KR102250240B1 - Smart barn management system with LED sterilization and management method thereof - Google Patents

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KR102250240B1
KR102250240B1 KR1020200110988A KR20200110988A KR102250240B1 KR 102250240 B1 KR102250240 B1 KR 102250240B1 KR 1020200110988 A KR1020200110988 A KR 1020200110988A KR 20200110988 A KR20200110988 A KR 20200110988A KR 102250240 B1 KR102250240 B1 KR 102250240B1
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정광철
강세찬
김형건
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주식회사 카타콤
허청
정광철
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Abstract

The present invention relates to a smart LED sterilizing livestock barn management system which predicts the occurrence of a disease through a pre-learned deep learning algorithm and, as a follow-up measure, automatically prevents the occurrence of a disease through LED sterilization when a disease occurrence probability derived from deep learning exceeds a specific threshold, and to a management method thereof. The smart LED sterilizing livestock barn management system according to the present invention comprises: a sensor unit including an indicator virus detection sensor, an indicator bacteria detection sensor, a temperature sensor, and a humidity sensor; a pre-learning unit including a database for storing biological indicator data and environmental indicator data of a livestock burn, and a disease learning unit for outputting a completed learning model after training a deep neural network through the data input from the database; an integrated disease management system including a data collection unit which receives and normalizes the biological indicator data and the environmental indicator data detected by the sensor unit, a disease prediction unit which receives the deep neural network from the disease learning unit, receives the data of the data collection unit, calculates a predicted value for each disease, and converts the predicted value into a reliability score, and a lighting control unit which receives the reliability score; and a lighting device including an LED lighting unit which outputs the LED light of a specific wavelength capable of performing sterilization, and configured to emit the LED light of the specific wavelength according to a signal transmitted from the integrated disease management system.

Description

엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템 및 그 관리 방법{Smart barn management system with LED sterilization and management method thereof}LED sterilization smart barn management system and its management method {Smart barn management system with LED sterilization and management method thereof}

본 발명은 가축 질병의 예측을 통한 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 개별 축사의 산업 동물에게 발생할 수 있는 바이러스성, 박테리아성 질병에 대해 지표 바이러스와 지표 박테리아의 포집을 통해 도출되는 생물학적 지표와 온도와 습도를 포함하는 환경적 지표를 이용하여 기존 데이터베이스를 기반으로 미리 학습된 딥러닝 알고리즘을 통한 질병 발생을 예측하는 동시에 후속 조치로서, 딥러닝에서 도출된 질병 발생 확률이 특정 임계값을 넘으면 자동으로 엘이디 살균을 통해 질병을 조기 예방해주는 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템 및 그 관리방법에 관한 것이다. The present invention relates to an LED sterilization smart livestock management system through prediction of livestock diseases, and more specifically, derived through the collection of indicator viruses and indicator bacteria for viral and bacterial diseases that may occur in industrial animals of individual livestock houses. Predicting disease occurrence through deep learning algorithms learned in advance based on existing databases using biological indicators and environmental indicators including temperature and humidity, and as a follow-up measure, the probability of disease occurrence derived from deep learning is at a certain threshold. It relates to an LED sterilization smart livestock house management system that automatically prevents diseases through LED sterilization when the value is exceeded and its management method.

과거부터 끊임없이 대규모 가축 폐사를 일으키는 바이러스성 질병을 예방하기 위해 질병의 발생을 예측하고 예방적 살균을 수행할 수 있는 방법에 대한 연구가 꾸준히 이루어져 왔다. 특히 최근에는 센서의 발달과 인공지능의 등장으로 인해 예측과 살균을 자동으로 수행할 수 있는 스마트 축사의 구현을 목표로 다양한 방면의 시도가 이루어져 왔다.In the past, research on a method of predicting the occurrence of diseases and performing preventive sterilization has been steadily conducted in order to prevent viral diseases that constantly cause large-scale livestock mortality. In particular, due to the development of sensors and the advent of artificial intelligence, various attempts have been made with the aim of implementing a smart house that can automatically perform prediction and sterilization.

이러한 스마트 축사 구현의 일 예로, 대한민국 특허 공개 제 10 - 2020 - 0063648호(2020.06.05 공개)는 영상, 온도, 가스, 그리고 타액의 정보를 통해 질병을 모니터링하는 관리 시스템을 개시하고 있다. 상기 시스템은 해당 정보들을 기반으로 유체역학적인 영향을 분석해 질병의 발생을 예측한 뒤 그 결과를 가상/증강현실로 제공한다.As an example of such a smart congratulatory implementation, Korean Patent Publication No. 10-2020-0063648 (published on Jun. 5, 2020) discloses a management system that monitors diseases through information on images, temperature, gas, and saliva. The system predicts the occurrence of a disease by analyzing hydrodynamic effects based on the information and provides the result in virtual/augmented reality.

대한민국 특허 공개 제 10 - 2020 - 0059140호(2020.05.28 공개)는 열화상 카메라를 통해 해당 산업 동물의 객체의 체온을 추출하여 질병을 모니터링하는 관리 시스템을 개시하고 있으며, 각 객체에 RFID 칩과 GPS 센서를 부착하여 객체 별로 모니터링이 가능하도록 지원한다.Korean Patent Publication No. 10-2020-0059140 (published on May 28, 2020) discloses a management system that monitors disease by extracting the body temperature of an object of a corresponding industrial animal through a thermal imaging camera. It supports monitoring by object by attaching a sensor.

대한민국 특허 등록 제 10 - 2102732호 (2020.04.21 공고)는 축사 내의 온도와 습도를 측정한 뒤 특정 상황이 충족되면 복수의 분무 노즐을 이용하여 살균액을 축사 내에 안개형으로 분무하는 축사 관리 시스템을 개시하고 있으며, 이를 위해 별도의 약품 탱크를 설치하고 축사에 환기를 위한 추가적인 제어부의 설치를 요한다.Republic of Korea Patent Registration No. 10-2102732 (announced on April 21, 2020) is a livestock house management system that sprays sterilizing liquid into the livestock in a mist form using a plurality of spray nozzles when certain conditions are met after measuring the temperature and humidity in the livestock. To this end, a separate chemical tank must be installed and an additional control unit for ventilation in the livestock house is required.

