KR20220042687A - Method of Determining Whether A Smart Farm Sensor has failed using a Recurrent Neural Network(RNN) - Google Patents

Method of Determining Whether A Smart Farm Sensor has failed using a Recurrent Neural Network(RNN) Download PDF

Info

Publication number
KR20220042687A
KR20220042687A KR1020200125814A KR20200125814A KR20220042687A KR 20220042687 A KR20220042687 A KR 20220042687A KR 1020200125814 A KR1020200125814 A KR 1020200125814A KR 20200125814 A KR20200125814 A KR 20200125814A KR 20220042687 A KR20220042687 A KR 20220042687A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sensor
rnn
neural network
recurrent neural
level
Prior art date
Application number
KR1020200125814A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102389317B1 (en
Inventor
김학철
Original Assignee
김학철
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김학철 filed Critical 김학철
Priority to KR1020200125814A priority Critical patent/KR102389317B1/en
Publication of KR20220042687A publication Critical patent/KR20220042687A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102389317B1 publication Critical patent/KR102389317B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00Administration; Management
    • G06Q10/20Administration of product repair or maintenance
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N20/00Machine learning
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/02Neural networks
    • G06N3/08Learning methods
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00Administration; Management
    • G06Q10/06Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0631Resource planning, allocation, distributing or scheduling for enterprises or organisations
    • G06Q10/06316Sequencing of tasks or work
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00Administration; Management
    • G06Q10/06Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0633Workflow analysis
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00Administration; Management
    • G06Q10/06Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0637Strategic management or analysis, e.g. setting a goal or target of an organisation; Planning actions based on goals; Analysis or evaluation of effectiveness of goals
    • G06Q10/06375Prediction of business process outcome or impact based on a proposed change

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Economics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

The present invention relates to a method for determining whether a smart farm sensor has failed using a recurrent neural network (RNN) to increase reliability of smart farms. More specifically, the method comprises: a sensor information acquisition step of acquiring sensor information by a sensor; a learning checking step of checking, by a management server, whether learning of an RNN is performed; a failure determination step of using, by the management server, the sensor information on the basis of the RNN to determine whether the sensor has failed when the RNN is not being learned; and a determination result transmission step of transmitting, by the management server, a result of determining whether the sensor has failed to an administrator terminal.

Description

순환 신경망(RNN)을 이용한 스마트팜 센서의 고장여부 판단방법{Method of Determining Whether A Smart Farm Sensor has failed using a Recurrent Neural Network(RNN)}Method of Determining Whether A Smart Farm Sensor has failed using a Recurrent Neural Network (RNN)}

본 발명은 순환 신경망(RNN)을 이용한 스마트팜 센서의 고장여부 판단방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 순환 신경망(RNN)을 기반으로 스마트팜 내 설치된 다수 개의 센서의 개별 특성을 고려하여 고장 여부를 진단 및 예측하는 순환 신경망(RNN)을 이용한 스마트팜 센서의 고장여부 판단방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for determining whether a smart farm sensor is faulty using a recurrent neural network (RNN). And it relates to a method for determining whether a smart farm sensor malfunctions using a predictive recurrent neural network (RNN).

최근 국내 농업은 인력난, 자재비, 유통채널의 비용 문제로 인해, 농가의 경영악화가 가속화되고 있다. 이를 극복하기 위하여 정부에서는 4차 산업과 뉴딜 정책으로 인공지능(AI), 빅데이터 등을 포함하는 정보통신(IT), 생명공학(BT), 나노공학(NT) 등과 농업이 융합된 스마트팜을 형성하고자 적극적인 노력을 하고 있다.Recently, in domestic agriculture, the deterioration of farmhouse management is accelerating due to the shortage of manpower, material cost, and cost of distribution channels. To overcome this, the government is developing a smart farm that combines agriculture with information and communication (IT) including artificial intelligence (AI) and big data, biotechnology (BT), and nanotechnology (NT) as a 4th industry and new deal policy. Active efforts are being made to form

이 과정에서, 스마트팜이 설치 및 운영되고 있는 농가가 점점 늘어나고 있다. 스마트팜의 핵심은 농가 내 설비 및 장치에 부착된 다양한 종류의 센서들로부터 수집된 데이터를 기반으로 농가를 관리 및 제어하는 것임으로, 각종 센서에 이상이 발생할 경우 오류로 인해 농가의 운영관리에 큰 경제적 손실 및 인명피해로 이어질 수 있는 문제점이 있다. In this process, the number of farms where smart farms are installed and operated is increasing. The core of the smart farm is to manage and control the farmhouse based on data collected from various types of sensors attached to the facilities and devices in the farmhouse. There is a problem that can lead to economic loss and personal injury.

일반적인 산업분야의 고장진단은 퍼지이론, 통계적 추론 등을 적용한 연구가 활발한 편이나, 스마트팜은 다양한 장치로부터 측정되는 각종 데이터, 습도가 많은 농장의 환경적 요인, 요구사항의 복잡성 등으로 인하여 일반적인 산업분야의 고장진단 기술을 바로 적용하기 위해서는 한계가 있고, 이에 따른 스마트팜 전용의 센서 고장 진단 방법이나 유지보수를 위한 의사결정지원 방법이 필요하다.In general industrial field failure diagnosis, studies that apply fuzzy theory and statistical reasoning are active, but smart farms are used in general industrial fields due to various data measured from various devices, environmental factors of humid farms, and complexity of requirements. There is a limit to directly applying the failure diagnosis technology of the smart farm, and accordingly, a method for diagnosing sensor failure for smart farms or a decision support method for maintenance is required.

관련문헌 1은 스마트팜 정보 관리 시스템 및 이를 이용한 스마트팜 정보 관리 방법, 이를 수행하기 위한 기록매체에 관한 것으로, 관리 대상 작물의 생육 정보에 따라 변하는 판매 금액 정보를 포함하는 상품 판매 정보를 생성하거나 또는 패키징된 상품 판매 정보를 생성할 수 있어 판매자가 관리 대상 작물로 보다 높은 수익을 올릴 수 있으나, 실질적으로 관리 대상 작물의 생육 정보를 도출하는 센서의 고장 유무를 판단할 수 없어 생육 정보의 신뢰성을 입증할 수 없는 단점이 있다.Related Document 1 relates to a smart farm information management system, a smart farm information management method using the same, and a recording medium for performing the same, and generates product sales information including sales amount information that changes according to the growth information of a crop to be managed, or Because it is possible to create packaged product sales information, sellers can earn higher profits with the managed crop, but it is not possible to determine whether the sensor that derives the growth information of the managed crop is actually malfunctioning, thus proving the reliability of the growth information. There are downsides to not being able to.

관련문헌 2는 인공지능 스마트팜 관리 시스템에 관한 것으로, 인공지능 기반의 환경제어 알고리즘을 이용하여 학습한 후 복수의 제어 대상기기를 제어하거거나 주기적으로 업데이트할 수 있으나, 스마트팜 내 다종의 센서들로부터 데이터를 획득하는데 초점이 맞춰져 있고, 이에 따라 스마트팜의 자동화를 실현할 수 있는 데이터를 획득 센서의 고장을 진단 및 예측할 수 없다.Related Document 2 relates to an artificial intelligence smart farm management system. After learning using an artificial intelligence-based environment control algorithm, a plurality of control target devices can be controlled or updated periodically, but various sensors in the smart farm The focus is on acquiring data from the data acquisition sensor that can realize the automation of smart farms, and accordingly, it is not possible to diagnose and predict the failure of the sensor.

KR 10-1726257KR 10-1726257 KR 10-2018-0076766KR 10-2018-0076766

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 스마트팜 내 다수 개의 센서의 개별 특성에 따른 각각의 활성화 함수를 통한 순환 신경망(RNN) 계열 방식으로 학습된 모델의 다수 개의 패턴맵을 이용하여, 고장여부를 진단하고 스마트팜의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 자카드 유사도 처리기법을 기반으로 센서 정보가 이용되어 센서 고장 정도가 표시된 센서레벨과 기 저장된 기준레벨이 비교된 후 센세레벨이 분류되고, 분류된 센서레벨에 따라서 고장여부가 진단되고 관리자에게 전송되는 순환 신경망(RNN)을 이용한 스마트팜 센서의 고장여부 판단방법을 얻고자 하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems. Using a plurality of pattern maps of a model learned in a recurrent neural network (RNN) series method through each activation function according to individual characteristics of a plurality of sensors in a smart farm, failure Sensor information is used based on the Jacquard similarity processing technique to diagnose whether there is a problem and improve the reliability of the smart farm. The purpose of this is to obtain a method for determining whether a smart farm sensor is faulty using a recurrent neural network (RNN) that is diagnosed according to the level and transmitted to the manager.

또한, 본 발명은 다수 개의 센서의 상태를 미리 예측하여 관리자가 미연에 센서의 교체 및 보수를 할 수 있도록 각각의 활성화 함수를 통한 순환 신경망(RNN) 계열 방식으로 학습된 모델의 다수 개의 패턴맵(feature map)에 따라 상기 센서의 고장이 예측된 예측레벨이 도출되고, 상기 예측레벨이 기 저장된 기준레벨 이상이면 안정레벨로 분류되고, 상기 기준레벨 미만이면 위험레벨로 분류되어 관리자의 단말기로 전송되는 순환 신경망(RNN)을 이용한 스마트팜 센서의 고장여부 판단방법을 얻고자 하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention predicts the state of a plurality of sensors in advance so that the manager can replace and repair the sensors in advance, a plurality of pattern maps ( The predicted level at which the sensor failure is predicted is derived according to the feature map), and if the predicted level is above the stored reference level, it is classified as a stable level, and if it is less than the reference level, it is classified as a dangerous level and transmitted to the terminal of the manager. The purpose of this study is to obtain a method for determining whether a smart farm sensor is faulty using a recurrent neural network (RNN).

