KR101555493B1 - 농업시설 제어방법 - Google Patents

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Abstract

환경 감시와 원격 제어를 위한 다수의 마이크로 컨트롤러(Micro Controller)와 메인 마이크로 컨트롤러 간에 유기적인 연동을 통해 데이터를 송수신하여 농업시설을 효율적으로 제어할 수 있도록 한 농업시설 제어방법에 관한 것으로서, 농업시설을 자동으로 제어하는 농업시설 제어기의 메인 마이크로 컨트롤러에서 네트워크 접속 발생 여부를 확인하는 단계; 상기 확인 결과, 네트워크 접속이 발생한 경우, 접속 대상을 구분한 후, 데이터를 수신하는 단계; 접속 대상을 기초로 데이터 중계 여부를 확인하여, 중계 데이터일 경우 수신 데이터를 중계해주는 단계; 중계 데이터가 아닐 경우, 수신 데이터에서 농업시설 제어데이터를 추출하는 단계; 네트워크 접속이 발생하지 않은 경우, 서브 마이크로 컨트롤러와 연동하여 환경 정보를 획득하는 단계; 획득한 환경 정보를 분석하여 농업 시설 제어 여부를 판단하고, 농업 시설 제어일 경우 농업시설 제어 데이터를 생성하는 단계; 추출한 농업시설 제어데이터 또는 상기 생성한 농업시설 제어 데이터에 따라 농업시설을 자동으로 제어하는 단계를 수행함으로써, 농업시설을 효율적으로 제어할 수 있게 된다.

Description

농업시설 제어방법{Method for controlling of agricultural facility}
본 발명은 농업시설 제어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 환경 감시와 원격 제어를 위한 다수의 마이크로 컨트롤러(Micro Controller)와 메인 마이크로 컨트롤러 간에 유기적인 연동을 통해 데이터를 송수신하여 농업시설을 효율적으로 제어할 수 있도록 한 농업시설 제어방법에 관한 것이다.
여기서 농업시설은 자동 개폐가 가능한 비닐 하우스, 자동 제어가 가능한 천장 커튼, 물 공급용 펌프, 농작물에 자동으로 물을 뿌려주는 샤워기 등의 시설을 의미한다.
근래에는 농가의 노동력 부족을 극복하고 생산성 향상을 도모하기 위해서, 농업에 첨단기술인 IT기술을 접목한 첨단 농업시설이 보급되고 있다.
이러한 첨단 농업시설은 네트워크를 통해 원격에서 제어 가능하고, 원격에서 농업 시설의 감시가 가능하며, 환경 정보를 자동으로 감지하여 농업시설을 자동 제어하게 된다.
원격에서 농업시설을 제어하기 위한 종래의 기술이 하기의 <특허문헌 1> 대한민국 등록특허 등록번호 10-0766542호(2007.10.12. 공고) 및 <특허문헌 2> 대한민국 공개특허 공개번호 10-2012-0048201호(2012.05.15. 공개)에 개시되어 있다.
상기 <특허문헌 1>은 수질 측정, 수위 측정, 실내/실외 온도 및 습도 측정, 토양 수분 측정, 비료 농도 측정, 영상 감시 등을 수행하여 자동으로 온실 시설물을 제어하며, 측정값을 기반으로 원격 제어를 통해 온실 시설물을 자동으로 제어하게 된다. 즉, 네트워크망을 통해 원격지에 적어도 하나 이상의 유리 온실 시설의 동영상 및 음성을 제공하며, 농산물이 효율적으로 자랄 수 있도록 수질 및 토양을 측정하여 측정값을 양방향 통신을 하여 원격지에 전송하여 필요에 따라 기기 제어를 원격지에서 실행하게 된다.
아울러 <특허문헌 2>는 각종 무선 송수신기를 통한 무선 네트워크 구성이 가능하고, 무선광역통신망을 이용하는 무선카메라를 내장하고, 무선 모듈의 수신 및 송신 단자의 신호를 이용하여 원격지의 농업시설(비닐하우스의 농작물 보호용 덮개 등)을 개폐하게 된다.
