KR101412184B1 - 농작물 관리 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 농작물 관리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 농작물이 생육되는 작업장과, 상기 작업장의 환경 및 농작물을 감시하는 감시부와, 상기 작업장을 원격 제어하는 제어장치와, 무선 인터넷망 또는 CDMA망을 통해 감시부의 감시 결과 및 제어 장치를 제어하는 신호를 송수신하는 무선 중계기와, 상기 감시부의 감시 결과와 작업장 상태를 모니터링을 통해 작업장을 원격 제어하고, 농작물 생육 분석을 통해 생육 상태를 관리하는 스마트 단말기와, 농작물 관련 정보 및 작업장 관련 정보를 저장하는 농작물 관리 태그 및 상기 장치들과 단말기를 관리하는 관리 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 농작물 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 농작물 관리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 양방향 무선 통신을 이용한 원격 제어를 통해 농작물 작업장 시설의 생육 상황 관리가 가능한 농작물 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 농작물 및 수목의 관리는 관리자가 현장에 나가 농작물 및 수목의 생육 상태를 확인한 다음 사무실에 와서 자신이 확인한 생육 상태를 별도의 기록지에 기록하는 것으로 그 관리를 하였다.
그러나, 최근에는 다양한 전자기기의 도움으로 관리 방식이 간편해지고 단순해진 효과가 있게 되었다.
하지만, 기존의 관리 방법은 농작물 및 수목의 관리를 위한 다양한 정보를 상호간 공유하기 어렵고, 해당 농작물에 대한 이력 관리와 생육 상황 관리를 위해서는 관리자 자신의 경험을 바탕으로 판단하여야 하는 단점이 있었다. 또한, 기존의 관리 방법은 넓은 지역과 다수 작물 및 수목을 관리하기에는 적합하지 않은 단점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, QR 코드와 RFID가 구비된 농작물 관리 태그를 이용하여 원거리 및/또는 넓은 지역에 위치한 농작물관리 시설에 대한 원격 관리가 가능하고, 농작물의 생육 상황 관리가 가능하며, 스마트폰을 이용하여 농작물 관리 이력을 실시간 관리 모니터링 할 수 있으며, 넓은 지역에 분포된 다수의 농작물 및 수목에 대한 관리를 용이하게 할 수 있는 농작물 관리 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 농작물이 생육되는 작업장과, 상기 작업장의 환경 및 농작물을 감시하는 감시부와, 상기 작업장을 원격 제어하는 제어장치와, 무선 인터넷망 또는 CDMA망을 통해 감시부의 감시 결과 및 제어 장치를 제어하는 신호를 송수신하는 무선 중계기와, 상기 감시부의 감시 결과와 작업장 상태를 모니터링을 통해 작업장을 원격 제어하고, 농작물 생육 분석을 통해 생육 상태를 관리하는 스마트 단말기와, 농작물 관련 정보 및 작업장 관련 정보를 저장하는 농작물 관리 태그 및 상기 장치들과 단말기를 관리하는 관리 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 농작물 관리 시스템을 제공한다.
상기 작업장은 농작물 생육을 위한 양액 공급 장치, 순환 환풍 장치와 온도 조절 장치를 구비하고, 작업장으로 비닐 하우스를 사용하는 경우 비닐 개폐 장치를 더 포함하고, 상기 감시부는 온도 센서, 습도 센서, 조도 센서를 포함하는 센서부와 농작물 및 작업장의 설비를 촬영하는 카메라부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어장치는 작업장의 내부 온도를 조절하는 온도 조절부와, 습도를 조절하는 습도 조절부와, 밝기를 조절하는 밝기 조절부와, 출입문을 개폐하는 출입문 개폐부와, 스프링 쿨러를 제어하는 스프링 쿨러 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 무선 중계기는 스마트 단말기와 무선 통신을 하는 무선 통신부와, 센서 및 카메라에 의한 감시 정보를 수집하여 무선 통신부를 통해 전송하는 센서 신호부와, 외부 제어 신호를 제어 장치 및 감시부에 전송하는 제어신호 전송부와, 감시부에 의해 수집된 정보를 저장하고, 이를 각 센서마다 시간별로 정리하는 정보 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 정보 처리부는 각 센서부의 센싱 정보와 카메라부의 영상 정보를 저장하는 정보 저장 모듈과, 스마트 단말기를 통한 사용자 요청에 따라 저장된 정보를 가공하여 시간별 그래프 형태로 변환하는 정보 변환 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스마트 단말기는 무선 중계기와 통신을 하는 단말기 통신 모듈과, 사용자 및 작업장 인증을 실시하는 인증 모듈과, 작업장 상태를 모니터링하는 모니터링 모듈과, 작업장을 제어하는 원격 제어 모듈과, 작업장의 환경 및 농작물의 생육 상태에 대한 이력 관리를 하는 이력 관리 모듈과, 감시부의 결과를 통해 농작물의 생육 상태를 판단하는 생육 판단 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 인증 모듈은 농작물 관래 태그 인식 또는 사용자 요청에 의한 인증을 실시하되, 인증 요청 방식에 따라 다른 인증을 실시하고, 상기 모니터링 모듈은 무선 중계기와의 통신을 통해 제공된 감시부의 감시 결과를 이용하여 작업장의 환경 상태 및 농작물의 생육 상태를 모니터링하되, 현 작업장의 환경 상태를 기준 환경 상태와 비교하여 기준 환경 상태를 벗어난 경우에는 원격 제어 모듈을 통해 작업장의 환경 상태 변경을 진행하는 것을 특징으로 한다.
상기 생육 판단 모듈은 표준 생육 정보를 바탕으로 관리하는 농작물의 생육이 표준 생육 정보에 비하여 차이가 있는지를 판단하되, 현재 제공된 생육 정보가 기존의 표준 정보의 5 내지 30% 범위로 과소 또는 과대 생육인 경우, 원격제어모듈을 통해 농작물의 생육 환경을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 작업장 내의 농작물 환경 정보 및 생육 정보를 수집하는 단계와, 사용자의 스마트 단말기를 통해 농작물 환경 상태 및 생육 상태를 모니터링 하는 단계와, 스마트 단말기를 통해 현 농작물의 생육 상태를 표준 생육 상태를 비교하는 단계 및 비교 결과 현 생육 상태가 표준 생육 상태의 5 내지 30% 범위로 과소 또는 과대 생육인 경우, 농작물 환경 상태를 변화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 농작물 관리 방법을 제공한다.
상기 농작물 환경 정보 및 생육 상태 정보는 농작물이 양육되는 작업장에 배치된 센서와 카메라를 통해 수집되고, 환경 정보는 농작물 주변의 온도, 습도, 밝기 정보이고, 생육 정보는 농작물의 발육 상태, 영양분의 제공 상태, 수분의 제공 상태 관련 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 사용자는 스마트 단말기를 농작물 관리 태그에 접속하거나, 별도의 인증 모듈을 실행하여 농작물 관리 어플을 실시하고, 인증에 따라 스마트 단말기가 관리자 모드, 작업자 모드, 일반 모드로 동작하는 것을 특징으로 한다.
상기 모니터링 결과 현 환경 상태가 기준 환경 상태를 벗어난 경우에는 작업장의 설비의 동작을 제어하여 모니터링된 환경 상태가 기준 환경 상태에 맞도록 조절하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 하여 본 발명은 QR 코드와 RFID가 구비된 농작물 관리 태그와 스마트 단말기를 이용하여 원거리 및/또는 넓은 지역에 위치한 농작물관리 시설에 대한 원격 관리가 가능하고, 농작물의 생육 상황 관리가 가능하며, 스마트폰을 이용하여 농작물 관리 이력을 실시간 관리 모니터링 할 수 있으며, 넓은 지역에 분포된 다수의 농작물 및 수목에 대한 관리를 용이하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 농작물 관리 시스템의 블록도.
도 2는 일 실시예에 따른 작업장 및 감시부의 블록도.
도 3은 일 실시예에 따른 제어장치의 블록도.
도 4는 일 실시예에 따른 무선중계기의 블록도.
도 5는 일 실시예에 따른 스마트 단말기의 블록도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 농작물 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 2는 일 실시예에 따른 작업장 및 감시부의 블록도.
도 3은 일 실시예에 따른 제어장치의 블록도.
도 4는 일 실시예에 따른 무선중계기의 블록도.
도 5는 일 실시예에 따른 스마트 단말기의 블록도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 농작물 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다. 따라서, 본 명세서를 통해 설명되는 각 구성부들의 존재 여부는 기능적으로 해석 되어야 할 것이다. 이러한 이유로 본 발명의 농작물 관리 시스템 및 방법들의 구성은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 한도 내에서 상이해질 수 있음을 명확히 밝혀둔다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 농작물 관리 시스템의 블록도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 작업장 및 감시부의 블록도이고, 도 3은 일 실시예에 따른 제어장치의 블록도이고, 도 4는 일 실시예에 따른 무선중계기의 블록도이고, 도 5는 일 실시예에 따른 스마트 단말기의 블록도이다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 농작물 관리 시스템은 농작물이 생육되는 작업장(100)과, 작업장(100)의 환경 및 농작물을 감시하는 감시부(200)와, 작업장(100)을 원격 제어하는 제어장치(300)와, 무선 인터넷망 또는 CDMA망을 통해 감시부(200)의 감시 결과 및 제어 장치(300)를 제어하는 신호를 송수신하는 무선 중계기(400)와, 감시부(200)의 감시 결과와 작업장 상태를 모니터링을 통해 작업장(100)을 원격 제어하고, 농작물 생육 분석을 통해 생육 상태를 관리하는 스마트 단말기(500)와, 농작물 관련 정보 및 작업장 관련 정보를 저장하는 농작물 관리 태그(600) 그리고, 상기 장치들과 단말기를 관리하는 관리 서버(700)를 포함한다.
작업장(100)은 농작물(묘목, 육묘 및 가로수 등 포함)이 생육되는 모든 장소를 지칭한다. 본 실시예에서는 비닐하우스를 작업장으로 사용할 수 있다.
작업장(100)은 농작물 생육을 위한 양액 공급 장치(110), 순환 환풍 장치(120)와 온도 조절 장치(130)를 구비하는 다양한 형태의 공간일 수 있다. 또한, 작업장은 비닐 개폐 장치를 더 포함할 수도 있다.
감시부(200)는 작업장(100)의 환경 상태 및 농작물의 생육 상태 등을 감시한다. 감시부(200)는 센서부(210)와 카메라부(220)를 구비한다. 센서부(210)로는 온도 센서, 습도 센서, 조도 센서를 사용하는 것이 효과적이다. 카메라부(220)는 작업장의 상태에 따라 다수의 카메라를 포함한다. 카메라부(220)는 줌 기능이 가능하고, 상하좌우 이동이 가능한 것이 효과적이다.
제어장치(300)는 작업장(100)의 내부 온도를 조절하는 온도 조절부(310)와, 습도를 조절하는 습도 조절부(320)와, 밝기를 조절하는 밝기 조절부(330)와, 출입문을 개폐하는 출입문 개폐부(340)와, 스프링 쿨러를 제어하는 스프링 쿨러 제어부(350)를 포함한다. 또한, 작업장(100)의 특성에 따라 다양한 제어부가 구비될 수 있다. 예를 들어 비닐하우스의 경우, 비닐하우스의 상측부를 오픈을 자동 제어하는 하우스 제어부를 구비할 수도 있다.
무선 중계기(400)는 스마트 단말기와 무선 통신을 하는 무선 통신부(410)와, 센서 및 카메라에 의한 감시 정보를 수집하여 무선 통신부(410)를 통해 전송하는 센서 신호부(420)와, 외부 제어 신호를 제어 장치(300) 및 감시부(200)에 전송하는 제어신호 전송부(430)와, 감시부(200)에 의해 수집된 정보를 저장하고, 이를 각 센서마다 시간별로 정리하는 정보 처리부(440)를 포함한다.
무선 통신부(410)는 CDMA 망 또는 와이파이를 이용한 인터넷 통신망을 사용하는 것이 효과적이다. 물론, 이에 한정되지 않고, 무선 통신부로, 지그비 통신, RF 통신을 사용하는 장치가 가능하다.
센서 신호부(420)는 작업장(100)의 환경 상태 및 농작물의 생육 상태를 감시하는 센서들로부터 제공된 신호와 카메라부(220)로부터 제공된 영상 정보를 제공받아 이를 무선 통신을 통해 전송 가능하도록 가공 편집한다. 센서 신호부(420)는 다양한 센서로부터 제공된 신호가 각기 다양하기 때문에 이들 각각에 대응하는 처리장치를 구비하는 것이 효과적이다. 그리고, 다수의 센서가 배치되어 있기 때문에 각 센서별로 이와 같이 제공된 신호를 분리하여 처리하는 것이 효과적이다. 카메라부(220)로부터 제공된 영상 또한 각 카메라부(220)에 따라 분리하여 처리한다. 물론, 이에 한정되지 않고, 작업장(100)을 다수의 구간으로 분리하고, 각 구간별로 센서와 카메라부를 분할하고, 이들로부터 제공된 정보를 하나의 구간 감시 정보로 처리할 수 있다.
센서 신호부(420)는 리얼 타임으로 감시부(200)의 정보를 제공받거나, 일정 시간 간격으로 정보를 제공받는 것이 효과적이다. 이때, 일정 시간은 사용자가 설정한 시간일 수 있다. 하지만, 사용자가 시간을 설정하지 않을 때는 10초 내지 1시간 범위 내에서 시간을 선택할 수 있다. 바람직하게는 1분 내지 30분 사이에서 선택하는 것이 효과적이다. 이를 통해 작업장 환경 상태 정보나 생육 상태 정보를 다양한 시간단위별로 자유롭게 비교 분석할 수 있게 된다.
제어신호 전송부(430)는 무선 통신부(410)를 통해 접속된 스마트 단말기(500)로부터 제공된 제어 신호에 따라 작업장(100)의 제어장치를 제어하고, 감시부(200)의 센서부(210) 및 카메라부(220)의 동작을 제어한다.
외부로부터 제공된 제어 신호에는 센서부(210) 및 카메라부(220)의 고유 정보가 저장되어 있고, 제어신호 전송부(430)는 이 고유 정보를 이용하여 해당 센서부(210) 및 카메라부(220)를 동작할 수 있다. 물론 앞서와 같이 작업장(100)을 구간별로 분리할 경우, 이 구간 별 고유 정보를 사용하여 해당 구간의 센서부(210) 및 카메라부(220)를 제어할 수 있다.
정보 처리부(440)는 각 센서부(210)의 센싱 정보와 카메라부(220)의 영상 정보를 저장하는 정보 저장 모듈(441)과, 스마트 단말기(500)를 통한 사용자 요청에 따라 저장된 정보를 가공하여 시간별 그래프 형태로 변환하는 정보 변환 모듈(442)을 포함한다.
이를 통해 평상시 센서 및 카메라부에 의한 정보를 저장하고 있다가 사용자가 요구하는 기간 또는 구간의 센싱 및 영상 정보를 이용하여 작업장의 상태와 이에 따른 생육 상황을 파악할 수 있게 된다.
스마트 단말기(500)는 무선 중계기(400)와 통신을 하는 단말기 통신 모듈(510)과, 농작물 관리 태그(600)를 통해 사용자 및 작업장 인증을 실시하는 인증 모듈(520)과, 작업장 상태를 모니터링하는 모니터링 모듈(530)과, 작업장(100)을 제어하는 원격 제어 모듈(540)과, 작업장(100)의 환경 및 농작물의 생육 상태에 대한 이력 관리를 하는 이력 관리 모듈(550)과, 감시부(200)의 결과를 통해 농작물의 생육 상태를 판단하는 생육 판단 모듈(560)을 포함한다. 상기 모듈들은 어플 형태로 제공된다. 이때, 상기 모듈의 동작을 제어하고, 스마트 단말기(500)의 다른 모듈 및 장치와 통신하는 별도의 어플 제어 모듈을 더 구비할 수 있다.
단말기 통신 모듈(510)은 CDMA 망 또는 와이파이를 이용한 인터넷 통신망을 사용하는 것이 효과적이다. 단말기 통신 모듈(510)은 먼저 인터넷 통신망을 통해 무선 중계기(400) 및 관리 서버(700)와 통신을 수행한다. 그리고, 만일 인터넷 통신망에 이상이 발생한 경우, CDMA망을 통해 무선 중계기와 통신을 수행하는 것이 효과적이다.
인증 모듈(520)은 농작물 관리 태그(600)를 인식하거나 별도의 인증 요청에 따라 활성화된다. 그리고, 사용자는 인증을 통해 스마트 단말기 내부의 데이터 및 정보에 접근하거나, 관리 서버(700) 및 무선 중계기(400)의 데이터 및 정보에 접근하게 된다.
인증 모듈(520)은 접속 방식 및 대상에 따라 상이한 인증 방식이 제공될 수 있다. 즉, 농작물 관리 태그(600) 인식에 의한 인증을 실시하는 경우는 아이디와 비밀번호 입력을 통한 인증 방식을 사용할 수 있다. 사용자 요청에 의한 인증을 실시하는 경우에는 패턴 인식 또는 번호 입력 방식에 따른 인증 방식을 사용할 수 있다.
모니터링 모듈(530)은 무선 중계기(400)와의 통신을 통해 제공된 감시부(200)의 감시 결과를 이용하여 작업장(100)의 환경 상태 및 농작물의 생육 상태를 모니터링한다. 센서부(210)의 센싱 결과에 따라 작업장(100)의 온도, 습도, 밝기 등을 모니터링할 수 있고, 카메라부(220)의 영상을 실시간으로 볼 수 있다. 작업장(100)의 시설들의 동작을 실시간으로 모니터링할 수 있다. 모니터링 모듈(530)은 현 작업장(100)의 환경 상태를 기준 환경 상태와 비교하여 기준 환경 상태를 벗어난 경우에는 환경 상태 변경을 진행한다. 이때, 환경 상태를 관리하는 농작물에 따라 시간별 또는 일자별로 정리된 기준 환경 상태를 이용하는 것이 바람직하다. 이는 농작물의 생육 초기의 환경 상태와 수확 직전의 환경상태가 다르기 때문에 이를 반영한 기준 환경 상태를 갖고 현재 환경 상태를 판단하는 것이 효과적이다.
원격 제어 모듈(540)은 작업장(100) 시설의 동작을 제어하고, 이를 위해 별도의 제어 신호를 생성한다. 원격 제어 모듈(540)은 작업장(100) 내의 장치 또는 설비의 가동을 제어하여 작업장 내의 생육 환경을 제어할 수 있다. 그리고, 앞서 모니터링 모듈(530)을 통해 이와 같은 제어 상태를 실시간으로 확인할 수도 있다. 모니터링 모듈(530)에서 현 환경 상태에 대한 변경 요청이 발생한 경우에는 작업장 시설을 제어하여 환경 상태를 변경시키고, 이를 피드백 받아 제어한다. 물론, 이에 한정되지 않고, 사용자의 제어명령에 의해 작업장 시설에 대한 원격제어가 가능하다.
이력 관리 모듈(550)은 무선 중계기(400) 또는 관리 서버(700)에 접속하여 이들에 저장된 감시부(200)의 실시간 감시 정보 및 가공 변환된 감시 정보를 이용하여 작업장 환경 및 농작물의 생육 정보에 대한 이력 관리를 실시한다. 또한, 이력 관리 모듈(550)은 하루 단위로 제공된 정보를 바탕으로 작업 일지의 기본 요소를 자동으로 기재한다.
생육 판단 모듈(560)은 표준 생육 정보를 바탕으로 관리하는 농작물의 생육이 표준 생육 정보에 비하여 차이가 있는지를 판단한다.
표준 생육 정보는 단말기에 저장되어 있거나, 외부(예를 들어 관리서버)로부터 제공되는 것이 효과적이다. 그리고, 해당 농작물에 대응되는 표준 생육 정보는 관리 태그를 통한 인증을 수행할 경우 관리 태그 내에 저장된 농작물 고유 정보 또는 작업장의 고유정보를 바탕으로 생성된다.
자신이 관리하는 농작물의 생육 정보는 감시부(200)를 통해 제공받은 정보로부터 생성한다. 이때, 카메라부(220)에 의한 이미지 영상을 사용하여 해당 정보를 추출할 수도 있다.
생육 판단 모듈(560)은 표준 생육 정보를 바탕으로 자신이 관리하는 농작물의 발육 상태를 점검하고, 그 점검 결과를 통지한다. 현재 제공된 생육 정보가 기존의 표준 정보의 5 내지 30% 범위로 과소 또는 과대 생육인 경우, 작업장의 설비를 제어하여 환경 상태를 조절하여 생육을 제어한다.
농작물 관리 태그(600)는 농작물 관련 정보, 작업장 관련 정보 및 인증 관련 정보를 갖는 RFID 태그, NFC 태그 또는 QR 코드를 사용하는 것이 효과적이다. 농작물 관리 태그는 도시되지 않았지만 고정 부재가 마련된 몸체와 몸체 내측에 위치한 무선 태그부와, 무선 태그부 상측에 위치한 QR 코드부와, 몸체를 덮기 위한 투명 커버부와, 몸체와 커버부 사이를 밀봉하는 밀봉부를 구비한다. 물론, 이에 한정되지 않고, 농작물 관리 태그가 얇은 판 형태로 제작될 수 있다. 이를 위해 접착 시트와, 접착 시트 상에 위치한 무선 태그부와, 무선 태그부 또는 접착 시트 상에 위치한 QR 코드와, 접착 시트 상측을 커버하는 투명 시트를 포함할 수도 있다.
농작물 관리 태그(600)는 작업장 또는 관리자가 위치한 공간에 설치되는 것이 효과적이다. 그리고, 작업장(100)에 설치되는 태그의 경우 각 농작물별로 구별되어 설치되는 것이 효과적이다.
스마트 단말기(500)를 통해 농작물 관리 태그를 인식하여, 스마트 단말기(500)가 활성화되고, 이에 따라 중계기 및 작업장의 상태를 확인할 수도 있다.
관리 서버(700)는 작업장(100), 감시부(200), 제어 장치(300), 무선 중계기(400), 스마트 단말기(500) 그리고, 농작물 관리 태그(600)에 대한 정보 및 데이터를 보관하고, 이에 대한 관리를 실시한다.
상술한 구조를 통해 본 실시예의 농작물 관리 시스템은 원격에서도 양방향 무선 통신을 통해 작업장의 환경과 농작물의 생육 환경을 관리할 수 있다.
하기에서는 도면을 참조하여 이와 같은 농작물 관리 시스템을 이용한 농작물 관리 방법을 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 농작물 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 감시 센서와 카메라를 통해 농작물의 환경 정보와 생육 정보를 수집한다(S110). 또한, 농작물이 별도의 작업장에서 생육되고 있는 경우, 작업장 설비 상태 정보 또한 수집한다.
환경 정보로는 농작물 주변의 온도, 습도, 밝기 정보인 것이 효과적이다. 생육 정보로는 농작물의 발육 상태, 영양분의 제공 상태, 수분의 제공 상태 관련 정보인 것이 효과적이다.
사용자는 스마트 단말기를 농작물 관리 태그에 접속하거나, 별도의 인증 모듈을 실행하여 농작물 관리 어플을 실시한다. 이때, 먼저 인증 과정을 거치게 되고, 인증이 완료된 이후 앞서의 농작물 환경 정보 및 생육 정보 그리고, 작업장 설비 상태 정보를 확인할 수 있게 된다(S120).
사용자는 스마트 단말기를 통해 농작물의 환경 상태 및 생육 상태를 모니터링하게 되고, 모니터링 결과를 통해 농작물의 생육일지를 생성한다(S130). 그리고, 스마트 단말기를 통해 농작물의 환경 상태 및 생육 상태를 시간별 또는 일자별로 확인 관리할 수 있게 된다. 이는 향후, 농작물의 환경 상태에 따른 생육 정도를 판단하는 근거로 활용할 수 있다. 즉, 상기 정보를 이용하여 기준 환경 상태 정보를 갱신할 수 있다.
모니터링을 통해 현 환경 상태가 기준 환경 상태를 벗어난 경우에는 작업장의 설비의 동작을 제어하여 모니터링된 환경 상태가 기준 환경 상태에 맞도록 조절한다(S140, S150). 즉, 작업장 문의 개폐, 스프링 쿨러의 작동 등을 하여 환경 상태를 맞추는 것이 바람직하다.
이어서, 스마트 단말기는 현 농작물의 생육 상태를 표준 생육 상태와 비교한다(S160). 비교 결과 현 생육 상태가 표준 생육 상태의 오차 범위(± 5%)내인 경우에는 생육 상태가 정상인 정보를 제공한다. 하지만, 비교 결과 현 생육 상태가 표준 생육 상태의 5 내지 30% 범위로 과소 또는 과대 생육인 경우, 농작물의 환경 상태를 변화시킨다.
농작물이 환경 상태 및 생육 상태 변화를 위해 원격제어를 통해 작업장의 설비를 제어하는 것이 효과적이다(S170).
이를 스마트 단말기의 화면 중심으로 설명하면 다음과 같다.
사용자가 스마트 단말기를 농작물 관리 태그에 접속하거나, 별도의 농작물 관리 어플을 실행시킨다. 이때, 관리 모드에 따라서 다양한 형태의 인증 방식이 적용된다.
이어서, 사용자 인증이 완료된 경우, 인증 방식에 따라 관리자 모드, 작업자 모드, 일반 모드 화면이 표시된다.
먼저, 관리자 모드의 경우, 아이디와 패스워드 입력 및 패턴 인식에 의한 인증을 실시하고, 작업장 전체 제어를 위한 메뉴 화면이 표시된다.
초기 화면상에는 관리할 수 있는 전체 작업장 메뉴가 표시되고, 이중 확인하고자 하는 작업장을 선택하면 작업장 개별 화면이 표시된다.
화면 일측에는 작업장의 메인 카메라에 의한 이미지와 현재의 온도, 습도와 같은 환경 정보가 표시된다. 그리고, 하단에는 모니터링, 원격제어, 작업일지, 그래프 보기, 환경설정 등이 표시된다.
이어서, 사용자가 모니터링을 누를 경우, 작업장 내의 카메라 위치가 나타나고, 일부 카메라를 누를 경우, 해당 카메라에 의한 영상이 보여지고, 카메라가 위치한 구간의 온도, 습도와 같은 환경 정보가 표시된다. 이때, 환경 정보가 기준 환경 정보를 벗어나는 경우에는 경고가 표시된다. 원격 제어를 누를 경우, 작업장 내의 설비 리스트가 보여지고, 해당 설비 기스트를 누를 경우, 선택된 설비의 화면과 이의 제어 방식이 화면에 표시된다. 예를 들어, 출입 문의 경우, 개방 및 폐쇄가 표시되고, 사용자가 개방을 누를 경우에는 출입문이 개방된다. 작업일지를 누를 경우, 제공된 환경 정보와 생육 정보에 따른 전체 및 구간별 작업일지가 자동 생성된다. 그래프 보기를 누를 경우, 환경 정보와 생육 정보가 시간별 또는 일자별로 정리되어 보여진다. 환경 설정을 누를 경우, 프로그램의 다양한 설정들이 보여지게 된다. 자동 분석 화면을 추가하고 자동 분석을 누를 경우 현 생육 정보와 표준 생육 정보를 비교하여 작업장의 설비를 자동으로 제어한다.
또한, 작업자 모드의 경우, 사용자가 스마트 단말기를 통해 농장에 설치된 NFC 태그를 인식시키는 경우, 이에 해당하는 인증 화면이 나타나고, 인증을 완료한 경우, 해당 작업장과 관련된 화면이 표시된다. 이때, 표시는 앞서 설명한 관리자 모드와 유사함으로 그 설명을 생약한다.
또한, 일반 모드의 경우, 사용자가 스마트 단말기를 통해 QR 코드를 인식시킨 경우, 별도의 인증 화면 없이 해당 작업장에 대한 설명이 이루어진 홈페이지로 연결된다.
이와 같이, 본 실시예에서는 다양한 모드로 농작물 관리를 수행할 수 있고 농작물의 생육 정보를 외부에서도 쉽게 파악 관리할 수 있다.
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명은 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 작업장 200 : 감시부
300 : 제어장치 310 : 온도 조절부
320 : 습도 조절부 330 : 밝기 조절부
340 : 스프링 쿨러 제어부 350 : 하우스 제어부
400 : 무선중계기 410 : 무선 통신부
420 : 센서 신호부 430 : 제어신호 전송부
440 : 정보 처리부 500 : 스마트 단말기
510 : 단말기 통신 모듈 520 : 인증 모듈
530 : 모니터링 모듈 540 : 원격 제어 모듈
550 : 이력 관리 모듈 560 : 생육 판단 모듈
600 : 농작물 관리 태그 700 : 관리서버
300 : 제어장치 310 : 온도 조절부
320 : 습도 조절부 330 : 밝기 조절부
340 : 스프링 쿨러 제어부 350 : 하우스 제어부
400 : 무선중계기 410 : 무선 통신부
420 : 센서 신호부 430 : 제어신호 전송부
440 : 정보 처리부 500 : 스마트 단말기
510 : 단말기 통신 모듈 520 : 인증 모듈
530 : 모니터링 모듈 540 : 원격 제어 모듈
550 : 이력 관리 모듈 560 : 생육 판단 모듈
600 : 농작물 관리 태그 700 : 관리서버
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- 농작물 생육을 위한 양액 공급 장치, 순환 환풍 장치와 온도 조절 장치를 구비하고, 작업장으로 비닐 하우스를 사용하는 경우 비닐 개폐 장치를 구비하여 농작물을 생육하는 작업장과,
온도 센서, 습도 센서, 조도 센서를 포함하는 센서부와 농작물 및 작업장의 설비를 촬영하는 카메라부를 구비하여 상기 작업장의 환경 및 농작물을 감시하는 감시부와,
상기 작업장의 내부 온도를 조절하는 온도 조절부와, 습도를 조절하는 습도 조절부와, 밝기를 조절하는 밝기 조절부와, 출입문을 개폐하는 출입문 개폐부와, 스프링 쿨러를 제어하는 스프링 쿨러 제어부를 포함하여 상기 작업장을 원격 제어하는 제어장치와,
스마트 단말기와 무선 통신을 하는 무선 통신부와, 센서 및 카메라에 의한 감시 정보를 수집하여 무선 통신부를 통해 전송하는 센서 신호부와, 외부 제어 신호를 제어 장치 및 감시부에 전송하는 제어신호 전송부와, 감시부에 의해 수집된 정보를 저장하고, 이를 각 센서마다 시간별로 정리하고 이를 가공하여 시간별 그래프 형태로 변환하는 정보 처리부를 포함하여 무선 인터넷망 또는 CDMA망을 통해 감시부의 감시 결과 및 제어 장치를 제어하는 신호를 송수신하는 무선 중계기와,
상기 무선 중계기와 통신을 하는 단말기 통신 모듈과, 사용자 및 작업장 인증을 실시하는 인증 모듈과, 작업장 상태를 모니터링하는 모니터링 모듈과, 작업장을 제어하는 원격 제어 모듈과, 작업장의 환경 및 농작물의 생육 상태에 대한 이력 관리를 하는 이력 관리 모듈과, 감시부의 결과를 통해 농작물의 생육 상태를 판단하는 생육 판단 모듈을 포함하여 상기 감시부의 감시 결과와 작업장 상태를 모니터링을 통해 작업장을 원격 제어하고, 농작물 생육 분석을 통해 생육 상태를 관리하는 스마트 단말기와,
농작물 관련 정보 및 작업장 관련 정보를 저장하는 농작물 관리 태그 및
상기 장치들과 단말기를 관리하는 관리 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 농작물 관리 시스템을 이용한 농작물 관리 방법에 있어서,
고정부재가 마련된 몸체와, 몸체 내에 위치한 무선 태그부와, 무선 태그부 상측에 위치한 QR 코드부와, 몸체를 덮기 위한 투명 커버부와, 몸체와 커버부를 밀봉하는 밀봉부를 갖고, 농작물 관련 정보, 작업장 관련 정보 및 인증 관련 정보를 갖는 농작물 관리 태그를 작업장 또는 관리자가 위치한 공간에 설치하고, 사용자(또는 관리자)의 스마트 단말기에 농작물 관리 어플을 설치하는 단계;
상기 무선 중계기를 통해 상기 센서부와 카메라부를 통해 작업장 내의 농작물 주변의 온도, 습도, 밝기 정보를 포함하는 농작물 환경 정보 및 농작물의 발육 상태, 영양분의 제공 상태, 수분의 제공 상태 관련 정보를 포함하는 생육 정보를 수집하는 단계;
사용자(또는 관리자)의 스마트 단말기를 상기 농작물 관리 태그에 접속하여 어플을 실행시키고, 인증을 실시하는 단계;
상기 무선 중계기로부터 농작물 환경 정보 및 생육 정보를 사용자(또는 관리자)의 스마트 단말기로 제공받아 농작물 환경 상태 및 생육 상태를 모니터링 하는 단계;
상기 작업장의 환경 상태를 기준 환경 상태와 비교하여 기준 환경 상태를 벗어난 경우에는 제어장치를 제어하여 작업장의 환경 상태를 변경시키고, 상기 작업장의 농작물 생육 상태를 표준 생육 상태와 비교하여 현 생육 상태가 표준 생육 상태의 5 내지 30% 범위로 과소 또는 과대 생육인 경우에도 작업장의 환경 상태를 변화시키는 단계;
상기 스마트 단말기를 통한 모니터링 결과를 이용하여 농작물의 생육일지를 작성하는 단계;
상기 생육일지를 통해 농작물의 환경 상태 및 생육 상태를 일자별로 관리하고, 생육 일지 정보를 이용하여 상기 기준 환경 생태 정보를 갱신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 농작물 관리 방법.
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