KR102154591B1 - 모바일 어플리케이션을 이용한 ＩｏＴ 모듈 제어를 위한 장치 및 방법 - Google Patents

모바일 어플리케이션을 이용한 ＩｏＴ 모듈 제어를 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 호스팅받은 웹서버를 통하여 센서 모듈과 모바일 어플리케이션을 연결하여 사용자가 공간적인 제약없이 실시간 모니터링 및 제어 모듈의 원격 제어를 가능하도록 한 모바일 어플리케이션을 이용한 IoT 모듈 제어를 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, IoT 모듈 제어를 위한 어플리케이션이 탑재하고, 웹 서버를 통하여 센서 모듈로부터 받은 센서 결과값을 받아 원격의 모니터링 대상 지역을 원격 모니터링을 하고, 모니터링 대상 지역의 구동 모듈 전원 제어 및 환경 제어를 위한 제어 신호를 전송하는 스마트 단말;센서 모듈과 스마트 단말의 모바일 어플리케이션을 연결하여 사용자가 공간적인 제약없이 실시간 모니터링 및 제어 모듈의 원격 제어를 가능하도록 하는 웹 서버;상기 센서 모듈로부터 받은 센서 결과값 및 구동 모듈 전원 제어 및 환경 제어를 위한 제어값을 저장하는 웹 데이터베이스;원격에서 모니터링 대상 지역의 상태 정보를 확인할 수 있도록 센싱을 하는 센서들을 구비하고, 무선 통신 모듈을 통하여 웹 서버를 통하여 스마트 단말의 모바일 어플리케이션에 연결되는 센서 모듈;을 포함하는 것이다.

Description

모바일 어플리케이션을 이용한 ＩｏＴ 모듈 제어를 위한 장치 및 방법{System and Method for Controlling ＩｏＴ Module using Mobile Application}
본 발명은 IoT 모듈 제어에 관한 것으로, 구체적으로 호스팅받은 웹서버를 통하여 센서 모듈과 모바일 어플리케이션을 연결하여 사용자가 공간적인 제약없이 실시간 모니터링 및 제어 모듈의 원격 제어를 가능하도록 한 모바일 어플리케이션을 이용한 IoT 모듈 제어를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근에는, 농업 분야에서 노동력 절감, 경쟁력 강화, 생산량 증가, 품질 증대를 위해 FTA(Free Trade Agreement)에 의한 농산물 개방과 관련하여 IT 기술도입의 필요성이 커지고 있다.
예를 들어, UIT(ubiquitous Information Technology) 기술을 적용한 서비스가 여러 농업분야에서 등장하고 있다.
이를 통해, 기존 농업에서의 생산, 재배, 수확, 물류 및 유통관리방법을 탈피할 수 있다.
그리고, UIT 기술을 통해 효율적이고 능률적인 방법으로 비용절감 등의 효과를 극대화함에 따라 정밀농업 분야에서의 연구가 활발히 진행되고 있다.
UIT 기술을 이용한 모니터링 시스템의 경우에, 실시간으로 작물의 생장에 필요한 환경 요소들을 모니터링하고, 진단 소프트웨어를 이용하여 작물 재배를 위한 처방을 할 수 있는 시스템 개발에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
한편, 국내의 농업 ICT 융합기술의 주요 부품은 외국산을 구입하여 시스템을 구축하는 수준에 머물러 있으며, 외산 의존적인 구조적인 문제로 농가의 재배 생육정보 데이터가 네덜란드 등 시스템 설치국가로 유출되어, 해당국에서는 유출 정보를 활용하여 국내 시설재배농가의 시스템 적용 시에 활용하고 있다.
농업 ICT 융합기술은 주로 스마트미디어를 통하여 개폐, 관수, 보일러 작동 등을 수행하는 원격제어, 현장 영상 및 환경정보 제공 기능들은 농민에게 편리성 향상에 커다란 기여를 하고 있으나, 아직 작물의 생산성 및 품질 향상에는 기대치에 미치지 못하고 있다.
온실의 복합환경제어센서가 수집하는 외부 기상,온도,풍향,습도,강우 등의 데이터를 실제 영농현장에 어떻게 적용할 것인지 농가에서는 판단하기가 어려운 실정이고, 농민이 직접 기록해야 하는 생육 데이터를 소홀히 다루는 농가도 많은 관계로 온실, 하우스와 같은 시설 내 환경제어가 작물의 생육에 어떤 영향을 주는지 확인하기 어렵다는 문제점이 있다.
최근 우리나라 농업은 농촌인구의 감소 및 고령화, 농가소득의 정체, 한반도의 기후변화 심화 등의 여러 가지 문제들이 존재하고 있다.
해결책으로 여러 가지 방법이 논의되고 제시되고 있는데 그중 하나가 IoT(Internet of Things) 기반 무인 농장 시스템을 구현하는 방법이다.
이러한 방법을 통해 사람의 노동력 소모를 줄여 효과적으로 농장을 운영함으로써 농업에 필요한 노동력을 최소한으로 줄일 수 있다.
