KR20110039592A - 소규모 온실 및 소규모 온실 모니터링 시스템 - Google Patents

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KR20110039592A
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greenhouse
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control device
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이준호
김승태
이수연
정종국
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서울대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 연구실과 같은 장소에 설치되고, 전원 콘센트형 타이머를 부착시켜 사용자가 광주기를 조절함으로써, 계절과 상관없이 식물체의 생장 상태를 관찰할 수 있도록 하는 소규모 온실 및 소규모 온실 모니터링 시스템에 관한 것으로, 식물체가 심어진 상태로 성장할 수 있는 판부가 저면에 위치되는 본체를 구비한 소규모 온실에 있어서, 사용자의 조작에 응하여 광주기 조절 신호를 출력하는 광주기 조절부; 상기 광주기 조절부의 광주기 조절 신호에 따라 구동 전원이 공급되도록 하는 램프 구동부; 및 상기 본체 상부 일측에 장착되며, 상기 램프 구동부를 통해 공급되는 구동전원에 의해 점등되는 램프부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
소규모 온실, 광주기, 발광다이오드, LED, 온도 조절

Description

소규모 온실 및 소규모 온실 모니터링 시스템{Mini-greenhouse and Mini-greenhouse monitoring system}
본 발명은 소규모 온실 및 소규모 온실 모니터링 시스템에 관한 것이다.
보다 상세하게는 연구실과 같은 장소에 설치되고, 전원 콘센트형 타이머를 부착시켜 사용자가 광주기를 조절함으로써, 계절과 상관없이 식물체의 생장상태를 관찰할 수 있도록 하는 소규모 온실 및 소규모 온실 모니터링 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 온실은 식물 및 작물의 계절성을 극복하기 위해 개발된 시설로 현재 다양한 농작물 및 화훼 식물의 생산에 활용되고 있다.
상기와 같은 온실을 응용하여 연구소나 실험실 등과 같은 좁은 공간에서도 계절성을 극복하여 다양한 농작물 및 화훼 식물을 생산하고, 그 생성을 관찰할 수 있도록 마련된 것이 소규모 실험용 온실이다.
상기 소규모 실험용 온실은 실험실이나 실내의 좁은 공간에 적합하도록 사용자가 원하는 크기로 제작할 수 있으며, 제작된 소규모 실험용 온실에 대해 빛, 온도, 조건 등을 식물에게 적합한 상태로 제공하여 식물의 생장을 촉진 또는 유지하는 효과를 주면서 계절과 관계없이 원하는 식물체를 재배할 수 있으며, 또한 외부로부터 해충이 유입되지 않도록 하여, 오염되지 않은 식물체를 이용하여 실험할 수 있도록 한다.
이에 따라, 다양한 식물체 대해 실험을 위한 생장 조건이나 환경을 사용자가 의도한대로 용이하게 조절하여, 설정할 수 있도록 하는 소규모 실험용 온실의 개발 요구가 발생하게 되었다.
본 발명은 상기와 같은 개발 요구에 부응하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 연구실과 같은 장소에 설치되고, 전원 콘센트형 타이머를 부착시켜 사용자가 광주기를 조절함으로써, 계절과 상관없이 식물체의 생장상태를 관찰할 수 있도록 하는 소규모 온실 및 소규모 온실 모니터링 시스템을 제공하는데, 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 식물체가 심어진 상태로 성장할 수 있는 판부가 저면에 위치되는 본체를 구비한 소규모 온실에 있어서, 사용자의 조작에 응하여 광주기 조절 신호를 출력하는 광주기 조절부; 상기 광주기 조절부의 광주기 조절 신호에 따라 구동 전원이 공급되도록 하는 램프 구동부; 및 상기 본체 상부 일측에 장착되며, 상기 램프 구동부를 통해 공급되는 구동전원에 의해 점등되는 램프부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 광주기 조절부는, 전원 콘센트형 타이머인 것이 바람직하다.
상기 소규모 온실 본체 내부의 일측에 구비되며, 상기 본체 내부의 온도를 측정하여 표시하는 온도측정 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 본체의 일측 면에 형성되어, 상기 본체로 외부 공기가 유입되도록 하고, 내부 공기가 외부로 배출되도록 하는 환풍구를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 램프부는, 형광등, 메탈할로겐 램프 중 하나인 것이 바람직하다.