대한민국 특허등록 제10-1624929호(20160530 공고)에는 엘이디 광을 조사하는 엘이디 조명파트, 상기 조명파트를 에워싸는 형태로 구성되어 전방을 향해 발열되는 발열파트, 및 상기 조명파트의 내부에 구성되어 양과 음이온을 동시 발생시켜 주변 공기를 청정케 하는 이온발생체로 구성된 조명기와, 지역적으로 평균 온도를 고려하여 상기 조명파트의 조명에 대한 광량 및 광도와 함께 상기 발열파트의 발열 온도를 무선통신으로 조절 제어하는 제어부를 포함하는 생육광선용 엘이디 조명 시스템이 개시된다.Republic of Korea Patent Registration No. 10-1624929 (Announcement 20160530) includes an LED lighting part that irradiates the LED light, a heating part that surrounds the lighting part and generates heat toward the front, and positive and negative ions formed inside the lighting part. An illuminator consisting of an ion generator that simultaneously generates and purifies the surrounding air, and a control unit that adjusts and controls the heating temperature of the heating part through wireless communication along with the amount of light and the intensity of the lighting of the lighting part in consideration of a regional average temperature. An LED lighting system for growing light comprising a is disclosed.

그러나 전술한 바와 같은 종래의 스마트 축사 관리 시스템들의 경우에는 질병의 모니터링 또는 축사의 살균 중 하나의 기술만 구현하고 있어, 알고리즘을 통한 질병 발생을 예측하는 동시에 후속 조치로서 자동으로 축사를 살균할 수 있는 기능을 달성할 수 없고, 실사용을 하게 되는 축산 농가 입장에서는 산업동물의 질병을 예측할 수 없을 뿐만 아니라 여러개의 시스템을 채택해야 하는 문제점이 있다. However, in the case of the conventional smart livestock management systems as described above, only one technology of monitoring the disease or sterilizing the livestock houses is implemented, so that the occurrence of diseases is predicted through an algorithm and at the same time, the livestock houses can be automatically sterilized as follow-up measures The function cannot be achieved, and there is a problem in that the livestock farmers who are in actual use cannot predict diseases of industrial animals and must adopt several systems.

또한 전술한 바와 같은 종래의 스마트 축사 관리 시스템들은 기술의 구현을 위해 축사에 추가적인 구동부의 설치를 요구하여 축산 농가에 금전적인 부담감을 안겨준다는 문제점이 있다.In addition, the conventional smart livestock farm management systems as described above have a problem in that it imposes a financial burden on livestock farms by requiring the installation of an additional driving unit in the livestock house for the implementation of the technology.

또한 전술한 바와 같은 종래의 스마트 축사 관리 시스템들은 정보를 수집하는 방식이나 살균하는 방식이 침습적이어서 해당 산업 동물에게 부정적인 영향을 미칠 가능성이 높으며 주기적인 교체가 필요해 비효율적이며 실현하기에 비현실적인 문제점이 있다.In addition, the conventional smart livestock management systems as described above have a high possibility of negatively affecting the corresponding industrial animals because the method of collecting or sterilizing information is invasive, and there is a problem that is inefficient and impractical to realize due to the need for periodic replacement.

또한 전술한 바와 같은 종래의 조명장치의 경우는 공기 중에 유해세균 등이 번식하기 쉬울 뿐만 아니라 악취를 유발하는 각종 냄새유발인자가 발생하기 쉬운 축사 환경에도 불구하고 단순히 엘이디소자에 의한 조명기능만 제공 가능함에 따라 축사 환경을 개선하기 어려운 문제점이 있었다.In addition, in the case of the conventional lighting device as described above, not only is it easy to propagate harmful bacteria in the air, but it is possible to provide only the lighting function by the LED element despite the environment in which various odor-causing factors that cause odors are prone to occur. Accordingly, there was a problem that it was difficult to improve the livestock environment.

1. 대한민국 특허 공개 제 10 - 2020 - 0063648호(2020.06.05 공개)1.Korean Patent Publication No. 10-2020-0063648 (published on Jun. 5, 2020) 2. 대한민국 특허 공개 제 10 - 2020 - 0059140호(2020.05.28 공개)2. Korean Patent Publication No. 10-2020-0059140 (published on May 28, 2020) 3. 대한민국 특허 등록 제 10 - 2102732호 (2020.04.21 공고)3. Korean Patent Registration No. 10-2102732 (Announcement on April 21, 2020) 4. 대한민국 특허등록 제10-1624929호 (2016.05.30 공고)4. Korean Patent Registration No. 10-1624929 (2016.05.30 announcement)

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 지표 바이러스, 지표 박테리아와 같은 생물학적 지표 데이터와 온도, 습도와 같은 환경적 지표 데이터를 통해 질병 발생 여부 예측 딥러닝 알고리즘을 축종별 맞춤형으로 효과적으로 구현할 수 있고, 축종 질병에 따라 지표미생물검출센서를 설치 후 지표 바이러스, 지표 박테리아의 측정된 실시간 생물학적 지표와 축사에 구비된 온도/ 습도 센서로 측정된 환경적 지표 데이터를 통해 가축 질병의 발생 여부를 즉각적으로 예측할 수 있으며, 질병 발생 예측에 따라 살균용 엘이디를 효율적으로 제어 할 수 있는 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템 및 그 관리방법을 제공하는 것이다.The present invention was conceived to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to predict the occurrence of diseases through biological indicator data such as indicator virus and indicator bacteria and environmental indicator data such as temperature and humidity. Algorithms can be effectively customized for each livestock species, and after installing the indicator microbial detection sensor according to the livestock disease, the measured real-time biological indicators of the indicator virus and indicator bacteria and the environmental indicator data measured by the temperature/humidity sensor provided in the livestock house are stored. Through this, it is possible to immediately predict the occurrence of livestock diseases, and to provide an LED sterilization smart livestock management system and a management method that can efficiently control the LED for sterilization according to the prediction of disease occurrence.

