KR102174072B1 - 스마트팜 비표준 센서의 표준화 컨버터장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스마트팜과 같이 여러 가지 다중 센서를 사용하고, 그 센서의 제조사가 다양하고, 같은 제조사라할지라도 다양한 제품이 있어, 제품에 통신포트가 구비되어 센싱된 센서의 측정값을 상기 통신포트로 외부에 전송할 수 있는 경우에도 외부 장치와 센서의 측정값을 내보내는 명령어와 데이터 형식에 차이가 있어, 이를 표준화하려는 스마트팜에 적용하는 것에 많은 어려움이 있어왔다.
본 발명은 이러한 문제를 센싱 장비와 통신할 수 있는 통신포트를 구비하고, 스마트팜으로부터 센서정보를 읽어와 저장하는 스마트팜클라우드서버 또는 스마트팜 제어기와 네트워크를 통하여 연결하는 스마트팜 비표준 센서의 표준화 컨버터장치를 제공하고자 한다.
이를 위하여 스마트팜용 센서 표준컨버터장치(100)는 상기 업체별스마트팜장비(200)와 연결되는 통신모듈(110)을 구비하고, 상기 통신모듈(110)을 통하여, 상기 업체별스마트팜장비(200)와 표준컨버팅부(130)가 통신할 수 있도록 각 업체별로 제공되는 프로토콜을 공유라이브러리로 제작한 드라이버인 업체별제품드라이버(120)가 구비되며, 상기 표준컨버팅부(130)는 외부와 스마트팜 표준 프로토콜을 이용하여 센서 및 구동장치의 구동 명령과 동작 및 센싱데이터를 스마트팜서버(400)로 전달하고 명령을 수행하는 것을 특징으로하는 스마트팜용 센서 표준컨버터장치(100)를 제공한다.
상기와 같은 구성에 의하여 비표준화되어 있거나, 표준화 통신을 할 수 있는 이더넷포트가 구비되지 아니한 센서, 구동제어기 등을 표준화 프로토콜로 통신하도록 구성된 표준 스마트팜서버에 연결하여 스마트팜을 빠르고 저렴하게 구성할 수 있는 효과가 있는 발명이다.
본 발명은 이러한 문제를 센싱 장비와 통신할 수 있는 통신포트를 구비하고, 스마트팜으로부터 센서정보를 읽어와 저장하는 스마트팜클라우드서버 또는 스마트팜 제어기와 네트워크를 통하여 연결하는 스마트팜 비표준 센서의 표준화 컨버터장치를 제공하고자 한다.
이를 위하여 스마트팜용 센서 표준컨버터장치(100)는 상기 업체별스마트팜장비(200)와 연결되는 통신모듈(110)을 구비하고, 상기 통신모듈(110)을 통하여, 상기 업체별스마트팜장비(200)와 표준컨버팅부(130)가 통신할 수 있도록 각 업체별로 제공되는 프로토콜을 공유라이브러리로 제작한 드라이버인 업체별제품드라이버(120)가 구비되며, 상기 표준컨버팅부(130)는 외부와 스마트팜 표준 프로토콜을 이용하여 센서 및 구동장치의 구동 명령과 동작 및 센싱데이터를 스마트팜서버(400)로 전달하고 명령을 수행하는 것을 특징으로하는 스마트팜용 센서 표준컨버터장치(100)를 제공한다.
상기와 같은 구성에 의하여 비표준화되어 있거나, 표준화 통신을 할 수 있는 이더넷포트가 구비되지 아니한 센서, 구동제어기 등을 표준화 프로토콜로 통신하도록 구성된 표준 스마트팜서버에 연결하여 스마트팜을 빠르고 저렴하게 구성할 수 있는 효과가 있는 발명이다.
Description
본 발명은 통신 기능을 구비한 센서를 이용한 여러 계측장치를 표준으로 지정된 통신 프로토콜로 변환하는 변환 기술에 관한 것이다. 더욱 자세하게는 스마트팜 표준기술에 기존의 센서를 연결할 수 있는 기술에 관한 것이다.
