KR20180127566A - Farm automation system that monitors plant growth environment and controls led lighting - Google Patents

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KR20180127566A
KR20180127566A KR1020170061469A KR20170061469A KR20180127566A KR 20180127566 A KR20180127566 A KR 20180127566A KR 1020170061469 A KR1020170061469 A KR 1020170061469A KR 20170061469 A KR20170061469 A KR 20170061469A KR 20180127566 A KR20180127566 A KR 20180127566A
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KR1020170061469A
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김민수
조영창
서철식
지승욱
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경운대학교 산학협력단
서철식
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Abstract

The present invention relates to a farm automation system. In particular, the farm automation system comprises: a sensor module, an analysis module, a control module, a monitoring module, and a transmitting and receiving module for wireless communications among the sensor module, the analysis module, the control module, and the monitoring module. According to the present invention, the farm automation system can manage plant growth environments in real time and increase energy efficiency, thus reducing the costs for running and managing a plant factory.

Description

식물생장 환경을 모니터링하며 LED 조명을 제어하는, 농장 자동화 시스템{FARM AUTOMATION SYSTEM THAT MONITORS PLANT GROWTH ENVIRONMENT AND CONTROLS LED LIGHTING}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plant automation system for monitoring a plant growth environment and controlling LED lighting,

본 발명은 농장 자동화 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 식물생장 환경을 모니터링하며 LED 조명을 제어하는, 농장 자동화 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a farm automation system, and more particularly to a farm automation system that monitors a plant growth environment and controls LED lighting.

급격한 기온의 변화, 강수량, 일사량의 변화, 및 집중호우, 초대형 태풍, 가뭄 등 최근 들어 자주 발생하는 기상 이변은 농작물 재배에 많은 어려움을 주고 있으며, 그에 따라 농작물 식품 가격의 변동 폭이 급변하기도 한다. 그 결과, 생산자는 물론, 소비자들이 농작물의 소비에 어려움을 겪는 경우가 종종 발생하고 있으며, 이를 해결하고자, 식량의 안정적 확보 및 물가 안정을 위해 1년 내내 안정적으로 작물을 재배할 수 있도록 하는, 식물공장에 대한 관심이 증가하고 있다. 도 1은 국내 스마트 농업 관련 시장의 현황 및 전망을 나타낸 도면이고, 도 2는 일본의 식물공장에 대한 향후 시장 전망을 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 국내 식물공장의 시장규모는 2012년에는 500억 원, 2016년에는 2,758억 원으로 평균 53.3% 증가하였으며, 이로부터 식물공장이 국내 스마트 농업관련 분야 중에서 높은 성장세를 보인다는 것을 확인할 수 있다. 도 2에서는, 일본의 식물공장 시장이 2008년부터 계속하여 증가하고 있음을 확인할 수 있으며, 이로부터 일본의 식물공장 시장의 향후 전망 역시, 성장세를 유지할 것이라는 점을 예상할 수 있다.
Rapid changes in temperature, precipitation, changes in radiation, and frequent occurrences of weather, such as heavy rainfall, extreme typhoons, droughts, etc., present a great deal of difficulty in cultivating crops, and the fluctuations in crop food prices are rapidly changing. As a result, it is often the case that producers and consumers are experiencing difficulties in consuming crops. In order to solve these problems, plants that can grow stable crops throughout the year in order to secure food stability and stabilize prices, Interest in factories is increasing. FIG. 1 is a view showing the current status and prospect of the domestic smart agricultural market, and FIG. 2 is a diagram showing a future market prospect of a Japanese plant factory. As shown in FIG. 1, the market size of domestic plant factories has increased by 53.3% on average by 50 billion won in 2012 and 275.8 billion won in 2016, and plant factories are showing a high growth rate in domestic smart agriculture sector . In Fig. 2, it can be seen that the plant plant market in Japan has been continuously increasing since 2008, and it is expected that the future prospects of the plant plant market in Japan will also continue to grow.

식물공장이란, 농작물에 대하여 통제된 일정한 시설 내에서 빛, 온도, 습도 등의 환경 조건을 인공적으로 조성하여, 계절이나 장소에 관계없이 농작물을 자동적으로 연속 생산하는 시스템을 의미한다. 식물공장은 실내 농업이기 때문에 연중 생산이 가능하고, 날씨와 상관없이 농사를 지을 수 있어, 생산량 증대와 안정적인 공급 효과를 얻을 수 있다. 뿐만 아니라, 농작물의 생육 상태를 과학적으로 관리하여 비료나 농약을 저투입하는 정밀농업의 성격을 가지므로, 일반 농산물에 비하여 안정성을 확보할 수 있고, 노지에서 재배가 어려운 기능성 농작물의 재배를 가능하게 함으로써, 고부가가치 농업을 실현시킬 수 있다는 장점이 있다.
Plant plant means a system that artificially creates environmental conditions such as light, temperature and humidity within a certain facility controlled for crops, and automatically and continuously produces crops regardless of season or place. Since plant factories are indoor farming, they can be produced all year round and farming can be done irrespective of the weather, which can increase the production volume and provide a stable supply effect. In addition, since it has the nature of precision agriculture that scientifically controls the growth condition of crops and low fertilizer and pesticide, it is possible to secure stability compared with general agricultural products and to cultivate functional crops Thereby enabling high value-added agriculture to be realized.

