KR20110092151A

KR20110092151A - 식물 재배용 엘이디 조명등 관리시스템

Info

Publication number: KR20110092151A
Application number: KR1020100011657A
Authority: KR
Inventors: 김봉수
Original assignee: (주)피엘티
Priority date: 2010-02-08
Filing date: 2010-02-08
Publication date: 2011-08-17

Abstract

본 발명은 식물 재배용 조명등 관리시스템에 관한 것으로, 주변환경 감지 및 식물별로 엘이디 조명등을 최적 구동하고 관리하기 위한 것이다.
이를 위하여 본 발명은, 광량, 파장, 색온도를 포함하는 광환경 정보를 검출하는 광환경 검출부와, 키입력 또는 프로그래밍에 의해 설정되는 식물별 광환경 기준정보, 엘이디 조명등의 구동에 사용되는 조명등 제어정보와 조명등 식별정보, 및 조명등 상태정보를 메모리부에 저장하며 광환경 검출정보를 미리 저장된 식물별 광환경 기준정보와 비교하여 조명등 제어신호를 출력하여 엘이디 구동모듈의 동작을 제어하는 조명 제어부, 및 조명등을 선택적으로 구동하는 엘이디 구동모듈을 포함하여, 식물 조명등을 최적 구동하고 조명 제어상황 및 그 상태정보를 실시간으로 저장하여 필요시 저장 데이터를 열람할 수 있도록 하여 조명등 및 그 제어시스템의 관리를 용이하게 한다.

Description

식물 재배용 엘이디 조명등 관리시스템{LED light monitering system for growing plants}

본 발명은 식물 재배용 엘이디(LED) 조명등 관리시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엘이디를 사용하여 식물 재배 환경을 조절하는 제어시스템에서 광량, 파장, 색온도 감지결과 및 식물별 다양한 생육 조건에 따라 엘이디 조명등을 구동하여 식물 재배환경을 최적화하며 엘이디 조명등 제어상황 및 그 상태정보를 실시간으로 저장하고 필요시 저장 데이터를 열람할 수 있도록 함으로써 엘이디 조명등 및 그 제어시스템의 관리를 용이하게 하는 식물 재배용 조명등 관리시스템에 관한 것이다.

일반적으로 식물이나 가축 등을 사육시 적당한 생육 조건을 제공하는 것은 매우 중요한 일이며, 그 중에서도 특히 식물 재배시에 특정 파장대역(350~740nm)의 빛이 식물의 성장에 영향을 미친다는 것은 익히 알려진 사실이다.

예를 들어 청색광(470nm)의 경우는 줄기와 뿌리를 생장시켜 굵게 하거나 측근(잔뿌리)을 늘리기 위해 필요로 하고, 적색광(660nm)의 경우는 잎과 줄기의 생장을 촉진해 엽록소를 만들고 광합성 작용을 위해 필요로 하며, 또 황색광이나 원적외광의 경우는 병충해 방지를 위해 필요로 하는 것으로 알려져 있다.

최근에는 식물의 생육에 필요한 적당한 환경을 제공하기 위해 식물 재배용 조명등으로 엘이디를 사용하고 있으며, 이러한 엘이디 조명등은 저전력으로 구동되고 통상의 조명장치가 갖추지 못한 특정 파장대역의 빛을 제공할 수 있게 되므로 식물의 광합성 효율을 높일 수 있으면서도 에너지 절감 효과까지 발생시킬 수 있게 되었다.

또한 대한민국 등록특허 제10-0879711호에는 엘이디를 이용한 식물 재배용 조명장치가 개시되어 있는데, 엘이디에서 방출되는 빛의 특정 파장대별로 비율을 적합하게 혼합 구성하여 식물의 발아, 개화, 성장을 촉진할 수 있도록 하는 기술이 공지되어 있다.

