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KR-20260061787-A - Solar Light Reflection System for Controlling Fruit Tree Insolation and Method for Controlling Fruit Tree Insolation Using the Same

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Abstract

본 발명은 조도센서를 이용해 과수 주변의 일조량을 실시간으로 측정하고, 반사부를 통해 과수 전체에 일조량이 고르게 공급될 수 있도록 한 과수 일조량 조절을 위한 태양광 반사 시스템 및 과수 일조량 자동 조절 방법에 관한 것이다. 이를 위해, 과수 주변의 조도를 감지하여 측정하는 조도센서; 상기 과수 둘레를 따라 이동하며, 상기 과수를 향해 빛을 반사하는 반사부; 및 상기 조도센서를 통해 측정된 데이터를 바탕으로, 조도가 낮은 부위로 빛을 반사하도록 상기 반사부의 위치를 제어하는 제어부를 포함하는 과수 일조량 조절을 위한 태양광 반사 시스템을 제공한다.

Inventors

  • 이명훈
  • 여현
  • 김승재

Assignees

  • 국립순천대학교산학협력단

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20241028

Claims (10)

  1. 과수 주변의 조도를 감지하여 측정하는 조도센서; 상기 과수의 둘레를 따라 이동하며, 상기 과수를 향해 빛을 반사하는 반사부; 및 상기 조도센서를 통해 측정된 데이터를 바탕으로, 조도가 낮은 부위로 빛을 반사하도록 상기 반사부의 위치를 제어하는 제어부를 포함하는, 과수 일조량 조절을 위한 태양광 반사 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반사부는 거울을 포함하는, 과수 일조량 조절을 위한 태양광 반사 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 과수 둘레를 따라 형성된 레일을 포함하고, 상기 반사부는, 상기 레일을 따라 주행하는 주행부를 더 포함하는, 과수 일조량 조절을 위한 태양광 반사 시스템.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 반사부는, 상기 과수를 향해 틸팅이 가능한 틸팅부를 더 포함하는, 과수 일조량 조절을 위한 태양광 반사 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 반사부는 복수로 형성되는, 과수 일조량 조절을 위한 태양광 반사 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 반사부의 가동 정보를 관리자의 단말기에 전송하는, 과수 일조량 조절을 위한 태양광 반사 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 조도센서는 실시간으로 상기 과수 주변의 조도를 측정하여 상기 제어부에 전송하고, 상기 제어부는 상기 조도센서로부터 실시간으로 수집된 조도 데이터를 바탕으로 상기 반사부의 위치를 조정하여 상기 과수 주변의 일조량이 최적화되도록 제어하는, 과수 일조량 조절을 위한 태양광 반사 시스템.
  8. (a)과수 주변의 조도를 실시간으로 측정하여 조도 값을 제어부에 전달하는 단계; (b)제어부는 설정 값과 상기 조도 값을 비교하는 단계; (c)상기 조도 값이 상기 설정 값 미만인 일조량 부족 위치가 발생한 경우, 상기 제어부는 상기 일조량 부족 위치로 반사부를 이동시키고 상기 반사부의 각도를 제어하여 빛을 반사시키는 단계; 및 (d)상기 제어부는 정해진 시간이 지나면, 상기 반사부를 원위치시키는 단계를 포함하는, 과수 일조량 자동 조절 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 (d)단계는, 상기 제어부가 상기 반사부의 빛이 과수를 향하지 않도록 상기 반사부의 각도를 제어하는 것을 포함하는, 과수 일조량 자동 조절 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 반사부는 복수로 제공되고, 상기 (c)단계에서 상기 제어부는 복수의 반사부를 각각 제어하는 것을 특징으로 하는, 과수 일조량 자동 조절 방법.

