KR101866702B1 - 클라우드 컴퓨팅을 위한 스마트팜용 통신모듈 분리형 사물인터넷 제어기 및 이를 이용한 제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다양한 형태의 클라우스 컴퓨팅 서버와 통신을 위한 통신모듈을 지원하기 위하여 본 발명의 스마트팜용 사물인터넷 제어기에 무선네트워크인 WIFI, 유선랜 및 LoRa 통신 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있는 통신용 소켓을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기는 센서 연결단자와 ADC 연결단자을 이용하여 온도, 습도, 조도, 풍량 센서의 값을 읽어 상기 클라우드컴퓨팅 서버에 전송하고, 상기 클라우드컴퓨팅 서버에서 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기와 연결된 제어요소인 보일러, 측창, 환기팬을 제어하는 제어명령을 전송받아 이를 구동하는 수단을 제공한다.
이때 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기는 하나 이상을 사용할 수 있고, 각각의 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기는 스마트팜별로 묶어서 사용할 수도 있고, 상기 클라우드 컴퓨팅 서버에 각각 연결되어 상기 클라우드 컴퓨팅 서버의 제어에 따라 각각 별개로 또는 연동되어 동작할 수 있다. 이를 위하여 도4에 아날로그 디지털 신호변환보드를 결합한 형태와 도5에 제어요소 구동을 위한 릴레이보드를 결합한 형태를 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기는 센서 연결단자와 ADC 연결단자을 이용하여 온도, 습도, 조도, 풍량 센서의 값을 읽어 상기 클라우드컴퓨팅 서버에 전송하고, 상기 클라우드컴퓨팅 서버에서 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기와 연결된 제어요소인 보일러, 측창, 환기팬을 제어하는 제어명령을 전송받아 이를 구동하는 수단을 제공한다.
이때 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기는 하나 이상을 사용할 수 있고, 각각의 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기는 스마트팜별로 묶어서 사용할 수도 있고, 상기 클라우드 컴퓨팅 서버에 각각 연결되어 상기 클라우드 컴퓨팅 서버의 제어에 따라 각각 별개로 또는 연동되어 동작할 수 있다. 이를 위하여 도4에 아날로그 디지털 신호변환보드를 결합한 형태와 도5에 제어요소 구동을 위한 릴레이보드를 결합한 형태를 제공한다.
Description
본 발명은 클라우스 컴퓨팅 서버와 통신을 통하여 운영되는 스마트팜용 사물인터넷(IOT) 제어기에 관한 것이다.
본 발명 이전의 선행기술로는 제어용 펌웨어와 웹페이지 데이터를 저장관리하는 제어모듈과 피제어기를 제어하는 인터페이스 모듈을 구비하는 서버와 클라이언트 기능을 구비한 네트워크 장치에 관한 발명이 있고, 서보 모터와 외부연결 네트워크를 구비하는 로봇제어기와 네트워크 관리서버로 구성되는 네크워크 기반의 탑재형 로봇제어 시스템이 제시되어 있으나, 본 발명과 센서와 구동부를 통합하는 통신형네트워크제어보드와 클라우스 시스템을 구비하는 점에서 차이가 있다.
또 다른 선행기술로 정보가전기기와 유무선으로 연결되는 홈서버와 게이트웨이에 관한 발명이 있다. 그러나 이러한 기술은 가전 제품들을 단순히 구동하고 정지하는 정도의 구동으로 본발명의 환경 계측과 제어시스템과는 차이가 있다.
본 발명은 스마트팜 시스템 구축에 있어서, 다양한 통신환경에 적용될 수 있는 호환성을 가진 스마트팜용 사물인터넷 제어기를 제공하고자 하는 것으로, 통신선과 먼곳이든, 가까운 곳이든 구별없이 안정적이고, 신뢰성있는 통신네트워크를 제공하고자 한다.
가정용 wfi를 사용할 수 있는 환경의 농장과 이를 사용할 수 없는 농장을 연결하는 등의 경우 서로 다른 제어보드를 개발하거나 사용하여야 하는 문제점 등으로 시스템의 구성이 복잡해지고 오동작이 있는 경우 문제점을 찾는 것부터 어려운 경우가 많다.
이러한 근본적인 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 무선네트워크인 WIFI, 유선랜 및 LoRa 통신 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있는 범용 통신부를 구비한 스마트팜용 사물인터넷 제어기를 제공하고자 한다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 다양한 형태의 클라우드 컴퓨팅 서버와 통신을 위한 통신모듈을 지원하는 것이 제1 목적이다.
이를 위하여 스마트팜용 사물인터넷 제어기에 무선네트워크인 WIFI, 유선랜 및 LoRa 통신 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있는 통신용 소켓을 제공한다.
이러한 구성에 의하여 클라우스 컴퓨팅 서버와 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기와 여러 가지 형태의 통신 네트워크를 구성할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기는 센서 연결단자와 ADC(Analog to Digital Converter) 연결 단자을 이용하여 온도, 습도, 조도, 풍량 센서의 값을 읽어 상기 클라우드컴퓨팅 서버에 전송하고, 상기 클라우드컴퓨팅 서버에서 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기와 연결된 제어요소인 보일러, 측창, 환기팬을 제어하는 제어명령을 전송받아 이를 구동하는 수단을 제공한다.
이때 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기는 하나 이상을 사용할 수 있고, 각각의 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기는 스마트팜 별로 묶어서 사용할 수도 있고, 상기 클라우드 컴퓨팅 서버에 각각 연결되어 상기 클라우드 컴퓨팅 서버의 제어에 따라 각각 별개로 또는 연동되어 동작할 수 있다. 이를 위하여 도4에 아날로그 디지털 신호변환보드(ADC Board)를 결합한 형태와 도5에 제어요소 구동을 위한 릴레이보드(Relay Board)를 결합한 형태를 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은 기존의 온실에 적용되었던 온실제어기를 상기 클라우드 컴퓨팅 서버와 연결하는 수단을 제공하는 것이다. 즉, 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기에 구비된 범용직렬통신 방식인 RS232C 또는 485 통신 컨넥터를 제공하고, 이를 통하여 상기 온실제어기로부터 센서 값을 전달받아 상기 클라우드 컴퓨팅 서버로 전송하거나, 상기 클라우드 컴퓨팅 서버에서 제어요소를 제어하라는 명령을 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기의 RS232C 또는 485 통신을 통하여 상기 온실제어기에 전달하여 온실을 제어할 수 있도록 한다.
이 경우 기존의 개개의 온실에 적용되었던 상기 온실제어기와 통신할 수 있는 프로토콜은 상기 클라우드 컴퓨팅 서버에 각 제조사별로 모델별로 저장된 데이터베이스로부터 자료를 받아 사용할 수 있다.
만약, 제어 프로토콜을 모른다면, 상기 기존의 개개의 온실에 적용되었던, 제어기를 제거하고, 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기에 아날로그 디지털 신호변환보드를 결합한 형태의 센싱보드와 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기에 릴레이보드를 결합한 주변장치제어보드를 상기 클라우드컴퓨팅 서버와 연동하여 제어시스템을 구성하고, 상기 센싱보드에 기존의 센서를 연결하고, 상기 주변장치제어보드에 상기 제어요소 등을 결합하고, 상기 센서의 정보와 제어요소의 정보는 상기 클라우드컴퓨팅 서버로부터 제공받아 제어시스템을 구성할 수 있다.
본 발명의 클라우드컴퓨팅 서버를 이용한 스마트팜 시스템의 장점은 장치의 호환성과 시스템 설치의 간편성이다. 기존의 스마트팜은 주제어기에 모든 주변장치들이 연결되어야 했기 때문에 설치에 시간이 많이 걸리고, 고장이나면 모든 부분을 점검해야하는 문제가 있었다.
클라우드컴퓨팅 서버를 이용한 스마트팜 시스템은 크게는 센싱부와 제어요소제어부로 나뉘고, 센서와 센싱부의 연결 및 센서의 종류와 모델의 확인, 제어요소제어부와 제어요소의 연결과 제어요소의 종류와 모델을 확인하면 스마트팜(농장 또는 온실)에서의 시스템 설치는 모두 끝난다. 이후 상기 클라우드컴퓨팅 서버에 상기 스파트팜 농장의 정보를 데이터베이스(Data Base)화하여 자료를 생성하고, 상기 센서와 제어요소의 종류와 모델 설치된 포트를 입력하면 스마트팜별로 특별히 다르게 프로그램을 변경하지 않아도 스마트팜의 기본 동작이 완성된다. 센서부와 제어요소제어부 및 각각의 연결 포트가 독립되어 상기 클라우드 컴퓨팅서버에서 모니터링되기 때문에 고장의 원인을 찾기 쉽다.
본 발명에서는 상기와 같은 방법을 이용하여 클라우드컴퓨팅 서버를 이용한 스마트팜 시스템의 설치방법을 제공한다.
상기 스마트팜 시스템의 설치방법은,
스마트팜 시스템은 스마트팜용사물인터넷제어기, 센싱부와 제어요소제어부로 구성되고, 센서와 센싱부의 연결 및 센서의 종류와 모델의 확인단계(S1); 및 제어요소제어부와 제어요소의 연결과 제어요소의 종류와 모델을 확인단계(S2); 및 상기 클라우드컴퓨팅 서버에 상기 스파트팜 시스템에 설치된 상기 센서의 종류와 모델 및 상기 제어요소의 종류와 모델을 농장정보로써 상기 클라우드컴퓨팅 서버에 스마트팜 정보를 데이터베이스(Data Base)화하여 자료를 생성하고 저장하는단계(S3); 및 상기 센서와 제어요소의 종류와 모델이 상기 스마트팜용사물인터넷제어기의 포트 몇 번에 연결되었는지를 상기 스마트팜 정보를 데이터베이스에 입력하는 단계(S4);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 것이 가능한 이유는 상기 WIFI, 유선랜 및 LoRa 통신을 하나의 소켓을 사용하여 호환되도록 제공했기 때문이다. 센싱부 중 일부는 wifi를 사용할 수 있지만, 나머지는 그렇지 못한 경우 LoRa통신을 사용한다하여도 스마트팜 시스템의 구성에 아무런 영향이 없기 때문이다.
이를 위하여 무선네트워크인 WIFI, 유선랜 및 LoRa 통신 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있는 통신용 소켓; 및 RS232C 또는 485 직렬통신 소켓; 및 아날로그 디지털 신호변환보드 또는 릴레이보드 중 어느 하나를 결합할 수 있는 컨넥터를 구비하는 것을 특징으로 하는 스마트팜용 사물인터넷 제어기를 제공한다. 또한, 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기는 상기 아날로그 디지털 신호변환보드의 센서 연결단자에 온도, 습도, 조도, 풍량 센서의 값을 읽어 상기 클라우드컴퓨팅 서버에 아날로그 값을 디지털로 변환한 데이터를 전송하고, 상기 클라우드컴퓨팅 서버에서 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기와 연결된 제어요소인 보일러, 측창, 환기팬을 제어하는 제어명령을 전송받아 이를 구동하는 것을 특징으로 하는 스마트팜용 사물인터넷 제어기를 제공한다.
또한, 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기는 하나 이상을 사용할 수 있고, 각각의 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기는 스마트팜 별로 묶어서 사용할 수도 있고, 상기 클라우드 컴퓨팅 서버에 각각 연결되어 상기 클라우드 컴퓨팅 서버의 제어에 따라 각각 별개로 또는 연동되어 동작할 수 있는 것을 특징으로 하는 스마트팜용 사물인터넷 제어기를 제공한다.
또한, 본 발명은 무선네트워크인 WIFI, 유선랜 및 LoRa 통신 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있는 통신용 소켓; 및 RS232C 또는 485 직렬통신 소켓; 및 아날로그 디지털 신호변환보드 또는 릴레이보드 중 어느 하나를 결합할 수 있는 컨넥터와 온도, 습도, 조도, 풍량 센서의 값을 읽어 들이는 센싱부와 보일러, 측창, 환기팬으로 구성되는 제어요소제어부를 구비하는 스마트팜용 사물인터넷제어기와 센서 데이터베이스, 제어기 데이터베이스 및 제어요소 데이터베이스를 구비하는 클라우드컴퓨팅 서버로 구성되는 스마트팜 시스템의 설치방법에 있어서,
상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기가 상기 아날로그 디지털 신호변환보드에 연결된 센싱부의 센싱 값을 상기 클라우드컴퓨팅 서버에 전송하고, 상기 클라우드컴퓨팅 서버가 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기와 연결된 제어요소부를 제어하는 제어명령을 전송하여 상기 스마트팜 시스템을 구동하기 위하여,
상기 스마트팜용 사물인터넷제어기에 연결된 상기 센서와 센싱부의 연결 및 센서의 종류와 모델의 확인단계(S1); 및
상기 제어요소제어부와 제어요소의 연결과 제어요소의 종류와 모델을 확인단계(S2); 및
상기 클라우드컴퓨팅 서버에 상기 스파트팜 시스템에 설치된 상기 센서의 종류와 모델 및 상기 제어요소의 종류와 모델을 농장정보로써 상기 클라우드컴퓨팅 서버에 스마트팜 정보를 데이터베이스(Data Base)화하여 자료를 생성하고 저장하는단계(S3); 및
상기 센서와 제어요소의 종류와 모델이 상기 스마트팜용 사물인터넷제어기의 포트 몇 번에 연결되었는지 상기 스마트팜 정보를 데이터베이스에 입력하는 단계(S4); 및
상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기는 스마트팜 별로 묶어서 사용하고, 상기 클라우드 컴퓨팅 서버에 각각 연결되어 상기 클라우드 컴퓨팅 서버의 제어에 따라 여러 개의 스마트팜용 사물인터넷 제어기를 연동하여 동작하고,
상기 스마트팜용 사물인터넷제어기를 사용하지 않는 온실의 경우 상기 스마트팜용 사물인터넷제어기와 상기 온실용 제어기와 통신할 수 있는 통신프로토콜을 상기 클라우드 컴퓨팅 서버에서 각 제조사별로 저장된 데이터베이스로부터 자료를 받아 사용하는 것을 특징으로 하는 스마트팜용 사물인터넷 제어기와 클라우드컴퓨팅 서버를 이용한 스마트팜 시스템의 설치방법을 제공한다.
또한, 무선네트워크인 WIFI, 유선랜 및 LoRa 통신 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있는 통신용 소켓; 및 RS232C 또는 485 직렬통신 소켓; 및 아날로그 디지털 신호변환보드 또는 릴레이보드 중 어느 하나를 결합할 수 있는 컨넥터와 온도, 습도, 조도, 풍량 센서의 값을 읽어 들이는 센싱부와 보일러, 측창, 환기팬으로 구성되는 제어요소제어부를 구비하는 스마트팜용 사물인터넷제어기와 센서 데이터베이스, 제어기 데이터베이스 및 제어요소 데이터베이스를 구비하는 클라우드컴퓨팅 서버로 구성되는 스마트팜 시스템의 설치방법에 있어서,
상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기가 상기 아날로그 디지털 신호변환보드에 연결된 센싱부의 센싱 값을 상기 클라우드컴퓨팅 서버에 전송하고, 상기 클라우드컴퓨팅 서버가 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기와 연결된 제어요소부를 제어하는 제어명령을 전송하여 상기 스마트팜 시스템을 구동하기 위하여,
상기 스마트팜용 사물인터넷제어기에 연결된 상기 센서와 센싱부의 연결 및 센서의 종류와 모델의 확인단계(S1); 및
상기 제어요소제어부와 제어요소의 연결과 제어요소의 종류와 모델을 확인단계(S2); 및
상기 클라우드컴퓨팅 서버에 상기 스파트팜 시스템에 설치된 상기 센서의 종류와 모델 및 상기 제어요소의 종류와 모델을 농장정보로써 상기 클라우드컴퓨팅 서버에 스마트팜 정보를 데이터베이스(Data Base)화하여 자료를 생성하고 저장하는단계(S3); 및
상기 센서와 제어요소의 종류와 모델이 상기 스마트팜용 사물인터넷제어기의 포트 몇 번에 연결되었는지 상기 스마트팜 정보를 데이터베이스에 입력하는 단계(S4); 및
상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기는 스마트팜 별로 묶어서 사용할 수도 있고, 상기 클라우드 컴퓨팅 서버에 각각 연결되어 상기 클라우드 컴퓨팅 서버의 제어에 따라 여러개의 스마트팜용 사물인터넷 제어기가 별개로 또는 연동되어 동작할 수 있으며,
상기 스마트팜용 사물인터넷제어기를 사용하지 않는 온실의 경우 상기 스마트팜용 사물인터넷제어기와 상기 온실용 제어기와 통신할 수 있는 통신프로토콜을 모르는 경우 상기 온실용 제어기를 제거하고, 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기에 아날로그 디지털 신호변환보드를 결합한 형태의 센싱보드와 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기에 릴레이보드를 결합한 주변장치제어보드를 상기 클라우드컴퓨팅 서버와 연동하여 제어시스템을 구성하고, 상기 센싱보드에 상기 온실의 센서를 연결하고, 상기 주변장치제어보드에 상기 온실의 제어요소를 결합하는 것을 특징으로 하는 스마트팜용 사물인터넷 제어기와 클라우드컴퓨팅 서버를 이용한 스마트팜 시스템의 설치방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 무선네트워크인 WIFI, 유선랜 및 LoRa 통신 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있는 통신용 소켓; 및 RS232C 또는 485 직렬통신 소켓; 및 아날로그 디지털 신호변환보드 또는 릴레이보드 중 어느 하나를 결합할 수 있는 컨넥터와 온도, 습도, 조도, 풍량 센서의 값을 읽어 들이는 센싱부와 보일러, 측창, 환기팬으로 구성되는 제어요소제어부를 구비하는 스마트팜용 사물인터넷제어기와 센서 데이터베이스, 제어기 데이터베이스 및 제어요소 데이터베이스를 구비하는 클라우드컴퓨팅 서버로 구성되는 스마트팜 시스템의 설치방법에 있어서,
상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기가 상기 아날로그 디지털 신호변환보드에 연결된 센싱부의 센싱 값을 상기 클라우드컴퓨팅 서버에 전송하고, 상기 클라우드컴퓨팅 서버가 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기와 연결된 제어요소부를 제어하는 제어명령을 전송하여 상기 스마트팜 시스템을 구동하기 위하여,
상기 스마트팜용 사물인터넷제어기에 연결된 상기 센서와 센싱부의 연결 및 센서의 종류와 모델의 확인단계(S1); 및