그러나 이러한 종래의 식물 재배용 조명장치는 식물성장이나 발아, 개화에 필요한 파장의 광원을 생산하기 위하여 네트워크를 통해 연결되는 제어부를 설치해야 하고 그 제어부는 시스템과 결합되어 통합 운영되어야 하므로 복잡한 시스템 형태를 갖추어야 하는 단점이 있으며, 이와 같이 복잡한 시스템 구조는 고장의 원인 될 뿐 아니라 투자비용이 높아 수익성이 저하되고 비효율적이어서 실제 적용이 어려운 문제가 있다. 또한 청색광과 적색광 그리고 근적외광인 730nm 파장을 혼합한 방식의 식물 재배용 조명장치는 특정 식물의 성장부분에는 효과가 있으나 종자 발아에 문제를 발생시켜 국소적인 곳에서 한정적으로 밖에 사용될 수 없는 문제점이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 광량, 파장, 색온도 감지결과 및 식물별 다양한 생육 조건에 따라 엘이디 조명등을 최적 상태로 구동하며 조명등 제어상황 및 그 상태정보를 실시간으로 저장하여 필요시 저장 데이터를 열람할 수 있도록 함으로써 엘이디 조명등 및 그 제어시스템의 관리를 용이하게 하는 식물 재배용 조명등 관리시스템을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 식물재배용 엘이디 조명등 관리시스템은 외부 유입 광량 및 엘이디 광량, 파장, 색온도를 포함하는 광환경 정보를 검출하는 광환경 검출부; 각 식물별 생육조건에 맞도록 키입력 또는 프로그래밍에 의해 설정되는 식물별 광환경 기준정보, 엘이디 조명등의 구동에 사용되는 조명등 제어정보와 그 동작 상황을 알 수 있는 조명등 상태정보를 메모리부에 저장하며 상기 광환경 검출부에서 피드백되는 광환경 검출정보를 미리 저장된 식물별 광환경 기준정보와 비교하여 그 비교결과에 따라 식물별 생육조건에 맞는 재배 환경 조성을 위한 조명등 제어신호를 출력하여 엘이디 구동모듈의 동작을 제어하는 조명 제어부; 및 다수의 엘이디가 조합된 채널별 엘이디로 이루어지며 상기 조명 제어부에서 전달되는 조명등 제어정보로 조명등을 선택적으로 구동하는 엘이디 구동모듈을 포함한다.

상기 조명등 상태정보는 지정된 기간별, 항목별로 구분된 실시간 동작상태정보인 것을 특징으로 한다.

상기 조명등 제어정보는 각 채널별 엘이디 구동부의 ID, 또는 각각의 엘이디 조명등 식별정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 조명등 식별정보는 조명등 출고 시점에 설정되는 출고 년월일정보와 조명등 고유 일련번호를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 엘이디 구동모듈은 다수의 채널별 엘이디로 이루어지며, 각각의 채널에는 각 파장별 엘이디 모듈이 탑재되며 각각의 채널별 엘이디는 필요에 따라 가감하여 조합 가능한 형태의 독립 모듈로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 엘이디 구동모듈은 두 개 이상의 채널별 엘이디를 서로 연결하고 이를 하나의 조명 제어부를 이용하여 제어가 가능하도록 연결된 것을 특징으로 한다.

상기 조명 제어부는 PLC, RS-232, TCP/IP, RF, 블루투스 방식 중의 어느 하나로 구성되는 유/무선 통신부를 구비하여, 상기 유/무선 통신부를 통해 외부 장치로의 데이터 송수신이 이루어지도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 조명 제어부는 외부 센서로부터 검출되는 신호를 원격 수신하기 위한 원격 수신부를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 메모리부는 식물별 최적의 재배환경 조성을 위해 필요한 광환경의 기준이 되는 식물별 광환경 기본정보와, 작물의 특성이나 재배상황에 따라 유동적인 부가정보로 나뉘어 업데이트 가능한 데이터 베이스형태의 구조로 데이터가 저장되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 식물 재배용 엘이디 조명등 관리 시스템은 외부 유입 광량 및 엘이디 광량, 파장, 색온도를 포함하는 광환경 정보를 검출하는 광환경 검출부; 상기 광한경 검출부로부터 출력되는 광환경 정보에 기초하여 식물별 생육조건에 맞는 재배 환경 조성을 위한 조명등 제어신호를 출력하는 조명 제어부; 및