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 순환 신경망(RNN)을 이용한 스마트팜 센서의 고장여부 판단방법은 센서에 의하여, 센서 정보가 획득되는 센서 정보 획득단계; 관리서버에 의하여, 순환 신경망(RNN)의 학습여부가 확인되는 학습여부 확인단계; 상기 관리서버에 의하여, 상기 순환 신경망(RNN)이 학습되고 있지 않다면, 상기 순환 신경망(RNN)을 기반으로 상기 센서 정보가 이용되어 상기 센서의 고장여부가 판단되는 고장여부 판단단계; 및 상기 관리서버에 의하여, 상기 센서의 고장여부 판단결과가 관리자 단말기로 전송되는 판단결과 전송단계;를 제공한다.In order to achieve the above object, the method for determining whether a smart farm sensor is faulty using a recurrent neural network (RNN) of the present invention includes, by a sensor, a sensor information acquisition step in which sensor information is acquired; A learning confirmation step in which, by the management server, whether or not learning of the recurrent neural network (RNN) is checked; a failure determination step of determining whether the sensor is malfunctioning by using the sensor information based on the recurrent neural network (RNN) if the management server is not learning the recurrent neural network (RNN); and a determination result transmission step in which, by the management server, the determination result of whether the sensor is faulty is transmitted to the manager terminal.

이상과 같이 본 발명에 본 발명은 자카드 유사도 처리기법을 기반으로 센서 정보가 이용되어 센서 고장 정도가 표시된 센서레벨과 기 저장된 기준레벨이 비교된 후 센세레벨이 분류되고, 분류된 센서레벨에 따라서 고장여부가 진단되고 관리자에게 전송되도록 구비함으로써, 스마트팜 내 다수 개의 센서의 개별 특성을 고려하여 고장여부를 진단하고 스마트팜의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, in the present invention, sensor information is used based on the Jacquard similarity processing technique, and the sensor level indicating the degree of sensor failure is compared with a pre-stored reference level, and then the sensor level is classified, and the failure is according to the classified sensor level. By providing the diagnosis and transmission to the manager, there is an effect of diagnosing a malfunction in consideration of the individual characteristics of a plurality of sensors in the smart farm and improving the reliability of the smart farm.

본 발명은 순환 신경망(RNN) 내 각각의 활성화 함수를 통한 순환 신경망(RNN) 계열 방식으로 학습된 모델의 다수의 패턴맵(feature map)에 따라 상기 센서의 고장이 예측된 예측레벨이 도출되고, 상기 예측레벨이 기 저장된 기준레벨 이상이면 안정레벨로 분류되고, 상기 기준레벨 미만이면 위험레벨로 분류되어 관리자의 단말기로 전송되도록 구비함으로써, 다수 개의 센서의 상태를 미리 예측하여 관리자가 미연에 센서의 교체 및 보수를 할 수 있는 효과가 있다. The present invention is based on a number of pattern maps (feature maps) of a model learned in a recurrent neural network (RNN) series method through each activation function in the recurrent neural network (RNN), the predicted level of the sensor failure is derived, If the predicted level is higher than the stored reference level, it is classified as a stable level, and if it is less than the reference level, it is classified as a dangerous level and transmitted to the manager's terminal. It has the effect of being able to replace and repair.

도 1은 본 발명의 순환 신경망(RNN)을 이용한 스마트팜 센서의 고장여부 판단방법 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 순환 신경망(RNN)을 이용한 스마트팜 센서의 고장여부 판단 시스템 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 관리서버 및 데이터베이스를 표시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 고장여부 진단단계 세부흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 위험레벨, 안정레벨 및 기준레벨을 표시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 고장여부 예측단계 세부흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 상기 예측 정보가 상기 순환 신경망(RNN)으로부터 기 학습된 예측 정보를 기준으로 오차범위 이외인 경우(a), 오차범위 이내인 경우(b)를 표시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 다수 개의 장기 의존성 판단부 및 베리에이션 오토 인코더를 포함하는 Seq2Seq기반의 신경망 모델을 표시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 베리에티션 오토 인코더의 구조를 표시한 도면이다.
1 is a flowchart of a method for determining whether a smart farm sensor is faulty using a recurrent neural network (RNN) of the present invention.
2 is a configuration diagram of a system for determining whether a smart farm sensor is faulty using a recurrent neural network (RNN) according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a management server and a database according to an embodiment of the present invention.
4 is a detailed flowchart of the failure diagnosis step of the present invention.
5 is a view showing a risk level, a stable level, and a reference level according to an embodiment of the present invention.
6 is a detailed flowchart of the failure prediction step of the present invention.
7 is a case in which the prediction information according to an embodiment of the present invention is outside the error range (a) and within the error range (b) based on the prediction information previously learned from the recurrent neural network (RNN). It is a drawing.
8 is a diagram illustrating a Seq2Seq-based neural network model including a plurality of long-term dependency determining units and a variation auto-encoder according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram showing the structure of a variation auto encoder according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in this specification have been selected as currently widely used general terms as possible while considering the functions in the present invention, but these may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technology, and the like. In addition, in a specific case, there is a term arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, rather than the name of a simple term.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 순환 신경망(RNN)을 이용한 스마트팜 센서의 고장여부 판단방법을 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 순환 신경망(RNN)을 이용한 스마트팜 센서의 고장여부 판단방법 흐름도이다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 순환 신경망(RNN)을 이용한 스마트팜 센서의 고장여부 판단 시스템 구성도이다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 관리서버(200) 및 데이터베이스(300)를 표시한 도면이다.Hereinafter, a method for determining whether a smart farm sensor malfunctions using a recurrent neural network (RNN) of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in accordance with an embodiment according to the present invention. 1 is a flowchart of a method for determining whether a smart farm sensor is faulty using a recurrent neural network (RNN) of the present invention. 2 is a configuration diagram of a system for determining whether a smart farm sensor is faulty using a recurrent neural network (RNN) according to an embodiment of the present invention. 3 is a view showing the management server 200 and the database 300 according to an embodiment of the present invention.

도 2 내지 도 3을 보면, 본 발명의 순환 신경망(RNN)을 이용한 스마트팜 센서의 고장여부 판단방법이 실행되기 위하여, 다수 개의 스마트팜 단지 내에는 센서(100a, 100b, 100n), 상기 센서(100a, 100b, 100n)를 제어하는 통합제어기 및 내부서버를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 하나의 스마트팜 단지 내 다수 개의 센서가 구비될 수 있다. 다음으로, 상기 다수 개의 스마트팜 단지로부터 센서 정보를 전송받고 관리서버(200)로 전송하는 중계서버를 포함할 수 있다. 상기 중계서버는 유무선 상 양방향으로 센서 정보를 전송할 수 있도록 웹 또는 모바일 소프트웨어로 구비될 수 있고, 관리자 단말기(400)가 유무선 통신방식으로 연결되어 상기 센서 정보 등에 접근할 수 있다. 다음으로, 상기 중계서버와 통신 가능하도록 연결되고 상기 센서 정보를 처리하는 관리서버(200)를 포함할 수 있다. 상기 관리서버(200)는 센서 정보 수집부, 전처리부, 센서 정보 학습부, 고장 여부 판단부를 포함할 수 있다. 상기 센서 정보 수집부는 상기 센서(100a, 100b, 100n)로부터 온도, 일사량, 습도, CO2, 토양습도, 강우, 풍향, 풍속, EC, pH, 지온 등의 센서 정보를 전송받아 수집할 수 있다. 상기 전처리부는 상기 관리서버(200)가 이용하기 용이하도록 상기 센서 정보를 샘플링, FFT, 필터처리를 포함하는 전처리를 할 수 있다. 상기 센서 정보 학습부 순환 신경망(RNN)을 포함하여 상기 센서별 특징을 추출할 수 있고, 상기 센서 정보를 이용하여 학습할 수 있다. 그리고 상기 고장 여부 판단부는 상기 기 학습된 센서 정보 및 상기 센서 정보를 이용하여 상기 센서(100a, 100b, 100n)의 고장 여부를 판단할 수 있다. 이때, 상기 고장 여부를 판단함에 있어서, 현재 상기 센서(100a, 100b, 100n)의 고장 여부를 진단하거나, 앞으로의 고장을 예측할 수 있다.2 to 3, in order to execute the method for determining whether a smart farm sensor is faulty using a recurrent neural network (RNN) of the present invention, there are sensors 100a, 100b, 100n in a plurality of smart farm complexes, the sensors ( 100a, 100b, 100n) may include an integrated controller and an internal server. Here, a plurality of sensors may be provided within the single smart farm complex. Next, a relay server for receiving sensor information from the plurality of smart farm complexes and transmitting it to the management server 200 may be included. The relay server may be provided as a web or mobile software so as to transmit sensor information in both wired and wireless directions, and the manager terminal 400 is connected to the wired/wireless communication method to access the sensor information. Next, it may include a management server 200 that is connected to communicate with the relay server and processes the sensor information. The management server 200 may include a sensor information collection unit, a preprocessor, a sensor information learning unit, and a failure determination unit. The sensor information collection unit may receive and collect sensor information such as temperature, solar radiation, humidity, CO2, soil humidity, rainfall, wind direction, wind speed, EC, pH, and earth temperature from the sensors 100a, 100b, and 100n. The pre-processing unit may perform pre-processing including sampling, FFT, and filter processing for the sensor information so that the management server 200 can easily use it. The sensor information learning unit may include a recurrent neural network (RNN) to extract the characteristics of each sensor, and may learn by using the sensor information. In addition, the failure determination unit may determine whether the sensors 100a, 100b, and 100n have failures using the previously learned sensor information and the sensor information. In this case, in determining whether the failure occurs, it is possible to diagnose whether the sensors 100a , 100b , 100n are currently malfunctioning or to predict a failure in the future.

