 모니터링 정보에 기초하여 결정된 냉난방 제공량에 따라 복수의 배지 타워에 냉난방을 제공하도록 냉난방 장치를 제어할 수 있다. 일 실시 예에서, 냉난방 장치는 열교환 시스템을 이용한 히트펌프를 이용함에 따라 에너지 절감 효과를 향상시킬 수 있다. 일 실시 예에서, 복수의 배지 타워 각각에 제공되는 배양액의 양은 복수의 배지 타워 각각에 대응되는 LED광 제공량, 총 광량, 배지 타워의 높이, 냉방량 및 난방량에 기초하여 결정될 수 있고, 디바이스(100)는 복수의 배지 타워에 제공된 각각의 총 광량이 기설정 량을 초과하는 경우, 복수의 배지 타워 각각에 대응되는 LED광 제공량, 총 광량, 배지 타워의 높이, 난방량 및 냉방량의 순서로 낮아지도록 부여되는 가중치에 기초하여 배양액의 양을 결정할 수 있다. 일 실시 예에서, 초과의 기준이 되는 기설정 량은 작물이 자라는데 있어 필요한 최소한의 광량 이상의 광량으로 관리자가 작물 생육을 빠르게 하고자 할 경우 설정되는 광량을 의미할 수 있다. 총 광량이 기설정 량을 초과하는 것은 자연광 이외에 복수의 배지 타워에 제공되는 LED광 제공량이 기설정 수준 이상으로 제공되고 있는 것으로 작물 생육을 위해 LED광을 관리자가 의도적으로 더 제공되도록 한다는 것을 의미하기 때문에 LED광 제공량이 가장 중요한 요소일 수 있어 이에 대한 확인을 우선적으로 하는 것이 바람직할 수 있다는 점에서, LED광 제공량에 가장 높은 가중치가 부여될 수 있다. 또한, 총 광량은 자연광 및 LED광 제공량이 합해진 광량이기 때문에 전체적인 작물의 생육 속도를 결정하는데 영향을 미칠 수 있어 우선적으로 관리자 의도 파악에 따른 LED광 제공량 확인 이후에 자연광에 대한 확인이 필요하다는 점에서 총 광량에 2순위로 높은 가중치가 부여될 수 있다. 또한, 배지 타워의 높이는 상술한 바와 같이 작물의 양에 따라 공급되어야 하는 배양액의 양이 상이해질 수 있기 때문에 고려해야하나, 총 광량이 기설정 량 초과인 경우를 고려하는 것으로, 광량에 따라 배양액의 양이 상이하게 결정되도록 하는 것이므로, 상술한 LED광 제공량 및 총 광량이 더 중요할 수 있다는 점에서, 배지 타워의 높이에 제 3순위로 높은 가중치가 부여될 수 있다. 또한, 냉방량 및 난방량은 배양액의 양을 결정하는데 영향을 주는 요소이긴 하나, 광량에 따라 배양액의 양을 결정하는 경우이기 때문에 상술한 세 요소보다는 다소 중요도가 낮을 수 있으며, 난방량은 클수록 수분 증발이 발생할 수 있어 배양액의 양을 더 공급하는게 바람직할 수 있다는 점에서 확인할 필요성이 있고, 냉방량은 기설정 광량을 초과함에 따른 배양액의 양을 결정하는데 있어서는 난방량보다 중요도가 낮을 수 있기 때문에 난방량에 4순위로 높은 가중치가 부여될 수 있고, 냉방량에 5순위로 높은 가중치가 부여될 수 있다. 따라서, 디바이스(100)는 복수의 각 요소에 부여되는 가중치의 크기를 상이하도록 하여 배양액의 양을 결정하기 때문에 작물 재배에 적합한 배양액의 양이 공급되도록 할 수 있다는 효과가 있다.