다만, 식물공장의 모든 시설은 인공적으로 만들어져야 하기 때문에 설치비가 많이 소요되며, 특히, 농작물의 성장에 있어서 중요한 빛을 제공하기 위한, 다수개의 광원 설치로 인하여 전기요금 등의 유지비가 많이 든다는 단점이 있다. 또한, 식물공장을 이용하여 농작물에 빛, 온도, 습도 등의 인공 환경을 제공하는 경우에 있어서, 농작물의 종류 및 성장 정도, 또는 예상치 못한 변수에 따라 다양한 생육 조건이 요구되는데, 이와 같은 조건을 충족시키기 위해서는, 관리자의 다양한 경험이 필요하다는 점, 각각의 환경 조건에 따라 변하는 상기의 조건을 맞추기 위하여, 관리자가 실시간으로 감시하여야 한다는 점에서, 식물공장의 운영 및 관리에는 일정부분 어려움이 따를 수밖에 없다.
However, since all the facilities of the plant factory must be made artificially, the installation cost is high, and in particular, a large number of light sources are installed to provide important light for the growth of crops, have. In addition, when a plant plant is used to provide an artificial environment such as light, temperature, and humidity to crops, various growth conditions are required depending on kinds of crops, growth level, or unexpected variables. , There is a certain difficulty in the operation and management of the plant factories because the manager needs to have various experiences of the managers and monitor the real time in order to meet the above conditions that vary according to the respective environmental conditions .

이와 관련된 선행기술로는, 공개특허 제10-2014-0124801호(발명의 명칭: 자동화된 원예 및 영농을 위한 방법 및 장치) 등이 있다.Prior art relating to this is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-2014-0124801 entitled " Method and apparatus for automated horticulture and farming. &Quot;

본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 식물생장 환경 정보를 감지하는 센서 모듈, 센서 모듈에서 감지한 정보를 환경 분석 시스템을 이용하여 분석하는 분석 모듈, 분석 모듈에서 분석된 결과에 따라 제어하는 제어 모듈을 포함하여 구성함으로써, 식물생장 환경의 온도, 습도, CO2를 감지하고, 감지된 정보를 이용하여 분석된 결과에 따라 LED 조명, 히터, 스프링클러를 통합적으로 제어하여, 식물생장의 환경이 최적화되도록 조절, 관리할 수 있는, 식물생장 환경을 모니터링하며 LED 조명을 제어하는, 농장 자동화 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned problems of the previously proposed methods. The present invention provides a sensor module for sensing plant growth environment information, an analysis module for analyzing information sensed by a sensor module using an environmental analysis system, Module, it is possible to detect the temperature, humidity and CO 2 of the plant growth environment and to integrate LED lighting, heater and sprinkler according to the analyzed result using the sensed information. Which can control and manage the plant growth environment so as to optimize the plant growth environment, and to monitor the plant growth environment and control LED lighting.

또한, 본 발명은, 제어 모듈에 따라 제어된 식물생장 환경을 모니터링 하는 모니터링 모듈, 및 센서 모듈, 분석 모듈, 제어 모듈, 및 모니터링 모듈 간의 무선통신을 위한 송수신 모듈을 포함하여 구성함으로써, 모니터링 모듈의 모니터링을 통하여 제어 모듈의 제어 조건을 조절할 수 있도록 하고, 식물생장 환경에 이상 신호가 발생되는 경우 사용자 단말기로 이상 신호를 전송함으로써, 식물생장 환경을 실시간으로 관리할 수 있도록 하는, 식물생장 환경을 모니터링하며 LED 조명을 제어하는, 농장 자동화 시스템을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
In addition, the present invention comprises a monitoring module for monitoring the plant growth environment controlled according to the control module, and a transmission / reception module for wireless communication between the sensor module, the analysis module, the control module, and the monitoring module, Monitoring the control condition of the control module and controlling the plant growth environment to control the plant growth environment in real time by sending an abnormal signal to the user terminal when an abnormal signal is generated in the plant growth environment Another object of the present invention is to provide a farm automation system that controls LED lighting.

