KR102411405B1

KR102411405B1 - 스마트 식생화분

Info

Publication number: KR102411405B1
Application number: KR1020200015224A
Authority: KR
Inventors: 장석균
Original assignee: 장석균
Priority date: 2020-02-07
Filing date: 2020-02-07
Publication date: 2022-06-20
Anticipated expiration: 2040-02-07
Also published as: KR20210101068A

Abstract

본 발명은 스마트 식생화분에 관한 것으로서, 식물이 식재되는 내통과, 내통을 수용하며 하부에 저수공간을 갖는 외통과, 외통에 장착된 물공급부와, 외통에 지지되어 내통에 식재된 식물에 광을 조사하는 광조사부와, 외통에 설치되어 조도를 검출하는 조도센서와, 내통에 장착되어 식물이 식재된 토양에 함유된 수분을 검출하는 수분센서와, 내통에 장착되어 식물이 식재된 토양의 온도를 검출하는 온도센서와, 조도센서, 수분센서 및 온도센서로부터 수신된 정보를 이용하여 광조사부, 물공급부의 구동을 제어하는 제어유니트와, 외통을 이동시킬 수 있게 결합되며 제어유니트에 제어되어 주행되는 주행부와, 상호 다른 위치에서 미세먼지 농도를 측정하여 위치정보 식별정보와 함께 설정된 주기마다 제어유니트에 송신하는 복수 개의 먼지센서를 구비하고, 제어유니트는 먼지센서로부터 검출된 미세먼지의 농도를 비교하고, 가장 미세먼지 농도가 높은 위치로 외통이 이동되게 주행부를 제어한다.

Description

스마트 식생화분{smart plant cultivation pot}

본 발명은 스마트 식생화분에 관한 것으로서, 상세하게는 식생 식물을 자율적으로 지원할 수 있도록 된 스마트 식생화분에 관한 것이다.

일반적으로, 가정이나 사무실을 비롯하여 다양한 실내 또는 실외에서 꽃이나 나무 등의 식물을 대지로부터 독립적으로 가꾸기 위하여 여러 가지의 형태와 디자인을 가진 화분을 이용하게 된다.

이러한 화분은 대개 식물이 식재된 상태로 구입하거나, 화분을 별도로 구입하여 원하는 식물을 식재하게 되는데, 화분에 식재된 식물은 광합성을 통해서 영양을 얻게 되므로, 식물이 제대로 성장하기 위해서 빛과 수분 등의 공급이 중요하다.

종래의 화분은 식물의 광합성 등을 위하여 햇빛이 드는 곳에 두어야 하는데, 이로 인해 장소에 따라 크게 영향을 받을 뿐만 아니라, 주기적인 관리 소홀로 인해 식물의 성장이 제대로 이루어지지 못하게 되는 문제가 있다.

또한, 종래의 화분은 배수 등에 의해 흙이 물과 함께 배출되어 화분받침대를 설치한다고 하더라도 주변을 오염시키는 문제가 있다.

식물을 재배하기 위한 재배장치의 일 예로 국내 등록특허 제10-0598013호에는 식물 재배기가 게시된 바 있다.

상기의 식물 재배장치는 통 형상으로 상부 개방형의 용기와, 투명한 관으로 되어 용기의 양측부를 관통하여 설치되며 저부에 배출구를 가지는 수평관 및 수평관의 일 측에 수직 연결되어 상부에 물투입구를 가지는 수직관으로 된 물공급수단과, 용기의 바닥부에 구비되는 히터 및 용기 외측에서 작동을 히터를 제어할 수 있도록 된 컨트롤러를 포함한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 식물 재배기는 식물의 자체 생육 지원기능이 없어 물이 공급되지 않은 상태로 장기간 방치시 식물이 고사하는 등 관리 소홀에 의해 식물이 죽을 수 있다.

