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KR101518212B1 - Plant Factory Energy Management System and Method Based on USN - Google Patents

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KR101518212B1
KR101518212B1 KR1020140062875A KR20140062875A KR101518212B1 KR 101518212 B1 KR101518212 B1 KR 101518212B1 KR 1020140062875 A KR1020140062875 A KR 1020140062875A KR 20140062875 A KR20140062875 A KR 20140062875A KR 101518212 B1 KR101518212 B1 KR 101518212B1
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임재현
권숙연
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공주대학교 산학협력단
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Abstract

식물공장 에너지 통합관리 시스템 및 그 재배방법이 개시된다. 본 발명에 따른 식물공장 에너지 통합관리 시스템은, 재배식물의 종류 및 그 생육시기에 대한 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액, 각 디바이스별 에너지 소비량 중 적어도 하나를 포함하는 재배조건을 데이터베이스로 저장하는 재배조건 저장부; 재배식물이 재배되는 영역의 주 에너지 소비원인 인공조명장치, 냉난방장치, 습도발생장치, 이산화탄소공급장치, 양액관련장치를 포함하는 각 디바이스별 에너지 소비량을 감지하는 에너지정보 감지부; 재배식물이 재배되는 영역에 대한 조도, 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 중 적어도 하나를 포함하는 환경조건을 조절하는 환경조건 조절부; 및 환경정보 감지부와 에너지소비정보 감지부에 의해 감지된 환경정보를 재배조건 저장부에 저장된 재배조건과 비교하며, 비교된 결과에 따라 환경조건 조절부를 시스템의 자율처리에 따라 자동제어하는 환경 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A plant plant energy integrated management system and a method of cultivation thereof are disclosed. The plant plant energy integrated management system according to the present invention is characterized in that the plant plant energy integrated management system includes at least one of cultivating plant species and at least one of the light amount (PPFD, illuminance), temperature, humidity, carbon dioxide, nutrient solution, As a database; An energy information sensing unit for sensing an energy consumption amount of each device, including an artificial lighting device, an air conditioner, a humidity generator, a carbon dioxide supply device, and a nutrient solution-related device, An environmental condition adjusting unit for adjusting an environmental condition including at least one of illuminance, temperature, humidity, carbon dioxide, and nutrient solution for a cultivated area; And an environment control unit for comparing the environmental information sensed by the environmental information sensing unit and the energy consumption information sensing unit with the cultivation conditions stored in the cultivation condition storage unit and automatically controlling the environmental condition adjusting unit according to the autonomous processing of the system, And a control unit.

Description

USN 기반 식물공장 에너지 통합관리 시스템 및 그 방법{Plant Factory Energy Management System and Method Based on USN}[0001] USN-based plant plant energy integrated management system and method thereof [0002]

본 발명은 USN 기반 식물공장 에너지 통합관리 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 식물의 생장에 영향을 미치는 생장환경 및 각 디바이스의 에너지 소비량을 실시간 모니터링하고 식물의 종류 및 그 생육시기에 따라 요구되는 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 등을 통합적으로 자동제어할 수 있는 USN 기반 식물공장 에너지 통합관리 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a USN-based plant energy integrated management system and method thereof, and more particularly, to a USN-based plant energy management system and method thereof. More particularly, The present invention relates to a USN-based plant plant energy management system and method for automatically controlling the required amount of light (PPFD, illuminance), temperature, humidity, carbon dioxide and nutrient solution.

최근 모든 사업 분야에서 IT 기술을 이용한 융합이 가속화 되고 모든 산업 영역에서 부가가치를 높이는 원천기술의 역할을 하고 있다. 특히 전통 산업분야인 농업과 IT 기술의 융합은 IT 산업의 새로운 시장이며 농업의 생산성을 극대화하고 부가가치를 높일 수 있을 것으로 기대된다.In recent years, convergence using IT technology has accelerated in all business fields and plays a role of source technology that increases value added in all industries. In particular, the convergence of agriculture and IT technology, which is a traditional industrial field, is a new market for IT industry, and it is expected to maximize agricultural productivity and increase added value.

식물공장은 크게 태양광 병용형 식물공장과 완전제어형 식물공장으로 나눌 수 있다. 태양광 병용형 식물공장은 태양광을 식물공장 내부로 유입할 수 있도록 건물의 위쪽이나 측면에 비닐, 유리, 플라스틱필름 등을 설치한 형태로서, 흐린 날이나 밤에는 부족한 광량을 보충하기 위한 보광의 목적으로 인공조명을 설치하여 활용하고, 맑은 날은 태양광만을 이용하여 재배하는 형태이다. 즉, 태양광 병용형 식물공장은 하우스 재배나 양액재배를 더욱 정밀하게 제어하면서 식물을 재배하며 광 요구도가 높은 과채류와 화훼 생산에 적합한 형태이다. 태양광 병용형 식물공장은 식물의 광합성에 필요한 광원을 완전제어형보다 저렴하게 얻을 수 있는 반면 외부환경에 영향을 많이 받으므로 환경제어와 생육관리에서 다소 불리하다는 단점이 있다. 또한, 태양광 병용형 식물공장은 다단계로 재배상을 만들 경우 식물생장이 균일하게 되기 어렵기 때문에, 식물생장을 균일하게 하기 위해서는 넓은 설치 면적을 필요로 한다는 문제점이 있다.Plant plants can be broadly divided into photovoltaic plant plants and fully controlled plant plants. Solar photovoltaic plant is a type in which vinyl, glass, and plastic film are installed on the upper side or the side of a building so that sunlight can be introduced into a plant factory. In the case of cloudy day or night, Artificial light is installed and used for the purpose, and sunny day is cultivated using only sunlight. In other words, the combined plant of sunlight is a form suitable for the production of fruit and vegetables which have high optical needs and cultivate plants while controlling the house cultivation or nutrient solution more precisely. The combined plant of sunlight has the disadvantage that it is somewhat disadvantageous in environmental control and growth management because it is affected by the external environment, while it can obtain the light source necessary for photosynthesis of the plant at less than complete control. In addition, when the planting plant with sunlight is combined with a multi-stage planting, it is difficult for the planting to grow uniformly, so that it requires a wide installation area in order to make the plant growth uniform.

완전제어형 식물공장은 태양광을 전혀 이용하지 않고, 인공광만을 이용하는 방식으로서 태양광을 이용하는 식물공장에 비해 인공광의 초기설치비용과 운영비(전기세)가 높은 단점을 가지고 있다. 그러나 완전 무농약 재배가 가능하며 장소에 구애받지 않고 좁은 공간에서도 다단식 재배를 통해 대량생산이 가능한 장점이 있어 키가 큰 과채류를 재배하는 것보다 키가 작고 구형인 야채류를 생산하기에 적합하고 환경조건 및 재배방법을 적절하게 조절하면 균일한 고부가가치 농산물을 생산할 수 있다.A fully-controlled plant is a method of using only artificial light, not using solar light at all. It has a disadvantage in that the initial installation cost and operation cost (electricity tax) of artificial light are higher than a plant factory using sunlight. However, it is possible to cultivate completely pesticide-free, and it is possible to mass-produce by multi-stage cultivation even in a narrow space regardless of the place, so it is suitable for producing small and old-shaped vegetables rather than cultivating tall fruit vegetables. By properly controlling the cultivation method, uniform high value-added agricultural products can be produced.

그런데, 이와 같은 완전제어형 식물공장은 재배 시스템의 외부 접촉을 최소화하여 오염물질 및 병충해로부터의 침입이 없는 상태에서 재배가 이루어져야 하며 식물의 생장에 영향을 미치는 생장환경을 적절하게 공급함으로써 식물의 생육을 최대화하고 자원의 사용을 최소화하기 위해 재배식물의 생육 및 환경, 그리고 디바이스별 에너지 사용에 대한 통합적인 모니터링이 실시간으로 이루어져야 할 뿐만 아니라 그에 따른 신속한 환경조건의 자동제어가 이루어져야만 한다.However, such fully-controlled plant factories minimize the external contact of the cultivation system and must be cultivated without invasion from pollutants and pests, and by appropriately supplying the growth environment affecting the growth of plants, In order to maximize and minimize the use of resources, integrated monitoring of the growth and environment of cultivated plants and energy use by devices must be performed in real time as well as automatic control of rapid environmental conditions accordingly.

