KR20190040703A - 스마트 작물재배장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다양한 채소와 같은 식용식물을 가정이나 기타 실내 공간에서 간편하게 재배할 수 있는 작물재배장치에 관련되는 기술로서, 격벽을 통해 다단 형태를 이루어 독립적인 복수의 재배실을 형성하게 되는 본체; 상기 재배실의 입구를 밀폐시킬 수 있도록 상기 본체에 결합되는 도어; 상기 각 재배실에 투입되며, 식물이 성장할 수 있는 배지가 마련되는 생육함; 상기 생육함 배면에 마련되되, 복수의 연결포트가 형성되고 상기 연결포트들은 상기 생육함 내부로 연통되는 포트모듈; 상기 각 재배실의 내측 배면에 마련되며, 상기 생육함을 상기 재배실로 밀어넣게 되면 상기 연결포트에 결합되는 복수의 커넥터; 상기 각 재배실에 대한 환경조건을 개별 제어할 수 있도록 하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 작물재배장치이다.

Description

스마트 작물재배장치{smart vegetable growing apparatus}

본 발명은 다양한 채소와 같은 식용식물을 가정이나 기타 실내 공간에서 간편하게 재배할 수 있는 스마트 작물재배장치에 관련되는 기술이다.

근래에는 계절에 관계없이 다양한 채소가 시장에 공급되고 있지만, 기후에 따라 채소값이 급등하기도 하여 일반 수요자들에게 부담이 되기도 한다.

또한, 유기농 채소가 인기를 끌고 있지만 제대로 확인할 방법이 없는 관계로 항상 불안함을 안고 채소류를 섭취하고 있는 실정이다.

가장 안전하게 채소를 섭취할 수 있는 방법은 수요자 본인이 직접 원하는 채소를 재배하여 먹도록 하는 것일 것이다. 하지만, 도시에서 생활하는 대다수의 사람들은 채소를 직접 재배할 수 없기 때문에 시장에서 유통되는 제품들을 구매하게 되는 것이다.

향후 기후변화가 더욱 심해지면 보다 자주 곡물이나 채소값이 폭등과 폭락을 반복할 것으로 예상되는 바, 이에 대한 대비책이 요구되는 실정이다.

본 발명과 관련한 종래기술로 대한민국 등록특허 제10-1563563호의 "최적 환경점 도출을 위한 작물재배장치"가 있었다.

도 1은 종래기술에 의한 최적 환경점 도출을 위한 작물재배장치의 정면도를 나타낸 것이다.

종래기술에 의하면, 내부에 작물 재배를 위한 공간이 형성되어 있는 본체와, 상기 본체에 설치되며 작물이 성장하는 재배부와, 상기 본체에 설치되며 작물의 성장환경을 조성하는 성장환경조성부와, 본체에 설치되며 재배작물의 성장상태를 확인하고 작물재배장치의 온도, 습도, 양액의 양 및 주기를 제어하는 제어부와, 상기 본체에 설치되며 작물재배장치에 전원을 공급하는 전원부를 포함한다.

재배부는 분무식 또는 담액식으로 교체 가능하게 설치되며, 재배작물이 담기는 작물베드, 작물?배실 및 작물의 뿌리 상태를 관측하기 위한 뿌리관측실을 포함한다.

그리고 성장환경조성부는 인공광원이 설치되며, 재배작물의 발아 및 육묘에 필요한 인공광원의 밝기 또는 파장을 제어하는 조명장치, 암막스크린, 관수장치, 양액탱크, 온도제어장치, 이산화탄소시비기 등을 포함한다.

종래기술의 재배장치는 본체 내부에 다단으로 재배부를 구성하되, 본체 내부 공간을 동일한 조건으로 제어하기 때문에 한 작물만을 재배할 수 밖에 없기 때문에 소규모의 가정용 재배장치로는 부적합하다는 문제점이 있었다.

가정에서는 소량의 다양한 채소에 대한 수요가 있기 때문에 원하는 채소들을 개별적으로 재배할 수 있도록 할 필요성이 있다.

대한민국 등록특허 제10-1563563호

이에 본 발명에서는 원하는 채소를 적시에 공급할 수 있는 다품종 소량 재배가 가능한 스마트 작물재배장치를 제공하고자 한다.