뿐만 아니라, 본 발명은, 제어 모듈의 LED 조명제어기가, LED 조명의, 파장 및 광량을 각각 조절할 수 있도록 구성됨으로써, 에너지 효율을 높여, 식물공장의 운영, 관리에 드는 비용을 줄일 수 있는, 식물생장 환경을 모니터링하며 LED 조명을 제어하는, 농장 자동화 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention can be applied to a plant in which the LED lighting controller of the control module is configured to adjust the wavelength and the light amount of the LED lighting respectively, thereby increasing the energy efficiency and reducing the cost of operating and managing the plant It is another object to provide a farm automation system that monitors the growth environment and controls LED lighting.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른, 식물생장 환경을 모니터링하며 LED 조명을 제어하는, 농장 자동화 시스템은,According to an aspect of the present invention, there is provided a farm automation system for monitoring a plant growth environment and controlling LED lighting,

농장 자동화 시스템으로서,As a farm automation system,

식물생장 환경 정보를 감지하는 센서 모듈;Sensor module for detecting plant growth environment information;

상기 센서 모듈에서 감지한 정보를 환경 분석 시스템을 이용하여 분석하는 분석 모듈;An analysis module for analyzing information sensed by the sensor module using an environmental analysis system;

상기 분석 모듈에서 분석된 결과에 따라 LED 조명을 제어하는 LED 조명제어기를 포함하는 제어 모듈;A control module including an LED lighting controller for controlling the LED lighting according to the analyzed result in the analysis module;

상기 제어 모듈에 따라 제어된 식물생장 환경을 모니터링 하는 모니터링 모듈; 및A monitoring module for monitoring a controlled plant growth environment according to the control module; And

상기 센서 모듈, 상기 분석 모듈, 상기 제어 모듈, 및 상기 모니터링 모듈 간의 무선통신을 위한 송수신 모듈을 포함하되,And a transmission / reception module for wireless communication between the sensor module, the analysis module, the control module, and the monitoring module,

상기 모니터링 모듈의 모니터링을 통하여 상기 제어 모듈의 제어 조건을 조절하고, 식물생장 환경에 이상 신호 발생 시 사용자 단말기로 이상 신호를 전송하여, 식물생장 환경을 관리할 수 있도록 하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
The control condition of the control module is adjusted through monitoring of the monitoring module and an abnormality signal is transmitted to the user terminal when an abnormal signal is generated in the plant growth environment so that the plant growth environment can be managed .

바람직하게는, 상기 센서 모듈은,Preferably, the sensor module includes:

온도, 습도, CO2를 감지할 수 있다.
Temperature, humidity and CO 2 .

바람직하게는, 상기 분석 모듈은,Advantageously, the analysis module comprises:

상기 분석 모듈에서 분석한 결과를 시각화하여 출력하고, 상기 분석된 결과를 사용자 단말기로 전송할 수 있다.
Visualize and output the analyzed result in the analysis module, and transmit the analyzed result to the user terminal.

바람직하게는, 상기 LED 조명제어기는,Advantageously, the LED lighting controller comprises:

상기 LED 조명의, 파장 및 광량을 각각 조절할 수 있다.
The wavelength and the light amount of the LED illumination can be respectively adjusted.

바람직하게는, 상기 제어 모듈은,Advantageously, the control module comprises:

온도를 제어하는 히터 제어기; 및A heater controller for controlling the temperature; And

습도를 제어하는 스프링클러 제어기를 더 포함할 수 있다.And a sprinkler controller for controlling the humidity.

본 발명에서 제안하고 있는 식물생장 환경을 모니터링하며 LED 조명을 제어하는, 농장 자동화 시스템에 따르면, 식물생장 환경 정보를 감지하는 센서 모듈, 센서 모듈에서 감지한 정보를 환경 분석 시스템을 이용하여 분석하는 분석 모듈, 분석 모듈에서 분석된 결과에 따라 제어하는 제어 모듈을 포함하여 구성함으로써, 식물생장 환경의 온도, 습도, CO2를 감지하고, 감지된 정보를 이용하여 분석된 결과에 따라 LED 조명, 히터, 스프링클러를 통합적으로 제어하여, 식물생장의 환경이 최적화되도록 조절, 관리할 수 있다.
According to the farm automation system which monitors the plant growth environment and controls the LED lighting, which is proposed in the present invention, a sensor module for detecting plant growth environment information, an analysis for analyzing the information sensed by the sensor module using an environmental analysis system Module, and analyzing module to detect the temperature, humidity, and CO 2 of the plant growth environment, and then, based on the analyzed result, the LED lighting, the heater, The sprinkler can be integrated and controlled to optimize the plant growth environment.

또한, 본 발명에 따르면, 제어 모듈에 따라 제어된 식물생장 환경을 모니터링 하는 모니터링 모듈, 및 센서 모듈, 분석 모듈, 제어 모듈, 및 모니터링 모듈 간의 무선통신을 위한 송수신 모듈을 포함하여 구성함으로써, 모니터링 모듈의 모니터링을 통하여 제어 모듈의 제어 조건을 조절할 수 있도록 하고, 식물생장 환경에 이상 신호가 발생되는 경우 사용자 단말기로 이상 신호를 전송함으로써, 식물생장 환경을 실시간으로 관리할 수 있다.
In addition, according to the present invention, a monitoring module for monitoring the plant growth environment controlled by the control module, and a transmission / reception module for wireless communication between the sensor module, the analysis module, the control module, and the monitoring module, The control condition of the control module can be controlled through monitoring of the plant growth environment and the plant growth environment can be managed in real time by transmitting an abnormal signal to the user terminal when an abnormal signal is generated in the plant growth environment.

뿐만 아니라, 본 발명은, 제어 모듈의 LED 조명제어기가, LED 조명의, 파장 및 광량을 각각 조절할 수 있도록 구성됨으로써, 에너지 효율을 높여, 식물공장의 운영, 관리에 드는 비용을 줄일 수 있다.In addition, the present invention is configured such that the LED lighting controller of the control module can adjust the wavelength and the light amount of the LED lighting, respectively, thereby improving energy efficiency and reducing the cost of operating and managing the plant.

도 1은 국내 스마트 농업 관련 시장의 현황 및 전망을 나타낸 도면.
도 2는 일본의 식물공장에 대한 향후 시장 전망을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 식물생장 환경을 모니터링하며 LED 조명을 제어하는, 농장 자동화 시스템에 있어서, 전체구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 식물생장 환경을 모니터링하며 LED 조명을 제어하는, 농장 자동화 시스템에 있어서, 전체적인 개략도를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 식물생장 환경을 모니터링하며 LED 조명을 제어하는, 농장 자동화 시스템에 있어서, LED 조명제어기의 회로를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 식물생장 환경을 모니터링하며 LED 조명을 제어하는, 농장 자동화 시스템에 있어서, 송수신 모듈의 회로를 도시한 도면.FIG. 1 is a diagram showing current status and prospects of domestic smart agricultural market.
Fig. 2 is a diagram showing a future market prospect of a Japanese plant factory. Fig.
FIG. 3 is a view showing an overall configuration of a farm automation system for monitoring a plant growth environment and controlling LED lighting according to an embodiment of the present invention; FIG.
4 is a general schematic diagram of a farm automation system for monitoring a plant growth environment and controlling LED lighting according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram of a circuit of an LED lighting controller in a farm automation system that monitors a plant growth environment and controls LED lighting in accordance with an embodiment of the present invention. FIG.
6 illustrates a circuit of a transceiver module in a farm automation system for monitoring a plant growth environment and controlling LED lighting according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which may be readily understood by those skilled in the art. In the following detailed description of the preferred embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In the drawings, like reference numerals are used throughout the drawings.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’ 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
In addition, in the entire specification, when a part is referred to as being 'connected' to another part, it may be referred to as 'indirectly connected' not only with 'directly connected' . Also, to "include" an element means that it may include other elements, rather than excluding other elements, unless specifically stated otherwise.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 식물생장 환경을 모니터링하며 LED 조명을 제어하는, 농장 자동화 시스템에 있어서, 전체구성을 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 식물생장 환경을 모니터링하며 LED 조명을 제어하는, 농장 자동화 시스템(100)은, 농장 자동화 시스템으로서, 식물생장 환경 정보를 감지하는 센서 모듈(110), 센서 모듈(110)에서 감지한 정보를 환경 분석 시스템을 이용하여 분석하는 분석 모듈(120), 분석 모듈(120)에서 분석된 결과에 따라 LED 조명을 제어하는 LED 조명제어기(132)를 포함하는 제어 모듈(130), 제어 모듈(130)에 따라 제어된 식물생장 환경을 모니터링 하는 모니터링 모듈(140), 및 센서 모듈(110), 분석 모듈(120), 제어 모듈(130), 및 모니터링 모듈(140) 간의 무선통신을 위한 송수신 모듈(150)을 포함하되, 모니터링 모듈(140)의 모니터링을 통하여 제어 모듈(130)의 제어 조건을 조절하고, 식물생장 환경에 이상 신호 발생 시 사용자 단말기로 이상 신호를 전송하여, 식물생장 환경을 관리할 수 있도록 하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