대한민국 등록특허 등록번호 10-0766542호(2007.10.12. 공고) 대한민국 공개특허 공개번호 10-2012-0048201호(2012.05.15. 공개)
그러나 상기와 같이 IT기술이 접목된 첨단 농업시설 및 종래기술들은 농업시설을 제어하기 위한 제어장치들이 각각 독립적으로 구현되어 있어, 제어장치들 간의 유기적인 연동이 불가능하다는 단점이 있었다.
또한, 종래의 기술들은 농업시설 구동장치가 개폐기 모터의 정역 변환시 순간적으로 모터 회전방향을 바꿔 모터에 무리를 주는 릴레이를 이용한 기계식 제어방식이어서, 시스템과 모터에 무리를 주어, 시스템이나 모터가 손상되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 일반적인 IT기술을 접목한 첨단 농업시설 및 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 환경 감시와 원격 제어를 위한 다수의 마이크로 컨트롤러(Micro Controller)와 메인 마이크로 컨트롤러 간에 유기적인 연동을 통해 데이터를 송수신하여 농업시설을 효율적으로 제어할 수 있도록 한 농업시설 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 하우스 덮개 개폐기 모터를 전자식 제어로 구현함으로써, 시스템 구현을 단순화하고 안정적인 시스템 운영이 가능하도록 한 농업시설 제어방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 농업시설 제어방법은 (a) 농업시설을 자동으로 제어하는 농업시설 제어기의 메인 마이크로 컨트롤러에서 네트워크 접속 발생 여부를 확인하는 단계; (b) 상기 (a)단계의 확인 결과, 네트워크 접속이 발생한 경우, 접속 대상을 구분한 후, 데이터를 수신하는 단계; (c) 접속 대상을 기초로 데이터 중계 여부를 확인하여, 중계 데이터일 경우 수신 데이터를 중계해주는 단계; (d) 중계 데이터가 아닐 경우, 수신 데이터에서 농업시설 제어데이터를 추출하는 단계; (e) 상기 (a)단계의 확인 결과, 네트워크 접속이 발생하지 않은 경우, 서브 마이크로 컨트롤러와 연동하여 환경 정보를 획득하는 단계; (f) 획득한 환경 정보를 분석하여 농업 시설 제어 여부를 판단하고, 농업 시설 제어일 경우 농업시설 제어 데이터를 생성하는 단계; (g) 상기 추출한 농업시설 제어데이터 또는 상기 생성한 농업시설 제어 데이터에 따라 농업시설을 자동으로 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 농업시설 제어방법은 (h) 상기 (f)단계에서 생성한 농업시설 제어 데이터를 원격 단말기 또는 다른 농업시설 단말기로 전송해주는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 (c)단계는 수신 데이터가 중계 데이터일 경우, 수신 데이터를 원격 단말기 또는 다른 농업시설 제어기에 중계해주는 것을 특징으로 한다.
상기에서 (e)단계의 환경 정보는 온도, 습도, 이산화탄소 농도 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 (f)단계는 상기 환경 정보를 분석하여 하우스 덮개 제어 데이터 또는 하우스 덮개를 제외한 농업시설 제어 데이터 또는 하우스 덮개 제어 데이터를 포함하는 농업시설 제어 데이터를 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 (g)단계는 (g1) 제어 데이터가 하우스 덮개 제어데이터인지를 확인하는 단계; (g2) 상기 (g1)단계의 확인결과, 하우스 덮개 제어 데이터가 아닐 경우, 제어 데이터에 따라 하우스 덮개를 제외한 농업시설을 제어하는 단계; (g3) 상기 하우스 덮개 제어일 경우, 하우스 덮개 제어데이터를 생성하는 단계; (g4) 상기 생성한 하우스 덮개 제어데이터를 기초로 하우스 덮개를 자동 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 (g3)단계는 하우스 덮개 제어 상태정보를 추출하여 하우스 덮개 개방인지 폐쇄인지를 확인하고, 하우스 덮개 개방일 경우, 정지, 지연, 모터 정회전, 저속, 고속 순으로 제어 데이터를 생성하고, 상기 하우스 덮개 폐쇄일 경우, 정지, 지연, 모터 역회전, 저속, 고속 순으로 제어 데이터를 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 (g4)단계는 모터 드라이버를 통해 전자적으로 하우스 덮개 개폐기 모터를 제어하며, 상기 모터 드라이버의 펄스 폭 변조 제어를 통해 상기 하우스 덮개의 개폐량을 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 환경 감시와 원격 제어를 위한 다수의 마이크로 컨트롤러(Micro Controller)와 메인 마이크로 컨트롤러 간에 유기적인 연동을 통해 데이터를 송수신함으로써, 농업시설의 제어에 효율성을 도모할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 하우스 덮개 개폐기 모터를 전자식 제어로 구현함으로써, 시스템 구현을 단순화하고 안정적인 시스템 운영이 가능한 장점도 있다.