이러한 과제 달성을 위한 본 발명의 스마트 작물재배장치는, 격벽을 통해 다단 형태를 이루어 독립적인 복수의 재배실을 형성하게 되는 본체; 상기 재배실의 입구를 밀폐시킬 수 있도록 상기 본체에 결합되는 도어; 상기 각 재배실에 투입되며, 식물이 성장할 수 있는 배지가 마련되는 생육함; 상기 생육함 배면에 마련되되, 복수의 연결포트가 형성되고 상기 연결포트들은 상기 생육함 내부로 연통되는 포트모듈; 상기 각 재배실의 내측 배면에 마련되며, 상기 생육함을 상기 재배실로 밀어넣게 되면 상기 연결포트에 결합되는 복수의 커넥터; 상기 각 재배실에 대한 환경조건을 개별 제어할 수 있도록 하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 포트모듈은, 양액 공급을 위한 양액연결포트와, 이산화탄소 공급을 위한 이산화탄소연결포트, 물 공급을 위한 수액포트, 외기 공급을 위한 외기공급포트, 전원공급을 위한 전원포트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 도어의 전면에는 각 재배실의 환경조건을 설정하기 위한 입력창이 마련되어 상기 제어부와 연동되도록 하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 생육함에는 개폐되는 덮개가 마련되며, 덮개에 하나 이상의 램프가 마련되고, 상기 생육함의 상태를 체크하기 위한 온도센서, 습도센서, 조도센서, 이산화탄소 센서 등이 마련되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 작물재배장치에 의하면 실내에서 원하는 다양한 채소류를 동시에 재배할 수 있기 때문에 계절에 관계없이 선호하는 채소를 안심하고 섭취할 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 의한 최적 환경점 도출을 위한 작물재배장치의 정면도.
도 2는 본 발명에 의한 작물재배장치의 개략적인 정면측 개념도.
도 3은 본 발명의 측면측 개념도.
도 4는 생육함의 구성도.
도 5는 본 발명에 의한 스마트 작물재배장치의 전체 구성도.
도 6은 본 발명을 이용한 다양한 작물의 재배 예시도.

이하 본 발명에 의한 작물재배장치에 대해 상세히 설명하도록 하며, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부된 도면을 참조하도록 한다.

도 2는 본 발명에 의한 작물재배장치의 개략적인 정면측 개념도이며, 도 3은 본 발명의 측면측 개념도이며, 도 4는 생육함의 구성도이며, 도 5는 본 발명에 의한 스마트 작물재배장치의 전체 구성도이며, 도 6은 본 발명을 이용한 다양한 작물의 재배 예시도를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 의한 작물재배장치는 주요한 구성요소로 본체(100), 도어(200), 생육함(300), 포트모듈(400), 커넥터(500), 제어부(600)를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 의한 작물재배장치는 일반 가정이나 기타 실내에서 사용이 가능하도록 하는 것이며, 동시에 다양한 작물을 재배하고자 하는 목적에 적합한 것이다.

본체(100)는 사각 형상을 이루며, 대략 가정용 냉장고와 같은 사이즈로 제공하는 것이 바람직하다.

본체(100)의 내부는 빈 공간으로 이루어지는데 격벽(110)을 통해 다단 형태를 이루어 독립적인 복수의 재배실(120)을 구성하도록 한다.

격벽(110)을 통해 1열 다단 혹은 2열 다단과 같은 형태로 서로 독립적인 구분 공간을 이루는 복수의 재배실(120)을 형성하도록 한다.

각 재배실(120)은 상호간 영향을 받지 않도록 구분되어야 한다.

본체(100)의 정면에 도어(200)가 구비되게 하며, 도어(200)에 의해 재배실(120)의 입구는 밀폐될 수 있고, 도어(200)는 각 재배실(120) 마다 하나씩의 도어(200)가 형성되게 하거나 하나의 도어가 한열 혹은 한행을 이루는 도어들을 밀폐되게 할 수 있도록 구성할 수도 있다.

각 재배실(120)에 투입되는 생육함(300)이 마련되는데, 생육함(300)의 바닥 근처에는 식물이 성장할 수 있는 배지(310)가 마련된다. 배지(310)는 식물이 뿌리를 내려 성장할 수 있는 것이면 되며, 수경재배를 위한 것이면 충분하다.

수경재배는 널리 실시되고 있는 기술이므로 식물 성장을 위한 수경재배용 배지를 사용하면 족하다.

생육함(300)은 재배실(120)의 사이즈에 맞는 형태로 상부는 개방되어 있는 박스 형상으로 함이 적합하다.

그리고 생육함(300) 배면에는 포트모듈(400)이 마련된다.

생육함(300) 배면에 돌출되게 형성되는 포트모듈(400)은 복수의 연결포트(410)로 이루어질 수 있으며, 이들 연결포트(410)는 생육함(300) 내부로 연통되도록 한다.

포트모듈(400)은 필요에 따라 추가될 수 있으며, 기본적으로 연결포트(410)는 양액연결포트와 이산화탄소연결포트, 수액연결포트, 외기연결포트, 전원연결포트를 포함하게 된다. 수경재배를 위해서는 기본적으로 양액을 적절한 시기에 적정량 공급해야 하기 때문에 필요하며, 식물 성장을 위해서는 또한 적정 농도의 이산화탄소를 공급해줄 필요성이 있다. 또한, 적당량의 물을 공급해주어야 하며, 적정한 외기를 공급하여 줄 필요성도 있고, 개별 생육함에 필요한 전원 공급을 할 필요성도 있다.

생육함(300) 배면에 마련되는 포트모듈(400)에 대응하여 각 재배실(120)의 내측 배면에는 연결포트(410)가 결합될 수 있는 복수의 커넥터(500)가 구비되도록 한다.

커넥터(500)는 고정되어 있으며, 재배실(120) 내부로 생육함(300)을 밀어넣게 되면 생육함(300)에 형성된 연결포트(410)들은 대응하는 각각의 커넥터(500)에 끼워지면서 결합을 이루게 된다.

각각의 연결포트(410)들이 대응하는 각 커넥터(500)에 정상적으로 연결이 이루어지면 해당 연결포트(410)를 통해 각 연결포트의 기능에 따른 공급이 이루어지게 된다.

그리고 각 재배실(120)에 대한 환경조건은 개별 제어될 수 있으며, 이를 위한 제어부(600)가 마련되는데 바람직하게 도어(200)의 전면에는 각 재배실(120)의 환경조건을 설정하기 위한 입력창(210)이 마련되게 한다. 입력창(210)을 통해 각 재배실(120)의 환경조건을 개별 설정할 수 있으며, 입력되는 정보는 제어부(600)로 전송되어 연동될 수 있도록 한다.

예를 들어 본 발명에 의한 스마트 작물재배장치를 이용하게 되면, 다양한 채소를 동시에 재배할 수 있게 되는데, 복수의 재배실(120) 중 하나의 재배실(120)에서는 상추를 키울 수 있을 것이고, 또 다른 재배실에서는 치커리를 재배할 수 있다.

각각의 채소에 따라 생육 조건이 다른데, 본 발명의 경우 각각의 재배실(120)을 개별 제어하도록 함으로써 해당 채소에 가장 적합한 환경조건을 설정하도록 한다.

예를 들어 상추의 생장에 가장 적합한 온도, 습도, 조명, 필요한 영양분 등을 설정하면 된다. 바람직하게 입력창(210)에 메뉴 기능을 마련하여 사용자가 메뉴를 통해 키우고자 하는 채소를 선택할 수 있도록 하고, 원하는 채소를 선택하게 되면 자동적으로 해당 채소에 맞는 생육 환경조건이 로딩되어 해당 재배실(120)의 환경조건이 셋팅되게 한다. 따라서 제어부(600)의 메모리부에는 다양한 채소들의 생육 환경조건에 대한 정보들이 저장되게 한다.

각 재배실(120)은 고유의 아이디가 부여되며, 도어(200)에 형성되는 입력창(210)을 통해 다수의 재배실(120) 중 설정하고자 하는 재배실(120)을 선택하여 키우고자 하는 채소를 선택함으로써 해당 채소의 재배에 가장 적합한 환경조건을 설정하도록 한다.

한편, 포트모듈(400)을 구성하는 양액연결포트로 양액이 공급될 수 있도록 하기 위한 양액탱크(10)와 양액공급펌프(20)가 마련되며, 설정된 양만큼 공급될 수 있도록 하기 위한 정량밸브가 구비되도록 하는 것이 바람직하다.

수액연결포트를 통한 물 공급을 위해서도 물탱크(30)와 물공급펌프(40)를 설치하고 정량밸브를 통해 설정치 만큼의 물을 적시에 공급할 수 있도록 한다.

물과 양액은 상호 적당한 양만큼씩 공급되어 양액이 적절한 농도를 유지할 수 있도록 해야 하며, 이를 위해 양액공급펌프(20)와 물공급펌프(40)는 적당한 비율로 물과 양액이 공급될 수 있도록 제어되도록 한다.

이산화탄소연결포트를 통해서 공급되는 이산화탄소는 이산화탄소저장탱크(미도시)로부터 설정되는 양만큼의 이산화탄소가 공급될 수 있도록 한다. 바람직하게 재배실에는 이산화탄소 측정센서를 마련하여 일정한 간격마다 이산화탄소의 농도를 측정하여 필요시 이산화탄소가 공급될 수 있도록 제어되게 한다.

본 발명에 의한 스마트 작물재배장치에서 생육함(300)에는 개폐되는 덮개(320)가 마련될 수 있으며, 덮개(320)에 하나 이상의 램프(321)가 설치되도록 한다. 램프(321)는 생육함 내부로 적절한 조명을 제공하며, 동시에 적당한 온도를 유지하도록 하는 기능을 하게 된다.

그리고 생육함(300)의 상태를 체크할 수 있도록 하기 위해 온도센서, 습도센서, 조도센서, 이산화탄소센서 등 다양한 센서들이 장착되게 하는 것이 바람직하다.

본 발명은 대략 냉장고 사이즈로 제공함으로써 일반 가정에서도 사용이 가능하게 되며, 소비자들은 안심하고 자신이 먹고싶은 다양한 종류의 채소를 직접 키워서 수확 후 섭취할 수 있다는 장점을 가진다.

본 발명은 도심에서 소비자들이 가정에서도 손쉽게 원하는 채소 등을 재배할 수 있도록 하는 작물재배장치로 활용되기에 적합한 기술이다.

100 : 본체
110 : 격벽
120 : 재배실
200 : 도어
210 : 입력창
300 : 생육함
310 : 배지
320 : 덮개
321 : 램프
400 : 포트모듈
410 : 연결포트
500 : 커넥터
600 : 제어부
10 : 양액탱크
20 : 양액공급펌프
30 : 물탱크
40 : 물공급펌프

Claims (4)

1. 격벽을 통해 다단 형태를 이루어 독립적인 복수의 재배실을 형성하게 되는 본체;
   상기 재배실의 입구를 밀폐시킬 수 있도록 상기 본체에 결합되는 도어;
   상기 각 재배실에 투입되며, 식물이 성장할 수 있는 배지가 마련되는 생육함;
   상기 생육함 배면에 마련되되, 복수의 연결포트가 형성되고 상기 연결포트들은 상기 생육함 내부로 연통되는 포트모듈;
   상기 각 재배실의 내측 배면에 마련되며, 상기 생육함을 상기 재배실로 밀어넣게 되면 상기 연결포트에 결합되는 복수의 커넥터;
   상기 각 재배실에 대한 환경조건을 개별 제어할 수 있도록 하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 작물재배장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 포트모듈은,
   양액 공급을 위한 양액연결포트와, 이산화탄소 공급을 위한 이산화탄소연결포트, 물 공급을 위한 수액연결포트, 외기 공급을 위한 외기연결포트, 전원공급을 위한 전원연결포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 작물재배장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 도어의 전면에는 각 재배실의 환경조건을 설정하기 위한 입력창이 마련되어 상기 제어부와 연동되도록 하는 것을 특징으로 하는 스마트 작물재배장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 생육함에는 개폐되는 덮개가 마련되며, 덮개에 하나 이상의 램프가 마련되고, 상기 생육함의 상태를 체크하기 위한 온도센서, 습도센서, 조도센서, 이산화탄소 센서 등이 마련되는 것을 특징으로 하는 스마트 작물재배장치.
   
   
   
   
   
   

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