KR101563563B1 - Crop cultivation equipment for optimal environment point derivation for the growth of the crop - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a crop cultivating apparatus and, more specifically, to a crop cultivating apparatus for deriving an optimal environment point for growing crops, which perfectly blocks factors of an external environment to affect the growth of crops, provides environmental elements for the growth of crops in a completely artificial way, and automatically analyzes environment elements and growing speed. The crop cultivating apparatus for calculating an optimal environment point for growing crops according to the present invention comprises: a main body having a space for cultivating crops therein; a cultivation portion installed on the main body, in which crops grow; a growth environment preparation portion installed on the main body to prepare a growth environment for crops; a controller installed on the main body to check the growing state of cultivated crops and control the temperature, humidity, an amount of a nutrient solution, and a period of the crop cultivating apparatus; and a power supply portion installed on the main body to supply power to the crop cultivating apparatus.

Description

작물성장을 위한 최적 환경점 도출을 위한 작물재배장치{Crop cultivation equipment for optimal environment point derivation for the growth of the crop}[0001] The present invention relates to a crop cultivation apparatus for deriving an optimal environment point for growing crops,

본 발명은 작물재배장치에 관한 것으로, 작물성장에 영향을 미치는 외부환경 요인을 완벽하게 차단하고 작물성장을 위한 환경요소들을 완전히 인공적으로 제공하며, 환경요소 및 생육속도를 자동으로 분석하는 작물성장을 위한 최적 환경점 도출을 위한 작물재배장치에 관한 것이다.The present invention relates to a crop cultivation apparatus, which is capable of completely obstructing external environmental factors affecting crop growth, completely artificially providing environment elements for crop growth, and growing crops that automatically analyze environmental factors and growth rates The present invention relates to a crop cultivation apparatus for deriving an optimum environment point for cultivating a crop.

일반적으로 식물재배는 토양에 심은 종자에 비료와 물을 주고, 태양광에 의해 식물 내에서 일어나는 광합성을 이용하는 방식으로 이루어진다. 그런데 이러한 재배 방법은 기후의 변화가 생산량에 영향을 미칠 뿐 아니라, 비료나 농약의 사용으로 인한 비용 문제와 환경 문제가 발생하게 된다. 또한, 식물을 재배하는 데 오랜 시간이 걸리기 때문에 소비자의 수요에 비해 생산량이 따라가지 못하고 있다.Plant cultivation generally involves the application of fertilizer and water to the seeds planted in the soil, and the use of photosynthesis within the plant by sunlight. However, such a cultivation method not only affects the production of climate change but also causes cost problems and environmental problems due to the use of fertilizer or pesticide. In addition, since the plant takes a long time to grow, the production does not follow the demand of the consumer.

시설재배 즉 온실이나 식물공장 내에서 재배되는 작물은 온도, 습도, 일사량, 급수, 이산화탄소 등의 영향을 통해 작물의 성장 속도, 소출량, 맛 등의 품질에 영향을 받는다. 따라서 온실에서 온도, 습도, 일사량 등을 일정하게 하는 다양한 시설환경 조성 장치들이 사용되었는데, 이는 농장주 또는 관리자(이하 '재배자'라 함)가 직접 현장에서만 작동해야 한다는 제약이 있었다. 이에 따라, 재배자가 자신의 전문 지식을 활용하여 필요한 조건 등을 스스로 고려하여 온도, 습도, 일사량 등을 일정하게 하는 시설환경 조성 장치를 작동하여 왔다. 이러한 경우 농작물 재배의 성과를 좋게 하기 위해서는 재배자가 온도, 습도, 일사량 등을 일정하게 하는 조절, 감시, 관리해야 하는 문제점이 있었다. Plant cultivation, ie the crops grown in a greenhouse or plant, is influenced by the quality of crop growth rate, yield, taste, etc. through the effects of temperature, humidity, solar radiation, water supply and carbon dioxide. Therefore, a variety of facilities for constructing the facilities such as temperature, humidity, and radiation have been used in the greenhouse, which means that the farmer or manager (hereinafter referred to as "grower") has to operate only in the field. Accordingly, the cultivator has operated the facility environment creating device that makes the temperature, humidity, and solar radiation constant by taking the necessary conditions into consideration by utilizing his expert knowledge. In this case, there is a problem that the grower has to control, monitor, and manage the temperature, humidity, and radiation to be constant in order to improve the performance of the crop cultivation.

한편, 재배자가 현재 재배중인 작물에 대해 경험이 풍부하여 관리자의 경험적 지식을 기반으로 환경 조성 장치들의 제어점(Set-point)을 설정할 수도 있으나, 이는 특정 작물에 대해 재배 경험이 많은 농민에게 가능한 일이며 일반적인 농민들에게는 제어점 설정에 많은 어려움이 있다. 그리고 이렇게 특정 작물에 대해 경험이 많은 농민 역시 자신이 재배한 경험이 없는 작물에 대해서는 최적 생장 환경에 대한 제어점을 쉽게 설정할 수 없다는 단점이 있다. On the other hand, it is possible for the grower to have a set-point of environment-setting devices based on the experience knowledge of the farmers who are currently cultivated, For ordinary farmers, there are many difficulties in setting control points. In addition, farmers who are experienced with specific crops also have a disadvantage in that they can not easily set control points for the optimal growth environment for crops that have no experience of their own cultivation.