상기 관리서버(200)는 상기 센서 정보를 처리한 후 생성되는 정보를 연결된 데이터베이스(300)에 저장하거나 불러올 수 있다.The management server 200 may store or call information generated after processing the sensor information in the connected database 300 .

도 1을 보면, 본 발명의 순환 신경망(RNN)을 이용한 스마트팜 센서의 고장여부 판단방법은 센서 정보 획득단계(S100), 학습여부 확인단계(S200), 고장여부 판단단계(S300) 및 판단단계 전송단계(S400)를 포함한다.1 , the method for determining whether a smart farm sensor is faulty using a recurrent neural network (RNN) of the present invention includes a sensor information acquisition step (S100), a learning status check step (S200), a failure determination step (S300), and a determination step It includes a transmission step (S400).

보다 구체적으로, 상기 센서 정보 획득단계(S100)는 센서(100a,100b, 100n)에 의하여, 센서 정보가 획득된다.More specifically, in the sensor information acquisition step (S100), sensor information is acquired by the sensors 100a, 100b, and 100n.

가장 바람직하게, 상기 센서(100a, 100b, 100n)는 스마트팜 내 장비에 인접하게 설치될 수 있고, 설치된 위치를 기점으로 스마트팜의 온도, 일사량, 습도, CO2, 토양습도, 강우, 풍향, 풍속, pH, 지온 등을 측정한 후 센서 정보를 생성한다. 그리고 상기 센서 정보는 시계열 데이터를 포함하는 비정형 데이터일 수 있다. 비정형 데이터는 일반적으로 일정한 규격이나 형태를 지닌 숫자 데이터와 달리 그림이나, 영상, 문서처럼 구조화되지 않은 데이터를 일컫는다. Most preferably, the sensors 100a, 100b, 100n may be installed adjacent to the equipment in the smart farm, and the temperature, insolation, humidity, CO2, soil humidity, rainfall, wind direction, wind speed of the smart farm from the installed location as a starting point , pH, temperature, etc. are measured and then sensor information is created. In addition, the sensor information may be unstructured data including time series data. In general, unstructured data refers to unstructured data such as pictures, images, and documents, unlike numeric data with a certain standard or shape.

또한, 상기 센서 정보는 해당 센서의 센서ID를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 센서 정보 획득단계(S100)는 상기 센서ID가 이용되어 상기 데이터베이스(300)에 기 저장된 상기 센서(100)의 테이블에 접근될 수 있고, 상기 테이블에 저장된 상기 센서(100a, 100b, 100n)의 종류, 제조사, 설치시기, 설치위치가 상기 센서 정보로 획득될 수 있다.In addition, the sensor information may include a sensor ID of the corresponding sensor. Accordingly, in the sensor information acquisition step (S100), the sensor ID is used to access the table of the sensor 100 pre-stored in the database 300, and the sensors 100a, 100b, 100n) type, manufacturer, installation time, and installation location may be obtained as the sensor information.

다음으로, 상기 학습여부 확인단계(S200)는 상기 관리서버(200)에 의하여, 순환 신경망(RNN)의 학습여부가 확인된다. 상기 순환 신경망(RNN)은 실시간 또는 일정기간 동안 입력된 데이터를 학습하게 되는데, 학습하는 도중에 새로운 센서 정보가 들어오게 되면 기 입력된 정보와 상기 센서 정보와 충돌이 발생될 수 있고, 이로 인해 정확한 출력 정보가 도출될 수 없다. 따라서 상기 학습여부 확인단계(S200)는 상기 고장여부 판단단계(S300) 전에 상기 순환 신경망(RNN)의 학습여부를 확인하여 상기와 같은 문제점이 발생되지 않도록 하기 위함이다.Next, in the learning whether or not checking step (S200), by the management server 200, whether the learning of the recurrent neural network (RNN) is checked. The recurrent neural network (RNN) learns input data in real time or for a certain period of time. If new sensor information is received during learning, a collision may occur between the previously inputted information and the sensor information, which results in accurate output Information cannot be derived. Therefore, the learning whether or not checking step (S200) is to check whether the recurrent neural network (RNN) is learning before the failure determining step (S300) to prevent the above problems from occurring.

다시 말하면, 상기 학습여부 확인단계(S200)는 상기 순환 신경망(RNN)이 학습중이라면 상기 고장여부 판단단계(S300)로 넘어가지 않고 대기된다. 그리고 일정 시간간격으로 상기 순환 신경망(RNN)의 학습여부가 확인된다. 상기 순환 신경망(RNN)이 학습이 끝났거나, 학습중이 아니라면 상기 고장여부 판단단계(S300)로 넘어간다.In other words, in the learning whether or not checking step (S200), if the recurrent neural network (RNN) is learning, it waits without going to the failure determining step (S300). In addition, it is checked whether the recurrent neural network (RNN) is learning at regular time intervals. If the recurrent neural network (RNN) has finished learning or is not learning, it goes to the failure determination step (S300).

한편, 상기 순환 신경망(RNN)은 실시간 학습과정을 다수 번 반복하는 과정에서 수많은 학습모델이 생성될 수 있다. 이러한 학습모델은 결과의 편향성을 판단하여, 편향성이 적은 모델은 추후 학습된 모델의 다수 개의 패턴맵(feature map)에 적용하거나, 편향성이 많은 모델은 추후 학습된 모델의 다수 개의 패턴맵(feature map)에 제외시키는 과정을 반복할 수 있다. 이에 따라, 본 순환 신경망(RNN)의 센서의 고장진단에 대한 정확도의 성능을 높일 수 있는 효과가 있다.Meanwhile, the recurrent neural network (RNN) may generate numerous learning models in the process of repeating the real-time learning process multiple times. Such a learning model judges the bias of the result, and a model with low bias is applied to multiple pattern maps of a later learned model, or a model with high bias is applied to multiple pattern maps of a later learned model. ) can be repeated. Accordingly, there is an effect that can improve the performance of accuracy for the fault diagnosis of the sensor of the present recurrent neural network (RNN).

다음으로, 상기 고장여부 판단단계(S300)는 상기 관리서버(200)에 의하여, 상기 순환 신경망(RNN)이 학습되고 있지 않다면, 상기 순환 신경망(RNN)을 기반으로 상기 센서 정보가 이용되어 상기 센서(100a, 100b, 100n)의 고장여부가 판단된다.Next, in the failure determination step (S300), if the recurrent neural network (RNN) is not being learned by the management server 200, the sensor information is used based on the recurrent neural network (RNN) and the sensor It is judged whether (100a, 100b, 100n) is faulty.

이때, 상기 고장여부 판단단계(S300)는 고장여부 진단단계(S310) 및 고장여부 예측단계(S320) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. In this case, the failure determination step (S300) may include at least one of a failure diagnosis step (S310) and a failure prediction step (S320).

상기 고장여부 진단단계(S310)는 상기 센서(100a, 100b, 100n)의 현재 상태가 진단될 수 있도록 상기 센서 정보가 이용되어 상기 센서(100a, 100b, 100n)의 고장여부가 진단될 수 있다.In the failure diagnosis step (S310), the sensor information is used so that the current state of the sensors 100a, 100b, and 100n can be diagnosed, so that the failure of the sensors 100a, 100b, 100n can be diagnosed.

다음으로, 상기 고장여부 예측단계(S320)는 상기 센서(100a, 100b, 100n)의 앞으로의 상태가 예측될 수 있도록 상기 센서 정보가 이용되어 상기 센서(100a, 100b, 100n)의 고장여부가 예측될 수 있다.Next, in the failure prediction step (S320), the sensor information is used so that the future state of the sensors 100a, 100b, 100n can be predicted, and the failure of the sensors 100a, 100b, 100n is predicted. can be

다음으로, 상기 판단결과 전송단계(S400)는 상기 관리서버(200)에 의하여, 상기 센서(100a, 100b, 100n)의 고장여부 판단결과가 관리자 단말기(400)로 전송된다. Next, in the determination result transmission step ( S400 ), the determination result of the failure of the sensors 100a , 100b , 100n is transmitted to the manager terminal 400 by the management server 200 .

고장여부 진단Failure diagnosis

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상기 고장여부 진단단계(S310)를 보다 구체적으로 설명해본다. 도 4는 본 발명의 고장여부 진단단계(310) 세부흐름도이다. 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 위험레벨, 안정레벨 및 기준레벨을 표시한 도면이다.Hereinafter, the failure diagnosis step ( S310 ) will be described in more detail with reference to the accompanying drawings according to an embodiment of the present invention. 4 is a detailed flowchart of the fault diagnosis step 310 of the present invention. 5 is a view showing a risk level, a stable level, and a reference level according to an embodiment of the present invention.