일 실시 예에 따른 디바이스(100)는 상황에 따라 배양액의 양을 결정하기 위해 복수의 각 요소에 부여되는 가중치의 크기를 갱신할 수 있다. 예를 들면, 일 실시 예에 따른 디바이스(100)는 복수의 배지 타워에 제공된 각각의 총 광량이 기설정 량 이하인 경우, 복수의 배지 타워 각각에 대응되는 배지 타워의 높이, 총 광량, LED광 제공량, 난방량 및 냉방량의 순서로 낮아지도록 부여되는 가중치에 기초하여 배양액의 양을 결정할 수 있다. 일 실시 예에서, 이하의 기준이 되는 기설정 량은 작물이 자라는데 있어 필요한 최소한의 광량 이상의 광량 및 일반적인 작물 생육 평균 광량 사이에 대응되는 광량일 수 있다. 총 광량은 자연광 및 LED광 제공량이 합해진 광량이기 때문에 총 광량이 기설정 량 이하인 경우에는 LED광 제공량이 기설정 수준 이하로 제공되고 있는 것으로 작물 생육을 위한 최소한의 광량은 제공되고 있으나, 작물 생육을 위해 LED광을 관리자가 의도적으로는 더 제공하지 않고 있거나, 덜 제공되도록 한다는 것을 의미하기 때문에 관리자의 의도를 작물 생육을 빠르게 하지 않겠다는 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 디바이스(100)는 작물 생육에 있어 광량보다는 보다 필수적이고 객관적인 정보를 나타낼 수 있는 배지 타워 높이를 가장 중요한 요소로 판단할 수 있다. 예를 들면, 배지 타워 높이는 작물의 양에 대한 팩터로, 광량이 기설정 량 이하인 경우에는 작물의 양에 따라 배양액의 양을 공급하는 것이 바람직할 수 있다는 점에서 배지 타워 높이에 가장 높은 가중치가 부여될 수 있다. 또한, 이 때는 관리자가 의도적으로 LED광을 더 제공하는 것이 아니기 때문에 자연광 및 LED광 제공량을 모두 포함하는 총 광량을 우선 확인하는 것이 바람직할 수 있다는 점에서 총 광량에 2순위로 높은 가중치가 부여될 수 있다. 또한, 이는 총 광량이 기설정 량 이하인 경우를 고려하는 것으로, 광량에 따라 배양액의 양이 상이하게 결정되도록 하는 것이므로, LED광 제공량을 총 광량 이후에 확인하는 것이 바람직할 수 있다는 점에서 LED광 제공량에 3순위로 높은 가중치가 부여될 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 냉방량 및 난방량은 배양액의 양을 결정하는데 영향을 주는 요소이긴 하나, 광량에 따라 배양액의 양을 결정하는 경우이기 때문에 상술한 세 요소보다는 다소 중요도가 낮을 수 있으며, 난방량은 클수록 수분 증발이 발생할 수 있어 배양액의 양을 더 공급하는게 바람직할 수 있다는 점에서 확인할 필요성이 있고, 냉방량은 기설정 광량을 초과함에 따른 배양액의 양을 결정하는데 있어서는 난방량보다 중요도가 낮을 수 있기 때문에 난방량에 4순위로 높은 가중치가 부여될 수 있고, 냉방량에 5순위로 높은 가중치가 부여될 수 있다. 따라서, 디바이스(100)는 상황에 따라 각 요소에 부여되는 가중치의 크기를 상이하도록 하여 작물에 공급되는 배양액의 양을 결정하기 때문에 보다 적합한 배양액이 공급되도록 할 수 있다는 효과가 있다
도 3은 일 실시 예에 따른 복수의 배지 타워가 배치된 수직 농장의 일 예를 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 복수의 배지 타워는 수직 농장에 복수의 라인으로 배치될 수 있다. 디바이스(100)는 자동 센서 운영반에 대응되는 복수의 센서를 이용하여 복수의 배지 타워에 포함되는 작물을 모니터링하여 모니터링 정보를 획득할 수 있다. 또한, 복수의 배지 타워는 디바이스(100)로부터 제어되는 히트 펌프 냉난방기에 대응되는 냉난방 장치, 배양액 제공 장치, LED광 제공 장치에 의해 복수의 작물에 작물 재배 환경, 배양액 및 LED광이 공급될 수 있다. 따라서, 디바이스(100)는 복수의 라인에 배치된 복수의 배지 타워를 이용하여 작물 재배 장치를 제어함으로써, 작물 재배가 수행되도록 할 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 배지 타워의 일 예를 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따른 배지 타워는 수직형으로 생성되어 복수의 포트를 포함하는 각 라인 마다 복수의 작물이 재배될 수 있도록 하여 최소한의 면적에서 다량의 작물을 재배할 수 있다는 특징이 있다. 복수의 배지 타워의 높이는 각 배지 타워마다 상이할 수 있고 배지 타워의 높이가 높아짐에 따라 작물이 재배될 수 있는 복수의 포트를 포함하는 각 라인이 증가될 수 있어 더 많은 작물 재배가 가능할 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 복수의 배지 타워가 복수의 라인으로 배치되어 작물이 재배되기 때문에, 작물 재배 면적 대비 많은 양의 작물을 재배할 수 있다는 점에서 효율성이 향상될 수 있고, 작물에 대한 모니터링이 가능하고 모니터링 정보에 따라 작물에 제공되어야 하는 요소를 결정하여 대응되는 공급량만큼 공급되도록 한다는 점에서 작물 재배에 대한 편의성 및 효율성이 향상될 수 있다. 