상기 조명 제어부로부터 출력되는 조명등 제어신호에 기초하여 조명등을 선택적으로 구동하는 엘이디 구동모듈을 포함하며, 상기 조명 제어부는 다수의 기능키들을 구비하며 제어명령의 입력과 수정, 엘이디 구동모듈을 예약구동하기 위한 예약프로그램을 수신하는 입력부; 외부 장치와의 데이터 통신이 가능하도록 구성되어 외부장치와 인터페이싱하는 유무선 통신부; 상기 엘이디 구동모듈의 예약 구동에 필요한 예약 프로그램을 활성화 시키기 위한 타이머부; 상기 입력부를 통하여 수신되는 예약 프로그램, 각 식물별 생육조건에 맞도록 키입력 또는 프로그래밍에 의해 설정되는 식물별 광환경 기준정보, 엘이디 조명등의 구동에 사용되는 조명등 제어정보, 및 그 동작 상황을 알 수 있는 조명등 상태정보를 저장하는 메모리부; 상기 엘이디 구동모듈의 동작 상태를 표시하는 LCD 출력부; 상기 메모리부에 엑세스하여 상기 예약 프로그램, 상기 식물별 광환경 기준정보, 상기 조명등 제어정보, 및 상기 조명등 상태 정보에 기초하여 상기 엘이디 구동모듈을 제어하기 위한 조명등 제어신호를 출력하는 주제어부; 상기 주제어부로부터 출력되는 조명등 제어신호를 수신하여 상기 엘이디 구동 모듈로 출력하는 엘이디 구동 모듈 접속부; 및 사익 광환경 검출부와 통신하여 식물 재배 공간의 광환경 검출 결과를 수신하여 주제어부로 출력하는 원격수신부를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 식물 재배용 엘이디 조명등 관리 방법은 외부 유입 광량 및 엘이디 광량, 파장, 색온도를 포함하는 광환경 정보를 검출하는 단계; 상기 광환경 정보, 엘이디 구동 모듈을 예약 구동하기위한 예약 프로그램, 식물별 광환경 기준정보, 엘이디 조명등의 구동에 사용되는 조명등 제어정보, 및 그 동작 상황을 알 수 있는 조명등 상태정보를 저장하는 단계; 상기 저장된 예약 프로그램, 광환경 기준정보, 조명등 제어정보, 및 조명등 상태정보에 기초하여 조명등 제어신호를 출력하는 단계; 및 상기 조명등 제어신호에 기초하여 조명등을 선택적으로 구동하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의한 식물 재배용 엘이디 조명등 관리시스템은 칼라센서를 이용하여 엘이디 조명등을 구동하므로, 주변 환경에 따라 최적인 상태의 환경 조성이 가능하게 되며 식물 재배공간의 광환경을 원격 조절하는 것이 가능하게 되어 저전력 및 고효율적인 식물 조명의 제어 효과를 기대할 수 있게 된다.

또한 본 발명은 다년간의 제어상황 및 동작상태정보를 기간별, 항목별로 구분하여 실시간으로 저장하고, 필요시 저장 데이터를 USB 또는 하드 디스크, 시디 등의 메모리 매체를 이용하여 손쉽게 추출 및 열람할 수 있도록 함으로써, 저장 데이터의 기간별, 항목별 데이터를 관리를 용이하게 함과 아울러 데이터 저장에 의한 블랙박스 기능으로 문제 발생시의 책임소재를 명확하게 할 수 있고, 각 조명등 내부에 출고시 설정되는 조명등 식별정보(출고년월일, 일련번호)를 내장시켜 무상 보증기간 및 제품의 품질보증한계를 체계적으로 명확히 규명할 수 있도록 하는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 칼라센서를 이용한 식물 재배용 조명등 제어시스템의 구성을 개략적으로 예시한 블록도이다.
도 2는 도 1의 조명 제어부의 내부 구성을 예시한 상세도이다.
도 3은 도 1의 LED 구동모듈의 내부 구성을 예시한 상세도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 식물 재배용 조명등 관리시스템의 구성을 개략적으로 예시한 블록도이고, 도 2와 도 3은 각각 도 1의 조명 제어부와 엘이디 구동모듈의 내부 구성을 예시한 상세도이다.

먼저 본 발명의 조명등 제어시스템은 식물 재배공간 내부의 광환경 정보를 검출하는 광환경 검출부(100), 식물별 다양한 생육 조건에 맞게 식물 재배공간의 주변 환경이 조성되도록 엘이디 구동모듈을 제어하는 조명 제어부(200), 식물 재배 공간에 설치되는 다수의 채널별 엘이디를 구동하는 엘이디 구동모듈(300)을 포함하여 구성된다.

광환경 검출부(100)는 식물 재배공간으로 유입되는 외부 광량 및 식물 재배공간에 설치된 엘이디에서 방출되는 광량, 파장, 색온도를 포함하는 광환경을 하나 이상의 칼라센서로 검출하여 그 검출신호를 유선 또는 무선 전송수단을 통해 조명 제어부(200)로 전송한다. 이러한 광환경 검출부는 PLC, RS-232, TCP/IP, RF, 블루투스 방식 중의 어느 하나로 구성되는 유/무선 전송수단을 통해 조명 제어부(200)와의 사이에 데이터 전송이 이루어지도록 구성되는 것이 바람직하다.

조명 제어부(200)는 키입력 또는 프로그래밍에 의한 설정값 및 광환경 검출부(100)로부터 유선 또는 무선 전송수단을 통해 원격 수신되는 피드백값을 기준으로 식물별 생육조건에 맞는 광환경을 조성할 수 있도록 엘이디 구동모듈(300)의 동작을 전체적으로 제어한다.

특히 이러한 조명 제어부(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 입력부(210), 유/무선 통신부(220), 타이머부(230), 메모리부(240), LCD 출력부(250), 엘이디 구동모듈 접속부(260), 주제어부(270) 및 원격 수신부(280)로 이루어질 수 있으며, 또한 조명 제어부의 각 부분에 동작 전원을 공급하는 전원부를 더 구비할 수 있다.