또한 본 발명의 다른 목적은 조명장치의 조명용 엘이디 둘레에 살균용 엘이디가 배열됨에 따라 본연의 조명기능 이외에 살균기능까지 제공될 수 있고, 조명장치의 방열기와 조명갓의 제조시에 토르말린이 혼합된 상태로 사출성형됨에 따라 음이온과 원적외선으로 인해 탈취기능이 제공될 수 있으며, 조명장치가 축사의 상부에 설치된 이동가이드프레임을 따라 필요한 위치로 이동되어 사용될 수 있도록 한 살균기능을 구비한 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템 및 그 관리방법을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a sterilization function in addition to the original lighting function as the sterilizing LEDs are arranged around the lighting LEDs of the lighting device, and tourmaline is mixed when the radiator of the lighting device and the lamp shade are manufactured. LED sterilization smart livestock house management system with a sterilization function in which the deodorization function can be provided due to negative ions and far-infrared rays by injection molding, and the lighting device is moved to the required position along the moving guide frame installed on the upper part of the house And it is to provide a management method.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템은 지표바이러스검출센서, 지표박테리아검출센서, 온도센서, 습도센서를 포함하는 센서부; 축사의 생물학적 지표 데이터와 환경적 지표 데이터를 저장하는 데이터베이스와, 상기 데이터베이스로부터 입력받은 데이터를 통해 심층신경망을 학습시킨 뒤 완성된 학습모델을 출력하는 질병학습부를 포함하는 기학습부; 상기 센서부에서 검출된 생물학적 지표 데이터와 환경적 지표 데이터를 받아 정규화하는 데이터수집부와, 상기 질병학습부로부터 상기 심층신경망을 전달받고 상기 데이터수집부의 데이터를 입력받아 각 질병에 대한 예측값을 계산하고 이를 신뢰점수로 변환하는 질병예측부와, 상기 신뢰점수를 전달받는 조명제어부를 포함하는 질병관리통합시스템; 및 살균이 가능한 특정 파장의 엘이디광을 출력하는 엘이디 조명부를 포함하여 상기 질병관리통합시스템으로부터 전달된 신호에 따라 상기 특정파장의 엘이디광을 조사하는 조명장치; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the LED sterilization smart livestock management system according to the present invention includes: a sensor unit including an indicator virus detection sensor, an indicator bacteria detection sensor, a temperature sensor, and a humidity sensor; A pre-learning unit including a database for storing biological indicator data and environmental indicator data of a livestock house, and a disease learning unit for outputting a completed learning model after learning a deep neural network through data input from the database; A data collection unit that receives and normalizes the biological indicator data and environmental indicator data detected by the sensor unit, and receives the deep neural network from the disease learning unit and receives data from the data collection unit to calculate a predicted value for each disease. A disease management integrated system including a disease prediction unit that converts this into a confidence score, and a lighting control unit receiving the confidence score; And an LED lighting unit that outputs an LED light of a specific wavelength capable of sterilization, and irradiates the LED light of the specific wavelength according to a signal transmitted from the disease management integrated system. It characterized in that it comprises a.

또한 본 발명에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템에 있어서, 상기 질병학습부는, 상기 데이터베이스의 데이터를 입력하는 데이터입력부; 입력받은 상기 데이터를 통해 심층신경망을 학습시켜 학습모델을 완성하는 모델학습부; 및 상기 완성된 학습모델을 상기 질병관리통합시스템으로 출력하는 학습모델출력부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the LED sterilization smart livestock management system according to the present invention, the disease learning unit, a data input unit for inputting the data of the database; A model learning unit that completes a learning model by learning a deep neural network through the received data; And a learning model output unit that outputs the completed learning model to the disease management integrated system. It characterized in that it comprises a.

또한 본 발명에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템에 있어서, 상기 심층신경망은 입력된 데이터를 기반으로 사육 축종에 따라 대표 질병 각각에 대해 발생 확률을 계산하여 신뢰점수를 출력하도록 학습되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the LED sterilization smart livestock management system according to the present invention, the deep neural network is learned to output a confidence score by calculating the probability of occurrence for each of the representative diseases according to the breeding livestock based on the input data.

또한 본 발명에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템에 있어서, 상기 질병예측부는, 생물학적 지표와 환경적 지표 데이터를 입력하는 데이터입력부; 상기 심층신경망을 상기 기학습부로부터 전달받아 상기 데이터입력부로부터 입력된 데이터에 의해 사육축종에 따른 대표 질병에 대한 예측값을 계산하는 예측모델부; 상기 예측모델부의 예측값을 출력하는 예측값출력부; 및 상기 예측값을 각 질병에 대한 신뢰점수로 변환하고, 상기 신뢰점수를 조명제어부로 전달하는 신뢰점수출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the LED sterilization smart livestock management system according to the present invention, the disease prediction unit comprises: a data input unit for inputting biological and environmental index data; A prediction model unit that receives the deep neural network from the pre-learning unit and calculates a predicted value for representative diseases according to breeding breeds based on data input from the data input unit; A prediction value output unit outputting a prediction value of the prediction model unit; And a confidence score output unit converting the predicted value into a confidence score for each disease and transmitting the confidence score to the lighting control unit.

또한 본 발명에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템에 있어서, 상기 조명제어부는 상기 질병예측부로부터 전달된 신뢰점수와 질병의 종류 데이터에 의해 특정 질병의 신뢰도가 임계값을 초과하는지의 여부를 확인하여 신호를 전달하는 중앙제어장치; 상기 중앙제어장치로부터 전달된 신호에 따라 상기 질병의 병원체를 살균하기 위한 특정 파장 값의 점등 신호를 게이트웨이를 통해 상기 조명장치에 부착된 무선통신모듈로 전달하는 조명제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the LED sterilization smart house management system according to the present invention, the lighting control unit checks whether the reliability of a specific disease exceeds a threshold value based on the confidence score and disease type data transmitted from the disease prediction unit to signal A central control device that transmits the signal; And a lighting control device that transmits a lighting signal of a specific wavelength value for sterilizing the disease pathogen according to a signal transmitted from the central control device to a wireless communication module attached to the lighting device through a gateway. .