한국공개특허 제10-2012-0072552호{온실제어 시스템 및 방법}Korean Patent Publication No. 10-2012-0072552 {Greenhouse Control System and Method} 한국공개특허 제10-2013-0006033호{작물 관리 플랫폼을 이용한 온실 관리}Korean Patent Publication No. 10-2013-0006033 {Greenhouse Management Using Crop Management Platform}

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 작물성장에 필요한 일사량, 온도, 습도, 양분, 이산화탄소 등과 같은 작물의 성장과 관련된 요소들을 제어하여 작물의 발아 및 육묘를 위한 최적의 환경을 구현하고자 한다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems and it is an object of the present invention to provide an optimum environment for germination and nursery of crops by controlling factors related to crop growth such as irradiation amount, temperature, humidity, nutrients, carbon dioxide, I want to.

본 발명에 따른 작물성장을 위한 최적 환경점 도출을 위한 작물재배장치는 내부에 작물 재배를 위한 공간이 형성되어 있는 본체; 상기 본체에 설치되며, 작물이 성장하는 재배부; 상기 본체에 설치되며, 작물의 성장환경을 조성하는 성장환경조성부; 상기 본체에 설치되며, 재배작물의 성장상태를 확인하고 작물재배장치의 온도, 습도, 양액의 양 및 주기를 제어하는 제어부; 및 상기 본체에 설치되며, 작물재배장치에 전원을 공급하는 전원부;를 포함한다.A crop cultivation apparatus for deriving an optimal environment point for growing a crop according to the present invention comprises: a body having a space for cultivating crops therein; A cultivation unit installed in the main body and growing a crop; A growth environment generating unit installed in the main body to generate a growing environment of the crop; A control unit installed in the main body for checking the growth state of the cultivated crop and controlling the temperature and humidity of the crop cultivation apparatus and the amount and cycle of the nutrient solution; And a power supply unit installed in the main body and supplying power to the crop cultivation apparatus.

또한, 상기 재배부는 분무식 또는 담액식으로 교체가능하게 설치되며 재배작물이 담기는 작물베드, 재배하는 작물이 성장하는 작물재배실 및 재배하는 작물의 뿌리 성장상태를 관측하기 위한 뿌리관측실을 포함한다.In addition, the cultivation section is installed in a replaceable manner by spraying or pouring liquid, and includes a crop bed containing crops, a crop growing room where the crops grow, and a root observation room for observing the growth conditions of the roots of the crops to be cultivated do.

또한, 상기 성장환경조성부는 하나 이상의 인공광원이 설치되며, 재배작물의 발아 및 육묘에 필요한 인공광원의 밝기 또는 파장을 제어하는 조명장치, 본체 내부로 유입되는 외부광원을 차단하기 위한 암막스크린, 재배작물에 정수 또는 양액을 공급하기 위한 관수장치, 재배작물에 공급할 양액이 저장되는 양액탱크, 재배작물에 공급할 정수가 저장되는 정수탱크, 상기 본체를 가열 또는 냉각하는 온도제어장치, 상기 본체의 환기를 위해 설치되는 환기팬 및 재배작물에 공급할 탄산가스를 공급하는 이산화탄소시비기를 포함한다.In addition, the growth environment creating unit includes at least one artificial light source, an illumination device for controlling the brightness or wavelength of an artificial light source required for germination and seedling of a cultivated crop, a black screen for blocking an external light source flowing into the body, A water tank for storing a nutrient solution to be supplied to a cultivated crop, a water tank for storing the water to be supplied to the cultivated crop, a temperature control device for heating or cooling the main body, A ventilating fan installed for the plant, and a carbon dioxide fertilizer supplying carbon dioxide gas to be supplied to cultivated crops.

또한, 상기 제어부는 작물재배장치의 온도, 습도, 양액의 양 및 주기를 제어하고, 작물의 성장 및 환경에 대한 수집정보를 컴퓨터로 전송하는 제어장치 및 본체 내부에 설치되어 시설환경 및 작물의 상태를 감지하는 각종 센서들을 포함하는 센싱장치를 포함한다.The control unit may include a controller for controlling the temperature and humidity of the crop cultivation apparatus, the amount and the cycle of the nutrient solution, and collecting information on the growth and environment of the crop to the computer, And a sensing device including a variety of sensors for sensing a sensing signal.