상기 제어요소제어부와 제어요소의 연결과 제어요소의 종류와 모델을 확인단계(S2); 및
상기 클라우드컴퓨팅 서버에 상기 스파트팜 시스템에 설치된 상기 센서의 종류와 모델 및 상기 제어요소의 종류와 모델을 농장정보로써 상기 클라우드컴퓨팅 서버에 스마트팜 정보를 데이터베이스(Data Base)화하여 자료를 생성하고 저장하는단계(S3); 및
상기 센서와 제어요소의 종류와 모델이 상기 스마트팜용 사물인터넷제어기의 포트 몇 번에 연결되었는지 상기 스마트팜 정보를 데이터베이스에 입력하는 단계(S4); 및
상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기는 스마트팜 별로 묶어서 사용하고, 상기 클라우드 컴퓨팅 서버에 각각 연결되어 상기 클라우드 컴퓨팅 서버의 제어에 따라 여러 개의 스마트팜용 사물인터넷 제어기를 연동하여 동작하고,
상기 스마트팜용 사물인터넷제어기를 사용하지 않는 온실의 경우 상기 스마트팜용 사물인터넷제어기와 상기 온실용 제어기와 통신할 수 있는 통신프로토콜을 상기 클라우드 컴퓨팅 서버에서 각 제조사별로 저장된 데이터베이스로부터 자료를 받아 사용하는 것을 특징으로 하는 스마트팜용 사물인터넷 제어기와 클라우드컴퓨팅 서버를 이용한 스마트팜 시스템의 설치방법을 제공한다.
또한, 무선네트워크인 WIFI, 유선랜 및 LoRa 통신 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있는 통신용 소켓; 및 RS232C 또는 485 직렬통신 소켓; 및 아날로그 디지털 신호변환보드 또는 릴레이보드 중 어느 하나를 결합할 수 있는 컨넥터와 온도, 습도, 조도, 풍량 센서의 값을 읽어 들이는 센싱부와 보일러, 측창, 환기팬으로 구성되는 제어요소제어부를 구비하는 스마트팜용 사물인터넷제어기와 센서 데이터베이스, 제어기 데이터베이스 및 제어요소 데이터베이스를 구비하는 클라우드컴퓨팅 서버로 구성되는 스마트팜 시스템의 설치방법에 있어서,
상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기가 상기 아날로그 디지털 신호변환보드에 연결된 센싱부의 센싱 값을 상기 클라우드컴퓨팅 서버에 전송하고, 상기 클라우드컴퓨팅 서버가 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기와 연결된 제어요소부를 제어하는 제어명령을 전송하여 상기 스마트팜 시스템을 구동하기 위하여,
상기 스마트팜용 사물인터넷제어기에 연결된 상기 센서와 센싱부의 연결 및 센서의 종류와 모델의 확인단계(S1); 및
상기 제어요소제어부와 제어요소의 연결과 제어요소의 종류와 모델을 확인단계(S2); 및
상기 클라우드컴퓨팅 서버에 상기 스파트팜 시스템에 설치된 상기 센서의 종류와 모델 및 상기 제어요소의 종류와 모델을 농장정보로써 상기 클라우드컴퓨팅 서버에 스마트팜 정보를 데이터베이스(Data Base)화하여 자료를 생성하고 저장하는단계(S3); 및
상기 센서와 제어요소의 종류와 모델이 상기 스마트팜용 사물인터넷제어기의 포트 몇 번에 연결되었는지 상기 스마트팜 정보를 데이터베이스에 입력하는 단계(S4); 및
상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기는 스마트팜 별로 묶어서 사용할 수도 있고, 상기 클라우드 컴퓨팅 서버에 각각 연결되어 상기 클라우드 컴퓨팅 서버의 제어에 따라 여러개의 스마트팜용 사물인터넷 제어기가 별개로 또는 연동되어 동작할 수 있으며,
상기 스마트팜용 사물인터넷제어기를 사용하지 않는 온실의 경우 상기 스마트팜용 사물인터넷제어기와 상기 온실용 제어기와 통신할 수 있는 통신프로토콜을 모르는 경우 상기 온실용 제어기를 제거하고, 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기에 아날로그 디지털 신호변환보드를 결합한 형태의 센싱보드와 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기에 릴레이보드를 결합한 주변장치제어보드를 상기 클라우드컴퓨팅 서버와 연동하여 제어시스템을 구성하고, 상기 센싱보드에 상기 온실의 센서를 연결하고, 상기 주변장치제어보드에 상기 온실의 제어요소를 결합하는 것을 특징으로 하는 스마트팜용 사물인터넷 제어기와 클라우드컴퓨팅 서버를 이용한 스마트팜 시스템의 설치방법을 제공한다.
본 발명은 하나의 스마트팜용 사물인터넷 제어기에 통신모듈로 여러 가지 모듈을 사용할 수 있도록 함으로써, 통신 호환성을 높였고, 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기에 입력모듈과 출력모듈을 착탈 가능하게 모듈화하고, 일반 범용직렬통신 모듈을 구비함으로써, 기존의 온실제어기와의 호환성을 높였다.
따라서, 통신환경에 따라 필요한 통신모듈을 사용하여 클라우트컴퓨팅 서버와 연결할 수 있는 통신환경을 쉽게 구축하고, 기존의 온실제어기 역시 쉽게 상기 클라우트 컴퓨팅 서버와 연결할 수 있는 수단을 제공함으로써, 온실자동화가 된 시설이든 아니든 쉽게 클라우트팜 시설을 구축할 수 있는 훌륭한 수단을 제공한다.
도 1은 본 발명의 스마트팜용 사물인터넷 제어기의 구성도 이다.
도 2는 본 발명의 스마트팜용 사물인터넷 제어기에 적용할 수 있는 통신모듈이다.
도 3은 본 발명의 스마트팜용 사물인터넷 제어기에 기존의 개개 온실에 적용되었던 제어기를 통신을 통하여 연결한 것이다.
도 4는 본 발명의 스마트팜용 사물인터넷 제어기에 ADC 보드를 결합한 사진이다.
도 5는본 발명의 스마트팜용 사물인터넷 제어기에 릴레이 보드를 결합한 사진이다.
도 6은 본 발명의 스마트팜용 사물인터넷 제어기와 클라우트 컴퓨팅 서버를 이용한 스마트팜 제어시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명의 스마트팜용 사물인터넷 제어기에 적용할 수 있는 통신모듈이다.
도 3은 본 발명의 스마트팜용 사물인터넷 제어기에 기존의 개개 온실에 적용되었던 제어기를 통신을 통하여 연결한 것이다.
도 4는 본 발명의 스마트팜용 사물인터넷 제어기에 ADC 보드를 결합한 사진이다.
도 5는본 발명의 스마트팜용 사물인터넷 제어기에 릴레이 보드를 결합한 사진이다.
도 6은 본 발명의 스마트팜용 사물인터넷 제어기와 클라우트 컴퓨팅 서버를 이용한 스마트팜 제어시스템 구성도이다.
본 발명은 클라우스 컴퓨팅 서버와 통신을 통하여 운영되는 스마트팜용 사물인터넷(IOT, Internet Of Things) 제어기에 관한 것이다.
본 발명은 특징은 다양한 형태의 클라우스 컴퓨팅 서버와 통신을 위한 통신모듈을 지원하는 것이 제1 목적이다. 이를 위하여 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기에는 가장 기본적인 무선네트워크인 WIFI, 유선랜 및 LoLa 통신을 제공한다. 이들 모듈을 하나의 소켓을 사용하여 호환되도록 하는 것이 가장 큰 장점 중에 하나이다.
이렇게 구성함으로써 기본적인 클라우스 컴퓨팅 서버와의 통신 네트워크 형태에 따라 다양한 네트워크를 사용할 수 있도록 한다. 값싼 WIFI 네트워크를 사용할 수 있는 지역에서는 WIFI를, 안정적인 유선랜이 사용가능한 지역네서는 유선랜을, 이러한 네트워크의 이용이 불가능한 지역에서는 LOLA 통신을 사용자가 선택할 수 있도록 시스템을 구성할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기는 2가지 방식의 클라우드 컴퓨팅을 제공한다. 하나는 독자적인 센서 연결단자와 ADC 연결단자을 이용하여 온도, 습도, 조도, 풍량 센서의 값을 읽어들여 상기 클라우드컴퓨팅 서버에 전송하고 전송된 결과 제어요소, 보일러, 측창, 환기팬 등의 제어요소 제어방법을 전송받아 이를 구동하는 일을 한다. 이때 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기는 하나 이상을 사용할 수 있고, 각각의 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기는 스마트팜별로 묶어서 사용할 수도 있고, 상기 클라우드 컴퓨팅 서버에 각각 연결되어 상기 클라우드 컴퓨팅 서버의 제어에 따라 각각 별개로 또는 연동되어 동작할 수 있다.
이를 위하여 도4에 아날로그 디지털 신호변환보드를 결합한 형태와 도5에 제어요소 구동을 위한 릴레이보드를 결합한 형태를 제공한다.