입력부(210)는 다수의 기능키들을 구비하며, 조명 제어부(200)에 지시할 제어명령의 입력과 수정, 엘이디 구동모듈을 예약구동하기 위한 예약 프로그램 작성과 저장 등을 위한 키입력수단으로서, 키입력에 따른 아날로그 전압을 디지털로 변환하여 그 차를 주제어부(220)에 전달하는 A/D 컨버팅 방식으로 구성된다.

유/무선 통신부(220)는 PLC 제어 방식, RS-232 통신 방식, 이더넷 통신 방식(TCP/IP), RF 통신 방식, 블루투스(Bluetooth) 통신 방식 중의 어느 하나를 통해 외부 장치와의 데이터 통신이 가능하도록 구성되며, 외부 장치와의 통신 인터페이스 기능을 수행한다. 이 유/무선 통신부는 메모리부에 저장된 데이터, 즉 제어정보 및 동작상태정보 등의 저장 데이터를 USB 또는 하드 디스크, 시디 등의 메모리 매체를 이용하여 추출하여 열람할 수 있게 한다.

타이머부(230)는 엘이디 구동모듈의 예약 구동에 필요한 예약 프로그램을 활성화시킬 수 있는 기준 클럭을 주제어부(270)에 제공하며, 키입력을 통해 현재 시간 및 날짜를 세팅할 수 있게 한다.

메모리부(240)는 입력부를 통해 설정되는 각 엘이디 구동모듈의 예약 구동을 위한 예약 프로그램을 저장하며, 각 채널별 엘이디 구동부의 ID, 각 조명등의 예약 구동시간, 채널별 엘이디의 밝기 등을 등록하여 저장한다. 이 메모리부는 각 식물별 생육조건에 맞도록 키입력 또는 프로그래밍에 의해 설정되는 식물별 광환경 기본정보, 작물의 특성이나 재배상황에 따라 유동적인 부가정보로 나뉘어 업데이트 가능한 데이터 베이스형태의 구조로 데이터가 저장되는 것일 수도 있다. 또한 이 메모리부는 엘이디 조명등의 구동에 사용되는 조명등 제어정보와 그 동작 상황을 알 수 있는 조명등 상태정보를 미리 지정된 기간별, 또는 항목별로 구분하여 저장한다. 여기서 조명등 제어정보는 각 조명등 식별을 위한 조명등 식별정보를 포함할 수 있으며, 이 조명등 식별정보는 조명등 출고 시점에 설정되어 조명등 내부에 각각 내장되는 출고 년월일정보와 조명등마다 고유하게 부여되는 일련번호를 포함한다. 이와 같이 저장되는 조명등 제어정보와 동작상태정보 및 식별정보의 저장은 추후 문제 발생시의 책임소재를 명확하게 구분할 수 있게 하고, 무상 보증기간 및 제품의 품질보증한계를 체계적으로 명확히 규명할 수 있게 한다.

LCD 출력부(250)는 입력부(210)를 통해 입력되는 명령의 실행 및 수정사항 등을 LCD 화면으로 표시해주는 부분으로서, 각 채널별 엘이디 구동부의 ID 등록 및 수정사항, 현재 날짜와 시간, 엘이디 구동모듈 예약 프로그램의 등록상태 및 수정사항, 실행중인 엘이디 구동모듈의 채널별 진행사항 등을 표시한다.

엘이디 구동모듈 접속부(260)는 주제어부(270)로부터 출력되는 제어신호를 전송받아 외부 장치와의 통신이 가능한 신호로 변환한 후 엘이디 구동모듈로 전송한다. 이 엘이디 구동모듈 접속부(260)는 외부에서 유입되는 신호로부터 조명 제어부의 내부 회로를 보호하기 위한 보호회로를 더 구비할 수 있다.

주제어부(270)는 입력부(210)를 통한 데이터의 입력 및 외부 장치와의 통신, LCD 출력, 채널별 엘이디의 예약 구동을 위한 예약 프로그램의 등록 및 저장, 예약 프로그램의 수행과 제어 등 각 부분을 전체적으로 제어하는 부분으로서, 입력부(210)를 제어하여 디지털 입력값에 따른 기능을 처리하도록 지시하거나 유/무선 통신부(220) 및 원격 수신부(280)를 제어하여 통신 데이터 및 검출 데이터를 수집한 후 프로토콜에 맞는 명령을 출력하거나 통신상의 명령을 입력받아 엘이디 구동모듈을 제어하도록 지시하는 역할을 담당하게 프로그래밍된다. 또한 타이머부(230)를 제어하여 기준 클럭을 이용하여 현재 날짜 및 시간을 설정할 수 있게 하고, 메모리부(240)를 엑세스하여 그 메모리에 저장된 예약 프로그램에 따른 엘이디의 예약 구동시간 및 온/오프, 밝기(0~100%), 각 채널별 엘이디 구동부의 ID 등록으로 인한 개별 및 복수 엘이디 구동 등을 제어한다. 또한 각 채널별 엘이디 구동부에 펄스폭변조(PWM)신호를 출력하여 채널별 밝기를 제어한다.