또한, 본 발명에 따르면 하우스 덮개의 전자 제어로 하우스 덮개의 개폐량을 조절할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 농업시설 제어장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 농업시설 제어방법을 보인 흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 농업시설 제어방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 농업시설 제어방법이 적용되는 농업시설 제어장치의 구성도로서, 원격 단말기(300, 400), 인터넷(200), 농업시설 제어기(100)를 포함한다.
원격 단말기(300, 400)는 사용자가 사용하는 단말기로서, 네트워크(유/무선 인터넷)를 통해 수신한 농업시설 제어자료를 수집한 후 통계 처리하여 저장하고, 상기 네트워크를 통해 상기 농업시설의 원격 제어 명령을 전송하는 역할을 한다. 여기서 원격 단말기는 상기 네트워크를 통해 상기 농업시설 제어기(100)와 유/무선으로 접속하는 퍼스널컴퓨터(400) 또는 상기 농업시설 제어기(100)와 무선으로 접속하는 휴대 단말기(300)로 구현할 수 있다. 휴대 단말기(300)는 이동하면서 사용할 수 있는 휴대폰이면 되나, 통상의 스마트폰으로 구현하는 것이 바람직하다.
농업시설 제어기(100)는 상기 네트워크를 통해 상기 원격 단말기(300, 400) 또는 다른 농업시설 제어기와 데이터 통신을 통해 제어 명령 및 상태 정보를 송수신하며, 검출한 환경 정보를 기반으로 자동으로 농업시설을 제어하는 역할을 한다.
여기서 농업시설 제어기(100)는 네트워크를 통해 상기 원격 단말기(400) 또는 다른 농업시설 제어기와 데이터를 송수신하는 네트워크 인터페이스 장치(105); 온도, 습도, 이산화탄소 등과 같은 환경정보를 검출하는 환경센서와 인체를 감지하는 인체감지센서를 포함하는 센서부(101); 상기 센서부(101)와 연결되어 센서의 정보를 취합하고, 네트워크를 통해 상기 원격 단말기(400) 및 제어장치인 메인 마이크로 컨트롤러(108)에 전송하는 서브 마이크로 컨트롤러(Sub Micro Controller)(102)를 포함한다.
또한, 상기 농업시설 제어기(100)는 바람직하게 상기 원격 단말기(300, 400)에서 전송된 명령 또는 상기 다른 농업시설 제어기로부터 전송된 제어 명령 데이터 또는 취득한 환경 정보에 따라 상기 농업시설을 자동 제어하는 메인 마이크로 컨트롤러(Main Micro Controller)(108); 농업시설 주변의 영상을 촬영하여 보안 및 감시 영상으로 인터넷(200)을 통해 상기 원격 단말기(300)에 전송하는 CCTV장치(104)를 포함한다. 여기서 CCTV장치(104)는 영상 촬영용 CCTV카메라, 영상 처리기, 네트워크를 통해 영상을 전송하는 영상 전송장치를 포함한다.
또한, 상기 농업시설 제어기(100)는 상기 메인 마이크로 컨트롤러(108)의 제어에 따라 전자제어를 통해 하우스 덮개의 개폐 동작을 실행하는 모터 드라이버(109); 상기 모터 드라이버(109)의 개폐 동작 실행에 따라 상기 하우스 덮개를 개폐하는 개폐기(110)를 포함하고, 상기 모터 드라이버(109)는 상기 하우스 덮개의 속도 제어 및 정역 전환 제어를 수행하게 된다. 개폐기(110)는 모터로 구현하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 농업시설 제어기(100)는 상기 메인 마이크로 컨트롤러(108)의 제어에 따라 농업시설 구동장치(117)와 전기적으로 절연된 상태에서 상기 농업시설 구동장치(117)의 동작을 제어하며, 모터 동작시 발생하는 돌입전류 및 과전류로부터 시스템을 보호하는 농업시설 제어부(120)를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
이러한 농업시설 제어부(120)는 상기 메인 마이크로 컨트롤러(108)의 제어에 따라 구동신호를 발생하는 메인 릴레이(112); 상기 메인 릴레이(112)의 동작에 따라 스위칭 동작을 하는 반도체 스위치(113); 상기 반도체 스위치(113)의 동작에 따라 농업시설 구동장치(117)에 구동 신호를 발생하고, 검출되는 리미트 신호 및 정역 전환 신호에 따라 상기 농업시설 구동장치(117)의 구동 동작을 정지시키는 전자 접촉기(114)를 포함한다.
상기에서 농업시설 구동장치(117)는 천장 커튼의 개폐를 제어하는 천장 커튼 모터(117a), 펌프를 구동하는 펌프 모터(117b), 물을 농작물에 분사하기 위한 샤워기를 구동하는 샤워기 모터(117c)를 포함한다.
그리고 부가적으로 천장 커튼 등의 농업시설 구동시 천장 커튼이 원하는 위치까지 개폐되었는지를 검출하기 위한 리미트 스위치(118); 정회전/역회전 전환을 위한 정역 전환 스위치(119)를 더 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 농업시설 제어방법을 보인 흐름도로서, S는 단계(step)를 나타내며, 도 1의 메인 마이크로 컨트롤러(108)에서 소프트웨어(S/W) 적으로 농업시설을 제어하는 과정을 나타낸 것이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 농업시설 제어방법은, (a) 농업시설을 자동으로 제어하는 농업시설 제어기의 메인 마이크로 컨트롤러에서 네트워크 접속 발생 여부를 확인하는 단계(S101); (b) 상기 (a)단계의 확인 결과, 네트워크 접속이 발생한 경우, 접속 대상을 구분한 후, 데이터를 수신하는 단계(S102 ~ S103); (c) 접속 대상을 기초로 데이터 중계 여부를 확인하여, 중계 데이터일 경우 수신 데이터를 중계해주는 단계(S104 ~ S105); (d) 중계 데이터가 아닐 경우, 수신 데이터에서 농업시설 제어데이터를 추출하는 단계(S106); (e) 상기 (a)단계의 확인 결과, 네트워크 접속이 발생하지 않은 경우, 서브 마이크로 컨트롤러(102)와 연동하여 환경 정보를 획득하는 단계(S111); (f) 획득한 환경 정보를 분석하여 농업 시설 제어 여부를 판단하고, 농업 시설 제어일 경우 농업시설 제어 데이터를 생성하는 단계(S112 ~ S114); (g) 상기 추출한 농업시설 제어데이터 또는 상기 생성한 농업시설 제어 데이터에 따라 농업시설을 자동으로 제어하는 단계(S107 ~ S110); (h) 상기 (f)단계에서 생성한 농업시설 제어 데이터를 원격 단말기 또는 다른 농업시설 단말기로 전송해주는 단계(S115)로 이루어진다.
상기에서 (g)단계(S107 ~ S110)는 (g1) 제어 데이터가 하우스 덮개 제어데이터인지를 확인하는 단계(S107); (g2) 상기 (g1)단계의 확인결과, 하우스 덮개 제어 데이터가 아닐 경우, 제어 데이터에 따라 하우스 덮개를 제외한 농업시설을 제어하는 단계(S108); (g3) 상기 하우스 덮개 제어일 경우, 하우스 덮개 제어데이터를 생성하는 단계(S109); (g4) 상기 생성한 하우스 덮개 제어데이터를 기초로 하우스 덮개를 자동 제어하는 단계(S110)를 포함한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 농업시설 제어방법의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 농업시설에 설치된 CCTV 장치(104)는 농업시설 주변을 촬영하거나 농작물을 촬영하여, 보안 및 감시 영상을 생성하거나 농작물 영상을 생성하여, 인터넷(200)을 통해 원격 단말기(300)로 전송한다. 즉, 감시용 CCTV장치는 감시 영상을 생성하고, 농작물 촬영 CCTV장치는 농작물 영상을 생성하게 된다. 필요에 따라 상기 생성한 영상은 인터넷(200), 네트워크 인터페이스 장치(105), 메인 마이크로 컨트롤러(108)를 경유하여, 퍼스널컴퓨터인 원격 단말기(400)로도 전송될 수 있다.
