KR102400496B1 - Smart farm, smart farm management method and apparatus - Google Patents
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Abstract
스마트 팜과, 그 관리 방법 및 시스템이 개시된다. 본 개시의 일 실시 예에 따른 스마트 팜 관리 방법은, 미생물에 의해 분해된 어류로부터의 배설물이나 수조 잔존물을 포함한 수조의 물을 식물 재배부에 공급하는 어류 양식부의 수조 환경을 감지하는 단계와, 어류 양식부의 상단 측에 구비되어 어류 양식부로부터 공급 받은 물이 식물들에 의해 정화된 물을 어류 양식부에 공급하는 식물 재배부의 식물 재배 환경을 감지하는 단계와, 식물 재배부에 광원을 제공하는 조명부의 조명 정보를 감지하는 단계와, 수조 환경, 식물 재배 환경 및 조명 정보 중 적어도 하나 이상에 기초하여, 어류 양식부 및 식물 재배부의 환경이 설정 조건으로 유지되도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.A smart farm, and a management method and system thereof are disclosed. A smart farm management method according to an embodiment of the present disclosure includes the steps of: sensing the environment of a fish farming unit that supplies a water tank including excrement or tank remnants from a fish decomposed by microorganisms to a plant cultivation unit; A lighting unit that is provided on the upper side of the aquaculture unit and provides a light source to the plant cultivation unit, the step of sensing the plant cultivation environment of the plant cultivation unit, where the water supplied from the fish farming unit supplies water purified by the plants to the fish farming unit; It may include the step of sensing the lighting information of, and based on at least one of the tank environment, plant cultivation environment, and lighting information, controlling the environment of the fish farming unit and the plant cultivation unit to be maintained as a set condition.
Description
본 개시는 아쿠아포닉스(Aquaponics) 식물 재배 기법을 기반으로 하여 원격 및 자동으로 생육환경을 최적의 상태로 관리할 수 있도록 하는 스마트 팜과, 그 관리 방법 및 장치에 관한 것이다.The present disclosure relates to a smart farm capable of remotely and automatically managing a growing environment in an optimal state based on an aquaponics plant cultivation technique, and a management method and apparatus thereof.
스마트 팜이란 자동화된 설비와 정보통신기술을 농업에 활용하여 시간과 공간의 제약 없이 생육환경을 최적의 상태로 제어 및 관리하는 농장을 의미한다. 스마트 팜은 환경이 완벽히 구현될 경우 농업의 생산과 유통, 소비 등 전 과정에 걸친 생산성 및 효율성, 품질향상 등을 기대할 수 있기 때문에 농업 경쟁력 강화와 함께 농가소득을 증대시키고 농업인들의 삶의 질 향상을 위해 활발히 연구되고 있는 분야이다.Smart farm refers to a farm that optimally controls and manages the growing environment without time and space restrictions by using automated facilities and information and communication technology for agriculture. If the environment is perfectly implemented, smart farms can be expected to improve productivity, efficiency, and quality throughout the entire process of agricultural production, distribution and consumption. It is an area that is being actively researched.
또한 최근에는 환경 및 유기농 등에 대한 관심이 높아짐에 따라 가정에서도 채소 등을 재배하는 경우가 많아지고 있다. 이에, 스마트 팜은 농작물 생산을 위해서만 사용되지 않고, 가정과 같은 다소 협소한 실내 공간에서의 식물 재배를 위해서도 적용되고 있다.Also, in recent years, as interest in the environment and organic farming increases, there are more cases of growing vegetables at home. Accordingly, the smart farm is not only used for crop production, but is also applied for plant cultivation in a rather narrow indoor space, such as at home.
한편, 아쿠아포닉스(Aquaponics)란 수산양식(Aquaculture)과 농업방식 중 수경재배(Hydroponic)를 융합한 생산시스템으로, 수산양식과정에서 만들어진 사육수 내에 생성되는 각종 무기물질들을 식물이 성장 영양소로 흡수하면서 사육수질정화와 식물성장이 지속적으로 이루어지며 사육수를 계속 재사용하면서 수산양식과 농작물재배를 동시에 실시할 수 있는 생태계 물의 순환을 기반으로 한 유기생산법이다.On the other hand, aquaponics is a production system that combines aquaculture and hydroponic culture among agricultural methods. Plants absorb various inorganic substances generated in breeding water made during aquaculture as growth nutrients. It is an organic production method based on the circulation of water in the ecosystem that can continuously purify breeding water and grow plants while continuously reusing breeding water while simultaneously carrying out aquaculture and crop cultivation.
이러한 아쿠아포닉스는 다양한 친환경 농업기술 중에서도 농업과 기술이 결합한 가장 대표적인 친환경 순환농법으로, 지속가능하고 친환경적인 농업이면서 미래산업의 중요한 가치인 '순환'과 '재생'이라는 키워드를 지닌 농법이다. Among various eco-friendly agricultural technologies, aquaponics is the most representative eco-friendly circular farming method that combines agriculture and technology. It is a sustainable and eco-friendly farming method with the keywords 'circulation' and 'regeneration', which are important values of future industries.
따라서, 스마트 팜과 아쿠아포닉스를 접목한 농업 기술에 대하여 앞으로 더 개발될 전망이며, 가정에서도 용이하게 적용 가능하도록 개발될 필요성이 있다. Therefore, it is expected that agricultural technology combining smart farm and aquaponics will be further developed in the future, and there is a need to be developed so that it can be easily applied at home.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.The above-mentioned background art is technical information that the inventor possessed for the derivation of the present invention or acquired in the process of derivation of the present invention, and cannot necessarily be said to be a known technique disclosed to the general public prior to the filing of the present invention.
본 개시의 실시 예의 일 과제는, 아쿠아포닉스 식물 재배 기법을 기반으로 하여 원격 및 자동으로 생육환경을 최적의 상태로 관리할 수 있도록 하는데 있다.An object of an embodiment of the present disclosure is to remotely and automatically manage a growing environment in an optimal state based on an aquaponics plant cultivation technique.
본 개시의 실시 예의 일 과제는, 아파트의 베란다와 같은 협소한 공간에서도 간편하게 식물을 재배할 수 있도록 하는데 있다.One object of the embodiment of the present disclosure is to make it possible to easily grow plants even in a narrow space such as a veranda of an apartment.
본 개시의 실시 예의 일 과제는, 식물 성장에 적합한 파장의 조명과 내부 온도제어를 통해 식물 성장에 최적의 조건을 제공할 수 있도록 하는데 있다.One object of the embodiment of the present disclosure is to provide optimal conditions for plant growth through illumination of a wavelength suitable for plant growth and internal temperature control.
본 개시의 실시 예의 일 과제는, 식물이 자라는 과정을 관찰할 수 있도록 하여 아이들의 농촌체험을 위한 학습 효과에 도움을 줄 수 있도록 하는데 있다.One task of the embodiment of the present disclosure is to help the learning effect for children's rural experience by allowing the process of plant growth to be observed.
본 개시의 실시 예의 일 과제는, 가정용 제품에 ICT(Information and Communications Technology) 기술을 접목하여 언제 어디서나 식물 재배 상태를 관리할 수 있도록 하는데 있다.An object of the embodiment of the present disclosure is to apply Information and Communications Technology (ICT) technology to household products to manage plant cultivation conditions anytime, anywhere.
본 개시의 실시 예의 일 과제는, 식물 재배 상태를 파악할 수 있는 센서를 설치하여 최적의 상태로 자동 관리가 가능하도록 하며, 어플리케이션과 연동하여 사물인터넷(IoT, Internet of Things) 제품으로 활용 가능하도록 하는데 있다.One task of the embodiment of the present disclosure is to install a sensor that can understand the plant cultivation state to enable automatic management in an optimal state, and to link with an application to be utilized as an Internet of Things (IoT) product. there is.
본 개시의 실시 예의 일 과제는, 인공지능 및/또는 기계학습 알고리즘을 이용하여 생육환경 및 개별 사용자에 대응하는 맞춤형 관리가 가능하도록 하는데 있다.An object of the embodiments of the present disclosure is to enable customized management corresponding to the growing environment and individual users using artificial intelligence and/or machine learning algorithms.
본 개시의 실시예의 목적은 이상에서 언급한 과제에 한정되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시 예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 알 수 있을 것이다. The object of the embodiment of the present disclosure is not limited to the above-mentioned tasks, and other objects and advantages of the present invention not mentioned may be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiment of the present invention will be. It will also be appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by means of the instrumentalities and combinations thereof indicated in the claims.
본 개시의 일 실시 예에 따른 스마트 팜 관리 방법은, 아쿠아포닉스 식물 재배 기법을 기반으로 하여 원격 및 자동으로 생육환경을 최적의 상태로 관리할 수 있도록 하는 단계를 포함할 수 있다.The smart farm management method according to an embodiment of the present disclosure may include the step of remotely and automatically managing a growing environment in an optimal state based on an aquaponics plant cultivation technique.
구체적으로 본 개시의 일 실시 예에 따른 스마트 팜 관리 방법은, 내부에 어류가 서식할 수 있는 수조를 포함하여, 미생물에 의해 분해된 어류로부터의 배설물이나 수조 잔존물을 포함한 수조의 물을 식물 재배부에 공급하는 어류 양식부의 수조 환경을 감지하는 단계와, 식물들 각각이 지지되도록 형성된 지지대를 포함하여 식물 재배가 가능하도록 설치되고, 어류 양식부의 상단 측에 구비되어 어류 양식부로부터 공급 받은 물이 식물들에 의해 정화된 물을 어류 양식부에 공급하는 식물 재배부의 식물 재배 환경을 감지하는 단계와, 식물 재배부의 상단 측에 상하 이동 가능하도록 구비되어 식물 재배부에 광원을 제공하는 조명부의 조명 정보를 감지하는 단계와, 어류 양식부의 수조 환경, 식물 재배부의 식물 재배 환경 및 조명부의 조명 정보 중 적어도 하나 이상에 기초하여, 어류 양식부 및 식물 재배부의 환경이 설정 조건으로 유지되도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.Specifically, the smart farm management method according to an embodiment of the present disclosure includes a water tank in which fish can inhabit, and water in a water tank including excrement or tank remnants decomposed by microorganisms from the fish plant cultivation part A step of sensing the tank environment of the fish culture unit supplied to The step of sensing the plant cultivation environment of the plant cultivation unit that supplies the water purified by the fish farming unit to the fish farming unit, and the lighting information of the lighting unit provided to be movable up and down on the upper side of the plant cultivation unit to provide a light source to the plant cultivation unit Sensing, based on at least one of the fish culture part's water tank environment, the plant growing environment of the plant growing part, and the lighting information of the lighting part, controlling the environment of the fish farming part and the plant growing part to be maintained as a set condition. can
또한,제어하는 단계는, 어류 양식부의 물을 식물 재배부에 이송하기 위한 펌프를 구비한 제 1 순환라인 및 식물 재배부에서 어류 양식부로의 물 공급을 조절하기 위한 개폐 밸브를 구비한 제 2 순환라인을 통해 물이 순환되도록 하는 물 순환부의 펌프 구동 및 개폐 밸브 제어를 수행하거나 조명부의 조명 각도, 높낮이, 밝기 및 색상 중 적어도 하나 이상을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the controlling step includes a first circulation line having a pump for transferring water from the fish farming unit to the plant cultivation unit and a second circulation having an on/off valve for controlling the water supply from the plant cultivation unit to the fish farming unit It may include driving a pump and controlling an opening/closing valve of a water circulation unit to circulate water through the line, or adjusting at least one of a lighting angle, height, brightness, and color of the lighting unit.
본 개시의 일 실시 예에 따른 스마트 팜 관리 방법을 통하여, 가정용 제품에 ICT 기술을 접목하여 언제 어디서나 식물 재배 상태를 관리할 수 있도록 함으로써, 아쿠아포닉스 기법을 기반으로 한 최적의 식물 재배가 가능하도록 하여 성능 및 활용도를 향상시킬 수 있다.Through the smart farm management method according to an embodiment of the present disclosure, by grafting ICT technology to household products to manage the plant cultivation status anytime, anywhere, to enable optimal plant cultivation based on the aquaponics technique This can improve performance and usability.
이 외에도, 본 발명의 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체가 더 제공될 수 있다.In addition to this, another method for implementing the present invention, another system, and a computer-readable recording medium storing a computer program for executing the method may be further provided.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features and advantages other than those described above will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.
본 개시의 실시 예에 의하면, 아쿠아포닉스 식물 재배 기법을 기반으로 하여 원격 및 자동으로 식물 재배를 관리함으로써, 온도, 영양분, 광량 및 광 조성 등 생육환경을 최적의 상태로 유지할 수 있도록 할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, by remotely and automatically managing plant cultivation based on the aquaponics plant cultivation technique, it is possible to maintain the growth environment such as temperature, nutrients, light quantity and light composition in an optimal state. .
또한, 식물 성장에 적합한 파장의 조명과 내부 온도제어 등 식물 성장 상태를 감지함으로써, 식물 성장의 최적의 조건을 제공하여 제품 신뢰도 및 만족도를 향상시킬 수 있다.In addition, it is possible to improve product reliability and satisfaction by providing optimal conditions for plant growth by sensing plant growth conditions such as lighting of a wavelength suitable for plant growth and internal temperature control.
또한, 아파트의 베란다와 같은 협소한 공간에서도 간편하게 식물을 재배할 수 있도록 하고, 식물이 자라는 과정을 관찰할 수 있도록 하여 아이들의 농촌체험을 위한 학습 효과를 향상시킬 수 있다.In addition, it is possible to easily grow plants in a narrow space such as an apartment's veranda, and to observe the process of plant growth, thereby improving the learning effect for children's rural experience.
또한, 가정용 제품에 ICT 기술 및 사물인터넷(IoT) 기술을 접목하여 언제 어디서나 식물 재배 상태를 관리할 수 있도록 함으로써, 제품 성능 및 활용도를 향상시킬 수 있다.In addition, by combining ICT technology and Internet of Things (IoT) technology with household products, it is possible to manage plant cultivation conditions anytime, anywhere, thereby improving product performance and utilization.