또한, 상기 본체는 직육면체 형상으로 형성되며, 상기 본체의 내부에는 상기 본체 내부공간을 구획하는 복수의 구획판이 상하 방향으로 서로 이격되게 설치되며, 상기 복수의 구획판으로 구획된 각 공간을 개방 또는 폐쇄하는 도어를 포함한다.In addition, the main body is formed in a rectangular parallelepiped shape, and a plurality of partition plates partitioning the internal space of the main body are provided in the inside of the main body so as to be spaced apart from each other in the vertical direction, and each space partitioned by the plurality of partition plates is opened .

또한, 상기 작물재배실은 전면은 투명한 합성수지 또는 유리로 형성되어 육안으로 식물의 성장상태를 관측할 수 있고, 후면은 식물의 성장상태 높이를 확인할 수 있도록 눈금표시면이 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the crop cultivation room is formed of transparent synthetic resin or glass, and the growth state of the plant can be visually observed. On the rear surface, a scale display surface is formed so that the height of growth state of the plant can be confirmed.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 작물을 재배하기 위해 외부환경이 차단된 작물 재배장치를 제작하고, 작물 재배장치 내 온도 및 습도 등을 제어함으로써 장치 내의 재배환경을 조성하는 장치구동을 제어함으로써, 작물을 재배하는데 최적 성장 환경을 제공하는 효과가 있다.As described above, according to the present embodiment, a crop cultivation apparatus in which an external environment is shut off to cultivate a crop is manufactured, and the driving of the apparatus for creating the cultivation environment in the apparatus is controlled by controlling the temperature and humidity in the crop cultivation apparatus Thereby providing an optimum growth environment for growing crops.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 작물성장을 위한 최적 환경점 도출을 위한 작물재배장치의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 작물성장을 위한 최적 환경점 도출을 위한 작물재배장치의 본체 내부의 작물재배실에 설치된 센싱장치를 이용하여 작물의 높이를 측정하는 예시도이다.1 is a front view of a crop cultivation apparatus for deriving an optimal environment point for crop growth according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of measuring the height of a crop using a sensing device installed in a crop cultivation room in a main body of a crop cultivation apparatus for deriving an optimal environment point for growing a crop according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 작물성장을 위한 최적 환경점 도출을 위한 작물재배장치(10)의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 작물성장을 위한 최적 환경점 도출을 위한 작물재배장치(10)의 본체 내부의 작물재배실에 설치된 센싱장치를 이용하여 작물의 높이를 측정하는 예시도이다.FIG. 1 is a front view of a crop cultivation apparatus 10 for deriving an optimal environment point for growing a crop according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view for explaining an optimum environment point for crop growth according to an embodiment of the present invention. Fig. 8 is an example of measuring the height of a crop using a sensing device installed in a crop cultivation room inside a main body of the crop cultivation apparatus 10; Fig.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 작물성장을 위한 최적환경점 도출을 위한 작물재배장치(10)는 본체(100), 재배부(200), 성장환경조성부(300), 제어부(400) 및 전원부(500)를 포함한다.1 and 2, a crop cultivation apparatus 10 for deriving an optimal environment point for growing a crop according to the present invention includes a main body 100, a cultivation unit 200, a growth environment creation unit 300, 400 and a power supply unit 500.

상기 본체(100)는 내부에 작물재배를 위한 공간이 형성되어 있다. 상기 본체(100)는 직육면체 형상으로 형성되며, 상기 본체(100)의 내부에는 본체(100)의 내부를 구획하는 복수의 구획판(도면미표시)이 상하방향으로 서로 이격되게 설치되며, 상기 복수의 구획판으로 구획된 각 공간을 개방 또는 폐쇄하는 도어(110,손잡이포함)를 포함한다.The main body 100 has a space for cultivating crops therein. The main body 100 is formed in a rectangular parallelepiped shape and a plurality of partition plates (not shown) partitioning the inside of the main body 100 are provided in the main body 100 so as to be spaced apart from each other in the vertical direction, And a door 110 (including a handle) for opening or closing each space partitioned by the partition plate.

상기 재배부(200)는 작물재배실(210), 작물베드(220) 및 뿌리관측실(230)을 포함한다.The cultivation unit 200 includes a crop cultivation room 210, a crop bed 220, and a root observation room 230.

상기 작물재배실(210)은 재배하는 작물이 생육하는 공간으로, 전면은 투명한 유리 또는 합성수지로 형성되어 육안으로 식물의 성장상태를 관측할 수 있고, 후면은 식물이 성장한 높이를 확인할 수 있도록 도 2와 같이 눈금표시면(211)이 형성되는 것을 특징으로 한다. The crop cultivation room 210 is a space where crops to be cultivated are grown. The entire surface of the crop cultivation room 210 is made of transparent glass or synthetic resin, and the growth state of the plant can be visually observed. The scale display surface 211 is formed as shown in FIG.