하지만, 대부분의 IoT 제품들이 가정에서 사용되는 홈 오토메이션(home automation) 제품을 주력으로 출시하고 있어 농업분야에서 쉽게 찾기 힘들고, 스마트 IoT에 기반한 스마트팜 시스템은 농가 경영비 부담으로 이어질 수 있다.
실제로 스마트팜 설치시에 국고 보조가 되긴 하지만 농가당 부담이 크고, 대규모 농가 같은 경우에는 그 부담이 더 크다는 문제가 있다.
종래 기술에서는 시스템이 설치된 장소에 직접 가거나 같은 네트워크 영역 안에서 현재 상황을 보고 온오프 제어가 가능하지만, 이동을 하거나 설치된 곳을 직접 방문이 불가능할시 제어를 할 수 없거나, 같은 네트워크 영역에 접근이 불가능할 경우 제어를 할 수 없는 문제가 있다.
따라서, 이와 같은 문제를 해결하여 원격지에 있는 시설이나 장비에서의 환경이나 상태 정보를 체크하기 위해서 원격지 시설이나 장비에 설치된 여러 가지 센서로부터의 검출한 센싱 값을 읽어 일정 거리에 있는 호스트에 무선으로 보내 처리하고, 또한 호스트에서 원격지에 있는 시설이나 장비에 제어 정보를 보내 해당 장비의 전원이나 제어 정보를 보내 원하는 제어가 가능하도록 하는 새로운 기술의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-1682066호 대한민국 공개특허 제10-2018-0072439호 대한민국 공개특허 제10-2018-01125409호
본 발명은 종래 기술의 IoT 모듈 제어 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 호스팅받은 웹서버를 통하여 센서 모듈과 모바일 어플리케이션을 연결하여 사용자가 공간적인 제약없이 실시간 모니터링 및 제어 모듈의 원격 제어를 가능하도록 한 모바일 어플리케이션을 이용한 IoT 모듈 제어를 위한 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 인터넷 웹 서버를 통해 농장 제어를 공간적, 시간적 제약 없이 모바일 어플리케이션을 통하여 제어가 가능하고, 각종 센서, CCTV를 통해 사용자가 현재 농장의 상태 확인이 가능하도록 한 모바일 어플리케이션을 이용한 IoT 모듈 제어를 위한 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 사용자가 특정 시간의 알람을 설정 하면 지정된 시간에 모바일 어플리케이션에서 알람이 울림과 동시에 센서 모듈이 구동되도록 하고, 센서 모듈에서는 웹 서버에 예약 알람 정보를 가공하여 LED를 통하여 타이머 표시를 하는 모바일 어플리케이션을 이용한 IoT 모듈 제어를 위한 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 호스팅 받은 웹서버를 사용하여 모바일 어플리케이션과 센서 모듈을 웹서버에 연결하여 HTTP(HyperText Transfer Protocol)의 GET 통신을 통해 공간적, 시간적 제약이 없이 원격 제어를 할 수 있도록 한 모바일 어플리케이션을 이용한 IoT 모듈 제어를 위한 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모바일 어플리케이션을 이용한 IoT 모듈 제어를 위한 장치는 IoT 모듈 제어를 위한 모바일 어플리케이션이 탑재하고, 웹 서버를 통하여 센서 모듈로부터 받은 센서 결과값을 받아 원격의 모니터링 대상 지역을 원격 모니터링을 하고, 모니터링 대상 지역의 구동 모듈 전원 제어 및 환경 제어를 위한 제어 신호를 전송하는 스마트 단말;센서 모듈과 스마트 단말의 모바일 어플리케이션을 연결하여 사용자가 공간적인 제약없이 실시간 모니터링 및 제어 모듈의 원격 제어를 가능하도록 하는 웹 서버;상기 센서 모듈로부터 받은 센서 결과값 및 구동 모듈 전원 제어 및 환경 제어를 위한 제어값을 저장하는 웹 데이터베이스;원격에서 모니터링 대상 지역의 상태 정보를 확인할 수 있도록 센싱을 하는 센서들을 구비하고, 무선 통신 모듈을 통하여 웹 서버를 통하여 스마트 단말의 모바일 어플리케이션에 연결되는 센서 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 센서 모듈은, 수위를 측정하기 위한 수위 센서 및 온도,습도를 측정하기 위한 온습도 센서를 갖는 환경 측정 모듈과,스마트 단말을 통한 구동 모듈 전원 제어에 의해 구동 전원 모듈을 제어하기 위한 릴레이 모듈과,환경 측정 모듈 및 릴레이 모듈의 제어를 위한 신호 및 측정 신호를 WiFi 허브를 통하여 웹 서버와 통신을 하여 송수신 하기 위한 WiFi 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 환경 측정 모듈을 사용해 모니터링 대상 지역의 온도 및 습도를 측정해서 디지털신호 핀을 통하여 수신해서 센서 모듈의 내부에 변수로 저장하고, 환경 측정 모듈을 사용해 모니터링 대상 지역의 물탱크 내부의 물의 높이를 측정해서 아날로그 핀을 통해 받아와 센서 모듈의 내부 변수로 저장하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 웹 서버는, 모니터링 대상 지역의 실시간 모니터링 및 원격 제어를 위하여 HTTP 프로토콜의 GET 통신을 이용하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 웹 서버는, HTTP 프로토콜의 GET 통신을 이용하여 받은 모니터링 대상 지역의 실시간 모니터링 및 원격 제어를 위한 정보들을 웹 데이터베이스에 저장하고, 동시에 HTTP 프로토콜 GET 통신의 응답으로 스마트 단말에서 릴레이 모듈을 온/오프하는 정보와 예약된 알람시간을 받아와, 내부에서 유지시간을 저장해두고 유지 시간을 표시하고 현재시간과 시작시간이 같아지는 작동시간이 되면 타이머 기능을 작동하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 스마트 단말의 모바일 어플리케이션에서, 사용자가 갱신 버튼을 누르면 HTTP 프로토콜의 GET 통신을 통해 현재 센서 모듈의 상태 정보를 수신하여 화면에 출력하고, 사용자가 모바일 어플리케이션을 통한 화면에서 온/오프 버튼을 클릭하면 HTTP 프로토콜의 GET 통신을 통해 센서 모듈의 온/오프 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.