우선, 도 4를 보면, 상기 고장여부 진단단계(S310)는 센서레벨 도출단계(S311), 센서레벨 분류단계(S312), 진단결과 도출단계(S313) 및 센서 정보 학습단계(S314)를 포함할 수 있다. First, referring to FIG. 4, the failure diagnosis step (S310) includes a sensor level deriving step (S311), a sensor level classification step (S312), a diagnosis result deriving step (S313) and a sensor information learning step (S314). can

보다 구체적으로, 상기 센서레벨 도출단계(S311)는 상기 관리서버(200)에 의하여, 자카드 유사도 처리기법으로 상기 센서 정보와 상기 순환 신경망(RNN)에 기 학습된 센서 정보가 처리되고, 상기 센서(100a, 100b, 100n)의 고장 정도가 표시된 센서레벨이 도출될 수 있다.More specifically, in the sensor level deriving step (S311), the sensor information and the sensor information previously learned in the recurrent neural network (RNN) are processed by the management server 200 by the jacquard similarity processing technique, and the sensor ( A sensor level in which the degree of failure of 100a, 100b, 100n) is indicated may be derived.

여기서, 자카드 유사도(Jaccard Similarity) 처리기법은 일반적으로 두 집합이 있을 때, 두 집합의 합집합에 대한 교집합의 비율을 표시한 것으로 0과 1 사이의 값을 갖는다. 즉, 두 집합이 동일하다면 교집합과 합집합은 동일하므로 최대값인 1이 도출될 수 있고, 두 집합이 완전히 상이하다면 교집합이 0이므로 최소값인 0이 도출될 수 있다.Here, the Jaccard similarity processing technique generally indicates the ratio of the intersection to the union of two sets when there are two sets, and has a value between 0 and 1. That is, if the two sets are the same, the maximum value of 1 can be derived because the intersection and the union are the same. If the two sets are completely different, the minimum value of 0 can be derived because the intersection is 0.

다시 말하면, 상기 센서레벨 도출단계(S311)는 상기 센서 정보 획득단계(S100)로부터 획득된 상기 센서 정보(A)와 상기 순환 신경망(RNN)에 기 학습된 센서 정보(B)가 각각의 집합(A, B)이 되어 합집합에 대한 교집합 비율이 도출되고, 이를 센서레벨이라고 한다. 가장 바람직하게, 상기 센서 레벨은 0과 1 사이의 값을 가질 수 있다.In other words, in the sensor level deriving step (S311), the sensor information (A) obtained from the sensor information obtaining step (S100) and the sensor information (B) previously learned in the recurrent neural network (RNN) are each set ( As A and B), the intersection ratio for the union is derived, which is called the sensor level. Most preferably, the sensor level may have a value between 0 and 1.

다음으로, 상기 센서레벨 분류단계(S312)는 상기 관리서버(200)에 의하여, 상기 센서레벨이 기 저장된 기준레벨 이상이면 안정레벨로 분류되고, 상기 기준레벨 미만이면 위험레벨로 분류될 수 있다. Next, in the sensor level classification step (S312), by the management server 200, if the sensor level is above the pre-stored reference level, it may be classified as a stable level, and if it is less than the reference level, it may be classified as a dangerous level.

도 5를 보면, 상기 관리서버(200)에 사용자에 의하여 임의의 파라미터가 입력되면 상기 파라미터에 따라 자카드 유사도 범위인 0과 1 사이가 임의로 분할될 수 있고, 이에 따라, 다수 개의 레벨이 설정될 수 있다. 또한, 상기 관리서버(200)에 사용자에 의하여 기준레벨이 임의로 설정될 수 있고, 상기 기준레벨에 따라서 0과 1 사이의 다수 개의 레벨이 위험레벨과 안정레벨로 나눠질 수 있다. Referring to FIG. 5 , when an arbitrary parameter is input by a user to the management server 200, a range between 0 and 1, which is a jacquard similarity range, may be arbitrarily divided according to the parameter, and accordingly, a plurality of levels may be set. there is. In addition, a reference level may be arbitrarily set by a user in the management server 200 , and a plurality of levels between 0 and 1 may be divided into a dangerous level and a stable level according to the reference level.

즉, 0과 기준레벨 사이는 위험레벨일 수 있고, 상기 위험레벨이 0에 가까울수록 상기 센서 정보(A)와 상기 순환 신경망(RNN)에 기 학습된 센서 정보(B)의 유사도 적다는 것이므로 심각도가 높을 수 있다. 그리고 기준레벨과 1 사이는 안정레벨일 수 있고, 사이 안정레벨이 1에 가까울수록 상기 센서 정보(A)와 상기 순환 신경망(RNN)에 기 학습된 센서 정보(B)의 유사도가 높은 것이므로 안정도가 높을 수 있다.That is, between 0 and the reference level may be a risk level, and the closer the risk level is to 0, the less the similarity between the sensor information (A) and the sensor information (B) previously learned in the recurrent neural network (RNN). can be high And between the reference level and 1 may be a stable level, and the closer the stable level is to 1, the higher the similarity between the sensor information (A) and the sensor information (B) previously learned in the recurrent neural network (RNN), so the stability is can be high

다음으로, 상기 진단결과 도출단계(S313)는 상기 관리서버(200)에 의하여, 상기 센서레벨이 위험레벨이면 상기 센서(100a, 100b, 100n)가 고장이라고 진단되고, 상기 위험레벨의 심각도가 반영된 진단결과가 도출될 수 있다. 도 5를 이용하여 예를 들어보면, 상기 진단결과 도출단계(S313)는 상기 센서레벨 분류단계(S312)로부터 상기 센서레벨이 위험레벨 5로 분류된다면 상기 진단결과로 상기 센서가 “고장”이라고 진단되고, “6단계 중 5단계의 심각도”와 같은 진단결과가 도출될 수 있다. Next, in the step of deriving the diagnosis result (S313), if the sensor level is a dangerous level by the management server 200, the sensors 100a, 100b, 100n are diagnosed as malfunctioning, and the severity of the risk level is reflected Diagnostic results can be derived. As an example using FIG. 5 , in the step of deriving the diagnosis result ( S313 ), if the sensor level is classified as risk level 5 from the sensor level classification step ( S312 ), the diagnosis result indicates that the sensor is “failed” and a diagnosis result such as “severity level of 5 out of 6” can be derived.

다음으로, 상기 센서 정보 학습단계(S314) 상기 관리서버(200)에 의하여, 상기 진단결과가 도출된 후 상기 센서 정보가 순환 신경망(RNN) 내에서 학습될 수 있다. 즉, 상기 센서 정보 학습단계(S314)는 상기 센서 정보가 진단결과만을 도출하고 폐기 또는 단순 저장되는 것이 아닌, 상기 순환 신경망(RNN)의 성능이 지속적으로 향상 및 업데이트될 수 있도록 학습시킬 수 있다. 다만, 상기 센서 정보 학습단계(S314)는 반드시 상기 진단결과가 도출된 후 진행될 수 있다. 이는 상기 언급한 것과 같이 진단결과가 도출되는 과정에서 상기 순환 신경망(RNN)이 학습되면 정확한 진단결과가 도출될 수 없기 때문이다.Next, in the sensor information learning step (S314), after the diagnosis result is derived by the management server 200, the sensor information may be learned in a recurrent neural network (RNN). That is, in the sensor information learning step S314, the sensor information may be learned so that the performance of the recurrent neural network (RNN) can be continuously improved and updated, rather than deriving only a diagnosis result and discarding or simply storing the sensor information. However, the sensor information learning step S314 may be performed after the diagnosis result is derived. This is because, as described above, when the recurrent neural network (RNN) is learned in the process of deriving a diagnosis result, an accurate diagnosis result cannot be derived.

고장여부 예측Failure Prediction

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상기 고장여부 예측단계(S320)를 보다 구체적으로 설명해본다. 도 6은 본 발명의 고장여부 예측단계 세부흐름도이다. 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 상기 예측 정보가 상기 순환 신경망(RNN)으로부터 기 학습된 예측 정보를 기준으로 오차범위 이외인 경우(a), 오차범위 이내인 경우(b)를 표시한 도면이다.Hereinafter, the failure prediction step (S320) will be described in more detail with reference to the accompanying drawings according to an embodiment of the present invention. 6 is a detailed flowchart of the failure prediction step of the present invention. 7 is a case in which the prediction information according to an embodiment of the present invention is outside the error range (a) and within the error range (b) based on the prediction information previously learned from the recurrent neural network (RNN). It is a drawing.

우선, 도 6을 보면, 상기 고장여부 예측단계(S320)는 예측 정보 출력단계(S321), 예측레벨 도출단계(S322), 예측레벨 분류단계(S323), 예측결과 도출단계(S324)를 포함할 수 있다. First, referring to FIG. 6, the failure prediction step (S320) includes a prediction information output step (S321), a prediction level deriving step (S322), a prediction level classification step (S323), and a prediction result deriving step (S324). can

보다 구체적으로, 상기 예측 정보 출력단계(S321)는 상기 관리서버(200)에 의하여, 상기 순환 신경망(RNN)에 상기 센서 정보가 입력되면 예측 정보가 출력될 수 있다. More specifically, in the step of outputting the prediction information ( S321 ), when the sensor information is input to the recurrent neural network (RNN) by the management server 200, the prediction information may be output.