그러나, 일반적인 식물공장 시스템은 각 디바이스별 에너지 소비량이 고려되지 않은 채 관리자에 의한 직접적인 모니터링과 그에 따른 수동제어에 의존하기 때문에 식물의 생육을 최대화하고 자원의 사용을 최소화하기 위한 재배식물의 실시간 모니터링 및 환경조건의 신속한 제어가 어렵다는 문제점이 있다.
However, since the general plant plant system relies on direct monitoring by supervisor and manual control thereof without considering the energy consumption of each device, real-time monitoring and monitoring of cultivated plants to maximize plant growth and minimize resource use There is a problem that it is difficult to quickly control the environmental conditions.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 식물의 생장에 영향을 미치는 생장환경 및 에너지소비량을 실시간으로 모니터링하고 식물의 종류 및 그 생육시기에 따라 요구되는 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 등을 통합적으로 자동제어할 수 있는 USN 기반 식물공장 에너지 통합관리 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for monitoring the growth environment and energy consumption affecting the growth of plants in real time and controlling the amount of light (PPFD, The present invention aims at providing a USN-based plant plant energy integrated management system and method thereof that can automatically and integrally control humidity, carbon dioxide, nutrient solution, and the like.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 식물공장 에너지 통합관리 시스템은, 재배식물의 종류 및 그 생육시기에 대한 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액, 각 디바이스별 에너지 소비량 중 적어도 하나를 포함하는 재배조건을 데이터베이스로 저장하는 재배조건 저장부; 상기 재배식물이 재배되는 영역의 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소 중 적어도 하나를 포함하는 환경정보를 감지하는 환경정보 감지부; 주 에너지 소비원인 인공조명장치, 냉난방장치, 습도발생장치, 이산화탄소공급장치, 양액관련장치를 포함하는 각 디바이스별 에너지 소비량을 감지하는 에너지정보 감지부; 상기 재배식물이 재배되는 영역에 대한 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 중 적어도 하나를 포함하는 환경조건을 조절하는 환경조건 조절부; 및 상기 환경정보 감지부와 상기 에너지소비정보 감지부에 의해 감지된 환경정보를 상기 재배조건 저장부에 저장된 재배조건과 비교하며, 비교된 결과에 따라 상기 환경조건 조절부를 시스템의 자율처리에 따라 자동제어하는 환경 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, a plant plant energy integrated management system according to an embodiment of the present invention includes a plant plant type, a light amount (PPFD, illuminance), temperature, humidity, carbon dioxide, nutrient solution, A cultivation condition storage unit for storing cultivation conditions including at least one of energy consumption and energy consumption as a database; An environmental information sensing unit for sensing environmental information including at least one of light amount (PPFD, illuminance), temperature, humidity, and carbon dioxide of the cultivating area; An energy information sensing unit for sensing an energy consumption amount of each device, including an artificial lighting device, a heating / heating device, a humidity generating device, a carbon dioxide supplying device, and a nutrient solution related device, An environmental condition adjuster for adjusting an environmental condition including at least one of light intensity (PPFD, illuminance), temperature, humidity, carbon dioxide, and nutrient solution for the cultivated area of the cultivated plant; And a control unit that compares the environmental information sensed by the environment information sensing unit and the energy consumption information sensing unit with cultivation conditions stored in the cultivation condition storage unit, And an environment control unit for controlling the environment.

상기 재배조건 저장부는 상기 재배식물의 종류 및 그 생육시기에 따른 광량(PPFD(Photosynthetic Photon Flux Density), 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액을 포함하는 환경정보와 각 디바이스별 에너지 소비정보를 재배조건으로 저장할 수 있다. 이 경우, 상기 환경정보 감지부는 실시간으로 상기 재배식물이 재배되는 영역의 환경정보를 감지한다.The cultivation condition storage unit stores environmental information including the type of the cultivated plant and the light amount (PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density), illuminance), temperature, humidity, carbon dioxide, nutrient solution and energy consumption information for each device Condition. In this case, the environment information sensing unit senses environmental information of an area where the cultivated plant is grown in real time.

전술한 식물공장 에너지 통합관리 시스템은, 상기 재배조건 저장부에 저장된 재배조건, 상기 환경정보 감지부에 의해 감지된 환경정보, 상기 에너지소비정보 감지부에 의해 감지된 각 디바이스별 에너지 소비정보, 상기 환경조건 조절부에 의해 조절되는 환경조건의 상태 및 상기 환경 제어부에 의해 제어되는 환경조건의 상태 중 적어도 하나를 포함하는 재배상태를 표시하는 재배상태 표시부를 더 포함할 수 있다.The plant plant energy integration management system may further include a cultivation condition stored in the cultivation condition storage unit, environment information sensed by the environment information sensing unit, energy consumption information of each device sensed by the energy consumption information sensing unit, And a cultivation state display unit displaying at least one cultivation state including at least one of a state of an environmental condition controlled by the environmental condition control unit and an environmental condition controlled by the environment control unit.

전술한 식물공장 에너지 통합관리 시스템은, 상기 재배식물의 상태를 실시간 촬영하여 동영상으로 제공하는 상태 촬영부를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 재배상태 표시부는 상기 상태 촬영부에 의해 촬영되는 상기 재배식물의 상태를 함께 표시한다.The plant plant energy integrated management system may further include a state photographing unit that photographs the state of the cultivated plant in real time and provides it as a moving picture. In this case, the cultivation state display unit displays together the state of the cultivated plant photographed by the state photographing unit.

전술한 식물공장 에너지 통합관리 시스템은, 상기 환경정보 감지부에 의해 감지된 환경정보에 기초하여 상기 재배식물의 생장을 분석하는 생장 분석부를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 재배상태 표시부는 상기 생장 분석부에 의해 분석된 상기 재배식물의 생장을 함께 표시한다.The plant plant energy integration management system may further include a growth analysis unit for analyzing the growth of the cultivated plant based on environmental information sensed by the environmental information sensing unit. In this case, the cultivation state display unit also displays the growth of the cultivated plant analyzed by the growth analysis unit.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 식물공장 에너지 통합관리 방법은, 재배식물의 종류 및 그 생육시기에 대한 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액, 각 디바이스별 에너지 소비량 중 적어도 하나를 포함하는 재배조건을 데이터베이스로 저장하는 단계; 상기 재배식물이 재배되는 영역의 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 중 적어도 하나를 포함하는 환경정보를 감지하는 단계; 식물 생육에 필요한 광량(PPFD, 조도)을 공급하는 인공조명장치, 온도, 습도, 양액을 제공하는 냉난방장치, 습도발생장치, 이산화탄소 공급장치, 양액관련장치를 포함하는 각 디바이스별 에너지 소비량을 감지하는 단계; 상기 환경정보 감지단계에 의해 감지된 환경정보를 상기 재배조건 저장단계에 의해 저장된 재배조건과 비교하는 단계; 및 상기 비교단계에 의해 비교된 결과에 따라 상기 재배식물이 재배되는 영역에 대한 조도, 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 중 적어도 하나를 포함하는 환경조건을 시스템의 자율처리에 따라 자동 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a method for managing integrated energy of a plant plant, comprising the steps of: determining a type of cultivated plant and a light intensity (PPFD, illuminance), temperature, humidity, carbon dioxide, Storing a cultivation condition including at least one of energy consumption amount in a database; Detecting environmental information including at least one of light quantity (PPFD, illuminance), temperature, humidity, carbon dioxide, nutrient solution in the area where the cultivated plant is grown; An artificial lighting device that supplies the light amount (PPFD, illuminance) required for plant growth, and a device for sensing the energy consumption of each device, including temperature and humidity, heating and cooling devices for providing nutrients, humidity generating device, carbon dioxide supplying device, step; Comparing environmental information sensed by the environmental information sensing step with a cultivation condition stored by the cultivation condition storing step; And automatically controlling an environmental condition including at least one of illuminance, temperature, humidity, carbon dioxide, and nutrient solution for an area where the cultivated plant is grown according to a result of the comparison by the comparison step, according to autonomous processing of the system .

상기 재배조건 저장단계는 상기 재배식물의 종류 및 그 생육시기에 따른 광량(PPFD(Photosynthetic Photon Flux Density), 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액을 포함하는 환경정보와 각 디바이스별 에너지 소비정보를 재배조건으로 저장할 수 있다. 이 경우, 상기 환경정보 감지단계는 실시간으로 상기 재배식물이 재배되는 영역의 환경정보를 감지한다.In the cultivation condition storage step, environmental information including PPFD (light intensity), temperature, humidity, carbon dioxide, nutrient solution, and energy consumption information of each device according to the type of cultivated plant and growth period thereof It can be saved as a cultivation condition. In this case, the environmental information sensing step senses environmental information of an area where the cultivated plant is grown in real time.

전술한 식물공장 에너지 통합관리 방법은, 상기 재배조건 저장단계에 의해 저장된 재배조건, 상기 환경정보 감지단계에 의해 감지된 환경정보, 상기 에너지소비정보 감지단계에 의해 감지되는 각 디바이스별 에너지 소비정보, 및 시스템의 자율처리에 따라 제어되는 환경조건 중 적어도 하나를 포함하는 재배상태를 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.The plant plant energy integrated management method may further include: a cultivation condition stored by the cultivation condition storage step, environmental information sensed by the environmental information sensing step, energy consumption information of each device sensed by the energy consumption information sensing step, And environmental conditions controlled according to autonomous processing of the system. ≪ Desc / Clms Page number 7 >

전술한 식물공장 에너지 통합관리 방법은, 상기 재배식물의 상태를 실시간 촬영하여 동영상으로 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 재배상태 표시단계는 상기 상태 촬영단계에 의해 촬영되는 상기 재배식물의 상태를 함께 표시한다.The plant plant energy integrated management method may further include the step of photographing the state of the cultivated plant in real time and providing it as a moving picture. In this case, the cultivation state display step displays together the state of the cultivated plant photographed by the state photographing step.