그리고 사용자가 원하는 알람 시간을 설정하고 저장하기 버튼을 누르면 웹 서버에서 알람 시간 정보를 HTTP 프로토콜 GET 통신을 통해 전송하여 등록을 하고 스마트 단말에도 알람을 등록하는 것을 특징으로 한다.
그리고 지정된 시간에 스마트 단말에서 알람이 울리면 웹 서버와의 통신을 통해 현재 상태를 받아와 푸쉬알림으로 정보를 출력하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 스마트 단말의 모바일 어플리케이션을 통하여, 모니터링 대상 지역의 내부 또는 외부에 설치한 CCTV를 통해 현재 모니터링 대상 지역의 상태를 실시간으로 확인하는 것을 특징으로 하다.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모바일 어플리케이션을 이용한 IoT 모듈 제어를 위한 방법은 원격에서 모니터링 대상 지역의 상태 정보를 확인할 수 있도록 센싱을 하는 센서들을 구비하고, 무선 통신 모듈을 통하여 웹 서버를 통하여 스마트 단말의 모바일 어플리케이션에 연결되는 센서 모듈의 제어에 있어서,WiFi 접속 대기 상태에서 센서 모듈의 전원이 들어오면 WiFi에 접속을 하는 단계;WiFi 접속이 이루어지면 환경 측정 모듈, 제어 모듈 값을 측정하여 GET 통신문의 문자열에 추가하여 GET 통신 준비를 하는 단계;GET 통신 준비 후 HTTP 프로토콜의 GET 통신을 이용하여 환경 측정 모듈, 제어 모듈 값을 전달하여 웹서버와 통신을 하는 단계;웹 서버를 통한 통신 응답이 이루어지면, 문자열 처리를 하여 응답한 데이터를 처리하고, 릴레이 모듈 작동 여부를 판단하여 릴레이의 작동 및 정지를 수행하는 단계;시간 판단을 하여, 시작시간, 종료시간, 현재시간을 통하여 유지시간을 만들고, 시작시간과 현재시간이 같아지면 타이머를 감소하거나 다시 값을 측정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모바일 어플리케이션을 이용한 IoT 모듈 제어를 위한 방법은 IoT 모듈 제어를 위한 모바일 어플리케이션이 탑재하고, 웹 서버를 통하여 센서 모듈로부터 받은 센서 결과값을 받아 원격의 모니터링 대상 지역을 원격 모니터링을 하고, 모니터링 대상 지역의 구동 모듈 전원 제어 및 환경 제어를 위한 제어 신호를 전송하는 스마트 단말의 제어에 있어서,모바일 어플리케이션이 작동함과 동시에 버튼 클릭 이벤트를 대기하고, 클릭 이벤트가 발생 하면 해당 하는 버튼 기능의 통신문을 작성하고 GET 통신을 하는 단계;작성한 통신문을 전송후 데이터 수신을 위해 통신 대기후 데이터를 수신하는 단계;수신된 데이터를 문자열 처리를 통해 데이터를 스마트 단말 화면에 출력을 한 다음 버튼 클릭 대기 상태로 복귀하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모바일 어플리케이션을 이용한 IoT 모듈 제어를 위한 방법은 모니터링 대상 지역의 센서 모듈과 사용자의 스마트 단말의 모바일 어플리케이션을 연결하여 실시간 모니터링 및 원격 제어를 가능하도록 하는 웹 서버의 제어에 있어서, 웹 서버가 구동되면 모바일 어플리케이션이나 센서 모듈이 통신할 때까지 대기하는 단계;대기 중 HTTP 프로토콜 GET 통신이 발생하면 송신자를 식별할수 있는 식별정보와 각 송신자가 보낸 정보들이 포함된 GET 변수들의 값을 전송받는 단계;전송받은 식별정보를 통해 송신자가 모바일 어플리케이션인지 센서 모듈인지 식별하는 단계;송신자 식별 후 송신자가 센서 모듈일 경우 실시간 정보를 환경 정보를 저장하고 센서 모듈을 제어하는 정보를 반환하는 단계;송신자가 모바일 어플리케이션일 경우 모바일 어플리케이션에서 보낸 제어정보를 저장하고 실시간 환경정보를 반환하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 모바일 어플리케이션을 이용한 IoT 모듈 제어를 위한 장치 및 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 호스팅받은 웹서버를 통하여 센서 모듈과 모바일 어플리케이션을 연결하여 사용자가 공간적인 제약없이 실시간 모니터링 및 제어 모듈의 원격 제어를 가능하도록 한다.