원격 수신부(280)는 광환경 검출부(100)와의 통신으로 식물 재배 공간의 광환경 검출 결과를 입력받아 주제어부(270)로 전송한다.

엘이디 구동모듈(300)은 조명 제어부(200)에서 제공되는 제어신호에 따라 해당 엘이디를 구동하는 부분으로, 각 채널별 엘이디 구동부의 ID를 인식하여 각 채널별 엘이디에 구동신호를 공급(또는 각 엘이디 식별정보를 인식하여 각각의 엘이디에 구동신호를 공급)한다. 이 엘이디 구동모듈(300)은 필요에 따라 가감하여 조합이 가능한 형태의 독립 모듈로도 제공할 수 있을 것이다. 또한 이 엘이디 구동모듈(300)은 두 개 이상의 엘이디를 서로 연결하여 채널별로 그룹화하고 이를 하나의 조명 제어부를 이용하여 제어가 가능하도록 연결된 것일 수도 있다.

특히 이러한 엘이디 구동모듈(300)은 도 3에 도시된 바와 같이 콘트롤러 접속부(310), 엘이디 원격제어스위치부(320), 엘이디 메모리부(330), 다수의 채널별 엘이디 구동부(340)와 채널별 엘이디(350), 채널별 온/오프 스위치부(360) 및 엘이디 제어부(370)로 이루어질 수 있으며, 또한 엘이디 구동모듈의 각 부분에 동작 전원을 공급하는 전원부를 더 구비할 수 있다.

콘트롤러 접속부(310)는 외부 장치와의 통신을 통해 조명 제어부(200)로부터 출력되는 제어신호를 전송받아 마이크로프로세서가 인식 가능한 신호로 변환한 후 엘이디 제어부(370)로 전송한다. 이 콘트롤러 접속부(310)는 외부에서 유입되는 신호로부터 엘이디 제어부의 내부 회로를 보호하기 위한 보호회로를 더 구비할 수 있다.

엘이디 원격제어스위치부(320)는 원격 제어 기능 또는 수동 제어 기능 중의 어느 하나를 선택할 수 있는 스위치로 구성되어, 필요에 따라 사용자가 원하는 기능을 선택할 수 있게 구성된다.

엘이디 메모리부(330)는 채널별 엘이디 구동부의 ID와 채널별 엘이디의 밝기 등을 저장한다.

다수의 채널별 엘이디 구동부(340)는 엘이디 제어부의 명령에 따라 채널별 엘이디(350)에 일정한 전류를 공급한다.

채널별 엘이디(350)는 식물별 생육 조건에 따른 광환경을 조성할 수 있도록 식물 재배 공간의 적당한 위치에 설치되며 개별 어드레스로 각각 구분되거나 또는 다수개의 엘이디가 그룹화되어 개별적인 채널을 형성하는 채널별 ID로 각각 구분되는 칼라별 특정 파장대역의 다수의 엘이디로 구성된다.

채널별 온/오프 스위치부(360)는 각 채널별 엘이디 구동부의 온/오프를 수동으로 조절할 수 있게 구성된다.

엘이디 제어부(370)는 콘트롤러 접속부(310)를 통해 입력받은 데이터를 처리하는 역할을 담당하는 부분으로서, 통신을 통해 입력받은 채널별 엘이디의 ID(또는 개별 엘이디의 어드레스)를 비교하여 제어를 실행하며, 각 채널별 엘이디 구동부(340)에 펄스폭변조신호를 전달하여 각 채널별 엘이디(350)의 밝기를 제어하고 엘이디 메모리부(330)에 데이터 및 ID를 저장하거나 읽기를 수행한다.

이러한 구성의 본 발명에 따른 칼라센서를 이용한 식물 재배용 조명등 제어시스템의 전체적인 동작을 설명한다.

