KR102604272B1 - 스마트 온실 환경 및 생육 데이터 기반 최적의 재배 및 진단 가이드 시스템 - Google Patents
스마트 온실 환경 및 생육 데이터 기반 최적의 재배 및 진단 가이드 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 온실의 농작물의 재배 및 진단 가이드 시스템에 관한 것으로 본 발명의 일양태에 따르면, 온실에 설치된 환경 센서로부터 지상부 환경 데이터 및 근권부 환경 데이터를 수집하기 위한 데이터 수집 장치;및 상기 데이터 수집 장치에 연결된 가이드 서버를 포함하고, 상기 가이드 서버는 상기 데이터 수집 장치에서 제공되는 지상부 환경 데이터 및 근권부 환경 데이터에 기반하여 농작물 재배시 온실 재배 운영 환경 조성에 필요한 데이터 분석값을 사용자의 단말에 제공하도록 구성된 온실의 농작물의 재배 및 진단 가이드 시스템이 제공된다.
Description
본 발명은 작물 재배 및 진단 가이드 시스템에 관한 것으로 보다 구체적으로는 온라인 상에서 작물의 재배 관리를 위한 컨설팅 및 작물의 생육 진단을 위해, 스마트 온실 데이터에 기반하여 작물의 생육 및 환경을 분석하고 그에 따라 작물 생육 상태를 진단하여 작물의 생육을 최적으로 가이드할 수 있는 재배 및 진단 가이드 시스템에 관한 것이다.
시설 원예 온실에서 농작물을 재배하는 농업인은 외부환경과 생육시기에 따라 지상부 환경관리 및 근권부 양액배합 및 관수량, 시점 그리고 작물의 특성재배, 생리장애, 병해충 예방방법 피드백을 통하여 고품질, 다수량 수확을 위하여 농업재배관리컨설팅을 70~80%의 농가가 받고 있다.
하지만, 농작물의 예방 및 대처를 위해서는 이상징후가 발생했을 때 즉각적인 컨설팅을 통하여 문제점을 해결해야하는데 월1~2회 정도의 미리 컨설턴트와의 스케쥴 확정을 통하여 받아야하여 농업인들이 희망하는 시기에 즉각적인 컨설팅이 어려운 실정이다. 즉각적인 피드백이 이루어지지 않은 경우 병해 및 미성장으로 인한 생산량 및 품질이 30% 이하로 떨어지며, 이는 경영비 및 농업인의 소득에 매우 큰 손실을 주는 문제점이 존재한다.
또한 현재 재배중인 농작물의 생육 상태와 관련해서 농업인은 현재 작물이 어떤 생육방향으로 자라고 있는지, 영양생장 상태인지, 생식생장 상태인지, 초세가 강하게 자라고 있는지, 약하게 자라고 있는지에 생육 상태를 판단하고 이에 대응하여 재배중인 작물의 환경제어를 수행할 필요성이 있다.
본 발명은 전술한 문제점에 기반하여 안출된 발명으로 현재 재배중인 농작물의 온실의 시설 정보, 작물의 기본정보 등에 기반하여 원격으로 농작물의 생육시기, 재배환경, 생육상태를 파악하고 문제점 및 향후 관리방안에 대하여 피드백을 제공하여 외부의 재배관리 컨설턴트의 도움없이 자체적으로 생육 상태를 파악하고 환경 관리를 수행할 수 있도록 하는 최적의 재배진단 가이드 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일양태에 따르면, 온실의 농작물의 재배 및 진단 가이드 시스템이 제공되고, 상기 시스템은, 온실에 설치된 환경 센서로부터 지상부 환경 데이터 및 근권부 환경 데이터를 수집하기 위한 데이터 수집 장치;및 상기 데이터 수집 장치에 연결된 가이드 서버를 포함하고, 상기 가이드 서버는 상기 데이터 수집 장치에서 제공되는 지상부 환경 데이터 및 근권부 환경 데이터에 기반하여 농작물 재배시 온실 재배 운영 환경 조성에 필요한 데이터 분석값을 사용자의 단말에 제공하도록 구성된다.
전술한 양태에서, 상기 가이드 서버는 수집된 지상부 환경 데이터를 이용하여, 1주일간의 내부온도, 주간온도, 주간최고온도, 주간최저온도, 야간온도, 야간최고온도, 야간최저온도, 환기온도, 난방온도, CO2, 외부온도, 최대일사, 최대누적일사에 대한 값의 일평균, 주간평균 데이터 값을 제공하도록 구성된다.
또한 전술한 어느 하나의 양태에서, 가이드 서버는 수집된 근권부 환경 데이터를 이용하여 1주일간의 구역별 양액의 누적관수량과, 주요환경정보로서 EC, pH, 배지 EC, 온도, 일사, 누적일사, 온습도, 수분부족분 등에 대한 일평균, 주간 평균 데이터 값을 제공하도록 구성된다.