Description

과수 일조량 조절을 위한 태양광 반사 시스템 및 이를 이용한 과수 일조량 조절 방법{Solar Light Reflection System for Controlling Fruit Tree Insolation and Method for Controlling Fruit Tree Insolation Using the Same} 본 발명은 과수 주변의 조도를 측정하고, 조도 측정 값을 바탕으로 과수 전체에 일조량이 고르게 공급될 수 있도록 한 과수 일조량 조절을 위한 태양광 반사 시스템 및 이를 이용한 과수 일조량 조절 방법에 관한 것이다. 과수 재배에서 일조량은 과일의 품질과 수확량에 직접적인 영향을 미치는 중요한 요소이다. 충분한 일조량은 광합성을 촉진하여 과실의 생장, 당도, 색상 발현 등에 필수적이다. 한편, 나무의 외곽부에 위치한 과일들은 충분한 일조량을 받는 반면, 나무 안쪽에 위치한 과일들은 나뭇잎과 가지 등의 장애물로 인해 상대적으로 적은 일조량을 받는다. 이러한 현상은 과수원 중앙부에 위치한 나무들에게서 더욱 두드러진다. 나무 중앙부는 주변 나무들에 의해 그늘이 지며, 과일의 성장이 불균형적으로 이루어질 수 있다. 이와 같은 일조량 불균형은 과일의 당도, 색상, 크기, 성숙도에 영향을 미쳐 최종 생산물의 품질을 저하시킬 수 있다. 특히, 균일한 품질의 과일 생산이 요구되는 상업적 과수 재배 환경에서는 이러한 일조량 불균형 문제가 심각한 생산성 저하로 이어질 수 있다. 또한, 과일의 수확 시기가 일관되지 않아 수확 관리의 복잡성이 증가할 수 있다. 따라서, 과수 내부 및 중앙부에 위치한 과일들이 충분한 일조량을 받을 수 있도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있으며, 이를 통해 과수 전체에 균일한 성장을 유도하고, 고품질의 과일을 안정적으로 생산할 수 있는 환경을 조성할 필요가 있다. 도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 과수 일조량 조절을 위한 태양광 반사 시스템을 나타낸 구성도이다. 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 과수 일조량 조절을 위한 태양광 반사 시스템이 과수 주변에 설치된 상태를 나타낸 도면이다. 도 3은 도 2의 “A”부를 확대하여 나타낸 요부 도면이다. 도 4a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 과수 일조량 조절을 위한 태양광 반사 시스템의 반사부가 과수를 향해 빛을 반사하고 있는 상태를 나타낸 도면이다. 도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 과수 일조량 조절을 위한 태양광 반사 시스템의 반사부가 지면을 향하고 있는 상태를 나타낸 도면이다. 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 과수 일조량 조절을 위한 태양광 반사 시스템을 이용해 과수 일조량을 자동으로 조절하는 과정을 나타낸 순서도이다. 이하, 과수 일조량 조절을 위한 태양광 반사 시스템 및 이를 이용한 과수 일조량 조절 방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 이하의 설명에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하, 첨부된 도 1 내지 도 4b를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 과수 일조량 조절을 위한 태양광 반사 시스템에 대하여 먼저 설명하도록 한다. 과수 일조량 조절을 위한 태양광 반사 시스템은 과수 주변의 일조량을 실시간으로 측정하여 일조량이 부족한 부위에 자연광을 임의로 반사시켜 과수 전체에 일조량이 균일하게 공급할 수 있다. 과수 일조량 조절을 위한 태양광 반사 시스템은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 레일(100)과, 조도센서(200)와, 반사부(300)와, 제어부(400)와, 관리자 단말기(500)를 포함할 수 있다. 레일(100)은 반사부(300)의 위치 조절을 위한 경로를 제공하며, 도 2에 도시된 바와 같이, 과수의 둘레를 따라 형성될 수 있다. 본 발명은 반사부(300)가 위치를 이동하면서 과수에 빛을 반사시켜 과수에 공급되는 일조량을 고르게 공급하기 위한 것으로, 레일(100)은 반사부(300)의 위치 이동을 위한 경로를 제공하는 역할을 한다. 조도센서(200)는 과수 주변의 조도를 감지하여 과수 주변에 공급되는 일조량을 실시간으로 측정한다. 즉, 과수의 위치, 계절, 시간에 따른 태양의 위치 변화로 인해, 일조량은 과수 전체에 균일하게 공급되기 어려우므로, 조도센서(200)는 과수 주변의 조도를 실시간으로 감지하여 제어부(400)에 전달함으로써, 반사부(300)의 위치를 제어하는 데 도움을 주는 역할을 수행할 수 있다. 