또한, 인공지능 및/또는 기계학습 알고리즘을 이용하여 생육환경 및 개별 사용자에 대응하는 맞춤형 관리가 가능하도록 함으로써, 사용자 맞춤형 제품의 효과를 낼 수 있다.In addition, by enabling customized management corresponding to the growth environment and individual users using artificial intelligence and/or machine learning algorithms, it is possible to produce a user-customized product effect.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 스마트 팜 관리 시스템을 개략적으로 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 스마트 팜의 예시도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 스마트 팜의 보다 구체적인 예시도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 스마트 팜의 조명부 높낮이 조절을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 스마트 팜 관리 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 처리부를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 7 내지 도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 사용자 단말의 출력 화면을 설명하기 위한 예시도이다.
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 스마트 팜 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is an exemplary diagram schematically illustrating a smart farm management system according to an embodiment of the present disclosure.
2 is an exemplary diagram of a smart farm according to an embodiment of the present disclosure.
3 is a more detailed exemplary diagram of a smart farm according to an embodiment of the present disclosure.
4 is an exemplary view for explaining the height adjustment of the lighting unit of the smart farm according to an embodiment of the present disclosure.
5 is a block diagram schematically illustrating a smart farm management system according to an embodiment of the present disclosure.
6 is a block diagram schematically illustrating a processing unit according to an embodiment of the present disclosure.
7 to 9 are exemplary views for explaining an output screen of a user terminal according to an embodiment of the present disclosure.
10 is a flowchart illustrating a smart farm management method according to an embodiment of the present disclosure.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 설명되는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 아래에서 제시되는 실시 예들로 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 아래에 제시되는 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Advantages and features of the present invention, and a method for achieving them will become apparent with reference to the detailed description in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments presented below, it can be implemented in a variety of different forms, and should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. . The embodiments presented below are provided so that the disclosure of the present invention is complete, and to completely inform those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains to the scope of the invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, 포함하다 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. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms include or have is intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features, number, step , it should be understood that it does not preclude in advance the possibility of the presence or addition of an operation, component, part, or combination thereof. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
이하, 본 발명에 따른 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in the description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals, and overlapping descriptions thereof are omitted. decide to do
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 스마트 팜 관리 시스템을 개략적으로 나타낸 예시도이다.1 is an exemplary diagram schematically illustrating a smart farm management system according to an embodiment of the present disclosure.
도 1을 참조하면, 스마트 팜 관리 시스템(1)은 스마트 팜(100), 서버(200), 사용자 단말(300) 및 네트워크(400)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the smart
스마트 팜 관리 시스템(1)은 아파트의 베란다와 같은 협소한 공간에서도 간편하게 식물을 재배할 수 있는 것으로, 식물 성장에 적합한 파장의 조명과 내부 온도제어를 통해 식물 성장에 최적의 조건을 제공할 뿐만 아니라, 식물이 자라는 과정을 관찰할 수 있도록 하여 아이들의 농촌체험을 위한 학습효과에도 도움을 줄 수 있다. 또한 본 실시 예에서, 스마트 팜 관리 시스템(1)은 ICT(Information and Communications Technology) 기술을 접목하여 언제 어디서나 사용자 단말(예를 들어, 스마트 폰)을 이용하여 원격, 자동으로 생육환경을 최적의 상태로 유지하고 관리할 수 있도록 하는 것이다.The smart farm management system (1) can grow plants easily even in a narrow space such as an apartment's veranda, and it not only provides optimal conditions for plant growth through lighting of a wavelength suitable for plant growth and internal temperature control, but also , it can help the learning effect for children's rural experience by allowing them to observe the process of plant growth. In addition, in this embodiment, the smart
특히 본 실시 예에서, 스마트 팜(100)은 아쿠아포닉스(Aquaponics) 식물 재배 기법을 기반으로, 생육환경을 최적의 상태로 제어, 관리하는 실내용(가정용) 기기를 의미할 수 있다. 즉 본 실시 예의 스마트 팜(100)은 물고기를 키우는 수조와 식물을 키우는 식물 재배 공간이 유기적으로 결합되어 식물 재배 공간은 수조에 맑은 물을 공급하고, 수조는 식물 재배 공간에 식물 생장에 필요한 영양소가 함유된 물을 공급할 수 있다. 이러한 수조와 식물 재배 공간이 결합된 스마트 팜(100)은 실내나 실외 어디든 설치할 수 있는 것으로, 사무실 등 실내에 설치하면 시각적으로 아름다운 공간이 연출될 뿐만 아니라 가습기 역할도 하게 되어 실내 공기를 쾌적하게 유지할 수도 있다.In particular, in this embodiment, the
이때, 아쿠아포닉스는 논에서 물고기를 함께 키우거나, 연못에서 물고기를 키우고 그 물을 농업에 이용하는 것으로, 온실과 같은 시설에서 물고기와 채소를 함께 키우는 농업을 의미한다. 이러한 아쿠아포닉스는 물에 양분을 직접 타서 식물 뿌리에 공급하는 수경재배와 달리 물고기에게 먹이를 주고 그 물고기의 배설물과 잉여 양분이 식물의 영양원이 된다는 점에서 차이가 있다.At this time, aquaponics refers to raising fish in a paddy field or raising fish in a pond and using the water for agriculture, which means agriculture in which fish and vegetables are raised together in a facility such as a greenhouse. Unlike hydroponics, in which nutrients are added directly to water and supplied to plant roots, aquaponics is different in that it feeds fish and the excreta and surplus nutrients from the fish become nutrients for plants.
본 실시 예에서는, 아쿠아포닉스 식물 재배 기법의 구현이 가능한 구조로 형성된 스마트 팜(100)을 통해 대량의 채소 생산뿐만 아니라, 가정 내에서의 채소 생산을 수행할 수 있다. 또한, 본 실시 예에서는 식물 및 관상어 등을 함께 키워, 스마트 팜(100)이 취미 및 조경용으로 사용되도록 할 수 있다. In this embodiment, not only a large amount of vegetable production, but also vegetable production at home can be performed through the
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 스마트 팜의 예시도이고, 도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 스마트 팜의 보다 구체적인 예시도이며, 도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 스마트 팜의 조명부 높낮이 조절을 설명하기 위한 예시도이다.2 is an exemplary diagram of a smart farm according to an embodiment of the present disclosure, FIG. 3 is a more specific exemplary diagram of a smart farm according to an exemplary embodiment of the present disclosure, and FIG. 4 is a smart farm according to an exemplary embodiment of the present disclosure. It is an exemplary diagram for explaining the height adjustment of the lighting unit of the palm.
도 2를 참조하면, 스마트 팜(100)은 어류 양식부(11), 식물 재배부(12) 및 조명부(13)를 포함하여 구성될 수 있으며, 실시 예에 따라서 이동부(16)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 본 실시 예에서는 어류 양식부(11), 식물 재배부(12) 및 조명부(13)가 다단으로 연결 가능하도록 어류 양식부(11), 식물 재배부(12) 및 조명부(13) 각각의 일측 프레임이 결합 가능한 구조체를 포함하여, 각각의 프레임에서 착탈 가능한 모듈 구조로 형성될 수 있다.Referring to FIG. 2 , the
어류 양식부(11)는 내부에 어류가 서식할 수 있는 수조를 포함하는 것으로, 어류 양식부(11), 식물 재배부(12) 및 조명부(13) 중 가장 아래에 구비될 수 있다.The
식물 재배부(12)는 식물들 각각이 지지되도록 형성된 지지대(12-1)를 포함하여, 식물 재배가 가능하도록 설치될 수 있고, 어류 양식부(11)의 상단 측에 구비될 수 있다. 이때 식물 재배부(12)는 어류 양식부(11)의 수조에 결합될 수 있는 구조의 프레임을 포함하며, 프레임의 적어도 일측이 수조에 결합되어 고정될 수 있는 구조로 형성될 수 있다.The
지지대(12-1)에는 다수의 식물 고정 구멍이 형성될 수 있으며, 식물 고정 구멍에는 식물 고정을 위한 고정 바구니가 설치될 수 있다. 또한, 고정 바구니에는 식물 고정 물질이 채워져 있을 수 있다. 이때 고정 바구니 및 식물 고정 물질의 재질 및 형태에 대해서는 구체적으로 한정되지 않으나, 식물의 고정이 용이하고 영양분 흡수 및 통풍이 용이한 재질 및 형태로 구현될 수 있다. 또한 본 실시 예에서는 식물 재배부(12)에서 토양이 전혀 사용되지 않는 수경 재배 방식, 모래나 작은 자갈 등 토양이 이용되는 방식 등이 사용될 수 있다. 이러한 방식의 차이에 따라 고정 바구니 및 식물 고정 물질의 재질은 변경 가능할 수 있다. 다시 말해, 식물 뿌리가 영양분이 포함된 물에 직접 접촉하여 충분한 영양분과 산소를 직접 뿌리로 공급하는 방식이 적용된 경우, 고정 바구니만 구비될 수 있다. 한편, 식물 뿌리가 암면과 같은 불활성 지지체에 고정되는 방식이 적용된 경우에는 뿌리를 잡고 있는 구조물은 물리적인 지지체 역할을 하여 공기와 수분이 통하기 쉬운 개방형 구조로 구성되도록 할 수 있다.A plurality of plant fixing holes may be formed in the support 12-1, and a fixing basket for plant fixing may be installed in the plant fixing hole. Also, the fixing basket may be filled with a plant fixing material. In this case, the material and shape of the fixing basket and the plant fixing material are not specifically limited, but the fixing basket and the plant fixing material may be implemented in a material and shape that is easy to fix and easy to absorb nutrients and ventilate. Also, in the present embodiment, a hydroponic cultivation method in which soil is not used at all in the
또한, 식물 재배부(12)의 일측에는 스마트 팜(100) 구동을 위한 전원 장치, 구동 장치, 제어 장치 등이 수납될 수 있는 수납 공간이 구비될 수 있다. 이러한 수납 공간은 미관상의 이유로 커버(12-2)를 통해 가릴 수 있다. 수납 공간의 위치 및 크기는 한정되지 않으며, 수납 공간의 아래에는 식물 재배부(12)에서 방출되는 물이 지날 수 있는 배관이 구비될 수 있다.In addition, a storage space in which a power supply device, a driving device, and a control device for driving the
조명부(13)는 식물 재배부(12)의 상단 측에 구비되어 식물 재배부(12)에 광원을 제공할 수 있다. 또한 조명부(13)는 상부에 커버를 포함하여, 커버의 배면에 설치될 수 있다. 이때 커버는 식물 재배부(12)에 구비된 체결 홈에 결합되어 상기 식물 재배부(12)와 체결될 수 있는 구조로 형성될 수 있다. 조명부(13)는 LED 모듈을 포함할 수 있으며, LED 모듈은 일정량 이상의 전력 소모를 방지하기 위하여 정전류 회로를 적용하여 가정용에 적용이 가능하도록 저 전력의 시스템으로 구현될 수 있다. 본 실시 예에서, 조명부(13)는 사용자의 기호에 따라 광 출력이 조절 가능하며, LED 모듈의 작동시간이 변경 가능 할 수 있다.The
또한 본 실시 예에서는, 어류 양식부(11)의 바닥 측에 이동부(16)를 구비할 수 있다. 이동부(16)에는 이동 가능한 바퀴 등이 포함되어, 스마트 팜(100)이 손쉽게 이동 가능하도록 할 수 있다. 이에 사용자는 스마트 팜(100)을 원하는 위치로 쉽게 이동시킬 수 있다. 즉 본 실시 예에서는, 낮에는 스마트 팜(100)을 베란다에 위치시켜 자연광을 받을 수 있도록 하고, 밤에는 스마트 팜(100)을 집 안으로 위치시켜 조명부(13)에 의해 빛을 받을 수 있도록 할 수 있다.In addition, in this embodiment, the moving
한편, 이동부(16)는 실시 예에 따라 생략 가능할 수 있으며, 고정 지지대로 구현 가능할 수 있다. 다만 이동부(16)가 이동 가능하도록 구현되는 경우, 사용자에 의해 이동 가능한 수동형 및 제어 신호에 따라 이동 가능한 자동형으로 구현될 수 있다. 또한 이동부(16)에는 고정 부재가 구비되어 이동 후 원하는 위치에 고정되도록 할 수 있다.Meanwhile, the moving
도 3 및 도 4를 참조하여, 스마트 팜(100)을 보다 구체적으로 살펴보도록 한다.3 and 4 , the
어류 양식부(11)는 어류를 양식하는 일정 공간을 의미하는 것으로, 미생물에 의해 분해된 어류로부터의 배설물이나 수조 잔존물을 포함한 수조의 물을 식물 재배부(12)에 공급할 수 있다. 그리고 어류 양식부(11)는 식물 재배부(12)로부터 정화된 물을 공급받을 수 있다. 예를 들어, 어류의 배설물은 암모니아, 질산염 등을 포함하며, 이러한 배설물의 암모니아 등은 물 순환 체계를 따라 수조 아래의 자갈층으로 흘러 들어 갈 수 있다. 자갈층은 자연상태의 토양과 같이 미생물, 박테리아가 서식하기 좋은 공간으로 유기물을 먹고 분해하는 작업이 수행될 수 있다. 암모니아가 수조 속에 너무 많이 축적되면 식물과 어류에 위험한 독소로 작용하게 되는데, 자갈층에서 서식하는 박테리아가 암모니아를 아질산염으로 변환시키고, 이를 다시 식물에 필요한 영양분으로 변환 시킬 수 있다. The
식물 재배부(12)는 식물을 재배하는 일정 공간을 의미하는 것으로, 어류 양식부(11)로부터 배설물이 변환된 영양분을 포함한 물을 공급 받을 수 있다. 그리고 식물 재배부(12)는 식물이 뿌리로 영양분을 흡수하는 과정에서 정화된 물을 어류 양식부(11)에 공급할 수 있다.The
다시 말해, 미생물이 질소가 포함된 유기물인 물고기의 배설물(암모니아)을 식물이 먹을 수 있는 무기물(질산염)로 분해하여 식물에 제공하고, 식물은 물고기로부터 먹이를 얻고, 수중의 영양염류를 제거해 수질을 정화하여 물고기에 제공할 수 있다. 즉 식물이 영양분을 흡수하여 에너지원으로 이용하거나 체내에 축적하고 수중 환경을 정화함으로써, 수조에는 독성을 가진 배설물이 처리되어 물고기 역시 건강하게 살 수 있도록 할 수 있다.In other words, microorganisms decompose fish excrement (ammonia), an organic substance containing nitrogen, into inorganic substances (nitrates) that plants can eat and provide them to plants, and the plants obtain food from the fish and remove nutrients from the water to improve water quality. can be purified and provided to fish. That is, plants absorb nutrients and use them as energy sources, or accumulate them in the body and purify the aquatic environment, so that toxic excrement is treated in the tank so that the fish can also live healthy.