한편, 최근에는 연중 미세먼지 농도가 높은 일수가 많아 지고 있어, 실내 오염 환경을 개선하기 위해 미세먼지 농도를 감소시킬 수 있는 식물이 식재된 화분 을 설치하는 추세이나, 화분 설치 위치가 고정되어 있어 화분으로부터 상대적으로 거리가 멀리 위치하면서 미세먼지 농도가 높은 곳에서는 미세먼지 저감 효과를 얻기 어려운 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 실내 미세먼지 농도 분포 정보에 따라 화분을 이동시켜 균형 있는 미세먼지 농도 저감 효과를 얻을 수 있는 스마트 식생화분을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 스마트 식생화분은 식물이 식재되는 내통과; 상기 내통을 수용하며 하부에 저수공간을 갖는 외통과; 상기 외통에 지지되게 장착되어 상기 외통에 저수된 물을 펌핑하여 상기 외통의 상부로 토출할 수 있게 공급관이 마련된 물공급부와; 상기 외통에 지지되어 상기 내통에 식재된 식물에 광을 조사하는 광조사부와; 상기 외통에 설치되어 조도를 검출하는 조도센서와; 상기 내통에 장착되어 식물이 식재된 토양에 함유된 수분을 검출하는 수분센서와; 상기 내통에 장착되어 식물이 식재된 토양의 온도를 검출하는 온도센서와; 상기 조도센서, 상기 수분센서 및 상기 온도센서로부터 수신된 정보를 이용하여 상기 광조사부, 상기 물공급부의 구동을 제어하는 제어유니트와; 상기 외통을 이동시킬 수 있게 결합되며 상기 제어유니트에 제어되어 주행되는 주행부와; 상호 다른 위치에서 미세먼지 농도를 측정하여 위치정보 식별정보와 함께 설정된 주기마다 상기 제어유니트에 송신하는 복수 개의 먼지센서;를 구비하고, 상기 제어유니트는 상기 먼지센서로부터 검출된 미세먼지의 농도를 비교하고, 가장 미세먼지 농도가 높은 위치로 상기 외통이 이동되게 상기 주행부를 제어한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 저수공간의 수위를 검출하는 수위센서와; 상기 제어유니트에 의해 제어되며 상기 외통에 장착되어 주변 공기를 냉각시켜 응결된 응축수를 상기 외통의 저수공간 또는 상기 내통의 식재공간 내로 공급하는 응축수 공급기;를 더 구비하고, 상기 제어유니트는 상기 수위센서에서 검출된 수위가 제1수위 미만이고, 상기 수분센서로부터 검출된 정보로부터 수분공급시기가 도래한 것으로 판단되면 상기 응축수 공급기가 가동되게 제어한다.

상기 응축수 공급기는 상기 외통의 상면에서 상기 저수공간으로 관통되게 형성된 주입홀의 가장자리를 따라 호형으로 접속되어 상방으로 경사지게 연장되되 상기 주입홀에 대해 노출되는 낙수 가이드면이 내측으로 인입된 호형홈을 갖게 상방으로 경사지게 연장되며 열전도성을 갖는 금속소재로 형성된 낙수가이드관과; 상기 낙수 가이드관의 상부에서 상기 낙수 가이드면 반대편에 장착되어 상기 낙수가이드관을 냉각시키는 열전소자;를 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 외통에 지지되어 상방으로 연장되되 구부림이 가능하게 형성된 구부림 지주와, 상기 구부림 지주 상단에 일단이 고정되게 배치되어 설정된 기준 온도 이하에서는 입사된 광을 상기 내통의 식재영역으로 반사시키고, 상기 기준온도보다 상승하면 입사된 광의 상기 식재영역으로의 조사비율이 상기 기준온도에 대한 조사율보다 감소되게 반사시키도록 굴곡 변형되는 반사면을 갖는 반사체를 갖는 집광 조정부;를 더 구비하고, 상기 집광 조정부의 상기 반사체는 바이메탈소재로 형성된다.

또한, 상기 제어유니트는 상기 먼지센서들로부터 수신된 미세먼지 농도를 위치정보와 매칭시킨 미세먼지농도 분포 정보를 설정된 주기마다 등록된 이동통신단말기로 송출되게 처리하고, 상기 이동통신 단말기는 수신된 미세먼지농도 분포 정보를 기억부에 기록하고, 열람요청신호가 수신되면 기록된 미세먼지농도 분포 정보를 표시부에 표시하여 제공한다.