상기 작물베드(220)는 양액을 공급받아서 배출하는 과정에서 작물들에 양액을 공급하기 위한 것이다. 작물배드(220)는 작물 정식을 위한 모판기능을 하며, 분무식 또는 담액식으로 교체가능하게 설치되어 재배작물이 담긴다. 작물베드(220)는 작물에 해가되지 않게 독성이 없는 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene Copolymer) 수지로 제작되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지는 않는다.The crop bed 220 is for supplying the nutrient solution to the crops in the process of receiving and discharging the nutrient solution. The crop bed (220) serves as a platelet for cultivating crops and is installed in a sprayable or pourable manner to contain cultivated crops. The crop bed 220 is preferably made of ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene Copolymer) resin which is not harmful to crops, but is not limited thereto.

한편, 작물베드(220)를 복수개씩 상하 다단으로 배열하면 동일한 면적에 대해 더 많은 개수의 작물베드(220)를 설치할 수 있고, 더 많은 작물을 정식할 수 있어 단위면적당 작물의 수확량을 늘릴 수 있다.On the other hand, if a plurality of crop beds 220 are arranged in upper and lower tiers, a larger number of crop beds 220 can be provided for the same area, more crops can be formed, and the yield of crops per unit area can be increased .

상기 뿌리관측실(230)은 재배하는 작물의 뿌리 성장상태를 확인한다. The root observation room 230 confirms the root growth state of the crop to be cultivated.

상기 작물재배실(210), 작물베드(220) 및 뿌리관측실(230)의 전면에는 도어가 설치된다. 뿌리관측실(230)의 도어(110)는 불투명한 재질로 설치한다. 식물의 뿌리는 일반적으로 빛이 투과되지 않아야 하므로 뿌리관측실 전면에 설치되는 도어(110)는 불투명 재질이 바람직하다. A door is installed on the front surfaces of the crop cultivation room 210, the crop bed 220, and the root observation room 230. The door (110) of the root observation room (230) is made of an opaque material. Since the roots of the plant generally should not transmit light, the door 110 installed on the front of the root observation room is preferably an opaque material.

상기 성장환경조성부(300)는 본체(100) 내부에 설치되어 본체 내부의 작물의 성장환경을 조성하기 위한 것으로, 상기 성장환경조성부(300)는 조명장치(310), 암막스크린(320), 관수장치(330), 온도제어장치(340) 환기팬(350) 및 이산화탄소시비기(360)를 포함하여 구성된다.The growth environment creating unit 300 is installed inside the main body 100 to create a growing environment for the crop inside the main body 100. The growing environment creating unit 300 includes an illumination device 310, a black screen 320, A device 330, a temperature control device 340, a ventilation fan 350, and a carbon dioxide poisoning device 360.

상기 조명장치(310)는 재배작물의 발아 및 육묘에 필요한 인공광원의 밝기 또는 파장을 제어한다. 상기 조명장치(310)는 하나 이상의 인공광원을 포함하며, 인공광원의 밝기 및 주파수 등을 제어하여 작물의 성장을 위한 최적의 광을 조사한다. 상기 인공광원은 할로겐램프, 수은램프, 나트륨램프, 메탈할라이트램프, LED램프 중 어느 하나가 설치되어 빛을 조사할 수 있다.The lighting device 310 controls the brightness or wavelength of the artificial light source necessary for germination and seedling of cultivated crops. The illumination device 310 includes at least one artificial light source, and controls the brightness and frequency of the artificial light source to irradiate the optimal light for growth of the crop. The artificial light source may be provided with any one of a halogen lamp, a mercury lamp, a sodium lamp, a metal halide lamp, and an LED lamp to emit light.

상기 암막스크린(320)은 본체(100)의 전면에 스프링체인에 의한 오르내리기방식 또는 리모컨에 의한 모터감기방식으로 설치되어 본체(100) 내부로 유입되는 외부 광원을 차단한다. 음지식물을 재배할 경우 암막스크린(320)으로 작물재배실(210)을 덮어 완전하게 외부에서 유입되는 광원을 차단할 수 있다.The black screen 320 is installed on the front surface of the main body 100 by a spring chain or by a motor winding method using a remote control to cut off an external light source flowing into the main body 100. When the shade plant is cultivated, the dark screen 320 can cover the crop cultivation room 210 and completely block the light source from the outside.

상기 관수장치(330)는 양액탱크(331), 정수탱크(332), 펌프(333), 노즐(334) 및 관수호스(도면미표시)를 포함한다. The water supply device 330 includes a nutrient solution tank 331, a purified water tank 332, a pump 333, a nozzle 334 and an irrigation hose (not shown).

관수장치(330)는 본체(100) 내부에서 재배되고 있는 작물의 발아 및 육묘에 필요한 정수 및 양액을 제공하기 위한 장치로 양액 및 정수를 저장하기 위한 양액탱크(331) 및 정수탱크(332)와 양액 및 정수를 작물로 이동시키기 위한 펌프(333)를 포함한다. The watering device 330 is an apparatus for providing the purified water and nutrients required for the germination and seedling of the crops cultivated in the main body 100. The nutrient tank 331 and the purified water tank 332 And a pump 333 for transferring the nutrient solution and the purified water to the crop.