둘째, 인터넷 웹 서버를 통해 농장 제어를 공간적, 시간적 제약 없이 모바일 어플리케이션을 통하여 제어가 가능하고, 각종 센서, CCTV를 통해 사용자가 현재 농장의 상태 확인이 가능하도록 한다.
셋째, 사용자가 특정 시간의 알람을 설정 하면 지정된 시간에 모바일 어플리케이션에서 알람이 울림과 동시에 센서 모듈이 구동되도록 하고, 센서 모듈에서는 웹 서버에 예약 알람 정보를 가공하여 LED를 통하여 타이머 표시를 하여 관리의 효율성 및 사용자의 편리성을 높인다.
넷째, 호스팅 받은 웹서버를 사용하여 모바일 어플리케이션과 센서 모듈을 웹서버에 연결하여 HTTP(HyperText Transfer Protocol)의 GET 통신을 통해 공간적, 시간적 제약이 없이 원격 제어를 할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 모바일 어플리케이션을 이용한 IoT 모듈 제어를 위한 장치의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 IoT 센서 모듈의 일 예를 나타낸 구성도
도 3은 본 발명에 따른 센서 모듈의 동작 제어 방법을 나타낸 플로우 차트
도 4는 본 발명에 따른 스마트 단말에서의 동작 제어 방법을 나타낸 플로우 차트
도 5는 본 발명에 따른 웹 서버에서의 동작 제어 방법을 나타낸 플로우 차트
도 6은 본 발명에 따른 IoT 모듈 제어를 위한 어플리케이션이 탑재된 스마트 단말의 화면 구성도
이하, 본 발명에 따른 모바일 어플리케이션을 이용한 IoT 모듈 제어를 위한 장치 및 방법의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 모바일 어플리케이션을 이용한 IoT 모듈 제어를 위한 장치 및 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 모바일 어플리케이션을 이용한 IoT 모듈 제어를 위한 장치의 구성도이다.
본 발명에 따른 모바일 어플리케이션을 이용한 IoT 모듈 제어를 위한 장치 및 방법은 호스팅받은 웹서버를 통하여 센서 모듈과 모바일 어플리케이션을 연결하여 사용자가 공간적인 제약없이 실시간 모니터링 및 제어 모듈의 원격 제어를 가능하도록 한 것이다.
이와 같은 본 발명은 사용자가 모바일 어플리케이션을 통하여 농장의 상황을 실시간 모니터링 할 수 있고, 제어 모듈의 원격 제어 및 예약기능을 통하여 지정한 시간에 동작할 수 있도록 한다.
예를 들어, 하루 중 제어 모듈이 가동되어야하는 시간이 있다면 예약기능을 통해 매일 사용자가 지정한 시간동안 제어 모듈 구동시킬 수 있다.
본 발명에서는 네트워크 환경에서 모바일 어플리케이션을 이용한 IoT모듈 제어 시스템을 제공하기 위한 것으로, 네트워크 환경을 사용하기 위해 일반 센서 모듈로 사용하는 것이 아닌 전용 보드인 센서 모듈을 사용한다.
통상의 센서 모듈을 사용시 센서 모듈에서 웹페이지를 구성하여 제어를 하지만 웹페이지를 이용시 동일한 네트워크 영역을 사용하지 않으면 접속이 불가능하기 때문에 이를 해결하기 위하여 본 발명은 호스팅 받은 웹서버를 사용하여 모바일 어플리케이션과 센서 모듈을 웹서버에 연결하여 HTTP(HyperText Transfer Protocol)의 GET 통신을 통해 공간적, 시간적 제약이 없이 원격 제어를 할 수 있도록 한다.
HTTP는 WWW(World Wide Web) 상에서 정보를 주고받을 수 있는 프로토콜로써 주로 HTML문서를 주고받는 데에 쓰이며 TCP와 UDP를 사용하며, 80번 포트를 사용한다.
본 발명은 센서 모듈(400)에서 수집한 환경 데이터들을 HTTP프로토콜 GET 통신을 통해 웹 서버(200)와 통신한다.
데이터를 받은 웹 서버(200)는 웹 데이터베이스(300)에 저장한다.
스마트 단말(100)에서는 모바일 어플리케이션을 이용하여 웹 서버(200)와 통신하여 현재 상태를 원격으로 모니터링할 수 있고, 분사기의 전원제어값, 알람제어값을 전달함으로 무인 농장의 농약 분사기의 전원을 제어할 수 있게 되는 것이다.