상기 본체 상단부의 일측에 구비되며, 상기 컨트롤 장치의 제어에 응하여 본체 내부를 촬영하고, 촬영신호를 상기 컨트롤 장치로 전송하는 촬영부를 더 포함하 며, 상기 컨트롤 장치는, 상기 촬영부에서 입력되는 촬영신호를 저장하고, 주기적으로 식물체 생장 보고서를 생성시켜 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는, 식물체가 심어진 상태로 성장할 수 있는 판부가 저면에 위치되는 본체를 구비한 소규모 온실 모니터링 시스템에 있어서, 상기 본체 상부 일측에 장착되며, 외부로부터 공급되는 구동전원에 의해 점등되는 램프부; 상기 본체의 일측에 장착되며, 상기 본체 내부의 온도를 감지하는 온도감지부; 상기 본체의 일측에 장착되며, 외부로부터 공급되는 전원에 의해 발열되는 히팅부; 및 상기 온도감지부에 의해 감지된 온도 값을 수신받아 상기 본체 내부가 설정된 온도를 유지할 수 있도록 상기 히팅부를 제어하는 컨트롤 장치로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 본체의 일측 면에 형성되어, 상기 본체로 외부 공기가 유입되도록 하고, 내부 공기가 외부로 배출되도록 하는 환풍구를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 램프부는, 다수의 적색 및 다수의 청색 LED로 이루어진 형광등 타입의 LED 전구이며, 상기 컨트롤 장치는, 사용자로부터 점등 조건을 입력받고, 사용자에 의해 입력되는 점등 조건이 있는 경우 입력된 점등 조건에 따라 상기 형광등 타입의 LED 전구의 적색 LED 또는 청색 LED가 점등되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 컨트롤 장치는, 미리 설정된 점등 조건에 따라 상기 형광등 타입의 LED 전구의 적색 LED 및 청색 LED에 대해 일정 비율로 점등되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 본체 상단부의 일측에 구비되며, 상기 컨트롤 장치의 제어에 응하여 본체 내부를 촬영하고, 촬영신호를 상기 컨트롤 장치로 전송하는 촬영부를 더 포함하며, 상기 컨트롤 장치는, 상기 촬영부에서 입력되는 촬영신호를 저장하고, 주기적으로 식물체 생장 보고서를 생성시켜 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 연구실과 같은 장소에 설치되어, 전원 콘센트형 타이머를 부착시켜 사용자가 광주기를 조절함으로써, 계절과 상관없이 식물체의 생장상태를 관찰할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 램프로 LED 전구를 적용함으로써, 식물의 펄스 파장대를 알맞은 시기에 조절하여 식물체의 성장을 촉진시키고, 잎의 성장을 촉진시켜, 식물체의 생장 조건을 조절할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 근본적으로 에너지를 절약할 수 있으며, CO2를 감소시켜 환경보호에도 일조할 수 있도록 하는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
(소규모 온실)
본 발명에 따른 소규모 온실은 도 1에 도시된 바와 같이 식물체가 심어진 상태로 성장할 수 있는 판부(110)가 저면에 위치되는 사각 형상의 본체(120)로 이루어지며, 상기 본체(120)의 천정에는 후술하는 램프 구동부(135)를 통해 공급되는 구동전원에 의해 점등되는 램프부(137)가 구비되며, 소규모 온실 본체(120) 내부의 일측에는 상기 본체(120) 내부의 온도를 측정하여 표시하는 온도측정 표시부(140)가 구비된다.
그리고 상기 본체(120)의 일측면에는 상기 판부(110)를 용이하게 넣고 뺄 수 있도록 도어(150)가 형성되어 있으며, 상기 도어(150)에는 잠금장치(미도시)가 구비되어 있어, 도어(150)가 본체(120)에 고정, 결합될 수 있도록 한다.
한편 상기 소규모 온실의 본체(120) 외부에는 사용자의 조작에 응하여 광주기 조절 신호를 출력하는 광주기 조절부(170)와, 상기 광주기 조절부(170)의 광주기 조절 신호에 따라 구동 전원이 공급되도록 하는 램프 구동부(135)가 구비된다.
이때, 램프 구동부(135)는 본체(120) 내측 램프부(130)에 일체로 형성될 수도 있다.
상기 광주기 조절부(170)는 전원 콘센트형 타이머인 것이 바람직하다.