또한 본 발명에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템에 있어서, 상기 조명장치의 특정 파장은 405㎚인 것을 특징으로 하는 한다.In addition, in the LED sterilization smart livestock management system according to the present invention, the specific wavelength of the lighting device is characterized in that 405nm.

또한 본 발명에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템에 있어서, 상기 조명장치는, 기판의 하부면에 조명용 엘이디와 살균용 엘이디가 구비되고 상기 기판의 가장자리에 조명갓이 구비되는 엘이디조명부; 상기 엘이디조명부의 기판의 상부에 구비되어 상기 기판으로부터 발생되는 열을 외부로 방출하는 방열기; 및 상기 방열기의 상부에 구비되되 이격연결부재의 개재하에 상기 방열기의 상단으로부터 이격된 상태로 상기 방열기에 연결되고, 전원선을 통해 전원을 인가받아 상기 조명용 엘이디와 살균용 엘이디를 발광시키는 전원공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the LED sterilization smart barn management system according to the present invention, the lighting device includes: an LED lighting unit provided with an LED for illumination and an LED for sterilization on a lower surface of a substrate and a lamp shade at the edge of the substrate; A radiator provided above the substrate of the LED lighting unit to emit heat generated from the substrate to the outside; And a power supply provided on the upper part of the radiator, connected to the radiator in a state spaced apart from the upper end of the radiator under the interposition of a spaced connection member, and receiving power through a power line to emit light of the lighting LED and the sterilization LED. It characterized in that it includes.

또한 본 발명에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템에 있어서, 상기 엘이디조명부의 전등갓과 상기 방열기는 토르말린이 혼합된 합성수지재가 사출성형되어 제조되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the LED sterilization smart barn management system according to the present invention, the lampshade and the radiator of the LED lighting unit are manufactured by injection molding a synthetic resin material mixed with tourmaline.

또한 본 발명에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템에 있어서, 상기 전원공급부의 상단에는 축사의 상부에 설치된 이동가이드프레임을 따라 위치이동되는 이동거치구가 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the LED sterilization smart livestock house management system according to the present invention, the upper end of the power supply unit is characterized in that it is provided with a moving fixture that is moved in position along the moving guide frame installed on the upper part of the livestock house.

또한 본 발명에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템에 있어서, 상기 전원공급부의 상단에는 거치링이 구비되고, 상기 거치링은 축사의 상부에 설치된 이동가이드프레임을 따라 위치이동되는 이동거치후크에 걸려져 지지되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the LED sterilization smart barn management system according to the present invention, a mounting ring is provided at the upper end of the power supply unit, and the mounting ring is supported by being hooked on a moving mounting hook that is moved in position along a moving guide frame installed at the top of the barn house. It is characterized by being.

또한 본 발명에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 방법은, 축사 내의 생물학적 지표 데이터와 환경적 지표 데이터를 수집하는 센싱단계; 상기 생물학적 지표 데이터와 환경적 지표 데이터를 정규화한 데이터를 기반으로 사육 축종에 따라 다른 대표 질병 각각에 대해 발생 확률을 계산하여 신뢰점수를 출력할 수 있도록 심층신경망을 학습시킨 뒤 학습모델을 완성하는 질병학습단계; 상기 심층신경망을 전달받아 상기 센싱단계에서 획득한 생물학적 지표와 환경적 지표 데이터를 상기 심층신경망에 입력하여 각 대표 질병에 대한 예측값을 계산하고 계산된 예측값을 각 질병에 대한 신뢰점수로 변환하는 질병예측단계; 및 상기 신뢰점수와 질병의 종류데이터에 의해 특정 질병의 신뢰도가 임계값을 초과하는지의 여부를 확인하여, 초과시에 해당 질병의 병원체를 살균하기 위한 특정 파장값의 엘이디 점등신호를 전달해서 엘이디광에 의해 살균하는 조명제어 및 살균단계;를 포함한다.In addition, the LED sterilization smart livestock management method according to the present invention includes a sensing step of collecting biological index data and environmental index data in the livestock house; A disease that completes a learning model after learning a deep neural network to output a confidence score by calculating the probability of occurrence for each of the representative diseases according to breeding breeds based on the data obtained by normalizing the biological and environmental indicator data. Learning stage; Disease prediction in which a predicted value for each representative disease is calculated by receiving the deep neural network and inputting the biological and environmental indicator data acquired in the sensing step into the deep neural network, and converting the calculated predicted value into a confidence score for each disease step; And it checks whether the reliability of a specific disease exceeds the threshold value by the confidence score and the disease type data, and when it is exceeded, the LED lighting signal of a specific wavelength value for sterilizing the pathogen of the disease is transmitted to the LED light. It includes; lighting control and sterilization step to sterilize by.

이상과 같은 구성의 본 발명의 질병 발생 예측에 따라 살균용 엘이디를 효율적으로 제어 할 수 있는 엘이디 살균 축사 관리 시스템은 축사 내의 지표 바이러스, 지표 박테리아와 같은 생물학적 지표와 축사의 온도, 습도와 같은 환경적 지표 데이터를 통한 예측이 실시간으로 되며, 축산 농가 종사자의 근로 시간과 상관 없이 지속적 살균이 가능하다. 따라서 질병 예측을 통한 자동 엘이디 살균으로 대규모 전염성 질병을 사전에 예방할 수 있고, 이로 인한 대규모 가축 폐사를 방지한다. The LED sterilization livestock management system, which can efficiently control the sterilization LED according to the disease outbreak prediction of the present invention having the above configuration, provides biological indicators such as indicator viruses and indicator bacteria in the housing, and environmental conditions such as temperature and humidity of the housing. Forecasts through indicator data are made in real time, and continuous sterilization is possible regardless of the working hours of livestock farmers. Therefore, it is possible to prevent large-scale infectious diseases in advance by automatic LED sterilization through disease prediction, thereby preventing large-scale livestock death.

또한 본 발명에 따르면, 생물학적 지표와 환경적 지표 데이터를 이용한 예측에 따른 살균 엘이디의 자동 제어를 통해 가축이 받은 엘이디로부터의 스트레스를 최소화하는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage of minimizing stress from the LED received by livestock through automatic control of the sterilization LED according to prediction using biological and environmental indicator data.