FIG. 3 is a diagram showing the overall configuration of a farm automation system for monitoring a plant growth environment and controlling LED lighting according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the farm automation system 100, which monitors the plant growth environment and controls the LED lighting according to an embodiment of the present invention, includes a farm automation system, which includes a sensor module An analysis module 120 for analyzing the information sensed by the sensor module 110 using an environmental analysis system, an LED lighting controller 132 for controlling the LED lighting according to the analysis result of the analysis module 120, A monitoring module 140 for monitoring the plant growth environment controlled according to the control module 130 and a sensor module 110 for monitoring the plant growth environment according to the control module 130. The sensor module 110, the analysis module 120, the control module 130, Reception module 150 for wireless communication between the monitoring modules 140. The control module 130 controls the control conditions of the control module 130 through the monitoring of the monitoring module 140, The abnormal signal to Thereby allowing the plant growth environment to be managed.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 식물생장 환경을 모니터링하며 LED 조명을 제어하는, 농장 자동화 시스템에 있어서, 전체적인 개략도를 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 식물생장 환경을 모니터링하며 LED 조명을 제어하는, 농장 자동화 시스템(100)은, 먼저, 식물공장의 각각의 농작물의 식물생장 환경 정보를 감지하는 센서 모듈(110)에서 온도, 습도 등을 감지한다. 이 경우, 각각의 센서 모듈(110)은 식물공장의 각각의 위치별로 환경 정보를 감지하기 위하여 다수 개가 배치될 수 있다. 다수의 센서 모듈(110)에서 감지된 값은, 송수신 모듈(150)을 통하여 분석 모듈(120)로 전송되며, 분석 모듈(120)은 환경 분석 시스템을 이용하여 식물생장 환경을 분석하고, 이렇게 분석된 정보는 모니터링 모듈을 통하여 확인할 수 있다. 모니터링 결과, 최적의 식물생장 환경인지 여부를 판단하여, 표시부(미도시)에 표시할 수 있으며, 최적의 식물생장 환경이 아닌 경우라면, 최적의 식물생장 환경에 도달하기 위하여 필요한 온도, 습도 등의 제어신호를 도출하고, 도출된 제어신호를 이용하여, 각각 LED 조명, 히터, 스프링클러가 제어되도록 할 수 있다. 이하에서는 각각의 구성에 대하여 설명하도록 한다.
FIG. 4 is a general schematic diagram of a farm automation system for monitoring a plant growth environment and controlling LED lighting according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the farm automation system 100 for monitoring the plant growth environment and controlling the LED lighting according to an embodiment of the present invention, first of all, acquires the plant growth environment information of each crop of the plant plant The sensor module 110 senses temperature, humidity, and the like. In this case, a plurality of sensor modules 110 may be arranged to detect environmental information for each position of the plant factory. The values sensed by the plurality of sensor modules 110 are transmitted to the analysis module 120 through the transmission and reception module 150. The analysis module 120 analyzes the plant growth environment using the environmental analysis system, The information can be checked through the monitoring module. The monitoring result can be used to determine whether or not the plant growth environment is optimal and displayed on the display unit (not shown). If the plant growth environment is not optimal, the temperature, humidity, etc. required to reach the optimum plant growth environment The control signal may be derived and the LED lighting, the heater, and the sprinkler may be controlled using the derived control signal, respectively. Hereinafter, each configuration will be described.