이때, 본 실시 예에서, 도면에 구체적으로 개시되지는 않았으나, 식물 재배부(12)에는 바닥 측에 배관이 구비될 수 있으며, 어류 양식부(11)의 수조로 공급되는 물이 배관을 경유하여 공급될 수 있다. 즉 식물 재배부(12)의 일측 하단에는 물의 배출을 위한 배출공이 구비될 수 있고, 타측 하단에는 물의 유입을 위한 유입공이 구비될 수 있다.At this time, in this embodiment, although not specifically disclosed in the drawings, a pipe may be provided on the bottom side of the
본 실시 예에서는, 어류 양식부(11)의 물을 식물 재배부(12)에 이송하기 위한 펌프(14-1)를 구비한 제 1 순환라인(14) 및 식물 재배부(12)에서 어류 양식부(11)로의 물 공급을 조절하기 위한 개폐 밸브(15-1)를 구비한 제 2 순환라인(15)을 통해 물이 순환되도록 할 수 있다. 즉, 식물 재배부(12)의 배출공은 제 2 순환라인(15)에 연결될 수 있고, 식물 재배부(12)의 유입공은 제 1 순환라인(14)에 연결될 수 있다.In this embodiment, fish culture in the
펌프(14-1)는 어류 양식부(11)의 물을 끌어 올려 식물 재배부(12)에 이송할 수 있다. 본 실시 예에서는, 펌프(14-1)를 구동하여 어류 양식부(11)의 물 순환량을 조절할 수 있다.The pump 14-1 may draw up water from the
다시 말해, 본 실시 예에서는 2 개의 순환라인을 통해 물 순환이 되도록 할 수 있다. 제 1 순환라인(14)은 어류 양식부(11)로부터 식물 재배부(12)에 물을 공급하기 위한 것이고, 제 2 순환라인(15)은 식물 재배부(12)로부터 어류 양식부(11)에 물을 공급하기 위한 것이다. 제 1 순환라인(14)은 하부에 위치한 어류 양식부(11)로부터 상부에 위치한 식물 재배부(12)에 물을 올려야 하므로 펌프(14-1)에 의해 물이 이동되도록 할 수 있다. 반면, 식물 재배부(12)는 어류 양식부(11)의 상부에 위치되어 중력에 의해 물의 흐름이 유도될 수 있으므로, 제 2 순환라인(15)에는 펌프(14-1)가 연결되지 않고, 흐름을 조절할 수 있는 개폐 밸브(15-1)를 구비될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 제 1 순환라인(14) 및 제 2 순환라인(15) 각각에 펌프와 개폐 밸브가 모두 구비될 수도 있다.In other words, in this embodiment, it is possible to circulate water through two circulation lines. The
그리고 본 실시 예에서, 식물 재배부(12)에는 어류 양식부(11)로부터 물이 공급되는 전단과 어류 양식부(11)로 물을 공급하는 후단에 각각 필터링부(미도시)가 구비될 수도 있다. 즉 제 1 순환라인(14) 및 제 2 순환라인(15)이 식물 재배부(12)에 연결되는 부분에 각각 필터링부가 구비되고 필터링부는 제 1 순환라인(14) 및 제 2 순환라인(15)에 각각 연결되어 식물 재배부(12)로 유입되는 물과 식물 재배부(12)로부터 유출되는 물이 모두 필터링부를 통과한 후에 이동되도록 할 수 있다. 이는 필터링 과정을 추가하여 어류 양식부(11)에서 배설물 등이 모두 분해되지 않았을 경우나 식물 재배부(12)에서 물이 모두 정화되지 않았을 경우 등 불순물이 포함되는 상황을 방지하기 위함이다. 다만 이는 실시 예에 따라서 생략될 수 있다.And in this embodiment, the
즉, 본 실시 예의 스마트 팜(100)은 어류 양식 시 배설물의 질소와 인 성분을 식물의 비료로 활용하여 정수하고 정수 처리된 물을 어류 양식에 재활용하고, 식물에서 나오는 산소와 어류에서 나오는 이산화탄소를 이용하여 식물과 어류가 상생할 수 있는 환경을 조성할 수 있어 시스템 운용을 위해 인력의 투입을 최소화할 수 있다. That is, the
한편, 식물 재배를 위해서는 적절한 온도와 습도 및 영양을 공급하여 식물의 성장력을 높이도록 해야 한다. 특히 식물 재배에는 광합성을 위한 빛이 필요하므로, 본 실시 예에서 스마트 팜(100)은 조명부(13)를 포함하여 식물에 빛을 제공할 수 있다. On the other hand, for plant cultivation, proper temperature, humidity, and nutrition should be supplied to increase the growth power of plants. In particular, since light for photosynthesis is required for plant cultivation, in this embodiment, the
조명부(13)는 식물 재배부(12)의 상단 측(정상부)에서 상하 이동 가능하도록 구비될 수 있다. 즉 조명부(13)는 상측 또는 하측으로 이동 가능한 신축 부재로 이루어진 프레임으로 구성될 수 있다. 또한 조명부(13)는 LED 모듈로 이루어질 수 있다. 이에 조명부(13)는 RGB 조합을 통해 재배되는 식물에 가장 적합한 광원을 공급할 수 있으며, 조도 및 광 조성을 자유롭게 조절할 수 있다. 즉 본 실시 예에서, 조명부(13)는 조명 각도, 높낮이, 밝기 및 색상이 조절되는 구조로 설치될 수 있다.The
다시 말해, 도 4에 도시된 바와 같이, 조명부(13)는 적어도 하나 이상의 LED 모듈의 조합으로 구성되어, 광 세기 및 주파수 조절 등을 통해 밝기 및 색상이 조절될 뿐만 아니라, 식물 재배부(12)의 식물과의 이격 거리가 조절될 수 있다. 따라서, 식물의 크기에 상관없이 식물을 재배할 수 있다.In other words, as shown in FIG. 4 , the
서버(200)는 스마트 팜 관리 시스템(1)을 운용하기 위한 서버일 수 있다. 또한 서버(200)는 각종 인공 지능 알고리즘을 적용하는데 필요한 빅데이터와, 스마트 팜 관리 시스템(1)을 동작시키는 데이터를 제공하는 데이터베이스 서버일 수 있다. 그 밖에 서버(200)는 사용자 단말(300)에 설치된 스마트 팜 관리 어플리케이션 또는 스마트 팜 관리 웹 브라우저를 이용하여 스마트 팜 관리 시스템(1)의 동작을 원격에서 제어할 수 있도록 하는 웹 서버 또는 어플리케이션 서버를 포함할 수 있다.The
여기서 인공 지능(artificial intelligence, AI)은, 인간의 지능으로 할 수 있는 사고, 학습, 자기계발 등을 컴퓨터가 할 수 있도록 하는 방법을 연구하는 컴퓨터 공학 및 정보기술의 한 분야로, 컴퓨터가 인간의 지능적인 행동을 모방할 수 있도록 하는 것을 의미할 수 있다.Here, artificial intelligence (AI) is a field of computer science and information technology that studies how computers can do the thinking, learning, and self-development that can be done with human intelligence. It could mean making it possible to imitate intelligent behavior.
또한, 인공 지능은 그 자체로 존재하는 것이 아니라, 컴퓨터 과학의 다른 분야와 직간접적으로 많은 관련을 맺고 있다. 특히 현대에는 정보기술의 여러 분야에서 인공 지능적 요소를 도입하여, 그 분야의 문제 풀이에 활용하려는 시도가 매우 활발하게 이루어지고 있다.Also, artificial intelligence does not exist by itself, but has many direct and indirect connections with other fields of computer science. In particular, in modern times, attempts are being made to introduce artificial intelligence elements in various fields of information technology and use them to solve problems in that field.
머신 러닝(machine learning)은 인공 지능의 한 분야로, 컴퓨터에 명시적인 프로그램 없이 배울 수 있는 능력을 부여하는 연구 분야를 포함할 수 있다. 구체적으로 머신 러닝은, 경험적 데이터를 기반으로 학습을 하고 예측을 수행하고 스스로의 성능을 향상시키는 시스템과 이를 위한 알고리즘을 연구하고 구축하는 기술이라 할 수 있다. 머신 러닝의 알고리즘들은 엄격하게 정해진 정적인 프로그램 명령들을 수행하는 것이라기보다, 입력 데이터를 기반으로 예측이나 결정을 이끌어내기 위해 특정한 모델을 구축하는 방식을 취할 수 있다. Machine learning is a branch of artificial intelligence, which can include fields of study that give computers the ability to learn without explicit programming. Specifically, machine learning can be said to be a technology to study and build a system and algorithms for learning based on empirical data, making predictions, and improving its own performance. Algorithms in machine learning can take the approach of building specific models to make predictions or decisions based on input data, rather than executing rigidly set static program instructions.
서버(200)는 스마트 팜 관리 시스템(1)으로부터 서비스 요청 정보를 수신하여 분석하고, 서비스 요청 정보에 대응하는 서비스 응답 정보를 생성하여 스마트 팜 관리 시스템(1)으로 전송할 수 있다. 이때, 서버(200)는 스마트 팜 관리 시스템(1)으로부터 사용자의 서비스 요청에 대응하는 발화 음성을 수신하고, 음성 인식 처리를 통하여 발화 음성의 처리 결과를 서비스 응답 정보로 생성하여 스마트 팜 관리 시스템(1)으로 제공할 수도 있다. The
사용자 단말(300)은 스마트 팜 관리 어플리케이션 또는 스마트 팜 관리 사이트에 접속한 후 인증 과정을 통하여 스마트 팜 관리 시스템(1)을 작동 또는 제어를 위한 서비스를 제공받을 수 있다. 본 실시 예에서 인증 과정을 마친 사용자 단말(300)은 스마트 팜 관리 시스템(1)을 작동시키고, 스마트 팜 관리 시스템(1)의 동작을 제어할 수 있다.The
본 실시 예에서 사용자 단말(300)은 사용자가 조작하는 데스크 탑 컴퓨터, 스마트폰, 노트북, 태블릿 PC, 스마트 TV, 휴대폰, PDA(personal digital assistant), 랩톱, 미디어 플레이어, 마이크로 서버, GPS(global positioning system) 장치, 전자책 단말기, 디지털방송용 단말기, 네비게이션, 키오스크, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 가전기기 및 기타 모바일 또는 비모바일 컴퓨팅 장치일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 사용자 단말(300)은 통신 기능 및 데이터 프로세싱 기능을 구비한 시계, 안경, 헤어 밴드 및 반지 등의 웨어러블 단말기 일 수 있다. 사용자 단말(300)은 상술한 내용에 제한되지 아니하며, 웹 브라우징이 가능한 단말기는 제한 없이 차용될 수 있다.In this embodiment, the
네트워크(400)는 스마트 팜 관리 시스템(1)에서 스마트 팜(100), 서버(200) 및 사용자 단말(300)을 연결하는 역할을 수행할 수 있다. 이러한 네트워크(400)는 예컨대 LANs(local area networks), WANs(Wide area networks), MANs(metropolitan area networks), ISDNs(integrated service digital networks) 등의 유선 네트워크나, 무선 LANs, CDMA, 블루투스, 위성 통신 등의 무선 네트워크를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 네트워크(400)는 근거리 통신 및/또는 원거리 통신을 이용하여 정보를 송수신할 수 있다. 여기서 근거리 통신은 블루투스(bluetooth), RFID(radio frequency identification), 적외선 통신(IrDA, infrared data association), UWB(ultra-wideband), ZigBee, Wi-Fi(Wireless fidelity) 기술을 포함할 수 있고, 원거리 통신은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 기술을 포함할 수 있다.The
네트워크(400)는 허브, 브리지, 라우터, 스위치 및 게이트웨이와 같은 네트워크 요소들의 연결을 포함할 수 있다. 네트워크(400)는 인터넷과 같은 공용 네트워크 및 안전한 기업 사설 네트워크와 같은 사설 네트워크를 비롯한 하나 이상의 연결된 네트워크들, 예컨대 다중 네트워크 환경을 포함할 수 있다. 네트워크(400)에의 액세스는 하나 이상의 유선 또는 무선 액세스 네트워크들을 통해 제공될 수 있다. 더 나아가 네트워크(400)는 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망 및/또는 5G 통신을 지원할 수 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 스마트 팜 관리 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 이하의 설명에서 도 1 내지 도 4에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다.5 is a block diagram schematically illustrating a smart farm management system according to an embodiment of the present disclosure. In the following description, descriptions of parts overlapping with those of FIGS. 1 to 4 will be omitted.