따라서 사용자는 농업시설이 설치된 장소에서 농업시설 등을 관리하지 않아도, 원격에서 용이하게 농업시설을 관리할 수 있게 된다.
여기서 원격 단말기(400)는 수신한 감시 영상 및 농작물 영상을 저장장치에 저장하여, 추후 사용자가 해당 영상을 확인할 수 있도록 한다.
그리고 사용자는 상기 원격 단말기(300, 400)를 통해 농업시설을 제어하기 위한 제어 명령을 원격에서 전송할 수 있으며, 이렇게 전송되는 원격 제어 명령 데이터는 네트워크를 통해 농업시설 제어기(100) 내의 메인 마이크로 컨트롤러(108)에 전달된다.
단계 S101에서 메인 마이크로 컨트롤러(108)는 네트워크 접속이 발생하면, 단계 S102로 이동하여 접속 대상을 구분한다. 즉, 접속 대상이 원격 단말기인지 아니면 다른 농업시설 제어기인지를 구분한다. 이후 단계 S103으로 이동하여 접속 대상으로부터 전송된 데이터를 수신한다.
그리고 단계 S104에서는 수신한 데이터를 분석하여 중계 데이터인지를 확인한다. 여기서 중계 데이터와 자신의 데이터는 데이터 전송 포맷의 일부 영역에 이를 구분할 수 있는 정보를 삽입하는 것으로서, 용이하게 식별할 수 있다.
상기 수신한 데이터를 분석한 결과, 수신 데이터가 중계 데이터일 경우에는 단계 S105로 이동하여, 수신 데이터를 원격 단말기 또는 다른 농업시설 제어기로 전송한다. 여기서 데이터 중계일 경우, 데이터가 수신될 목적지 정보가 포함되므로, 용이하게 중계 위치를 인식할 수 있다.
한편, 수신 데이터가 중계 데이터가 아니고 자신에게 전송된 데이터일 경우, 즉 원격 단말기로부터 제어 명령이 수신되거나 다른 농업시설 제어기로부터 제어 명령이 중계된 경우, 단계 S106으로 이동하여 수신 데이터에서 농업시설 제어데이터를 추출한다.
그리고 단계 S107에서는 추출한 농업시설 제어 데이터가 하우스 덮개 제어 데이터인지를 확인한다. 여기서 농업시설 제어 데이터마다 제어 대상을 구분할 수 있는 식별정보를 포함함으로써, 용이하게 제어 대상을 식별할 수 있다.
제어 대상을 식별한 결과, 제어 대상이 하우스 덮개가 아닐 경우에는, 단계 S108로 이동하여 농업시설 제어부(120)를 통해 농업시설 구동장치(117)를 구동시켜, 하우스 덮개를 제외한 농업시설을 동작시키게 된다. 예컨대, 천장 커튼을 열거나 닫게 되고, 펌프를 동작시키게 되며, 샤워기 모터를 동작시켜 물을 농작물에 자동 분사하게 된다.
만약, 상기 단계 S107의 확인 결과, 하우스 덮개 제어 데이터이거나, 하우스 덮개 제어 데이터를 포함한 농업시설 제어 데이터일 경우에는, 단계 S109로 이동하여 하우스 덮개 제어데이터를 생성한다.
여기서 하우스 덮개 제어데이터 생성은 전자식 제어를 통해 시스템과 모터에 무리를 주지 않으면서, 안정적으로 시스템을 운영하기 위함이다.