또한, 총 광량, 배양액 공급, LED광 제공 및 냉난방 장치 제어 등 작물 재배 장치에 대한 자동 제어가 가능하도록 한다는 점에서 사용자의 편의성 및 만족도가 향상될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들은 기기(machine)(예를 들어, 디스플레이 장치 또는 컴퓨터)에 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예를 들어, 메모리)에 저장된 하나 이상의 인스트럭션들을 포함하는 소프트웨어로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기의 프로세서(120)(예를 들어, 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 인스트럭션들 중 적어도 하나의 인스트럭션을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 인스트럭션에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 인스트럭션들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시 예에 따르면, 본 개시에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
본 발명에 대하여 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나 개시된 실시 예와 도면에 의해 한정되는 것은 아니며 본 실시 예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 실시 예를 설명하며 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을지라도, 해당 구성에 의해 예측이 가능한 효과 또한 인정될 수 있다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 디바이스
110: 수신부 120: 프로세서

Claims (7)

  1. 배지 타워를 이용한 작물 재배 장치 제어 방법에 있어서,
    서로 다른 크기의 복수의 배지 타워가 복수의 라인으로 배치된 수직 농장에서 재배되는 작물을 모니터링하여 모니터링 정보를 획득하는 단계;
    상기 모니터링 정보에 기초하여 상기 복수의 배지 타워에 제공된 각각의 총 광량을 결정하는 단계;
    상기 복수의 배지 타워에 제공된 각각의 총 광량에 기초하여 상기 복수의 배지 타워에 배양액을 공급하도록 배양액 제공 장치를 제어하는 단계;
    상기 모니터링 정보에 기초하여 결정된 LED광 제공량에 따라 상기 복수의 배지 타워에 LED광을 제공하도록 LED를 제어하는 단계;
    상기 모니터링 정보에 기초하여 결정된 냉난방 제공량에 따라 상기 복수의 배지 타워에 냉난방을 제공하도록 냉난방 장치를 제어하는 단계;를 포함하는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 배지 타워에 상기 배양액을 공급하도록 배양액 제공 장치를 제어하는 단계는
    상기 복수의 배지 타워에 제공된 각각의 총 광량 및 상기 복수의 배지 타워의 높이에 기초하여 상기 복수의 배지 타워 각각에 공급되는 상기 배양액의 양을 결정하는 단계; 및
    상기 배양액의 양에 기초하여 상기 복수의 배지 타워에 상기 배양액을 공급하는 단계;를 포함하는, 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 배양액의 양은
    상기 복수의 배지 타워에 제공된 각각의 총 광량이 증가함에 따라 로그함수에 대응되도록 증가하고,
    상기 복수의 배지 타워의 높이가 증가함에 따라 1차 함수에 대응되도록 증가하는, 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 1차 함수에 대응되는 계수는 상기 LED광 제공량에 기초하여 결정되는, 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 배지 타워 각각에 제공되는 상기 배양액의 양은
    상기 복수의 배지 타워 각각에 대응되는 상기 LED광 제공량, 상기 총 광량, 상기 배지 타워의 높이, 냉방량 및 난방량에 기초하여 결정되는, 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 배지 타워 각각에 제공되는 상기 배양액의 양은
    복수의 배지 타워에 제공된 각각의 총 광량이 기설정 량을 초과하는 경우,
    상기 복수의 배지 타워 각각에 대응되는 상기 LED광 제공량, 상기 총 광량, 상기 배지 타워의 높이, 난방량 및 냉방량의 순서로 낮아지도록 부여되는 가중치에 기초하여 결정되는, 방법.
  7. 배지 타워를 이용한 작물 재배 장치 제어 디바이스에 있어서,
    서로 다른 크기의 복수의 배지 타워가 복수의 라인으로 배치된 수직 농장에서 재배되는 작물을 모니터링하여 모니터링 정보를 획득하는 수신부; 및
    상기 모니터링 정보에 기초하여 상기 복수의 배지 타워에 제공된 각각의 총 광량을 결정하고, 상기 복수의 배지 타워에 제공된 각각의 총 광량에 기초하여 상기 복수의 배지 타워에 배양액을 공급하도록 배양액 제공 장치를 제어하고, 상기 모니터링 정보에 기초하여 결정된 LED광 제공량에 따라 상기 복수의 배지 타워에 LED광을 제공하도록 LED를 제어하고, 상기 모니터링 정보에 기초하여 결정된 냉난방 제공량에 따라 상기 복수의 배지 타워에 냉난방을 제공하도록 냉난방 장치를 제어하는 프로세서;를 포함하는, 디바이스.
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