이때, 상기 순환 신경망(RNN)은 상기 센서 정보가 입력되면 여러 종류의 활성화 함수 중 하나를 이용하여 예측 정보를 출력할 수 있다. 일반적으로, 순환 신경망(RNN) 내 활성화 함수는 입력신호를 처리하여 출력신호를 생성하는 함수로, 그 종류가 매우 다양하고 어떠한 활성화 함수를 사용하는가에 따라서 상기 출력신호에 영향을 미치기 때문에 적절한 활성화 함수를 사용하는 것이 필요하다.In this case, when the sensor information is input, the recurrent neural network (RNN) may output prediction information using one of several types of activation functions. In general, an activation function in a recurrent neural network (RNN) is a function that generates an output signal by processing an input signal, and it is an appropriate activation function because the types are very diverse and affect the output signal depending on which activation function is used. It is necessary to use

다음으로, 상기 예측레벨 도출단계(S322)는 상기 관리서버(200)에 의하여, 상기 순환 신경망(RNN) 내 활성화 함수에 따라 자카드 유사도 처리기법 또는 코사인 유사도 처리기법 중 적어도 하나가 사용되어 상기 예측 정보와 상기 순환 신경망(RNN)에 기 학습된 예측 정보가 처리되고, 상기 센서의 고장이 예측된 예측레벨이 도출될 수 있다. Next, in the prediction level deriving step (S322), at least one of a jacquard similarity processing technique or a cosine similarity processing technique is used by the management server 200 according to an activation function in the recurrent neural network (RNN), and the prediction information and the prediction information previously learned in the recurrent neural network (RNN) may be processed, and a prediction level at which the sensor failure is predicted may be derived.

예컨대, 상기 예측레벨 도출단계(S322)는 상기 활성화 함수가 경사함수(Rectified Linear Unit; ReLU), 시그모이드 함수(Sigmoid Function) 등이라면 자카드 유사도 처리기법이 사용되어 상기 예측 정보 출력단계(S321)로부터 출력된 상기 예측 정보(C)와 상기 순환 신경망(RNN)에 기 학습된 예측 정보(D)가 각각의 집합(B, D)이 되어 합집합에 대한 교집합 비율이 도출되고, 이를 예측레벨이라고 한다. For example, in the step of deriving the prediction level (S322), if the activation function is a Rectified Linear Unit (ReLU), a sigmoid function, or the like, a jacquard similarity processing technique is used to output the prediction information (S321) The prediction information (C) output from the and the prediction information (D) previously learned in the recurrent neural network (RNN) become sets (B, D), respectively, and an intersection ratio for the union is derived, which is called a prediction level. .

반면에, 상기 예측레벨 도출단계(S322)는 상기 활성화 함수가 tanh 함수(Hyperbolic Tangent Fuction), Leaky ReLU 함수 등이라면 코사인 유사도 처리기법이 사용되어 상기 예측 정보 출력단계(S321)로부터 획득된 상기 예측 정보(

Figure pat00001
)와 상기 순환 신경망(RNN)에 기 학습된 예측 정보(
Figure pat00002
)의 두 벡터의 방향이 완전히 동일한 경우에는 1의 값, 90도를 이루면 0의 값, 방향이 반대이면 -1의 값이 도출되고 이를 예측레벨이라고 한다. 이때, 1에 가까울수록 유사도가 높다고 할 수 있다.On the other hand, in the step of deriving the prediction level (S322), if the activation function is a tanh function (Hyperbolic Tangent Function), a Leaky ReLU function, or the like, a cosine similarity processing technique is used, and the prediction information obtained from the step of outputting the prediction information (S321) (
Figure pat00001
) and the prediction information (
Figure pat00002
), a value of 1 is derived when the directions of the two vectors are exactly the same, a value of 0 when the direction is 90 degrees, and a value of -1 when the directions are opposite, which is called the prediction level. In this case, it can be said that the closer to 1, the higher the similarity.

또한, 상기 예측레벨 도출단계(S322)는 상기 활성화 함수가 Max Out 함수, 항등 함수 등이라면 상기 코사인 유사도와 자카드 유사도 값이 모두 도출되고 이 중에서 큰 값을 예측레벨이라고 한다.In addition, in the step of deriving the prediction level ( S322 ), if the activation function is a Max Out function, an identity function, or the like, both the cosine similarity and the jacquard similarity values are derived, and a larger value among them is called a prediction level.

다음으로, 상기 예측레벨 분류단계(S323)는 상기 예측레벨이 기 저장된 기준레벨 이상이면 안정레벨로 분류되고, 상기 기준레벨 미만이면 위험레벨로 분류될 수 있다. Next, in the prediction level classification step ( S323 ), if the prediction level is higher than or equal to a pre-stored reference level, it may be classified as a stable level, and if it is less than the reference level, it may be classified as a dangerous level.

상기 예측레벨이 자카드 유사도 처리기법으로 도출된다면 0과 1 사이 값을 가질 수 있으므로, 0과 1 사이를 임의로 분할하여 다수 개의 레벨이 설정될 수 있다. 한편, 사용자에 의하여 임의의 파라미터가 입력되면 상기 파라미터에 따라 자카드 유사도 범위인 0과 1 사이가 임의로 분할될 수 있다. 또한, 사용자에 의하여, 기준레벨이 임의로 설정될 수 있고, 상기 기준레벨에 따라서 0과 1 사이의 다수 개의 레벨이 위험레벨과 안정레벨로 나눠질 수 있다. If the prediction level is derived by the jacquard similarity processing technique, it can have a value between 0 and 1, so that a plurality of levels can be set by arbitrarily dividing between 0 and 1. Meanwhile, when an arbitrary parameter is input by the user, a range between 0 and 1, which is a jacquard similarity range, may be arbitrarily divided according to the parameter. In addition, the reference level may be arbitrarily set by the user, and a plurality of levels between 0 and 1 may be divided into a dangerous level and a stable level according to the reference level.

즉, 0과 기준레벨 사이는 위험레벨일 수 있고, 상기 위험레벨이 0에 가까울수록 상기 예측 정보(

Figure pat00003
)와 상기 순환 신경망(RNN)에 기 학습된 예측 정보(
Figure pat00004
)의 유사도 적다는 것이므로 심각도가 높을 수 있다. 그리고 기준레벨과 1 사이는 안정레벨일 수 있고, 상기 안정레벨이 1에 가까울수록 상기 예측 정보(C)와 상기 순환 신경망(RNN)에 기 학습된 예측 정보(D)의 유사도가 높은 것이므로 안정도가 높을 수 있다.That is, between 0 and the reference level may be a risk level, and as the risk level is closer to 0, the prediction information (
Figure pat00003
) and the prediction information (
Figure pat00004
), the degree of similarity is small, so the severity may be high. And between the reference level and 1 may be a stable level, and the closer the stable level is to 1, the higher the degree of similarity between the prediction information (C) and the prediction information (D) previously learned in the recurrent neural network (RNN), so the stability is can be high

또한, 상기 예측레벨이 코사인 처리기법으로 도출된다면 -1과 1 사이 값을 가질 수 있으므로, -1과 1 사이를 임의로 분할하여 다수 개의 레벨이 설정될 수 있다. 한편, 사용자에 의하여 임의의 파라미터가 입력되면 상기 파라미터에 따라 코사인 유사도 범위인 -1과 1 사이가 임의로 분할될 수 있다. 또한, 사용자에 의하여, 기준레벨이 임의로 설정될 수 있고, 상기 기준레벨에 따라서 -1과 1 사이의 다수 개의 레벨이 위험레벨과 안정레벨로 나눠질 수 있다. In addition, if the prediction level is derived using a cosine processing technique, it can have a value between -1 and 1, so that a plurality of levels can be set by arbitrarily dividing between -1 and 1. Meanwhile, when an arbitrary parameter is input by the user, a range between -1 and 1, which is a cosine similarity range, may be arbitrarily divided according to the parameter. In addition, a reference level may be arbitrarily set by the user, and a plurality of levels between -1 and 1 may be divided into a dangerous level and a stable level according to the reference level.

즉, -1과 기준레벨 사이는 위험레벨일 수 있고, 상기 위험레벨이 -1에 가까울수록 상기 예측 정보(

Figure pat00005
)와 상기 순환 신경망(RNN)에 기 학습된 예측 정보(
Figure pat00006
)의 두 벡터의 방향의 유사도 적다는 것이므로 심각도가 높을 수 있다. 그리고 기준레벨과 1 사이는 안정레벨일 수 있고, 상기 안정레벨이 1에 가까울수록 상기 예측 정보(
Figure pat00007
)와 상기 순환 신경망(RNN)에 기 학습된 예측 정보(
Figure pat00008
)의 유사도가 높은 것이므로 안정도가 높을 수 있다.That is, between -1 and the reference level may be a risk level, and as the risk level is closer to -1, the prediction information (
Figure pat00005
) and the prediction information (
Figure pat00006
), the similarity of the directions of the two vectors is also small, so the severity may be high. And between the reference level and 1 may be a stable level, and as the stable level is closer to 1, the prediction information (
Figure pat00007
) and the prediction information (
Figure pat00008
), the similarity is high, so the stability may be high.

다음으로, 상기 예측결과 도출단계(S324)는 상기 예측레벨이 위험레벨이면 상기 센서(100a, 100b, 100n)가 고장날 것이라고 예측되고, 상기 위험레벨의 심각도가 반영된 예측결과가 도출될 수 있다. Next, in the prediction result deriving step (S324), if the prediction level is a risk level, it is predicted that the sensors 100a, 100b, 100n will fail, and a prediction result reflecting the severity of the risk level may be derived.