도 5를 참조하면, 스마트 팜 관리 시스템(1)은 통신 인터페이스(110), 사용자 인터페이스(120), 표시부(125), 메모리(130), 처리부(140) 및 프로세서(190)를 포함할 수 있으며, 수조 감지부(150) 식물 감지부(152), 조명 감지부(154), 물 순환부(160), 조명 구동부(170), 투입부(180) 및 온도 조절부(182)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the smart
이때, 수조 감지부(150)는 어류 양식부(11)에 구비될 수 있고, 식물 감지부(152)는 식물 재배부(12)에 구비될 수 있으며, 조명 감지부(154) 및 조명 구동부(170)는 조명부(13)에 구비될 수 있다. 또한 물 순환부(160), 온도 조절부(182)는 어류 양식부(11) 및 식물 재배부(12) 각각에 구비될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.At this time, the
통신 인터페이스(110)는 네트워크(400)와 연동하여 스마트 팜 관리 시스템(1)에서 스마트 팜(100), 사용자 단말(300) 및/또는 서버(200) 간의 송수신 신호를 패킷 데이터 형태로 제공하는데 필요한 통신 인터페이스일 수 있다. 또한, 통신 인터페이스(110)는 각종 사물 지능 통신(IoT(internet of things), IoE(internet of everything), IoST(internet of small things) 등)을 지원할 수 있으며, M2M(machine to machine) 통신, V2X(vehicle to everything communication) 통신, D2D(device to device) 통신 등을 지원할 수 있다. The
사용자 인터페이스(120)는 스마트 팜 관리 시스템(1)의 입력 인터페이스 및 출력 인터페이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 입력 인터페이스는 음성 인식을 위한 마이크(미도시), 터치 입력을 위한 터치 스크린(미도시) 등을 포함할 수 있다. 마이크는 일 실시 예로, 그 위치 및 구현 방법이 한정되지 않으며, 오디오 신호 입력을 위한 입력 수단은 제한 없이 차용될 수 있다.The
입력 인터페이스는 사용자가 스마트 팜 관리 시스템(1)의 전체 동작 및 제어와 관련한 정보를 입력할 수 있는 구성이다. 즉, 사용자와의 인터페이스를 위한 구성으로, 본 실시 예에서는 어류 양식부(11) 및 식물 재배부(12)의 환경에 대한 설정 등의 입력 등을 수행할 수 있는 구성일 수 있다. The input interface is a configuration in which the user can input information related to the overall operation and control of the smart
한편, 본 실시 예에서, 출력 인터페이스는 스피커(미도시), 디스플레이 화면(미도시) 등을 포함할 수 있다. 스피커는, 스마트 팜 관리 시스템(1)의 동작과 관련한 정보를 청각 데이터로 출력할 수 있다. 즉 스피커는 스마트 팜 관리 시스템(1)의 동작과 관련한 정보를 오디오 데이터로 출력할 수 있는데, 프로세서(190)의 제어에 따라 경고음, 어류 양식부(11) 및 식물 재배부(12)의 환경에 대한 실시간 상태 및 변화 상태 등의 알림 메시지와, 사용자의 음성 명령에 대응하는 정보, 사용자 음성 명령에 대응하는 처리 결과 등을 오디오로 출력할 수 있다. 스피커는 일 실시 예로, 그 위치 및 구현 방법이 한정되지 않으며, 오디오 신호 출력을 위한 출력 수단을 모두 포함할 수 있다.Meanwhile, in this embodiment, the output interface may include a speaker (not shown), a display screen (not shown), and the like. The speaker may output information related to the operation of the smart
출력 인터페이스는 사용자가 스마트 팜 관리 시스템(1)의 전체 동작 및 제어와 관련한 정보를 출력할 수 있는 구성이다. 즉, 사용자와의 인터페이스를 위한 구성이다. The output interface is a configuration in which the user can output information related to the overall operation and control of the smart
즉 사용자 인터페이스(120)는 사용자가 스마트 팜 관리 시스템(1)과 관련한 정보를 입력할 수 있을 뿐만 아니라, 스마트 팜 관리 시스템(1)과 관련한 정보를 확인할 수 있는 구성으로, 입력 및 출력이 가능한 컨트롤패널을 의미할 수 있다. 이와 같은 사용자 인터페이스(120)는 예를 들어 터치 인식이 가능한 OLED(organic light emitting display) 또는 LCD(liquid crystal display) 또는 LED(light emitting display)와 같은 소정의 디스플레이 부재일 수 있다.That is, the
한편, 본 실시 예에서, 사용자 인터페이스(120)는 사용자 단말(도 1의 300)에서 구현 가능할 수 있다. 예를 들어, 본 실시 예에서는, 사용자 단말(300)의 스마트 팜 관리 어플리케이션 또는 스마트 팜 관리 사이트의 접속 화면을 통해 사용자 입력 및 정보 출력 등이 가능하도록 할 수 있다.Meanwhile, in this embodiment, the
표시부(125)는 스마트 팜(100)에 장착되어, 스마트 팜(100) 정보를 표시할 수 있다. 다만, 표시부(125)는 스마트 팜(100)과 별도로 구비될 수도 있으며, 사용자 인터페이스(120)에 포함되어 구현될 수도 있다.The
메모리(130)는 하나 이상의 프로세서(190)와 연결되어, 프로세서(190)에 의해 실행될 때, 프로세서(190)로 하여금, 스마트 팜 관리 시스템(1)의 다양한 기능을 지원하도록 야기하는 코드들을 저장할 수 있다.The
즉 메모리(130)는 스마트 팜 관리 시스템(1)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 어플리케이션(application)), 스마트 팜 관리 시스템(1)의 동작을 위한 정보들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한, 메모리(130)는 스마트 팜 관리 시스템(1)과 인터랙션을 수행하려는 한 명 이상의 사용자 정보를 저장할 수 있다. 이러한 사용자 정보는 인식된 사용자가 누구인지 식별하는데 사용될 수 있는 승인 정보들(예를 들어, 얼굴 정보 및 체형 정보, 음성 정보 등)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 실시 예에서는 스마트 팜(100)을 이용하는 사용자 정보가 저장될 수 있다.That is, the
또한, 메모리(130)는 사용자의 음성 명령(예를 들어, 스마트 팜 관리 시스템(1)을 제어하기 위한 명령어 등)에 대응하여 스마트 팜 관리 시스템(1)이 수행해야 할 작업 정보 등을 저장할 수 있다. In addition, the
본 실시 예에서 메모리(130)는 프로세서(190)가 처리하는 데이터를 일시적 또는 영구적으로 저장하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서, 메모리(130)는 자기 저장 매체(magnetic storage media) 또는 플래시 저장 매체(flash storage media)를 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 메모리(130)는 내장 메모리 및/또는 외장 메모리를 포함할 수 있으며, DRAM, SRAM, 또는 SDRAM 등과 같은 휘발성 메모리, OTPROM(one time programmable ROM), PROM, EPROM, EEPROM, mask ROM, flash ROM, NAND 플래시 메모리, 또는 NOR 플래시 메모리 등과 같은 비휘발성 메모리, SSD, CF(compact flash) 카드, SD 카드, Micro-SD 카드, Mini-SD 카드, Xd 카드, 또는 메모리 스틱(memory stick) 등과 같은 플래시 드라이브, 또는 HDD와 같은 저장 장치를 포함할 수 있다.In this embodiment, the
처리부(140)는 어류 양식부(11)의 수조 환경, 식물 재배부(12)의 식물 재배 환경 및 조명부(13)의 조명 정보 중 적어도 하나 이상에 기초하여, 어류 양식부(11) 및 식물 재배부(12)의 환경이 설정 조건으로 유지되도록 제어함으로써, 스마트 팜(100)이 최적의 생육환경이 될 수 있도록 할 수 있다.The
이러한 처리부(140)는 도 5에 도시된 바와 같이 프로세서(190) 외부에 구비될 수도 있고, 프로세서(190) 내부에 구비되어 프로세서(190)처럼 동작할 수도 있으며, 도 1의 서버(200) 내부에 구비될 수도 있다. 이하 처리부(140)의 상세한 동작은 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.The
수조 감지부(150)는 어류 양식부(11)의 수조 환경을 감지하는 것으로, 어류 양식부(11)의 수온, 혼탁도, pH, 전기 전도도(EC, Electrical Conductivity), 용존 산소량(DO, Dissolved Oxygen), 수위 및 물고기 상태 중 적어도 하나 이상을 감지할 수 있다. 이러한 수조 감지부(150)는 어류 양식부(11)에 구비될 수 있다. 예를 들어, 본 실시 예에서는, 수온 센서, 혼탁도 센서, pH 센서, 전기 전도도 센서, 용존 산소량 센서 및 수위 센서가 수조의 물 내부에 구비될 수 있다. 또한 본 실시 예에서는, 이미지 센서(예를 들어, 카메라 등)가 수조의 물 내부 및/또는 외부에 구비되어 물고기 상태 등 어류 양식부(11) 내부 영상의 획득이 가능하도록 할 수 있다. The
식물 감지부(152)는 식물 재배부(12)의 식물 재배 환경을 감지하는 것으로, 식물 재배부(12)의 토양 수분, 온도, 습도, 식물 크기, 수위, pH 및 전기 전도도 중 적어도 하나 이상을 감지할 수 있다. 이러한 식물 감지부(152)는 식물 재배부(12)에 구비될 수 있다. 예를 들어, 토양 수분 센서는 토양 내부에 접촉 가능한 위치에 구비될 수 있고, 온도 센서 및 습도 센서는 식물 재배부(12) 내 식물 상단 측에 구비될 수 있다. 또한 본 실시 예에서는 수경 재배를 하는 경우, 식물 재배부(12)의 물 내부에 접촉 가능한 위치에 수위 센서, pH 센서 및 전기 전도도 센서가 구비될 수 있다. 그리고 본 실시 예에서는, 이미지 센서, 적외선 센서 등을 구비하여 식물의 크기를 감지할 수 있도록 하거나 식물 상태를 확인할 수 있는 영상 획득이 가능하도록 할 수 있다.The
조명 감지부(154)는 조명부(13)의 조명 정보를 감지하는 것으로, 조명부(13)에 구비되어, 조명 방향, 온도, 밝기 및 색상 중 적어도 하나 이상을 감지할 수 있다. 본 실시 예에서, 조명부(13)는 LED 모듈의 조합으로 이루어져 있어, 각각의 LED 모듈은 조명부(13)에 개별적으로 결합될 수 있다. 이에, 각각의 LED 모듈의 방향이 조절될 수 있어 식물의 성장 상태에 따라 조명의 방향을 조절할 수 있다. 따라서, 조명 감지부(154)는 조절된 조명의 방향을 감지할 수 있다.The
그리고 본 실시 예에서는 LED 모듈에서 발생되는 열원에 의해 조명부(13) 자체의 온도가 상승할 수 있으며, 이에 따라 식물 재배부(12)에 영향이 갈 수 있다. 따라서 본 실시 예에서는 조명부(13)의 온도를 감지하여 온도 조절이 가능하도록 할 수 있다. 또한, 스마트 팜 관리 시스템(1)은 각각의 LED 모듈은 밝기 및 색상이 각각 조절 가능하므로, 이를 감지할 수 있다.And in this embodiment, the temperature of the
한편, 스마트 팜 관리 시스템(1)은 수조 환경, 식물 재배 환경 및 조명 정보 중 적어도 하나 이상에 기초하여, 어류 양식부(11) 및 식물 재배부(12)의 환경이 설정 조건으로 유지되도록 제어할 수 있는데, 이때 물 순환부(160), 조명 구동부(170), 투입부(180) 및 온도 조절부(182)를 통해 제어할 수 있다.On the other hand, the smart
물 순환부(160)는 프로세서(190)의 제어에 따라, 제 1 순환라인(14)에 구비된 펌프(14-1)를 구동시키고, 제 2 순환라인(15)에 구비된 개폐 밸브(15-1)의 개폐를 동작시킴으로써, 어류 양식부(11)와 식물 재배부(12)의 물 순환이 가능하도록 할 수 있다.The
조명 구동부(170)는 프로세서(190)의 제어에 따라, 조명부(13)의 조명 각도, 높낮이, 밝기 및 색상 중 적어도 하나 이상을 조절할 수 있다. 본 실시 예에서는, 조명부(13)가 상하 이동 가능하며, 각각의 LED 모듈의 각도 조절이 가능하도록 구성되어, 조명 각도 및 높낮이가 조절될 수 있다. The
또한, 각각의 LED 모듈을 이용하여 밝기 및 색상을 각각 조절할 수 있으며, 식물에 선택적 파장을 공급할 수 있다. 즉 본 실시 예에서는, 선택적 파장을 공급하여, 식물의 색소 제어, 항산화 물질의 증강 및 병해충 방제의 효과를 얻을 수 있다. 즉, 스마트 팜 관리 시스템(1)은 식물에 LED로 불빛을 출력하여 식물 광합성을 제어하고 식물의 생육 조건을 다르게 적용할 수 있으며, 어류 양식부(11) 및 식물 재배부(12)의 감지 결과에 기초하여 조명부(13)를 제어하여 식물 광합성을 다르게 적용할 수 있다.In addition, each LED module can be used to control brightness and color, and to supply selective wavelengths to plants. That is, in this embodiment, by supplying a selective wavelength, it is possible to obtain the effect of controlling the pigment of the plant, the enhancement of the antioxidant material, and the control of pests. That is, the smart
투입부(180)는 식물 재배부(12)와 어류 양식부(11) 사이에 구비되어, 수조에 먹이를 제공하고 수조에 환경 유지 물질을 투입하는 것으로, 사용자 또는 자동으로 먹이 및 환경 유지 물질이 투입될 수 있다. 투입부(180)의 구조 및 위치는 한정되지 않으나, 식물 재배부(12)의 수납 공간에 먹이 및 환경 유지 물질이 저장될 수 있으며, 수납 공간을 통해 수조에 먹이 및 환경 유지 물질이 투입되도록 구성할 수 있다(도 2 참조). 이때 환경 유지 물질은 스마트 팜(100)에서 설정 조건으로 유지되지 않는 경우, 어류 양식부(11)에서의 분해 등을 촉진할 수 있는 물질을 의미할 수 있다. 예를 들어, 환경 유지 물질은 pH 저하를 막기 위한 중탄산나트륨 등을 포함할 수 있다.The
또한 온도 조절부(182)는 어류 양식부(11)의 수조 내부에 구비되어 프로세서(190)의 제어에 따라, 수조의 수온을 조절할 수 있다. 또한 온도 조절부(182)는 식물 재배부(12) 내부의 일측에 구비되어 프로세서(190)의 제어에 따라, 식물 재배부(12) 내부의 온도를 조절할 수도 있다. 식물이 생육되는 공간은 완벽히 단열되어 있지 않기 때문에, 외기에 영향을 받아 식물이 생육되기에 적합한 온도범위가 유지되지 않을 수 있다. 이에, 온도 조절부(182)는 식물 재배부(12) 내부의 온도를 조절할 수 있다. 이때, 온도 조절부(182)는 냉동 공조 제어 시스템이 적용될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.In addition, the
프로세서(190)는 일종의 중앙처리장치로서 메모리(130)에 탑재된 제어 소프트웨어를 구동하여 스마트 팜 관리 시스템(1) 전체의 동작을 제어할 수 있다. The
본 실시 예에서, 프로세서(190)는 어류 양식부(11)의 수조 환경, 식물 재배부(12)의 식물 재배 환경 및 조명부(13)의 조명 정보 중 적어도 하나 이상에 기초하여, 어류 양식부(11) 및 식물 재배부(12)의 환경이 설정 조건으로 유지되도록 제어할 수 있다. 이때 프로세서(190)는 제 1 순환라인(14)의 펌프(14-1)의 구동이나, 제 2 순환라인(15)의 개폐 밸브(15-1)의 개폐, 또는 조명부(13)의 조명 각도, 높낮이, 밝기 및 색상 중 적어도 하나 이상이 조절되도록 하여, 스마트 팜 관리 시스템(1)을 최적의 상태로 제어할 수 있다. In this embodiment, the
그리고 프로세서(190)는 수조에 제공되는 먹이량 조절, 수조에 환경 유지 물질 투입, 수조의 물 흐름 조절 및 수조의 수온 조절 중 적어도 하나 이상의 제어를 수행하여, 어류 양식부(11) 및 식물 재배부(12)의 환경이 설정 조건으로 유지되도록 제어할 수 있다. And the
한편, 프로세서(190)는 예를 들어 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. 이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로써, 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙처리장치(central processing unit: CPU), 프로세서 코어(processor core), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(application-specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, the
또한, 본 실시 예에서 프로세서(190)는 딥러닝(Deep Learning) 등 머신 러닝(machine learning)을 수행하여, 스마트 팜 관리 시스템(1)의 어류 양식부(11), 식물 재배부(12) 및 조명부(13)의 상태, 제어 데이터 등을 추출할 수 있다. 메모리(130)는, 머신 러닝에 사용되는 데이터, 결과 데이터 등을 저장할 수 있다. In addition, in this embodiment, the
여기서, 머신 러닝의 일종인 딥러닝(deep learning) 기술은 데이터를 기반으로 다단계로 깊은 수준까지 내려가 학습할 수 있다. 딥러닝은 단계를 높여갈수록 복수의 데이터들로부터 핵심적인 데이터를 추출하는 머신 러닝 알고리즘의 집합을 나타낼 수 있다.Here, deep learning technology, which is a type of machine learning, can learn by going down to a deep level in multiple stages based on data. Deep learning can represent a set of machine learning algorithms that extract core data from a plurality of data as the level increases.