또한 본 발명에 따르면, 가축 질병 방지를 위해 소요되는 비용을 상기와 같은 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템을 통해 예산 소모를 줄일 수 있고, 바이러스와 박테리아로 인한 가축 질병의 피해 복구 비용을 최소화시키는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage in that the cost of preventing livestock diseases can be reduced through the LED sterilization smart livestock management system as described above, and the cost of recovering damage from livestock diseases caused by viruses and bacteria is minimized. .

또한 본 발명에 따르면, 실시간 생물학적, 환경적 지표 데이터 수집을 통해 국가의 바이러스와 박테리아성 가축 질병 현황 파악이 가능한 장점이 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage of being able to grasp the state of virus and bacterial livestock diseases in the country through real-time collection of biological and environmental indicator data.

또한 본 발명에 따르면, 축종별 대표 질병의 생물학적 지표와 축사 내의 환경적 지표를 이용하여 딥러닝을 실시하기 때문에 일반적인 질병진단시스템보다 축종별 맞춤형 질병 예측이 가능하며 예측 정보를 통해 효율적으로 엘이디 살균 시스템을 제어 할 수 있게 된다.In addition, according to the present invention, since deep learning is performed using biological indicators of representative diseases for each livestock type and environmental indicators in the livestock house, it is possible to predict diseases tailored to each livestock type more efficiently than a general disease diagnosis system, and the LED sterilization system efficiently through prediction information. You will be able to control it.

또한 본 발명에 따르면, 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템의 살균기능을 구비한 조명장치의 조명용 엘이디 둘레에 살균용 엘이디가 배열됨에 따라 조명용 엘이디에 의해 본연의 조명기능이 제공됨과 동시에 살균용 엘이디에 의해 유해세균에 대한 살균기능까지 제공될 수 있는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, as the LED for sterilization is arranged around the LED for lighting of the lighting device equipped with the sterilization function of the LED sterilization smart livestock house management system, the original lighting function is provided by the LED for lighting and at the same time, harmful by the LED for sterilization. There is an advantage that can provide even sterilization function for bacteria.

또한 본 발명에 따르면, 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템의 살균기능을 구비한 조명장치의 방열기와 조명갓의 제조시에 토르말린이 혼합된 상태로 사출성형됨에 따라 토르말린으로부터 발생되는 음이온과 원적외선으로 인해 탈취기능이 제공될 수 있다.In addition, according to the present invention, as the radiator of the lighting device equipped with the sterilization function of the LED sterilization smart house management system and the lamp shade are injection-molded in a mixed state of tourmaline, the deodorizing function due to negative ions and far-infrared rays generated from tourmaline is Can be provided.

또한 본 발명에 따르면, 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템의 살균기능을 구비한 조명장치가 축사의 상부에 설치된 격자 형상의 이동가이드프레임을 따라 필요시에 요구되는 위치로 이동되어 사용될 수 있는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage that the lighting device having the sterilization function of the LED sterilization smart livestock house management system can be moved to a required position when necessary along the grid-shaped movement guide frame installed on the upper part of the livestock house and used.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템을 도시한 구조도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템의 구성을 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템의 질병예측부를 도시한 블럭도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템의 질병학습부를 도시한 블록도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템의 살균기능을 구비한 조명장치의 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템의 살균기능을 구비한 조명장치의 저면사시도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템의 살균기능을 구비한 조명장치의 살균과정을 설명하는 개념도.
도 8은 도 7의 반응과정에서의 파장별 포피린 흡광도를 보여주는 그래프도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템의 살균기능을 구비한 조명장치의 살균시험 결과를 보여주는 그래프도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템의 살균기능을 구비한 조명장치의 살균시험 결과를 보여주는 사진.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템의 살균기능을 구비한 조명장치의 사시도.
도 12은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템의 살균기능을 구비한 조명장치의 사용상태도.
도 13는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템의 살균기능을 구비한 조명장치의 사시도.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 방법의 순서도.
1 is a structural diagram showing an LED sterilization smart livestock house management system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a block diagram showing the configuration of the LED sterilization smart livestock house management system according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a block diagram showing a disease prediction unit of the LED sterilization smart livestock house management system according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a block diagram showing a disease learning unit of the LED sterilization smart livestock house management system according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a perspective view of a lighting device having a sterilization function of the LED sterilization smart livestock house management system according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a bottom perspective view of a lighting device having a sterilization function of the LED sterilization smart livestock house management system according to an embodiment of the present invention.
7 is a conceptual diagram illustrating a sterilization process of a lighting device having a sterilization function of the LED sterilization smart livestock house management system according to an embodiment of the present invention.
8 is a graph showing porphyrin absorbance by wavelength in the reaction process of FIG. 7.
9 is a graph showing a sterilization test result of a lighting device having a sterilization function of the LED sterilization smart livestock house management system according to an embodiment of the present invention.
10 is a photograph showing a sterilization test result of a lighting device having a sterilization function of the LED sterilization smart livestock house management system according to an embodiment of the present invention.
11 is a perspective view of a lighting device having a sterilization function of the LED sterilization smart livestock house management system according to another embodiment of the present invention.
12 is a use state diagram of a lighting device having a sterilization function of the LED sterilization smart livestock house management system according to another embodiment of the present invention.
13 is a perspective view of a lighting device having a sterilization function of the LED sterilization smart livestock house management system according to another embodiment of the present invention.
Figure 14 is a flow chart of the LED sterilization smart livestock management method according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이고, 이로 인해 본 발명의 기술적 사상 및 범주가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. This is for explaining in detail enough that one of ordinary skill in the art can easily carry out the invention, and thus the technical spirit and scope of the present invention are not limited thereto.

본 발명의 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려졌고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시한다.In describing the embodiments of the present invention, descriptions of technical contents that are well known in the technical field to which the present invention pertains and are not directly related to the present invention will be omitted. This is to more clearly convey the gist of the present invention by omitting unnecessary description. For the same reason, some components in the accompanying drawings are exaggerated, omitted, or schematically illustrated.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.2 is a block diagram showing the configuration of an LED sterilization smart livestock house management system according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템은 센서부(29), 기학습부(28), 질병관리통합시스템(21), 조명장치(10)를 포함한다. As shown in Fig. 2, the LED sterilization smart house management system according to an embodiment of the present invention includes a sensor unit 29, a learning unit 28, an integrated disease management system 21, and a lighting device 10. do.

센서부(29)는 환경적 지표를 수집하기 위한 온도센서(20), 습도센서(19)와 생물학적 지표를 수집하기 위한 지표바이러스검출센서(18), 지표박테리아검출센서(17)로 구성된다. 온도센서(20)와 습도센서(19)는 개별 축사(16)에 기본적으로 내장되어 있는 센서를 활용하므로 축사(16) 내에 추가적인 설치를 요하지 않으나 지표바이러스검출센서(18)와 지표박테리아검출센서(17)는 축사(16)의 사육 축종에 따라 다른 대표 질병을 예측하는데 지표가 되는 바이러스 및 박테리아의 종류에 맞추어 추가로 설치할 수 있다. The sensor unit 29 is composed of a temperature sensor 20, a humidity sensor 19 for collecting environmental indicators, an indicator virus detection sensor 18 for collecting biological indicators, and an indicator bacteria detection sensor 17. Since the temperature sensor 20 and the humidity sensor 19 utilize a sensor that is basically built into the individual house 16, it does not require additional installation in the house 16, but the indicator virus detection sensor 18 and the indicator bacteria detection sensor ( 17) can be additionally installed according to the types of viruses and bacteria that are indicators for predicting other representative diseases according to the breeding breed of the house (16).

지표 바이러스와 지표 박테리아는 병원성 미생물 발생을 간접적으로 알려주는 지표의 역할을 수행하는 미생물을 통칭한다. 병원성 미생물은 그 종류가 다양하여 개별적으로 검사하는 것이 비현실적이기에 병원성 미생물과 공존 가능성이 높으면서 검출 및 구별이 용이한 지표 미생물을 사용하는 검사는 기존의 환경 평가 등에 널리 쓰여왔다.Indicator viruses and indicator bacteria collectively refer to microorganisms that serve as indicators that indirectly inform the occurrence of pathogenic microorganisms. Since pathogenic microorganisms are of various types, it is impractical to individually test them. Therefore, tests using indicator microorganisms that are easy to detect and distinguish with high possibility of coexistence with pathogenic microorganisms have been widely used in existing environmental evaluations.

환경적 지표들을 측정하기 위한 센서들과 달리 지표 미생물을 검출하기 위한 센서가 공기 중의 미생물 농도를 측정하기 위해서는 미생물들을 센서가 측정이 가능한 영역까지 끌어들여야 하는 과정이 필요한데 이를 포집이라고 한다. Unlike sensors for measuring environmental indicators, in order for a sensor for detecting indicator microorganisms to measure the concentration of microorganisms in the air, a process in which the microorganisms must be drawn to an area where the sensor can be measured is required. This is called capture.

지표미생물검출센서의 종류는 크게 이 포집 방식에 따라 나누어질 수 있으며 각 포집 방식은 검출 목표로 하는 미생물에 따라 적합성이 달라진다. The types of indicator microorganism detection sensors can be largely divided according to this collection method, and the suitability of each collection method varies depending on the microorganism targeted for detection.

포집 방식에 따른 센서의 종류는 질량 감응 기반 측정 센서, 임피던스 기반 측정 센서, 전류 및 전압 기반 측정 센서, 광섬유 기반 측정 센서, 표면 플라스몬 공명 기반 측정 센서가 있으며, 이는 본 발명의 기술적 사상 및 범주의 한정을 의미하는 것은 아니다. Types of sensors according to the collection method include a mass-sensitive-based measurement sensor, an impedance-based measurement sensor, a current and voltage-based measurement sensor, an optical fiber-based measurement sensor, and a surface plasmon resonance-based measurement sensor. It does not mean limiting.

다음으로 기학습부(28)에 대해서 설명한다. Next, the learning unit 28 will be described.

도 2에 도시된 바와 같이 기학습부(28)는 축사의 생물학적 지표 데이터와 환경적 지표 데이터를 저장하는 데이터베이스(27)와, 상기 데이터베이스(27)로부터 입력받은 데이터를 통해 심층신경망을 학습시킨 뒤 완성된 학습모델을 출력하는 질병학습부(26)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the learning unit 28 learns a deep neural network through a database 27 storing biological indicator data and environmental indicator data of a livestock house, and data input from the database 27. It includes a disease learning unit 26 for outputting the completed learning model.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템의 질병학습부를 도시한 블록도로서, 기학습부(28)의 질병학습부(26)는 제1데이터입력부(260), 딥러닝 심층신경망으로 구성된 모델학습부(261) 그리고 학습모델출력부(262)로 구성된다. Figure 4 is a block diagram showing a disease learning unit of the LED sterilization smart livestock management system according to an embodiment of the present invention, the disease learning unit 26 of the pre-learning unit 28 is a first data input unit 260, deep It is composed of a model learning unit 261 configured with a running deep neural network and a learning model output unit 262.

질병학습부(26)는 기존의 생물학적 지표와 화학적 지표 데이터를 바이러스 종류, 바이러스 검출 농도, 온도, 습도, 질병 발생 여부로 분류하여 데이터베이스화하고, 딥러닝 심층신경망에 입력하기 전 정규화를 통한 전처리를 진행하고, 전처리된 데이터를 딥러닝 심층신경망을 통해 학습을 진행한다. The disease learning unit 26 classifies the existing biological and chemical indicator data into a database by classifying the existing biological and chemical indicator data by virus type, virus detection concentration, temperature, humidity, and disease occurrence, and performs pre-processing through normalization before inputting into the deep learning deep neural network. Then, the preprocessed data is learned through a deep learning deep neural network.