본 발명 이전의 선행기술로는 사용하는 상기 온도, 습도, 풍량, 조도 센서 등의 동작 전압과 출력전압 등에 차이가 있어, 사용하는 센서마다 다른 제어프로그램 또는 다른 설정 값을 사용한다. 또한, 재배 작물이 달라지면 상기 설정 값도 다른 설정 값을 사용하여야 한다. 이러한 설정 값을 조절하는 것은 상기 제어기에 부착된 설정버튼 등을 이용하여 수정 가능하지만, 상기 센서의 종류가 달라지는 경우에는 상기 제어프로그램을 수정하여야 하는 문제를 스마트팜 센서에서 측정된 센서 값을 스마트팜센서제어기에서 아날로그-디지털 변환하여 디지털 센서 값을 온도, 습도, 풍량, 조도로 변환하지 않고, 센서측정값을 그대로 클라우드 컴퓨팅 서버로 전송한 후 상기 클라우드 컴퓨팅 서버에 구축된 환경 센서 데이터베이스로부터 온도, 습도, 풍량, 조도 센서의 메이커, 모델명 등을 기준으로 상기 데이터베이스로부터 센서 교정데이터를 읽어와, 상기 디지털 센서 값을 온도, 습도, 풍량, 조도를 표시하는 실제 값으로 변환하여 사용하는 기술이 개시되어 있다.
본 발명은 스마트팜과 같이 여러 가지 다중 센서를 사용하고, 그 센서의 제조사가 다양하고, 같은 제조사라할지라도 다양한 제품이 있어, 제품에 통신포트가 구비되어 센싱된 센서의 측정값을 상기 통신포트로 외부에 전송할 수 있는 경우에도 외부 장치와 센서의 측정값을 내보내는 명령어와 데이터 형식에 차이가 있어, 이를 표준화하려는 스마트팜에 적용하는 것에 많은 어려움이 있어왔다.
본 발명은 이러한 문제를 센싱 장비와 통신할 수 있는 통신포트를 구비하고, 스마트팜으로부터 센서정보를 읽어와 저장하는 스마트팜클라우드서버 또는 스마트팜 제어기와 네트워크를 통하여 연결하는 스마트팜 비표준 센서의 표준화 컨버터장치를 제공하고자 한다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는
스마트팜용 센서 표준컨버터장치(100)는 상기 업체별스마트팜장비(200)와 연결되는 통신모듈(110)을 구비하고, 상기 통신모듈(110)을 통하여, 상기 업체별스마트팜장비(200)와 표준컨버팅부(130)가 통신할 수 있도록 각 업체별로 제공되는 프로토콜을 공유라이브러리로 제작한 드라이버인 업체별제품드라이버(120)가 구비되며, 상기 표준컨버팅부(130)는 외부와 스마트팜 표준 프로토콜을 이용하여 센서 및 구동장치의 구동 명령과 동작 및 센싱데이터를 스마트팜서버(400)로 전달하고 명령을 수행하는 것을 특징으로하는 스마트팜용 센서 표준컨버터장치(100)를 제공한다.
또한, 상기 업체별제품드라이버(120)는 복수 개의 통신프로토콜을 하나의 라이브러리로 구축하여 공유라이브러리(300)화하여, 이를 스마트팜용 센서 표준컨버터장치(100)에 포팅하여 업체별제품드라이버(120)을 구성하는 것을 특징으로 하는 스마트팜용 센서 표준컨버터장치(100)를 제공한다.
또한, 상기 표준컨버터장치(100)에 구비된 통신모듈(110)의 수가 부족한 경우 상기 표준컨버터장치(100)에 구비된 I2C 통신부에 I2C 통신부와 통신모듈(110)을 구비한 마이컴을 병렬로 구비하여 부족한 통신모듈(110)을 개수를 늘려 사용하는 것을 특징으로 하는 스마트팜용 센서 표준컨버터장치(100)를 제공한다.