구체적으로 본 발명에 따른 모바일 어플리케이션을 이용한 IoT 모듈 제어를 위한 장치는 도 1에서와 같이, IoT 모듈 제어를 위한 어플리케이션이 탑재하고, 웹 서버(200)를 통하여 센서 모듈(400)로부터 받은 센서 결과값을 받아 원격 모니터링을 하고, 분사기 등의 구동 모듈 전원 제어 및 온습도 등의 환경 제어를 위한 제어 신호를 전송하는 스마트 단말(100)과, 센서 모듈(400)과 스마트 단말(100)의 모바일 어플리케이션을 연결하여 사용자가 공간적인 제약없이 실시간 모니터링 및 제어 모듈의 원격 제어를 가능하도록 하는 웹 서버(200)와, 센서 모듈(400)로부터 받은 센서 결과값 및 분사기 전원 제어 및 온습도 제어를 위한 제어값을 저장하는 웹 데이터베이스(300)와, 원격에서 모니터링 대상 지역의 상태 정보를 확인할 수 있도록 센싱을 하는 센서들을 구비하고, 무선 통신 모듈을 통하여 웹 서버(200)를 통하여 스마트 단말(100)의 모바일 어플리케이션에 연결되는 센서 모듈(400)을 포함한다.
여기서, 센서 모듈(400)은 수위를 측정하기 위한 수위 센서 및 온도,습도를 측정하기 위한 온습도 센서 등을 포함하는 환경 측정 모듈을 구비한다.
센서 모듈(400)은 스마트 단말(100)을 통한 구동 모듈 전원 제어에 의해 구동 전원 모듈의 분사기 등을 제어하기 위한 릴레이 모듈을 구비한다.
센서 모듈(400)은 WiFi 모듈을 구비하여 환경 측정 모듈 및 릴레이 모듈의 제어를 위한 신호 및 측정 신호를 WiFi 허브를 통하여 웹 서버(200)와 통신을 하여 스마트 단말(100)의 모바일 어플리케이션을 통한 원격 모니터링 및 제어를 가능하게 한다.
도 2는 본 발명에 따른 IoT 센서 모듈의 일 예를 나타낸 구성도이다.
환경 측정 모듈을 사용해 모니터링 대상 지역 즉, 농장 내부의 온/습도를 측정해서 디지털신호 핀을 통하여 수신해서 센서 모듈의 내부에 변수로써 저장을 한다.
환경 측정 모듈을 사용해 물탱크 내부의 물의 높이를 측정해서 아날로그 핀을 통해 받아와 센서 모듈의 내부 변수로써 저장한다.
네트워크에 접속된 센서 모듈(400)을 이용하여 환경 측정 모듈, 제어모듈에서 받은 온/습도, 수위 정보와 현재 가동상태 정보를 HTTP 프로토콜의 GET 통신을 통해 각종 농장 정보를 웹 서버(200)에 전송 후, 웹 서버(200)는 웹 데이터베이스(300)에 정보를 저장한다.
저장함과 동시에 HTTP 프로토콜 GET 통신의 응답으로 스마트 단말(100)에서 제어모듈을 온/오프하는 정보와 예약된 알람시간을 받아와 내부에서 유지시간(종료시간 - 시작시간)을 저장해두고 유지 시간을 표시하고 현재시간과 시작시간이 같아지는 작동시간이 되면 타이머 기능을 작동한다.
스마트 단말(100)의 모바일 어플리케이션에서는 사용자가 갱신 버튼을 누르면 HTTP 프로토콜의 GET 통신을 통해 현재 센서 모듈(400)의 상태 정보(동작 상태, 온/습도)를 수신하여 화면에 출력한다.
사용자가 온/오프 버튼을 클릭하면 HTTP 프로토콜의 GET 통신을 통해 센서 모듈(400)의 온/오프 동작을 제어할 수 있다.
원하는 알람 시간을 설정하고 저장하기 버튼을 누르면 웹 서버(200)에서 알람 시간 정보를 HTTP 프로토콜 GET 통신을 통해 전송하여 등록을 하고 스마트 단말(100)에도 알람을 등록 한다.
지정된 시간에 스마트 단말(100)에서 알람이 울리면 웹 서버(200)와의 통신을 통해 현재 상태를 받아와 푸쉬알림으로 정보를 출력한다.
인터넷이 연결되지 않았을 경우 오류 메세지를 출력한다.
내부 또는 외부에 설치한 CCTV를 통해 현재 농장의 상태를 실시간으로 확인 할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 모바일 어플리케이션을 이용한 IoT 모듈 제어를 위한 장치를 적용하여 아두이노 모듈들을 통해 무인 농장 시스템을 구현할 수 있다.
아두이노 온습도모듈과 수위센서를 이용해 농장의 환경정보와 잔여 농약량 등의 정보들을 수집하고 릴레이 모듈을 통해 농약 분사기 등의 전원을 제어한다.
이러한 값은 와이파이 모듈을 통해 인터넷에 접속하고, 지정한 웹 서버와 통신하고, 여러 가지 데이터를 주고 받게 된다. 데이터를 받은 웹 서버는 데이터를 웹 데이터베이스에 저장하고 전원 제어와 관련된 데이터를 아두이노에 전송해 주어 아두이노의 전원을 제어한다.