센서 모듈(110)은, 식물생장 환경 정보를 감지하는 역할을 한다. 센서 모듈(110)은 온도를 감지하는 온도 센서(112), 습도를 감지하는 습도 센서(114), CO2를 감지하는 CO2 센서(116) 포함할 수 있다. 각각의 센서들에 의하여 감지된 값은, 분석 모듈(120)의 환경 분석 시스템을 통하여 현 시점의 식물생장 환경에 대한 정보와, 최적의 식물생장 환경에 요구되는 온도, 습도 등에 대한 정보를 도출하는데 활용될 수 있다.
The sensor module 110 senses the plant growth environment information. The sensor module 110 may include a temperature sensor 112, a humidity sensor (114), CO 2 sensor 116 for detecting a CO 2 for detecting the humidity to sense the temperature. The values sensed by the respective sensors are used to obtain information on the current plant growth environment and information on the temperature and humidity required for optimum plant growth environment through the environmental analysis system of the analysis module 120 Can be utilized.

분석 모듈(120)은, 센서 모듈(110)에서 감지한 정보를 환경 분석 시스템을 이용하여 분석하는 역할을 한다. 구체적으로는, 식물성장 환경 데이터를 분석하는 소프트웨어를 이용할 수 있으며, 실시예에 따라서는, 각각의 도출된 결과는 표시부(미도시)에 시각화하여 표시될 수 있다. 예를 들어, 현 시점의 식물생장 환경에 있어서, “온도 24℃, 습도 60%, 성장환경의 적정여부 OK”와 같은 시각화 정보를 제공할 수 있다. 분석 모듈(120)에서 분석된 결과는 사용자 단말기로 전송될 수 있으며, 사용자는, 사용자 단말기를 통하여 실시간으로 식물생장 환경을 모니터링 할 수 있다. 사용자 단말기로의 전송은 SMS 전송 방식을 이용할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
The analysis module 120 analyzes information sensed by the sensor module 110 using an environmental analysis system. Specifically, software for analyzing the plant growth environment data can be used. Depending on the embodiment, each derived result can be visualized and displayed on a display unit (not shown). For example, in the plant growth environment at present, visualization information such as " temperature 24 [deg.] C, humidity 60%, suitability of growth environment OK " can be provided. The analysis result of the analysis module 120 can be transmitted to the user terminal, and the user can monitor the plant growth environment in real time through the user terminal. The transmission to the user terminal may use the SMS transmission method, but is not limited thereto.

분석 모듈(120)의 환경 분석 시스템은, 센서 모듈(110)에서 전송받은 값을 바탕으로 식물성장 환경데이터 분석 소프트웨어, 식물성장 데이터 분석 소프트웨어를 이용하여, 식물생장 환경을 분석할 수 있으며, 분석된 값을 이용하여 식물에 필요한 광 파장, 최적의 광량, 및 최적의 온습도를 결정할 수 있다.
The environmental analysis system of the analysis module 120 can analyze the plant growth environment using the plant growth environment data analysis software and the plant growth data analysis software based on the value received from the sensor module 110, Values can be used to determine the light wavelength, optimum light quantity, and optimal temperature and humidity required for the plant.

제어 모듈(130)은, 분석 모듈(120)에서 분석된 결과에 따라 각각의 기기들을 제어하는 역할을 한다. 제어 모듈(130)은, LED 조명을 제어하는 LED 조명제어기(132), 온도를 제어하는 히터 제어기(134), 및 습도를 제어하는 스프링클러 제어기(136)를 포함할 수 있다.
The control module 130 controls each of the devices according to the analysis result of the analysis module 120. The control module 130 may include an LED lighting controller 132 for controlling the LED lighting, a heater controller 134 for controlling the temperature, and a sprinkler controller 136 for controlling the humidity.

LED 조명제어기(132)는 LED 조명의 파장 및 광량을 각각 조절할 수 있으며, 이 경우, 조명의 파장 및 광량을 각각의 조건에 맞게 조절할 수 있게 됨으로써, 식물공장의 조명 사용에 의한 비용을 줄일 수 있다. 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 식물생장 환경을 모니터링하며 LED 조명을 제어하는, 농장 자동화 시스템에 있어서, LED 조명제어기의 회로를 도시한 도면으로서, LED 조명제어기(132)는 도 5에 도시된 바와 같은 조명제어 회로로 제작될 수 있다. LED 조명제어기(132)는 MCU(AVR) 회로, 전력변환 회로, 광량 및 파장제어 회로 등을 포함할 수 있고, 실시예에 따라서는, 조명 사용으로 인한 비용 절감을 위하여, 슬립모드를 활용하여 전체 에너지 효율의 80% 이상의 고효율 전원장치를 이용할 수 있으며, 이를 통하여 파장제어 및 광량 20% 단위의 제어 모듈(130)을 이용할 수 있다. 또한, 각각의 농작물의 일자 및 생장주기별 조명시간을 설정할 수 있도록 조명시간 제어 회로를 더 포함할 수도 있다.
The LED lighting controller 132 can adjust the wavelength and the amount of light of the LED lighting, respectively. In this case, the wavelength and light amount of the illumination can be adjusted according to the respective conditions, . FIG. 5 is a circuit diagram of a LED lighting controller in a farm automation system that monitors the plant growth environment and controls LED lighting according to an embodiment of the present invention. The LED lighting controller 132 is shown in FIG. 5 And can be fabricated with an illumination control circuit as shown. The LED lighting controller 132 may include an MCU (AVR) circuit, a power conversion circuit, a light amount and a wavelength control circuit, and in some embodiments, to reduce cost due to the use of illumination, A high efficiency power supply device of 80% or more of the energy efficiency can be used, and the control module 130 having the wavelength control and the light quantity of 20% unit can be used. In addition, it may further comprise a lighting time control circuit so that the lighting time of each crop and the lighting period of each crop can be set.

모니터링 모듈(140)은, 제어 모듈(130)에 따라 제어된 식물생장 환경을 모니터링 하는 역할을 하며, 모니터링 모듈(140)의 모니터링을 통하여 도출된 현 시점에 필요한, 빛, 온도, 습도로 식물생장 환경을 제어하기 위하여, 제어 모듈(130)의 제어 조건을 조절할 수 있다. 실시예에 따라서는, 모니터링 모듈(140)의 모니터링 과정에서, 식물생장 환경에 이상 신호가 발생된 경우, 사용자 단말기로 이상 신호를 전송할 수 있으며, 사용자는 전송된 이상 신호에 따라 실시간으로 식물생장 환경을 관리할 수 있다. 모니터링 모듈(140)은, 온도 센서(112) 출력변환 회로, 습도 센서(114) 신호변환 회로, CO2 센서(116) 신호출력변환 회로, 장치 간 인터페이스 회로를 포함할 수 있다.
The monitoring module 140 monitors the plant growth environment controlled according to the control module 130 and monitors the plant growth environment in accordance with the light, temperature, and humidity required at the present time, In order to control the environment, the control condition of the control module 130 may be adjusted. According to the embodiment, in the monitoring process of the monitoring module 140, when an abnormal signal is generated in the plant growth environment, an abnormal signal can be transmitted to the user terminal. In response to the abnormal signal transmitted, Can be managed. The monitoring module 140 may include a temperature sensor 112 output conversion circuit, a humidity sensor 114 signal conversion circuit, a CO 2 sensor 116 signal output conversion circuit, and an inter-device interface circuit.

송수신 모듈(150)은, 센서 모듈(110), 분석 모듈(120), 제어 모듈(130), 및 모니터링 모듈(140) 간의 무선통신을 할 수 있게 하는 역할을 한다. 송수신 모듈(150)은 송신기 회로, 수신기 회로, A/D converter 회로를 포함할 수 있다. 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 식물생장 환경을 모니터링하며 LED 조명을 제어하는, 농장 자동화 시스템에 있어서, 송수신 모듈의 회로를 도시한 도면으로서, (a)는 송신회로의 일실시예로서, 무선 블루투스 송신회로를 도시한 것이며, (b)는 무선 수신기 회로를 도시한 것이다.
The transmission / reception module 150 serves to enable wireless communication between the sensor module 110, the analysis module 120, the control module 130, and the monitoring module 140. The transmission / reception module 150 may include a transmitter circuit, a receiver circuit, and an A / D converter circuit. FIG. 6 is a diagram showing a circuit of a transmitting / receiving module in a farm automation system for monitoring a plant growth environment and controlling LED lighting according to an embodiment of the present invention, wherein (a) is an embodiment of a transmitting circuit , A wireless Bluetooth transmission circuit, and (b) a wireless receiver circuit.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 식물생장 환경을 모니터링하며 LED 조명을 제어하는, 농장 자동화 시스템은, 식물생장 환경 정보를 감지하는 센서 모듈, 센서 모듈에서 감지한 정보를 환경 분석 시스템을 이용하여 분석하는 분석 모듈, 분석 모듈에서 분석된 결과에 따라 제어하는 제어 모듈을 포함하여 구성함으로써, 식물생장 환경의 온도, 습도, CO2를 감지하고, 감지된 정보를 이용하여 분석된 결과에 따라 LED 조명, 히터, 스프링클러를 통합적으로 제어하여, 식물생장의 환경이 최적화되도록 조절, 관리할 수 있다. 뿐만 아니라, 제어 모듈에 따라 제어된 식물생장 환경을 모니터링 하는 모니터링 모듈, 및 센서 모듈, 분석 모듈, 제어 모듈, 및 모니터링 모듈 간의 무선통신을 위한 송수신 모듈을 포함하여 구성함으로써, 모니터링 모듈의 모니터링을 통하여 제어 모듈의 제어 조건을 조절할 수 있도록 하고, 식물생장 환경에 이상 신호가 발생되는 경우 사용자 단말기로 이상 신호를 전송함으로써, 식물생장 환경을 실시간으로 관리할 수 있다. 또한, 제어 모듈의 LED 조명제어기가, LED 조명의, 파장 및 광량을 각각 조절할 수 있도록 구성됨으로써, 에너지 효율을 높여, 식물공장의 운영, 관리에 드는 비용을 줄일 수 있다.
As described above, the farm automation system for monitoring the plant growth environment and controlling the LED lighting according to an embodiment of the present invention includes a sensor module for sensing plant growth environment information, And a control module for controlling the result according to the analyzed result in the analysis module, thereby detecting the temperature, humidity, and CO 2 of the plant growth environment, and analyzing the result using the sensed information It can control LED lighting, heater, and sprinkler in an integrated manner to optimize the plant growth environment. In addition, by including a monitoring module for monitoring the controlled plant growth environment according to the control module, and a transmission / reception module for wireless communication between the sensor module, the analysis module, the control module, and the monitoring module, The control condition of the control module can be adjusted and an abnormal signal is transmitted to the user terminal when an abnormal signal is generated in the plant growth environment so that the plant growth environment can be managed in real time. In addition, the LED lighting controller of the control module can be configured to adjust the wavelength and the light amount of the LED lighting respectively, thereby improving the energy efficiency and reducing the cost of operating and managing the plant.

이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics and scope of the invention.

100: 본 발명의 일실시예에 따른 식물생장 환경을 모니터링하며 LED 조명을 제어하는, 농장 자동화 시스템
110: 센서 모듈
112: 온도 센서
114: 습도 센서
116: CO2 센서
120: 분석 모듈
130: 제어 모듈
132: LED 조명제어기
134: 히터 제어기
136: 스프링클러 제어기
140: 모니터링 모듈
150: 송수신 모듈100: a farm automation system for monitoring the plant growth environment and controlling LED lighting according to an embodiment of the present invention;
110: Sensor module
112: Temperature sensor
114: Humidity sensor
116: CO 2 sensor
120: Analysis module
130: control module
132: LED lighting controller
134: heater controller
136: Sprinkler controller
140: Monitoring module
150: Transmitting / receiving module

Claims (5)

농장 자동화 시스템으로서,
식물생장 환경 정보를 감지하는 센서 모듈;
상기 센서 모듈에서 감지한 정보를 환경 분석 시스템을 이용하여 분석하는 분석 모듈;
상기 분석 모듈에서 분석된 결과에 따라 LED 조명을 제어하는 LED 조명제어기를 포함하는 제어 모듈;
상기 제어 모듈에 따라 제어된 식물생장 환경을 모니터링 하는 모니터링 모듈; 및
상기 센서 모듈, 상기 분석 모듈, 상기 제어 모듈, 및 상기 모니터링 모듈 간의 무선통신을 위한 송수신 모듈을 포함하되,
상기 모니터링 모듈의 모니터링을 통하여 상기 제어 모듈의 제어 조건을 조절하고, 식물생장 환경에 이상 신호 발생 시 사용자 단말기로 이상 신호를 전송하여, 식물생장 환경을 관리할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는, 식물생장 환경을 모니터링하며 LED 조명을 제어하는, 농장 자동화 시스템.
As a farm automation system,
Sensor module for detecting plant growth environment information;
An analysis module for analyzing information sensed by the sensor module using an environmental analysis system;
A control module including an LED lighting controller for controlling the LED lighting according to the analyzed result in the analysis module;
A monitoring module for monitoring a controlled plant growth environment according to the control module; And
And a transmission / reception module for wireless communication between the sensor module, the analysis module, the control module, and the monitoring module,
Wherein the controller controls the control condition of the control module through the monitoring of the monitoring module and transmits an abnormal signal to the user terminal when an abnormal signal is generated in the plant growth environment so as to manage the plant growth environment. A farm automation system that monitors the environment and controls LED lighting.
제1항에 있어서, 상기 센서 모듈은,
온도, 습도, CO2를 감지하는 것을 특징으로 하는, 식물생장 환경을 모니터링하며 LED 조명을 제어하는, 농장 자동화 시스템.
2. The sensor module according to claim 1,
A plant automation system for monitoring plant growth environment and controlling LED lighting, characterized by sensing temperature, humidity and CO 2 .
제1항에 있어서, 상기 분석 모듈은,
상기 분석 모듈에서 분석한 결과를 시각화하여 출력하고, 상기 분석된 결과를 사용자 단말기로 전송하는 것을 특징으로 하는, 식물생장 환경을 모니터링하며 LED 조명을 제어하는, 농장 자동화 시스템.
The apparatus of claim 1,
A plant automation system for monitoring a plant growth environment and controlling LED lighting, characterized by visualizing and outputting a result of analysis by the analysis module, and transmitting the analyzed result to a user terminal.
제1항에 있어서, 상기 LED 조명제어기는,
상기 LED 조명의, 파장 및 광량을 각각 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는, 식물생장 환경을 모니터링하며 LED 조명을 제어하는, 농장 자동화 시스템.
The LED lighting controller according to claim 1,
Wherein the LED illumination is controlled by controlling the plant growth environment and controlling the wavelength and the light amount of the LED illumination, respectively.
제1항에 있어서, 상기 제어 모듈은,
온도를 제어하는 히터 제어기; 및
습도를 제어하는 스프링클러 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 식물생장 환경을 모니터링하며 LED 조명을 제어하는, 농장 자동화 시스템.The apparatus of claim 1,
A heater controller for controlling the temperature; And
Wherein the system further comprises a sprinkler controller for controlling the humidity, wherein the plant growth environment is monitored and the LED lighting is controlled.
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