도 5로 예를 들어보면, 상기 예측결과 도출단계(S324)는 상기 예측레벨 분류단계(S323)로부터 상기 예측레벨이 위험레벨 5로 분류된다면 상기 예측결과로 상기 센서가 고장이 날 것이라고 예측되고, “6단계 중 5단계의 심각도”와 같은 예측결과가 도출될 수 있다. As an example in Fig. 5, in the prediction result deriving step (S324), if the prediction level is classified as a risk level 5 from the prediction level classification step (S323), it is predicted that the sensor will fail as a result of the prediction, Predictive results such as “severity of 5 out of 6” can be derived.

다음으로, 본 발명의 고장여부 예측단계(S320)는, 상기 순환 신경망(RNN)이 학습되는데 있어서, 학습여부 판단단계(S325) 및 예측 정보 학습단계(S326)가 더 포함될 수 있다.Next, in the failure prediction step (S320) of the present invention, when the recurrent neural network (RNN) is learned, the learning determination step (S325) and the prediction information learning step (S326) may be further included.

보다 구체적으로, 상기 학습여부 판단단계(S325)는 상기 관리서버(200)에 의하여, 상기 예측결과가 도출된 후 상기 예측 정보가 상기 순환 신경망(RNN)으로부터 기 학습된 예측 정보를 기준으로 상기 순환 신경망(RNN)에 학습여부가 판단될 수 있다.More specifically, in the learning determination step (S325), after the prediction result is derived by the management server 200, the prediction information is circulated based on the prediction information previously learned from the recurrent neural network (RNN). Whether to learn may be determined in a neural network (RNN).

다음으로, 예측 정보 학습단계(S326)는 상기 관리서버(200)에 의하여, 상기 예측 정보가 상기 순환 신경망(RNN)으로부터 기 학습된 예측 정보를 기준으로 오차범위 이내이면 상기 순환 신경망(RNN)에 학습될 수 있다.Next, in the prediction information learning step (S326), if the prediction information is within an error range based on the prediction information previously learned from the recurrent neural network (RNN) by the management server 200, the recurrent neural network (RNN) can be learned

반면에, 상기 예측 정보 학습단계(S326)는, 상기 예측 정보가 상기 순환 신경망(RNN)으로부터 기 학습된 예측 정보가 기준으로 오차범위 이외이면 상기 순환 신경망(RNN)에 학습되지 않고 삭제되는 것을 특징으로 한다. 이에 따, 오차가 심한 노이즈와 같은 예측 정보는 학습되도록 하지 않고, 유의미한 예측 정보만이 학습되도록 하여 상기 순환 신경망(RNN)의 성능을 보다 높일 수 있는 효과가 있다.On the other hand, in the prediction information learning step (S326), if the prediction information previously learned from the recurrent neural network (RNN) is out of an error range as a reference, the prediction information is deleted without being learned by the recurrent neural network (RNN) do it with Accordingly, there is an effect that the performance of the recurrent neural network (RNN) can be further improved by allowing only meaningful prediction information to be learned without learning prediction information such as noise with a large error.

도 7의 (a)를 보면, 상기 예측 정보(초록색 그래프)가 상기 순환 신경망(RNN)으로부터 기 학습된 예측 정보(파란색 그래프)를 기준으로 오차범위 이외인 경우를 표시한 것으로, 상기 예측 정보(초록색 그래프)는 노이즈로 임으로, 상기 순환 신경망(RNN)에 학습되지 않고 삭제될 수 있다.7 (a), the prediction information (green graph) indicates a case outside the error range based on the prediction information (blue graph) previously learned from the recurrent neural network (RNN), and the prediction information ( The green graph) is arbitrary as noise, and may be deleted without being trained by the recurrent neural network (RNN).

도 7의 (b)를 보면, 상기 예측 정보(초록색 그래프)가 상기 순환 신경망(RNN)으로부터 기 학습된 예측 정보(파란색 그래프)를 기준으로 오차범위 이내인 경우를 표시한 것으로, 상기 예측 정보(초록색 그래프)는 유의미한 정보임으로, 상기 순환 신경망(RNN)에 학습될 수 있다.Referring to FIG. 7B, the prediction information (green graph) indicates a case within an error range based on the prediction information (blue graph) previously learned from the recurrent neural network (RNN), and the prediction information ( The green graph) is meaningful information, so it can be learned by the recurrent neural network (RNN).

즉, 상기 순환 신경망(RNN)은 실시간 학습과정을 다수 번 반복하는 과정에서 수많은 학습모델이 생성될 수 있다. 이러한 학습모델은 결과의 편향성을 판단하여, 편향성이 적은 모델은 추후 학습된 모델의 다수 개의 패턴맵(feature map)에 적용하거나, 편향성이 많은 모델은 추후 학습된 모델의 다수 개의 패턴맵(feature map)에 제외시키는 과정을 반복할 수 있다. 이에 따라, 본 순환 신경망(RNN)의 센서의 고장예측에 대한 정확도의 성능을 높일 수 있는 효과가 있다.That is, in the process of repeating the real-time learning process a number of times in the recurrent neural network (RNN), numerous learning models may be generated. Such a learning model judges the bias of the result, and a model with low bias is applied to multiple pattern maps of a later learned model, or a model with high bias is applied to multiple pattern maps of a later learned model. ) can be repeated. Accordingly, there is an effect that can improve the performance of accuracy for the prediction of the failure of the sensor of the present recurrent neural network (RNN).

순환 신경망(RNN)Recurrent Neural Network (RNN)

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 순환 신경망(RNN)에 대해서 설명해본다. 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 다수 개의 장기 의존성 판단부 및 베리에이션 오토 인코더를 포함하는 Seq2Seq기반의 신경망 모델을 표시한 도면이다. 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 베리에티션 오토 인코더의 구조를 표시한 도면이다.Hereinafter, a recurrent neural network (RNN) of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings according to an embodiment of the present invention. 8 is a diagram illustrating a Seq2Seq-based neural network model including a plurality of long-term dependency determining units and a variation auto-encoder according to an embodiment of the present invention. 9 is a diagram showing the structure of a variation auto encoder according to an embodiment of the present invention.

한편, 본 발명의 순환 신경망(RNN)은 상기 센서 정보가 비정형 형식이면 Seq2Seq기반의 신경망 모델이 이용될 수 있고, 상기 센서 정보가 정형 형식이면 LSTM기반의 신경망 모델이 이용될 수 있다. On the other hand, for the recurrent neural network (RNN) of the present invention, if the sensor information is in an unstructured format, a Seq2Seq-based neural network model may be used, and if the sensor information is in a formal format, an LSTM-based neural network model may be used.

여기서, 상기 Seq2Seq기반의 신경망 모델은 일반적으로 순환 신경망의 가장 발전한 형태의 아카텍처로 순환 신경망 내 셀을 깊고 넓게 쌓아서 복잡하고 방대한 시퀀스 데이터를 처리하는데 특화된 모델이고, 타 모델의 경우 입력 차원과 출력차원이 정의된 상태에서 학습 및 예측이 가능하나, Seq2Seq기반의 신경망 모델은 입력차원과 출력차원의 정의에서 비교적 자유로운 특징이 있다. 또한, 비정형 데이터는 일반적으로 일정한 규격이나 형태를 지닌 숫자 데이터와 달리 그림이나, 영상, 문서처럼 형태와 구조가 다른 구조화되지 않은 데이터를 일컫는다. Here, the Seq2Seq-based neural network model is generally the most advanced architecture of a recurrent neural network, and is a specialized model for processing complex and vast sequence data by stacking cells in a recurrent neural network deep and wide, and in the case of other models, input and output dimensions In this defined state, learning and prediction are possible, but the Seq2Seq-based neural network model has a feature that is relatively free from the definition of input and output dimensions. In addition, unstructured data generally refers to unstructured data that has a different shape and structure, such as pictures, images, and documents, unlike numeric data having a certain standard or shape.

따라서, 본 발명의 상기 센서 정보가 비정형 형식이면 Seq2Seq기반의 신경망 모델이 이용되어 비정형 형식의 복잡하고 방대한 시퀀스 데이터로 이루어진 센서 정보가 용이하게 처리되어 예측레벨이 도출될 수 있도록 하는 효과가 있다. Therefore, if the sensor information of the present invention is in an unstructured format, a Seq2Seq-based neural network model is used to easily process sensor information made up of complex and vast sequence data in an unstructured format to derive a prediction level.

도 8 내지 도 9를 보면, 본 발명의 상기 Seq2Seq기반의 신경망 모델은 인코더 부분의 벡터가 일정 차원 이상이 되면 문맥 전환(Context Switch)이 가능하도록 다수 개의 장기 의존성 판단부 및 베리에티션 오토 인코더(Variational Auto Encoder; VAE)를 포함할 수 있다. 가장 바람직하게, 하나 이상의 장기 의존성 판단부 및 베리에티션 오토 인코더(VAE)를 포함할 수 있다. 8 to 9, the Seq2Seq-based neural network model of the present invention has a plurality of long-term dependency determining units and a variation auto encoder ( Variational Auto Encoder (VAE) may be included. Most preferably, it may include one or more long-term dependency determiners and a variation auto-encoder (VAE).