상기 본체(120)의 양측면에는 환풍구(160)가 형성되어 있으며, 상기 환풍구(160)를 통해 외부 공기가 유입되고, 내부 공기가 배출되며, 상기 환풍구(160)에는 망사 형태의 막음부재가 부착 고정되어 있어, 벌레 등이 상기 소규모 온실로 침입하는 것을 방지할 수 있도록 한다.
상기와 같이 구성된 소규모 온실에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저 판부(110)에 생장 과정을 모니터링 하고자 하는 식물체를 심은 상태에서, 상기 판부(110)를 소규모 온실의 본체(120) 내측에 안착시키고, 도어(150)를 닫은 후 생장환경을 조성해주면 된다.
즉, 광주기 조절부(170)를 이용하여 소규모 온실 내부가 원하는 생장 조건을 가지도록 램프부(130)의 광주기를 설정한다. 그러면 램프 구동부(135)는 설정된 광주기 조건에 따라 상기 램프부(130)에 구동전원을 선택적으로 공급되도록 함으로써, 사용자는 원하는 생장 조건에서의 식물체를 생장시키고 관찰할 수 있게 된다.
(소규모 온실 모니터링 시스템)
소규모 온실 모니터링 시스템은 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 소규모 온실과, 상기 소규모 온실의 내부 환경을 모니터링하고, 모니터링 결과를 리포트 형태로 제공하는 모니터링 시스템으로 이루어진다.
도 2에 도시된 소규모 온실 모니터링 시스템의 경우 소규모 온실 자체는 도 1을 통해 언급한 소규모 온실과 유사하므로, 동일한 구성요소에 대한 설명은 여기서 생략하기로 한다.
도 1의 소규모 온실과 도 2의 소규모 온실 모니터링 시스템의 차이점은 상술한 바와 같은 기능을 수행하는 모니터링 시스템(200)을 소규모 온실에 연결한 것이다.
상기 모니터링 시스템(200)은 소규모 온실을 모니터링할 수 있는 프로그램이 탑재되어 있으며, 상기 모니터링 시스템(200)은 소규모 온실의 램프부(130), 온도센서(140), 카메라(182)와 연결되어 있으며, 상기 소규모 온실을 모니터링할 수 있는 프로그램은 사용자가 램프부(130)의 광주기 조건을 설정할 수 있도록 서비스하고, 온도 센서(140)로부터 읽혀진 소규모 온실의 실내온도를 화면상에 표출시켜 사용자가 알 수 있도록 하며, 상기 카메라(182)를 제어하여 일정 주기로 소규모 온실의 내부를 촬영하여 모니터링 중에 있는 식물체의 생장 상태를 이미지로 남겨 리포트에 삽입할 수 있도록 서비스한다.
상기 램프부(130)는 백열등, 수은램프, 메탈할로겐 램프 등 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 소규모 온실 모니터링 시스템의 작용은 다음과 같다.
소규모 온실에 식물체의 생장 상태를 모니터링 할 수 있는 모니터링 장치(200)를 연결한다. 즉, 상기 모니터링 장치(200)에는 소규모 온실의 본체(120) 내부에 구비되는 온도측정 표시부(140), 램프부(130), 히팅부(171), 촬영부(182)가 연결된다.
그리고 사용자가 모니터링 장치(200)를 통해 광주기, 촬영시간 등과 같이 식물체의 생장조건을 입력하면, 상기 모니터링 장치(200)는 상기 식물체의 생장조건인 광주기 조건에 따라 램프부(130)로 전원이 공급되도록 제어한다.
모니터링 장치(200)는 상기와 같이 램프부(130)의 점등 상태를 제어하는 한편, 온도측정 표시부(140)를 통해 측정된 본체(120) 내부의 온도를 입력받아, 설정된 온도를 유지하고 있는지를 판단한다. 판단 결과를 화면상에 표시하여 사용자가 그에 따른 적절한 조치를 취할 수 있도록 한다. 즉 내부 온도가 너무 높으면 주변온도가 낮아지도록 하여 본체(120) 내부의 온도가 내려갈 수 있도록 하고, 내부 온도가 너무 낮으면 주변 온도가 높아지도록 하여 본체(120) 내부의 온도가 올라갈 수 있도록, 사용자가 외부 환경을 조절 할 수 있도록 서비스한다.