본 발명에 의한 칼라센서를 이용한 식물 재배용 조명등 제어시스템은 먼저, 사용자가 원하는 식물 재배 환경의 설정하기 위해 입력부(210)의 다수의 기능키들을 통해 조명 제어부(200)에 지시할 명령(엘이디의 개별 식별정보 또는 채널별 엘이디 구동부의 ID, 채널별 엘이디의 온/오프시간, 밝기, 제공할 광환경의 기준이 되는 기본정보, 작물의 특성이나 재배상황에 따라 유동적인 부가정보 등) 및 엘이디 구동모듈의 예약 프로그램을 입력(또는 수정)하게 되면 키입력에 따른 아날로그 전압은 A/D 컨버팅 방식으로 디지털 변환된 그 차값이 주제어부(270)에 전달되고, 입력된 데이터와 엘이디 구동모듈의 예약 프로그램은 메모리부(240)에 저장된다. 이와 아울러 사용자는 현재 시간 및 날짜를 세팅함으로써 엘이디 구동모듈의 예약 구동에 필요한 예약 프로그램이 타이머부(230)의 기준클럭에 의해 활성화될 수 있도록 설정한다. 이러한 키입력 및 설정상태, 즉 입력부(210)를 통해 입력 및 수정되는 각 채널별 엘이디 구동부의 ID 등록 및 수정사항, 현재 날짜와 시간, 엘이디 구동모듈 예약 프로그램의 등록상태 및 수정사항 등은 LCD 출력부(250)를 통해 실시간으로 표시된다.

이와 같이 설정된 상태에서 각각의 전원부를 통해 조명 제어부(200) 및 엘이디 구동모듈(300)에 각각의 전원이 공급되면, 광환경 검출부(100)에서는 식물 재배공간으로 유입되는 외부 광량 및 엘이디에서 방출되는 광량, 파장, 색온도를 포함하는 광환경을 칼라센서를 이용하여 검출하고, 그 검출신호는 PLC, RS-232, TCP/IP, RF, 블루투스 방식 중의 어느 하나로 구성되는 원격 수신부(280)를 통해 조명 제어부(200)로 전송된다.

조명 제어부(200)의 주제어부(270)에서는 원격 수신부(280)를 제어하여 상기 광환경 검출신호를 수집하고, 타이머부(230)에서 제공되는 기준 클럭으로 현재 날짜 및 시간을 카운트하여 예약 프로그램에 따른 엘이디의 예약 구동시간 및 온/오프, 밝기(0~100%)로 각 채널별 엘이디가 구동될 수 있도록 엘이디 구동모듈 접속부(260)를 통해 엘이디 구동모듈(300)로 제어신호를 출력한다.

따라서 조명 제어부(200)는 키입력 또는 프로그래밍에 의한 설정값 및 광환경 검출부(100)로부터 유선 또는 무선 전송되는 피드백값을 기준으로 식물별 생육조건에 맞는 광환경을 조성할 수 있도록 엘이디 구동모듈(300)의 동작을 전체적으로 제어할 수 있게 된다. 이와 동시에 LCD 출력부(250)에서는 실행중인 엘이디 구동모듈의 채널별 진행사항 등이 동시에 표시된다.

한편, 엘이디 구동모듈(300)에서는 콘트롤러 접속부(310)를 통해 조명 제어부(200)의 제어신호가 전달되면 콘트롤러 접속부(310)에서는 외부 장치와의 통신을 통해 조명 제어부(200)로부터 출력되는 제어신호를 전송받아 마이크로프로세서가 인식 가능한 신호로 변환한 후 엘이디 제어부(370)로 전송한다. 이로써 엘이디 제어부(370)에서는 콘트롤러 접속부(310)를 통해 입력받은 데이터를 처리하여 각 채널별 엘이디 구동부의 ID를 인식(또는 각 엘이디의 개별 식별정보를 인식)하고, 해당 채널별 엘이디 구동부(340)에 펄스폭변조신호를 전달하여 각 채널별 엘이디(350)의 밝기를 제어함으로써 각 채널별 엘이디를 원격으로 자동 조절할 수 있게 된다. 이 경우 엘이디 원격제어스위치부(320)는 원격 제어 기능으로 선택되어 있는 경우 실행 가능할 것이다. 도 3에서는 ID 인식을 통해 채널별로 엘이디를 구동하는 형태가 예시되어 있다.

이상의 본 발명에 의하면, 칼라센서를 적용하여 광량, 파장, 색온도 등을 실시간으로 데이터를 받아 각 조명 제어시스템의 조건을 자동으로 조절하여 장착된 식물의 재배환경을 최적화시킬 수 있게 되므로 다양한 식물별 생육 조건 및 주변환경에 최적인 조건을 제공하는 것이 가능하게 되어 효율이 향상되고 저비용의 식물 재배도 가능하게 된다.

또한 본 발명은 칼라센서를 이용하여 외부에서 유입되는 광과 엘이디 조명에서 나오는 광이 합쳐진 데이터를 읽어 제어 시스템으로 피드백시켜 줄 수 있게 되고, 또한 제어 시스템은 그 값이 장치 내에 설정되어져 있는 조건에 따라 엘이디 광원을 제어할 수 있게 되므로 주변 환경의 병화에 따라 광원의 세기가 변화되어도 사전에 설정되어진 광원의 색깔(색온도)은 자동적으로 설정값 그대로 유지가 가능하게 되므로 보다 안정적인 광환경을 조성할 수 있게 된다.