즉, 관수장치(330)는 제어부(400)로부터 양액 및 정수 제공에 대해 제어명령을 수신하는 경우 양액탱크(331) 및 정수탱크(332)에 저장되어 있는 양액 및 정수에 펌프(333)가 압력을 가함으로써 관수호스로 이동시켜 작물베드(220)로 양액이 공급되어 흐를 수 있게 한다.That is, when the water control apparatus 330 receives a control command for the nutrient solution and the purified water from the control unit 400, the pump 333 is connected to the nutrient solution tank 331 and the purified water tank 332, So that the nutrient solution is supplied to the crop bed 220 to flow.

또한, 양액탱크(331)는 작물베드(220)에서 배출되는 양액을 받는 기능을 더 포함할 수 있다. 양액탱크(331)는 작물베드(220)로부터 배출되는 양액을 모을 수 있도록 하여 회수된 양액이 계속해서 순환하도록 한다.The nutrient solution tank 331 may further include a function of receiving the nutrient solution discharged from the crop bed 220. The nutrient solution tank 331 allows the nutrient solution discharged from the crop bed 220 to be collected so that the recovered nutrient solution continues to circulate.

본 발명에 의한 작물재배장치(10)는 양액을 계속 순환시켜 흐르게 하므로, 장시간 사용에도 양액이 오염되지 않을 수 있다. 따라서 작물뿌리가 썩거나 병충해를 입는 문제가 발생할 여지가 없고 농약 없이 작물수확이 가능할 수 있다.The crop cultivation apparatus (10) according to the present invention causes the nutrient solution to circulate and flow continuously, so that the nutrient solution may not be contaminated even for a long time. Therefore, there is no possibility that the root of the crop rotten or sick is damaged, and crops can be harvested without pesticides.

한편, 양액을 순환시키는 과정에서 양액이 작물들에 모두 흡수되어 소모될 수 있다. 따라서 이러한 경우 하천으로 배출될 여지가 없으므로 친환경적이다. 폐양액의 폐수처리도 필요치 않게 되므로, 폐수처리를 위한 비용이 들지 않게 된다. 또한, 양액이 계속하여 순환되므로, 물과 영양분이 작물에 고르게 흡수될 수 있다.On the other hand, the nutrient solution can be absorbed and consumed by the crops in the process of circulating the nutrient solution. In this case, it is environmentally friendly because there is no room for discharge into rivers. The waste water treatment of the waste nutrient solution is not required, so that the cost for the wastewater treatment is eliminated. In addition, since the nutrient solution is continuously circulated, water and nutrients can be absorbed evenly into the crop.

한편, 양액 및 정수는 양액탱크(331) 및 정수탱크(332)로부터 공급되어 작물에 흡수되므로 양액탱크(331) 및 정수탱크(332) 내의 양액 및 정수는 그 양이 점차 줄어들게 된다. 따라서 양액탱크(331) 및 정수탱크(332) 내의 양액 및 정수가 보충될 필요가 있다. 양액 및 정수는 다양한 방법으로 보충될 수 있으며, 일 실시예로 양액탱크(331) 및 정수탱크(332) 내에 자동수위조절기가 구비되어 있어 타이머에 의해 양액 및 정수를 주기적으로 공급할 수 있다. On the other hand, since the nutrient solution and the purified water are supplied from the nutrient solution tank 331 and the purified water tank 332 and absorbed by the crop, the amount of the nutrient solution and the purified water in the nutrient solution tank 331 and the purified water tank 332 are gradually reduced. Therefore, the nutrient solution and purified water in the nutrient solution tank 331 and the purified water tank 332 need to be supplemented. The nutrient solution and the purified water can be supplemented in various ways, and in one embodiment, the automatic solution level controller is provided in the nutrient solution tank 331 and the purified water tank 332, so that the nutrient solution and the purified water can be supplied periodically by the timer.

한편, 양액탱크(331) 내에 설치되는 자동수위조절기는 물 공급장치 및 영양분공급장치를 더 포함할 수 있다. 물공급장치에 의해 공급되는 물의 양을 조절하여 양액탱크(331) 내에 양액이 항상 일정한 수위를 유지할 수 있게 하고, 영양분 공급장치는 양액탱크(331) 내의 양액이 설정농도를 유지하도록 영양분을 자동공급하도록 구성될 수 있다.On the other hand, the automatic level controller installed in the nutrient solution tank 331 may further include a water supply device and a nutrient supply device. The amount of water supplied by the water supply device is adjusted so that the nutrient solution can always maintain a constant level in the nutrient solution tank 331 and the nutrient supply device automatically supplies the nutrients so that the nutrient solution in the nutrient solution tank 331 maintains the set concentration .

한편, 본 실시예에서는 양액탱크(331) 또는 정수탱크(332)에 양액 또는 정수를 저장하고 있다고 명시하였지만, 반드시 이에 한정되지는 않고 양액 및 정수가 미리 설정된 비율로 혼합된 배양액을 저장할 수도 있다.On the other hand, in this embodiment, the nutrient solution tank or the purified water tank 332 is described as storing the nutrient solution or the purified water. However, the present invention is not limited to this, and the nutrient solution and the purified water may be stored at predetermined ratios.

상기 노즐(334)은 분무스프레이 또는 가습기가 설치될 수 있다. 작물재배장치(10) 상단에 설치된 노즐(334)은 작물의 지상부에 양액 및 정수를 분무하고, 작물재배장치(10) 중앙부에 설치된 노즐(334)은 작물의 뿌리부에 양액 및 정수를 분무함으로써 상기 노즐(334)을 통해 본체(100) 내부의 습도조절과 인공강우 기능을 제공한다.The nozzle 334 may be provided with a spray spray or a humidifier. The nozzle 334 provided at the upper end of the crop cultivation apparatus 10 sprayes nutrient solution and purified water to the ground portion of the crop and the nozzle 334 installed at the center of the crop cultivation apparatus 10 spray the nutrient solution and purified water to the root portion of the crop And provides humidity control and an artificial rainfall function inside the main body 100 through the nozzle 334.

상기 온도제어장치(340)는 상기 본체(100)를 가열 또는 냉각하는 장치이다. 온도제어장치(340)는 센싱장치(420)을 통해 본체(100) 내부의 온도를 측정하고, 센싱장치(420)을 통해 측정된 온도가 재배하는 작물이 성장하기에 최적의 온도 설정범위와 다른 경우, 작물이 성장하기에 적합한 온도를 유지하기 위해 본체(100) 내부의 냉난방을 조절한다. The temperature control device 340 is a device for heating or cooling the main body 100. The temperature control device 340 measures the temperature inside the main body 100 through the sensing device 420 so that the temperature measured through the sensing device 420 is different from the optimum temperature setting range for growing the crop The air conditioning inside the main body 100 is adjusted to maintain a temperature suitable for the growth of the crop.

상기 환기팬(350)은 본체(100)의 환기를 위해 설치되며 이를 통해 본체(100) 내부의 공기순환을 돕고, 습도를 조절한다.The ventilation fan 350 is installed to ventilate the main body 100, thereby helping air circulation inside the main body 100 and controlling the humidity.

상기 이산화탄소시비기(360)는 재배작물에 공급할 탄산가스를 본체(100) 내부로 투입한다. 이산화탄소를 시비함으로서 재배작물의 광합성이 잘 일어나고, 광합성이 활발해짐으로 인해 포도당 형성이 빨라져 식물의 생장을 촉진하는데 도움을 준다.The carbon dioxide boiler 360 injects carbon dioxide into the main body 100 to supply the cultivated crop. By fertilizing carbon dioxide, the photosynthesis of cultivated crops occurs well and photosynthesis becomes active, which accelerates glucose formation and helps to promote plant growth.

상기 제어부(400)는 제어장치(410) 및 센싱장치(420)를 포함한다.The controller 400 includes a controller 410 and a sensing device 420.

상기 제어장치(410)는 상기 본체(100) 내부의 온도, 습도, 양액의 양 및 주기를 제어하고 작물의 성장 및 환경에 대한 수집정보를 컴퓨터로 전송한다.The controller 410 controls the temperature, humidity, amount and cycle of the nutrient solution in the main body 100, and transmits collection information on the growth and environment of the crop to the computer.

제어장치(410)는 본체(100) 내부의 환경정보를 수신하고, 수신한 환경정보가 기 설정된 작물을 발아 및 육묘시키기에 최적의 재배조건에 근거하여 작물의 발아 및 육묘 환경을 제어하기 위한 제어명령을 생성한다. The control device 410 receives environment information in the main body 100 and controls the germination and seedling culture environment of the crop based on the optimum cultivation conditions for germinating and nursling a predetermined crop, Command.

예를 들어 제어장치(410)는 센싱장치(420)로부터 본체(100)의 환경정보를 수신하고, 수신한 본체(100) 내부의 환경정보를 기반으로 본체(100)의 온도, 습도, 이산화탄소 및 작물에 제공되고 있는 빛의 조도가 기 설정된 작물을 발아 및 육묘하기 위한 최적의 온도, 습도, 이산화탄소 및 조도의 설정범위와 다른 경우 온도제어장치(340), 관수장치(330) 및 조명장치(310)를 동작시키기 위한 제어명령을 생성한다. 이를 통해, 제어장치(410)는 현재 본체(100) 내부의 온도, 습도, 이산화탄소 및 작물에 제공되고 있는 빛의 조도를 기 설정된 작물을 발아 및 육묘하기 위한 최적의 온도, 습도, 이산화탄소 및 조도로 조절한다.For example, the control device 410 receives environment information of the main body 100 from the sensing device 420, and determines the temperature, humidity, carbon dioxide, and the like of the main body 100 based on environmental information in the received main body 100 When the illuminance of the light provided to the crop is different from the optimum temperature, humidity, carbon dioxide and illuminance setting range for germinating and growing a predetermined crop, the temperature control device 340, the watering device 330, and the illuminating device 310 ) In response to the control command. Accordingly, the control unit 410 can control the temperature, humidity, carbon dioxide, and light intensity of the light present in the main body 100 to the optimum temperature, humidity, carbon dioxide and illuminance for germinating and growing the predetermined crop .

상기 센싱장치(420)는 상기 본체(100) 내부의 온도, 습도, 이산화탄소 및 조도등의 시설환경 및 작물의 성장 상태를 감지한다. 상기 작물재배실(210) 및 뿌리관측실(230)에는 적외선 센서를 설치하여 재배식물의 높이 또는 재배식물의 뿌리길이를 측정한다. The sensing device 420 senses a facility environment such as temperature, humidity, carbon dioxide, and illuminance inside the main body 100, and a growth state of a crop. An infrared sensor is installed in the crop cultivation room 210 and the root observation room 230 to measure the height of the cultivated plant or the root length of the cultivated plant.

센싱장치(420)는 본체(100) 내에 설치된 다수의 센서를 이용하여 본체(100) 내부의 환경정보를 수집하고, 수집된 환경정보를 제어장치(410)로 전송한다. The sensing device 420 collects environment information in the main body 100 using a plurality of sensors installed in the main body 100 and transmits the collected environment information to the control device 410. [

한편, 본체(100) 내부에 설치되는 센서장치(420)는 온도센서, 습도센서, 이산화탄소센서 및 조도센서를 포함할 수 있으며 특정환경정보를 수집하는 센서만으로 한정되지 않고 다양한 센서를 포함할 수 있다.Meanwhile, the sensor device 420 installed in the main body 100 may include a temperature sensor, a humidity sensor, a carbon dioxide sensor, and an illuminance sensor, and may include various sensors instead of only sensors that collect specific environment information .

도 2를 참조하면, 본체(100) 내부의 작물재배실(210)에 설치된 적외선 센서의 광원 발진부와 광원 수신부를 마주보게 하고, 광원 발진부에서 방출된 초음파가 재배작물에 의해 차단되는 높이를 감지하여 재배작물의 높이를 측정한다. 재배작물의 높이는 센싱장치(420)를 통하여 정확한 높이를 측정할 수도 있고, 작물재배실(210) 후면에 설치된 눈금표시면(211)을 통해서 육안으로도 작물의 성장상태를 확인할 수 있다.2, the light source oscillating unit of the infrared sensor installed in the crop cultivation room 210 inside the main body 100 is opposed to the light source receiving unit, and the height at which the ultrasonic wave emitted from the light source oscillating unit is blocked by the cultivating crop is detected Measure the height of cultivated crops. The height of the cultivated crop can be measured accurately through the sensing device 420 and the growth state of the crop can be visually confirmed through the scale display surface 211 provided on the rear side of the crop cultivation room 210.

한편, 제어부(400)로부터 발생한 신호를 컴퓨터로 송신하거나 컴퓨터에서 발생한 신호를 수신하여 제어부(400)로 전달하는 통신부를 더 포함할 수 있다. 상기 통신부의 통신 방식은 다양한 방식이 적용될 수 있으며 특정의 통신방식에 한정되지 않는다. 따라서 컴퓨터에서 통신부를 매개로 제어부(400)와 통신함으로써 작물재배장치(10)를 제어할 수 있다.The control unit 400 may further include a communication unit for transmitting a signal generated by the control unit 400 to the computer or receiving a signal generated by the computer and transmitting the signal to the control unit 400. Various methods can be applied to the communication method of the communication unit and are not limited to a specific communication method. Accordingly, the computer can control the crop cultivation apparatus 10 by communicating with the control unit 400 via the communication unit.

이상의 설명은 본 실시예의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 실시예들은 본 실시예의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의해서 본 실시예의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위내에 있는 모든 기술사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present embodiment, and various modifications and changes may be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the embodiments. Therefore, the present embodiments are intended to be illustrative rather than limiting, and the scope of the technical idea of the present embodiment is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present embodiment should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.

10 : 작물재배장치
100 : 본체
110 : 도어
200 : 재배부
210 : 작물재배실
211 : 눈금표시면
220 : 작물베드
230 : 뿌리관측실
300 : 성장환경조성부
310 : 조명장치
320 : 암막스크린
330 : 관수장치
331 : 양액탱크
332 : 정수탱크
333 : 펌프
334 : 노즐
340 : 온도제어장치
350 : 환기팬
360 : 이산화탄소시비기
400 : 제어부
410 : 제어장치
420 : 센싱장치
500 : 전원부10: Crop cultivation device
100:
110: Door
200: Cultivation Department
210: Crop cultivation room
211: scale display face
220: Crop Bed
230: Root observation room
300: Growth Environment Creation Department
310: Lighting device
320: black screen
330: Watering device
331: Nutrient solution tank
332: Water tank
333: Pump
334: Nozzles
340: Temperature control device
350: Ventilation fan
360: Freezing of carbon dioxide
400:
410: Control device
420: sensing device
500:

Claims (6)

내부에 작물 재배를 위한 공간이 형성되어 있는 본체;
상기 본체에 설치되며, 작물이 성장하는 재배부;
상기 본체에 설치되며, 작물의 성장환경을 조성하는 성장환경조성부;
상기 본체에 설치되며, 재배작물의 성장상태를 확인하고 작물재배장치의 온도, 습도, 양액의 양 및 주기를 제어하는 제어부; 및
상기 본체에 설치되며, 작물재배장치에 전원을 공급하는 전원부;를 포함하되,
상기 재배부는 분무식 또는 담액식으로 교체가능하게 설치되며 재배작물이 담기는 작물베드, 재배하는 작물이 성장하는 작물재배실 및 재배하는 작물의 뿌리 성장상태를 관측하기 위한 뿌리관측실을 포함하고,
상기 성장환경조성부는 하나 이상의 인공광원이 설치되며, 재배작물의 발아 및 육묘에 필요한 인공광원의 밝기 또는 파장을 제어하는 조명장치, 본체 내부로 유입되는 외부광원을 차단하기 위한 암막스크린, 재배작물에 정수 또는 양액을 공급하기 위한 관수장치, 재배작물에 공급할 양액이 저장되는 양액탱크, 재배작물에 공급할 정수가 저장되는 정수탱크, 상기 본체를 가열 또는 냉각하는 온도제어장치,상기 본체의 환기를 위해 설치되는 환기팬 및 재배작물에 공급할 탄산가스를 공급하는 이산화탄소시비기를 포함하고,
상기 제어부는 작물재배장치의 온도, 습도, 양액의 양 및 주기를 제어하고, 작물의 성장 및 환경에 대한 수집정보를 컴퓨터로 전송하는 제어장치 및 본체 내부에 설치되어 시설환경 및 작물의 상태를 감지하는 각종 센서들을 포함하는 센싱장치를 포함하되, 상기 센싱장치는 적외선 센서로 구성되며, 작물재배실 및 뿌리관측실에 설치되어 재배작물의 길이를 측정하며,
상기 본체는 직육면체 형상으로 형성되며, 상기 본체의 내부에는 상기 본체 내부공간을 구획하는 복수의 구획판이 상하 방향으로 서로 이격되게 설치되며, 상기 복수의 구획판으로 구획된 각 공간을 개방 또는 폐쇄하는 도어를 포함하고,
상기 작물재배실은 전면은 투명한 합성수지 또는 유리로 형성되어 육안으로 식물의 성장상태를 관측할 수 있고, 후면은 식물의 성장상태 높이를 확인할 수 있도록 눈금표시면이 형성되는 것을 특징으로 하는 작물성장을 위한 최적 환경점 도출을 위한 작물재배장치.
A body having a space for cultivating crops therein;
A cultivation unit installed in the main body and growing a crop;
A growth environment generating unit installed in the main body to generate a growing environment of the crop;
A control unit installed in the main body for checking the growth state of the cultivated crop and controlling the temperature and humidity of the crop cultivation apparatus and the amount and cycle of the nutrient solution; And
And a power unit installed in the main body and supplying power to the crop cultivation apparatus,
The cultivation unit includes a crop bed, a crop cultivation room where crops are grown, and a root observation room for observing root growth condition of the crop to be cultivated,
Wherein the growth environment forming unit includes at least one artificial light source, an illumination device for controlling the brightness or wavelength of an artificial light source required for germination and seedling cultivation of the cultivated crop, a black screen for blocking an external light source flowing into the main body, A water tank for storing a nutrient solution to be supplied to a cultivated crop, a purified water tank for storing the water to be supplied to the cultivated crop, a temperature control device for heating or cooling the main body, And a carbon dioxide fertilizer for supplying a carbon dioxide gas to be supplied to the cultivated crop,
The control unit controls the temperature and humidity of the crop cultivation apparatus, the amount and cycle of the nutrient solution, and collects information on the growth and environment of the crop to the computer. The control unit is installed inside the main body, Wherein the sensing device comprises an infrared sensor and is installed in a crop cultivation room and a root observation room to measure the length of the cultivated crop,
Wherein the main body is formed in a rectangular parallelepiped shape, and a plurality of partition plates dividing the main body internal space are provided in the main body so as to be spaced apart from each other in the vertical direction, Lt; / RTI >
Characterized in that the crop cultivation room is formed of a transparent synthetic resin or glass on the whole surface and is capable of observing the growth state of the plant with the naked eye and a scale display surface is formed on the rear surface so as to confirm the height of the growth state of the plant. Crop Cultivation System for Optimal Environmental Point Derivation.
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