상기 모니터링 장치(200)는 설정된 촬영시간 조건에 따라 상기 촬영부(182)로 구동신호를 출력하고, 상기 촬영부(182)를 통해 촬영된 신호를 수신받아 저장한다. 이때 상기 본체(120)의 내부 환경 데이터들도 함께 저장된다.
따라서 상기 모니터링 장치(200)는 상기 소규모 온실의 환경 상태를 사용자에 의해 입력된 환경조건에 따라 자동으로 모니터링하고, 모니터링 결과를 모니터링하여 현재 소규모 온실을 통해 재배되고 있는 식물체의 생장 리포트를 생성시켜, 사용자가 자료로 이용할 수 있도록 한다.
도 3 및 도 4의 소규모 온실 모니터링 시스템은 도 2와는 달리 소규모 온실의 램프부를 LED로 구현한 실시 예이거나, 형광등 타입의 LED 전구로 구현한 실시예로서, LED의 경우 냉광이므로, 도 2와는 달리 본체(120)에 히팅부(171)를 구비시켜, 온도측정 표시부(140)에서 측정된 온도를 토대로 하여, 상기 히팅부(171)의 온오프를 제어하여, 소규모 온실의 본체(120) 내부의 온도가 설정된 온도를 유지할 수 있도록 한다.
그리고 상기 램프부(도 3의 130a)(도 4의 130b)는 다수의 적색 및 다수의 청색 LED로 이루어지며, 상기 컨트롤 장치(200)는 사용자로부터 점등 조건을 입력받고, 사용자에 의해 입력되는 점등 조건이 있는 경우 입력된 점등 조건에 따라 상기 램프부(도 3의 130a)(도 4의 130b)의 적색 LED 또는 청색 LED가 점등되도록 한다.
한편 상기 컨트롤 장치(200)는 미리 설정된 점등 조건에 따라 상기 램프부(도 3의 130a)(도 4의 130b)의 적색 LED 및 청색 LED에 대해 일정 비율로 점등되도록 한다.
적색 LED는 420~700nm 파장대의 광이 방출되도록 함으로써, 과일수의 성장에 영향을 주며, 청색 LED는 620~670nm 파장대의 광이 방출되도록 함으로써, 식물의 성장촉진과 신선함을 유지시켜 준다. 즉, 광합성을 촉진시키는 파장은 적색의 620nm~670nm이며, 잎을 촉진시키는 파장은 청색의 420nm~700nm이다.
그 이외의 구성요소는 도 1 및 도 2의 구성요소와 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같이 구성된 소규모 온실 모니터링 시스템의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.
소규모 온실에 식물체의 생장 상태를 모니터링 할 수 있는 모니터링 장치(200)를 연결한다. 즉, 상기 모니터링 장치(200)에는 소규모 온실의 본체(120) 내부에 구비되는 온도측정 표시부(140), 램프부(130), 히팅부(171), 촬영부(182)가 연결된다.
그리고 사용자가 모니터링 장치(200)를 통해 온도, 광주기, 광파장, 촬영시간 등과 같이 식물체의 생장조건을 입력하면, 상기 모니터링 장치(200)는 상기 식물체의 생장조건에 따라 램프부(도 3의 130a)(도 3의 130b)를 제어하여, 적색 LED 또는 청색 LED가 점등되도록 하거나, 적색 LED 및 청색 LED가 일정 비율로 점등되도록 하여, 원하는 파장대를 갖는 광이 방출되도록 하여, 식물체의 생장이 빨리 이루어지도록 한다.
모니터링 장치(200)는 상기와 같이 램프부(도 3의 130a)(도 3의 130b)의 점등 상태를 제어하는 한편, 온도측정 표시부(140)를 통해 측정된 본체(120) 내부의 온도를 입력받아, 설정된 온도를 유지하고 있는지를 판단한다. 판단 결과 설정된 온도보다 내부온도가 낮은 경우 상기 히팅부(171)를 제어하여 본체(120) 내부의 온도를 상승시킨다.
그리고 상기 모니터링 장치(200)는 설정된 촬영시간 조건에 따라 상기 촬영부(182)로 구동신호를 출력하고, 상기 촬영부(182)를 통해 촬영된 신호를 수신받아 저장한다. 이때 상기 본체(120)의 내부 환경 데이터들도 함께 저장된다.