모바일 어플리케이션도 웹 서버와 통신하여 현재 아두이노의 상태 등의 데이터를 받게 되고,자신이 제어하고 싶은 값을 웹 서버로 전달하게 된다.
이때 사용되는 통신은 HTTP 통신이고, 이러한 방법을 통해 비교적 저렴한 비용으로 무인 농장 시스템을 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 모바일 어플리케이션을 이용한 IoT 모듈 제어를 위한 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 센서 모듈의 동작 제어 방법은 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 센서 모듈의 동작 제어 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
먼저, WiFi 접속 대기 상태에서(S301) 센서 모듈의 전원이 들어오면 WiFi에 접속을 한다.(S302)
WiFi 접속이 이루어지면 환경 측정 모듈, 제어 모듈 값을 측정하여(S303) GET 통신문의 문자열에 추가하여(S304) GET 통신 준비를 한다.(S305)
GET 통신 준비 후 HTTP 프로토콜의 GET 통신을 이용하여 환경 측정 모듈, 제어 모듈 값을 전달하여 웹서버와 통신을 한다.(S306)
웹 서버(200)를 통한 통신 응답이 이루어지면(S307), 문자열 처리를 하여 응답한 데이터를 처리하고(S308), 릴레이 모듈 작동 여부를 판단하여(S309), 릴레이의 작동 및 정지를 수행한다.(S310)
이어, 시간 판단을 하여(S311), 시작시간, 종료시간, 현재시간을 통하여 (종료시간 - 시작시간)을 하여 유지시간을 만들고(S312), 시작시간과 현재시간이 같아지면 타이머를 감소하거나 다시 값을 측정한다.(S313)
본 발명에 따른 스마트 단말에서의 동작 제어 방법은 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 스마트 단말에서의 동작 제어 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
먼저, 모바일 어플리케이션이 작동함과 동시에 버튼 클릭 이벤트를 대기 한다.(S401)
클릭 이벤트가 발생 하면(S402) 해당 하는 버튼 기능의 통신문을 작성하고(S403) GET 통신을 한다.(S404)
이때 인터넷 연결이 되어있지 않으면 오류메세지를 출력한 후(S409) 버튼 클릭 대기상태로 돌아가고 인터넷 연결이 되어있으면 작성한 통신문을 전송후 데이터 수신을 위해 통신 대기후(S405) 데이터를 수신한다.(S406)
수신된 데이터를 문자열 처리를 통해(S407) 데이터를 스마트 단말(100) 화면에 출력을 한 다음 버튼 클릭 대기상태로 돌아간다.(S408)
도 6은 본 발명에 따른 IoT 모듈 제어를 위한 어플리케이션이 탑재된 스마트 단말의 화면 구성도이다.
본 발명에 따른 웹 서버에서의 동작 제어 방법은 다음과 같다.
도 5는 본 발명에 따른 웹 서버에서의 동작 제어 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
먼저, 웹 서버(200)가 구동되면 모바일 어플리케이션이나 센서 모듈(400)이 통신할때까지 대기한다.(S501)
대기 중 HTTP GET 통신이 발생하면 GET 변수들의 값을 전송받게 된다.(S502)
전송받은 변수는 송신자를 식별할수 있는 식별정보와 각 송신자가 보낸 정보들이 포함되게 된다. 전송받은 식별정보를 통해 송신자가 모바일 어플리케이션인지 센서 모듈인지 식별한다.(S503)
송신자 식별 후(S504) 송신자가 센서 모듈일 경우 실시간 정보를 환경 정보를 저장하고(S505) 센서 모듈(400)을 제어하는 정보를 반환한다.(S506)
송신자가 모바일 어플리케이션일 경우 모바일 어플리케이션에서 보낸 제어정보를 저장하고(S507) 실시간 환경정보를 반환해 준다.(S508)
센서 모듈(400)을 제어하는 정보의 반환 및 실시간 환경정보 반환후에 다시 통신대기상태로 돌아가게 된다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 모바일 어플리케이션을 이용한 IoT 모듈 제어를 위한 장치 및 방법은 호스팅받은 웹서버를 통하여 센서 모듈과 모바일 어플리케이션을 연결하여 사용자가 공간적인 제약없이 실시간 모니터링 및 제어 모듈의 원격 제어를 가능하도록 한 것이다.
이와 같은 본 발명을 적용하여 구현된 무인 농장 시스템의 경우에는,
모니터링 대상 지역의 온도, 습도, 일조량 등 작물 생육 환경에 대해 모바일 어플리케이션을 통해 수시로 체크할 수 있고, 원격 제어 기능과, 무인 농장의 생육 환경을 원격에서 영농인이 직접 제어할 수 있고, 작물의 생육 상태를 CCTV와 연동되는 모바일 어플리케이션을 통해 수시로 확인할 수 있다.