딥러닝 구조는 인공신경망(ANN)을 포함할 수 있으며, 예를 들어 딥러닝 구조는 CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), DBN(deep belief network) 등 심층신경망(DNN)으로 구성될 수 있다. 본 실시 예에 따른 딥러닝 구조는 공지된 다양한 구조를 이용할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 딥러닝 구조는 CNN, RNN, DBN 등을 포함할 수 있다. RNN은, 자연어 처리 등에 많이 이용되고 있으며, 시간의 흐름에 따라 변하는 시계열 데이터(time-series data) 처리에 효과적인 구조로 매 순간마다 레이어를 쌓아올려 인공신경망 구조를 구성할 수 있다. DBN은 딥러닝 기법인 RBM(restricted boltzman machine)을 다층으로 쌓아 구성되는 딥러닝 구조를 포함할 수 있다. RBM 학습을 반복하여, 일정 수의 레이어가 되면 해당 개수의 레이어를 가지는 DBN을 구성할 수 있다. CNN은 사람이 물체를 인식할 때 물체의 기본적인 특징들을 추출한 다음 뇌 속에서 복잡한 계산을 거쳐 그 결과를 기반으로 물체를 인식한다는 가정을 기반으로 만들어진 사람의 뇌 기능을 모사한 모델을 포함할 수 있다. The deep learning structure may include an artificial neural network (ANN). For example, the deep learning structure is composed of a deep neural network (DNN) such as a convolutional neural network (CNN), a recurrent neural network (RNN), and a deep belief network (DBN). can be The deep learning structure according to the present embodiment may use various well-known structures. For example, the deep learning structure according to the present invention may include CNN, RNN, DBN, and the like. RNN is widely used in natural language processing, etc., and is an effective structure for processing time-series data that changes with time. DBN may include a deep learning structure composed of multi-layered restricted boltzman machine (RBM), a deep learning technique. By repeating RBM learning, when a certain number of layers is reached, a DBN having the corresponding number of layers can be configured. CNNs can include models that simulate human brain functions based on the assumption that when a person recognizes an object, it extracts basic features of an object, then performs complex calculations in the brain and recognizes an object based on the result. .
한편, 인공신경망의 학습은 주어진 입력에 대하여 원하는 출력이 나오도록 노드간 연결선의 웨이트(weight)를 조정(필요한 경우 바이어스(bias) 값도 조정)함으로써 이루어질 수 있다. 또한, 인공신경망은 학습에 의해 웨이트(weight) 값을 지속적으로 업데이트시킬 수 있다. 또한, 인공신경망의 학습에는 역전파(back propagation) 등의 방법이 사용될 수 있다.On the other hand, learning of the artificial neural network can be accomplished by adjusting the weight of the connection line between nodes (and adjusting the bias value if necessary) so that a desired output is obtained for a given input. In addition, the artificial neural network may continuously update a weight value by learning. In addition, a method such as back propagation may be used for learning the artificial neural network.
즉 스마트 팜 관리 시스템(1)에는 인공신경망(artificial neural network)이 탑재될 수 있으며, 즉 프로세서(190)는 인공신경망, 예를 들어, CNN, RNN, DBN 등 심층신경망(deep neural network: DNN)을 포함할 수 있다. 이러한 인공신경망의 머신 러닝 방법으로는 자율학습(unsupervised learning)과 지도학습(supervised learning)이 모두 사용될 수 있다. 프로세서(190)는 설정에 따라 학습 후 인공신경망 구조를 업데이트시키도록 제어할 수 있다.That is, the smart
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 처리부를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 이하의 설명에서 도 1 내지 도 5에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다.6 is a block diagram schematically illustrating a processing unit according to an embodiment of the present disclosure. In the following description, descriptions of parts overlapping with those of FIGS. 1 to 5 will be omitted.
도 6을 참조하면, 처리부(140)는 수조 관리부(141), 식물 관리부(142), 조명 관리부(143), 물 순환 관리부(144), 전원 관리부(145) 및 모니터링부(146)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the
수조 관리부(141)는 어류 양식부(11)의 수온, 혼탁도, pH, 전기 전도도, 용존 산소량, 수위 및 물고기 상태 중 적어도 하나 이상을 감지한 감지 데이터에 기초하여 수조 환경이 설정 조건으로 유지되도록 제어할 수 있다.The water
수조 관리부(141)는 수조 감지부(150)로부터 수온, 혼탁도, pH, 전기 전도도, 용존 산소량, 수위 및 물고기 상태 중 적어도 하나 이상을 수신할 수 있다. 또한, 본 실시 예에서, 수조 관리부(141)는 어류 양식부(11)의 수온, 혼탁도, pH, 전기 전도도, 용존 산소량, 수위 및 물고기 상태 중 적어도 하나 이상을 입력으로 하여 어류 양식부(11)의 수조 환경을 판별하도록 훈련된 머신 러닝 기반의 제 1 학습 모델에 기반하여 어류 양식부(11)의 수조 환경을 결정할 수 있다. The
예를 들어, 수조 관리부(141)는 수조의 물의 온도가 설정 온도 이내 인지, 혼탁도가 설정 값 이내 인지 등 수조 감지부(150)에 의해 감지된 수온, 혼탁도, pH, 전기 전도도, 용존 산소량, 수위 및 물고기 상태 등이 기준 범위 이내이거나 기준치에 해당하는지 여부에 기초하여, 어류 양식부(11)의 수조 환경을 최적 상태, 보통 상태, 비 적합 상태로 판단할 수 있다. For example, the water
식물 관리부(142)는 식물 재배부(12)의 토양 수분, 온도, 습도, 식물 크기, 수위, pH 및 전기 전도도 중 적어도 하나 이상을 감지한 감지 데이터에 기초하여 식물 재배 환경이 설정 조건으로 유지되도록 제어할 수 있다.The
식물 관리부(142)는 식물 감지부(152)로부터 토양 수분, 온도, 습도, 식물 크기, 수위, pH 및 전기 전도도 중 적어도 하나 이상을 수신할 수 있다. 또한, 본 실시 예에서, 식물 관리부(142)는 식물 재배부(12)의 토양 수분, 온도, 습도, 식물 크기, 수위, pH 및 전기 전도도 중 적어도 하나 이상을 입력으로 하여 식물 재배부(12)의 식물 재배 환경을 판별하도록 훈련된 머신 러닝 기반의 제 2 학습 모델에 기반하여 식물 재배부(12)의 식물 재배 환경을 결정할 수 있다.The
예를 들어, 식물 관리부(142)는 식물 재배부(12)의 내부 온습도가 설정 온습도 이내 인지 등 식물 감지부(152)에 의해 감지된 토양 수분, 온도, 습도, 식물 크기, 수위, pH 및 전기 전도도 등이 기준 범위 이내이거나 기준치에 해당하는지 여부에 기초하여, 식물 재배부(12)의 식물 재배 환경을 최적 상태, 보통 상태, 비 접합 상태로 판단할 수 있다.For example, the
조명 관리부(143)는 식물 재배부(12)에 균일한 광환경을 공급하기 위하여, 각각의 LED 모듈의 출력을 다르게 설정할 수 있다. 즉 조명 관리부(143)는 식물의 광합성을 돕도록 LED 모듈의 불빛을 제어할 수 있다. 또한, 조명 관리부(143)는 조명 감지부(154)를 통해 조명부(13)의 조명 방향, 온도, 밝기 및 색상 중 적어도 하나 이상을 감지하여, 조명부(13)가 설정 방향, 설정 온도, 설정 밝기 및 설정 색상으로 유지될 수 있도록 관리할 수 있다. The
한편, 처리부(140)는 어류 양식부(11)의 수온, 혼탁도, pH, 전기 전도도, 용존 산소량, 수위 및 물고기 상태 중 적어도 하나 이상과, 제 1 학습 모델의 출력 데이터, 식물 재배부(12)의 토양 수분, 온도, 습도, 식물 크기, 수위, pH 및 전기 전도도 중 적어도 하나 이상과, 제 2 학습 모델의 출력 데이터를 입력으로 하여 어류 양식부(11) 및 식물 재배부(12)의 환경이 설정 조건으로 유지되는 스마트 팜(100)의 제어 데이터를 검출하도록 훈련된 머신 러닝 기반의 제 3 학습 모델에 기반하여 스마트 팜(100)의 제어 데이터를 판단할 수 있다.On the other hand, the
예를 들어, 처리부(140) 중 수조 관리부(141)는 수조의 전기 전도도 감지 데이터에 기초하여 수조 환경 유지를 위한 제어 데이터를 생성할 수 있는데, 이때, 제 1 학습 모델의 출력 데이터가 보통 상태 및/또는 비 적합 상태이고, 어류 양식부(11)의 전기 전도도가 설정된 전도도 값보다 높은 경우, 물 순환 관리부(144)를 통해 어류 양식부(11)에서 식물 재배부(12)로 순환되는 물의 순환 주기가 더욱 빨라지도록 할 수 있다. 또한, 본 실시 예에서, 수조 관리부(141)는 제 1 학습 모델의 출력 데이터가 비 적합 상태이고, 설정된 값보다 더욱 높은 전기 전도도의 한계치를 초과할 경우, 모니터링부(146)를 통해 사용자에게 어류 양식부(11)의 물을 환수 하도록 하는 경고 메시지를 출력하도록 함으로써, 물고기가 폐사하는 것을 방지할 수 있다.For example, the water
그리고 수조 관리부(141)는 예를 들어, 수조의 pH 농도에 기초하여 수조 환경 유지를 위한 제어 데이터를 생성할 수 있는데, 이때, 제 1 학습 모델의 출력 데이터가 보통 상태 및/또는 비 적합 상태이고, 수조의 pH 농도에 따라, 부유 물질 농도가 높으면 수조 물의 순환량을 늘리고, 낮으면 순환량을 줄이도록 제어할 수 있다. 또한 어류 양식부(11)에서는 박테리아가 원활히 배양되기 위해 박테리아의 먹이가 되는 이온 성분들이 지속적으로 공급되어야 하므로, 수조 관리부(141)는 적정 용존산소 농도가 유지되는지도 관리할 수 있다.In addition, the water
또한, 처리부(140) 중 식물 관리부(142)는 제 2 학습 모델의 출력 데이터가 보통 상태 및/또는 비 적합 상태이고, 온습도 감지 데이터에 기초하여, 해당 식물의 생육에 적합하도록 설정된 온도 제어범위와 비교하여, 적합한 범위를 벗어날 경우 냉난방 장치를 통해 내부공간의 온도를 난방 및 냉방 하도록 할 수 있다.In addition, the
그리고 식물 관리부(142)는 예를 들어, 제 2 학습 모델의 출력 데이터가 보통 상태 및/또는 비 적합 상태이고, 식물 재배부(12)의 토양 수분 값이 30% 이상이면 펌프의 작동을 중지시키도록 제어할 수 있다. 또한, 식물 관리부(142)는 제 2 학습 모델의 출력 데이터가 보통 상태 및/또는 비 적합 상태이고, 습도가 설정된 값보다 낮아질 경우 펌프를 통해 물이 분사되도록 할 수 있다. And the
또한, 식물 관리부(142)는 제 2 학습 모델의 출력 데이터가 보통 상태이고, 영양분을 흡수하는 뿌리 측의 전기 전도도 감지 데이터에 기초하여, 전기 전도도가 일정 수치 이하로 떨어진 경우, 어류 양식부(11)로부터의 영양분이 공급되도록 할 수 있다. 그리고 식물 관리부(142)는 제 2 학습 모델의 출력 데이터가 비 적합 상태이고, 전기 전도도가 일정 수치 이하로 떨어진 경우, 투입부(180)를 통해 영양분이 투입되도록 할 수도 있다.In addition, when the output data of the second learning model is in a normal state, and the electrical conductivity of the
한편, 본 실시 예에서는, 어류 양식부(11)의 감지 데이터를 입력 받아 어류 양식부(11)를 제어하거나, 식물 재배부(12)의 감지 데이터를 입력 받아 식물 재배부(12)를 제어하지 않고, 어류 양식부(11)의 감지 데이터, 제 1 학습 모델의 출력 데이터, 식물 재배부(12)의 감지 데이터 및 제 2 학습 모델의 출력 데이터를 입력 받아, 복합적으로 분석하여 전체 스마트 팜(100)을 제어할 수 있다. 이는, 어류 양식부(11) 및 식물 재배부(12)는 각각 어류 및 식물이 성장하기에 최적인 조건이 다를 수 있기 때문에, 어류 양식부(11)의 물고기와 식물 재배부(12)의 식물의 균형을 맞추기 위함이다. 즉, 어류 양식부(11) 및 식물 재배부(12) 전체를 최적의 상태로 유지하기 위해서는, 어류 양식부(11) 및 식물 재배부(12) 각각의 감지 데이터를 복합적으로 분석하여 어류 양식부(11), 식물 재배부(12) 및 조명부(13)를 포함하는 스마트 팜(100) 전체를 제어할 필요가 있다. 예를 들어, 처리부(140)는 어류 양식부(11) 및 식물 재배부(12) 각각의 감지 데이터를 복합적으로 분석하여 스마트 팜(100) 전체에 대해, 공조기 제어를 통한 온도 제어, 가습장치 제어를 통한 습도 제어, LED 모듈 제어를 통한 광원 제어 및 먹이의 정량 토출 제어 등을 수행할 수 있다. 즉, 어류 양식부(11)가 비 적합 상태인 경우, 어류 양식부(11)만을 제어하는 것이 아니라, 식물 재배부(12) 및 조명부(13)도 제어하여 어류 양식부(11)가 최적 상태가 되도록 할 수 있다.On the other hand, in this embodiment, the
