KR101829329B1 - 스마트 잔류농약 검출 통신장치 - Google Patents

스마트 잔류농약 검출 통신장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스마트 잔류농약 검출 통신장치에 관한 것으로, 농산물의 시료를 담은 튜브(T)에 발광소자(D1)로서 빛을 조사하여 투과되는 빛을 수광하는 수광소자(D2)로 흡광도를 측정하여 농산물에 잔류하는 농약의 잔류량을 검출하기 위한 센서부(100); 상기 센서부(100)에서의 최종 출력전압값을 입력받아 연산 처리함으로써 농산물에 대한 실질적인 잔류농약 검출수치를 산출해내고, 센서부(100)와 유저인터페이스부(300) 및 무선통신부(400)의 동작을 제어 및 관리하며, 장치(1)에 탑재되거나 또는 인터페이스되는 코드리더기(280)로부터 농산물에 부착되어 있는 바코드 또는 QR코드 정보를 획득하기 위한 중앙처리부(200); 상기 중앙처리부(200)를 통해 장치(1) 상에서 현재 진행되는 잔류농약 검출상황과 결과를 표시함과 더불어 사용자 입력에 의한 전원과 선택 기능을 수행하기 위한 유저인터페이스부(300); 상기 중앙처리부(200)에서 얻어진 실질적인 잔류농약 검출수치와 해당 농산물에 부착되어 있는 바코드 또는 QR코드의 취득정보를 서버(2)로 무선 전송하기 위한 무선통신부(400);를 포함하는 것을 특징으로 하여, 농산물의 잔류농약 검출데이터와 유통정보인 바코드나 QR코드를 함께 서버로 전송할 수 있으며, 잔류농약 검출데이터의 정확성을 높일 수 있으면서 잔류농약 검출효율을 높일 수 있으며, 투명 유통과 안전 소비를 구현할 수 있다.

Description

스마트 잔류농약 검출 통신장치{SMART DEVICE FOR COMMUNICATING AND DETECTING PESTICIDE RESIDUES}
본 발명은 GS1(Global Standard 1) 표준 기반의 스마트 잔류농약 검출 통신장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 GS1 표준 기반의 투명 유통과 안전 소비를 위한 농축산 클라우드 및 응용서비스를 구현할 수 있도록 하며, 농산물로부터 농약이 잔류하는지를 검출하되 검출되는 농약 수치와 해당 농산물의 바코드를 인식하여 장치에서 취득한 정보를 서버로 무선 전송할 수 있도록 한 스마트 잔류농약 검출 통신장치에 관한 것이다.
일반적으로 농산물은 농업에 의하여 생산된 물품으로서, 곡식이나 과실 및 채소 등과 같이 농업생산을 통해 1차적으로 직접 얻어지는 생산물인 주산물과 상기 주산물의 생산과정에서 필연적으로 발생하는 2차적 생산물인 부산물을 총칭하는 것으로서, 친환경적으로 생산된 유기농 농산물이 소비자 안전성 및 건강 등을 위해 바람직하나, 병균이나 해충 등에 의해 해를 입는 경우가 많다.
이에, 대부분의 농산물은 재배시에 각종 병균이나 해충으로부터 농산물을 보호함은 물론 농산물을 생장 발육시키기 위한 용도로 살균제나 살충제 또는 생장조정제 등의 농약을 살포하게 된다.
하지만, 이와 같이 농산물에 농약을 살포하게 되면 생산되는 농산물에 농약이 잔류하게 되는데, 이를 잔류농약이라 한다.
이러한 잔류농약은 농산물에 살포되는 농약 그 자체가 잔류하고 있는 경우와 농약의 성분물질이 화학적으로 변화하여 생성된 물질이 잔류하고 있는 경우가 있으며, 소비자는 농약이 잔류하는 농산물을 섭취시 체내에 들어간다.
농약의 잔류성은 농약의 성분에 따라 다른데, 유기염소계 농약(예를 들면, DDT나 BHC)은 잔류성이 길어 오염문제를 일으키며, 유기인계 농약(예를 들면, 마라치온이나 파라치온)은 비교적 짧은 것으로 보고되고 있다.
이렇듯 과일이나 채소 등과 같은 대부분의 농산물은 상품성 등을 위해 현실적으로 농약을 살포할 수밖에 없는데, 최종 소비자의 안전성을 위해 농산물에 잔류된 잔류농약 검사를 실시하여 잔류농약 허용기준치 이하의 농산물만을 출하 및 유통되게 하고 있다.
그런데, 실제적으로 시중에 유통되어 판매되고 있는 농산물을 구입하는 최종 소비자는 구입하는 농산물이 잔류농약을 지닌 것인지 여부 또는 만약에 잔류농약을 갖는다면 농산물의 잔류농약이 국가에서 인증하는 허용기준치 이하인지 여부를 확인할 수 있는 길이 전혀 없으며, 소비자는 유통 및 판매되는 농산물을 그냥 믿고 구입하는 방법밖에 다른 특별한 대책이 없었다.