또한 전술한 어느 하나의 양태에서, 가이드 서버는 사용자의 단말로부터 기본 시설 정보를 입력받도록 구성되고, 상기 기본 시설정보는 다음의 정보;
·이름, 전화번호, 주소
· 온실면적 - 온실 내부 재배면적
· 온실종류 - 비닐, 유리 중 선택
· 온실유형 - 단동, 연동 중 선택
· 온실동수 - 온실의 동수
· 재배방식 - 수경재배, 토경재배 중 선택
· 스크린 종류; 및
· 양액기 종류; 를 포함한닫.
또한 전술한 어느 하나의 양태에서, 가이드 서버는 사용자의 단말로부터 기본 작물 정보를 입력받도록 구성되고, 상기 기본 작물 정보는 다음의 정보;
· 재배하는 작물의 품목;
· 재식밀도;
· 온실에서 사용되는 배지종류;
· 배지용량;
· 정식 시기 - 농작물의 재배시작일자;
· 수확 시작 일자;
· 수확 종료 일자;
· 정식시 초장:
를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 전술한 어느 하나의 양태에서, 가이드 서버는 사용자의 단말로부터 현재 재배하고 있는 농작물의 생육상태를 측정하여 입력받도록 더 구성되고, 상기 가이드 서버는 상기 기본 시설 정보, 기본 작물 작물정보, 생육정보, 및 수집된 환경 데이터를 기반으로 원격으로 해당 농작물에 대한 컨설팅을 제공하도록 구성된다.
또한 전술한 어느 하나의 양태에서, 가이드 서버는 작물의 생식생장 및 초세를 판단할 수 있는 작물생장 판단표를 사용자 단말에 제공하고, 상기 작물생장 판단표에 기반하여 농작물의 영양및 생식 생장과, 생장강도에 대한 생육진단 상태를 제공하도록 구성된다.
본 발명에 따르면 현재 재배중인 농작물의 온실의 시설 정보, 작물의 기본정보 등에 기반하여 원격으로 농작물의 생육시기, 재배환경, 생육상태를 파악하고 문제점 및 향후 관리방안에 대하여 피드백을 제공하여 외부의 재배관리 컨설턴트의 도움없이 자체적으로 생육 상태를 파악하고 그에 따른 환경 관리를 수행할 수 있도록 하는 최적의 재배진단 가이드 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 온실 데이터 기반 생육 및 환경 분석에 따른 최적의 재배진단 가이드 시스템의 일례를 나타내는 도면;
도 2는 스마트 온실에 설치되는 온실 센서 그룹의 일례를 나타내는 도면;
도 2b은 자둥 스마트 온실의 제어 시스템과 가이드 서버의 연결을 예시적으로 도시한 도면;
도 3는 지상부 환경 데이터 분석부에서 제공하는 지상부 환경 데이터 죄회 기능을 나타내는 도면;
도 4는 근권부 환경 데이터 분석부에서 제공하는 근저부 환경 데이터 조회 기능을 나타내는 도면;
도 5는 온라인상에서 사용자에게 환경 및 생육정보를 포함하는 원격재배 컨설팅을 위한 서버의 구성을 나타내는 도면;
도 6은 기본 시설 정보 입력을 위한 웹 화면을 예시적으로 도시한 도면;
도 7은 기본 작물 정보 입력을 위한 웹 화면을 예시적으로 도시한 도면;
도 8은 가이드 서버에서 제공되는 재배 환경에 대한 데이터를 나타내는 도면;
도 9는 사용자가 입력한 작물의 생육 상태 정보 및 그래프를 나타내는 도면;
도 10은 가이드 서버에서 제공되는온라인 재배 컨설팅 등록 화면을 나타내는 도면;
도 11은 가이드 서버에서 제공되는 컨설턴트의 관리 농가 설정 화면을 예시적으로 나타내는 도면;
도 12는 가이드 서버에서 농작물 생육 진단 판단을 위해 제공되는 판단표를 예시적으로 나타내는 도면;
도 13은 가이드 서버에서 농작물 생육 진단 판단을 위해 제공되는 작물 생육 진단 그래프를 나타내는 도면이다.