따라서 상기 모니터링 장치(200)는 상기 소규모 온실의 환경 상태를 사용자에 의해 입력된 환경조건에 따라 자동으로 모니터링하고, 모니터링 결과를 모니터링하여 현재 소규모 온실을 통해 재배되고 있는 식물체의 생장 보고서를 생성시켜, 사용자가 자료로 이용할 수 있도록 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 설명하였지만, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 소규모 온실을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 소규모 온실 모니터링 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
110 : 판부
120 : 본체
130, 130a, 130b : 램프부
135 : 램프 구동부
137 : 전원공급부
140 : 온도측정 표시부
150 : 도어
160 : 환풍구
170 : 광주기 조절부
171 : 히팅부
182 : 촬영부
200 : 모니터링 장치

Claims (11)

  1. 식물체가 심어진 상태로 성장할 수 있는 판부가 저면에 위치되는 본체를 구비한 소규모 온실에 있어서,
    사용자의 조작에 응하여 광주기 조절 신호를 출력하는 광주기 조절부;
    상기 광주기 조절부의 광주기 조절 신호에 따라 구동 전원이 공급되도록 제어하는 컨트롤 장치;
    상기 컨트롤 장치의 제어에 응하여 구동전원이 공급되도록 하는 램프 구동부; 및
    상기 본체 상부 일측에 장착되며, 상기 램프 구동부를 통해 공급되는 구동전원에 의해 점등되는 램프부;
    로 이루어진 것을 특징으로 하는 소규모 온실.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광주기 조절부는, 전원 콘센트형 타이머인 것을 특징으로 하는 소규모 온실.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 소규모 온실 본체 내부의 일측에 구비되며, 상기 본체 내부의 온도를 측정하여 표시하는 온도측정 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소규모 온실.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체의 일측 면에 형성되어, 상기 본체로 외부 공기가 유입되도록 하고, 내부 공기가 외부로 배출되도록 하는 환풍구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소규모 온실 모니터링 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 램프부는, 형광등, 메탈할로겐 램프 중 하나인 것을 특징으로 하는 소규모 온실.
  6. 식물체가 심어진 상태로 성장할 수 있는 판부가 저면에 위치되는 본체를 구비한 소규모 온실 모니터링 시스템에 있어서,
    상기 본체 상부 일측에 장착되며, 외부로부터 공급되는 구동전원에 의해 점등되는 램프부;
    상기 본체의 일측에 장착되며, 상기 본체 내부의 온도를 감지하는 온도감지부;
    상기 본체의 일측에 장착되며, 외부로부터 공급되는 전원에 의해 발열되는 히팅부; 및
    상기 온도감지부에 의해 감지된 온도 값을 수신받아 상기 본체 내부가 설정된 온도를 유지할 수 있도록 상기 히팅부를 제어하는 컨트롤 장치;
    로 이루어진 것을 특징으로 하는 소규모 온실 모니터링 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 본체의 일측 면에 형성되어, 상기 본체로 외부 공기가 유입되도록 하고, 내부 공기가 외부로 배출되도록 하는 환풍구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소규모 온실 모니터링 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 램프부는, 형광등, 메탈할로겐 램프 중 하나인 것을 특징으로 하는 소규모 온실.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 램프부는, 다수의 적색 및 다수의 청색 LED로 이루어진 형광등 타입의 LED 전구이며,
    상기 컨트롤 장치는, 사용자로부터 점등 조건을 입력받고, 사용자에 의해 입력되는 점등 조건이 있는 경우 입력된 점등 조건에 따라 상기 형광등 타입의 LED 전구의 적색 LED 또는 청색 LED가 점등되도록 하는 것을 특징으로 하는 소규모 온실 모니터링 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 컨트롤 장치는, 미리 설정된 점등 조건에 따라 상기 형광등 타입의 LED 전구의 적색 LED 및 청색 LED에 대해 일정 비율로 점등되도록 하는 것을 특징으로 하는 소규모 온실 모니터링 시스템.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 본체 상단부의 일측에 구비되며, 상기 컨트롤 장치의 제어에 응하여 본체 내부를 촬영하고, 촬영신호를 상기 컨트롤 장치로 전송하는 촬영부를 더 포함하며,
    상기 컨트롤 장치는, 상기 촬영부에서 입력되는 촬영신호를 저장하고, 주기 적으로 식물체 생장 보고서를 생성시켜 제공하는 것을 특징으로 하는 소규모 온실 모니터링 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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