이에, 농산물과 생태계에 잔류하여 환경오염과 사람의 건강을 위협하게 되는 농약의 잔류량을 규제함은 물론 농약 사용량을 억제함으로써 농산물의 안정성을 사전에 확보할 수 있도록 하며, 농산물의 투명 유통과 안전 소비를 위한 국가 안전망 및 시스템을 구축할 수 있도록 하는 스마트 장치를 제안하고자 한다.
대한민국 공개특허공보 제10-2011-0078285호
본 발명의 목적은 GS1(Global Standard 1) 표준 기반의 투명 유통과 안전 소비를 위한 농축산 클라우드 및 응용서비스를 구현할 수 있도록 한 스마트 잔류농약 검출 통신장치를 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 농산물로부터 농약이 잔류하는지를 검출하되 검출되는 농약 수치와 해당 농산물의 바코드나 QR코드 정보를 획득하고, 장치에서 취득한 정보를 서버로 무선 전송할 수 있도록 한 스마트 잔류농약 검출 통신장치를 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 잔류농약 검출효율 및 검출 데이터의 정확성을 높일 수 있도록 하며, 농산물의 투명 유통과 안전 소비를 위한 국가 안전망 및 서비스 시스템을 구축할 수 있도록 한 스마트 잔류농약 검출 통신장치를 제공함에 있다.
본 발명의 목적은 광학 분광계의 수용홈에 농산물의 시료를 담은 튜브를 간단히 삽입시킨 후 튜브에 발광소자의 빛을 조사한 후 투과되는 빛을 수광소자에서 수광토록 하여 그 흡광도로서 잔류농약을 간단히 신속 정확하게 검출할 수 있는 스마트 잔류농약 검출 통신장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스마트 잔류농약 검출 통신장치는,
농산물의 시료를 담은 튜브에 발광소자로서 빛을 조사하여 투과되는 빛을 수광하는 수광소자로 흡광도를 측정하여 농산물에 잔류하는 농약의 잔류량을 검출하기 위한 센서부;
상기 센서부에서의 최종 출력전압값을 입력받아 연산 처리함으로써 농산물에 대한 실질적인 잔류농약 검출수치를 산출해내고, 센서부와 유저인터페이스부 및 무선통신부의 동작을 제어 및 관리하며, 장치에 탑재되거나 또는 인터페이스되는 코드리더기로부터 농산물에 부착되어 있는 바코드 또는 QR코드 정보를 획득하기 위한 중앙처리부;
상기 중앙처리부를 통해 장치 상에서 현재 진행되는 잔류농약 검출상황과 결과를 표시함과 더불어 사용자 입력에 의한 전원과 선택 기능을 수행하기 위한 유저인터페이스부;
상기 중앙처리부에서 얻어진 실질적인 잔류농약 검출수치와 해당 농산물에 부착되어 있는 바코드 또는 QR코드의 취득정보를 서버로 무선 전송하기 위한 무선통신부;를 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.
본 발명은 농산물로부터 농약이 잔류하는지를 검출하되 검출되는 농약 수치와 해당 농산물의 바코드나 QR코드 정보를 획득하고 이렇게 장치에서 취득한 정보를 연관 서버로 무선 전송할 수 있는 스마트 잔류농약 검출 통신장치를 제공할 수 있으며, 잔류농약 검출시 낮은 출력전압을 유도 및 이를 사용하여 최소한의 작은 전압의 변화도 쉽게 감지할 수 있도록 함으로써 잔류농약의 검출효율을 높일 수 있고 이와 더불어 장치 내 온도 감지에 따라 검정식을 결정하고 수치를 보정하도록 프로그래밍 처리함으로써 보다 정확한 잔류농약 검출데이터를 산출할 수 있는 등 산출데이터의 정확도를 높일 수 있는 유용한 효과가 다.
본 발명은 해당 농산물의 잔류농약 검출데이터와 해당 농산물의 유통 정보인 바코드나 QR코드 정보를 함께 서버로 전송하여주므로 농산물의 투명한 유통과 안전한 소비를 가능하게 할 수 있고, 이를 국가 안전망 및 서비스 시스템 구축에 활용할 수 있으며, 이를 통해 GS1(Global Standard 1) 표준 기반의 투명 유통과 안전 소비를 위한 농축산 클라우드 및 응용서비스 등을 구현할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 광학 분광계의 수용홈에 농산물의 시료를 담은 튜브를 간단히 삽입시킨 후 튜브에 발광소자의 빛을 조사한 후 투과되는 빛을 수광소자에서 수광토록 하여 그 흡광도로서 잔류농약을 간단히 신속 정확하게 검출할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트 잔류농약 검출 통신장치를 나타낸 개념도.
도 2a는 본 발명의 제1실시예에 따른 스마트 잔류농약 검출 통신장치를 나타낸 개략적 블록 구성도.