도 2는 스마트 온실에 설치되는 온실 센서 그룹의 일례를 나타내는 도면;
도 2b은 자둥 스마트 온실의 제어 시스템과 가이드 서버의 연결을 예시적으로 도시한 도면;
도 3는 지상부 환경 데이터 분석부에서 제공하는 지상부 환경 데이터 죄회 기능을 나타내는 도면;
도 4는 근권부 환경 데이터 분석부에서 제공하는 근저부 환경 데이터 조회 기능을 나타내는 도면;
도 5는 온라인상에서 사용자에게 환경 및 생육정보를 포함하는 원격재배 컨설팅을 위한 서버의 구성을 나타내는 도면;
도 6은 기본 시설 정보 입력을 위한 웹 화면을 예시적으로 도시한 도면;
도 7은 기본 작물 정보 입력을 위한 웹 화면을 예시적으로 도시한 도면;
도 8은 가이드 서버에서 제공되는 재배 환경에 대한 데이터를 나타내는 도면;
도 9는 사용자가 입력한 작물의 생육 상태 정보 및 그래프를 나타내는 도면;
도 10은 가이드 서버에서 제공되는온라인 재배 컨설팅 등록 화면을 나타내는 도면;
도 11은 가이드 서버에서 제공되는 컨설턴트의 관리 농가 설정 화면을 예시적으로 나타내는 도면;
도 12는 가이드 서버에서 농작물 생육 진단 판단을 위해 제공되는 판단표를 예시적으로 나타내는 도면;
도 13은 가이드 서버에서 농작물 생육 진단 판단을 위해 제공되는 작물 생육 진단 그래프를 나타내는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.
본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예들에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 온실 데이터 기반 생육 및 환경 분석에 따른 최적의 재배 진단 가이드 시스템(이하 '재배 진단 가이드 시스템'이라고 함)의 일례를 나타내는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이 진시스템은 온실(10)에 설치되는 데이터 수집장치(100); 수집된 데이터를 가이드 서버(30)에 전송하기 위한 사용자 단말(40); 사용자 단말(40)로부터 전송된 데이터를 분석하여 농작물 생육 진단을 수행하고 필요한 환경관리 정보를 피드백하는 가이드 서버(30)를 포함한다.
데이터 수집장치(100)는 온실의 지상부 환경 데이터를 수집하기 위한 지상부 환경 데이터 수집장치(100a) 및 작물의 근권부(양액) 환경 데이터를 수집하기 위한 근권부 환경 데이터 수집장치(100b)를 포함한다.
지상부 환경 데이터 수집장치(100a)는, 도 2에 도시된 바와 같이 온실에 제공된 온실 센서 그룹으로부터 지상부 환경과 관련된 데이터를 수집하되, 예를 들면, 온실내부온도, 온실외부 온도, 온실 CO2 농도, 일사량, 강우량, 풍향, 풍속과 같은 데이터를 수집할 수 있다.
한편 근권부 환경 데이터 수집장치(100b)는 도 2에 도시된 바와 같이 온실에 제공된 온실 센서 그룹으로부터 함수율, 양액량, EC, PH, 배지 PH, 온도, 습도, 수분, 수온과 같은 데이터를 수집할 수 있다.
이와 같은 데이터 수집장치(100)은 도 2a에 도시된 바와 같이 온실 내부의 환경을 측정하기 위한 온실 내부 센서(110) 및 온실 외부 환경을 측정하기 위한 외부 기상 센서(120)로부터 데이터를 수집하는데, 온실 내부 센서(110)는 이에 한정되는 것은 아니지만 바람직하게 온실의 지상부에 설치되는 센서로서 온도 센서(111), 습도 센서(112), 및 CO2 센서를 포함하고, 바람직하게 온실의 근권부에 설치되는 함수율 센서(114), EC 및 Ph 센서(115), 수온 및 수분 센서(116)을 포함할 수 있다. 또한 온실 외부의 환경을 측정하기 위해 온실 기상 센서(120)는 이에 한정되는 것은 아니지만 외부 온도 측정 센서(121), 풍향 및 풍속 센서(112) 및 일사량 및 강우량 측정 센서(123)을 포함할 수 있으며, 온실이 위치한 지역이나 지리적 특성, 기후 등에 맞추어 다른 추가의 센서가 포함될 수도 있다는 것은 당업자에게 자명하다.
도 2b는 스마트 온실과 본 발명에 따른 가이드 서버(30) 사이에서의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 2b에 도시된 바와 같이 통상적인 스마트 온실(10)의 경우 복수의 온실(10a~10n)로 이루어진 온실 그룹(10); 온실 그룹에 연결되거나 온실 그룹 설비에 포함되는 복합 환경 제어기(20)를 포함한다. 복합환경 제어기(20)는 온실의 내부 및 외부에 설치된 센서 그룹으로부터 도 2에 도시된 바와 같이 환경 데이터(내부온도, 습도, C02, 외부온도, 풍향, 풍속, 강우, 일사량 등)를 수집하고 수집된 센서 데이터에 기반하여 온실 내부에 설치된 구동기(천창, 측장, 보온커튼, 스크린, 냉난방기, 보광등, 스프링쿨러 등)를 구동하는 동시에, 데이터 수집 장치(100)에서 수집된 센서 데이터를 가이드 서버(30)에 전송하며, 사용자는 단말(40)을 통해 가이드 서버(30)에 접속하여 필요한 정보를 입력하거나 필요한 정보를 수신하도록 구성된다.