상기 장기 의존성 판단부는 상기 순환 신경망(RNN) 모델의 장기 의존성 문제가 해결되기 위하여 사용자로부터 설정된 파라미터 또는 상기 순환 신경망(RNN)의 성능 지표 결과를 기준으로 상기 순환 신경망(RNN)에 기 학습된 센서 정보 또는 예측 정보가 사라지는 정도에 따라 장기 의존성 여부를 판단할 수 있다. The long-term dependency determining unit is based on a parameter set by a user or a performance indicator result of the recurrent neural network (RNN) to solve the long-term dependency problem of the recurrent neural network (RNN) model. Sensor information previously learned in the recurrent neural network (RNN) Alternatively, the long-term dependence may be determined according to the degree to which the prediction information disappears.

또한, 상기 베리에티션 오토 인코더(VAE)는 상기 장기 의존성 판단부로부터 장기 의존성이 판단되면 문맥 전환(Context Switch)을 통해 상기 순환 신경망(RNN)의 인코더 부분의 차원을 축소하고, 확률공간(Z)을 거쳐 다시 복원과정인 디코딩를 진행하도록 할 수 있다. 이에 따라, 순환 신경망(RNN)의 차원이 커질수록 오히려 학습능력이 저하되는 종래의 문제점인 순환 신경망(RNN)의 장기 의존성 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.In addition, the variation autoencoder (VAE) reduces the dimension of the encoder part of the recurrent neural network (RNN) through a context switch when long-term dependency is determined from the long-term dependency determining unit, and the probability space Z ) to proceed with decoding, which is a restoration process again. Accordingly, there is an effect that can solve the problem of long-term dependence of the recurrent neural network (RNN), which is a conventional problem that the learning ability is rather deteriorated as the dimension of the recurrent neural network (RNN) increases.

일반적으로, 순환 신경망(RNN) 모델은 장기 의존성 문제로 신경망의 은닉층의 단계가 많아지면서, 과거의 정보가 마지막까지 전달되는 못하는 현상이 발생된다. 즉, 정보와 정보 사이의 거리가 상당히 멀어질 경우 역전파에 대한 변화량이 점점 줄어들어 순환 신경망(RNN)의 학습능력이 저하된다. 이러한 현상을 보완하고자 장단기 메모리(Long Short-Term Memory; LSTM) 모델이 제안되었지만, 완전한 해결방안이 되지 못한다. In general, the recurrent neural network (RNN) model has a long-term dependency problem, and as the number of hidden layers of the neural network increases, a phenomenon occurs in which past information cannot be transmitted until the end. That is, when the distance between information and information increases significantly, the amount of change for backpropagation gradually decreases, and the learning ability of the recurrent neural network (RNN) deteriorates. A Long Short-Term Memory (LSTM) model has been proposed to compensate for this phenomenon, but it does not provide a complete solution.

이와 같은 문제점을 해결하고자, 본 발명의 순환 신경망(RNN)은 비정형 형식의 센서 정보를 처리하기 위하여 가장 바람직하게 인코더 부분의 벡터가 일정 차원 이상이 되면 문맥 전환(Context Switch)이 가능하도록 다수 개의 장기 의존성 판단부 및 베리에티션 오토 인코더(Variational Auto Encoder; VAE)를 포함하는 Seq2Seq기반의 신경망 모델일 수 있다.In order to solve this problem, the recurrent neural network (RNN) of the present invention is most preferably a plurality of organs to enable context switch when the vector of the encoder part exceeds a certain dimension in order to process sensor information in an atypical format. It may be a Seq2Seq-based neural network model including a dependency determiner and a variational auto encoder (VAE).

다음으로, LSTM기반의 신경망 모델은 장단기 기억을 위해 사용되는 순환 신경망 아키텍처로 표준 신경망과 달리 피드백이 가능하여 단일 데이터뿐만 아니라 음성 또는 비디오와 같은 전체 데이터 시퀀스를 처리할 수 있는 모델이다. 또한, 정형 데이터는 미리 정해 놓은 형식과 구조에 따라 저장되도록 구성된 데이터로써, 시스템에 쉽게 적용할 수 있도록 잘 알려진 포맷이나 명확한 데이터 구조를 갖는 스프레드시트 데이터, 콤마 구조가 결정되는 시에스브이(CSV) 데이터 등이 포함될 수 있다. 따라서 상기 센서 정보가 정형 형식이면 LSTM기반의 신경망 모델이 이용되어 상기 센서 정보가 신속하게 처리되는 효과가 있다. Next, the LSTM-based neural network model is a recurrent neural network architecture used for long-term memory, and unlike a standard neural network, feedback is possible, so it is a model that can process not only single data but also entire data sequences such as voice or video. In addition, structured data is data configured to be stored according to a predetermined format and structure. Spreadsheet data with a well-known format or clear data structure for easy application to a system, CSV data with a comma structure determined etc. may be included. Therefore, if the sensor information is in a formal format, an LSTM-based neural network model is used, so that the sensor information is quickly processed.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible from the above description by those skilled in the art. For example, the described techniques are performed in an order different from the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result.

그러므로 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims also fall within the scope of the following claims.

100a, 100b, 100n.. 센서
200.. 관리서버
300.. 데이터베이스
400.. 관리자 단말기
100a, 100b, 100n.. sensor
200. Management Server
300.. database
400.. Administrator terminal

Claims (5)