또 다른 사용방법으로는 기존의 개개의 온실에 적용되었던, 제어기를 상기 클라우드 컴퓨팅 서버와 연결하는 방법을 제공하는 것이다. RS232C 또는 485 통신을 통하여 기존의 제어기로부터 센서 값을 전달받아 상기 클라우드 컴퓨팅 서버로 전송하거나, 상기 클라우드 컴퓨팅 서버에서 제어요소를 제어하라는 명령을 상기 RS232C 또는 485 통신을 통하여 기존의 개개 온실에 적용되었던 제어기에 전달할 수 있다.
이 경우 상기 기존의 개개의 온실에 적용되었던, 제어기와 통신할 수 있는 프로토콜은 상기 클라우드 컴퓨팅 서버에 각 제조사별로 모델별로 저장된 데이터베이스로부터 자료를 받아 사용할 수 있다.
만약, 제어 프로토콜을 모른다면, 상기 기존의 개개의 온실에 적용되었던, 제어기를 제거하고, 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기에 아날로그 디지털 신호변환보드를 결합한 형태의 센싱보드와 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기에 릴레이보드를 결합한 주변장치제어보드를 상기 클라우드컴퓨팅 서버와 연동하여 제어시스템을 구성하고, 상기 센싱보드에 기존의 센서를 연결하고, 상기 주변장치제어보드에 상기 제어요소 등을 결합하고, 상기 센서의 정보와 제어요소의 정보는 상기 클라우드컴퓨팅 서버로부터 제공받아 제어시스템을 구성할 수 있다.
기존의 스마트팜과 클라우드컴퓨팅을 이용한 스마트팜 시스템의 차이점은 호환성과 시스템 설치이다. 기존의 스마트팜은 주제어기에 모든 주변장치들이 연결되어야 하기 때문에 설치에 시간이 많이 걸리고, 고장이나면 모든 부분을 점검해야하는 문제가 있었다.
클라우드컴퓨팅을 이용한 스마트팜 시스템은 크게는 센싱부와 제어요소제어부로 나뉘고, 센서와 센싱부의 연결 및 센서의 종류와 모델확인, 제어요소제어부와 제어요소의 배선과 제어요소의 종류와 모델을 확인하면 스마트팜에서의 시스템 설치는 모두 끝난다. 이후 상기 클라우드 컴퓨팅서버에 상기 스파트팜DB를 생성하고, 상기 센서와 제어요소의 종류와 모델 설치된 포트를 입력하면 기본 동작이 된다. 센서부와 제어요소제어부 및 각각의 연결 포트가 독립되어 상기 클라우드 컴퓨팅서버에서 모니터링되기 때문에 고장의 원인을 찾기 쉽다.
이러한 것이 가능한 이유는 상기 WIFI, 유선랜 및 LoLa 통신을 하나의 소켓을 사용하여 호환되도록 제공했기 때문이다. 센싱부중 일부는 wifi를 사용할 수 있지만, 나머지는 그렇지 못한 경우 Lola통싱을 사용한다하여도 스마트팜 시스템의 구성에 아무런 영향이 없기 때문이다.
100 : 전원부
200 : Base 보드(스마트팜용 사물인터넷 제어기)
210 : RS232/485 통신 단자
220 : 센서연결단자
230 : ADC/ Relay 보드 연결단자
240 : 통신모듈 연결단자
250 : WiFi 모듈
260 : 무선로라 모듈
270 : 유선랜 모듈
200 : Base 보드(스마트팜용 사물인터넷 제어기)
210 : RS232/485 통신 단자
220 : 센서연결단자
230 : ADC/ Relay 보드 연결단자
240 : 통신모듈 연결단자
250 : WiFi 모듈
260 : 무선로라 모듈
270 : 유선랜 모듈
Claims (4)
- 무선네트워크인 WIFI, 유선랜 및 LoRa 통신 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있는 통신용 소켓; 및 RS232C 또는 485 직렬통신 소켓; 및 아날로그 디지털 신호변환보드 또는 릴레이보드 중 어느 하나를 결합할 수 있는 컨넥터와 온도, 습도, 조도, 풍량 센서의 값을 읽어 들이는 센싱부와 보일러, 측창, 환기팬으로 구성되는 제어요소제어부를 구비하는 스마트팜용 사물인터넷제어기와 센서 데이터베이스, 제어기 데이터베이스 및 제어요소 데이터베이스를 구비하는 클라우드컴퓨팅 서버로 구성되는 스마트팜 시스템의 설치방법에 있어서,
상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기가 상기 아날로그 디지털 신호변환보드에 연결된 센싱부의 센싱 값을 상기 클라우드컴퓨팅 서버에 전송하고, 상기 클라우드컴퓨팅 서버가 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기와 연결된 제어요소부를 제어하는 제어명령을 전송하여 상기 스마트팜 시스템을 구동하기 위하여,