조도센서(200)의 개수는 한정되지 않으며, 과수 주변에 공급되는 일조량 감지에 있어 사각 지대가 발생하지 않도록 과수의 둘레를 따라 복수로 마련될 수 있다. 이때, 조도센서(200)는 레일(100)의 하부에 형성될 수 있다. 또한, 조도센서(200)는 공지의 기술이 적용될 수 있다. 다음으로, 반사부(300)는 과수를 향해 태양으로부터 조사되는 빛, 즉 자연광을 반사시키는 역할을 하며, 레일(100)을 따라 주행하도록 형성될 수 있다. 반사부(300)는 빛을 반사시키는 수단으로써 거울(300a)을 포함할 수 있으나, 거울에 한정되지 않고 빛을 반사시킬 수 있는 것이면 무방하다. 반사부(300)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 주행부(310)와, 배터리(320)와, 틸팅부(330)를 포함할 수 있다. 주행부(310)는 레일(100)을 따라 주행하면서 반사부(300)의 위치를 조절하는 역할을 하며, 상면에는 거울(300a) 및 틸팅부(330)를 형성할 수 있다. 이를 위해, 주행부(310)는 평평한 상면을 형성하고, 상면의 양 측으로부터 하 측으로 연장된 측면을 형성할 수 있다. 즉, 주행부(310)는 도 3에 도시된 바와 같이, 채널(Channel) 형태의 단면을 갖도록 형성될 수 있는 것이다. 또한, 주행부(310)는 측면에 레일(100)의 측부를 따라 구를 수 있는 롤러(311)를 형성할 수 있으며, 롤러(311)는 주행부(310)의 측면을 따라 복수로 제공될 수 있다. 이때, 도시되지는 않았지만, 롤러(311)는 모터를 통해 회전되도록 이루어질 수 있다. 배터리(320)는 롤러(311)의 작동을 위한 모터에 전력을 공급하며, 충전이 가능한 2차 전지로 이루어질 수 있다. 이때, 배터리(320)는 도 3에 도시된 바와 같이, 주행부(310)의 측면에 형성된 슬롯(312)에 탈착 가능하게 형성될 수 있다. 틸팅부(330)는 거울(300a)의 각도를 조절하며, 주행부(310)의 상면에 고정될 수 있다. 틸팅부(330)는 거울(300a)의 반사각을 조절하는 데 사용되는 구성 요소로써, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 전후좌우로 회전 가능한 틸팅부(330)를 예시로 하여 설명하기로 한다. 틸팅부(330)는 도 3에 도시된 바와 같이, 고정 브라켓(331)과, 고정 브라켓(331)에 축 결합되어 과수를 향해 회동될 수 있도록 형성되는 제1 회동부(332)와, 제1 회동부(332)에 축 결합되어 주행부(310)의 주행 방향으로 회동될 수 있도록 형성되며 거울(300a)이 설치된 제2 회동부(333)를 포함할 수 있다. 이때, 제2 회동부(333)는 제1 회동부(332)를 기준으로 회동하면서, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 과수를 향한 빛 반사 각도를 조절할 수 있다. 또한, 도시되지는 않았지만, 제2 회동부(333)와 거울(300a) 사이에 360도 회전할 수 있는 유니버설 조인트(미도시)를 더 구성하여, 거울(300a)의 각도를 세밀하게 제어할 수도 있다. 한편, 복수의 반사부(300)는 후술하는 제어부를 개별적으로 움직이도록 형성될 수 있다. 다음으로, 제어부(400)는 반사부(300)의 위치를 제어하는 역할을 한다. 제어부(400)는 조도센서(200)로부터 실시간으로 감지되는 과수 주변의 조도 데이터를 분석하여, 기 설정값 또는 주변 조도의 평균값에 비해 낮은 조도 값을 갖는 위치에 반사부(300)를 이동시키는 제어를 수행하는 것이다. 이때, 제어부(400)는 주행부(310)의 주행을 제어할 수 있으며, 틸팅부(330)의 제1 회동부(332) 및 제2 회동부(333) 작동을 제어할 수 있다, 다음으로, 관리자 단말기(500)는 과수에 공급되는 일조량 및 다양한 제반 사항을 제어부(400)로부터 전달받아, 관리자가 과수 일조 공급 진행 현황을 실시간으로 모니터링 할 수 있게 해준다. 즉, 제어부(400)는 반사부(300)의 현 위치, 과수의 위치에 따른 조도 데이터 등을 통신수단을 통해 관리자 단말기(500)에 전달함으로써, 관리자는 본인의 위치에 관계없이 과수 일조 공급 진행 현황을 실시간으로 파악할 수 있는 것이다. 이하, 상기한 구성으로 이루어진 과수 일조량 조절을 위한 태양광 반사 시스템을 이용하여 과수에게 공급되는 일조량을 조절하는 과정에 대하여 첨부된 도 5를 참조하여 설명하도록 한다. 먼저 조도센서(200)는 실시간으로 과수 주변의 조도를 측정한다. (S100) 이후, 조도센서(200)는 측정한 과수 주변의 조도 값을 제어부(400)에 전달한다. 이때, 제어부(400)는 과수 주변에 위치한 각 조도센서(200)로부터 실시간으로 전달된 조도 값을 분석하여, 일조량이 평균 조도 값에 못 미치는 위치를 파악한다. (S200) 이후, 제어부(400)는 주행부(310)의 롤러(311)를 구동시켜 반사부(300)를 일조량이 평균 조도 값에 못 미치는 위치로