이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100. 스마트 단말 200. 웹 서버
300. 웹 데이터베이스 400. 센서 모듈

Claims (12)

  1. IoT 모듈 제어를 위한 모바일 어플리케이션이 탑재하고, 웹 서버를 통하여 센서 모듈로부터 받은 센서 결과값을 받아 원격의 모니터링 대상 지역을 원격 모니터링을 하고, 모니터링 대상 지역의 구동 모듈 전원 제어 및 환경 제어를 위한 제어 신호를 전송하는 스마트 단말;
    센서 모듈과 스마트 단말의 모바일 어플리케이션을 연결하여 사용자가 공간적인 제약없이 실시간 모니터링 및 제어 모듈의 원격 제어를 가능하도록 하는 웹 서버;
    상기 센서 모듈로부터 받은 센서 결과값 및 구동 모듈 전원 제어 및 환경 제어를 위한 제어값을 저장하는 웹 데이터베이스;
    원격에서 모니터링 대상 지역의 상태 정보를 확인할 수 있도록 센싱을 하는 센서들을 구비하고, 무선 통신 모듈을 통하여 웹 서버를 통하여 스마트 단말의 모바일 어플리케이션에 연결되는 센서 모듈;을 포함하고,
    상기 웹 서버는 HTTP 프로토콜의 GET 통신을 이용하여 받은 모니터링 대상 지역의 실시간 센싱 데이터 및 원격 제어를 위한 정보들을 웹 데이터베이스에 저장하고, 동시에 HTTP 프로토콜 GET 통신의 응답으로 스마트 단말에서 릴레이 모듈을 온/오프하는 정보와 예약된 알람시간을 받아와, 내부에서 유지시간을 저장해두고 유지 시간을 표시하고 현재시간과 시작시간이 같아지는 작동시간이 되면 타이머 기능을 작동하는 것이고, 지정된 시간에 스마트 단말에서 알람이 울리면 웹 서버와의 통신을 통해 현재 상태를 받아와 푸쉬알림으로 정보를 출력하는 것을 특징으로 하는 모바일 어플리케이션을 이용한 IoT 모듈 제어를 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 센서 모듈은,
    수위를 측정하기 위한 수위 센서 및 온도,습도를 측정하기 위한 온습도 센서를 갖는 환경 측정 모듈과,
    스마트 단말을 통한 구동 모듈 전원 제어에 의해 구동 전원 모듈을 제어하기 위한 릴레이 모듈과,
    환경 측정 모듈 및 릴레이 모듈의 제어를 위한 신호 및 측정 신호를 WiFi 허브를 통하여 웹 서버와 통신을 하여 송수신 하기 위한 WiFi 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 어플리케이션을 이용한 IoT 모듈 제어를 위한 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 환경 측정 모듈을 사용해 모니터링 대상 지역의 온도 및 습도를 측정해서 디지털신호 핀을 통하여 수신해서 센서 모듈의 내부에 변수로 저장하고,
    환경 측정 모듈을 사용해 모니터링 대상 지역의 물탱크 내부의 물의 높이를 측정해서 아날로그 핀을 통해 받아와 센서 모듈의 내부 변수로 저장하는 것을 특징으로 하는 모바일 어플리케이션을 이용한 IoT 모듈 제어를 위한 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 스마트 단말의 모바일 어플리케이션에서,
    사용자가 갱신 버튼을 누르면 HTTP 프로토콜의 GET 통신을 통해 현재 센서 모듈의 상태 정보를 수신하여 화면에 출력하고,
    사용자가 모바일 어플리케이션을 통한 화면에서 온/오프 버튼을 클릭하면 HTTP 프로토콜의 GET 통신을 통해 센서 모듈의 온/오프 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 모바일 어플리케이션을 이용한 IoT 모듈 제어를 위한 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 사용자가 원하는 알람 시간을 설정하고 저장하기 버튼을 누르면 웹 서버에서 알람 시간 정보를 HTTP 프로토콜 GET 통신을 통해 전송하여 등록을 하고 스마트 단말에도 알람을 등록하는 것을 특징으로 하는 모바일 어플리케이션을 이용한 IoT 모듈 제어를 위한 장치.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 스마트 단말의 모바일 어플리케이션을 통하여,
    모니터링 대상 지역의 내부 또는 외부에 설치한 CCTV를 통해 현재 모니터링 대상 지역의 상태를 실시간으로 확인하는 것을 특징으로 하는 모바일 어플리케이션을 이용한 IoT 모듈 제어를 위한 장치.