물 순환 관리부(144)는 물 순환을 위한 펌프 제어 및 개폐 밸브 제어가 수행되도록 하는 것으로, 스마트 팜(100)의 물 순환이 정상적으로 이루어지고 있는지 관리할 수 있다. 예를 들어, 물 순환 관리부(144)는 배수량에 기반한 수조 물 순환량에 따라 펌프를 구동할 수 있다. 또한, 물 순환 관리부(144)는 예를 들어, 수조 물의 pH 농도에 따라 수조 물의 순환량을 조절할 수 있으며, pH 농도에 따라 부유 물질 농도가 높으면 수조 물의 순환량을 늘리고, 낮으면 순환량을 줄이도록 제어할 수 있다.The water
전원 관리부(145)는 스마트 팜(100)의 전력을 관리하는 것으로, 스마트 팜(100)에서 사용 가능한 배터리의 상태, 잔여 배터리 상태에 따른 스마트 팜 가동 시간 등을 확인할 수 있다. 이때 본 실시 예에서는 구체적으로 개시하지 않았으나, 조명부(13)에 태양광 모듈이 포함된 경우, 태양광 모듈에 의한 배터리 상태도 파악하여 관리할 수 있다.The
모니터링부(146)는 어류 양식부(11)의 수조 환경, 식물 재배부(12)의 식물 재배 환경 및 조명부(13)의 조명 정보의 모니터링 결과를 출력할 수 있다. 이때, 모니터링부(146)는 어류 양식부(11)의 수조 환경, 식물 재배부(12)의 식물 재배 환경 및 조명부(13)의 조명 정보의 실시간 데이터, 어류 양식부(11) 및 식물 재배부(12)의 설정 조건 유지 여부에 따른 알림 데이터, 식물 재배부(12)에 구비된 식물의 종류 및 어류 양식부(11)에 구비된 어류의 종류에 기초한 스마트 팜 제어 데이터 및 스마트 팜 내/외부의 환경에 기초한 식물의 종류 및 어류의 종류 추천 데이터 중 적어도 하나 이상을 출력할 수 있다. 또한, 수확시기 알림 등을 제공할 수 있다.The
예를 들어, 모니터링부(146)는 어류 양식부(11)의 온/습도 감지 값이 15℃~27℃를 벗어나는 경우, 어류 양식부(11)의 수온온도 감지 값이 24℃~28℃를 벗어나는 경우, 어류 양식부(11)의 혼탁도 감지 값이 0과 5로 출력되는 경우, 모니터링 데이터를 출력하여, 사용자에게 알릴 수 있다.For example, the
한편, 본 실시 예에서, 사용자는 사용자 인터페이스(120)를 통해 스마트 팜(100)의 설정 조건 입력 등 스마트 팜 관리에 대한 입력을 수행할 수 있다. 본 실시 예에서는 사용자 인터페이스(120)가 사용자 단말(300)에서 구현되어 스마트 팜 관리 화면에서 입력 및 관리가 가능하도록 할 수 있다. 또한 본 실시 예에서는 사용자 단말(300)을 통해 스마트 팜 관리 어플리케이션 또는 스마트 팜 관리 사이트에 접속하여 스마트 팜 관리 화면에서 입력 및 관리가 가능하도록 할 수 있다.Meanwhile, in the present embodiment, the user may perform an input for smart farm management, such as input of setting conditions for the
또한, 본 실시 예에서는, 사용자 단말(300)을 통해 모니터링부(146)에서 제공되는 출력 데이터를 확인할 수 있도록 할 수 있다. 즉, 본 실시 예에서는, 사용자 단말(300)에 설치된 스마트 팜 관리 어플리케이션 또는 스마트 팜 관리 웹 브라우저를 이용하여 모니터링부(146)에서 제공되는 출력 데이터를 확인할 수 있다.In addition, in this embodiment, it is possible to check the output data provided by the
또한, 본 실시 예에서는, 스마트 팜 관리 어플리케이션 또는 스마트 팜 관리 웹 브라우저를 통해 사용자를 등록하여, 해당 사용자가 스마트 팜(100)을 제어할 수 있도록 할 수 있으며, 사용자 맞춤형 제어가 수행되도록 할 수도 있다.In addition, in this embodiment, by registering a user through the smart farm management application or the smart farm management web browser, the user can control the
한편, 스마트 팜(100)에서 감지되는 데이터는 어류의 종류, 개체수, 먹이 공급량, 재배되는 식물의 종류, 식물의 개체수 등에 따라 달라질 수 있다. 이에, 사용자는 어류의 종류, 어류 개체수, 먹이 공급량, 재배되는 식물의 종류, 식물의 개체수 등에 대한 모니터링 데이터를 제공 받을 수 있으며, 사용자 인터페이스(120)를 통해 어류 종류, 어류 개체수, 식물의 종류, 식물의 개체수, LED 강도, 먹이 공급량 등을 입력할 수 있다. 이때, 모니터링부(146)는 사용자가 입력한 어류 종류, 어류 개체수, 식물의 종류, 식물의 개체수, LED 강도, 먹이 공급량 등에 대한 정보를 기반으로 스마트 팜(100)의 최적의 조건으로 유지되고 있는지에 대한 모니터링 결과를 출력할 수 있다. 또한, 본 실시 예에서는, 사용자가 입력한 어류 종류, 어류 개체수, 식물의 종류, 식물의 개체수, LED 강도, 먹이 공급량 등에 대한 정보를 기반으로 스마트 팜(100)을 최적의 조건으로 유지하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 본 실시 예에서는, 사용자가 입력한 정보를 바탕으로 구축된 스마트 팜 관리 시스템에 대하여 먹이 공급량의 변화에 따른 수질환경에 대한 정보가 지속적으로 수집되고 그 정보를 바탕으로, 어류의 개체수와 식물 개체수의 비율을 결정하는 등의 최적 제어를 수행할 수 있다.Meanwhile, the data sensed by the
도 7 내지 도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 사용자 단말의 출력 화면을 설명하기 위한 예시도이다. 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 사용자는 회원 가입을 수행하여, 사용자 등록을 수행할 수 있다.7 to 9 are exemplary views for explaining an output screen of a user terminal according to an embodiment of the present disclosure. 7 and 8 , the user may perform user registration by performing membership registration.
그리고 도 9에 도시된 바와 같이, 모니터링부(146)에서 제공하는 실시간 화면을 확인할 수 있으며, 펌프 구동 등의 원격 제어도 가능하도록 할 수 있다. 이때, 도 9(a)는 스마트 팜(100)의 실시간 영상을 나타내는 것으로, 스마트 팜(100)에 구비된 이미지 센서에 의해 제공될 수 있다. 그리고 도 9(b)는 스마트 팜(100)에 구비된 각종 센서들의 감지 결과 데이터를 실시간으로 확인할 수 있는 것이다. 그 외에도 각종 센서들의 감지 결과를 실시간으로 확인한 후 설정 입력도 가능하도록 할 수 있다.And, as shown in FIG. 9 , a real-time screen provided by the
한편, 본 실시 예에서, 모니터링부(146)는 각각의 식물에 따라 성장 시기가 다르고, 최적의 온도 및 광원의 범위, 필요한 영양분 정도 등이 다를 수 있으므로, 현재 재배되고 있는 식물에 기반한 제어가 수행되고 있는지 모니터링 결과를 출력할 수 있다. 또한 모니터링부(146)는 현재 스마트 팜(100)에서 제공 가능한 온도, 광원의 범위, 영양분 등에 기초하여 재배하기 용이한 채소를 추천할 수도 있다.On the other hand, in the present embodiment, the
더 나아가, 모니터링부(146)는 어류의 개체수와 식물의 개체수, 사용자의 먹이 공급량 등에 기초하여 스마트 팜(100)에서 사용되는 소모자재의 구매 시기, 식물의 재배 시기 등을 제공할 수 있다. 소모자재는 먹이, 식물 종자 등이 있을 수 있으며, 사용자에 의해 초기 정보가 입력되고 초기 정보에 기반하여 소모자재의 구매 시기 등을 판단할 수 있다. Furthermore, the
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 스마트 팜 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 이하의 설명에서 도 1 내지 도 9에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다.10 is a flowchart illustrating a smart farm management method according to an embodiment of the present disclosure. In the following description, parts overlapping with those of FIGS. 1 to 9 will be omitted.
도 10을 참조하면, S10단계에서, 스마트 팜 관리 시스템(1)은 수조 환경을 감지한다. 즉, 스마트 팜 관리 시스템(1)은 내부에 어류가 서식할 수 있는 수조를 포함하여, 미생물에 의해 분해된 어류로부터의 배설물이나 수조 잔존물을 포함한 수조의 물을 식물 재배부(12)에 공급하는 어류 양식부(11)의 수조 환경을 감지할 수 있다. 이때, 스마트 팜 관리 시스템(1)은 어류 양식부(11)의 수온, 혼탁도, pH, 전기 전도도(EC, Electrical Conductivity), 용존 산소량(DO, Dissolved Oxygen), 수위 및 물고기 상태 중 적어도 하나 이상을 감지할 수 있다.Referring to FIG. 10 , in step S10 , the smart
S20단계에서, 스마트 팜 관리 시스템(1)은 식물 재배 환경을 감지한다. 즉, 스마트 팜 관리 시스템(1)은 식물들 각각이 지지되도록 형성된 지지대를 포함하여 식물 재배가 가능하도록 설치되고, 어류 양식부(11)의 상단 측에 구비되어 어류 양식부(11)로부터 공급 받은 물이 식물들에 의해 정화된 물을 어류 양식부(11)에 공급하는 식물 재배부(12)의 식물 재배 환경을 감지할 수 있다. 이때, 스마트 팜 관리 시스템(1)은 식물 재배부(12)의 토양 수분, 온도, 습도, 식물 크기, 수위, pH 및 전기 전도도 중 적어도 하나 이상을 감지할 수 있다.In step S20, the smart
S30단계에서, 스마트 팜 관리 시스템(1)은 조명 정보를 감지한다. 즉, 스마트 팜 관리 시스템(1)은 식물 재배부(12)의 상단 측에 상하 이동 가능하도록 구비되어 식물 재배부(12)에 광원을 제공하는 조명부(13)의 조명 정보를 감지할 수 있다. 이때, 스마트 팜 관리 시스템(1)은 조명부(13)의 조명 방향, 온도, 밝기 및 색상 중 적어도 하나 이상을 감지할 수 있다.In step S30, the smart
S40단계에서, 스마트 팜 관리 시스템(1)은 어류 양식부(11) 및 식물 재배부(12)의 환경을 설정 조건으로 유지하기 위한 제어를 수행한다. 즉 스마트 팜 관리 시스템(1)은 어류 양식부(11)의 수조 환경, 식물 재배부(12)의 식물 재배 환경 및 조명부(13)의 조명 정보 중 적어도 하나 이상에 기초하여, 어류 양식부(11) 및 식물 재배부(12)의 환경이 설정 조건으로 유지되도록 제어할 수 있다. In step S40, the smart
이때, 스마트 팜 관리 시스템(1)은 어류 양식부(11)의 물을 식물 재배부(12)에 이송하기 위한 펌프를 구비한 제 1 순환라인 및 식물 재배부(12)에서 어류 양식부(11)로의 물 공급을 조절하기 위한 개폐 밸브를 구비한 제 2 순환라인을 통해 물이 순환되도록 하는 물 순환부의 펌프 구동 및 개폐 밸브 제어를 수행하거나 조명부(13)의 조명 각도, 높낮이, 밝기 및 색상 중 적어도 하나 이상을 조절함으로써, 스마트 팜(100)의 환경이 설정 조건으로 유지되도록 제어할 수 있다. 또한, 스마트 팜 관리 시스템(1)은 수조에 제공되는 먹이량 조절, 수조에 환경 유지 물질 투입, 수조의 물 흐름 조절 및 수조의 수온 조절 중 적어도 하나 이상의 제어를 수행하여, 스마트 팜(100)의 환경이 설정 조건으로 유지되도록 제어할 수 있다. 이때, 스마트 팜(100)의 설정 조건은 사용자에 의해 설정될 수 있으며, 실시 예에 따라서 서버(200)로부터 제공되는 추천 데이터에 의해 설정될 수도 있다. 이러한 추천 데이터는 머신 러닝에 의해 생성될 수 있다. 또한, 설정 조건은 어류 양식부(11) 및 식물 재배부(12) 각각에 대해 설정될 수 있으며, 조명부(13)의 제어는 어류 양식부(11) 및 식물 재배부(12)의 환경 유지 여부에 따라 달라질 수 있다. 다만, 실시 예에 따라서, 조명부(13)의 제어도 사용자 또는 서버(200)에 의해 설정될 수 있으며, 이 경우 어류 양식부(11) 및 식물 재배부(12)의 환경 유지 여부에 기초하여 일정 범위 이내에서 변경 가능하도록 설정될 수 있다. At this time, the smart
이상 설명된 본 발명에 따른 실시 예는 컴퓨터 상에서 다양한 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수 있으며, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다.The above-described embodiment according to the present invention may be implemented in the form of a computer program that can be executed through various components on a computer, and such a computer program may be recorded in a computer-readable medium. In this case, the medium includes a hard disk, a magnetic medium such as a floppy disk and a magnetic tape, an optical recording medium such as CD-ROM and DVD, a magneto-optical medium such as a floppy disk, and a ROM. , RAM, flash memory, etc., a hardware device specially configured to store and execute program instructions.