본 발명에 따른 스마트 식생화분에 의하면, 미세먼지농도가 높은 곳으로 식생본체가 이동하여 미세먼지가 저감되게 지원할 수 있고, 자체 식생이 가능하게 작동할 수 있는 장점을 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 스마트 식생화분을 나타내 보인 도면이고,
도 2는 도 1의 스마트 식생 화분의 단면도이고,
도 3은 도 1의 스마트 식생화분의 제어계통을 나타내 보인 블록도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트 식생화분을 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 스마트 식생화분(100)은 식생본체(110), 주행부(130), 물공급부(150), 광조사부(160), 조도센서(171), 온도센서(173), 수분센서(175), 수위센서(177), 제어유니트(180)를 구비한다.

식생 본체(110)는 내통(112)과 외통(114)을 구비한다.

내통(112)은 식물이 식재될 수 있게 상부가 열린 식재공간을 갖게 형성되어 있고, 하부에는 배수홀이 형성되어 있다.

외통(114)은 내통(112)을 수용할 수 있게 상부가 열린 내부수용공간을 갖게 형성되어 있다.

외통(114)은 내통(112)을 저수 바닥면(115)으로부터 상방으로 이격되게 지지하도록 중간에 지지플레이트(116)가 형성되어 있고, 지지플레이트(116)로부터 하방으로 연장된 저수 바닥면(115)까지는 저수공간(117)으로 이용된다.

집광 조정부(120)는 외통(114)에 설치되어 온도에 따라 내통(112)의 식재영역 내로 조사되는 광의 조사비율을 조정할 수 있도록 되어 있다.

집광 조정부(120)는 식재식물이 정상적으로 생육될 수 있는 온도 조건의 환경에서는 외부로부터 유입되는 자연광 또는 실내의 조명등으로부터 조사되는 광이 식재식물로 최대한 조사되게 반사하여 후술되는 광조사부(160)의 가동을 최소화 할 수 있도록 마련되어 있다. 또한, 집광 조정부(120)는 식재 식물의 생육에 지장을 줄 수 있게 실내의 온도가 높은 경우 식재 식물로 조사되게 반사시키는 광을 줄일 수 있게 되어 있다.

집광 조정부(120)는 외통(114)에 지지되어 상방으로 연장되되 구부림이 가능하게 형성된 구부림 지주(122)와, 구부림 지주(122) 상단에 일단이 고정되게 배치되어 설정된 기준 온도 이하에서는 입사된 광을 내통(112)의 식재영역으로 반사시키고, 기준온도보다 상승하면 입사된 광의 내통(112)의 식재영역으로의 조사비율이 기준온도에 대한 조사율보다 감소되게 반사시키도록 굴곡 변형되는 반사면(124a)을 갖는 반사체(124)로 되어있다.

반사체(124)는 열팽창계수가 상호 다른 두개의 금속판이 접합되며 반사면(124a)이 온도 상승시 볼록하게 휘어지게 구축된 바이메탈소재로 형성된 것을 적용한다. 여기서 반체체(124)의 반사면은 반사율이 높은 소재로 코팅처리될 수 있다.

여기서, 구부림 지주(122)는 외부 입사광에 대한 식재식물로의 반사체(124)의 반사 방향 및 높이를 용이하게 조정할 수 있게 적용된 것이다.

이러한 구조에 의하면, 외부광의 식재식물로의 유입 효율을 향상시킬 수 있으면서, 식생본체(110)가 한여름의 태양광에 직접 노출되는 위치에 있거나, 가열기 주변의 고온 환경에 있는 경우 식재식물로의 광조사율이 감쇠되게 하여 열에 의한 고사를 방지할 수 있다.

주행부(130)는 외통(114)을 이동시킬 수 있게 외통(114) 하부에 결합된 주행바디(131)를 바퀴(132)의 정역 회전에 의해 주행할 수 있도록 되어 있다.

주행부(130)는 바퀴(132) 자체에 장착되며 제어유니트(180)에 제어되는 림모터에 의해 정역 회전에 의한 전후진 및 선택회전에 의한 선회를 지원하도록 구축될 수 있다.