  10. HTTP 프로토콜의 GET 통신을 이용하여 받은 모니터링 대상 지역의 실시간 센싱 데이터 및 원격 제어를 위한 정보들을 웹 데이터베이스에 저장하고, 동시에 HTTP 프로토콜 GET 통신의 응답으로 스마트 단말에서 릴레이 모듈을 온/오프하는 정보와 예약된 알람시간을 받아와, 내부에서 유지시간을 저장해두고 유지 시간을 표시하고 현재시간과 시작시간이 같아지는 작동시간이 되면 타이머 기능을 작동하는 것이고, 지정된 시간에 스마트 단말에서 알람이 울리면 웹 서버와의 통신을 통해 현재 상태를 받아와 푸쉬알림으로 정보를 출력하는 모바일 어플리케이션 및 원격에서 모니터링 대상 지역의 상태 정보를 확인할 수 있도록 센싱을 하는 센서들을 구비하고, 무선 통신 모듈을 통하여 웹 서버를 통하여 스마트 단말의 모바일 어플리케이션에 연결되는 센서 모듈의 제어에 있어서,
    WiFi 접속 대기 상태에서 센서 모듈의 전원이 들어오면 WiFi에 접속을 하는 단계;
    WiFi 접속이 이루어지면 환경 측정 모듈, 제어 모듈 값을 측정하여 GET 통신문의 문자열에 추가하여 GET 통신 준비를 하는 단계;
    GET 통신 준비 후 HTTP 프로토콜의 GET 통신을 이용하여 환경 측정 모듈, 제어 모듈 값을 전달하여 웹서버와 통신을 하는 단계;
    웹 서버를 통한 통신 응답이 이루어지면, 문자열 처리를 하여 응답한 데이터를 처리하고, 릴레이 모듈 작동 여부를 판단하여 릴레이의 작동 및 정지를 수행하는 단계;
    시간 판단을 하여, 시작시간, 종료시간, 현재시간을 통하여 유지시간을 만들고, 시작시간과 현재시간이 같아지면 타이머를 감소하거나 다시 값을 측정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 어플리케이션을 이용한 IoT 모듈 제어를 위한 방법.
  11. IoT 모듈 제어를 위한 모바일 어플리케이션이 탑재하고, HTTP 프로토콜의 GET 통신을 이용하여 받은 모니터링 대상 지역의 실시간 센싱 데이터 및 원격 제어를 위한 정보들을 웹 데이터베이스에 저장하고, 동시에 HTTP 프로토콜 GET 통신의 응답으로 스마트 단말에서 릴레이 모듈을 온/오프하는 정보와 예약된 알람시간을 받아와, 내부에서 유지시간을 저장해두고 유지 시간을 표시하고 현재시간과 시작시간이 같아지는 작동시간이 되면 타이머 기능을 작동하는 것이고, 지정된 시간에 스마트 단말에서 알람이 울리면 웹 서버와의 통신을 통해 현재 상태를 받아와 푸쉬알림으로 정보를 출력하는 모바일 어플리케이션 및 웹 서버를 통하여 센서 모듈로부터 받은 센서 결과값을 받아 원격의 모니터링 대상 지역을 원격 모니터링을 하고, 모니터링 대상 지역의 구동 모듈 전원 제어 및 환경 제어를 위한 제어 신호를 전송하는 스마트 단말의 제어에 있어서,
    모바일 어플리케이션이 작동함과 동시에 버튼 클릭 이벤트를 대기하고, 클릭 이벤트가 발생 하면 해당 하는 버튼 기능의 통신문을 작성하고 GET 통신을 하는 단계;
    작성한 통신문을 전송후 데이터 수신을 위해 통신 대기후 데이터를 수신하는 단계;
    수신된 데이터를 문자열 처리를 통해 데이터를 스마트 단말 화면에 출력을 한 다음 버튼 클릭 대기 상태로 복귀하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 어플리케이션을 이용한 IoT 모듈 제어를 위한 방법.
  12. HTTP 프로토콜의 GET 통신을 이용하여 받은 모니터링 대상 지역의 실시간 센싱 데이터 및 원격 제어를 위한 정보들을 웹 데이터베이스에 저장하고, 동시에 HTTP 프로토콜 GET 통신의 응답으로 스마트 단말에서 릴레이 모듈을 온/오프하는 정보와 예약된 알람시간을 받아와, 내부에서 유지시간을 저장해두고 유지 시간을 표시하고 현재시간과 시작시간이 같아지는 작동시간이 되면 타이머 기능을 작동하는 것이고, 지정된 시간에 스마트 단말에서 알람이 울리면 웹 서버와의 통신을 통해 현재 상태를 받아와 푸쉬알림으로 정보를 출력하여 모니터링 대상 지역의 센서 모듈과 사용자의 스마트 단말의 모바일 어플리케이션을 연결하여 실시간 모니터링 및 원격 제어를 가능하도록 하는 웹 서버의 제어에 있어서,
    웹 서버가 구동되면 모바일 어플리케이션이나 센서 모듈이 통신할 때까지 대기하는 단계;
    대기 중 HTTP 프로토콜 GET 통신이 발생하면 송신자를 식별할수 있는 식별정보와 각 송신자가 보낸 정보들이 포함된 GET 변수들의 값을 전송받는 단계;
    전송받은 식별정보를 통해 송신자가 모바일 어플리케이션인지 센서 모듈인지 식별하는 단계;
    송신자 식별 후 송신자가 센서 모듈일 경우 실시간 정보를 환경 정보를 저장하고 센서 모듈을 제어하는 정보를 반환하는 단계;
    송신자가 모바일 어플리케이션일 경우 모바일 어플리케이션에서 보낸 제어정보를 저장하고 실시간 환경정보를 반환하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 어플리케이션을 이용한 IoT 모듈 제어를 위한 방법.

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