즉, 제어 대상이 하우스 덮개일 경우, 하우스 덮개를 열거나 닫기 위한 제어 데이터를 생성하여 모터 드라이버(109)에 전달하게 되고, 모터 드라이버(109)는 전달되는 제어 데이터에 따라 개폐기(110)를 동작시켜, 하우스 덮개를 열거나 닫게 된다. 이때 기존에는 개폐기 모터의 정역 변환시 순간적으로 모터회전 방향을 바꿔 모터에 무리를 주는 릴레이를 이용한 기계식 제어 방식이므로, 시스템과 모터에 무리를 주어, 시스템의 고장 및 모터 고장이 빈번하게 발생하였다. 즉, 한 개의 릴레이를 통해 다수의 개폐기 모터를 동시 구동하는 방식이라, 시스템과 모터에 무리를 주었다. 여기서 시스템 고장이나 모터 손상시에는 농업시설의 제어가 불가능하여, 오히려 농작물의 피해를 유발할 수 있다. 특히, 기존 기계식 제어방식은 마그넷 스위치, 퓨즈, 토글 스위치 등과 같은 장치가 많이 필요하여, 장치 구성이 복잡하고 고장시 고장 수리가 어려워 유지보수가 힘들다는 단점도 있었다.
이러한 기존 기계식 제어 방식의 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명에서는 기존 기계식 제어 방식을 전자식 제어 방식으로 설계하였다. 여기서 전자식 제어 방식은 펄스 폭 변조(PWM)를 통해 모터를 정지, 지연, 정회전, 역회전, 저속, 고속 등과 같이 정밀하게 제어하는 방식으로서, 시스템이나 모터에 무리를 주는 것을 방지할 수 있어, 시스템 고장이나 모터 손상을 예방하게 된다.
예컨대, 하우스 덮개 제어 상태정보를 추출하여 하우스 덮개 개방인지 폐쇄인지를 확인하고, 하우스 덮개 개방일 경우, 정지, 지연, 모터 정회전, 저속, 고속 순으로 제어 데이터를 생성하고, 상기 하우스 덮개 폐쇄일 경우, 정지, 지연, 모터 역회전, 저속, 고속 순으로 제어 데이터를 생성하게 된다.
그리고 단계 S110에서는 이렇게 생성한 하우스 덮개 제어 데이터를 기초로, 개폐기(110)를 제어하여, 하우스 덮개를 제어하게 된다.
이와 같이 전자적 제어를 통해 개폐기 모터를 제어하게 되면, 시스템 고장이나 모터 손상을 예방할 수 있어, 유지 보수가 거의 필요 없으며, 이로 인해 유지 보수 시간 및 비용을 절감할 수 있게 되는 것이다. 아울러 기계식 제어 방식은 하우스 덮개의 개폐량 제어가 불가능하였으나, 본 발명과 같은 전자식 제어 방식은 미세 제어가 가능하므로, 하우스 덮개의 개폐량도 제어할 수 있는 장점이 있다.
즉, 모터 드라이버를 통해 전자적으로 하우스 덮개 개폐기 모터를 제어하며, 상기 모터 드라이버의 펄스 폭 변조 제어를 통해 상기 하우스 덮개의 개폐량을 조절하게 되는 것이다.
한편, 단계 S101의 확인 결과 네트워크 접속이 발생하지 않은 경우, 단계 S111로 이동하여 농업시설에 설치된 센서부(101)를 통해 온도, 습도, 이산화탄소 농도 등과 같은 환경 정보를 획득한다. 이렇게 획득한 환경정보는 별도로 설치된 서브 마이크로 컨트롤러(102)에서 처리하고, 네트워크를 통해 원격 단말기(400) 및 메인 마이크로 컨트롤러(108)에 전달한다.
특히, 각각의 센서나 감지 장치에 마이크로 컨트롤러를 개별적으로 구현하고, 각각의 마이크로 컨트롤러와 메인 마이크로 컨트롤러(108)가 네트워크를 통해 유기적으로 연동하도록 함으로써, 메인 마이크로 컨트롤러(108)의 부하 분담을 줄일 수 있어, 메인 마이크로 컨트롤러(108)가 신속하면서도 효율적으로 농업시설을 제어할 수 있게 되는 것이다.
아울러 원격 단말기(400)는 상기 서브 마이크로 컨트롤러(102)와 네트워크를 통한 데이터 통신을 통해, 취득한 환경 정보 및 인체감지정보를 수신하게 되고, 이를 저장하고 관리하게 된다. 특히, 환경 정보에 대해서는 시간별, 일별, 월별, 연별, 계절별과 같은 분류 코드를 통해 통계 처리한 후, 저장해 놓음으로써, 추후 사용자가 환경 정보를 이용하는 데 편리함을 도모할 수 있다.
단계 S112에서 메인 마이크로 컨트롤러(108)는 서브 마이크로 컨트롤러(102)와 연동을 통해 취득한 환경 정보를 분석하여 농업 시설 제어 여부를 판단한다. 즉, 취득한 환경 정보와 자동 제어를 위해 내부 메모리에 미리 저장해 놓은 기준 값을 비교하여, 농업시설의 제어 여부를 결정한다. 예컨대, 메인 마이크로 컨트롤러(108)는 취득한 온도가 기준 값보다 높거나 낮을 경우 천장 커튼 및/또는 하우스 덮개를 개폐하거나, 습도가 기준값보다 높거나 낮을 경우 샤워기를 동작시키거나 정지시키기 위한 제어를 자동으로 수행하여, 농업시설을 제어하게 된다.
이러한 과정을 통해 농업 시설을 제어하는 것으로 판단이 되면, 단계 S114에서 농업시설 제어 데이터를 생성하고, 단계 S115에서는 생성한 제어 데이터를 원격 단말기 또는 다른 농업시설 제어기에 전송을 한다.
농업시설 제어 데이터를 생성한 후에는 전술한 바와 같이, 단계 S107로 이동하여 그 이하의 동작을 수행하게 된다.
즉, 하우스 덮개를 제외한 농업시설 제어시에는, 농업시설 제어부(120)의 메인 릴레이(120)가 동작하여 농업시설 구동신호를 발생하게 되고, 이렇게 발생한 농업시설 구동신호에 의해 반도체 스위치(113)가 동작하여, 농업시설 구동신호를 발생한다. 그리고 발생한 농업시설 구동신호에 따라 전자 접촉기(114)가 동작하여, 그에 연결된 농업시설 구동장치(114)를 구동시켜, 천장 커튼을 열거나 닫는 동작, 펌프를 구동시키거나 정지시키는 동작, 샤워기를 구동시키거나 오프시키는 동작을 하게 된다. 아울러 반도체 스위치(113)에는 LED조명부(115)나 환기 팬(116) 등이 연결되어, 필요에 따라 조명 장치를 구동하거나 환기 팬의 동작을 제어하게 된다. 예컨대, 하우스 내부가 어두울 경우에는 조명 장치를 구동시켜 조명을 점등하거나 필요한 열원을 공급하게 되고, 이산화 탄소 등의 농도가 높을 경우에는 환기 팬 등을 동작시켜, 하우스 내부의 공기를 외부로 배출하고, 외부 공기를 유입하여, 환기를 하게 되는 것이다.
그리고 리미트 스위치(118)는 농업시설 구동시 정해진 제어 범위를 확인하여, 전자 접촉기(114)에 전달하고, 전자 접촉기(114)는 이러한 리미트 스위치(118)를 통해 검출되는 리미트 신호에 따라 천장커튼 모터(117a)의 구동을 제어하게 된다. 즉, 리미트 스위치(118)는 개폐하고자 하는 위치에 설치되어, 해당 위치가 되면 접촉을 통해 이를 감지하여 위치 정보를 전자 접촉기(114)에 전달한다. 전자 접촉기(114)는 그 전달되는 위치 정보에 따라 모터의 구동을 제어하게 된다. 아울러 사용자는 정역 전환 스위치(119)를 이용하여, 모터의 구동 방향을 선택할 수도 있다. 예컨대, 천장 커튼을 여는 경우에는 모터 정방향, 천장 커튼을 닫는 경우에는 모터 역방향과 같이 설정되었다고 가정을 하면, 천장 커튼을 여는 경우에는 정역 전환 스위치(119)를 정방향 위치로 놓고, 천장 커튼을 닫는 경우에는 정역 전환 스위치(119)를 역방향 위치에 놓게 된다. 이러한 정역 전환 스위치(119)의 조작에 따라 전자 접촉기(114)는 모터를 정방향 또는 역방향으로 구동시키게 된다.
아울러 제어 대상이 하우스 덮개일 경우, 하우스 덮개를 열거나 닫기 위한 제어 데이터를 생성하여 모터 드라이버(109)에 전달하게 되고, 모터 드라이버(109)는 전달되는 제어 데이터에 따라 개폐기(110)를 동작시켜, 하우스 덮개를 열거나 닫게 된다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
본 발명은 IT를 기술을 이용하여 농업시설을 제어하는 기술에 적용된다. 특히, 자동으로 환경 정보를 취득하고, 이를 기반으로 네트워크를 통해 농업 시설을 제어하기 위한 기술에 적용된다.
100: 농업시설 제어기
101: 센서부
102: 서브 마이크로 컨트롤러
104: CCTV 장치
105: 네트워크 인터페이스 장치
108: 메인 마이크로 컨트롤러
109: 모터 드라이버
110: 개폐기
120: 농업시설 제어부
112: 메인 릴레이
113: 반도체 스위치(무접점 릴레이)
114: 전자 접촉기
117: 농업시설 구동장치

Claims (8)

  1. ((a) 농업시설을 자동으로 제어하는 농업시설 제어기의 메인 마이크로 컨트롤러에서 네트워크 접속 발생 여부를 확인하는 단계;
    (b) 상기 (a)단계의 확인 결과, 네트워크 접속이 발생한 경우, 접속 대상을 구분한 후, 데이터를 수신하는 단계;
    (c) 접속 대상을 기초로 데이터 중계 여부를 확인하여, 중계 데이터일 경우 수신 데이터를 중계해주는 단계;
    (d) 중계 데이터가 아닐 경우, 수신 데이터에서 농업시설 제어데이터를 추출하는 단계;
    (e) 상기 (a)단계의 확인 결과, 네트워크 접속이 발생하지 않은 경우, 서브마이크로 컨트롤러와 연동하여 환경 정보를 획득하는 단계;
    (f) 획득한 환경 정보를 분석하여 농업 시설 제어 여부를 판단하고, 농업 시설 제어일 경우 농업시설 제어 데이터를 생성하는 단계;
    (g) 상기 추출한 농업시설 제어데이터 또는 상기 생성한 농업시설 제어 데이터에 따라 농업시설을 자동으로 제어하는 단계;
    상기 (g)단계는
    (g1) 제어 데이터가 하우스 덮개 제어데이터인지를 확인하는 단계;
    (g2) 상기 (g1)단계의 확인결과, 하우스 덮개 제어 데이터가 아닐 경우, 제어 데이터에 따라 하우스 덮개를 제외한 농업시설을 제어하되, 농업시설 제어부의 메인 릴레이의 구동신호에 따라 무점접 반도체 스위치가 동작하여, 농업시설 구동신호를 발생시키고, 상기 농업시설 구동신호에 따라 전자 접촉기가 동작시켜, 천장커튼, 펌프, 샤워기, LED조명부, 환기 팬, 조명장치의 온/오프 동작을 제어하는 단계;
    (g3) 상기 하우스 덮개 제어일 경우, 하우스 덮개 제어 상태정보를 추출하여 하우스 덮개 개방인지 폐쇄인지를 확인하고, 하우스 덮개 개방일 경우, 정지, 지연, 모터 정회전, 저속, 고속 순으로 제어 데이터를 생성하고, 상기 하우스 덮개폐쇄일 경우, 정지, 지연, 모터 역회전, 저속, 고속 순으로 제어 데이터를 생성하는 단계;
    (g4) 상기 생성한 하우스 덮개 제어데이터를 기초로 모터 드라이버를 통해 전자적으로 하우스 덮개 개폐기 모터를 제어하며, 상기 모터 드라이버의 펄스 폭 변조 제어를 통해 상기 하우스 덮개의 개폐량을 조절하여 하우스 덮개를 자동 제어하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 농업시설 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서, (h) 상기 (f)단계에서 생성한 농업시설 제어 데이터를 원격 단말기 또는 다른 농업시설 단말기로 전송해주는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 농업시설 제어방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 (c)단계는 수신 데이터가 중계 데이터일 경우, 수신 데이터를 원격 단말기 또는 다른 농업시설 제어기에 중계해주는 것을 특징으로 하는 농업시설 제어방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 (e)단계의 환경 정보는 온도, 습도, 이산화탄소 농도 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 농업시설 제어방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 (f)단계는 상기 환경 정보를 분석하여 하우스 덮개 제어 데이터 또는 하우스 덮개를 제외한 농업시설 제어 데이터 또는 하우스 덮개 제어 데이터를 포함하는 농업시설 제어 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 농업시설 제어방법.
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