응축수 공급기(140)는 제어유니트(180)에 의해 제어되며 외통(114)에 장착되어 주변 공기를 냉각시켜 응결된 응축수를 외통(114)의 저수공간으로 공급할 수 있도록 되어 있다.

응축수 공급기(140)는 낙수가이드관(142)과, 열전소자(144)로 구축되어 있다.

낙수가이드관(142)은 외통(114)의 상면에서 저수공간(117)으로 관통되게 형성된 주입홀(114a)의 가장자리를 따라 호형으로 접속되어 상방으로 경사지게 연장되되 주입홀(114a)에 대해 노출되는 낙수 가이드면(142a)이 내측으로 인입된 호형홈을 갖게 상방으로 경사지게 연장되며 열전도성을 갖는 금속소재로 형성되어 있다.

열전소자(144)는 낙수 가이드관(142)의 상부에서 낙수 가이드면(142a) 반대편에 장착되어 낙수가이드관(142)을 냉각시키는 열전소자(144)를 구비한다.

이러한 구조에 의하면 열전소자(144)의 낙수 가이드면(142a)과 접촉되는 부분이 냉각되게 가동되면 낙수 가이드관(142)도 함께 냉각되고, 그에 따라 낙수 가이드면(142a)의 표면에서 냉각되는 공기로부터 응결된 응축수는 낙수 가이드면(142a)을 따라 주입홀(114a)을 통해 저수공간(117)으로 공급된다.

도시된 예와 다르게 응축수 공급기(140)는 제어유니트(180)에 의해 제어되며 외통(114)에 장착되어 주변 공기를 냉각시켜 응결된 응축수를 내통(112)의 식재공간 내로 공급할 수 있도록 구축될 수 있음은 물론이다.

물공급부(150)는 외통(114)의 저수공간(115) 내에 지지되게 장착되어 저수된 물을 펌핑하는 펌프(P)(152)와, 펌프(152)로부터 외통(114)의 상부로 연장되어 내통(112)의 토양으로 공급된 물을 토출할 수 있게 된 공급관(154)으로 되어 있다. 공급관(154)의 외통(114)으로부터 상방으로 연장된 부분은 구부림에 의한 변형이 가능하게 굴곡지원관(154a)으로 형성되어 있다.

광조사부(160)는 외통(114)에 지지되어 내통(112)에 식재된 식물에 광을 조사할 수 있도록 되어 있다. 광조사부(160)는 제어유니트(180)에 의해 작동이 제어되며 공급된 전력에 의해 발광하는 발광다이오드가 광원으로서 적용될 수 있다. 광조사부(160)는 배터리(미도시)로부터 전력을 공급받을 수 있게 구축되면 된다.

조도센서(171)는 외통(114)에 설치되어 조도를 검출하고, 검출된 조도정보를 식생 제어부(185)에 제공한다.

온도센서(173)는 내통(112)에 장착되어 식물이 식재된 토양의 온도를 검출하여 식생제어부(185)에 제공한다.

수분센서(175)는 내통(112)에 장착되어 식물이 식재된 토양에 함유된 수분을 검출하여 식생 제어부(185)에 제공한다.

수위센서(s)(177)는 외통(114)의 저수공간(117)에 저수된 물의 수위를 검출하여 제어유니트(180)에 제공한다.

먼지 센서(210)는 식생 본체(110)가 설치되는 실내 환경 내에서 상호 다른 위치에 각각 설치되어 미세먼지 농도를 측정하고, 측정된 미세먼지 농도정보와 자신의 위치에 대응되는 위치정보 식별정보와 함께 설정된 주기마다 제어유니트(180)에 제공되게 송신한다.

제어유니트(180)는 조도센서(171), 온도센서(173), 수분센서(175) 및 수위센서(177) 및 먼지센서(210)로부터 수신된 정보를 이용하여 주행부(130), 광조사부(160), 펌프(152)구동을 제어한다.

제어유니트(180)는 식생통신부(187) 및 식생제어부(185)를 구비한다.