또한, 상기 표준컨버터장치(100) 또는 상기 표준컨버터장치(100)가 표준프로토콜로 연결된 스마트팜서버에 인터넷 통신기능이 있는 PC 또는 스마트폰을 이용하여 Http 또는 Https로 접속하여 상기 표준컨버터장치(100)에 연결된 업체별스마트팜장비(200)의 종류와 연결된 통신포트의 번호를 설정할 수 있는 기능을 구비하는 것을 특징으로 하는 스마트팜용 센서 표준컨버터장치(100)를 제공한다.
본 발명은 상기와 같은 구성에 의하여 비표준화되어 있거나, 표준화 통신을 할 수 있는 이더넷포트가 구비되지 아니한 센서, 구동제어기 등을 표준화 프로토콜로 통신하도록 구성된 표준 스마트팜서버에 연결하여 스마트팜을 빠르고 저렴하게 구성할 수 있는 효과가 있는 발명이다.
도 1은 본 발명의 전체 시스템 구성도
도 2은 본 발명의 실제 시스템 연결도
도 2은 본 발명의 실제 시스템 연결도
본 발명의 작용효과를 도면을 활용하여 설명하면, 하기와 같다.
우선 비표준센서 장치 및 비표준 구동부를 가지는 제어장치를 본 발명에서는 업체별스마트팜장비(200)라 용어를 정의한다. 또한 표준프로토콜을 이용하여 스마트팜장비로부터 데이터를 수집하고 이를 활용하는 장치를 스마트팜서버부(400)로 용어를 정의한다.
본 발명의 센서 표준컨버터장치(100)는 상기 업체별스마트팜장비(200)와 연결되는 통신모듈(110)을 구비하고, 상기 통신모듈(110)을 통하여, 상기 업체별스마트팜장비(200)와 표준컨버팅부(130)가 통신할 수 있도록 각 업체별로 제공되는 프로토콜을 공유라이브러리로 제작한 드라이버인 업체별제품드라이버(120)가 구비되며, 상기 표준컨버팅부(130)는 외부와 스마트팜 표준 프로토콜을 이용하여 센서 및 구동장치의 구동 명령과 동작 및 센싱데이터를 스마트팜서버(400)로 전달하고 명령을 수행하는 것을 특징으로 한다.
더욱 상세하게는 본 발명의 핵심은 상기 업체별제품드라이버(120)가 본 발명의 핵심부라 할 수 있다.
도1에 기재된 바와 같이, A사(310)의 통신프로토콜, B사(320)의 통신프로토콜을 하나의 라이브러리로 구축하여 공유라이브러리(300)으로 제작하여 이를 오픈소스하드웨어에 포팅하여 업체별제품드라이버(120)을 구성한다.
이러한 구성의 장점은 각 업체별스마트팜장비(200)에 본 발명에서 변환하여 사용하고자하는 스마트팜 표준 프로토콜을 포팅하는 것이 각각의 업체에서는 개발에 많은 어려움을 격을 수 있고, WIFI 또는 Ethernet과 같은 하드웨어를 더 부가하여 제품을 다시 개발하여야 하는 어려움이 있을 수 있는 점을 해결하고, 한편으로는 자사의 노하우가 될 수 있는 통신프로토콜과 그에 연결된 센싱 및 제어 구동방법을 제공할 필요없이 컴파일된 프로토콜을 일정 규격대로 만들어 제공하기만하면, 이를 공유라이브러리화하여 오픈소스하드웨어인 표준컨버터장치(100)에 포팅하여 사용할 수 있는 것이다.
또한, 상기 표준컨버터장치(100)에 구비된 통신모듈(110)의 수가 부족한 경우 상기 표준컨버터장치(100)에 구비된 I2C 통신부에 I2C 통신부와 통신모듈(110)을 구비한 마이컴(미도시)을 병렬로 구비하여 부족한 통신모듈(110)을 개수를 늘려 사용하는 것을 특징으로 한다.
도2는 본 발명을 실제로 제작 구현한 도면이다.
상기 업체별제품드라이버(120)가 내장된 표준컨버터장치(100)를 사용하는 경우에도 문제가 모두 해결된 것은 아니다. 즉, 어떠한 장비가 상기 표준컨버터장치(100)에 연결되었는지 상기 표준컨버터장치(100)에서 알아내는 것은 쉽지 않다. 몇몇 장비의 경우 설정된 통신값을 보내주면 장치의 종류와 모델명 등을 서버측에 알려주는 경우가 있으나, 모든 장치에서 이러한 기능을 기대하기는 어렵다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위하여 상기 표준컨버터장치(100) 또는 상기 표준컨버터장치(100)가 표준프로토콜로 연결된 스마트팜서버에 인터넷 통신기능이있는 PC 또는 스마트폰을 이용하여 Http 또는 Https 등으로 접속하여 상기 표준컨버터장치(100)에 연결된 업체별스마트팜장비(200)의 종류와 연결된 통신포트의 번호를 설정할 수 있는 기능을 제공한다.
이렇게 함으로써 상기 표준컨버터장치(100)에 연결된 비표준 스파트팜 센서 및 구동 제어기를 파악할 수 있고, 파악된 정보를 이용하여 상기 업체별제품드라이버를 상기 표준컨버팅부(130)에서 설정하여 정상적인 통신을 할 수 있게한다.
이러한 정보를 스마트팜 서버에 저장할 수 있으나, 이는 비표준 스마트팜 장비를 교체하는 경우 스마트팜 서버의 기록을 바꿔야하는 것으로 불편함이 있어, 상기 표준컨버터장치(100)에 설정을 기록하는 것을 그 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 표준컨버터장치(100)에 통신포트번호를 입력하는 8디지트 스위치와 입력버튼을 구비하여, 각 제조사별로 주어진 1~999의 숫자를 포트별로 입력하여 상기 표준컨버터장치(100)에서 통신포트별로 연결된 장치가 어느 제조사인지 알 수 있도록하는 것을 특징으로하는 표준컨버터장치(100)를 제공한다.
또한, 표준프로토콜에서 제공하는 명령어가 상기 제조사에서 제공하는 업체별제품드라이버(120)에 없는 경우, 상기 표준컨버팅부(130)에서 상기 명령어를 상기 업체별스마트팜장비(200)에 보내지 않고, 내부의 디폴트루틴을 사용하여 상기 스마트팜서버(400)가 오동작하지 않도록 명령어에 따른 응답을 생성하는 것을 특징으로하는 표준컨버터장치(100)를 제공한다.
상기 명령어에 따른 응답은 반드시 응답이 있어야하는 명령어인지 아닌지 구분하는 단계; 및 반드시 응답이 있어야하는 명령의 경우 응답의 형태가 데이터인지, ACK와 같은 응답을 확인하였다는 신호인지, Yes/ No와 같은 상태 값을 전달하는 것인지 구분한 후 스마트팜서버의 현재의 상태를 유지하는 응답을 보내는 것을 특징으로 하는 표준컨버터장치(100)를 제공한다.
100 : 표준컨버터장치
110 : 통신모듈
120 : 업체별제품드라이버
130 : 표준컨버팅부
140 : 이더넷터미널
200 : 업체별스마트팜장비
210 : 센서노드/ 제어노드
220 : 양액기
230 : 복합제어기
300 : 공유라이브러리
310 : A사 라이브러리
320 : B사 라이브러리
330 : C사 라이브러리
340 : D사 라이브러리
350 : E사 라이브러리
400 : 스마트팜서버
500 : PC/ 스마트기기
110 : 통신모듈
120 : 업체별제품드라이버
130 : 표준컨버팅부
140 : 이더넷터미널
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400 : 스마트팜서버
500 : PC/ 스마트기기
Claims (4)
- 비표준화된 업체별스마트팜장비(200)와 연결되는 스마트팜용 센서 표준컨버터장치(100)에 구비되는 통신모듈(110); 및
상기 통신모듈(110)을 통하여, 상기 비표준화된 업체별스마트팜장비(200)와 표준컨버팅부(130)가 통신할 수 있도록 각 업체별로 제공되는 프로토콜을 공유라이브러리로 제작한 드라이버인 업체별제품드라이버(120); 및
상기 표준컨버팅부(130)는 외부와 스마트팜 표준 프로토콜을 이용하여 센서 및 구동장치의 구동 명령과 동작 및 센싱데이터를 스마트팜서버(400)로 전달하고 명령을 수행하는 스마트팜 비표준 센서의 표준화 컨버터장치에 있어서,
상기 업체별제품드라이버(120)는 복수 개의 통신프로토콜을 하나의 라이브러리로 구축하여 공유라이브러리(300)화하여, 이를 스마트팜용 센서 표준컨버터장치(100)에 포팅하여 업체별제품드라이버(120)을 구성하며,
상기 스마트팜용 센서 표준컨버터장치(100)에 구비된 통신모듈(110)의 수가 부족한 경우 상기 스마트팜용 센서 표준컨버터장치(100)에 구비된 I2C 통신부에 I2C 통신부와 통신모듈(110)을 구비한 마이컴을 병렬로 구비하여 부족한 통신모듈(110)을 개수를 늘려 사용하고,
상기 스마트팜용 센서 표준컨버터장치(100) 또는 상기 스마트팜용 센서 표준컨버터장치(100)가 표준프로토콜로 연결된 스마트팜서버에 인터넷 통신기능이 있는 PC 또는 스마트폰을 이용하여 Http 또는 Https로 접속하여 상기 스마트팜용 센서 표준컨버터장치(100)에 연결된 상기 비표준화된 업체별스마트팜장비(200)의 종류와 연결된 통신포트의 번호를 설정하고,
상기 스마트팜용 센서 표준컨버터장치(100)에 통신포트번호를 입력하는 8디지트 스위치와 입력버튼을 구비하여, 각 제조사별로 주어진 1~999의 숫자를 포트별로 입력하여 상기 표준컨버터장치(100)에서 통신포트별로 연결된 장치가 어느 제조사인지 알 수 있도록 하며,
상기 스마트팜 표준 프로토콜에서 제공하는 명령어가 상기 제조사에서 제공하는 비표준화된 업체별제품드라이버(120)에 없는 경우, 상기 표준컨버팅부(130)에서 상기 명령어를 상기 비표준화된 업체별스마트팜장비(200)에 보내지 않고, 내부의 디폴트루틴을 사용하여 상기 스마트팜서버(400)가 오동작하지 않도록 명령어에 따른 응답을 생성하고,
상기 명령어에 따른 응답은 반드시 응답이 있어야하는 명령어인지 아닌지 구분하고; 반드시 응답이 있어야하는 명령의 경우 응답의 형태가 데이터인지, ACK와 같은 응답을 확인하였다는 신호인지, Yes/ No와 같은 상태 값을 전달하는 것인지 구분한 후 상기 스마트팜서버의 현재의 상태를 유지하는 응답을 보내는 것을 특징으로 하는 스마트팜 비표준 센서의 표준화 컨버터장치. - 삭제
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|---|---|---|---|
| KR1020190039360A KR102174072B1 (ko) | 2019-04-04 | 2019-04-04 | 스마트팜 비표준 센서의 표준화 컨버터장치 |
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|---|---|---|---|
| KR1020190039360A KR102174072B1 (ko) | 2019-04-04 | 2019-04-04 | 스마트팜 비표준 센서의 표준화 컨버터장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200117360A KR20200117360A (ko) | 2020-10-14 |
| KR102174072B1 true KR102174072B1 (ko) | 2020-11-04 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020190039360A KR102174072B1 (ko) | 2019-04-04 | 2019-04-04 | 스마트팜 비표준 센서의 표준화 컨버터장치 |
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| KR101866702B1 (ko) * | 2017-10-27 | 2018-07-04 | (주)이지팜 | 클라우드 컴퓨팅을 위한 스마트팜용 통신모듈 분리형 사물인터넷 제어기 및 이를 이용한 제어방법 |
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|---|---|---|---|---|
| KR101866702B1 (ko) * | 2017-10-27 | 2018-07-04 | (주)이지팜 | 클라우드 컴퓨팅을 위한 스마트팜용 통신모듈 분리형 사물인터넷 제어기 및 이를 이용한 제어방법 |
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |