KR101516732B1 - 식물공장의 자동화를 위한 맞춤 제어 시스템 및 그 방법 - Google Patents

식물공장의 자동화를 위한 맞춤 제어 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 식물 공장의 자동화에 있어 재배되는 작물 또는 품종별로 생장과정에 맞는 생장환경 정보와 작물이 생장하는 동안 사람이 해야만 하는 수동 작업내용을 미리 설계하여 작물 재배 시 작물의 품종을 선택하는 것만으로 식물공장 시스템의 환경제어가 자동으로 수행될 수 있는 식물공장의 자동화를 위한 맞춤 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

Description

식물공장의 자동화를 위한 맞춤 제어 시스템 및 그 방법{Control system and method for automation of plant-curture factory}
본 발명은 식물 공장의 자동화에 있어 재배되는 작물 또는 품종별로 생장과정에 맞는 생장환경 정보와 작물이 생장하는 동안 사람이 해야만 하는 수동 작업내용을 미리 설계하여 작물 재배 시 작물의 품종을 선택하는 것만으로 식물공장 시스템의 환경제어가 자동으로 수행될 수 있는 식물공장의 자동화를 위한 맞춤 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 '식물공장'이란 농작물에 대하여 통제된 일정한 시설 내에서 빛, 온도, 습도, 이산화탄소 농도 및 배양액 등의 환경 조건을 인공적으로 조성하여 계절이나 장소에 관계없이 자동적으로 연속 생산하는 시스템을 말한다.
즉, 식물공장은 온도와 습도를 제어하고 인공 광원으로 농작물을 재배하는 시설농업으로서 날씨나 계절에 관계없이 농작물을 연중 안정적으로 생산할 수 있게 된다. 이러한 측면에서 식물공장은 농작물의 생육 상태를 과학적으로 관리하여 비료나 농약을 저투입하는 정밀농업(Precision agriculture)의 성격을 가지므로, 일반 농산물에 비하여 안정성을 확보할 수 있으며, 노지에서 재배가 어려운 기능성 농작물의 재배가 가능함으로써 고부가가치 농업을 실현할 수 있는 특징이 있다.
한편 식물공장의 종래 기술로서 대한민국 특허등록 제699162호가 제시된 바 있다. 상기 종래 기술은 유비쿼터스 기반의 농장 관리 시스템 및 그 방법을 개시하는 것으로 통신 망을 이용하여 관리할 하우스 내부의 환경 인자를 검출하고 상기 내부의 온도 및 습도를 제어하기 위한 관리 단말기와, 상기 관리 단말기로부터 수신되는 상기 환경 인자를 상기 하우스에서 관리되는 작물 또는 가축을 재배 또는 사육하기 위하여 요구되는 농장 관리 데이터와 비교하여, 그 비교 결과를 통신망을 통하여 이동 단말기로 전송하고, 상기 이동 단말기로부터 수신되는 제어 신호를 상기 관리 단말기로 전송하기 위한 농장 관리 서버를 포함하도록 하고 있다.
그러나 상기 기술에서는 농장관리데이터와 측정된 데이터를 비교하여 이에 필요한 조치를 취하도록 하는 것인데, 일반적인 식물공장의 경우 작물의 품종별로 생장주기가 구분되고, 구분된 생장주기에 따라 재배시설의 환경이 각기 변화됨에 따라 일일이 관리자가 환경 변화를 관찰하고 그에 대응하여 데이터를 입력 및 수정하여 재배시설의 환경을 제어해야만 하는 등 그 운영에 있어 효율적이지 못한 문제점이 있다.
대한민국 특허등록 제699162호
따라서, 본 발명의 해결하고자 하는 과제에 의한 식물공장의 자동화를 위한 맞춤 제어 시스템 및 그 방법은 재배하고자 하는 작물의 품종별로 생장 주기에 따른 단계적 환경 제어를 자동적으로 수행할 수 있도록 하여 식물공장의 효율적인 운영이 가능하도록 하는 식물공장의 자동화를 위한 맞춤 제어 시스템 및 그 방법을 제공하고자 함이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 식물공장의 자동화를 위한 맞춤 제어 시스템은 작물의 생장 공간을 제공하는 재배시설;과 사용자로부터 명령을 입력받고 상기 명령에 따른 처리과정과 그에 따른 결과값을 출력하는 사용자 인터페이스;와 작물의 품종별로 생장주기에 따라 단계별로 구분되는 환경 정보인 생장모델정보가 저장되는 저장부;와 상기 사용자 인터페이스로부터 입력되는 명령에 의해 작물의 품종을 선택하고 해당 품종에 대응하는 생장모델정보를 상기 저장부로부터 추출하여 생장모델정보에서 기설계된 단계별 환경 제어정보에 대응하는 제어신호를 출력하는 중앙 처리부; 및 상기 중앙 처리부로부터 출력되는 제어신호에 따라 상기 재배시설의 환경을 작물의 생장주기에 따라 단계별로 제어하는 제어부;를 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 생장모델정보는, 작물의 성장 단계에 따른 환경 변화가 발생하는 구간을 구분하도록 하는 복수의 정보모듈로 구성될 수 있다.
하나의 예로써, 상기 정보모듈은, 모듈명과 해당 구간에서의 생장기간 및 해당 구간에서의 조도 제어정보, 온도 제어정보, 습도 제어정보, 이산화탄소 제어정보, 양액 제어정보 등을 포함한 환경 제어정보 또는 수작업 정보를 포함하며, 상기 환경 제어정보는 제어 설정시간과 설정 값으로 구성될 수 있다.
하나의 예로써, 상기 중앙처리부는, 작물 생장의 시계열적 순서에 따라 상기 생장모델정보를 구성하는 복수의 정보모듈에 각각 순위를 부여하고 순위에 따라 순차적으로 각 정보모듈에 저장된 환경 제어정보에 대한 제어신호를 출력하여 상기 제어부로 송출하되, 어느 한 정보모듈이 수작업 정보를 포함하는 경우 상기 사용자 인터페이스를 통해 수작업 정보를 출력하도록 한다.
하나의 예로써, 상기 재배시설은, 상부에 LED조사판이 구성되며, 상기 제어부는, 상기 LED조사판을 구간이 구획되어 교번으로 점등되도록 하여 상기 재배시설의 온도 및 조도를 조절하도록 하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 재배시설에는, 일단이 송풍기와 연결되며 지중에 매입되고 타단이 상기 재배시설에 연통되며, 복수의 유입공이 형성된 하나 이상의 지중관이 구성되는 것이 특징이다.
한편, 본 발명에 따른 식물공장의 자동화를 위한 맞춤 제어 방법은, a)사용자 인터페이스를 통해 특정 작물이 선택되어 입력하는 단계; b) 선택된 작물의 생장주기에 따라 단계별로 기설계된 생장환경모델을 검색 및 추출하는 단계; c) 상기 생장환경모델에 저장된 단계별 작물의 환경 제어정보를 분석하고 이를 기반으로 제어신호를 출력하는 단계; 및 d) 상기 출력된 제어신호에 의해 재배시설의 환경을 작물의 생장주기에 따라 단계별로 제어하는 단계;를 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 b) 단계에서는, 추출된 생장모델정보를 분석하여 작물 생장의 시계열적 순서에 따라 상기 생장모델정보를 구성하는 복수의 정보모듈에 각각 순위를 부여하는 단계;를 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 c) 단계에서는, 순위가 부여된 각 정보모듈을 분석하여 환경 제어정보 또는 수작업 정보를 포함하고 있는지를 파악하는 단계; 및 순위에 따라 순차적으로 정보모듈의 환경 제어정보에 따른 제어신호를 출력하되, 정보모듈이 수작업 정보를 포함하는 경우 사용자에게 해당 수작업 정보를 알리는 단계;를 포함하는 것이 특징이다.
앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 식물공장의 자동화를 위한 맞춤 제어 시스템 및 그 방법은 식물 공장의 자동화에 있어 재배되는 작물 또는 품종별로 생장과정에 맞는 생장환경 정보와 작물이 생장하는 동안 사람이 해야만 하는 수동 작업내용을 미리 설계하여 작물 재배 시 작물의 품종을 선택하는 것만으로 식물공장 시스템의 환경제어가 자동으로 수행될 수 있는 효과가 있다.
또한 재배하고자 하는 작물의 생장에 맞추어 생장 환경을 최적화함으로써 고품질의 작물 생산을 유도할 뿐만 아니라 낭비되는 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 식물공장의 자동화를 위한 맞춤 제어 시스템의 구성을 나타내는 개략도.
도 2는 본 발명의 일 구성인 저장부를 나타내는 개략도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 생장모델정보의 정보모듈을 나타내는 블록도.
도 4는 본 발명의 일 구성인 중앙처리부를 나타내는 블록도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 재배시설을 나타내는 개략도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED조사판을 나타내는 개략도.
도 7은 본 발명에 따른 식물공장의 자동화를 위한 맞춤 제어 방법을 설명하기 위한 블록도.
이하 본 발명의 실시 예들을 첨부되는 도면을 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 식물공장의 자동화를 위한 맞춤 제어 시스템의 구성을 나타내는 개략도이며, 도 2는 본 발명의 일 구성인 저장부를 나타내는 개략도이다. 그리고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 생장모델정보의 정보모듈을 나타내는 블록도이며, 도 4는 본 발명의 일 구성인 중앙처리부를 나타내는 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명은 사용자 인터페이스(100)와, 저장부(200), 중앙처리부(300), 제어부(400) 및 재배시설(500)을 포함하여 구성된다.
상기 사용자 인터페이스(100)는 식물공장을 운영하는 사용자로부터 명령을 입력받고 상기 명령에 따른 처리과정과 그에 따른 결과값을 출력한다.
즉, 상기 사용자 인터페이스(100)는 입력장치와 출력장치를 포함하는 것으로, 식물공장에서 재배하고자 하는 작물의 품종을 선택하거나 생장 중인 작물의 생장과정 내지 재배시설(500)의 환경 정보 등을 요청하는 명령을 입력하며, 이하에서 설명하는 중앙처리부(300)로부터 제공되는 해당 작물의 생장과정 정보 내지 환경 정보 등 요청하는 명령에 대응하는 정보들을 출력하여 사용자가 이를 확인할 수 있도록 한다.
또한, 상기 사용자 인터페이스(100)는 입력장치를 통해 작물의 생장 환경을 조성하기 위한 각각의 환경 제어 설정값 등을 입력하거나 기설계된 환경 제어 설정값 등을 보정한다.
상기 저장부(200)는 작물의 생장주기에 따른 다양한 환경 정보 및 환경 조성을 위한 제어 설정값 정보 등을 포함하는 생장모델정보(210)가 저장된다. 이러한 생장모델정보(210)는 작물의 품종별로 하나 이상 등록될 수 있으며 상기 사용자 인터페이스(100)의 작물 선택에 따라 그에 대응하는 생장모델정보(210)가 선택되어 시스템에 적용될 수 있다.
여기서 상기 언급한 생장주기라 함은 발아기, 생장기 등 작물에 따라 시계열적으로 구획된 구간으로 정의하며, 상기 환경 정보라 함은 재배시설(500) 내에서 작물이 생장할 수 있는 환경 즉, 온도, 습도, 조도, 이산화탄소 등의 정보를 의미한다.
이에 상기 생장모델정보(210)는 작물의 성장 단계에 따른 환경 변화가 발생하는 구간을 구분하도록 하는 복수의 정보모듈(211)로 구성된다. 예를 들면, 상기 생장모델정보(210)는 도 2에 도시된 바와 같이 파종 정보모듈(211a), 육모기 정보모듈(211b), 옮겨심기 정보모듈(211c), 성장기 정보모듈(211d) 및 출하기 정보모듈(211e)로 구성될 수 있으며 각 정보모듈(211)은 해당 구간에서의 환경 조성을 위한 환경 정보들을 포함하거나, 사용자의 수작업이 수행되어야 하는 경우 그에 대한 수작업 정보를 포함할 수 있다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이 파종 정보모듈을 보면 온도는 07시00분에 25도, 11시30분에 27도, 19시00분에 25도, 습도는 09시00분에 90%, 18시00분에 70%의 값으로 습도를 설정하고, 이산화탄소는 00시00분에 0ppm, 조도는 00시00분에 OFF 다시말해, 하루 종일 이산화탄소는 0ppm, 조도는 OFF 상태로 설정이 된다. 이렇게 5일 동안 파종기간의 시기가 완료되면, 그 다음날에는 육묘기 정보모듈이 활성화되어 식물공장 제어시스템을 제어하게 된다. 그리고 육묘기가 끝나기 1일 ~ 2일 전에 수작업 옮겨심기를 수행해야 하므로 관리자에게 옮겨심기 작업이 필요하다고 SMS 등을 이용하여 알리게 된다.
이와 같이 일련의 작물 생장과정을 복수로 단계로 구분함으로써 각 단계별로 필요한 시간과 환경의 조성을 달리함으로써 불필요한 에너지 소비를 절감하며 생장 효율을 향상시키도록 하기 위함이다.
여기서 상기 복수의 정보모듈(211)은 각기 모듈명과 해당 구간에서의 생장기간 및 해당 구간에서의 조도 제어정보, 온도 제어정보, 습도 제어정보, 이산화탄소 제어정보, 양액 제어정보 등을 포함한 환경 제어정보 또는 수작업 정보를 포함할 수 있다. 이때, 상기 환경 제어정보는 제어 설정시간과 설정 값으로 구성될 수 있다.
한편, 상기 중앙처리부(300)는 상기 사용자 인터페이스(100)에서 입력되는 명령에 따라 소정의 처리과정을 통해 그에 대응하는 정보를 출력하고, 이를 상기 사용자 인터페이스(100)로 제공한다.
일 예로, 상기 중앙처리부(300)는 상기 사용자 인터페이스(100)로부터 작물 재배를 위한 품종이 선택 및 입력되면, 선택된 작물에 대응하는 생장모델정보(210)를 상기 저장부(200)로부터 추출하도록 한다.
그리고 상기 중앙처리부(300)는 추출된 생장모델정보(210)의 정보모듈(211)들을 분석하여 해당 작물에 대한 단계별 환경 제어정보들을 기반으로 작물을 생장시키기 위한 다양한 제어신호들을 출력하게 된다.
구체적으로 상기 중앙처리부(300)는 도 3에 도시된 바와 같이 정보추출부(310)와 연산처리부(320)와 비교분석부(330) 및 송수신부(340)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 정보추출부(310)는 상기 사용자 인터페이스(100)에서 요청하는 작물의 품종을 파악하여 해당 작물에 대한 생장모델정보(210)를 상기 저장부(200)로부터 추출한다.
상기 연산처리부(320)는 상기 정보추출부(310)에서 추출한 생장모델정보(210)를 분석하여 작물을 재배함에 있어 시계열적 순서에 따라 복수의 정보모듈(211)에 대하여 각각 순위를 부여한다.
그리고 상기 연산처리부(320)는 각 정보모듈(211)을 분석하고, 정보모듈(211)이 환경 제어정보 또는 수작업 정보를 포함하고 있는지를 파악한다. 이때 환경 제어정보를 포함하고 있는 정보모듈(211)에 대하여 소정의 연산프로그램을 통해 각각의 환경 제어정보에 대응하는 복합적인 제어신호를 출력한다. 이러한 제어신호는 이하에서 설명하는 재배시설(500)의 환경을 제어하기 위한 데이터로 활용되는 것이다.
상기 비교분석부(330)는 도면에 도시된 바 없으나 상기 재배시설(500)에 구비되어 다종이 환경인자를 측정하는 수집센서로부터 재배시설(500) 내의 환경 정보를 전송받고, 전송되는 재배시설(500) 내의 환경 정보와 상기 연산처리부(320)로 전송되는 정보모듈(211)의 환경 제어정보를 비교 분석한다.
즉, 상기 비교분석부(330)는 상기 재배시설(500) 내의 온도, 습도, 조도 등의 환경 정보가 정보모듈(211)에 기저장된 온도, 습도, 조도 등의 환경 제어정보보다 이상일 경우 상기 연산처리부(320)에서 출력되는 제어신호를 정지시키고, 이하일 경우 다시 연산처리부(320)의 제어신호를 출력시키도록 한다.
상기 송수신부(340)는 상기 중앙처리부(300)와 제어부(400)가 상호 통신함에 있어 유,무선 통신망을 제공한다.
이러한 중앙처리부(300)는 앞서 언급한 바와 같이 작물 생장의 시계열적 순서에 따라 상기 생장모델정보(210)를 구성하는 복수의 정보모듈(211)에 각각 순위를 부여한다.
그리고, 정보모듈(211)의 순위에 따라 순차적으로 정보모듈(211)을 활성화 시켜 해당 정보모듈(211)에 저장된 환경 제어정보에 대한 제어신호를 출력하는 것으로, 이때 어느 한 정보모듈(211)이 수작업 정보를 포함하는 경우 상기 사용자 인터페이스(100)를 통해 수작업 정보를 출력하도록 하고, 수작업 공정이 완료되면 다음 순위에 해당되는 정보모듈(211)에 따른 제어신호를 출력함으로써 작물의 생장 자동화가 연결될 수 있도록 한다.
상기 제어부(400)는 실질적으로 재배시설(500)의 환경을 조성하기 위한 구성으로 상기 중앙처리부(300)로부터 출력되는 제어신호를 전송받고 상기 재배시설(500)의 환경을 작물의 생장주기에 따라 단계별로 제어하게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 재배시설을 나타내는 개략도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED조사판을 나타내는 개략도이다.
한편, 상기 재배시설(500)은 작물의 생장 공간을 제공하는 것으로, 도 5에 도시된 바와 같이 밀폐식의 구조로 구성될 수 있다. 이는 기존 재배시설(500)의 경우 개방형을 사용함에 따라 일조량, 자외선, 온도, 이산화탄소농도, 각종 병충해의 조절 및 제어의 어려움에 기인하는 것으로, 작물에 균일한 환경을 조성토록 하고자 본 발명에서는 밀폐형의 재배시설(500)을 제안하는 것이다.
여기에 상기 재배시설(500)의 상부에는 LED조사판(510)이 구성되도록 하여 일조량을 대체하는 균일한 조사량이 작물에 투영되도록 하는 것이다.
특히 본 발명에서는 상기 제어부(400)의 제어에 의해 상기 LED조사판(510)은 구간이 구획되어 교번으로 점등이 되도록 하여 상기 재배시설(500)의 온도 및 조도를 조절하도록 함에 특징이 있다.
즉 도 6에서 보는 바와 같이 상기 LED조사판(510)은 점등구간(511)과 소등구간(512)이 교번으로 구성되도록 하는 바, 이는 상기 LED조사판(510)의 작동과정에서 상기 제어부(400)의 제어에 의해 점등구간(511)의 수를 일정하게 유지함으로써 조도가 균일하도록 함과 동시에 점등구간(511)의 점등시간이 길어지는 경우 과다한 열이 발산되므로 상기 재배시설(500)의 온도가 올라가게 된다.
이에 본 발명에서는 점등시간의 길어진 점등구간(511)을 소등구간(512)으로 전환시키고, 소등구간(512)을 점등구간(511)으로 전환시켜 일정 조도 및 온도를 유지하도록 하는 것이다.
또한, 본 발명은 상기 LED조사판(510)의 발열을 상기 재배시설(500)의 온도조절수단으로 그대로 이용하고, 부족 부분에 대해서만 냉,난방 시설과 같은 타 수단을 이용함으로써 에너지를 절약할 수 있게 되는 것이다.
또한, 본 발명의 실시 예로서 도 6에서는 상기 재배시설(500)에 온도 및 이산화탄소 조절장치(520)가 부가되는 예를 도시하고 있다.
상기 온도 및 이산화탄소 조절장치(520)는, 송풍기(521)와 하나 이상의 지중관(522)으로 구성될 수 있다.
상기 지중관(522)은 지중에 매입되되, 상기 송풍기(521)에 일단이 연결되며, 타단이 상기 재배시설(500)에 연통되고, 복수의 유입공(523)이 형성됨에 특징이 있다.
상기 온도 및 이산화탄소 조절장치(520)의 작동상태를 보면, 송풍기(521)의 작동에 의해 상기 지중관(522)으로 공기의 유동이 발생되는 것이며, 이러한 공기의 유동은 지중에 매입된 상기 지중관(522)을 타고 유동하는 바, 유동하는 공기가 지중의 지열에너지를 흡수하여 유동하게 되는 것이며, 이렇게 지열에너지가 흡수된 공기가 상기 육묘실로 공급됨으로써 재배시설(500)의 난방이 가능하게 되는 것이다.