식생통신부(187)는 먼지센서(210)로부터 수신된 정보를 식생제어부(185)에 제공하고, 단말통신부(310)를 통해 이통통신 단말기(300)와 통신을 수행한다.

식생제어부(185)는 수위센서(177)에서 검출된 수위가 제1수위 미만이고, 수분센서(175)로부터 검출된 정보로부터 수분공급시기가 도래한 것으로 판단되면 응축수 공급기(140)가 가동되게 제어한다.

또한, 식생제어부(185)는 수위센서(177)에서 검출된 수위가 제1수위 이상이고, 수분센서(175)로부터 검출된 정보로부터 수분공급시기가 도래한 것으로 판단되면 온도센서(173)로부터 검출된 온도에 대응되게 설정된 수분 공급량이 공급되게 펌프(152)를 가동한다.

또한, 식생제어부(185)는 조도센서(171)에서 검출된 조도가 광조사 조건에 해당하고, 주간 시간에 해당하면 광조사부(160)가 가동되게 제어한다.

또한, 식생제어부(185)는 각 먼지센서(210)로부터 검출된 미세먼지의 농도를 비교하고, 가장 미세먼지 농도가 높은 위치로 식생본체(110)가 이동되게 주행부(130)를 제어한다. 여기서, 식생제어부(185)의 메모리(미도시)에는 각 먼지센서(210)의 위치 정보가 기록되어 있고, 각 바퀴(132)의 회전량을 검출함과 아울러 각 먼지센서(210)로부터 수신되는 신호의 세기 정보를 이용하여 목적지로 이동되게 제어하도록 구축될 수 있다.

또한, 식생제어부(185)는 먼지센서(210)들로부터 수신된 미세먼지 농도를 위치정보와 매칭시킨 미세먼지농도 분포 정보를 설정된 주기마다 등록된 이동통신단말기(300)로 식생통신부(187)를 통해 송출되게 처리한다.

식생제어부(185)는 이동통신 단말기(300)로부터 전송된 식생가이드 정보를 자체 메모리에 기록하고, 기록된 식생가이드 정보에 따라 물 공급주기 및 광조사량을 판단하여, 물공급부(150) 및 광조사부(160)이 가동을 제어한다.

이동통신 단말기(300)는 단말통신부(310), 조작부(320), 표시부(330), 단말제어부(340), 기억부(350)를 구비한다.

단말통신부(310)는 식생통신부(187)와 통신을 수행한다.

단말제어부(340)는 조작부(320)를 통해 설정된 기능을 수행되게 처리하고, 표시대상정보를 표시부(330)를 통해 표시한다. 단말제어부(340)는 제어유니트(180)로부터 단말통신부(310)를 통해 수신된 실내 미세먼지 분포 정보를 기억부(350)에 기록되게 처리한다.

기억부(350)에는 식생본체(110)에 식재된 식물의 육성 가이드 정보를 제공하는 식생지원부(360)와, 제어유니트(180)로부터 단말통신부(310)를 통해 수신된 실내 미세먼지 분포 정보가 기록된 실내 미세먼지 분포 기록부(370)가 마련되어 있다.

이러한 이동통신 단말기(300)는 제어유니트(180)로부터 수신된 미세먼지농도 분포 정보를 기억부(350)에 기록하고, 열람요청신호가 수신되면 기록된 미세먼지농도 분포 정보를 표시부(330)에 표시하여 제공한다. 따라서, 사용자는 이동통신 단말기(300)를 통해 실내 미세먼지 농도 분포 정보를 확인할 수 있고, 식생지원부(360)에 기록된 식생대상 식물 종류에 해당하는 식생 가이드 정보를 제어유니트(180)에 제공할 수 있다.

이상에서 설명된 스마트 식생화분에 의하면, 미세먼지농도가 높은 곳으로 식생본체가 이동하여 미세먼지가 저감되게 지원할 수 있고, 자체 식생이 가능하게 작동할 수 있는 장점을 제공한다.

110: 식생본체 112: 내통
114: 외통 130: 주행부
150: 물공급부 160: 광조사부
171: 조도센서 173: 온도센서
175: 수분센서 177: 수위센서
180: 제어유니트

Claims

삭제
식물이 식재되는 내통과;
상기 내통을 수용하며 하부에 저수공간을 갖는 외통과;
상기 외통에 지지되게 장착되어 상기 외통에 저수된 물을 펌핑하여 상기 외통의 상부로 토출할 수 있게 공급관이 마련된 물공급부와;
상기 외통에 지지되어 상기 내통에 식재된 식물에 광을 조사하는 광조사부와;
상기 외통에 설치되어 조도를 검출하는 조도센서와;
상기 내통에 장착되어 식물이 식재된 토양에 함유된 수분을 검출하는 수분센서와;
상기 내통에 장착되어 식물이 식재된 토양의 온도를 검출하는 온도센서와;
상기 조도센서, 상기 수분센서 및 상기 온도센서로부터 수신된 정보를 이용하여 상기 광조사부, 상기 물공급부의 구동을 제어하는 제어유니트와;
상기 외통을 이동시킬 수 있게 결합되며 상기 제어유니트에 제어되어 주행되는 주행부와;
상호 다른 위치에서 미세먼지 농도를 측정하여 위치정보 식별정보와 함께 설정된 주기마다 상기 제어유니트에 송신하는 복수 개의 먼지센서;를 구비하고,
상기 제어유니트는 상기 먼지센서로부터 검출된 미세먼지의 농도를 비교하고, 가장 미세먼지 농도가 높은 위치로 상기 외통이 이동되게 상기 주행부를 제어하고,
상기 저수공간의 수위를 검출하는 수위센서와;
상기 제어유니트에 의해 제어되며 상기 외통에 장착되어 주변 공기를 냉각시켜 응결된 응축수를 상기 외통의 저수공간 또는 상기 내통의 식재공간 내로 공급하는 응축수 공급기;를 더 구비하고,
상기 제어유니트는 상기 수위센서에서 검출된 수위가 제1수위 미만이고, 상기 수분센서로부터 검출된 정보로부터 수분공급시기가 도래한 것으로 판단되면 상기 응축수 공급기가 가동되게 제어하는 것을 특징으로 하는 스마트 식생화분.
제2항에 있어서, 상기 응축수 공급기는
상기 외통의 상면에서 상기 저수공간으로 관통되게 형성된 주입홀의 가장자리를 따라 호형으로 접속되어 상방으로 경사지게 연장되되 상기 주입홀에 대해 노출되는 낙수 가이드면이 내측으로 인입된 호형홈을 갖게 상방으로 경사지게 연장되며 열전도성을 갖는 금속소재로 형성된 낙수가이드관과;
상기 낙수 가이드관의 상부에서 상기 낙수 가이드면 반대편에 장착되어 상기 낙수가이드관을 냉각시키는 열전소자;를 구비하는 것을 특징으로 하는 스마트 식생화분.
제3항에 있어서, 상기 외통에 지지되어 상방으로 연장되되 구부림이 가능하게 형성된 구부림 지주와, 상기 구부림 지주 상단에 일단이 고정되게 배치되어 설정된 기준 온도 이하에서는 입사된 광을 상기 내통의 식재영역으로 반사시키고, 상기 기준온도보다 상승하면 입사된 광의 상기 식재영역으로의 조사비율이 상기 기준온도에 대한 조사율보다 감소되게 반사시키도록 굴곡 변형되는 반사면을 갖는 반사체를 갖는 집광 조정부;를 더 구비하고, 상기 집광 조정부의 상기 반사체는 바이메탈소재로 형성된 것을 특징으로 하는 스마트 식생화분.
제4항에 있어서, 상기 제어유니트는 상기 먼지센서들로부터 수신된 미세먼지 농도를 위치정보와 매칭시킨 미세먼지농도 분포 정보를 설정된 주기마다 등록된 이동통신단말기로 송출되게 처리하고,
상기 이동통신 단말기는 수신된 미세먼지농도 분포 정보를 기억부에 기록하고, 열람요청신호가 수신되면 기록된 미세먼지농도 분포 정보를 표시부에 표시하여 제공하는 것을 특징으로 하는 스마트 식생화분.