다시 도 2b를 참조하면 온실의 내부 또는 외부에는 온실 내부의 환경을 조절하기 위한 복수의 구동기(150)가 제공된다. 이들 구동기(150)는 온실 내부의 온도, 습도, CO2 농도, 광량, 배기 상태, 양액 등을 조절 또는 제공하기 위해 제공되며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니지만, 천창 및 측창을 포함하는 창 구동기, 다겹보온커튼 구동기, 스크린 및 부직포 구동기, 냉난방기, 보광등 또는 LED 구동기, CO2 발생기, 유동팬 또는 배기팬 구동기, 스프링쿨러 구동기, 훈증기 및 양액기 및 배액재활용기를 포함하고, 온실 내 설치되는 다른 구동요소들에 대응하여 다른 구동기가 더 제공될 수도 있다.
복합환경 제어기(20)의 기능은, 센서 모니터링 기능, 구동기 상태 모니터링 기능, 기기 오동작 감지기능을 제공한다. 센서 모니터링 기능은 지상부 및 근권부에 설치된 환경 센서로부터의 환경 검출 데이터를 수집하고, 구동기 상태 모니터링 기능은 온실 내부의 구동기 작동 및 개도율 상태(예를 들면 구동기별 개도/기동, 자동/수동 여부와 작동 시간 측정)를 모니터링하도록 기능하며, 기기 오동작 감지 기능은 제어기 내부로 각 센서들이 값이 입력되지 않거나 제어기 내부로의 구동기 전기 신호가 감지되지 않거나, 기준치를 상회 또는 하회하는 이상 환경값이 검출될 때 이를 경보하도록 기능한다.
또한 복합 환경 제어기(20)는 온실 내 구동기의 자동 제어 명령을 생성 및 출력하도록 기능하는데, 구체적으로는 측창, 천장을 포함한 창문류 구동기, 스크린, 부직포와 같은 차광류 구동기, 보온 커튼 등의 커튼류 구동기, 냉난방기, 유동팬, 제습기, 배기팬, 포그기, 훈증기 등 온도 습도 조절 구동기, 광조절 구동기, 양액기를 동작시키거나 정지시키는 명령을 생성 및 출력하도록 기능한다.
가이드 서버(30)는 전술한 바와 같은 지상부 환경 데이터 수집장치(100a)에서 수집된 지상부 환경 데이터를 분석하기 위한 지상부 환경 데이터 분석부(31) 및 근권부 환경 데이터 수집장치(100b)에서 수집된 근권부 환경 데이터를 분석하기 위한 근권부 환경 데이터 분석부(32)를 포함한다.
지상부 환경 데이터 분석부(31)는 지상부 환경 데이터의 조회 및 분석을 제공한다. 도 3은 지상부 환경 데이터 분석부(31)에서 제공하는 지상부환경 데이터 죄회 기능을 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이 지상부 환경 데이터 분석부(31)는 온실 지상부 환경의 데이터 분석을 위하여 지정한 날짜를 기준으로 일주일간의 내부온도, 주간온도, 주간최고온도, 주간최저온도, 야간온도, 야간최고온도, 야간최저온도, 환기온도, 난방온도, CO2, 외부온도, 최대일사, 최대누적일사에 대한 값의 일평균, 주간평균데이터 값을 화면에 표시하도록 동작된다.
지상부 환경 데이터 분석부(31)는 수집된 지상부 환경 데이터에 기반하여 작물재배시 온실 재배 운영 환경 조성에 필요한 데이터분석 값을 제공함으로써, 의사결정을 위한 정보(표 1에 도시된 바와 같은 정보), 예를 들면 온습도좌우 편차, 환기난방온도 편차, 주기별 온도, 일출전후 온도편차, 초저녁-야간 온도편차, 적산 온도 및 적산광량, 광량대비 온도, 일사대비 온도, 주·야간 고·저온 시간, 주·야간 과습·건조 시간, 내외부 최대 온도편차, 폭풍한계 초과시간, 서리 한계시간, 강우시간, 환기창 좌우 풍향 시간, CO2 제어 편차, 구동기 작동시간, 난방수 온도편차, 최대 상승·하강온도를 포함하는 정보를 제공한다.
[표 1] 지상부 환경 데이터 분석을 통한 제공 데이터
근권부 환경 데이터 분석부(32)는 도 4에 도시된 바와 같이 주차별 근권부(양액) 환경분석을 위하여 지정한 날짜를 기준으로 일주일간의 구역별 양액의 누적관수량과, 주요환경정보로서 EC, pH, 배지EC, 온도, 일사, 누적일사, 온습도, 수분부족분 등에 대한 일평균, 주간평균데이터 값을 조회할 수 있도록 구성된다.