한편, 상기 컴퓨터 프로그램은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함될 수 있다.Meanwhile, the computer program may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and used by those skilled in the computer software field. Examples of the computer program may include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. In the specification of the present invention (especially in the claims), the use of the term "above" and similar referential terms may be used in both the singular and the plural. In addition, when a range is described in the present invention, each individual value constituting the range is described in the detailed description of the invention as including the invention to which individual values belonging to the range are applied (unless there is a description to the contrary). same as
본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.The steps constituting the method according to the present invention may be performed in an appropriate order unless the order is explicitly stated or there is no description to the contrary. The present invention is not necessarily limited to the order in which the steps are described. The use of all examples or exemplary terms (eg, etc.) in the present invention is merely for the purpose of describing the present invention in detail, and the scope of the present invention is limited by the examples or exemplary terms unless limited by the claims. it's not going to be In addition, those skilled in the art will appreciate that various modifications, combinations, and changes may be made in accordance with design conditions and factors within the scope of the appended claims or their equivalents.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, and the scope of the spirit of the present invention is not limited to the scope of the scope of the present invention. will be said to belong to
1 : 스마트 팜 관리 환경 11 : 어류 양식부
12 : 식물 재배부 12-1 : 지지대
12-2 : 커버 13 : 조명부
14 : 제 1 순환라인 14-1 : 펌프
15 : 제 2 순환라인 15-1 : 개폐 밸브
16 : 이동부 110 : 통신 인터페이스
120 : 사용자 인터페이스 125 : 표시부
130 : 메모리 140 : 처리부
141 : 수조 관리부 142 : 식물 관리부
143 : 조명 관리부 144 : 물 순환 관리부
145 : 전원 관리부 146 : 모니터링부
150 : 수조 감지부 152 : 식물 감지부
154 : 조명 감지부 160 : 물 순환부
170 : 조명 구동부 180 : 투입부
182 : 온도 조절부 190 : 프로세서1: Smart Farm Management Environment 11: Fish Farming Department
12: plant cultivation section 12-1: support
12-2: cover 13: lighting unit
14: first circulation line 14-1: pump
15: second circulation line 15-1: on-off valve
16: mobile unit 110: communication interface
120: user interface 125: display unit
130: memory 140: processing unit
141: water tank management unit 142: plant management unit
143: lighting management unit 144: water circulation management unit
145: power management unit 146: monitoring unit
150: tank detection unit 152: plant detection unit
154: light detection unit 160: water circulation unit
170: light driving unit 180: input unit
182: temperature control unit 190: processor
Claims (14)
식물들 각각이 지지되도록 형성된 지지대를 포함하여 식물 재배가 가능하도록 설치되고, 상기 어류 양식부의 상단 측에 구비되어 상기 어류 양식부로부터 공급 받은 물이 상기 식물들에 의해 정화된 물을 상기 어류 양식부에 공급하는 식물 재배부; 및
상기 식물 재배부의 상단 측에 상하 이동 가능하도록 구비되어 상기 식물 재배부에 광원을 제공하고, 조명 각도, 높낮이, 밝기 및 색상이 조절되는 조명부를 포함하고,
상기 어류 양식부의 물을 상기 식물 재배부에 이송하기 위한 펌프를 구비한 제 1 순환라인 및 상기 식물 재배부에서 상기 어류 양식부로의 물 공급을 조절하기 위한 개폐 밸브를 구비한 제 2 순환라인을 통해 물이 순환되도록 하되,
상기 어류 양식부의 수조 환경, 상기 식물 재배부의 식물 재배 환경 및 상기 조명부의 조명 정보의 모니터링 결과를 출력하는 모니터링부를 더 포함하고,
상기 모니터링부는, 상기 식물 재배부 또는 상기 조명부에서 제공 가능한 온도, 광원의 범위, 영양분 등에 기초하여 재배를 위한 식물의 종류를 추천하는 식물 종류 추천 데이터를 출력하며,
상기 수조의 어류 개체수, 상기 식물 재배부의 식물 개체수 및 사용자의 어류 먹이 공급량에 기초하여 어류 먹이 및 식물 종자 수를 포함한 소모자재의 구매 시기를 판단하여 출력하는,
스마트 팜.
A fish culture unit for supplying to the plant cultivation unit, including a tank in which the fish can inhabit, the water of the tank including the excrement from the fish decomposed by microorganisms or the tank remnants;
It is installed to enable plant cultivation, including a support formed to support each of the plants, and is provided on the upper side of the fish culture unit so that the water supplied from the fish culture unit is purified water by the plants. Plants supplying to the Ministry of Agriculture; and
It is provided so as to be movable up and down on the upper side of the plant cultivation unit, and provides a light source to the plant cultivation unit, and includes a lighting unit whose lighting angle, height, brightness and color are adjusted,
Through a first circulation line having a pump for transferring the water of the fish culture unit to the plant cultivation unit and a second circulation line having an opening/closing valve for controlling the water supply from the plant cultivation unit to the fish culture unit Let the water circulate,
Further comprising a monitoring unit for outputting a monitoring result of the lighting information of the aquarium environment of the fish culture unit, the plant cultivation environment of the plant cultivation unit, and the lighting unit,
The monitoring unit outputs plant type recommendation data for recommending a type of plant for cultivation based on a temperature, a range of a light source, nutrients, etc. that can be provided by the plant cultivation unit or the lighting unit,
Based on the number of fish in the tank, the number of plants in the plant cultivation unit, and the amount of fish food supplied by the user, determining and outputting the purchase timing of consumable materials including the number of fish food and plant seeds,
Smart Farm.
상기 어류 양식부는, 수온, 혼탁도, pH, 전기 전도도(EC, Electrical Conductivity), 용존 산소량(DO, Dissolved Oxygen), 수위 및 물고기 상태 중 적어도 하나 이상을 감지하는 수조 감지부를 포함하고,
상기 식물 재배부는, 토양 수분, 온도, 습도, 식물 크기, 수위, pH 및 전기 전도도 중 적어도 하나 이상을 감지하는 식물 감지부를 포함하며,
상기 조명부는, 조명 방향, 온도, 밝기 및 색상 중 적어도 하나 이상을 감지하는 조명 감지부를 포함하는,
스마트 팜.
The method of claim 1,
The fish culture unit includes a water tank sensing unit for detecting at least one of water temperature, turbidity, pH, electrical conductivity (EC), dissolved oxygen (DO, Dissolved Oxygen), water level, and fish state,
The plant cultivation unit includes a plant sensing unit that detects at least one of soil moisture, temperature, humidity, plant size, water level, pH, and electrical conductivity,
The lighting unit comprises a lighting detection unit for detecting at least one of a lighting direction, temperature, brightness and color,
Smart Farm.
상기 식물 재배부와 상기 어류 양식부 사이에 구비되어, 상기 수조에 먹이를 제공하고 상기 수조에 환경 유지 물질을 투입하는 투입부; 및
상기 수조의 내부에 구비되어 상기 수조의 수온을 조절하는 온도 조절부를 더 포함하는,
스마트 팜.
The method of claim 1,
an input unit provided between the plant cultivation unit and the fish farming unit to provide food to the water tank and to inject an environment maintenance material into the water tank; and
Further comprising a temperature control unit provided inside the water tank to adjust the water temperature of the water tank,
Smart Farm.
상기 어류 양식부, 상기 식물 재배부 및 상기 조명부가 다단으로 연결 가능하도록 상기 어류 양식부, 상기 식물 재배부 및 상기 조명부 각각의 일측 프레임이 결합 가능한 구조체를 포함하여, 상기 어류 양식부, 상기 식물 재배부 및 상기 조명부가 각각의 상기 프레임에서 착탈 가능한 모듈 구조로 형성된,
스마트 팜.
The method of claim 1,
The fish culture unit, the plant cultivation unit and the lighting unit include a structure in which one frame of each of the fish culture unit, the plant cultivation unit, and the lighting unit can be coupled to each other so that the lighting unit can be connected in multiple stages, the fish culture unit, the plant cultivation The part and the lighting part are formed in a modular structure detachable from each of the frames,
Smart Farm.
내부에 어류가 서식할 수 있는 수조를 포함하여, 미생물에 의해 분해된 어류로부터의 배설물이나 수조 잔존물을 포함한 상기 수조의 물을 식물 재배부에 공급하는 어류 양식부의 수조 환경을 감지하는 단계;
식물들 각각이 지지되도록 형성된 지지대를 포함하여 식물 재배가 가능하도록 설치되고, 상기 어류 양식부의 상단 측에 구비되어 상기 어류 양식부로부터 공급 받은 물이 상기 식물들에 의해 정화된 물을 상기 어류 양식부에 공급하는 식물 재배부의 식물 재배 환경을 감지하는 단계;
상기 식물 재배부의 상단 측에 상하 이동 가능하도록 구비되어 상기 식물 재배부에 광원을 제공하는 조명부의 조명 정보를 감지하는 단계; 및
상기 어류 양식부의 수조 환경, 상기 식물 재배부의 식물 재배 환경 및 상기 조명부의 조명 정보 중 적어도 하나 이상에 기초하여, 상기 어류 양식부 및 상기 식물 재배부의 환경이 설정 조건으로 유지되도록 제어하는 단계를 포함하고,
상기 제어하는 단계는, 상기 어류 양식부의 물을 상기 식물 재배부에 이송하기 위한 펌프를 구비한 제 1 순환라인 및 상기 식물 재배부에서 상기 어류 양식부로의 물 공급을 조절하기 위한 개폐 밸브를 구비한 제 2 순환라인을 통해 물이 순환되도록 하는 물 순환부의 펌프 구동 및 개폐 밸브 제어를 수행하거나 상기 조명부의 조명 각도, 높낮이, 밝기 및 색상 중 적어도 하나 이상을 조절하는 단계를 포함하되,
상기 어류 양식부의 수조 환경, 상기 식물 재배부의 식물 재배 환경 및 상기 조명부의 조명 정보의 모니터링 결과를 출력하는 단계를 더 포함하고,
상기 모니터링 결과를 출력하는 단계는, 상기 식물 재배부 또는 상기 조명부에서 제공 가능한 온도, 광원의 범위, 영양분 등에 기초하여 재배를 위한 식물의 종류를 추천하는 식물 종류 추천 데이터를 출력하는 단계; 및
상기 수조의 어류 개체수, 상기 식물 재배부의 식물 개체수 및 사용자의 어류 먹이 공급량에 기초하여 어류 먹이 및 식물 종자 수를 포함한 소모자재의 구매 시기를 판단하여 출력하는 단계를 포함하는,
스마트 팜 관리 방법.
A method for managing a smart farm, comprising:
Sensing a fish tank environment of a fish culture unit that supplies a plant cultivation unit with water in the tank including excrement or tank remnants from the fish decomposed by microorganisms, including a tank in which fish can inhabit;
It is installed to enable plant cultivation, including a support formed to support each of the plants, and is provided on the upper side of the fish culture unit so that the water supplied from the fish culture unit is purified water by the plants. Sensing the plant cultivation environment of the plant cultivation unit supplied to the;
detecting lighting information of a lighting unit provided to be movable up and down on the upper side of the plant cultivation unit and providing a light source to the plant cultivation unit; and
Controlling the environment of the fish culture unit and the plant cultivation unit to be maintained as a set condition based on at least one of the fish culture unit's water tank environment, the plant cultivation environment of the plant cultivation unit, and lighting information of the lighting unit, and ,
In the controlling step, a first circulation line having a pump for transferring the water of the fish culture unit to the plant cultivation unit and an opening/closing valve for controlling the supply of water from the plant cultivation unit to the fish culture unit are provided. Comprising the step of performing a pump driving and opening/closing valve control of the water circulation unit to circulate water through the second circulation line, or adjusting at least one of the lighting angle, height, brightness and color of the lighting unit,
Further comprising the step of outputting a monitoring result of the lighting information of the aquarium environment of the fish culture unit, the plant cultivation environment of the plant cultivation unit, and the lighting unit,
The step of outputting the monitoring result may include: outputting plant type recommendation data for recommending a type of a plant for cultivation based on a temperature, a range of a light source, nutrients, etc. that can be provided by the plant cultivation unit or the lighting unit; and
Based on the number of fish in the tank, the number of plants in the plant cultivation unit, and the amount of fish food supplied by the user, determining and outputting the purchase timing of consumable materials including the number of fish food and plant seeds,
How to manage a smart farm.
상기 어류 양식부의 수조 환경을 감지하는 단계는, 상기 어류 양식부의 수온, 혼탁도, pH, 전기 전도도(EC, Electrical Conductivity), 용존 산소량(DO, Dissolved Oxygen), 수위 및 물고기 상태 중 적어도 하나 이상을 감지하는 단계를 포함하고,
상기 식물 재배부의 식물 재배 환경을 감지하는 단계는, 상기 식물 재배부의 토양 수분, 온도, 습도, 식물 크기, 수위, pH 및 전기 전도도 중 적어도 하나 이상을 감지하는 단계를 포함하며,
상기 조명부의 조명 정보를 감지하는 단계는, 상기 조명부의 조명 방향, 온도, 밝기 및 색상 중 적어도 하나 이상을 감지하는 단계를 포함하는,
스마트 팜 관리 방법.