또한 본 발명은 타임설정기능 및 시계기능이 내장되어 있어서 정확한 시간에 맞추어 엘이디 채널별 칼라별 점멸, 디밍 믹싱기능을 수행할 수 있게 되므로 다양한 식물별 생육 환경 조성에 능동적으로 대처할 수 있게 된다.

이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

100 : 광환경 검출부 200 : 조명 제어부
210 : 입력부 220 : 유/무선 통신부
230 : 타이머부 240 : 메모리부
250 : LCD 출력부 260 : 엘이디 구동모듈 접속부
270 : 주제어부 280 : 원격 수신부
300 : 엘이디 구동모듈 310 : 콘트롤러 접속부
320 : 엘이디 원격제어스위치부 330 : 엘이디 메모리부
340 : 채널별 엘이디 구동부 350 : 채널별 엘이디
360 : 채널별 온/오프 스위치부 370 : 엘이디 제어부

Claims

엘이디를 사용하여 식물의 재배에 필요한 조명 환경을 조절하고 관리하는 시스템에 있어서,
외부 유입 광량 및 엘이디 광량, 파장, 색온도를 포함하는 광환경 정보를 검출하는 광환경 검출부;
각 식물별 생육조건에 맞도록 키입력 또는 프로그래밍에 의해 설정되는 식물별 광환경 기준정보, 엘이디 조명등의 구동에 사용되는 조명등 제어정보와 그 동작 상황을 알 수 있는 조명등 상태정보를 메모리부에 저장하며 상기 광환경 검출부에서 피드백되는 광환경 검출정보를 미리 저장된 식물별 광환경 기준정보와 비교하여 그 비교결과에 따라 식물별 생육조건에 맞는 재배 환경 조성을 위한 조명등 제어신호를 출력하여 엘이디 구동모듈의 동작을 제어하는 조명 제어부; 및
다수의 엘이디가 조합된 채널별 엘이디로 이루어지며 상기 조명 제어부에서 전달되는 조명등 제어정보로 조명등을 선택적으로 구동하는 엘이디 구동모듈;을 포함하는 식물 재배용 엘이디 조명등 관리시스템.
제1항에 있어서, 상기 조명등 상태정보는,
지정된 기간별, 항목별로 구분된 실시간 동작상태정보인 것을 특징으로 하는 식물 재배용 엘이디 조명등 관리시스템.
제1항에 있어서, 상기 조명등 제어정보는,
각 채널별 엘이디 구동부의 ID, 또는 각각의 엘이디 조명등 식별정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물재배용 엘이디 조명등 관리시스템.
제1항에 있어서, 상기 조명등 식별정보는,
조명등 출고 시점에 설정되는 출고 년월일정보와 조명등 고유 일련번호를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물 재배용 엘이디 조명등 관리시스템.
제1항에 있어서, 상기 엘이디 구동모듈은,
다수의 채널별 엘이디로 이루어지며, 각각의 채널에는 각 파장별 엘이디 모듈이 탑재되며 각각의 채널별 엘이디는 필요에 따라 가감하여 조합 가능한 형태의 독립 모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는 식물 재배용 엘이디 조명등 관리시스템.
제1항에 있어서, 상기 엘이디 구동모듈은,
두 개 이상의 채널별 엘이디를 서로 연결하고 이를 하나의 조명 제어부를 이용하여 제어가 가능하도록 연결된 것을 특징으로 하는 식물 재배용 엘이디 조명등 관리시스템.
제1항에 있어서, 상기 조명 제어부는,
PLC, RS-232, TCP/IP, RF, 블루투스 방식 중의 어느 하나로 구성되는 유/무선 통신부를 구비하여, 상기 유/무선 통신부를 통해 외부 장치로의 데이터 송수신이 이루어지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 식물 재배용 엘이디 조명등 관리시스템.
제1항에 있어서, 상기 조명 제어부는,
외부 센서로부터 검출되는 신호를 원격 수신하기 위한 원격 수신부를 구비한 것을 특징으로 하는 식물 재배용 엘이디 조명등 관리시스템.
제1항에 있어서, 상기 메모리부는,
식물별 최적의 재배환경 조성을 위해 필요한 광환경의 기준이 되는 식물별 광환경 기본정보와, 작물의 특성이나 재배상황에 따라 유동적인 부가정보로 나뉘어 업데이트 가능한 데이터 베이스형태의 구조로 데이터가 저장되는 것을 특징으로 하는 식물 재배용 엘이디 조명등 관리시스템.
엘이디를 사용하여 식물의 재배에 필요한 조명 환경을 조절하고 관리하는 시스템에 있어서,