또한 근권부 환경 데이터 분석부(32)는 온실의 외내부 지상부 센서에 의하여 수집된 로우데이터 값을 기준으로 작물재배시 온실 재배운영환경 조성에 필요한 데이터분석 값을 제공함으로써, 의사결정을 위한 정보(표 1에 도시된 바와 같은 정보), 예를 들면 관수시작 일사량, 일사량 대비 관수량, 종료 전 누적일사량, 종료 후 잔여광량, m2당 관수량, 광량 대비 관수량, 필요 배액량, 제어 양액 편차와 같은 정보를 제공한다.
[표 2] 근권부 환경 데이터 분석을 통한 제공 데이터
도 5는 온라인상에서 사용자에게 환경 및 생육정보를 포함하는 원격재배 컨설팅을 위한 서버의 구성을 나타내는 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이 가이드 서버(30)는 사용자 단말과 정보의 교환을 위한 웹(Web) 인터페이스를 포함하고 사용자는 웹 인터페이스를 통해 시설물에 대한 정보 및 생육하고 있는 작물에 대한 정보를 입력하게 된다.
보다 구체적으로 가이드 서버(30)는 전술한 바와 같은 지상부 환경 데이터 분석부(31) 및 근권부 환경 데이터 분석부(32) 이외에 시설 및 작물 기본 정보 입력부(33) 및 농작물 생육 정보 입력부(34)를 포함한다. 사용자는 웹페이지와 같은 웹 인터페이스를 통해 기본 시설 정보 및 농작물 생육 정보를 입력하도록 구성되고, 가이드 서버(30) 사용자 입력한 기본 시설 정보와 농작물 생육 정보, 및 전술한 바와 같이 데이터수집장치를 통해 수집된 환경 데이터에 기반하여 작물 재배에 대한 피드백을 제공하도록 구성된다.
재배관리 컨설팅을 위해 사용자는 온실의 시설정보(면적, 종류, 유형, 재배방식, 구동기, 양액기 종류 등) 및 작물의 품목, 재식밀도, 배지종류, 배지용량, 정식시기, 수확시작, 종료일자 등에 대해 입력되고, 자동수집된 환경정보, 구동기상태 및 설정정보와 농작물별 생육상태 정보에 따라 정확한 컨설팅이 가능하게 된다.
온라인 생육재배컨설팅을 위해, 사용자는 먼저 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같은 기본 정보 입력을 위한 웹페이지에서 제공하는 화면(이하 시설 및 작물 기본 정보 입력부)을 통해 시설 및 작물의 기본정보를 입력하게 된다. 기본 시설 및 기본 작물정보는 생육자가진단의 작기 일정과 연동되고, 여기서 기본정보는 과거 작기일정 이력관리를 위해 작기마다 입력하는 것이 바람직하다. 기본 시설정보는 현재 재배하는 온실의 정보 및 커튼, 양액기종류를 입력하도록 구성되고, 기본 작물정보는 품목(토마토, 파프리카, 딸기), 재식밀도, 배지종류, 용량, 정식시기, 수확 시작, 종료일자 등을 입력하여 컨설턴트가 컨설팅하기 위한 기본정보로 활용된다.
1) 시설 및 작물 기본 정보
① 기본시설정보
· 이름, 전화번호, 주소는 해당 플랫폼가입시 입력한 기본정보와 연동됨
· 온실면적 : 온실 내부 재배면적(평)(숫자텍스트입력)
· 온실종류 : 비닐, 유리 중 선택
· 온실유형 : 단동, 연동 중 선택
· 온실동수 : 온실의 동수 숫자텍스트입력
· 재배방식 : 수경재배, 토경재배 중 선택
· 스크린 종류 : 1중, 2중, 3중 각각 입력해야하며, 차광스크린, 다겹보온커튼, 부직포 등 해당하는 위치에 구동기 입력
· 양액기 종류 : 양액기의 경우에는 제조사별로 제어 세부기능이 다르기 때문에 제조사입력
② 기본작물정보
· 품목 : 재배하는 농작물을 토마토, 파프리카, 딸기 중 선택(선택한 품목에 따라 생육자가진단 메뉴의 해당 농작물에 대한 정보가 표출됨)
· 재식밀도 : 재배 단위면적(m2)당 정식된 작물의 수 숫자 텍스트입력
· 배지종류 : 온실에서 사용하는 배지 종류를 텍스트입력(ex, 코코피트, 암면, 펄라이트, 코이어 등)
· 배지용량 ; 배지의 용량 숫자텍스트입력(ℓ/㎡)
· 정식시기 : 농작물의 재배시작일자(yyyy-mm-dd)
· 수확시작일자 : 농작물을 수확하기 시작하는 일자(yyyy-mm-dd)
· 수확종료일자 : 농작물 작기(수확)가 끝나는 일자, 기본정보입력시 예상수확일자를 입력해야함 (종료일자가 끝나기전에는 새로운 정보입력이 불가함)
· 정식시 초장 : 지제부(배지/토양)에서 생장점까지 길이
2) 주요환경정보
주요 환경정보는 온실에 설치된 환경 데이터 수집 장치에 의해 수집 및 저장되며, 해당 메뉴에서는 온실 내부환경의 중요 요소인 온도, 습도, CO2, 누적일사에 대한 선택날짜기준 이전 2주간의 일평균, 주간평균의 데이터를 텍스트 및 그래프로 조회가 가능하도록 서비스가 제공된다.