이렇게 본 발명에 따른 재배시설(500)은 상기 LED조사판(510)에 더하여 상기 온도 및 이산화탄소 조절장치(520)를 이용하여 자연 에너지인 지열 에너지에 의해 재배시설(500)의 난방을 가능하도록 함으로써, 에너지면에서 유리한 효과가 발생되는 것이다.
상기 송풍기(521)는 도면에 도시된 바는 없으나 상기 제어부(400)의 제어에 의해 작동을 하게 되는 것이다.
결국 본 발명은 기설정된 제어신호에 따른 조도의 유지를 위한 LED조사판(510)의 발열과, 상기 온도 및 이산화탄소 조절장치(520)의 지열에너지에 의해 온도 조절이 가능하게 되는 것이며, 상기 온도 및 이산화탄소 조절장치(520)의 온도조절과 동시에 시비가 가능하도록 하여 친환경적이며, 경제적인 육묘가 가능하도록 하는 것이다.
이에 더하여 송풍기(521)의 작동에 의해 상기 지중관(522)으로 공기의 유동이 발생하게 되는 경우 공기의 유동과정에서 상기 관통공을 통해 지중의 천연 이산화탄소가 유입됨에 따라 재배시설(500)에는 천연 이산화탄소가 공급되는 것이다. 즉 별도의 연소기 등의 장치 없이 지중의 이산화탄소를 이용할 수 있게 됨으로써 친환경적인 시비가 가능하게 되는 것이다.
또한, 상기 재배시설(500)에는 도면에 도시된 바 없으나 카메라가 구성되는 바, 상기 카메라는 재배시설(500) 내부의 영상정보를 얻기 위한 장치로서 적외선 기능을 갖춘 CCTV(Closed Circuit System)임이 바람직하다. 상기 카메라는 각각의 작물에 대한 영상정보를 획득하여 상기 사용자 인테페이스로 전달토록 하는 것이다.
적외선 기능을 갖춤으로써 주간뿐만 아니라 야간에도 영상의 획득이 용이하고, DVR(Digital Video Recorder)을 포함하여 획득한 아날로그 영상을 디지털 영상으로 변환함으로써, 사용자가 상기 사용자 인터페이스(100)를 통하여 재배시설(500)의 생육상태를 관제할 수 있도록 한다.
도 7은 본 발명에 따른 식물공장의 자동화를 위한 맞춤 제어 방법을 설명하기 위한 블록도이다.
본 발명에 따른 식물공장의 자동화를 위한 맞춤 제어 방법은 사용자 인터페이스(100)의 입력장치를 통해 특정 작물이 선택되어 입력하게 된다.(S100)
이후, 중앙처리부(300)에서는 선택된 작물의 생장주기에 따라 단계별로 기설계된 생장모델정보(210)를 검색하게 된다. 이때, 상기 생장모델정보(210)는 앞서 언급한 바와 같이 복수의 정보모듈(211)로 구성되는 바, 추출된 생장모델정보(210)를 분석하여 작물 생장의 시계열적 순서에 따라 상기 생장모델정보(210)를 구성하고 있는 복수의 정보모듈(211)에 대하여 각각 순위를 부여하게 된다.(S200)
이후, 상기 중앙처리부(300)는 생장모델정보(21)에 저장된 단계별 작물의 환경 제어정보를 분석하고 이를 기반으로 제어신호를 출력하게 되는데, 먼저, 순위가 부여된 각 정보모듈(211)을 분석하여 환경 제어정보 또는 수작업 정보를 포함하고 있는지를 파악한다.
그리고, 순위에 따라 순차적으로 정보모듈(211)의 환경 제어정보에 따른 제어신호를 출력하되, 정보모듈(211)이 수작업 정보를 포함하는 경우 사용자에게 해당 수작업 정보를 알리도록 한다.(S300)
마지막으로, 상기 중앙처리부(300)로부터 제어신호가 출력됨에 따라 제어부(400)에서는 상기 제어신호를 입력받고 재배시설(500)의 환경을 작물의 생장주기에 따라 단계별로 제어하도록 한다.(S400) 여기서 상기 중앙처리부(300)는 정보모듈(211)의 순위에 따라 순차적으로 제어신호를 출력하게 되는 것으로, 어느 한 정보모듈(211)에서 수작업 정보를 포함하는 경우 제어신호의 출력은 중단되고 수작업 정보에 해당되는 작업이 완료된 이후에 다음 순위의 정보모듈(211)에 따른 제어신호가 출력됨으로써 작물 생장의 자동화가 연결될 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.