외부 유입 광량 및 엘이디 광량, 파장, 색온도를 포함하는 광환경 정보를 검출하는 광환경 검출부;
상기 광한경 검출부로부터 출력되는 광환경 정보에 기초하여 식물별 생육조건에 맞는 재배 환경 조성을 위한 조명등 제어신호를 출력하는 조명 제어부; 및
상기 조명 제어부로부터 출력되는 조명등 제어신호에 기초하여 조명등을 선택적으로 구동하는 엘이디 구동모듈을 포함하며,
상기 조명 제어부는,
다수의 기능키들을 구비하며 제어명령의 입력과 수정, 엘이디 구동모듈을 예약구동하기 위한 예약프로그램을 수신하는 입력부;
외부 장치와의 데이터 통신이 가능하도록 구성되어 외부장치와 인터페이싱하는 유무선 통신부;
상기 엘이디 구동모듈의 예약 구동에 필요한 예약 프로그램을 활성화 시키기 위한 타이머부;
상기 입력부를 통하여 수신되는 예약 프로그램, 각 식물별 생육조건에 맞도록 키입력 또는 프로그래밍에 의해 설정되는 식물별 광환경 기준정보, 엘이디 조명등의 구동에 사용되는 조명등 제어정보, 및 그 동작 상황을 알 수 있는 조명등 상태정보를 저장하는 메모리부;
상기 엘이디 구동모듈의 동작 상태를 표시하는 LCD 출력부;
상기 메모리부에 엑세스하여 상기 예약 프로그램, 상기 식물별 광환경 기준정보, 상기 조명등 제어정보, 및 상기 조명등 상태 정보에 기초하여 상기 엘이디 구동모듈을 제어하기 위한 조명등 제어신호를 출력하는 주제어부;
상기 주제어부로부터 출력되는 조명등 제어신호를 수신하여 상기 엘이디 구동 모듈로 출력하는 엘이디 구동 모듈 접속부; 및
사익 광환경 검출부와 통신하여 식물 재배 공간의 광환경 검출 결과를 수신하여 주제어부로 출력하는 원격수신부를 포함하는 엘이디 조명등 관리 시스템.
제10항에 있어서, 상기 조명등 상태정보는,
지정된 기간별, 항목별로 구분된 실시간 동작상태정보인 것을 특징으로 하는 식물 재배용 엘이디 조명등 관리시스템.
제10항에 있어서, 상기 조명등 제어정보는,
각 채널별 엘이디 구동부의 ID, 또는 각각의 엘이디 조명등 식별정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물재배용 엘이디 조명등 관리시스템.
제10항에 있어서, 상기 조명등 식별정보는,
조명등 출고 시점에 설정되는 출고 년월일정보와 조명등 고유 일련번호를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물 재배용 엘이디 조명등 관리시스템.
제15항에 있어서, 상기 엘이디 구동모듈은,
다수의 채널별 엘이디로 이루어지며, 각각의 채널에는 각 파장별 엘이디 모듈이 탑재되며 각각의 채널별 엘이디는 필요에 따라 가감하여 조합 가능한 형태의 독립 모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는 식물 재배용 엘이디 조명등 관리시스템.
외부 유입 광량 및 엘이디 광량, 파장, 색온도를 포함하는 광환경 정보를 검출하는 단계;
상기 광환경 정보, 엘이디 구동 모듈을 예약 구동하기위한 예약 프로그램, 식물별 광환경 기준정보, 엘이디 조명등의 구동에 사용되는 조명등 제어정보, 및 그 동작 상황을 알 수 있는 조명등 상태정보를 저장하는 단계;
상기 저장된 예약 프로그램, 광환경 기준정보, 조명등 제어정보, 및 조명등 상태정보에 기초하여 조명등 제어신호를 출력하는 단계; 및
상기 조명등 제어신호에 기초하여 조명등을 선택적으로 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물 재배용 엘이디 조명등 관리 방법.
제15항에 있어서, 상기 조명등 상태정보는,
지정된 기간별, 항목별로 구분된 실시간 동작상태정보인 것을 특징으로 하는 식물 재배용 엘이디 조명등 관리방법.
제15항에 있어서, 상기 조명등 제어정보는,
각 채널별 엘이디 구동부의 ID, 또는 각각의 엘이디 조명등 식별정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물재배용 엘이디 조명등 관리방법.
제15항에 있어서, 상기 조명등 식별정보는,
조명등 출고 시점에 설정되는 출고 년월일정보와 조명등 고유 일련번호를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물 재배용 엘이디 조명등 관리방법.