전술한 식물공장 에너지 통합관리 방법은, 상기 환경정보 감지단계에 의해 감지된 환경정보에 기초하여 상기 재배식물의 생장을 분석하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 재배상태 표시단계는 상기 생장 분석단계에 의해 분석된 상기 재배식물의 생장을 함께 표시한다.
The plant plant energy integrated management method may further include analyzing the growth of the cultivated plant based on environmental information sensed by the environmental information sensing step. In this case, the cultivation state display step also displays the growth of the cultivated plant analyzed by the growth analysis step.

본 발명에 따르면, 식물의 생장에 영향을 미치는 생장환경과 각 디바이스별 에너지 소비량을 모니터링하며 식물의 종류 및 그 생육시기에 따라 요구되는 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 등을 통합적으로 자동제어할 수 있게 된다.According to the present invention, the growth environment affecting plant growth and the energy consumption of each device are monitored, and the amount of light (PPFD, illuminance), temperature, humidity, carbon dioxide, nutrient solution It becomes possible to integrally control automatically.

또한, 본 발명에 따르면, 재배식물과 각 환경제어용 디바이스에 대한 상태, 환경정보, 환경조건 등에 대한 정보를 통합적으로 관리자 단말기에 전송하여 표시함으로써 관리자로 하여금 재배식물 및 각 디바이스에 대한 상태를 신속하고 용이하게 파악할 수 있도록 한다.
In addition, according to the present invention, information on status, environment information, environmental condition, and the like of the cultivated plant and each environmental control device are transmitted to the administrator terminal and displayed, So that it can be grasped easily.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 USN 기반 식물공장 에너지 통합관리 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 관리자 단말기에 표시되는 본 시스템의 모니터링 메인 화면의 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 전체 재배단의 광량, 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 등의 평균정보와 각 환경제어용 디바이스의 상태정보를 모니터링하는 화면의 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 의해 표시되는 전체 모니터링 화면으로부터 관리자에 의해 선택된 각 재배단의 환경정보, 에너지 소비정보, 생육정보 등에 대한 세부적인 모니터링 화면을 표시하는 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 식물재배 시 환경정보를 제어하기 위해 인공조명장치, 공조장치, 양액장치, 습도발생장치, 이산화탄소공급장치 등의 각 디바이스의 임계치를 조절하는 제어 화면의 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 식물의 생육정보 및 관리자정보, 그리고 인공조명장치, 양액공급장치 등의 각 디바이스 설정변경정보와 온도, 습도, 이산화탄소 등의 환경계측용 통합센서로부터 수집된 환경정보 등을 모니터링 하기 위한 화면의 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 5의 디바이스 제어화면에서 설정한 최저 및 최고 임계치 범위를 벗어난 경우 사용자에게 알람을 통해 공지하기 위한 화면의 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 식물재배완료 후 재배관리ID 및 재배단ID별 식물생육정보 및 환경정보, 에너지정보 전체를 모니터링하기 위한 화면의 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 재배관리ID 및 재배단ID별 재배시 사용된 인공조명장치, 공조장치 등 각 디바이스의 일별 사용 트랜드를 모니터링 하기 위한 화면의 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 통신포트설정, ZigBee 채널 설정, 모니터링 출력을 위한 Watch Delay Time, 파일 출력을 위한 Log Delay Time 설정 등의 통신환경설정과 LCS(Light Control System), EMS(Environment Management System), NCS(Nutrient Control System), HVAC 등의 환경제어/계측용 디바이스의 등록 및 기본값 설정을 위한 화면의 예를 나타낸 도면이다.
도 11은 도 3의 각 재배단에 위치한 카메라 아이콘과 연동된 상태 촬영부에 의해 촬영되는 재배식물의 생육상태, 디바이스 상태 정보 등을 확인하기 위한 영상의 예를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 USN 기반 식물공장 에너지통합관리시스템의 흐름도를 나타낸 도면이다.
FIG. 1 is a view schematically showing the configuration of a USN-based plant factory energy management system according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing an example of a monitoring main screen of the present system displayed on an administrator terminal.
FIG. 3 is a view showing an example of a screen for monitoring average information of light amount, temperature, humidity, carbon dioxide, nutrient solution, etc. of the entire rearing stage and status information of each environment control device.
FIG. 4 is a view showing an example of displaying a detailed monitoring screen for environmental information, energy consumption information, growth information, etc. of each rearing node selected by the administrator from the entire monitoring screen shown in FIG.
5 is a view showing an example of a control screen for controlling threshold values of each device such as an artificial lighting device, an air conditioning device, a nutrient solution device, a humidity generator, and a carbon dioxide supply device for controlling environmental information in plant cultivation.
6 is a screen for monitoring the growth information of the plant, manager information, and device setting change information such as an artificial lighting device and a nutrient solution supply device, and environmental information collected from an integrated sensor for environmental measurement such as temperature, humidity, and carbon dioxide Fig.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a screen for notifying a user through an alarm when the minimum and maximum threshold values set in the device control screen of FIG. 5 are out of range.
8 is a view showing an example of a screen for monitoring the plant growth information, the environmental information, and the entire energy information by the cultivation management ID and the cultivation unit ID after completion of the plant cultivation.
FIG. 9 is a view showing an example of a screen for monitoring the daily use trend of each device such as an artificial lighting apparatus and an air conditioner used for cultivation management ID and cultivation unit ID cultivation.
10 is a diagram illustrating a communication environment setting such as a communication port setting, a ZigBee channel setting, a watch delay time for monitoring output, a log delay time setting for outputting a file, a LCS (Light Control System), an EMS (Environment Management System), an NCS Control System), HVAC, and the like, as well as setting default values of environment control / measurement devices.
FIG. 11 is a view showing an example of an image for confirming the growth status, device status information, and the like of a cultivated plant photographed by a state photographing unit interlocked with a camera icon located at each growing end in FIG.
12 is a flowchart illustrating a USN-based plant plant energy management system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 당업자에게 주지 저명한 기술에 대해서는 그 상세한 설명을 생략할 수 있다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, a detailed description of known techniques well known to those skilled in the art may be omitted.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성 요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면임에도 불구하고 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다. 그러나, 이와 같은 경우라 하더라도 해당 구성 요소가 실시예에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시예에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성 요소의 기능은 해당 실시예에서의 각각의 구성요소에 대한 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.In describing the constituent elements of the present invention, the same reference numerals may be given to constituent elements having the same name, and the same reference numerals may be given thereto even though they are different from each other. However, even in such a case, it does not mean that the corresponding component has different functions according to the embodiment, or does not mean that the different components have the same function. It should be judged based on the description of each component in the example.

또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.In the following description of the embodiments 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.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; may be "connected," "coupled," or "connected. &Quot;

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 USN 기반 식물공장 에너지 통합관리 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 1 is a view schematically showing the configuration of a USN-based plant factory energy management system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 식물공장 에너지 통합관리 시스템(100)은, 재배조건 저장부(110), 환경정보 감지부(120), 에너지정보 감지부(125), 환경조건 조절부(130), 환경 제어부(140), 재배상태 표시부(150), 상태 촬영부(160) 및 생장 분석부(170)를 포함할 수 있다.1, a plant plant energy integration management system 100 according to an embodiment of the present invention includes a cultivation condition storage unit 110, an environment information sensing unit 120, an energy information sensing unit 125, An environment control unit 140, a cultivation status display unit 150, a state photographing unit 160, and a growth analysis unit 170. [0031]

재배조건 저장부(110)는 재배식물의 종류 및 그 생육단계별 공급해야 할 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 중 적어도 하나를 포함하는 재배조건을 데이터베이스로 저장한다. 이때, 재배조건 저장부(110)는 재배식물의 종류와 그 생육시기에 따른 광보상과 광포화에 이르는 PPFD(Photosynthetic Photon Flux Density)를 재배조건으로 저장할 수도 있다. The cultivation condition storage unit 110 stores cultivation conditions including at least one of types of cultivated plants and light quantity (PPFD, illuminance), temperature, humidity, carbon dioxide, and nutrient solution to be supplied for each stage of the cultivation. At this time, the cultivation condition storage unit 110 may store PPFD (Photonic Photon Flux Density), which corresponds to the type of cultivated plant and its growth period, to optical compensation and photo-saturation.

일반적으로 식물은 빛, 온도, 물, 이산화탄소, 양액 등에 의해 생장에 영향을 받게 되며 그 종류나 생육시기에 따라 필요로 하는 양이 다르다. 재배조건 저장부(110)는 재배하고자 하는 식물의 종류 및 그 생육시기에 따라 최적의 생장에 필요한 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 등의 재배조건을 데이터베이스에 저장하며, 이와 같은 재배조건은 반복적인 실험과정을 통해 통계적으로 얻어진 자료에 근거할 수 있다.In general, plants are affected by growth by light, temperature, water, carbon dioxide, nutrient solution, etc., and the amount required varies depending on the type and growth period. The cultivation condition storage unit 110 stores the cultivation conditions such as the light amount (PPFD, illuminance), temperature, humidity, carbon dioxide, nutrient solution, etc. required for optimal growth according to the type of plant to be cultivated and the growth period thereof, The same cultivation conditions can be based on statistical data obtained through repeated experimental procedures.

환경정보 감지부(120)는 재배식물이 재배되는 영역에서의 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 등의 환경정보를 수집 및 감지한다. 이를 위해 환경정보 감지부(120)는 재배식물이 위치한 각 영역의 광량을 실시간으로 검출하기 위한 광량 검출센서, 재배식물이 재배되는 영역의 온도를 실시간으로 검출하기 위한 온도 검출센서, 재배식물이 재배되는 토양 및 공기 중의 수분을 실시간으로 검출하는 습도 검출센서, 재배식물이 재배되는 영역의 이산화탄소의 양을 실시간으로 검출하는 이산화탄소 검출센서, 재배식물이 재배되는 지하부 영역의 양액 성분과 그 양을 측정할 수 있는 pH, EC, 초음파센서 등을 구비할 수 있다. 이때, 재배조건 저장부(110)가 재배식물의 종류와 그 생육단계별 필요로 하는 PPFD를 재배조건으로 저장하는 경우, 환경정보 감지부(120)는 재배식물이 재배되는 영역에서의 환경정보 중 PPFD 정보를 실시간으로 수집하여 환경 제어부(140)를 통해 재배조건 저장부(110)의 재배조건과 비교될 수 있도록 한다.The environmental information sensing unit 120 collects and senses environmental information such as light amount (PPFD, illuminance), temperature, humidity, carbon dioxide, nutrient solution, etc. in a region where cultivated plants are cultivated. To this end, the environmental information sensing unit 120 includes a light amount detection sensor for detecting the light amount of each region in which the cultivated plant is located in real time, a temperature detection sensor for detecting the temperature of the region where cultivated plants are grown in real time, A humidity sensor for detecting the moisture in the soil and air in real time, a carbon dioxide detection sensor for detecting the amount of carbon dioxide in the area where cultivated plants are grown in real time, A pH, an EC, an ultrasonic sensor, and the like. In this case, when the cultivation condition storage unit 110 stores the type of cultivated plant and PPFD required for each stage of cultivation as a cultivation condition, the environmental information sensing unit 120 acquires the PPFD of the cultivated plant, Information can be collected in real time and can be compared with the cultivation conditions of the cultivation condition storage unit 110 through the environment control unit 140.

에너지정보 감지부(125)는 영역의 주 에너지 소비원인 인공조명장치, 냉난방장치, 습도발생장치, 이산화탄소공급장치, 양액관련장치를 포함하는 각 디바이스별 에너지 소비량을 감지 및 수집하여 데이터베이스 내에 저장하고 모니터링 화면에 출력한다.The energy information sensing unit 125 senses and collects energy consumption of each device, including artificial lighting devices, cooling / heating devices, humidity generators, carbon dioxide supply devices, and nutrient solution devices, Print on the screen.

환경정보 감지부(120) 및 에너지정보 감지부(125)는 각 재배단에 설치된 EMS(Environment Management System)센서와 디바이스에 연결된 전력센서로부터 일정주기(Setting메뉴를 이용한 사용자 입력 가능)마다 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 에너지소비량, 디바이스 상태정보 등을 측정하여 Gateway로 전송하고 각 패킷 정보를 환경요소별로 파싱 및 변환과정을 거쳐 데이터베이스에 저장하는 데이터 수집모듈을 통해 구현될 수 있다. The environmental information sensing unit 120 and the energy information sensing unit 125 are connected to an EMS (Environmental Management System) sensor installed at each reordering stage and a power sensor connected to the device for each light amount (PPFD , Illumination), temperature, humidity, carbon dioxide, energy consumption, device status information, and the like, and transmits the packet information to the gateway. The packet data is parsed and converted per environment element and stored in a database .

이를 위해, 환경정보 감지부(120)는 Mini-Plant의 각 재배단에 설치된 EMS(Environment Measurement System)로부터 일정주기(ex : 2min)마다 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소량 등을 측정하며, LCS(Light Control System), NCS(Nurtient Control System), EMS(Environment Measurement System), PCS(Power Control System) 등의 디바이스 상태정보를 측정하여 Gateway로 전송한다. 서버는 Gateway를 통해 수집된 데이터 패킷의 오류 및 통신 상태 점검하고, 각 데이터 패킷을 Parsing한 뒤 적합한 자료형으로 변환하여 데이터베이스에 저장한다.To this end, the environmental information sensing unit 120 receives the light amount (PPFD, illuminance), temperature, humidity, carbon dioxide amount, and the like for every predetermined period (ex: 2 min) from an EMS (Environment Measurement System) installed at each re- And measures device status information such as LCS (Light Control System), NCS (Native Control System), EMS (Environment Measurement System) and PCS (Power Control System) The server checks the error and communication status of the data packet collected through the gateway, parses each data packet, converts it into a suitable data type, and stores it in the database.

또한, 에너지정보 감지부(125)는 에너지 소비장치인 LCS, NCS, HVAC에 부착된 k-mote로부터 실시간으로 각 디바이스의 에너지 소비량을 측정하고, 측정된 데이터를 Gateway를 통해 서버로 전송하여 각 데이터 패킷을 Parsing한 뒤 적합한 자료형으로 변환하여 데이터베이스에 저장한다.The energy information sensing unit 125 measures the energy consumption of each device in real time from the k-mote attached to the LCS, NCS, and HVAC, which are energy consumption devices, transmits the measured data to the server through the gateway, Parsing the packet, converting it to the appropriate data type, and storing it in the database.

환경조건 조절부(130)는 재배조건 저장부(110)를 기본으로 환경정보 감지부(120), 에너지정보 감지부(125)에 의해 감지된 환경정보 및 각 디바이스별 에너지 소비량을 고려하여 재배식물이 재배되는 영역에 대한 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 중의 적어도 하나를 포함하는 환경조건을 조절한다. The environmental condition adjusting unit 130 may calculate the environmental conditions of the cultivated plants 120 based on the environmental information sensed by the environmental information sensing unit 120, the energy information sensing unit 125 and the energy consumption amount of each device based on the cultivation condition storage unit 110. [ (PPFD, illuminance), temperature, humidity, carbon dioxide, and nutrient solution for the area to be cultivated.

본 발명의 실시예에 따른 USN 기반 식물공장 에너지 통합관리 시스템(100)은, LED(Light Emitting Diode), 할로겐 등으로 이루어진 인공광원을 구비하며, 인공광원의 주파수(Frequency), 듀티비(Duty Rate), 광량(intensity of illumination), 조사시간(ON/OFF Time) 등을 환경조건으로 조절할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 USN 기반 식물공장 에너지 통합관리 시스템(100)은 냉난방기, 가습기, 송풍기 등의 적어도 하나를 포함하는 공기조화기를 구비하며, 각각의 공기조화기를 조절하여 온도, 습도 등의 환경조건을 조절할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 USN 기반 식물공장 에너지 통합관리 시스템(100)은 이산화탄소 공급기를 구비할 수 있으며, 이산화탄소 공급기의 공급량을 조절하여 이산화탄소에 대한 환경조건을 조절할 수도 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 식물공장 에너지 통합관리 시스템(100)은 재배식물에 배양액을 공급하는 배양액 공급장치를 구비하며, 배양액 공급장치에 의해 공급되는 배양액의 성분 및 양을 환경조건으로 조절할 수도 있다.The USN-based plant plant energy integrated management system 100 according to an embodiment of the present invention includes an artificial light source including an LED (Light Emitting Diode), a halogen, and the like. The frequency, the duty ratio, ), Intensity of illumination, and irradiation time (ON / OFF Time). In addition, the USN-based plant plant energy integrated management system 100 according to the present invention includes an air conditioner including at least one of an air conditioner, a humidifier, a blower, and the like. Can be adjusted. In addition, the USN-based plant plant energy integrated management system 100 according to an embodiment of the present invention may include a carbon dioxide supplier and may adjust environmental conditions for carbon dioxide by controlling the supply amount of the carbon dioxide supplier. In addition, the plant plant energy integrated management system 100 according to the embodiment of the present invention includes a culture liquid supply device for supplying a culture liquid to cultivated plants, and the composition and amount of the culture liquid supplied by the culture liquid supply device are adjusted to environmental conditions It is possible.

환경 제어부(140)는 환경정보 감지부(120)와 에너지정보 감지부(125)에 의해 감지된 환경정보 및 에너지정보를 재배조건 저장부(110)에 저장된 재배조건과 비교하며, 비교된 결과에 따라 환경조건 조절부(130)를 제어하여 환경조건을 조절한다. 즉, 환경 제어부(140)는 환경정보 감지부(120)를 통하여 재배식물이 재배되는 영역에 대한 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 등의 환경정보를 실시간으로 수집하며, 에너지정보 감지부(125)를 통하여 재배식물이 재배되는 영역에서 사용하고 있는 인공조명장치, 냉난방장치, 습도조절장치, 이산화탄소 공급장치 등의 각 디바이스별 에너지 사용량을 실시간으로 수집한 데이터를 이용하여 재배조건 저장부(110)에 저장된 해당 재배식물에 대한 재배조건과 비교하고, 비교된 결과에 따라 재배식물이 재배되는 영역의 환경정보가 최소한의 에너지정보를 소비하면서 최적의 환경조건이 되도록 환경조건 조절부(130)를 제어하여 환경조건을 조절한다.The environment control unit 140 compares the environmental information and energy information sensed by the environment information sensing unit 120 and the energy information sensing unit 125 with the cultivation conditions stored in the cultivation condition storage unit 110, And controls the environmental condition adjusting unit 130 to adjust the environmental condition. That is, the environment control unit 140 collects environmental information such as light amount (PPFD, illuminance), temperature, humidity, carbon dioxide, nutrient solution, and the like for the cultivated area through the environment information sensing unit 120, The information collected by the information sensing unit 125 in real time on the energy consumption of each device such as artificial lighting device, heating / cooling device, humidity control device, and carbon dioxide supply device used in the cultivation area of the cultivated plant, The environmental condition information is stored in the storage unit 110 and compared with the cultivation conditions of the corresponding cultivated plant. The environmental condition information of the cultivated plant is cultivated according to the comparison result, (130) to control the environmental conditions.

이와 같은 환경 제어부(140)는 디바이스 제어모듈(Device Control Module)로 구현될 수 있으며, LCS(Light Control System), NCS(Nutrient Control System), PCS(Power Control System) 등 식물공장 내부에 설치된 각 디바이스 제어를 위해 사용자로부터 UI를 통해 입력받은 데이터 정보를 이용하여 송신 패킷을 생성한 다음 Gateway로 전송하고, Gateway의 수신부에서 전송받은 패킷정보 중 디바이스ID와 주소정보를 이용하여 해당 디바이스로 패킷을 전송 및 제어정보를 이용하여 해당 디바이스를 제어할 수 있다. 이때, 패킷을 송신한 다음 일정시간이 지나도 해당 디바이스로부터 응답이 없을 경우에는 인터럽트를 발생시키고 디바이스의 상태 정보를 UI 출력 등을 통해 사용자에게 전달한다. 여기서, LCS는 UI 화면을 통한 LCS 각 환경요소(LCS address, Action Time, Frequency, Duty Rate, On/Off Time, Intensity 등)의 사용자 입력을 수신하고, LCS Protocol 송신 패킷을 생성한 다음 Gateway를 통해 LCS Control 성공 여부를 서버로 전송한다. 또한, NCS는 UI 화면을 통한 NCS 각 환경요소(LCS address, Action Time)의 사용자 입력을 수신하고, NCS Protocol 송신 패킷을 생성하여 Gateway로 송신하며, Gateway는 해당 NCS의 통신 상태를 점검한 다음 NCS Protocol Packet을 송신한 후, 해당 NCS의 Control 성공 여부를 Gateway로 전송한다. PCS는 UI 화면을 통해 각 디바이스에 부착된 k-mote별 소비전력을 측정하여 Gateway를 통해 서버로 전송하고 각 디바이스를 On/Off 제어하게 된다. The environment control unit 140 may be implemented as a device control module and may be implemented as a device control module such as a Light Control System (LCS), a Nutrient Control System (NCS), and a Power Control System (PCS) For the control, a transmission packet is generated using the data information input from the user through the UI and then transmitted to the gateway. The packet is transmitted to the corresponding device using the device ID and the address information of the packet information received from the receiver of the gateway The device can be controlled using the control information. At this time, if there is no response from the device even after a predetermined time passes after transmitting the packet, an interrupt is generated and the device status information is transmitted to the user via the UI output or the like. Here, the LCS receives the user input of each LCS environment element (LCS address, Action Time, Frequency, Duty Rate, On / Off Time, Intensity, etc.) through the UI screen, generates LCS Protocol transmission packet, It sends the LCS Control success to the server. In addition, the NCS receives the user input of each NCS environment element (LCS address, Action Time) through the UI screen, generates an NCS Protocol transmission packet and transmits it to the gateway. The gateway checks the communication state of the corresponding NCS, After transmitting the protocol packet, it transmits to the gateway whether the control of the NCS is successful. The PCS measures the power consumption of the k-mote attached to each device through the UI screen, transmits it to the server through the gateway, and controls each device on / off.

재배상태 표시부(150)는 재배조건 저장부(110)에 저장된 재배조건, 환경정보 감지부(120)에 의해 감지된 환경정보, 에너지정보 감지부(125)에 의해 감지된 에너지정보, 환경조건 조절부(130)에 의해 조절되는 환경조건 및 각 디바이스의 상태, 식물의 생장상태 등을 재배상태로 관리자 단말기(도시하지 않음)에 표시할 수 있다. 도 2에는 관리자 단말기에 표시되는 환경정보, 에너지정보, 환경조건, 식물생장 등의 상태에 대한 모니터링 화면의 예를 나타내었으며, 도 3에는 전체 재배단의 광량, 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 등의 평균정보와 각 환경제어용 디바이스의 상태정보를 모니터링하는 화면의 예를 나타내었다 이와 같이 관리자가 재배식물에 대한 환경정보, 주변의 실제 환경조건 등을 한 눈에 인식할 수 있도록 구성된 모니터링 화면에서 관리자가 어느 하나의 환경정보 또는 실제 환경조건을 선택하면, 도 4에 도시한 바와 같이 선택된 환경정보 또는 실제 환경조건 등에 대한 세부정보가 모니터링 화면으로 제공될 수도 있다. 또한, 재배상태 표시부(150)는 도 5에 도시한 바와 같이, 환경조건 조절부(130)에 대응하는 각각의 환경조절장치(공기조화기, 이산화탄소 공급기, 인공광원 등)에 대응하는 모니터링 화면을 관리자 단말기에 제공할 수 있으며, 관리자에 의해 설정된 값에 따라 해당 환경조건 조절부(130)의 환경조건을 조절할 수도 있다.The cultivation status display unit 150 displays cultivation conditions stored in the cultivation condition storage unit 110, environmental information sensed by the environmental information sensing unit 120, energy information sensed by the energy information sensing unit 125, The environmental condition, the status of each device, the growth condition of the plant, and the like controlled by the controller 130 can be displayed on the manager terminal (not shown) in the cultivation state. FIG. 2 shows an example of a monitoring screen for environmental information, energy information, environmental conditions, vegetation growth, and the like displayed on the administrator terminal, and FIG. 3 shows an example of a monitoring screen for the light amount, temperature, humidity, carbon dioxide, In the monitoring screen configured to allow the administrator to recognize the environmental information of the cultivated plant and the actual environmental conditions of the surroundings at a glance, If any one of the environmental information or the actual environmental condition is selected, detailed information about the selected environmental information or actual environmental condition and the like may be provided as a monitoring screen as shown in FIG. 5, the cultivation status display unit 150 displays a monitoring screen corresponding to each environmental conditioner (air conditioner, carbon dioxide supplier, artificial light source, etc.) corresponding to the environmental condition adjuster 130 And may adjust the environmental condition of the environmental condition adjusting unit 130 according to the value set by the administrator.

재배상태 표시부(150)는 데이터 모니터링 모듈 및 데이터 로깅 모듈을 통해 구현될 수 있다. 데이터 모니터링 모듈은 각 재배단 및 디바이스에 설치된 환경정보 수집용 EMS와 전력센서로부터 수집되어 데이터베이스에 저장된 환경정보(LUX, Temperature, Humidity, CO2 등), 디바이스별 에너지소비량(Device_ID, Device_name, W, Wh 등), 생육정보(Crop_ID, Crop_name, Recipe_ID, Start_date, End_date, Growth_stage 등)등을 UI의 각 재배단별 각 필드에 실시간 출력한다. 이때, 데이터 모니터링 모듈은 데이터베이스에 저장된 환경정보(Lux, Temperature, Humidity, CO2 등)를 UI의 각 필드에 실시간 출력하고, 데이터베이스에 저장된 각 기기별 에너지소비량(Device_ID, Device_name, W, Wh 등)과 전체 에너지소비량을 UI 에 실시간 출력하며, 데이터베이스에 저장된 식물의 생육정보(Crop_ID, Crop_name, Recipe_ID, Version, Start_date, End_date, Growth_stages 등)를 UI의 각 필드에 출력할 수 있다. The cultivation status display unit 150 may be implemented through a data monitoring module and a data logging module. The data monitoring module collects environment information (LUX, Temperature, Humidity, CO2, etc.) collected from the EMS and power sensor collected from the environment information installed in each reordering stage and device and stored in the database, energy consumption amount per device (Device_ID, Device_name, W, Wh Etc.), growth information (Crop_ID, Crop_name, Recipe_ID, Start_date, End_date, Growth_stage, etc.) in real time in each field of each cultivation unit of the UI. At this time, the data monitoring module outputs environmental information (Lux, Temperature, Humidity, CO2, etc.) stored in the database in real time in each field of the UI, and stores the energy consumption amount (Device_ID, Device_name, W, Wh, etc.) The total energy consumption is output to the UI in real time, and the growth information (Crop_ID, Crop_name, Recipe_ID, Version, Start_date, End_date, Growth_stages, etc.) of the plant stored in the database can be output to each field of the UI.

데이터 로깅 모듈은 각 재배단에 설치한 EMS와 각 디바이스에 연결한 전력센서로부터 수집된 환경정보 및 에너지소비 데이터, 그리고 디바이스별 상태정보를 사용자가 정해놓은 일정주기마다 일별 .csv 파일형태로 하드디스크에 저장하고 UI에 저장상태 확인메시지로 출력할 수 있다. 이때, 데이터 로깅 모듈은 각 Mini-Plant에 설치된 EMS로부터 일정주기(ex : 2min)마다 측정된 온도, 습도, 이산화탄소량을 “EMS_2011_09_18.txt” 형태로 서버에 저장하고, 에너지 소비장치인 LCS, NCS, HVAC의 k-mote로부터 측정된 실시간 에너지 소비량을 “Energy_2011_09_18.txt” 형태로 서버에 저장하며, LCS, NCS의 경우, 사용자 입력에 의해 정보가 변경될 때마다 “LCS_2011_09_18.txt”, “NCS_2011_09_18.txt” 형태로 디스크 공간에 저장하게 된다. 또한, LCS, NCS, EMS의 상태 정보를 점검하여 “Status_2011_09_18.txt” 파일내에 “Communication Success!” OR “Communication Failed!” 형태로 저장할 수 있다.The data logging module records environmental information and energy consumption data collected from the EMS installed at each reordering stage, the power sensor connected to each device, and the device-specific status information at regular intervals determined by the user. And can output the storage status confirmation message to the UI. At this time, the data logging module stores the temperature, humidity and carbon dioxide amount measured in a certain cycle (ex: 2min) from the EMS installed in each mini-plant in the form of "EMS_2011_09_18.txt" Real-time energy consumption measured from k-mote of HVAC is stored in the server in the form of "Energy_2011_09_18.txt". In the case of LCS and NCS, "LCS_2011_09_18.txt" and "NCS_2011_09_18.txt" are changed every time information is changed by user input. txt "in the form of disk space. In addition, status information of LCS, NCS and EMS can be checked and saved as "Communication Success!" OR "Communication Failed!" In "Status_2011_09_18.txt" file.

상태 촬영부(160)는 재배식물이 재배되는 영역을 촬영하는 카메라로 이루어질 수 있으며, 상태 촬영부(160)에 의해 촬영된 재배식물의 상태에 대한 영상은 재배상태 표시부(150)에 전송되어 함께 표시될 수도 있다. 즉, 상태 촬영부(160)는 도 6에 도시한 바와 같이, 각각의 재배식물이 재배되는 영역을 촬영하여 재배상태 표시부(150)로 전송한다. 이때, 도 7에 나타낸 바와 같이 도 5의 디바이스 제어화면에서 설정한 최저 및 최고 임계치 범위를 벗어난 경우, 사용자에게 알람을 통해 공지하는 화면이 나타날 수 있다. 또한, 도 8에 도시한 바와 같이, 식물재배완료 후 재배관리ID 및 재배단ID별 식물생육정보 및 환경정보, 에너지정보 전체를 모니터링하기 위한 화면이 생성될 수도 있으며, 도 9에 도시한 바와 같이 재배관리ID 및 재배단ID별 재배시 사용된 인공조명장치, 공조장치 등 각 디바이스의 일별 사용 트랜드를 모니터링 하기 위한 화면이 생성될 수도 있고, 도 10에 도시한 바와 같이 통신포트설정, ZigBee 채널 설정, 모니터링 출력을 위한 Watch Delay Time, 파일 출력을 위한 Log Delay Time 설정 등의 통신환경설정과 LCS(Light Control System), EMS(Environment Management System), NCS(Nutrient Control System), PCS(Power Control System), HVAC 등의 환경제어/계측용 디바이스의 등록 및 기본값 설정을 위한 화면이 생성될 수도 있다. 관리자는 도 11에 도시한 바와 같이 해당 재배식물에 대한 재배식물의 상태 영상을 선택함으로써 해당 재배식물에 대한 광조사 형태, 주변 상태 등을 실시간으로 점검할 수 있다.The state photographing unit 160 may be a camera for photographing an area where cultivated plants are grown and an image of the state of the cultivated plants photographed by the state photographing unit 160 is transmitted to the cultivation status display unit 150, May be displayed. That is, as shown in FIG. 6, the state photographing section 160 photographs an area in which each cultivated plant is grown and transmits it to the cultivation status display section 150. At this time, as shown in FIG. 7, when the minimum and maximum threshold values set in the device control screen of FIG. 5 are out of the range, a screen informing the user through an alarm may be displayed. Further, as shown in FIG. 8, a screen for monitoring the plant growth information, the environmental information, and the entire energy information by the cultivation management ID and the cultivation unit ID after the completion of plant cultivation may be generated. As shown in FIG. 9, A screen for monitoring daily usage trends of each device such as an artificial lighting apparatus and an air conditioner used for cultivation according to the cultivation management ID and the cultivating end ID may be generated, and as shown in FIG. 10, a communication port setting, a ZigBee channel setting (LCS), Environment Management System (EMS), Nutrient Control System (NCS), and Power Control System (PCS) , A screen for registering the environment control / measurement device such as HVAC and setting a default value may be generated. As shown in FIG. 11, the administrator selects the state image of the cultivated plant for the cultivated plant, and can check the irradiation type, the surrounding state, and the like of the cultivated plant in real time.

상태 촬영부(160)는 실시간 모니터링을 위한 IP 카메라와 연동하여 구현될 수 있다. 즉, 사용자가 Smart Farm Monitoring System UI 화면의 각 재배단에 위치한 카메라 아이콘을 클릭하면 시스템과 Direct로 연결된 실시간 영상 스트리밍 서버에 접속되어 식물의 생육상태, 디바이스 상태정보 등을 확인할 수 있는 생동감있는 동영상 정보를 제공할 수 있다. 이때, 인터넷 환경에 따른 서비스 제약 상황을 해결하기 위해 일정시간마다 정지영상을 캡쳐하여 영상 서버에 저장한 후 사용자의 선택에 따라 제공할 수 있다.The state photographing unit 160 may be implemented in cooperation with an IP camera for real-time monitoring. That is, when the user clicks a camera icon located at each rear end of the Smart Farm Monitoring System UI screen, a live video streaming server is connected to the system and directly connected to the system, so that live video and device status information Can be provided. At this time, in order to solve the service constraint situation according to the Internet environment, the still image may be captured at predetermined time intervals and stored in the image server, and then provided according to the user's selection.

생장 분석부(170)는 환경정보 감지부(120)에 의해 감지된 환경정보에 기초하여 재배식물의 생장을 분석한다. 이때, 재배조건 저장부(110)는 재배식물에 대한 일반적인 생장상태를 데이터베이스로 저장하며, 생장 분석부(170)는 환경정보 감지부(120)에 의해 감지된 환경정보에 따른 재배식물의 실제의 생장상태를 재배조건 저장부(110)에 저장된 생장상태와 비교할 수도 있다. 이 경우, 환경 제어부(140)는 생장 분석부(170)에 의해 비교된 결과와 에너지정보 감지부(125)에 의해 측정된 결과에 따라 환경조건 조절부(130)를 제어하여 재배식물에 대한 환경조건을 조절할 수도 있다. 또한, 재배상태 표시부(150)는 생장 분석부(170)에 의해 분석된 재배식물의 생장상태를 함께 표시할 수도 있다.The growth analysis unit 170 analyzes the growth of cultivated plants based on the environmental information sensed by the environmental information sensing unit 120. In this case, the cultivation condition storage unit 110 stores a general growth state of the cultivated plant as a database, and the growth analysis unit 170 analyzes the actual condition of the cultivated plant according to the environmental information sensed by the environmental information sensing unit 120 The growth condition may be compared with the growth condition stored in the cultivation condition storage unit 110. [ In this case, the environment control unit 140 controls the environmental condition adjusting unit 130 according to the result of the comparison by the growth analysis unit 170 and the result of the measurement by the energy information sensing unit 125, You can also adjust the conditions. The cultivation status display unit 150 may also display the growth status of the cultivated plant analyzed by the growth analysis unit 170. [

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 식물공장 에너지 통합관리 방법의 흐름도를 나타낸 도면이다.FIG. 12 is a flowchart illustrating a method for managing integrated energy of a plant plant according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 1 내지 도 12를 참조하면, 재배조건 저장부(110)는 재배식물에 대하여 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소 중 적어도 하나를 포함하는 재배조건을 데이터베이스로 저장한다(S810). 이때, 재배조건 저장부(110)는 재배식물의 종류 및 그 생육단계에 따라 요구되는 PPFD(Photosynthetic Photon Flux Density)를 재배조건으로 저장할 수도 있다. 1 to 12, the cultivation condition storage unit 110 stores a cultivation condition including at least one of light intensity (PPFD, illuminance), temperature, humidity, and carbon dioxide for a cultivated plant as a database (S810). At this time, the cultivation condition storage unit 110 may store PPFD (Photonic Photon Flux Density), which is required according to the type of cultivated plant and its growth stage, as cultivation conditions.

상태 촬영부(160)는 재배식물이 재배되는 영역을 촬영하는 카메라로 이루어질 수 있으며, 상태 촬영부(160)에 의해 촬영된 재배식물의 상태에 대한 영상은 재배상태 표시부(150)에 전송되어 함께 표시될 수도 있다(S820). The state photographing unit 160 may be a camera for photographing an area where cultivated plants are grown and an image of the state of the cultivated plants photographed by the state photographing unit 160 is transmitted to the cultivation status display unit 150, (S820).

환경정보 감지부(120)는 재배식물이 재배되는 영역에서의 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 등의 환경정보를 수집 및 감지한다(S830). 이를 위해 환경정보 감지부(120)는 재배식물이 재배되는 위치의 광량을 실시간으로 검출하는 광량 검출센서, 재배식물이 재배되는 영역의 온도를 실시간으로 검출하는 온도 검출센서, 재배식물이 재배되는 토양 및 공기 중의 수분을 실시간으로 검출하는 습도 검출센서, 재배식물이 재배되는 영역의 이산화탄소의 양을 실시간으로 검출하는 이산화탄소 검출센서, 재배식물이 재배되는 지하부 영역의 양액 성분과 그 양을 측정할 수 있는 pH, EC, 초음파센서 등을 구비할 수 있다. 이때, 재배조건 저장부(110)가 재배식물의 종류와 그 생육단계별 필요로 하는 PPFD를 재배조건으로 저장하는 경우, 환경정보 감지부(120)는 재배식물이 재배되는 영역에서의 환경정보를 실시간으로 수집하여 환경 제어부(140)를 통해 재배조건 저장부(110)의 재배조건과 비교될 수 있도록 한다.The environment information sensing unit 120 collects and senses environmental information such as light amount (PPFD, illuminance), temperature, humidity, carbon dioxide, nutrient solution in a cultivation plant cultivation area (S830). To this end, the environmental information sensing unit 120 includes a light amount detection sensor that detects in real time the amount of light at the position where the cultivated plant is grown, a temperature detection sensor that detects the temperature of the area where cultivated plants are grown in real time, A humidity sensor for detecting moisture in the air in real time, a carbon dioxide detection sensor for detecting in real time the amount of carbon dioxide in the cultivation area of cultivated plants, a sensor capable of measuring the amount of nutrients in the underground area where cultivated plants are grown, pH, EC, an ultrasonic sensor, and the like. In this case, when the cultivation condition storage unit 110 stores the type of cultivated plant and the PPFD required for each stage of cultivation as a cultivation condition, the environment information sensing unit 120 acquires environment information in the cultivated area in real time And can be compared with the cultivation conditions of the cultivation condition storage unit 110 through the environment control unit 140. [

또한, 에너지정보 감지부(125)는 영역의 주 에너지 소비원인 인공조명장치, 냉난방장치, 습도발생장치, 이산화탄소공급장치, 양액관련장치를 포함하는 각 디바이스별 에너지 소비량을 감지 및 수집하여 데이터베이스 내에 저장하고 모니터링 화면에 출력한다.The energy information sensing unit 125 senses and collects the energy consumption amount of each device including the artificial lighting device, the cooling / heating device, the humidity generating device, the carbon dioxide supplying device, and the nutrient solution related device, And displays it on the monitoring screen.

환경 제어부(140)는 환경정보 감지부(120)와 에너지정보 감지부(125)에 의해 감지된 환경정보를 재배조건 저장부(110)에 저장된 재배조건과 비교하며(S840), 비교된 결과에 따라 환경조건 조절부(130)를 제어하여 환경조건을 조절한다(S850). 즉, 환경 제어부(140)는 환경정보 감지부(120)를 통하여 재배식물이 재배되는 영역에 대한 광량(PPFD, 조도), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 등의 환경정보를 실시간으로 수집하며, 에너지정보 감지부(125)를 통하여 재배식물이 재배되는 영역에서 사용하고 있는 인공조명장치, 냉난방장치, 습도조절장치, 이산화탄소 공급장치 등의 각 디바이스별 에너지 사용량을 실시간으로 수집한다. 또한, 환경 제어부(140)는 수집된 환경정보 및 에너지정보를 재배조건 저장부(110)에 저장된 해당 재배식물에 대한 재배조건과 비교하고, 비교된 결과에 따라 재배식물이 재배되는 영역의 환경정보가 최소한의 에너지정보를 소비하면서 최적의 환경조건이 되도록 환경조건 조절부(130)를 제어하여 환경조건을 조절한다.The environment control unit 140 compares the environmental information sensed by the environment information sensing unit 120 and the energy information sensing unit 125 with the cultivation conditions stored in the cultivation condition storage unit 110 in operation S840, The environmental condition adjusting unit 130 is controlled to adjust the environmental condition (S850). That is, the environment control unit 140 collects environmental information such as light amount (PPFD, illuminance), temperature, humidity, carbon dioxide, nutrient solution, and the like for the cultivated area through the environment information sensing unit 120, The energy consumption amount of each device such as an artificial lighting device, an air conditioning and heating device, a humidity control device, and a carbon dioxide supply device, which are used in the cultivation area of cultivated plants, is collected in real time through the information sensing part 125. The environment control unit 140 compares the collected environmental information and the energy information with the cultivation conditions for the corresponding cultivated plant stored in the cultivation condition storage unit 110 and outputs environmental information of the cultivated plant in accordance with the comparison result Controls the environmental condition adjusting unit 130 so that the optimum environmental condition is satisfied while consuming minimum energy information.

생장 분석부(170)는 환경정보 감지부(120)에 의해 감지된 환경정보, 환경조건 조절부(130)에 의해 조절되는 환경조건 등에 기초하여 재배식물의 생장을 분석한다(S860). 이때, 재배조건 저장부(110)는 재배식물에 대한 일반적인 생장상태를 데이터베이스로 저장하며, 생장 분석부(170)는 환경정보 감지부(120)에 의해 감지된 환경정보에 따른 재배식물의 실제의 생장상태를 재배조건 저장부(110)에 저장된 생장상태와 비교할 수도 있다. 이 경우, 환경 제어부(140)는 생장 분석부(170)에 의해 비교된 결과에 따라 환경조건 조절부(130)를 제어하여 재배식물에 대한 환경조건을 조절할 수도 있다. 또한, 재배상태 표시부(150)는 생장 분석부(170)에 의해 분석된 재배식물의 생장상태를 함께 표시할 수도 있다.The growth analysis unit 170 analyzes the growth of the cultivated plant based on the environmental information sensed by the environmental information sensing unit 120, environmental conditions adjusted by the environmental condition adjuster 130, and the like (S860). In this case, the cultivation condition storage unit 110 stores a general growth state of the cultivated plant as a database, and the growth analysis unit 170 analyzes the actual condition of the cultivated plant according to the environmental information sensed by the environmental information sensing unit 120 The growth condition may be compared with the growth condition stored in the cultivation condition storage unit 110. [ In this case, the environment control unit 140 may control the environmental condition adjusting unit 130 according to the comparison result by the growth analyzing unit 170 to adjust the environmental conditions for the cultivated plant. The cultivation status display unit 150 may also display the growth status of the cultivated plant analyzed by the growth analysis unit 170. [

재배상태 표시부(150)는 재배조건 저장부(110)에 저장된 재배조건, 환경정보 감지부(120)에 의해 감지된 환경정보, 환경조건 조절부(130)에 의해 조절되는 환경조건 등의 상태, 및 환경 제어부(140)에 의해 제어되는 환경조건의 상태 등을 재배상태로 관리자 단말기에 표시할 수 있다(S870). The cultivation status display unit 150 displays cultivation conditions stored in the cultivation condition storage unit 110, environmental information sensed by the environment information sensing unit 120, environmental conditions regulated by the environmental condition regulator 130, And a state of an environmental condition controlled by the environment control unit 140 can be displayed on the manager terminal in a grown state (S870).

이로써, 관리자는 재배식물에 대한 환경정보, 환경조절상태 등을 통합적으로 모니터링 할 수 있으며, 각각의 재배식물에 대한 환경조건을 입력하여 해당 재배식물의 상태에 따른 환경조건을 수동으로 조절할 수도 있다.Accordingly, the administrator can integrally monitor the environmental information and the environmental control status of the cultivated plant, and can input the environmental condition of each cultivated plant and manually adjust the environmental condition according to the condition of the cultivated plant.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.The present invention is not necessarily limited to these embodiments, as all the constituent elements constituting the embodiment of the present invention are described as being combined or operated in one operation. That is, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively coupled to one or more of them. In addition, although all of the components may be implemented as one independent hardware, some or all of the components may be selectively combined to perform a part or all of the functions in one or a plurality of hardware. As shown in FIG. In addition, such a computer program may be stored in a computer-readable medium such as a USB memory, a CD disk, a flash memory, etc., and read and executed by a computer, thereby implementing embodiments of the present invention. As the storage medium of the computer program, a magnetic recording medium, an optical recording medium, a carrier wave medium, or the like may be included.

또한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 상세한 설명에서 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Furthermore, all terms including technical or scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined in the Detailed Description. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted to be consistent with the contextual meanings of the related art, and are not to be construed as ideal or overly formal, unless expressly defined to the contrary.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이며, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. In addition, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the scope of the present invention but to limit the scope of the technical idea of the present invention. Accordingly, the scope of protection of the present invention should be construed according to the claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

Claims (10)

재배식물의 종류 및 그 생육시기에 대한 광보상과 광포화에 이르는 PPFD(Photosynthetic Photon Flux Density), 온도, 습도, 이산화탄소, 양액 및 각 디바이스별 에너지 소비량을 포함하는 재배조건을 데이터베이스에 저장하는 재배조건 저장부;
상기 재배식물이 재배되는 영역에서의 광보상과 광포화에 이르는 PPFD(Photosynthetic Photon Flux Density), 온도, 습도, 이산화탄소 및 양액을 포함하는 환경정보를 감지하는 환경정보 감지부;
상기 재배식물이 재배되는 영역에서의 주 에너지 소비원인 인공조명장치, 냉난방장치, 습도발생장치, 이산화탄소공급장치 및 양액관련장치를 포함하는 각 디바이스별 에너지 소비정보를 감지하는 에너지정보 감지부;
상기 재배식물이 재배되는 영역에 대한 광보상과 광포화에 이르는 PPFD(Photosynthetic Photon Flux Density), 온도, 습도, 이산화탄소 및 양액을 포함하는 환경조건을 조절하는 환경조건 조절부;
상기 환경정보 감지부와 상기 에너지정보 감지부에 의해 각각 감지된 환경정보 및 에너지 정보를 상기 재배조건 저장부에 저장된 재배조건과 비교하여, 비교 결과에 따라 재배식물이 재배되는 영역의 환경정보가 최소한의 에너지를 소비하면서 재배식물에 대한 재배조건을 만족시키도록 상기 환경조건 조절부를 자동제어하는 환경 제어부;
상기 환경정보 감지부에 의해 감지된 환경정보에 따라 생장된 재배식물의 실제 생장상태를 상기 재배조건 저장부에 저장된 재배식물의 생장상태와 비교하는 생장 분석부;
상기 재배조건 저장부에 저장된 재배조건, 상기 환경정보 감지부에 의해 감지된 환경정보 및 상기 에너지정보 감지부에 의해 감지된 각 디바이스별 에너지 소비정보를 포함하는 재배상태를 표시하는 재배상태 표시부;
상기 재배식물의 상태를 실시간 촬영하여 동영상으로 제공하는 상태 촬영부를 포함하고,
상기 환경정보 감지부는 재배식물이 위치한 각 영역의 광량을 실시간으로 검출하기 위한 광량 검출센서, 재배식물이 재배되는 영역의 온도를 실시간으로 검출하기 위한 온도 검출센서, 재배식물이 재배되는 영역의 토양 및 공기 중의 수분을 실시간으로 검출하기 위한 습도 검출센서, 재배식물이 재배되는 영역의 이산화탄소의 양을 실시간으로 검출하기 위한 이산화탄소 검출센서, 재배식물이 재배되는 지하부 영역의 양액 성분과 그 양을 측정할 수 있는 pH, EC, 초음파센서를 구비하여 실시간으로 상기 재배식물이 재배되는 영역의 환경정보를 감지하며,
상기 재배상태 표시부는 상기 상태 촬영부에 의해 촬영되는 상기 재배식물의 상태와, 상기 생장 분석부에 의해 분석된 상기 재배식물의 생장을 함께 표시하고,
상기 환경조건 조절부는 LED(Light Emitting Diode) 또는 할로겐 조명으로 구성되는 인공광원을 통해서 상기 재배식물에 빛을 공급하며, 상기 인공광원의 주파수, 듀티비(Duty Rate), 광량, 조사시간 등을 조절할 수 있는 것인, 식물공장 에너지 통합관리 시스템.
Cultivation conditions to store the cultivation conditions in the database, including PPFD (photorefractive flux density), temperature, humidity, carbon dioxide, nutrient solution, and energy consumption by each device, ranging from optical compensation to optical saturation for the type of cultivated plant and its growing season A storage unit;
An environmental information sensing unit for sensing environmental information including PPFD (Photon Photon Flux Density), temperature, humidity, carbon dioxide, and nutrient solution for optical compensation and photo saturation in the cultivation area of the cultivated plant;
An energy information sensing unit for sensing energy consumption information of each device including an artificial lighting device, an air conditioning and heating device, a humidity generator, a carbon dioxide supply device, and a nutrient solution-related device in the area where the cultivated plant is cultivated;
An environmental condition regulating unit for regulating environmental conditions including PPFD (optical photon flux density), temperature, humidity, carbon dioxide and nutrient solution to optical compensation and light saturation for the cultivation area of the cultivated plant;
The environmental information and the energy information respectively sensed by the environment information sensing unit and the energy information sensing unit are compared with the cultivation conditions stored in the cultivation condition storage unit and the environment information of the cultivation area is minimized An environment control unit for automatically controlling the environmental condition adjusting unit so as to satisfy cultivation conditions for cultivated plants while consuming energy of the environment;
A growth analysis unit for comparing an actual growth state of a cultivated plant grown according to the environmental information sensed by the environmental information sensing unit with a growth condition of a cultivated plant stored in the cultivation condition storage unit;
A cultivation status display unit displaying a cultivation condition including cultivation conditions stored in the cultivation condition storage unit, environmental information sensed by the environment information sensing unit, and energy consumption information of each device sensed by the energy information sensing unit;
And a state photographing unit for photographing the state of the cultivated plant in real time and providing it as a moving picture,
The environmental information sensing unit includes a light amount detection sensor for detecting the light amount of each region in which the cultivated plant is located in real time, a temperature detection sensor for detecting the temperature of the region where cultivated plants are grown in real time, A humidity sensor for detecting moisture in the air in real time, a carbon dioxide detection sensor for detecting the amount of carbon dioxide in the cultivation area in real time, a nutrient solution component in the underground area where cultivated plants are grown, And an environment sensor for detecting environmental information of a region where the cultivated plant is cultivated in real time,
Wherein the cultivation state display unit displays together the state of the cultivated plant photographed by the state photographing unit and the growth of the cultivated plant analyzed by the growth analysis unit,
The environmental condition adjuster supplies light to the cultivated plant through an artificial light source composed of LED (Light Emitting Diode) or halogen light, and adjusts a frequency, a duty ratio, a light amount, and an irradiation time of the artificial light source Can be plant plant energy integrated management system.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101766913B1 (en) * 2016-03-24 2017-08-11 전라북도(농업기술원) System for producing gastrodia all year through ICT control about culture soil and culture room
KR20200063511A (en) 2018-11-28 2020-06-05 주식회사 지에스씨 Self-powered control system for controlled agriculture including energy storage system with solar energy for greenhouse

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITUB20151192A1 (en) * 2015-05-27 2016-11-27 Ferrari Farm Soc Agricola Srl 05025 Petrella Salto Ri / It "APPARATUS FOR AUTOMATIC MANAGEMENT OF A CULTIVATION RECIPE FOR THE PRODUCTION, IN HYDROPONIC TECHNOLOGY, OF VEGETABLES INTENDED FOR HUMAN FOOD"
KR102039744B1 (en) * 2018-06-30 2019-11-26 주식회사 엔씽 Control Method for Collecting and Analyzing Feed-back Control Data for Producing Control Conditions of Plant Growth Environment Conditions for Plant Factory
KR102430319B1 (en) 2020-01-20 2022-08-09 서우엠에스 주식회사 A smart-farm that based on cloud computing system for cultivating mushroom
KR102520267B1 (en) * 2020-09-24 2023-04-11 대한민국 Intergral control method according to seedling growth scheduling in plant factory type seedling production system
KR20220116669A (en) 2021-02-15 2022-08-23 농업회사법인 주식회사 참마루팜 A smart-farm system that is saving power to cultivate mushrooms
KR102339374B1 (en) * 2021-05-07 2021-12-14 김은진 System for providing augmented reality based plant pot custom-order service
KR102595159B1 (en) * 2021-08-20 2023-10-30 주식회사 유니크온 Wireless bluetooth mesh based ai manufacturing facility control system for energy saving and manufacturing efficiency enhancement

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101766913B1 (en) * 2016-03-24 2017-08-11 전라북도(농업기술원) System for producing gastrodia all year through ICT control about culture soil and culture room
KR20200063511A (en) 2018-11-28 2020-06-05 주식회사 지에스씨 Self-powered control system for controlled agriculture including energy storage system with solar energy for greenhouse

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