제1데이터입력부(260)는 기존에 확보된 축사 환경 데이터베이스(27)에서 생물학적 지표 데이터와 환경적 지표 데이터를 전달받아 정규화를 진행한 뒤 모델학습부(261)에 입력하는 역할을 수행한다. 모델학습부(261)는 입력 받은 데이터를 통해 심층신경망을 학습시킨 뒤 완성된 학습 모델을 학습모델출력부(262)를 통해 출력한다. 해당 심층신경망은 입력된 축사 환경 데이터를 기반으로 사육 축종에 따라 다른 대표 질병 각각에 대해 발생 확률을 계산하여 신뢰점수를 출력할 수 있도록 학습된다. The first data input unit 260 receives biological index data and environmental index data from the livestock environment database 27 previously secured, performs normalization, and then inputs the data to the model learning unit 261. The model learning unit 261 trains the deep neural network through the received data and then outputs the completed learning model through the learning model output unit 262. The deep neural network is learned to output a confidence score by calculating the probability of occurrence for each of the representative diseases according to breeding livestock based on the input livestock environment data.

다음으로 질병관리통합시스템(21)에 대하여 설명한다.Next, the integrated disease management system 21 will be described.

도 2에 도시된 바와 같이 질병관리통합시스템(21)은 상기 센서부(29)에서 검출된 지표 바이러스와 지표 박테리아와 같은 생물학적 지표 데이터와, 온도, 습도와 같은 환경적 지표 데이터를 수집하고 정규화하는 데이터수집부(24)와, 상기 질병학습부(26)로부터 상기 심층신경망을 전달받고 상기 데이터수집부(24)의 데이터를 입력받아 각 질병에 대한 예측값을 계산하고 이를 신뢰점수로 변환하는 질병예측부(23)와, 상기 신뢰점수를 전달받아 도출된 질병 예측 신뢰점수가 특정 임계값 초과 시 살균 엘이디를 제어하는 조명제어부(22)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the integrated disease management system 21 collects and normalizes biological indicator data such as indicator viruses and indicator bacteria detected by the sensor unit 29, and environmental indicator data such as temperature and humidity. Disease prediction that receives the deep neural network from the data collection unit 24 and the disease learning unit 26, receives data from the data collection unit 24, calculates a predicted value for each disease, and converts it into a confidence score. It includes a unit 23 and a lighting control unit 22 for controlling the sterilization LED when the disease prediction confidence score derived by receiving the confidence score exceeds a specific threshold value.

상기 데이터수집부(24)는 축사에 구비된 센서에서 측정된 온도, 습도와 같은 환경적 지표 데이터를 수집하며, 특정 질병을 예측하는데 활용되는 지표 바이러스, 지표 박테리아를 검출할 수 있는 센서를 설치하여 측정 후 데이터를 수집하여 질병예측부에 전달한다.The data collection unit 24 collects environmental indicator data such as temperature and humidity measured by sensors provided in the livestock house, and installs a sensor capable of detecting indicator viruses and indicator bacteria used to predict specific diseases. After measurement, the data is collected and transmitted to the disease prediction department.

상기 질병예측부(23)는 질병학습부(26)에서 딥러닝 학습된 심층신경망에 데이터수집부(24)에서 수집된 데이터를 전처리를 걸쳐 입력하여 질병 예측 값을 도출한다. The disease prediction unit 23 derives a disease prediction value by pre-processing the data collected by the data collection unit 24 to the deep neural network learned by the disease learning unit 26 through deep learning.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템의 질병예측부를 도시한 블럭도로서, 질병예측부(23)는 제2데이터입력부(230), 질병학습부(26)에서 도출된 학습모델부(231), 딥러닝 심층신경망으로 구성된 예측모델부(232), 예측값출력부(233) 그리고 신뢰점수출력부(234)로 구성된다. Figure 3 is a block diagram showing a disease prediction unit of the LED sterilization smart livestock management system according to an embodiment of the present invention, the disease prediction unit 23 is derived from the second data input unit 230, the disease learning unit 26 It is composed of a learning model unit 231, a prediction model unit 232 composed of a deep learning deep neural network, a prediction value output unit 233, and a confidence score output unit 234.

제2데이터입력부(230)는 축사(16) 내 상기 센서들을 통해 확보된 데이터들을 전달받아 정규화를 진행한 뒤 예측모델부(232)에 입력하는 역할을 수행한다. 예측모델부(232)는 상기 질병학습부(26)의 심층신경망을 학습모델출력부(262)를 통해 전달받아 제2데이터입력부(230)를 통해 들어온 데이터를 입력해 각 대표 질병에 대한 예측값을 계산한다. 계산된 예측값은 신뢰점수출력부(234)에서 각 질병에 대한 신뢰점수로 변환되고 해당 신뢰점수는 신뢰점수출력부(234)를 통해 후술할 조명제어부(22)로 전달된다. The second data input unit 230 receives the data secured through the sensors in the livestock house 16, performs normalization, and then inputs the data to the prediction model unit 232. The prediction model unit 232 receives the deep neural network of the disease learning unit 26 through the learning model output unit 262 and inputs data received through the second data input unit 230 to obtain a predicted value for each representative disease. Calculate. The calculated predicted value is converted into a confidence score for each disease in the confidence score output unit 234, and the corresponding confidence score is transmitted to the lighting control unit 22, which will be described later, through the confidence score output unit 234.

조명장치(10)는 살균이 가능한 특정 파장을 출력하는 엘이디 조명부(110)를 포함하며, 질병통합관리시스템(21)의 게이트웨이(14)에서 발생한 신호를 전달받을 수 있는 무선통신모듈(15)이 부착된다.The lighting device 10 includes an LED lighting unit 110 that outputs a specific wavelength capable of sterilization, and a wireless communication module 15 capable of receiving a signal generated from the gateway 14 of the integrated disease management system 21 is provided. Attached.

다음으로 상기 학습 모델에서 예측의 대상이 되는 축종 별 대표 질병을 서술한다. 다만, 이는 본 발명의 기술적 사상 및 범주의 한정을 의미하는 것은 아니다. Next, representative diseases for each species that are the target of prediction in the learning model are described. However, this does not mean the limitation of the technical spirit and scope of the present invention.