센서에 의하여, 센서 정보가 획득되는 센서 정보 획득단계;
관리서버에 의하여, 순환 신경망(RNN)의 학습여부가 확인되는 학습여부 확인단계;
상기 관리서버에 의하여, 상기 순환 신경망(RNN)이 학습되고 있지 않다면, 상기 순환 신경망(RNN)을 기반으로 상기 센서 정보가 이용되어 상기 센서의 고장여부가 판단되는 고장여부 판단단계; 및
상기 관리서버에 의하여, 상기 센서의 고장여부 판단결과가 관리자 단말기로 전송되는 판단결과 전송단계;를 포함하는 순환 신경망(RNN)을 이용한 스마트팜 센서의 고장여부 판단방법.
A sensor information acquisition step in which the sensor information is acquired by the sensor;
a learning confirmation step of checking whether the recurrent neural network (RNN) is learning by the management server;
a failure determination step of determining whether the sensor is malfunctioning by using the sensor information based on the recurrent neural network (RNN) when, by the management server, the recurrent neural network (RNN) is not being learned; and
A method for determining whether a smart farm sensor is faulty using a recurrent neural network (RNN) comprising a; a determination result transmission step of transmitting, by the management server, a determination result of whether the sensor is faulty to a manager terminal.
제 1항에 있어서,
상기 고장여부 판단단계는,
상기 센서의 현재 상태를 진단할 수 있도록 상기 센서 정보가 이용되어 상기 센서의 고장여부가 진단되는 고장여부 진단단계; 및
상기 센서의 앞으로의 상태를 예측할 수 있도록 상기 센서 정보가 이용되어 상기 센서의 고장여부가 예측되는 고장여부 예측단계; 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 순환 신경망(RNN)을 이용한 스마트팜 센서의 고장여부 판단방법.
The method of claim 1,
The failure determination step is,
a failure diagnosis step of diagnosing whether the sensor is defective by using the sensor information to diagnose the current state of the sensor; and
a failure predicting step in which the sensor information is used to predict a future state of the sensor to predict whether the sensor has a failure; A method of determining whether a smart farm sensor is faulty using a recurrent neural network (RNN), characterized in that it includes at least one of.
제 2항에 있어서,
상기 고장여부 진단단계는,
상기 관리서버에 의하여, 자카드 유사도 처리기법으로 상기 센서 정보와 상기 순환 신경망(RNN)에 기 학습된 센서 정보가 처리되고, 상기 센서의 고장 정도가 표시된 센서레벨이 도출되는 센서레벨 도출단계;
상기 관리서버에 의하여, 상기 센서레벨이 기 저장된 기준레벨 이상이면 안정레벨로 분류되고, 상기 기준레벨 미만이면 위험레벨로 분류되는 센서레벨 분류단계;
상기 관리서버에 의하여, 상기 센서레벨이 위험레벨이면 상기 센서가 고장이라고 진단되고, 상기 위험레벨의 심각도가 반영된 진단결과가 도출되는 진단결과 도출단계; 및
상기 관리서버에 의하여, 상기 진단결과가 도출된 후 상기 센서 정보가 순환 신경망(RNN) 내에서 학습되는 센서 정보 학습단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 순환 신경망(RNN)을 이용한 스마트팜 센서의 고장여부 판단방법.
3. The method of claim 2,
The fault diagnosis step is,
A sensor level deriving step in which the sensor information and the sensor information previously learned in the recurrent neural network (RNN) are processed by the management server by the Jacquard similarity processing technique, and a sensor level indicating the degree of failure of the sensor is derived;
a sensor level classification step of classifying, by the management server, as a stable level if the sensor level is higher than a pre-stored reference level, and classified as a dangerous level if less than the reference level;
a diagnosis result derivation step in which, by the management server, if the sensor level is a dangerous level, the sensor is diagnosed as a failure, and a diagnosis result reflecting the severity of the risk level is derived; and
Smart farm sensor failure using a recurrent neural network (RNN), comprising: by the management server, a sensor information learning step in which the sensor information is learned in a recurrent neural network (RNN) after the diagnosis result is derived How to determine whether or not.
제 2항에 있어서,
상기 고장여부 예측단계는,
상기 관리서버에 의하여, 상기 순환 신경망(RNN)에 상기 센서 정보가 입력되면 예측 정보가 출력되는 예측 정보 출력단계;
상기 관리서버에 의하여, 상기 순환 신경망(RNN) 내 활성화 함수에 따라 자카드 유사도 처리기법 또는 코사인 유사도 처리기법 중 적어도 하나가 사용되어 상기 예측 정보와 상기 순환 신경망(RNN)에 기 학습된 예측 정보가 처리되고, 상기 센서의 고장이 예측된 예측레벨이 도출되는 예측레벨 도출단계;
상기 관리서버에 의하여, 상기 예측레벨이 기 저장된 기준레벨 이상이면 안정레벨로 분류되고, 상기 기준레벨 미만이면 위험레벨로 분류되는 예측레벨 분류단계; 및
상기 관리서버에 의하여, 상기 예측레벨이 위험레벨이면 상기 센서가 고장날 것이라고 예측되고, 상기 위험레벨의 심각도가 반영된 예측결과가 도출되는 예측결과 도출단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 순환 신경망(RNN)을 이용한 스마트팜 센서의 고장여부 판단방법.
3. The method of claim 2,
The failure prediction step is,
a prediction information output step of outputting prediction information when the sensor information is input to the recurrent neural network (RNN) by the management server;
By the management server, at least one of a jacquard similarity processing technique or a cosine similarity processing technique is used according to an activation function in the recurrent neural network (RNN), and the prediction information and the prediction information previously learned in the recurrent neural network (RNN) are processed and a prediction level deriving step in which a prediction level at which the failure of the sensor is predicted is derived;
a prediction level classification step of classifying, by the management server, as a stable level if the prediction level is higher than or equal to a pre-stored reference level, and classified as a risk level if it is less than the reference level; and
Recurrent neural network (RNN) comprising: by the management server, predicting that the sensor will fail if the prediction level is a risk level, and deriving a prediction result reflecting the severity of the risk level; A method for determining whether a smart farm sensor is faulty using
제 4항에 있어서,
상기 고장여부 예측단계는,
상기 관리서버에 의하여, 상기 예측결과가 도출된 후 상기 예측 정보가 상기 순환 신경망(RNN)으로부터 기 학습된 예측 정보를 기준으로 상기 순환 신경망(RNN)에 학습여부가 판단되는 학습여부 판단단계; 및
상기 관리서버에 의하여, 상기 예측 정보가 상기 순환 신경망(RNN)으로부터 기 학습된 예측 정보를 기준으로 오차범위 이내이면 상기 순환 신경망(RNN)에 학습되는 예측 정보 학습단계;를 더 포함하고,
상기 예측 정보 학습단계는,
상기 예측 정보가 상기 순환 신경망(RNN)으로부터 기 학습된 예측 정보를 기준으로 오차범위 이외이면 상기 순환 신경망(RNN)에 학습되지 않고 삭제되는 것을 특징으로 하는 순환 신경망(RNN)을 이용한 스마트팜 센서의 고장여부 판단방법.
5. The method of claim 4,
The failure prediction step is,
a learning determination step in which, after the prediction result is derived, by the management server, whether the prediction information is learned in the recurrent neural network (RNN) is determined based on the prediction information previously learned from the recurrent neural network (RNN); and
The method further comprises a; predictive information learning step of being learned by the management server by the recurrent neural network (RNN) if the prediction information is within an error range based on the prediction information previously learned from the recurrent neural network (RNN);
The predictive information learning step is,
Smart farm sensor using a recurrent neural network (RNN), characterized in that if the prediction information is outside the error range based on the prediction information previously learned from the recurrent neural network (RNN), it is deleted without being learned by the recurrent neural network (RNN) How to determine if there is a malfunction.
KR1020200125814A 2020-09-28 2020-09-28 Method of Determining Whether A Smart Farm Sensor has failed using a Recurrent Neural Network(RNN) KR102389317B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200125814A KR102389317B1 (en) 2020-09-28 2020-09-28 Method of Determining Whether A Smart Farm Sensor has failed using a Recurrent Neural Network(RNN)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200125814A KR102389317B1 (en) 2020-09-28 2020-09-28 Method of Determining Whether A Smart Farm Sensor has failed using a Recurrent Neural Network(RNN)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220042687A true KR20220042687A (en) 2022-04-05
KR102389317B1 KR102389317B1 (en) 2022-04-21

Family

ID=81181744

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200125814A KR102389317B1 (en) 2020-09-28 2020-09-28 Method of Determining Whether A Smart Farm Sensor has failed using a Recurrent Neural Network(RNN)

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102389317B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117806900A (en) * 2023-07-28 2024-04-02 苏州浪潮智能科技有限公司 Server management method, device, electronic equipment and storage medium

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101726257B1 (en) 2016-10-31 2017-04-13 숭실대학교산학협력단 Method for information management of smart farm and system, recording medium for performing the method
KR20170125265A (en) * 2016-05-04 2017-11-14 두산중공업 주식회사 Plant system, and fault detecting method thereof
KR20180060980A (en) * 2016-11-28 2018-06-07 한국전자통신연구원 Method and apparatus for diagnosing error of operating equipment in smart farm
KR20180076766A (en) 2016-12-28 2018-07-06 농업회사법인 만나씨이에이 주식회사 Artificial Intelligence Based Smart Farm Management System
KR20190069696A (en) * 2017-12-12 2019-06-20 (주)위세아이텍 Apparatus and method for predicting equipment failure
KR20200027088A (en) * 2018-08-30 2020-03-12 엠텍비젼 주식회사 Multi-modal sensor fault detection device and method using artificial neural network
KR20200085490A (en) * 2019-01-07 2020-07-15 에스케이플래닛 주식회사 Service providing system and method for detecting sensor abnormality using neural network model, and non-transitory computer readable medium having computer program recorded thereon

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170125265A (en) * 2016-05-04 2017-11-14 두산중공업 주식회사 Plant system, and fault detecting method thereof
KR101726257B1 (en) 2016-10-31 2017-04-13 숭실대학교산학협력단 Method for information management of smart farm and system, recording medium for performing the method
KR20180060980A (en) * 2016-11-28 2018-06-07 한국전자통신연구원 Method and apparatus for diagnosing error of operating equipment in smart farm
KR20180076766A (en) 2016-12-28 2018-07-06 농업회사법인 만나씨이에이 주식회사 Artificial Intelligence Based Smart Farm Management System
KR20190069696A (en) * 2017-12-12 2019-06-20 (주)위세아이텍 Apparatus and method for predicting equipment failure
KR20200027088A (en) * 2018-08-30 2020-03-12 엠텍비젼 주식회사 Multi-modal sensor fault detection device and method using artificial neural network
KR20200085490A (en) * 2019-01-07 2020-07-15 에스케이플래닛 주식회사 Service providing system and method for detecting sensor abnormality using neural network model, and non-transitory computer readable medium having computer program recorded thereon

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117806900A (en) * 2023-07-28 2024-04-02 苏州浪潮智能科技有限公司 Server management method, device, electronic equipment and storage medium
CN117806900B (en) * 2023-07-28 2024-05-07 苏州浪潮智能科技有限公司 Server management method, device, electronic equipment and storage medium

Also Published As

Publication number Publication date
KR102389317B1 (en) 2022-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11921566B2 (en) Abnormality detection system, abnormality detection method, abnormality detection program, and method for generating learned model
CN111539515B (en) Complex equipment maintenance decision method based on fault prediction
Caceres et al. A probabilistic Bayesian recurrent neural network for remaining useful life prognostics considering epistemic and aleatory uncertainties
CN111339712A (en) Method for predicting residual life of proton exchange membrane fuel cell
US11507847B2 (en) Gene expression programming
JPWO2008114863A1 (en) Diagnostic equipment
KR102515853B1 (en) Abnormality diagnosis device, system and method based on battery cell unit
CN115455746B (en) Nuclear power device operation monitoring data anomaly detection and correction integrated method
Skordilis et al. A condition monitoring approach for real-time monitoring of degrading systems using Kalman filter and logistic regression
CN117074839B (en) Electromagnetic valve fault diagnosis method and system
KR102389317B1 (en) Method of Determining Whether A Smart Farm Sensor has failed using a Recurrent Neural Network(RNN)
Fujita et al. An approach for intelligent evaluation of the state of complex autonomous objects based on the wavelet analysis
Lutska et al. Forecasting the efficiency of the control system of the technological object on the basis of neural networks
CN111930728B (en) Method and system for predicting characteristic parameters and failure rate of equipment
CN113923099B (en) Root cause positioning method for communication network fault and related equipment
Gawali et al. Fault prediction model in wind turbines using deep learning structure with enhanced optimisation algorithm
Zhuang et al. Remaining useful life estimation under variable failure behaviors via transferable metric learning
Javanmardi et al. Conformal Prediction Intervals for Remaining Useful Lifetime Estimation
CN112685933B (en) Method for predicting residual service life of roller screw pair
Baumann et al. Methods to improve the prognostics of time-to-failure models
CN113447813B (en) Fault diagnosis method and equipment for offshore wind generating set
CN117390436A (en) Detection method and device based on fuel cell change state
KR20230058889A (en) System and Method for Judging Whether Signal Sensor Malfunctions in Smart Farm
CN115907200A (en) Concrete dam deformation prediction method, computer equipment and storage medium
Wen et al. An unsupervised subdomain adversarial network for remaining useful life estimation under various conditions

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant