KR101430090B1 - System and method for Watering control - Google Patents

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KR101430090B1
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Abstract

본 발명은 관수 제어 방법 및 이를 수행하는 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 센서 노드는 주기적으로 수분 데이터를 획득하고, 수분 데이터가 기준 범위를 벗어나는 경우 수분 데이터를 무선 통신 방식으로 서버로 전송한다. 또한, 서버는 수신한 수분 데이터를 토대로 전자 밸브를 제어하기 위한 제어 명령을 릴레이 노드로 전달하고, 릴레이 노드는 수신되는 제어 명령을 토대로 전자 밸브의 개폐를 제어한다. The present invention relates to a water control method and a system for performing the same.
According to the present invention, the sensor node periodically acquires the moisture data, and when the moisture data is out of the reference range, transmits the moisture data to the server through the wireless communication method. Further, the server transmits a control command for controlling the solenoid valve to the relay node based on the received moisture data, and the relay node controls the opening and closing of the solenoid valve based on the received control command.

Description

관수 제어 방법 및 이를 수행하는 시스템{System and method for Watering control}SYSTEM AND METHOD FOR WATERING CONTROL [0002]

본 발명은 관수 제어 방법 및 이를 수행하는 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무선 센서네트워크를 이용한 관수 제어 방법 및 이를 수행하는 시스템에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a water control method and a system for performing the water control method, and more particularly, to a water control method using a wireless sensor network and a system for performing the water control method.

작물을 재배시 수분은 작물의 성장에 가장 큰 영향을 미치는 요인 중 하나이다. 이에 따라, 토양이 일정 수준 이상의 수분을 유지하여 작물에 적절한 생육환경을 제공하기 위한 관수 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. Moisture is one of the most influential factors in the growth of crops. Accordingly, researches on an irrigation system for maintaining an appropriate level of moisture in a soil and providing an appropriate growth environment for a crop have been actively conducted.

일반적으로 관수 시스템은 작물의 생육에 적절한 토양수분을 설정하고, 센서를 통해 토양이 설정한 양의 수분을 함유하고 있는지 감지하여 수분 공급을 제어하도록 설계된다. Generally, the irrigation system is designed to set the soil moisture suitable for the growth of the crop and to control the water supply by sensing whether the soil contains the amount of water set by the sensor.

한편, 종래에는 토양이 함유하고 있는 수분량을 측정하는 센서와, 센서에 의해 측정되는 수분량을 토대로 수분 공급을 관리하는 제어장치가 유선으로 연결되도록 관수 시스템을 설계하였다. 그러나 센서와 제어장치를 유선으로 연결하는 경우, 구역별로 설치되는 센서의 데이터를 제어장치로 전달하기 위한 케이블을 설치할 필요가 있어 설치 작업이 어려운 문제점이 있다. Meanwhile, in the past, a watering system was designed so that a sensor for measuring the water content contained in the soil and a control device for managing the water supply based on the water amount measured by the sensor are connected by wire. However, in the case of connecting the sensor and the control device by wire, it is necessary to install a cable for transmitting the data of the sensor installed in the area to the control device.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 설치가 간편하고 효율적인 급수 관리가 가능한 관수 제어 방법 및 이를 수행하는 시스템을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an irrigation water control method which can be installed easily and efficiently, and a system for performing the irrigation water control method.

본 발명의 일 양태에 따르면 관수 제어 시스템은, 개폐를 통해 관수 호수를 통해 공급되는 물의 재배지 유입을 제어하는 전자 밸브; 상기 전자 밸브의 개폐를 제어하는 릴레이 노드; 토양 내 수분 데이터를 수집하며, 상기 수분 데이터를 토대로 상기 전자 밸브의 개폐를 제어하는 제어 명령을 상기 릴레이 노드로 전송하는 서버; 및 이동식 거치대에 설치되는 안테나를 포함하며, 상기 토양 내 수분 데이터를 획득하고, 상기 수분 데이터를 상기 안테나를 통해 상기 서버로 전송하는 센서 노드를 포함한다. According to one aspect of the present invention, an irrigation water control system includes: an electromagnetic valve for controlling inflow of water to a cultivation area of water supplied through an irrigation lake through opening and closing; A relay node for controlling opening and closing of the solenoid valve; A server for collecting moisture data in the soil and transmitting a control command to the relay node to control opening and closing of the solenoid valve based on the moisture data; And a sensor node including an antenna installed in the mobile mount, for acquiring moisture data in the soil and transmitting the moisture data to the server through the antenna.

본 발명의 일 양태에 따르면 관수 제어 시스템의 관수 제어 방법은, 이동식 거치대에 부착되는 안테나를 포함하는 센서 노드를 통해 토양 내 수분 데이터를 획득하는 단계; 및 상기 수분 데이터를 토대로, 개폐를 통해 관수 호수를 통해 공급되는 물의 재배지 유입을 제어하는 전자 밸브를 제어하는 단계를 포함한다. According to one aspect of the present invention, an irrigation control method of an irrigation control system includes: acquiring moisture data in soil through a sensor node including an antenna attached to a movable mount; And controlling the solenoid valve for controlling inflow of water to the cultivation area of the water supplied through the irrigation water through opening and closing, based on the water data.

본 문서에 개시된 관수 제어 방법 및 이를 수행하는 시스템은, 저전력의 지그비 통신 방식을 사용하고, 통신 횟수를 줄이기 위해 상황 인지를 통해 이상이 감지되는 경우에만 수분 데이터를 서버로 전송함으로써 전력 소모를 최소화하는 효과가 있다. The irrigation control method and the system performing the irrigation control method disclosed in this document use a low-power Zigbee communication method and transmit moisture data to the server only when an abnormality is detected through the circumstance recognition in order to reduce the number of communication, thereby minimizing power consumption It is effective.

또한, 센서 노드의 안테나를 이동 가능한 이동식 안테나 거치대에 설치하고, 작물 재배지의 환경에 따라 통신 상태가 양호한 곳으로 안테나를 이동시킴으로써 원활한 통신 환경을 제공하는 효과가 있다. Further, there is an effect of providing a smooth communication environment by disposing the antenna of the sensor node in the movable portable antenna stand and moving the antenna to a place where the communication state is good according to the environment of the crop growing site.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 관수 제어 시스템을 도시한 구조도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 관수 제어 시스템의 설치 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 노드를 도시한 상세도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 노드 안테나의 거치대를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 서버를 도시한 상세도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 릴레이 노드를 도시한 상세도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 관수 제어 시스템의 관수 제어 방법을 도시한 흐름도이다. FIG. 1 is a structural diagram showing an irrigation control system according to an embodiment of the present invention.
2 shows an example of the installation of the irrigation control system according to an embodiment of the present invention.
3 is a detailed view illustrating a sensor node according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is a view illustrating a cradle of a sensor node antenna according to an embodiment of the present invention.
5 is a detailed view illustrating a server according to an embodiment of the present invention.
6 is a detailed view illustrating a relay node according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a water control method of the irrigation water control system according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated and described in the drawings. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. The terms including ordinal, such as second, first, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as a first component, and similarly, the first component may also be referred to as a second component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.In addition, the suffix "module" and " part "for constituent elements used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다." 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the term "includes" Or "having" are intended to designate the presence of stated features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof, unless the context clearly dictates otherwise. Elements, parts, or combinations thereof without departing from the spirit and scope of the invention.

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 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or 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 commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be construed as ideal or overly formal in meaning unless explicitly defined in the present application Do not.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.

아래에서, 도면에 도시된 구성요소들은 필수적인 것은 아니어서, 위치기반의 개인화 서비스를 제공하는 시스템은 더 많은 구성요소들을 포함하거나, 더 적은 구성요소들을 포함하도록 구현될 수 있다. In the following, the components shown in the drawings are not essential, and a system for providing location-based personalization services may include more components, or may be implemented to include fewer components.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 관수 제어 시스템을 도시한 구조도이다. FIG. 1 is a structural diagram showing an irrigation control system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 관수 제어 시스템(10)은 센서 노드(110), 서버(120), 릴레이 노드(130), 전자 밸브(magnetic valve, solenoid valve)(140) 등을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들은 필수적인 것은 아니어서, 관수 제어 시스템(10)은 그보다 더 많거나 더 적은 구성요소들을 가지도록 구현될 수도 있다. 1, the irrigation control system 10 may include a sensor node 110, a server 120, a relay node 130, a magnetic valve (solenoid valve) 140, and the like. The components shown in Figure 1 are not essential, so the irrigation control system 10 may be implemented with more or fewer components.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 작물 재배지를 적어도 하나의 구역으로 구분한다. According to one embodiment of the present invention, the crop plantation is divided into at least one zone.

센서 노드(110)는 작물 재배지의 구역마다 설치되며, 대응하는 구역의 토양 내 수분 데이터를 감지하는 기능을 수행한다. 토양 내 수분 데이터를 감지하는 방법으로는, 전기저항법, 중성자법, 텐션미터(tension meter) 등이 사용될 수 있다. The sensor node 110 is installed in each zone of the crop growing area and performs the function of detecting the moisture data in the soil of the corresponding zone. As a method for detecting moisture data in the soil, an electric resistance method, a neutron method, a tension meter, or the like can be used.

또한, 센서 노드(110)는 토양 내 수분 데이터가 기 설정된 범위를 벗어나는지 지속적으로 확인한다. 그리고 토양 내 수분 데이터가 기 설정된 범위를 벗어나는 경우, 획득한 수분 데이터를 무선 통신 방식으로 서버(120)로 전송한다.Also, the sensor node 110 continuously checks whether the moisture data in the soil is out of a predetermined range. When the moisture data in the soil is out of a predetermined range, the obtained moisture data is transmitted to the server 120 in a wireless communication manner.

서버(120)는 각 구역에 배치된 센서 노드(110)로부터 무선 통신 방식으로 수분 데이터를 수집한다. 또한, 수집한 수분 데이터를 토대로 각 구역의 수분 상태를 지속적으로 모니터링한다. The server 120 collects moisture data from a sensor node 110 disposed in each zone in a wireless communication manner. Also, the water status of each zone is continuously monitored based on the collected moisture data.

서버(120)는 어느 하나의 센서 노드(110)로부터 수분 데이터가 수신되면, 이를 기 설정된 범위와 비교한다. 또한, 수신된 수분 데이터가 기 설정된 범위를 벗어나는 경우, 대응하는 구역의 전자 밸브(140)를 제어하기 위한 제어 명령을 대응하는 릴레이 노드(130)로 전달한다. When the server 120 receives the moisture data from one of the sensor nodes 110, it compares the moisture data with a predetermined range. Further, when the received moisture data is out of a predetermined range, the control command for controlling the solenoid valve 140 of the corresponding zone is transmitted to the corresponding relay node 130.

릴레이 노드(130)는 작물 재배지의 구역마다 설치되며, 서버(120)로부터 수신되는 제어 명령을 토대로 대응하는 구역의 전자 밸브(40)의 개폐를 제어한다. The relay node 130 is installed for each zone of the crop growing area and controls the opening and closing of the solenoid valve 40 in the corresponding zone based on the control command received from the server 120. [

전자 밸브(140)는 작물 재배지의 구역마다 설치되며, 물탱크(미도 시)로부터 물을 공급받는 관수 호수(미도 시)의 일 측면에 소정의 간격으로 배치된다. The electromagnetic valve 140 is installed in each area of the crop growing area and is disposed at a predetermined interval on one side of a watering lake (not shown) supplied with water from a water tank (not shown).

또한, 대응하는 릴레이 노드(130)로부터 수신되는 제어신호를 토대로 개폐되어 관수호수를 통해 유입되는 물의 공급을 제어한다. 즉, 각 구역에 물공급을 제어하는 기능을 수행한다. And controls the supply of water flowing through the irrigation water line by opening and closing on the basis of the control signal received from the corresponding relay node 130. That is, it functions to control water supply to each zone.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 관수 제어 시스템의 설치 예를 도시한 것이다. 2 shows an example of the installation of the irrigation control system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 작물 재배지(0) 내에는 센서 노드(110)가 각 구역의 수분 데이터를 획득하기 위해 소정 간격으로 배치된다. Referring to FIG. 2, in the crop growing area 0, sensor nodes 110 are arranged at predetermined intervals to acquire moisture data of each zone.

또한, 작물 재배지(1) 내에는 재배지(1)에 물을 공급하기 위한 적어도 하나의 관수 호수(2)가 설치된다. In addition, at least one watering lake 2 for supplying water to the cultivation land 1 is provided in the crop cultivation land 1.

또한, 관수 호수(2)를 통해 유입되는 물을 각 구역에 공급하는 것을 제어하는 전자 밸브(140)가 관수 호수(2)의 일 측면에는 소정 간격으로 설치된다. 한편, 전자 밸브(140)는 대응하는 구역의 센서 노드(110)와 인접하게 설치될 수 있다. In addition, a solenoid valve 140 for controlling the supply of water flowing through the irrigation water 2 to the respective areas is provided at a predetermined interval on one side of the irrigation water 2. On the other hand, the electromagnetic valve 140 may be installed adjacent to the sensor node 110 in the corresponding zone.

또한, 작물 재배지(10) 내에는 각 구역의 전자 밸브(140)를 제어하기 위한 릴레이 노드(130)가 소정 간격으로 설치된다. 릴레이 노드(130)는 각 전자 밸브(140)에 제어신호를 전달하기 위해 각 전자 밸브(140)에 인접하게 배치될 수 있다. In addition, a relay node 130 for controlling the solenoid valve 140 of each zone is installed at a predetermined interval in the crop cultivation land 10. The relay node 130 may be disposed adjacent to each solenoid valve 140 to transmit a control signal to each solenoid valve 140.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 노드를 도시한 상세도이다. 3 is a detailed view illustrating a sensor node according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 센서 노드(110)는 센서 모듈(111), 제어부(112), 무선 통신 모듈(113), 안테나(114) 등을 포함한다. 3, the sensor node 110 includes a sensor module 111, a controller 112, a wireless communication module 113, an antenna 114, and the like.

센서 모듈(111)은 토양 수분 센서를 포함하며, 토양 수분 센서를 통해 토양 내 수분 데이터를 획득한다. The sensor module 111 includes a soil moisture sensor and acquires moisture data in the soil through a soil moisture sensor.

제어부(112)는 센서 모듈(111)을 통해 획득되는 토양 내 수분 데이터를 기 설정된 범위와 비교한다. 또한, 수분 데이터가 기 설정된 범위를 벗어나면, 무선 통신 모듈(113)을 통해 수분 데이터를 서버(120)로 전송한다. The control unit 112 compares the moisture data in the soil obtained through the sensor module 111 with a predetermined range. When the moisture data is out of a preset range, the wireless communication module 113 transmits the moisture data to the server 120. [

수분 데이터를 획득할 때마다 서버(120)로 전송하는 경우 센서 노드(110)와 서버(120) 간의 통신으로 인한 전력 소모가 상당한 문제점이 있다. 이에 반해, 전술한 바와 같이, 센서 모듈(111)을 통해 획득되는 수분 데이터가 기 설정된 범위를 벗어나는 경우에만 서버(120)로 전송하는 경우, 센서 노드(110)와 서버(120) 간의 통신 횟수를 최소화하여 전력 소모를 낮추는 효과가 있다. The power consumption due to the communication between the sensor node 110 and the server 120 is considerable when transmitting the data to the server 120 every time the moisture data is acquired. On the contrary, when the moisture data obtained through the sensor module 111 is transmitted to the server 120 only when the moisture data is out of the predetermined range, the number of communications between the sensor node 110 and the server 120 Thereby minimizing power consumption.

한편, 재배지를 복수의 구역으로 구분하는 경우, 서버(120)에서 수집되는 수분 데이터를 각 센서 노드 별로 구별하는 것이 가능하도록, 제어부(112)는 센서 노드의 식별정보를 수분 데이터와 함께 전달할 수 있다. Meanwhile, when the cultivation area is divided into a plurality of zones, the controller 112 may transmit the identification information of the sensor node together with the moisture data so that the moisture data collected by the server 120 can be distinguished for each sensor node .

무선 통신 모듈(113)은 안테나(114)를 통해 서버(120)와 데이터를 송수신한다. 예를 들어, 무선 통신 모듈(113)은 저전력으로 동작하는 지그비(ZigBee) 방식을 사용하여 서버(120)와 데이터를 송수신할 수 있다.The wireless communication module 113 transmits and receives data to and from the server 120 through the antenna 114. For example, the wireless communication module 113 can transmit and receive data to and from the server 120 using a ZigBee method operating at a low power.

안테나(114)는 서버(120)와 무선 데이터를 송수신하는 기능을 수행한다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 안테나(114)는 관수 호수(2)를 따라서 이동 가능한 안테나 거치대에 탈부착 될 수 있다. The antenna 114 functions to transmit and receive wireless data to and from the server 120. According to one embodiment of the present invention, the antenna 114 may be detachably attached to an antenna mount that is movable along the watering lakes 2.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 노드의 안테나 거치대의 일 예를 도시한 것이다. FIG. 4 illustrates an example of an antenna mount of a sensor node according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 4의 (a) 및 (b)는 관수 호수(2) 상에 안테나 거치대(20)를 설치하는 예들을 도시한 것으로서, 각각 관수 호수(2)의 상단과 측면에서 바라본 것이다. 또한, 도 4의 (c)는 안테나 거치대(20)의 사시도이다. 4 (a) and 4 (b) show examples of installing the antenna cradle 20 on the irrigation water 2, which are viewed from the top and sides of the irrigation water 2, respectively. 4 (c) is a perspective view of the antenna cradle 20. Fig.

도 4의 (a) 및 (b)는 센서 노드(110)의 안테나(114)가 부착되며, 관수 호수(2)를 따라서 이동 가능하도록 구현된다. 4A and 4B are implemented such that the antenna 114 of the sensor node 110 is attached and movable along the irrigation water 2.

도 4의 (b)를 참조하면, 안테나 거치대(20)는 회전 가능한 두 개의 바퀴(21)를 포함하며, 두 개의 바퀴(21)를 연결하는 구조물(22)을 포함한다. 구조물(22)은 안테나 거치대(20)가 관수 호수(2)에 쉽게 부착될 수 있도록 바퀴(21)에 탈부착 가능한 조립식으로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 4 (b), the antenna mount 20 includes two rotatable wheels 21 and includes a structure 22 connecting the two wheels 21. The structure 22 may be constructed to be removably attachable to the wheel 21 so that the antenna mount 20 can be easily attached to the irrigation water 2.

바퀴(21)의 내면에는 센서 노드(110)와 안테나(114)를 연결하는 연결 케이블(23)을 보관하기 위한 저장공간이 형성된다. 또한, 바퀴(21)의 외면에는 연결 케이블(23)이 삽입되는 홀(24)이 형성되며, 연결 케이블(23)은 홀(24)을 통해 바퀴(21) 내부에 보관될 수 있다. On the inner surface of the wheel 21, a storage space for storing the connection cable 23 connecting the sensor node 110 and the antenna 114 is formed. A hole 24 for inserting the connecting cable 23 is formed on the outer surface of the wheel 21 and the connecting cable 23 can be stored inside the wheel 21 through the hole 24.

안테나(114)는 바퀴(21) 또는 구조물(22)에 부착될 수 있으며, 접이식으로 구현될 수 있다.The antenna 114 may be attached to the wheel 21 or the structure 22 and may be implemented in a foldable manner.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 서버를 도시한 상세도이다. 5 is a detailed view illustrating a server according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 서버(120)는 통신 모듈(121), 메모리(122), 제어부(123), 표시부(124) 등을 포함할 수 있다. 5, the server 120 may include a communication module 121, a memory 122, a control unit 123, a display unit 124, and the like.

통신 모듈(121)은 서버(120)와 센서 노드(110), 서버(120)와 릴레이 노드(130) 간의 통신 기능을 수행한다. The communication module 121 performs a communication function between the server 120 and the sensor node 110, and between the server 120 and the relay node 130.

통신 모듈(121)은 센서 노드(110)와 무선 통신 방식을 이용하여 데이터를 송수신한다. 또한, 릴레이 노드(130)와는 유선 또는 무선 통신 방식을 이용하여 데이터를 송수신한다. 무선 통신 방식으로 데이터를 송수신하는 경우, 통신 모듈(121)은 저전력의 지그비 통신 방식을 사용할 수 있다. The communication module 121 transmits and receives data to and from the sensor node 110 using a wireless communication scheme. Further, the relay node 130 transmits / receives data to / from the relay node 130 using a wired or wireless communication scheme. When data is transmitted / received through the wireless communication system, the communication module 121 can use a low-power Zigbee communication system.

메모리(122)는 각 구역별로 배치된 센서 노드(110) 및 릴레이 노드(130)의 정보를 저장한다. 즉, 센서 노드(110) 및 릴레이 노드(130)의 식별정보를 구역별로 구분하여 저장할 수 있다. The memory 122 stores information of the sensor node 110 and the relay node 130 arranged in each zone. That is, the identification information of the sensor node 110 and the relay node 130 can be classified and stored.

또한, 메모리(122)는 관수 제어의 기준이 되는 수분 데이터의 범위를 저장할 수도 있다. 구역별로 재배 중인 작물이 다르고, 이에 따라 기준이 되는 수분 데이터의 범위가 다른 경우, 메모리(122)는 기준 범위를 각 구역별로 구분하여 저장할 수도 있다. Also, the memory 122 may store a range of the moisture data as a reference for irrigation control. In the case where the cultivated crops are different from one area to another, and thus the range of the reference moisture data is different, the memory 122 may store the reference ranges separately for each area.

제어부(123)는 센서 노드(110)로부터 수분 데이터가 수신되면, 수신되는 수분 데이터를 기 설정된 기준 범위와 비교한다. 또한, 수분 데이터가 기준 범위를 벗어나는 경우, 전자 밸브(140) 제어하기 위한 제어 명령을 통신부(121)를 통해 릴레이 노드(130)로 전달할 수 있다.When the moisture data is received from the sensor node 110, the control unit 123 compares the received moisture data with a preset reference range. When the moisture data is out of the reference range, a control command for controlling the solenoid valve 140 may be transmitted to the relay node 130 through the communication unit 121.

예를 들어, 제어부(123)는 센서 노드(110)로부터 수신되는 수분 데이터가 기 설정된 범위 이하이면 토양 내 수분이 부족한 것으로 판단하고, 대응하는 구역에 물을 공급하도록 전자 밸브(140)를 제어하는 제어 명령을 릴레이 노드(130)로 전달할 수 있다. For example, when the water data received from the sensor node 110 is within a predetermined range, the control unit 123 determines that water in the soil is insufficient and controls the solenoid valve 140 to supply water to the corresponding area Control command to the relay node 130.

또한, 예를 들어, 제어부(123)는 센서 노드(110)로부터 수신되는 수분 데이터가 기 설정된 범위 이상이면 토양 내 수분이 너무 많은 것으로 판단하고, 대응하는 구역에 물공급을 중지하도록 전자 밸브(140)를 제어하는 제어 명령을 릴레이 노드(130)로 전달할 수 있다. If the water data received from the sensor node 110 is in a predetermined range or more, the control unit 123 determines that the water in the soil is too much and stops the supply of water to the corresponding area. To the relay node 130. In this case,

또한, 제어부(123)는 센서 노드(110)로부터 수신되는 수분 데이터를 토대로 각 구역의 생육 환경에 대한 정보를 사용자에게 제공하기 위한 그래픽 사용자 인터페이스(Graphic User Interface, GUI)를 제공할 수도 있다. In addition, the controller 123 may provide a graphical user interface (GUI) for providing information on the growth environment of each zone to the user, based on the moisture data received from the sensor node 110.

또한, 제어부(123)는 GUI를 통해 전자 밸브(140)를 제어하기 위한 제어 명령을 직접 수신할 수도 있다. 이 경우, 제어부(123)는 GUI를 통해 수신되는 제어 명령을 우선적으로 처리한다. 즉, 센서 노드(110)로부터 수신되는 수분 데이터와 상관없이 GUI를 통해 수신되는 제어 명령을 토대로 전자 밸브(140)를 제어한다. Also, the control unit 123 may directly receive a control command for controlling the solenoid valve 140 through the GUI. In this case, the control unit 123 preferentially processes the control command received via the GUI. That is, the electromagnetic valve 140 is controlled based on the control command received through the GUI, irrespective of the moisture data received from the sensor node 110.

또한, 제어부(123)는 GUI를 통해 각 구역에 대응하는 수분 데이터의 기준 범위를 입력받고, 이를 토대로 각 센서 노드(151)의 기준 범위를 설정할 수도 있다. 제어부(180)는 GUI를 수분 데이터의 기준 범위가 입력되면, 입력되는 기준 범위를 센서 노드(110)로 통신부(121)를 통해 전송한다. 센서 노드(110)는 수신한 기준 범위를 내부 메모리(미도시)에 저장하고, 이후 획득되는 수분 데이터의 전송 여부를 결정하는 기준으로 사용한다. Also, the control unit 123 receives the reference range of the moisture data corresponding to each zone through the GUI, and sets the reference range of each sensor node 151 based on the reference range. When the reference range of the moisture data is input to the GUI, the control unit 180 transmits the input reference range to the sensor node 110 through the communication unit 121. The sensor node 110 stores the received reference range in an internal memory (not shown), and uses the reference range as a reference for determining whether to transmit the obtained moisture data.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 릴레이 노드를 도시한 상세도이다. 6 is a detailed view illustrating a relay node according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 릴레이 노드(130)는 통신 모듈(131), 제어부(132) 등을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 6, the relay node 130 may include a communication module 131, a controller 132, and the like.

통신 모듈(131)은 릴레이 노드(130)와 서버(120) 간의 통신 기능을 수행한다. 통신 모듈(131)은 유선 또는 무선 통신 방식으로 서버(120)와 데이터를 송수신할 수 있다. The communication module 131 performs a communication function between the relay node 130 and the server 120. The communication module 131 can transmit and receive data to and from the server 120 through a wired or wireless communication scheme.

제어부(132)는 서버(120)로부터 수신되는 제어 명령을 토대로 전자 밸브(140)의 개폐를 제어하는 제어 신호를 출력한다. The control unit 132 outputs a control signal for controlling the opening and closing of the electromagnetic valve 140 based on the control command received from the server 120. [

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 관수 제어 시스템의 관수 제어 방법을 도시한 흐름도이다. 7 is a flowchart illustrating a water control method of the irrigation water control system according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 주기적으로 토양 내 수분 데이터를 획득한다(S101). 또한, 획득한 수분 데이터를 기 설정된 기준 범위와 비교한다(S102). Referring to FIG. 7, moisture data in the soil is obtained periodically (S101). Further, the acquired moisture data is compared with a preset reference range (S102).

수분 데이터가 기준 범위를 벗어나는 경우, 센서 노드(110)는 획득한 수분 데이터를 무선 통신 방식으로 서버(120)로 전송한다(S103). When the moisture data is out of the reference range, the sensor node 110 transmits the obtained moisture data to the server 120 in a wireless communication manner (S103).

S103 단계에서, 센서 노드(110)는 수분 데이터 전송 시, 센서 노드(110)를 식별할 수 있는 식별 정보를 더 전송할 수 있다. In step S103, the sensor node 110 may further transmit identification information for identifying the sensor node 110 when the moisture data is transmitted.

서버(120)는 센서 노드(110)로부터 수신되는 수분 데이터를 기 설정된 기준범위와 비교하고, 비교 결과를 토대로 전자 밸브(140)를 제어하기 위한 제어 명령을 생성한다(S104). The server 120 compares the moisture data received from the sensor node 110 with a preset reference range, and generates a control command for controlling the solenoid valve 140 based on the comparison result (S104).

상기 S104 단계에서, 서버(120)는 구역마다 기준 범위가 다른 경우, 센서 노드(110)로부터 수신되는 센서 노드(110)의 식별정보를 토대로 대응하는 구역의 기준 범위를 선택한다. 또한, 선택한 구역의 기준 범위와 센서 노드(110)로부터 수신한 수분 데이터를 비교함으로써, 대응하는 구역의 전자 밸브(140)의 개폐를 제어하기 위한 제어 명령을 생성한다. In step S104, the server 120 selects the reference range of the corresponding zone based on the identification information of the sensor node 110 received from the sensor node 110 when the reference range is different for each zone. Also, by comparing the reference range of the selected zone with the moisture data received from the sensor node 110, a control command for controlling the opening and closing of the solenoid valve 140 in the corresponding zone is generated.

서버(120)는 제어 명령이 생성되면, 이를 유선 또는 무선 통신을 통해 릴레이 노드(130)로 전달한다(S105). 또한, 릴레이 노드(130)는 수신된 제어 명령을 토대로 전자 밸브(140)의 개폐를 제어하기 위한 제어 신호를 출력한다(S106). When the control command is generated, the server 120 transmits the control command to the relay node 130 through wired or wireless communication (S105). In addition, the relay node 130 outputs a control signal for controlling the opening and closing of the electromagnetic valve 140 based on the received control command (S106).

전자 밸브(140)는 수신되는 제어 신호에 따라서 열리거나 닫힘으로써 관수 호수(2)를 통해 공급되는 물의 관수를 제어한다(S107). The solenoid valve 140 controls the water flow rate of the water supplied through the irrigation water 2 by opening or closing according to the received control signal (S107).

전술한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 관수 제어 시스템은 센서 노드와 서버 간에 무선 통신 방식으로 데이터를 송수신함으로써, 관수 제어 시스템의 설치 작업의 효율성을 높이는 효과가 있다. According to an embodiment of the present invention, the irrigation control system transmits and receives data between a sensor node and a server in a wireless communication manner, thereby improving the efficiency of installation work of the irrigation control system.

또한, 저전력의 지그비 통신 방식을 사용하고, 통신 횟수를 줄이기 위해 상황 인지를 통해 이상이 감지되는 경우에만 수분 데이터를 서버로 전송함으로써 전력 소모를 최소화하는 효과가 있다. In addition, in order to reduce the number of communications using a low-power Zigbee communication method, it is effective to minimize power consumption by transmitting the moisture data to the server only when an abnormality is detected through the context recognition.

또한, 센서 노드의 안테나를 이동 가능한 이동식 안테나 거치대에 설치하고, 작물 재배지의 환경에 따라 통신 상태가 양호한 곳으로 안테나를 이동시킴으로써 원활한 통신 환경을 제공하는 효과가 있다. Further, there is an effect of providing a smooth communication environment by disposing the antenna of the sensor node in the movable portable antenna stand and moving the antenna to a place where the communication state is good according to the environment of the crop growing site.

본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.As used in this embodiment, the term " portion " refers to a hardware component such as software or an FPGA (field-programmable gate array) or ASIC, and 'part' performs certain roles. However, 'part' is not meant to be limited to software or hardware. &Quot; to " may be configured to reside on an addressable storage medium and may be configured to play one or more processors. Thus, by way of example, 'parts' may refer to components such as software components, object-oriented software components, class components and task components, and processes, functions, , Subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables. The functions provided in the components and components may be further combined with a smaller number of components and components or further components and components. In addition, the components and components may be implemented to play back one or more CPUs in a device or a secure multimedia card.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

Claims (12)

관수 제어 시스템에 있어서,
개폐를 통해 관수 호수를 통해 공급되는 물의 재배지 유입을 제어하는 전자 밸브;
상기 전자 밸브의 개폐를 제어하는 릴레이 노드;
토양 내 수분 데이터를 수집하며, 상기 수분 데이터를 토대로 상기 전자 밸브의 개폐를 제어하는 제어 명령을 상기 릴레이 노드로 전송하는 서버; 및
이동식 거치대에 설치되는 안테나를 포함하며, 상기 토양 내 수분 데이터를 획득하고, 상기 수분 데이터를 상기 안테나를 통해 상기 서버로 전송하는 센서 노드
를 포함하는 관수 제어 시스템. In a watering control system,
An electromagnetic valve for controlling inflow of water to the cultivation area of the water supplied through the irrigation lake through opening and closing;
A relay node for controlling opening and closing of the solenoid valve;
A server for collecting moisture data in the soil and transmitting a control command to the relay node to control opening and closing of the solenoid valve based on the moisture data; And
A sensor node for acquiring moisture data in the soil and transmitting the moisture data to the server via the antenna,
And a control unit. 제1항에 있어서,
상기 센서 노드는 상기 수분 데이터를 기 설정된 기준 범위와 비교하고, 상기 수분 데이터가 상기 기준 범위를 벗어나면, 상기 수분 데이터를 상기 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 관수 제어 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the sensor node compares the moisture data with a preset reference range and transmits the moisture data to the server when the moisture data is out of the reference range. 제1항에 있어서,
상기 센서 노드는 상기 센서 노드의 식별 정보를 상기 서버로 더 전송하는 것을 특징으로 하는 관수 제어 시스템. The method according to claim 1,
Wherein the sensor node further transmits the identification information of the sensor node to the server. 제1항에 있어서,
상기 센서 노드는 무선 통신 방식으로 상기 서버와 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 하는 관수 제어 시스템. The method according to claim 1,
Wherein the sensor node transmits and receives data to and from the server in a wireless communication manner. 제4항에 있어서,
상기 무선 통신 방식은 지그비(ZigBee) 통신 방식인 것을 특징으로 하는 관수 제어 시스템. 5. The method of claim 4,
Wherein the wireless communication method is a ZigBee communication method. 제1항에 있어서,
상기 서버는 상기 수분 데이터를 기 설정된 기준 범위와 비교하고, 비교 결과를 토대로 상기 전자 밸브의 개폐를 결정하는 것을 특징으로 하는 관수 제어 시스템. The method according to claim 1,
Wherein the server compares the moisture data with a predetermined reference range and determines opening and closing of the solenoid valve on the basis of the comparison result. 제1항에 있어서,
상기 이동식 거치대는 복수의 바퀴; 및
상기 복수의 바퀴를 연결하는 구조물
을 포함하는 것을 특징으로 하는 관수 제어 시스템. The method according to claim 1,
The mobile cradle includes a plurality of wheels; And
A structure for connecting the plurality of wheels
And a controller for controlling the flow of the water. 관수 제어 시스템의 관수 제어 방법에 있어서,
이동식 거치대에 부착되는 안테나를 포함하는 센서 노드를 통해 토양 내 수분 데이터를 획득하는 단계; 및
상기 수분 데이터를 토대로, 개폐를 통해 관수 호수를 통해 공급되는 물의 재배지 유입을 제어하는 전자 밸브를 제어하는 단계
를 포함하는 관수 제어 방법. A method for controlling irrigation water in an irrigation control system,
Obtaining moisture data in the soil through a sensor node including an antenna attached to the mobile mount; And
Controlling the solenoid valve for controlling the inflow of water to the cultivation area through the irrigation lake through opening and closing based on the water data,
≪ / RTI > 제8항에 있어서,
상기 센서 노드는 상기 수분 데이터를 기 설정된 기준 범위와 비교하고, 상기 수분 데이터가 상기 기준 범위를 벗어나면, 상기 전자 밸브를 제어하는 서버로 상기 수분 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 관수 제어 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the sensor node compares the moisture data with a predetermined reference range and transmits the moisture data to a server that controls the electromagnetic valve when the moisture data is out of the reference range. 제9항에 있어서,
상기 센서 노드는 무선 통신 방식으로 상기 서버와 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 하는 관수 제어 방법. 10. The method of claim 9,
Wherein the sensor node transmits and receives data to and from the server in a wireless communication manner. 제10항에 있어서,
상기 무선 통신 방식은 지그비(ZigBee) 통신 방식인 것을 특징으로 하는 관수 제어 방법. 11. The method of claim 10,
Wherein the wireless communication method is a ZigBee communication method. 제8항에 있어서,
상기 이동식 거치대는 복수의 바퀴; 및
상기 복수의 바퀴를 연결하는 구조물
을 포함하는 것을 특징으로 하는 관수 제어 방법.9. The method of claim 8,
The mobile cradle includes a plurality of wheels; And
A structure for connecting the plurality of wheels
And a control unit for controlling the flow of the water.
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