상기 스마트팜용 사물인터넷제어기에 연결된 상기 센서와 센싱부의 연결 및 센서의 종류와 모델의 확인단계(S1); 및
상기 제어요소제어부와 제어요소의 연결과 제어요소의 종류와 모델을 확인단계(S2); 및
상기 클라우드컴퓨팅 서버에 상기 스마트팜 시스템에 설치된 상기 센서의 종류와 모델 및 상기 제어요소의 종류와 모델을 농장정보로써 상기 클라우드컴퓨팅 서버에 스마트팜 정보를 데이터베이스(Data Base)화하여 자료를 생성하고 저장하는단계(S3); 및
상기 센서와 제어요소의 종류와 모델이 상기 스마트팜용 사물인터넷제어기의 포트 몇 번에 연결되었는지 상기 스마트팜 정보를 데이터베이스에 입력하는 단계(S4); 및
상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기는 스마트팜 별로 묶어서 사용하고, 상기 클라우드 컴퓨팅 서버에 각각 연결되어 상기 클라우드 컴퓨팅 서버의 제어에 따라 여러 개의 스마트팜용 사물인터넷 제어기를 연동하여 동작하고,
상기 스마트팜용 사물인터넷제어기를 사용하지 않는 온실의 경우 상기 스마트팜용 사물인터넷제어기와 온실용 제어기와 통신할 수 있는 통신프로토콜을 상기 클라우드 컴퓨팅 서버에서 각 제조사별로 저장된 데이터베이스로부터 자료를 받아 사용하는 것을 특징으로 하는 스마트팜용 사물인터넷 제어기와 클라우드컴퓨팅 서버를 이용한 스마트팜 시스템의 설치방법. - 무선네트워크인 WIFI, 유선랜 및 LoRa 통신 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있는 통신용 소켓; 및 RS232C 또는 485 직렬통신 소켓; 및 아날로그 디지털 신호변환보드 또는 릴레이보드 중 어느 하나를 결합할 수 있는 컨넥터와 온도, 습도, 조도, 풍량 센서의 값을 읽어 들이는 센싱부와 보일러, 측창, 환기팬으로 구성되는 제어요소제어부를 구비하는 스마트팜용 사물인터넷제어기와 센서 데이터베이스, 제어기 데이터베이스 및 제어요소 데이터베이스를 구비하는 클라우드컴퓨팅 서버로 구성되는 스마트팜 시스템의 설치방법에 있어서,
상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기가 상기 아날로그 디지털 신호변환보드에 연결된 센싱부의 센싱 값을 상기 클라우드컴퓨팅 서버에 전송하고, 상기 클라우드컴퓨팅 서버가 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기와 연결된 제어요소부를 제어하는 제어명령을 전송하여 상기 스마트팜 시스템을 구동하기 위하여,
상기 스마트팜용 사물인터넷제어기에 연결된 상기 센서와 센싱부의 연결 및 센서의 종류와 모델의 확인단계(S1); 및
상기 제어요소제어부와 제어요소의 연결과 제어요소의 종류와 모델을 확인단계(S2); 및
상기 클라우드컴퓨팅 서버에 상기 스마트팜 시스템에 설치된 상기 센서의 종류와 모델 및 상기 제어요소의 종류와 모델을 농장정보로써 상기 클라우드컴퓨팅 서버에 스마트팜 정보를 데이터베이스(Data Base)화하여 자료를 생성하고 저장하는단계(S3); 및
상기 센서와 제어요소의 종류와 모델이 상기 스마트팜용 사물인터넷제어기의 포트 몇 번에 연결되었는지 상기 스마트팜 정보를 데이터베이스에 입력하는 단계(S4); 및
상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기는 스마트팜 별로 묶어서 사용할 수도 있고, 상기 클라우드 컴퓨팅 서버에 각각 연결되어 상기 클라우드 컴퓨팅 서버의 제어에 따라 여러개의 스마트팜용 사물인터넷 제어기가 별개로 또는 연동되어 동작할 수 있으며,
상기 스마트팜용 사물인터넷제어기를 사용하지 않는 온실의 경우 상기 스마트팜용 사물인터넷제어기와 온실용 제어기와 통신할 수 있는 통신프로토콜을 모르는 경우 상기 온실용 제어기를 제거하고, 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기에 아날로그 디지털 신호변환보드를 결합한 형태의 센싱보드와 상기 스마트팜용 사물인터넷 제어기에 릴레이보드를 결합한 주변장치제어보드를 상기 클라우드컴퓨팅 서버와 연동하여 제어시스템을 구성하고, 상기 센싱보드에 상기 온실의 센서를 연결하고, 상기 주변장치제어보드에 상기 온실의 제어요소를 결합하는 것을 특징으로 하는 스마트팜용 사물인터넷 제어기와 클라우드컴퓨팅 서버를 이용한 스마트팜 시스템의 설치방법. - 삭제
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