도 2b는 본 발명의 제1실시예에 따른 스마트 잔류농약 검출 통신장치에 있어 센서부의 연산증폭회로를 나타낸 회로도.
도 3a는 본 발명의 제2실시예에 따른 스마트 잔류농약 검출 통신장치를 나타낸 개략적 블록 구성도.
도 3b는 본 발명의 제2실시예에 따른 스마트 잔류농약 검출 통신장치에 적용된 광학 분광계를 나타내는 분해 사시도.
도 3c는 본 발명의 제2실시예에 따른 스마트 잔류농약 검출 통신장치에 있어 센서부의 연산증폭회로를 나타낸 회로도.
도 4는 본 발명에 따른 스마트 잔류농약 검출 통신장치에 있어 중앙처리부를 나타낸 상세 구성도.
도 5a는 본 발명의 제1실시예에 따른 스마트 잔류농약 검출 통신장치의 동작 흐름을 나타낸 흐름도.
도 5b는 본 발명의 제2실시예에 따른 스마트 잔류농약 검출 통신장치의 동작 흐름을 나타낸 흐름도.
본 발명에 따른 스마트 잔류농약 검출 통신장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하면서 설명하기로 하고, 그 실시예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 이러한 실시예를 통하여 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 더욱 잘 이해할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트 잔류농약 검출 통신장치를 나타낸 개념도이다.
본 발명에 따른 스마트 잔류농약 검출 통신장치는 도 1에 도시된 바와 같이 GS1(Global Standard 1) 표준 기반의 투명 유통과 안전 소비를 위한 농축산 클라우드 및 응용서비스를 구현할 수 있도록 하며, 서버와의 연계를 통해 시스템을 구축할 수 있도록 하기 위한 스마트 장치이다.
이러한 본 발명에 따른 스마트 잔류농약 검출 통신장치는 휴대가 용이하도록 스마트폰 등과 같은 단말기의 형태로 구성함이 바람직하다.
이를 위해, 본 발명에 따른 스마트 잔류농약 검출 통신장치(1)는 센서부(100)와 중앙처리부(200), 유저인터페이스부(300), 무선통신부(400)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
도 2a는 본 발명의 제1실시예에 따른 스마트 잔류농약 검출 통신장치를 나타낸 개략적 블록 구성도이고, 도 2b는 본 발명의 제1실시예에 따른 스마트 잔류농약 검출 통신장치에 있어 센서부의 연산증폭회로를 나타낸 회로도이다.
본 발명의 제1실시예에 따라 센서부(100)는 도 1 및 도 2a에 도시된 바와 같이 농산물의 시료가 묻은 스트립(Strip) 타입의 전기화학센서를 삽입 배치하고 이에 일정 전압을 인가하여 출력전압값을 신호처리함으로써 스트립 타입의 전기화학센서를 이용하여 농산물에 잔류하는 농약의 잔류량을 검출하기 위한 구성이다.
센서부(100)는 스트립 타입의 전기화학센서를 삽입하여 장치(1) 상에 연결할 수 있도록 한 스트립 커넥터(110)와, 중앙처리부(200)에서 스트립 커넥터(110)에 삽입된 전기화학센서 측에 일정 전압을 인가할 수 있도록 신호 변환하는 D/A 컨버터(120)와, 스트립 커넥터(110) 내 삽입 연결된 전기화학센서로 인가된 전압에 의해서 출력되는 전압값을 증폭 처리 및 이를 중앙처리부(200)로 입력하는 연산증폭회로(130)를 포함한다.
연산증폭회로(130)는 도 2b에 나타낸 바와 같이, 총 4개의 연산증폭기(131∼134)로 구성함이 바람직하며, 총 4개의 연산증폭기를 경유하여 출력되는 최종 출력단의 전압이 중앙처리부(200)에 입력되도록 한다.
제1 연산증폭기(131)는 D/A 컨버터(120)를 통해 나오는 전압값(2V 내외)을 입력받아 보다 낮은 전압(0.8V)으로 변환해주기 위한 것이고, 제2 연산증폭기(132)는 버퍼로서 제1 연산증폭기(131)를 통해 다운된 전압을 그대로 출력해주기 위한 것이고, 제3 연산증폭기(133)는 제2 연산증폭기(132)를 통과한 출력전압(0.8V)과 스트립 커넥터(110)에 삽입 배치된 전기화학센서에서 효소와 반응함에 의해 출력되는 전압값을 음(-)의 전압이 되게 변환해주기 위한 네거티브(Negative) 증폭부이고, 제4 연산증폭기(134)는 네거티브 증폭부인 제3 연산증폭기(133)로부터 출력된 음(-)의 전압값을 양(+)의 전압이 되게 변환해주기 위한 포지티브(Positive) 증폭부이다.
또한, 제4 연산증폭기(134)의 출력측에 연결되는 최종 출력단에는 100∼200㏀의 저항값을 갖는 저항(R_MCU_N)을 구비하여 스트립 타입의 전기화학센서에 묻힌 시료와 효소의 반응이 이 저항(R_MCU_N)이 갖는 저항값에 의해 최종 출력이 이루어지도록 구성함이 바람직하다.
이때, 연산증폭회로(130)의 최종 출력단을 통해 출력되는 전압값은 저항(R_MCU_N)에 따라 변화하지만, 본 발명에서는 0∼0.6V 영역대(특히, 0.3~0.6V)의 낮은 출력전압치를 농약검출용 운영출력전압으로 선택 사용하도록 구비함이 바람직한데, 이렇게 농약검출용 운영출력전압에 대해 낮은 출력전압치를 사용하는 이유는 최소한의 작은 전압의 변화도 쉽게 감지할 수 있도록 하여 잔류농약의 검출효율을 높일 수 있도록 하기 위함이다.
상기 전기화학센서는 효소반응에 의해 전기화학적 변화가 발생되는 스트립 타입의 센서로 정의할 수 있다.
도 3a는 본 발명의 제2실시예에 따른 스마트 잔류농약 검출 통신장치를 나타낸 개략적 블록 구성도이고, 도 3b는 본 발명의 제2실시예에 따른 스마트 잔류농약 검출 통신장치에 적용된 광학 분광계를 나타내는 분해 사시도이고, 도 3c는 본 발명의 제2실시예에 따른 스마트 잔류농약 검출 통신장치에 있어 센서부의 연산증폭회로를 나타낸 회로도이다.
본 발명의 제2실시예에 따라 센서부(100)는 도 1 및 도 3a에 도시된 바와 같이 농산물의 시료를 담은 튜브(T)에 발광소자(UV LED; D1)로서 빛을 조사하여 투과되는 빛을 수광하는 수광소자(Photo-Diode; D2)로 흡광도를 측정하여 농산물에 잔류하는 농약의 잔류량을 검출하기 위한 구성으로 빛의 흡광도로 잔류농약을 검출토록 함으로써 훨씬 더 간단하고 청결하게 측정케 할 수 있어 바람직하게 된다.
이때, 센서부(100)는 도 3b에 도시된 바와 같이 튜브(T)를 받아들이는 암실로 된 수용홈(115a)을 지니면서 발광소자(D1)의 빛을 튜브(T)로 조사하여 수광소자(D2)로 하여금 수광토록 하는 투과홀(115b)을 지닌 광학 분광계(115); 중앙처리부(200)에서 광학 분광계(115)에 일정 전압을 인가할 수 있도록 신호 변환하는 D/A 컨버터(120); 광학 분광계(115)에 인가된 전압에 의해서 출력되는 전압값을 증폭 처리 및 이를 중앙처리부(200)로 입력하는 연산증폭회로(130)를 포함한다.
광학 분광계(115)의 수용홈(115a)에 농산물의 시료를 담은 튜브(T)를 간단히 삽입시킨 후 튜브(T)에 발광소자(D1)의 빛을 조사한 후 투과되는 빛을 수광소자(D2)에서 수광토록 하여 그 흡광도로서 잔류농약을 신속 정확하게 검출토록 하는 것이다.
튜브(T) 속에 담겨진 농산물의 시료는 농약샘플과 효소(아세틸콜린에스트라제)를 염화나트륨으로서 완충시키면서 혼합하고, 이 효소의 촉매로 반응되는 기질의 변화를 발색액을 통한 농도로 나타내도록 한 상태에서 광학 분광계(115)로서 빛의 투과에 의한 흡광도를 측정케 함으로써 잔류농약을 검출할 수 있도록 한다.
연산증폭회로(130)는 도 3c에 나타낸 바와 같이 제a 연산증폭기(130a) 및 제b 연산증폭기(13b)를 구비하되 이들을 연결 구성하고, 제a 연산증폭기(130a) 및 제b 연산증폭기(130b)를 순차적으로 경유하여 출력되는 최종 출력전압값이 중앙처리부(200)에 입력되도록 구성하고, 나아가 제a 연산증폭기(130a)는 수광소자(D2)에서 얻어진 전압값을 입력받아 음(-) 전압으로 변환하고, 제b 연산증폭기(130b)는 제a 연산증폭기(130a)로부터 출력된 음(-) 전압값을 양(+) 전압으로 변환하여 중앙처리부(200)로 인가토록 구성하여 잔류농약 검출시 낮은 출력전압을 유도 및 이를 사용하여 최소한의 작은 전압의 변화도 쉽게 감지할 수 있도록 함으로써 잔류농약의 검출효율을 높일 수 있도록 한다.
도 4는 본 발명에 따른 스마트 잔류농약 검출 통신장치에 있어 중앙처리부를 나타낸 상세 구성도이다.
중앙처리부(200)는 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 센서부(100)에서의 최종 출력전압값을 입력받아 연산 처리함으로써 농산물에 대한 실질적인 잔류농약 검출수치를 산출해내고, 센서부(100)와 유저인터페이스부(300) 및 무선통신부(400)의 동작을 제어 및 관리하며, 장치(1)에 탑재되거나 또는 인터페이스(Interface)되는 코드리더기(280)로부터 농산물에 부착되어 있는 바코드 또는 QR코드 정보를 획득하기 위한 구성이다.
더욱 구체적으로, 중앙처리부(200)는 센서부(100)의 최종 출력신호를 입력받아 신호 변환하기 위한 A/D 컨버터(210)와, 메인 프로세스(Process) 역할을 수행하는 것으로서 스트립 타입의 전기화학센서에 대한 삽입 상태를 감지하고 센서부(100)에서의 센싱 전압값에 대해 잔류농약 검출수치를 산출하며 농산물의 바코드 또는 QR코드 정보를 획득하는 등 여러 구성요소들의 제어 및 관리를 수행하기 위한 MCU(220)와, 농약 검출시에 필요한 시간을 측정하는 타임 컨트롤부(230)와, 장치(1) 상에서 이루어지는 현재 진행상황과 결과를 알려주는 LCD 디스플레이를 관리하기 위한 LCD 디스플레이 매니저부(240)와, MCU(220)에서 산출된 잔류농약 검출수치 값을 무선통신부(400)에 전달하기 위한 RF 트랜스미션 매니저부(250)와, 농산물의 바코드나 QR코드의 코드를 인식하여 MCU(220)로 입력하기 위한 코드리더 인터페이스부(260)와, 장치(1) 내 장착되는 배터리의 잔여 용량과 PCB 보드의 온도를 감지하여 모니터링하기 위한 배터리 및 보드 모니터링부(270)를 포함한다.
MCU(220)는 신뢰성을 위해 다수 회, 바람직하게는 2~5회에 걸쳐 센서부(100)에서의 센싱 전압값을 읽어 들여 그 값의 평균을 내고, 정확한 데이터 산출을 위해 장치(1) 내 온도에 따라 결정되는 검정식을 사용하여 농약의 PPM값을 얻어내는 등 실질적인 잔류농약 검출수치를 얻어낼 수 있도록 구성함이 바람직하다.
상기 검정식은 장치(1)에 사용되는 PCB 보드의 온도를 모니터링하되, 이때 도출된 온도 값을 이용하여 결정하도록 한 것이며, 장치(1) 내 온도 감지에 따라 보정된 값을 얻어내 잔류농약 검출수치를 보다 정확하게 산출하는데 사용하기 위한 것이다.
또한, MCU(220)는 연산속도를 낮추고 전력소모를 줄일 수 있도록 하여 배터리의 소모를 줄일 수 있도록 구성함이 바람직하다.
타임 컨트롤부(230)는 1초 간격 등으로 타임 인터럽트(Interrupt)를 발생시킬 수 있고, start와 stop 또는 0과 1 등의 함수를 통해서 타임 제어를 수행할 수 있다.
LCD 디스플레이 매니저부(240)는 LCD GUI(그래픽 유저인터페이스)를 표시할 수 있도록 하며, 문자 표시를 위한 다양한 정보를 갖도록 구성함이 바람직하다.
배터리 및 보드 모니터링부(270)는 배터리의 잔여 용량과 PCB 보드의 온도를 모니터링 가능하게 유저인터페이스부(300)의 LCD 모니터(320)를 통해 표시되게 하는 역할을 수행한다.
여기에서, 배터리 및 보드 모니터링부(270)에서 감지되는 PCB 보드의 온도 값은 MCU(220)에서 온도에 따른 검정식을 구분하는데 사용된다.
유저인터페이스부(300)는 사용자 입력에 의한 전원과 선택 기능을 수행하며 장치(1) 상에서 이루어지는 현재 진행상황과 결과를 알려주기 위한 구성이다.
이때, 유저인터페이스부(300)는 전원과 START 등의 선택 기능을 위한 2개의 스위치(310)와, 장치(1) 상에서 현재 진행되는 잔류농약 검출 상황과 결과를 표시하여주기 위한 그래픽 LCD(320)로 구성할 수 있다.
무선통신부(400)는 중앙처리부(200)에서 얻어진 실질적인 잔류농약 검출수치 데이터와 해당 농산물에 부착되어 있는 바코드 또는 QR코드 등의 코드 취득정보를 서버(2)로 무선 전송하기 위한 구성이다.
이때, 무선통신부(400)는 LTE모듈로 구성함이 바람직하며, 이러한 LTE모듈을 통해 장치(1)에서 취득한 정보를 서버(2)로 무선 전송하는 역할을 한다.
또한, 서버(2)는 온라인 서버 또는 오프라인 서버일 수 있으며, 중앙관리서버라 할 수 있다.
도 5a는 본 발명의 제1실시예에 따른 스마트 잔류농약 검출 통신장치의 동작 흐름을 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 제1실시예에 따른 스마트 잔류농약 검출 통신장치(1)의 동작 및 작용을 도 5a를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
장치(1)의 스위치(310) 중 전원스위치를 눌러 전원이 ON되면 장치에 탑재되거나 인터페이스되는 코드리더기(280)로부터 바코드 또는 QR코드 등의 코드 입력을 위한 대기모드가 된다.
이 상태에서 코드리더기(280)로부터 바코드 또는 QR코드 등의 코드 정보가 MCU(220)로 입력되면 해당 농산물의 ID를 그래픽 LCD(320)를 통해 표시한다.
이때, 본 발명의 제1실시예일 경우 도 5a에 도시된 바와 같이 스트립 타입 전기화학센서의 삽입을 위한 대기모드가 된다.
스트립 타입의 전기화학센서를 센서부(100)의 스트립 커넥터(110)에 삽입함에 의해 이러한 삽입이 감지되면, 사용자가 장치(1)의 스위치(310) 중 START 스위치를 누를 때까지 대기한다.
이렇게 잔류농약 검출을 위한 준비를 완료한 상태에서 사용자가 스위치(310) 중 START 스위치를 누르면, 중앙처리부(200)에서 센서부(100)로 일정 전압을 인가함으로써 센서부(100)를 통한 잔류농약 검출을 시작한다.
이때, 센서부(100)에서는 D/A 컨버터(120)에서 스트립 커넥터(110)에 삽입된 전기화학센서 측에 일정 전압을 인가할 수 있도록 신호 변환하는 동작을 수행하며, 연산증폭회로(130)의 제1 연산증폭기(131)가 D/A 컨버터(120)를 통해 나오는 전압값(2V 내외)을 입력받아 보다 낮은 전압(0.8V)으로 변환하고, 제2 연산증폭기(132)가 제1 연산증폭기(131)를 통해 다운된 전압의 출력을 그대로 유지하고, 제3 연산증폭기(133)가 제2 연산증폭기(132)를 통과한 출력전압(0.8V)과 스트립 커넥터(110)에 삽입 배치된 전기화학센서에서 효소와 반응함에 의해 출력되는 전압값을 음(-)의 전압이 되게 변환하고, 제4 연산증폭기(134)가 제3 연산증폭기(133)로부터 출력된 음(-)의 전압값을 양(+)의 전압이 되게 변환하며, 제4 연산증폭기(134)의 출력측에 연결되는 최종 출력단의 저항(R_MCU_N)을 경유하여 최종 출력치를 내보내게 된다.
이에, 중앙처리부(200)는 센서부(100)로부터 최종 출력값을 입력받아 연산 처리하는데, 0~0.6V 영역대(특히, 0.3~0.6V)의 낮은 출력전압치를 사용하며, 이를 통해 농산물에 대한 실질적인 잔류농약 검출수치를 산출해낸다.
이때, 중앙처리부(200)에서는 MCU(220)가 다수 회, 바람직하게는 2~5회에 걸쳐 센서부(100)로부터 센싱 전압값을 읽어 들여 그 값의 평균을 내고, 현재 동작되는 장치(1) 내 온도에 따라 검정식을 결정하여 농약의 PPM값을 얻어내는 등 프로그래밍 처리를 통해 실질적인 잔류농약 검출수치를 산출해낸다.
도 5b는 본 발명의 제2실시예에 따른 스마트 잔류농약 검출 통신장치의 동작 흐름을 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 제2실시예에 따른 스마트 잔류농약 검출 통신장치(1)의 동작 및 작용을 도 1 및 도 5b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
장치(1)의 스위치(310) 중 전원스위치를 눌러 전원이 ON되면 장치에 탑재되거나 인터페이스되는 코드리더기(280)로부터 바코드 또는 QR코드 등의 코드 입력을 위한 대기모드가 된다.
이 상태에서 코드리더기(280)로부터 바코드 또는 QR코드 등의 코드 정보가 MCU(220)로 입력되면 해당 농산물의 ID를 그래픽 LCD(320)를 통해 표시한다.
이때, 본 발명의 제2실시예일 경우 도 5b에 도시된 바와 같이 농산물의 시료를 담은 튜브(T)의 삽입을 위한 대기모드가 된다.
튜브(T)를 센서부(100)의 광학 분광계(115)에 삽입함에 의해 이러한 삽입이 감지되면, 사용자가 장치(1)의 스위치(310) 중 START 스위치를 누를 때까지 대기한다.
이렇게 잔류농약 검출을 위한 준비를 완료한 상태에서 사용자가 스위치(310) 중 START 스위치를 누르면, 중앙처리부(200)에서 센서부(100)로 일정 전압을 인가함으로써 센서부(100)를 통한 잔류농약 검출을 시작한다.
이때, 센서부(100)에서는 D/A 컨버터(120)에서 튜브(T)가 삽입된 광학 분광계(115)에 일정 전압을 인가할 수 있도록 신호 변환하는 동작을 수행하며, 연산증폭회로(130)의 제a 연산증폭기(130a)가 발광소자(D1)의 빛이 튜브(T)를 통과하여 수광소자(D2)로 측정한 흡광도에 따른 전압값을 입력받아 음(-) 전압으로 변환하고, 제b 연산증폭기(130b)가 제a 연산증폭기(130a)로부터 출력된 음(-) 전압값을 양(+) 전압으로 변환하여 중앙처리부(200)로 인가토록 한다.
이에, 중앙처리부(200)는 센서부(100)로부터 최종 출력값을 입력받아 연산 처리하는데, 0~0.6V 영역대(특히, 0.3~0.6V)의 낮은 출력전압치를 사용하며, 이를 통해 농산물에 대한 실질적인 잔류농약 검출수치를 산출해낸다.
이때, 중앙처리부(200)에서는 MCU(220)가 다수 회, 바람직하게는 2~5회에 걸쳐 센서부(100)로부터 센싱 전압값을 읽어 들여 그 값의 평균을 내고, 현재 동작되는 장치(1) 내 온도에 따라 검정식을 결정하여 농약의 PPM값을 얻어내는 등 프로그래밍 처리를 통해 실질적인 잔류농약 검출수치를 산출해낸다.
이후, 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 따라 잔류농약 검출이 완료되면, 중앙처리부(200)에서는 그래픽 LCD(320)에 검출수치를 데이터로 표시하고, 이와 더불어 무선통신부(400)를 통해 서버(2) 측으로 취득한 정보를 무선 전송한다.
이때, 중앙처리부(200)에서는 MCU(220)를 통해 연산 처리하여 산출된 실질적인 잔류농약 검출수치와 더불어 해당 농산물에 부착되어 있는 바코드 또는 QR코드의 코드정보를 서버(2) 측으로 무선 전송한다.
그리고, 제1실시예에 따라 스트립 커넥터(110)에 삽입 배치된 스트립 타입의 전기화학센서를 빼내 제거하거나, 제2실시예에 따라 광학 분광계(115)에 삽입 배치된 튜브(T)를 빼내 제거하면, 중앙처리부(200)는 코드 리더를 위한 대기모드로 전환하여 다시 코드 입력을 대기하도록 한다.
100: 센서부 110: 스트립 커넥터
115 : 광학 분광계 115a : 수용홈
115b : 투과홀 120: D/A 컨버터
130: 연산증폭회로 131: 제1 연산증폭기
132: 제2 연산증폭기 133: 제3 연산증폭기
134: 제4 연산증폭기 130a : 제a 연산증폭기
130b : 제b 연산증폭기 200: 중앙처리부
210: A/D 컨버터 220: MCU
230: 타임 컨트롤부 240: LCD 디스플레이 매니저부
250: RF 트랜스미션 매니저부 260: 코드리더 인터페이스부
270: 배터리 및 보드 모니터링부 280: 코드리더기
300: 유저인터페이스부 310: 스위치
320: 그래픽 LCD 400: 무선통신부
T : 튜브 D1 : 발광소자
D2 : 수광소자

Claims (5)

  1. 농산물의 시료를 담은 튜브(T)에 발광소자(D1)로서 빛을 조사하여 투과되는 빛을 수광하는 수광소자(D2)로 흡광도를 측정하여 농산물에 잔류하는 농약의 잔류량을 검출하기 위한 센서부(100); 상기 센서부(100)에서의 최종 출력전압값을 입력받아 연산 처리함으로써 농산물에 대한 실질적인 잔류농약 검출수치를 산출해내고, 센서부(100)와 유저인터페이스부(300) 및 무선통신부(400)의 동작을 제어 및 관리하며, 장치(1)에 탑재되거나 또는 인터페이스되는 코드리더기(280)로부터 농산물에 부착되어 있는 바코드 또는 QR코드 정보를 획득하기 위한 중앙처리부(200); 상기 중앙처리부(200)를 통해 장치(1) 상에서 현재 진행되는 잔류농약 검출상황과 결과를 표시함과 더불어 사용자 입력에 의한 전원과 선택 기능을 수행하기 위한 유저인터페이스부(300); 상기 중앙처리부(200)에서 얻어진 실질적인 잔류농약 검출수치와 해당 농산물에 부착되어 있는 바코드 또는 QR코드의 취득정보를 서버(2)로 무선 전송하기 위한 무선통신부(400);를 포함하는 스마트 잔류농약 검출 통신장치에 있어서,
    상기 센서부(100)는, 상기 튜브(T)를 받아들이는 암실로 된 수용홈(115a)을 지니면서 상기 발광소자(D1)의 빛을 상기 튜브(T)로 조사하여 상기 수광소자(D2)로 하여금 수광토록 하는 투과홀(115b)을 지닌 광학 분광계(115); 상기 중앙처리부(200)에서 상기 광학 분광계(115)에 일정 전압을 인가할 수 있도록 신호 변환하는 D/A 컨버터(120); 상기 광학 분광계(115)에 인가된 전압에 의해서 출력되는 전압값을 증폭 처리 및 이를 중앙처리부(200)로 입력하는 연산증폭회로(130);를 포함하고,
    상기 연산증폭회로(130)는 제a 연산증폭기(130a) 및 제b 연산증폭기(13b)를 구비하되 이들을 연결 구성하고, 상기 제a 연산증폭기(130a) 및 제b 연산증폭기(130b)를 순차적으로 경유하여 출력되는 최종 출력전압값이 상기 중앙처리부(200)에 입력되도록 구성하고,
    상기 제a 연산증폭기(130a)는 상기 수광소자(D2)에서 얻어진 전압값을 입력받아 음(-) 전압으로 변환하고,
    상기 제b 연산증폭기(130b)는 상기 제a 연산증폭기(130a)로부터 출력된 음(-) 전압값을 양(+) 전압으로 변환하여 상기 중앙처리부(200)로 인가토록 구성하고,
    상기 중앙처리부(200)는, 상기 센서부(100)의 최종 출력신호를 입력받아 신호 변환하기 위한 A/D 컨버터(210); 메인 프로세스 역할을 수행하는 것으로서 상기 센서부(100)에서의 센싱 전압값에 대해 잔류농약 검출수치를 산출하며, 농산물의 바코드 또는 QR코드 정보를 획득하고 장치의 전반적인 제어 및 관리를 수행하기 위한 MCU(220); 농약 검출시에 필요한 시간을 측정하는 타임 컨트롤부(230); 장치(1) 상에서 이루어지는 현재 진행상황과 결과를 알려주는 LCD 디스플레이를 관리하기 위한 LCD 디스플레이 매니저부(240); 상기 MCU(220)에서 산출된 잔류농약 검출수치 값을 무선통신부(400)에 전달하기 위한 RF 트랜스미션 매니저부(250); 상기 코드리더기(280)로부터 농산물의 바코드나 QR코드의 코드를 인식하여 MCU(220)로 입력하기 위한 코드리더 인터페이스부(260); 장치(1) 내 장착되는 배터리의 잔여 용량과 PCB 보드의 온도를 감지하여 모니터링하기 위한 배터리 및 보드 모니터링부(270);를 포함하고,
    상기 MCU(220)는,
    상기 센서부(100)에서의 센싱 전압값을 읽어 들여 그 값의 평균을 내고, 정확한 데이터 산출을 위해 장치 내 온도에 따라 결정되는 검정식을 사용하여 농약의 PPM값을 얻어내 실질적인 잔류농약 검출수치를 산출하되;
    상기 배터리 및 보드 모니터링부(270)에서 감지되는 PCB 보드의 온도값을 이용하여 검정식을 결정하고, 장치(1) 내 온도 감지에 따라 보정된 값을 얻어내 잔류농약 검출수치를 산출하도록 프로그래밍 처리하는 것을 특징으로 하는 스마트 잔류농약 검출 통신장치.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109117606A (zh) * 2018-08-08 2019-01-01 福州瑞芯微电子股份有限公司 设备客户端的drm标准适配方法、装置及硬件保护中间件
CN113049799A (zh) * 2021-03-09 2021-06-29 上海市农业科学院 一种农药利用水平的测定方法、测定装置、存储介质和终端
CN114850067A (zh) * 2022-04-20 2022-08-05 江苏徐海环境监测有限公司 一种农产品质量安全检测装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200238963Y1 (ko) * 2001-04-16 2001-10-11 주식회사 핸손테크놀로지 농산물에 잔류된 농약의 예비검사용 분광광도계

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200238963Y1 (ko) * 2001-04-16 2001-10-11 주식회사 핸손테크놀로지 농산물에 잔류된 농약의 예비검사용 분광광도계

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109117606A (zh) * 2018-08-08 2019-01-01 福州瑞芯微电子股份有限公司 设备客户端的drm标准适配方法、装置及硬件保护中间件
CN109117606B (zh) * 2018-08-08 2020-10-09 瑞芯微电子股份有限公司 设备客户端的drm标准适配方法、装置及硬件保护中间件
CN113049799A (zh) * 2021-03-09 2021-06-29 上海市农业科学院 一种农药利用水平的测定方法、测定装置、存储介质和终端
CN113049799B (zh) * 2021-03-09 2024-04-16 上海市农业科学院 一种农药利用水平的测定方法、测定装置、存储介质和终端
CN114850067A (zh) * 2022-04-20 2022-08-05 江苏徐海环境监测有限公司 一种农产品质量安全检测装置
CN114850067B (zh) * 2022-04-20 2023-12-26 江苏徐海环境监测有限公司 一种农产品质量安全检测装置

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