이를 활용함으로써, 컨설턴트는 도 8에 도시된 바와 같이 현재 유지되고 있는 재배환경에 대한 데이터를 해당메뉴에서 확인이 가능하며, 데이터 분석 메뉴에서도 환경 및 구동기 상태정보를 확인이 가능하다.
재배관리 컨설팅을 위해 사용자는 현재 재배하고 있는 농작물의 생육 상태를 측정하여 생육 상태 정보 입력부(34)를 통해 입력한다. 이를 통해 사용자는 컨설팅을 받고자하는 시점의 상태를 확인이 가능하며, 이전에 입력한 내용과도 그래프 또는 데이터로 비교분석이 가능하게 된다.
아래의 표 3, 및 표 4는 토마토 및 파프리카의 작물생육상태 입력을 위한 예시를 나타내는 표이다.
[표 3] 토마토의 작물생육 상태 정보 입력 예시
[표 4] 파프리카의 작물생육 상태 정보 입력 예시
도 9는 입력한 작물의 생육 상태 정보 및 그래프를 나타내는 도면으로, 1작 기간의 입력한 항목별 생육정보 추이도를 확인이 가능하며 각각 입력한 이력은 도 9에 도시된 바와 같이 그래프 하단에서 확인이 가능하도록 구성된다.
다시 도 5를 참조하면 가이드 서버(30)는 온라인 재배 컨설팅부(35)를 포함한다. 사용자가 가이드서버(30)를 통해 시설 및 작물 기본 정보, 농작물 생육 상태 정보를 입력하고 사용자의 온실로부터 환경 데이터가 수집되면 가이드 서버(30)의 온라인 재배 컨설팅부(35)는 입력된 정보에 기반하여 원격으로 해당 농업인의 온실 농작물에 대한 컨설팅을 등록할 수 있다. 컨설팅 등록시 APP 푸쉬 및 SMS 문자발송으로 컨설턴트에게 발송 또는 컨설턴트에게 질문사항이 있을시 사용자가 질문을 등록하고 컨설턴트에게 알림을 줄수도 있다.
도 10은 온라인 재배 컨설팅 등록 화면의 일례를 나타내는 도면이다. 관리자는 도 10에 도시된 바와 같은 온라인 재배 컨설팅부를 통해 사용자(농가)와 컨설턴트 사이에서 필요한 정보를 등록할 수 있다. 이와 같은 온라인 재배 컨설팅 플랫폼에서 관리자는 도 11에 도시한 바와 같이 컨설턴트 1명당 다수의 농업인(사용자)를 매칭시킬 수 있으며, 커설턴트의 권할 설정을 통해 농업인의 등록이 가능하다.
다시 도 5를 참조하면 가이드 서버(30)는 농작물 생육 자가 진단부(37)를 더 포함한다. 이는 사용장인 농업인이 재배활동을 하고 있는 농작물이 현재 어떤 생육방향으로 자라고 있는지에 대하여, 원예학적으로 생육이 영양생장 중 인지 생식생장 중 인지, 초세가 강하게 자라고 있는지, 약하게 자라고 있는지 등의 기준에 맞춰 농업인이 현재 농작물의 생육정보를 입력함으로써, 지금시점에서의 상태를 진단해주고, 현재 생육상태에서 원하는 방향으로 환경 제어를 통하여 변화시킬수 있는 정보를 제공한다. 이는 농작물 생육 자가 진단을 통하여 외부 재배 관리 컨설턴트의 도움 없이 스스로 농작물의 생육상태를 파악하는 것을 가능하게 하고, 이에 따라 올바른 방법으로 환경관리를 수행할수 있는 정보를 참고하여 최적의 재배 관리를 할 수 있도록 함으로써 고품질, 다수량의 농작물 재배를 지원한다.
이와 같은 농작물의 생육 상태 자가 진단을 위해 사용자는 도 12에 도시된 바와 같이 농작물 자가 진단부(37)를 통해 사용자는 생식생장 및 초세를 판단할 수 있는 농작물 생육 진단 판단표를 작성함으로써 농작물 생육 진단이 가능하게 된다.
영양생장과 생식생장의 측정 필요성: 토마토는 영양생장과 생식생장이 동시에 일어나는 작물로 생장하는 토마토가 영양생장을 하는지 또는 생식생장을 하고 있는지를 정확히 판단하고, 재배자가 의도하는데로 생장 상(영양생장 또는 생식생장)을 유도할 수 있는 환경을 조성해주면 생산성 및 품질향상, 출하 날짜 조절 등이 가능하다.
생장강도 측정의 필요성 : 생장 강도는 현재 작물의 힘이 어떤지 앞으로 어떻게 될지를 알 수 있는 중요한 인자이며, 정기적으로 줄기의 굵기를 측정함으로써 작물의 생육이 강해지는지 약해지는지를 판단할 수 있으며, 이를 통해 작물의 효율적 관리가 가능하다.
[표 5] 토파토 생육 진단 판단표의 예시
[표 6] 파프리카 생육 진단 판단표의 예시
[표 7] 딸기 생육 진단 판단표의 예시
농작물 생육 자가 진단부(37)에서는 농작물 생육 진단 판단표 결과에 따라 해당 작기 동안의 영양-생식 생장과 생장 강도에 대한 생육 진단 상태와 농작물상태를 판단할 수 있고, 재배 방식의 선택의 도움을 줄 수 있으며, 지난 작기의 상태와의 비교를 통해 변화 상태를 판단하는 기준을 제공한다.
도 13은 작물 생육 진단 그래프를 나타내는 도면으로, 작물 생육 진단 그래프는 작물 생장 판단표에서 지정한 점수의 초세의 접수 합계는 가로 x축, 생식-영약 생장의 점수합계는 세로 y축으로 그래프로 표시가 되며, 1개의 작기 기간동안에는 누적으로 농작물의 생장방향을 확인하는 것이 가능하다.
또한 다수의 작기 동안 생장방향을 현재작기 또는 특정 작기의 생장방향과 선택하여 비교하는 것이 가능하도록 구성되어 변화 상태를 판단하는 기준을 제공한다.
이와 같은 본 발명에 따르면 현재 재배중인 농작물의 온실의 시설 정보, 작물의 기본정보 등에 기반하여 원격으로 농작물의 생육시기, 재배환경, 생육상태를 파악하고 문제점 및 향후 관리방안에 대하여 피드백을 제공할 수 있으며, 외부의 재배관리 컨설턴트의 도움없이 자체적으로 생육 상태를 파악하고 그에 따른 환경 관리를 수행할 수 있도록 하는 최적의 재배 진단 가이드 시스템을 제공할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(Arithmetic Logic Unit), 디지털 신호 프로세서(Digital Signal Processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(Field Programmable Gate Array), PLU(Programmable Logic Unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(Command)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리요소(Processing Element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(Parallel Processor)와 같은, 다른 처리 구성(Processing Configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(Computer Program), 코드(Code), 명령(Command), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(Collectively)처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(Component), 물리적 장치, 가상 장치(Virtual Equipment), 컴퓨터 저장매체 또는 장치에 구체화(Embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속하는 것으로 해석되어야만 한다.
10: 온실 그룹 20: 복합 제어기
30: 가이드 서버 40: 사용자 단말
31: 지상부 환경 데이터 분석부
32: 근권부 환경 데이터 분석부
33: 시설 및 작물 기본 정보 입력부
34: 농작물 생육 상태 정보 입력부
35: 온라인 재배 컨설팅부
37: 농작물 생육 자가 진단부
100: 데이터 수집 장치
150: 구동기 그룹
30: 가이드 서버 40: 사용자 단말
31: 지상부 환경 데이터 분석부
32: 근권부 환경 데이터 분석부
33: 시설 및 작물 기본 정보 입력부
34: 농작물 생육 상태 정보 입력부
35: 온라인 재배 컨설팅부
37: 농작물 생육 자가 진단부
100: 데이터 수집 장치
150: 구동기 그룹
Claims (7)
- 온실에 설치된 환경 센서로부터 지상부 환경 데이터 및 근권부 환경 데이터를 수집하기 위한 데이터 수집 장치;및
상기 데이터 수집 장치에 연결된 가이드 서버; 및
상기 가이드 서버에 연결되는 웹 인터페이스를 통해 연결되는 컨설턴트 단말 및 재배자인 사용자 단말을 포함하고,
상기 가이드 서버는 상기 데이터 수집 장치에서 제공되는 지상부 환경 데이터 및 근권부 환경 데이터에 기반하여 농작물 재배시 온실 재배 운영 환경 조성에 필요한 데이터 분석값을 사용자의 단말에 제공하고,
상기 가이드 서버는 수집된 지상부 환경 데이터를 이용하여, 1주일간의 내부온도, 주간온도, 주간최고온도, 주간최저온도, 야간온도, 야간최고온도, 야간최저온도, 환기온도, 난방온도, CO2, 외부온도, 최대일사, 최대누적일사에 대한 값의 일평균, 주간평균 데이터 값을 제공하도록 구성되고,
상기 가이드 서버는 수집된 근권부 환경 데이터를 이용하여 1주일간의 구역별 양액의 누적관수량과, 주요환경정보로서 EC, pH, 배지 EC, 온도, 일사, 누적일사, 온습도, 수분부족분 등에 대한 일평균, 주간 평균 데이터 값을 제공하도록 구성되고,
상기 가이드 서버는 사용자의 단말로부터 기본 시설 정보를 입력받도록 구성되고, 상기 기본 시설정보는 다음의 정보;
·이름, 전화번호, 주소
· 온실면적 - 온실 내부 재배면적
· 온실종류 - 비닐, 유리 중 선택
· 온실유형 - 단동, 연동 중 선택
· 온실동수 - 온실의 동수
· 재배방식 - 수경재배, 토경재배 중 선택
· 스크린 종류; 및
· 양액기 종류;
를 포함하고,
상기 가이드 서버는 사용자의 단말로부터 기본 작물 정보를 입력받도록 구성되고, 상기 기본 작물 정보는 다음의 정보;
· 재배하는 작물의 품목;
· 재식밀도;
· 온실에서 사용되는 배지종류;
· 배지용량;
· 정식 시기 - 농작물의 재배시작일자;
· 수확 시작 일자;
· 수확 종료 일자;
· 정식시 초장:
를 포함하고,
상기 가이드 서버는 사용자의 단말로부터 현재 재배하고 있는 농작물의 생육상태를 측정하여 입력받도록 더 구성되고, 상기 가이드 서버는 상기 기본 시설 정보, 기본 작물 작물정보, 생육정보, 및 수집된 환경 데이터를 기반으로 원격으로 해당 농작물에 대한 컨설팅을 제공하도록 구성되고,
상기 가이드 서버는 웹 인터페이스를 통해 한 명의 컨설턴트에 대해 다수의 사용자를 매칭하고, 매칭된 사용자의 단말로부터 작물재배에 대한 문의가 있는 경우 해당하는 컨설턴트의 단말에 APP 푸쉬 또는 SMS 문자를 통해 이를 통보하도록 구성되고,
상기 가이드 서버는 농작물 자가 진단부를 포함하고, 농작물 자가 진단부는 농작물의 영양-생식 생장과 생장 강도에 대한 생육 진단 상태와 농작물상태를 판단하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는
온실의 농작물의 재배 및 진단 가이드 시스템. - 삭제
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
| KR1020230070322A KR102604272B1 (ko) | 2023-05-31 | 2023-05-31 | 스마트 온실 환경 및 생육 데이터 기반 최적의 재배 및 진단 가이드 시스템 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020230070322A KR102604272B1 (ko) | 2023-05-31 | 2023-05-31 | 스마트 온실 환경 및 생육 데이터 기반 최적의 재배 및 진단 가이드 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102604272B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117859549A (zh) * | 2024-03-11 | 2024-04-12 | 中化现代农业有限公司 | 棉花变量打顶方法、装置、电子设备和存储介质 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101742998B1 (ko) * | 2015-12-29 | 2017-06-02 | 서울대학교산학협력단 | 유리온실을 이용한 토마토 작물의 효율적 재배를 위한 표준화 데이터 수집 및 보고서 출력 시스템과 그에 대한 방법 |
| KR20210074509A (ko) * | 2019-12-12 | 2021-06-22 | 대한민국(농촌진흥청장) | 클라우드 기반 실시간 온실 환경 의사결정지원 서버 및 이를 이용한 실시간 온실 환경 의사결정지원 시스템 |
| KR20230004218A (ko) * | 2021-06-30 | 2023-01-06 | 농업회사법인 원스베리 주식회사 | 시설재배 복합환경 제어 시스템 |
| KR102489235B1 (ko) | 2022-05-13 | 2023-01-18 | 박상희 | 농산물 재배용 온실하우스 냉난방 시스템 |
-
2023
- 2023-05-31 KR KR1020230070322A patent/KR102604272B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101742998B1 (ko) * | 2015-12-29 | 2017-06-02 | 서울대학교산학협력단 | 유리온실을 이용한 토마토 작물의 효율적 재배를 위한 표준화 데이터 수집 및 보고서 출력 시스템과 그에 대한 방법 |
| KR20210074509A (ko) * | 2019-12-12 | 2021-06-22 | 대한민국(농촌진흥청장) | 클라우드 기반 실시간 온실 환경 의사결정지원 서버 및 이를 이용한 실시간 온실 환경 의사결정지원 시스템 |
| KR20230004218A (ko) * | 2021-06-30 | 2023-01-06 | 농업회사법인 원스베리 주식회사 | 시설재배 복합환경 제어 시스템 |
| KR102489235B1 (ko) | 2022-05-13 | 2023-01-18 | 박상희 | 농산물 재배용 온실하우스 냉난방 시스템 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 비특허문헌, 국립농업과학원 , "한국형 스마트팜 2세대 모델 요소기술 융합연구", 농촌진흥청 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117859549A (zh) * | 2024-03-11 | 2024-04-12 | 中化现代农业有限公司 | 棉花变量打顶方法、装置、电子设备和存储介质 |
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