6. The method of claim 5,
The step of detecting the tank environment of the fish culture unit includes at least one or more of water temperature, turbidity, pH, electrical conductivity (EC), dissolved oxygen (DO, Dissolved Oxygen), water level, and fish state of the fish culture unit. detecting,
The step of detecting the plant cultivation environment of the plant cultivation unit comprises the step of detecting at least one or more of soil moisture, temperature, humidity, plant size, water level, pH and electrical conductivity of the plant cultivation unit,
The step of detecting the lighting information of the lighting unit includes the step of detecting at least one of a lighting direction, temperature, brightness and color of the lighting unit,
How to manage a smart farm.
상기 어류 양식부 및 상기 식물 재배부의 환경이 설정 조건으로 유지되도록 제어하는 단계는,
상기 수조에 제공되는 먹이량 조절, 상기 수조에 환경 유지 물질 투입, 상기 수조의 물 흐름 조절 및 상기 수조의 수온 조절 중 적어도 하나 이상의 제어를 수행하는 단계를 포함하는,
스마트 팜 관리 방법.
7. The method of claim 6,
The step of controlling the environment of the fish culture unit and the plant cultivation unit to be maintained in a set condition comprises:
Controlling the amount of food provided to the water tank, inputting an environment maintenance material into the water tank, controlling the flow of water in the water tank, and controlling at least one of the water temperature control in the water tank,
How to manage a smart farm.
상기 어류 양식부의 수온, 혼탁도, pH, 전기 전도도(EC, Electrical Conductivity), 용존 산소량(DO, Dissolved Oxygen), 수위 및 물고기 상태 중 적어도 하나 이상을 입력으로 하여 상기 어류 양식부의 수조 환경을 판별하도록 훈련된 머신 러닝 기반의 제 1 학습 모델에 기반하여 상기 어류 양식부의 수조 환경을 결정하는 단계;
상기 식물 재배부의 식물 재배 환경을 감지하는 단계는, 상기 식물 재배부의 토양 수분, 온도, 습도, 식물 크기, 수위, pH 및 전기 전도도 중 적어도 하나 이상을 입력으로 하여 상기 식물 재배부의 식물 재배 환경을 판별하도록 훈련된 머신 러닝 기반의 제 2 학습 모델에 기반하여 상기 식물 재배부의 식물 재배 환경을 결정하는 단계; 및
상기 어류 양식부의 수온, 혼탁도, pH, 전기 전도도, 용존 산소량, 수위 및 물고기 상태 중 적어도 하나 이상과, 상기 제 1 학습 모델의 출력 데이터, 상기 식물 재배부의 토양 수분, 온도, 습도, 식물 크기, 수위, pH 및 전기 전도도 중 적어도 하나 이상과, 상기 제 2 학습 모델의 출력 데이터를 입력으로 하여 상기 어류 양식부 및 상기 식물 재배부의 환경이 설정 조건으로 유지되는 상기 스마트 팜의 제어 데이터를 검출하도록 훈련된 머신 러닝 기반의 제 3 학습 모델에 기반하여 상기 스마트 팜의 제어 데이터를 판단하는 단계를 포함하는,
스마트 팜 관리 방법.
6. The method of claim 5,
In order to determine the tank environment of the fish culture part by inputting at least one or more of water temperature, turbidity, pH, electrical conductivity (EC), dissolved oxygen (DO), water level, and fish state of the fish culture part as an input determining a tank environment of the fish farming unit based on a first learning model based on trained machine learning;
The step of detecting the plant cultivation environment of the plant cultivation unit may include inputting at least one or more of soil moisture, temperature, humidity, plant size, water level, pH and electrical conductivity of the plant cultivation unit as an input to determine the plant cultivation environment of the plant cultivation unit determining a plant cultivation environment of the plant cultivation unit based on a second learning model based on machine learning trained to do so; and
At least one or more of water temperature, turbidity, pH, electrical conductivity, dissolved oxygen amount, water level and fish state of the fish culture unit, the output data of the first learning model, soil moisture, temperature, humidity, plant size of the plant cultivation unit, Training to detect control data of the smart farm in which the environment of the fish farming unit and the plant cultivation unit is maintained as set conditions by receiving at least one or more of water level, pH, and electrical conductivity and output data of the second learning model as inputs Comprising the step of determining the control data of the smart farm based on the machine learning-based third learning model,
How to manage a smart farm.
스마트 팜과 통신하는 통신 인터페이스;
하나 이상의 프로세서; 및
상기 하나 이상의 프로세서와 연결되는 메모리를 포함하고,
상기 메모리는, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금,
내부에 어류가 서식할 수 있는 수조를 포함하여, 미생물에 의해 분해된 어류로부터의 배설물이나 수조 잔존물을 포함한 상기 수조의 물을 식물 재배부에 공급하는 어류 양식부의 수조 환경을 감지하고,
식물들 각각이 지지되도록 형성된 지지대를 포함하여 식물 재배가 가능하도록 설치되고, 상기 어류 양식부의 상단 측에 구비되어 상기 어류 양식부에 정화된 물을 공급하는 식물 재배부의 식물 재배 환경을 감지하며,
상기 식물 재배부의 상단 측에 상하 이동 가능하도록 구비되어 상기 식물 재배부에 광원을 제공하는 조명부의 조명 정보를 감지하고,
상기 어류 양식부의 수조 환경, 상기 식물 재배부의 식물 재배 환경 및 상기 조명부의 조명 정보 중 적어도 하나 이상에 기초하여, 상기 어류 양식부 및 상기 식물 재배부의 환경이 설정 조건으로 유지되도록 제어하며, 상기 어류 양식부의 물을 상기 식물 재배부에 이송하기 위한 펌프를 구비한 제 1 순환라인 및 상기 식물 재배부에서 상기 어류 양식부로의 물 공급을 조절하기 위한 개폐 밸브를 구비한 제 2 순환라인을 통해 물이 순환되도록 하는 물 순환부의 펌프 구동 및 개폐 밸브 제어를 수행하거나 상기 조명부의 조명 각도, 높낮이, 밝기 및 색상 중 적어도 하나 이상을 조절하도록 야기하는(cause) 코드들을 저장하며,
상기 메모리는, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금,
상기 어류 양식부의 수조 환경, 상기 식물 재배부의 식물 재배 환경 및 상기 조명부의 조명 정보의 모니터링 결과를 출력하고,
상기 식물 재배부 또는 상기 조명부에서 제공 가능한 온도, 광원의 범위, 영양분 등에 기초하여 재배를 위한 식물의 종류를 추천하는 식물 종류 추천 데이터를 출력하며,
상기 수조의 어류 개체수, 상기 식물 재배부의 식물 개체수 및 사용자의 어류 먹이 공급량에 기초하여 어류 먹이 및 식물 종자 수를 포함한 소모자재의 구매 시기를 판단하여 출력하도록 야기하는 코드들을 저장하는,
스마트 팜 관리 장치.
A device for managing a smart farm, comprising:
a communication interface to communicate with the smart farm;
one or more processors; and
a memory coupled to the one or more processors;
The memory, when executed by the processor, causes the processor to:
Sensing the tank environment of the fish farming unit that supplies the plant cultivation unit with the water of the water tank including the excrement or tank remnants from the fish decomposed by microorganisms, including the tank where the fish can inhabit therein,
It is installed to enable plant cultivation, including a support formed to support each of the plants, and is provided on the upper side of the fish culture unit to sense the plant cultivation environment of the plant cultivation unit that supplies purified water to the fish culture unit,
Detects the lighting information of the lighting unit provided to be movable up and down on the upper side of the plant cultivation unit to provide a light source to the plant cultivation unit,
Controlling the environment of the fish culture unit and the plant cultivation unit to be maintained as set conditions based on at least one or more of the aquarium environment of the fish culture unit, the plant cultivation environment of the plant cultivation unit, and the lighting information of the lighting unit, and the fish culture Water is circulated through a first circulation line having a pump for transferring water from the plant to the plant cultivation unit and a second circulation line having an opening/closing valve for controlling the water supply from the plant cultivation unit to the fish culture unit. Stores codes that cause to perform pump driving and opening/closing valve control of the water circulation unit or to adjust at least one or more of the lighting angle, height, brightness and color of the lighting unit,
The memory, when executed by the processor, causes the processor to:
and output the monitoring result of the lighting information of the fish culture unit's fish tank environment, the plant cultivation environment of the plant cultivation unit, and the lighting unit,
Outputs plant type recommendation data for recommending a type of plant for cultivation based on a temperature, a range of a light source, nutrients, etc. that can be provided by the plant cultivation unit or the lighting unit,
Based on the number of fish in the tank, the number of plants in the plant cultivation unit, and the amount of fish food supplied by the user, it stores codes that cause to determine and output the purchase timing of consumables including the number of fish food and plant seeds,
Smart farm management device.
상기 메모리는, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금,
수온, 혼탁도, pH, 전기 전도도(EC, Electrical Conductivity), 용존 산소량(DO, Dissolved Oxygen), 수위 및 물고기 상태 중 적어도 하나 이상에 기초하여, 상기 어류 양식부의 수조 환경을 감지하고,
토양 수분, 온도, 습도, 식물 크기, 수위, pH 및 전기 전도도 중 적어도 하나 이상에 기초하여, 상기 식물 재배부의 식물 재배 환경을 감지하며,
조명 방향, 온도, 밝기 및 색상 중 적어도 하나 이상에 기초하여, 상기 조명부의 조명 정보를 감지하도록 야기하는 코드들을 더 저장하는,
스마트 팜 관리 장치.
11. The method of claim 10,
The memory, when executed by the processor, causes the processor to:
Based on at least one of water temperature, turbidity, pH, electrical conductivity (EC, Electrical Conductivity), dissolved oxygen (DO, Dissolved Oxygen), water level, and fish state, detecting the tank environment of the fish culture unit,
Based on at least one of soil moisture, temperature, humidity, plant size, water level, pH, and electrical conductivity, sensing the plant growing environment of the plant cultivation unit,
Based on at least one or more of a lighting direction, temperature, brightness and color, further storing codes causing to sense lighting information of the lighting unit,
Smart farm management device.
상기 메모리는, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금,
상기 수조에 제공되는 먹이량 조절, 상기 수조에 환경 유지 물질 투입, 상기 수조의 물 흐름 조절 및 상기 수조의 수온 조절 중 적어도 하나 이상의 제어를 수행하여, 상기 어류 양식부 및 상기 식물 재배부의 환경이 설정 조건으로 유지되도록 야기하는 코드들을 더 저장하는,
스마트 팜 관리 장치.
12. The method of claim 11,
The memory, when executed by the processor, causes the processor to:
The environment of the fish farming unit and the plant cultivation unit is set by controlling at least one of the amount of food provided to the water tank, input of an environment maintenance material into the water tank, water flow control in the water tank, and water temperature control in the water tank further storing codes that cause it to be maintained as a condition,
Smart farm management device.
상기 메모리는, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금,
상기 어류 양식부의 수온, 혼탁도, pH, 전기 전도도(EC, Electrical Conductivity), 용존 산소량(DO, Dissolved Oxygen), 수위 및 물고기 상태 중 적어도 하나 이상을 입력으로 하여 상기 어류 양식부의 수조 환경을 판별하도록 훈련된 머신 러닝 기반의 제 1 학습 모델에 기반하여 상기 어류 양식부의 수조 환경을 결정하고,
상기 식물 재배부의 식물 재배 환경을 감지하는 단계는, 상기 식물 재배부의 토양 수분, 온도, 습도, 식물 크기, 수위, pH 및 전기 전도도 중 적어도 하나 이상을 입력으로 하여 상기 식물 재배부의 식물 재배 환경을 판별하도록 훈련된 머신 러닝 기반의 제 2 학습 모델에 기반하여 상기 식물 재배부의 식물 재배 환경을 결정하며,
상기 어류 양식부의 수온, 혼탁도, pH, 전기 전도도, 용존 산소량, 수위 및 물고기 상태 중 적어도 하나 이상과, 상기 제 1 학습 모델의 출력 데이터, 상기 식물 재배부의 토양 수분, 온도, 습도, 식물 크기, 수위, pH 및 전기 전도도 중 적어도 하나 이상과, 상기 제 2 학습 모델의 출력 데이터를 입력으로 하여 상기 어류 양식부 및 상기 식물 재배부의 환경이 설정 조건으로 유지되는 상기 스마트 팜의 제어 데이터를 검출하도록 훈련된 머신 러닝 기반의 제 3 학습 모델에 기반하여 상기 스마트 팜의 제어 데이터를 판단하도록 야기하는 코드들을 더 저장하는,
스마트 팜 관리 장치.
11. The method of claim 10,
The memory, when executed by the processor, causes the processor to:
In order to determine the tank environment of the fish culture part by inputting at least one or more of water temperature, turbidity, pH, electrical conductivity (EC), dissolved oxygen (DO), water level, and fish state of the fish culture part as an input Determining the tank environment of the fish farming unit based on the trained machine learning-based first learning model,
The step of detecting the plant cultivation environment of the plant cultivation unit may include inputting at least one or more of soil moisture, temperature, humidity, plant size, water level, pH and electrical conductivity of the plant cultivation unit as an input to determine the plant cultivation environment of the plant cultivation unit Determining the plant cultivation environment of the plant cultivation unit based on a second learning model based on machine learning trained to
At least one or more of water temperature, turbidity, pH, electrical conductivity, dissolved oxygen amount, water level and fish state of the fish culture unit, the output data of the first learning model, soil moisture, temperature, humidity, plant size of the plant cultivation unit, Training to detect control data of the smart farm in which the environment of the fish farming unit and the plant cultivation unit is maintained as set conditions by receiving at least one or more of water level, pH, and electrical conductivity and output data of the second learning model as inputs Further storing codes that cause to determine the control data of the smart farm based on the third learning model based on machine learning,
Smart farm management device.
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