100 : 사용자 인터페이스 200 : 저장부
210 : 생장모델정보 300 : 중앙처리부
310 : 정보추출부 320 : 연산처리부
330 : 비교분석부 330 : 송수신부
400 : 제어부 500 : 재배시설
510 : LED조사판 520 : 온도 및 이산화탄소 조절장치

Claims (9)

  1. 작물의 생장 공간을 제공하는 재배시설;과
    사용자로부터 명령을 입력받고 상기 명령에 따른 처리과정과 그에 따른 결과값을 출력하는 사용자 인터페이스;와
    작물의 품종별로 생장주기에 따라 단계별로 구분되며, 작물의 성장 단계에 따른 환경 변화가 발생하는 구간을 구분하도록 하는 복수의 정보모듈로 구성되는 생장모델정보가 저장되는 저장부;와
    상기 사용자 인터페이스로부터 입력되는 명령에 의해 작물의 품종을 선택하고 해당 품종에 대응하는 생장모델정보를 상기 저장부로부터 추출하여 생장모델정보에서 기설계된 단계별 환경 제어정보에 대응하는 제어신호를 출력하는 중앙 처리부; 및
    상기 중앙 처리부로부터 출력되는 제어신호에 따라 상기 재배시설의 환경을 작물의 생장주기에 따라 단계별로 제어하는 제어부;를 포함하되,
    상기 정보모듈은,
    모듈명과 해당 구간에서의 생장기간 및 해당 구간에서의 조도 제어정보, 온도 제어정보, 습도 제어정보, 이산화탄소 제어정보, 양액 제어정보 등을 포함한 환경 제어정보 또는 수작업 정보를 포함하며, 상기 환경 제어정보는 제어 설정시간과 설정 값으로 구성되며,
    상기 중앙처리부는,
    작물 생장의 시계열적 순서에 따라 상기 생장모델정보를 구성하는 복수의 정보모듈에 각각 순위를 부여하고 순위에 따라 순차적으로 각 정보모듈에 저장된 환경 제어정보에 대한 제어신호를 출력하여 상기 제어부로 송출하되, 어느 한 정보모듈이 수작업 정보를 포함하는 경우 상기 사용자 인터페이스를 통해 수작업 정보를 출력하는 것을 식물공장의 자동화를 위한 맞춤 제어 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 재배시설은
    상부에 LED조사판이 구성되며,
    상기 제어부는
    상기 LED조사판을 구간이 구획되어 교번으로 점등되도록 하여 상기 재배시설의 온도 및 조도를 조절하도록 하는 것을 특징으로 하는 식물공장의 자동화를 위한 맞춤 제어 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 재배시설에는
    일단이 송풍기와 연결되며 지중에 매입되고 타단이 상기 재배시설에 연통되며, 복수의 유입공이 형성된 하나 이상의 지중관이 구성되는 것을 특징으로 하는 식물공장의 자동화를 위한 맞춤 제어 시스템.
  7. a) 사용자 인터페이스를 통해 특정 작물이 선택되어 입력하는 단계;
    b) 선택된 작물의 생장주기에 따라 단계별로 기설계된 생장모델정보를 검색 및 추출하며, 추출된 생장모델정보를 분석하여 작물 생장의 시계열적 순서에 따라 상기 생장모델정보를 구성하는 복수의 정보모듈에 각각 순위를 부여하는 단계;
    c) 상기 생장모델정보에 저장된 단계별 작물의 환경 제어정보를 분석하고 이를 기반으로 제어신호를 출력하되, 순위가 부여된 각 정보모듈을 분석하여 환경 제어정보 또는 수작업 정보를 포함하고 있는지를 파악하고, 순위에 따라 순차적으로 정보모듈의 환경 제어정보에 따른 제어신호를 출력하면서 정보모듈이 수작업 정보를 포함하는 경우에는 사용자에게 해당 수작업 정보를 알리는 단계; 및
    d) 상기 출력된 제어신호에 의해 재배시설의 환경을 작물의 생장주기에 따라 단계별로 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물공장의 자동화를 위한 맞춤 제어 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
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