농림축산검역본부에서 2017년도부터 2020년도까지 발생한 가축전염병 발생현황 데이터에 따르면 소의 경우는 결핵병, 브루셀라병, 돼지의 경우는 돼지생식기호흡기증후군, 아프리카돼지열병, 닭의 경우는 가금티푸스와 추백리가 농가에게 큰 경제적 손실을 일으키는 대표적인 전염병이다. According to the data on the outbreak of livestock infectious diseases that occurred from 2017 to 2020 from the Ministry of Agriculture, Forestry and Livestock Quarantine, tuberculosis and Brucella disease in cattle, swine genital respiratory syndrome, African swine fever, and poultry typhus and Chubaekri in chicken It is a representative infectious disease that causes great economic losses to people.

결핵병은 국내 법정 제2종 가축전염병으로 분류되어 있으며 소 결핵균(Mycobacterium bovis)에 의해서 감염되며 인수공통전염병이다. 또한 호흡기를 통한 결핵균의 흡입이 가장 공통적인 방법으로 알려져 있다. 환경적 조건에 따라 땅에서 최대 14일, 그리고 물에서는 최대 3달까지 생존할 수 있다. 브루셀라병은 브루셀라균(Brucella abortus)에 의해 주로 소에게 감염되는 질병이며 임신 후반기에 유·조산 등을 일으키는 질병이다. 감염되어 있는 개체의 점막과 직접 접촉을 통해 전염되는 것이 일반적이며 브루셀라균이 조건에 따라 땅에서 최소 하루에서 최대 8달까지 생존할 수 있는 것으로 알려져 있다. Tuberculosis is classified as a domestic legally classified as a second-class livestock infectious disease, and is infected by Mycobacterium bovis and is a common contagious disease. In addition, inhalation of Mycobacterium tuberculosis through the respiratory tract is known as the most common method. Depending on environmental conditions, it can survive up to 14 days on land and up to 3 months in water. Brucella disease is a disease that is mainly infected by cattle by Brucella abortus, and is a disease that causes maternity and premature birth in the second half of pregnancy. It is commonly transmitted through direct contact with the mucous membranes of infected individuals, and it is known that Brucella bacteria can survive from a minimum of one day to a maximum of 8 months on the ground depending on conditions.

국내에서 돼지의 단일질병으로 가장 큰 경제적 손실을 일으키는 돼지생식기호흡기증후군은 돼지생식기호흡기증후군 바이러스(Porcine reproductive and respiratory syndrome virus)에 의해 감염되며 번식돈에서 임신말기 유산이나 조산 등 번식장애와 자돈에서 호흡기 증상으로 인한 증체량 감소, 폐사율 증가 등을 일으키는 질병이다. 주로 감염된 개체의 체액과 직간접 접촉, 또는 호흡기를 통해 전염이 일어난다. 환경 조건에 따라 최소 3일에서 최대 60일 까지 생존하는 것으로 알려져 있다. 아프리카돼지열병은 아프리카돼지콜레라바이러스(African swine fever virus)에 의해 감염되며 이병률이 높고 급성형에 감염되면 치사율이 거의 100%에 이르기 때문에 양돈 산업에 엄청난 피해를 주는 질병이다. 주로 감염된 개체의 체액과 직접접촉으로 전염되며 가장 큰 특징은 오염된 물체를 통해서도 전염이 될 수 있다. 오염된 매체에서 환경 조건에 따라 최소 3일에서 최대 18개월까지 생존할 수 있는 것으로 알려져 있다.Porcine reproductive and respiratory syndrome virus, which causes the largest economic loss as a single disease in pigs in Korea, is infected by reproductive disorders such as late pregnancy abortion or preterm birth in breeding pigs, and respiratory symptoms in piglets. It is a disease that causes a decrease in weight gain and an increase in mortality. Transmission occurs primarily through direct or indirect contact with the body fluids of an infected individual or through the respiratory tract. It is known to survive from a minimum of 3 days to a maximum of 60 days depending on environmental conditions. African swine fever is infected by the African swine fever virus. The morbidity rate is high, and the mortality rate is almost 100% when infected with an acute type, so it is a disease that causes tremendous damage to the pig farming industry. It is mainly transmitted through direct contact with the body fluids of an infected individual, and the greatest characteristic is that it can also be transmitted through contaminated objects. It is known to survive in contaminated media for a minimum of 3 days to a maximum of 18 months depending on environmental conditions.

닭에게 걸리는 대표적인 전염병중의 하나인 가금티부스와 추백리는 각각 살모넬라 갈리나룸(Salmonella gallinarum), 살모넬라 풀로룸(Salmonella pullorum) 원인체에 의해 유발되고 패혈증을 일으키는 급, 만성전염병으로 병아리에서 백색 설사를 유발하며 성계에서는 증상이 나타나지 않거나, 폐사, 산란율 저하, 설사 등을 일으키는 질병이다. 특히 이 질병은 난계대를 통해 전염될 수 있어서 주의를 요하는 질병이다. 병원균은 증류수와 물에서 최대 20일간 생존할 수 있는 것으로 알려져 있다. Poultry tea booth and chubaekri, one of the representative infectious diseases of chickens, are caused by Salmonella gallinarum and Salmonella pullorum, respectively, and are acute and chronic infectious diseases that cause sepsis, causing white diarrhea in chicks. It is a disease that does not show symptoms in the sexual system, causes death, lowers the spawning rate, and causes diarrhea. In particular, this disease is a disease that requires attention because it can be transmitted through the egg zone. Pathogens are known to survive up to 20 days in distilled water and water.

다음으로 심층신경망의 이론과 상기 질병을 예측하기 위한 본 발명의 알고리즘에 대해 구체적으로 서술한다. Next, the theory of the deep neural network and the algorithm of the present invention for predicting the disease will be described in detail.

질병 예측 알고리즘의 설명에 앞서 본 발명에서 사용하고자 하는 인공지능의 종류 중 하나인 딥 러닝의 학습방법을 간략히 소개한다. 딥러닝은 여러 비선형 변환기법의 조합을 통해 높은 수준의 추상화(abstraction)를 시도하는 기계 학습 알고리즘으로 정의되며, 큰 틀에서 사람의 사고방식을 컴퓨터에게 가르치는 기계학습의 한 분야이다. 어떠한 데이터가 있을 때 이를 컴퓨터가 인식할 수 있는 형태로 표현하고 이를 학습에 적용하기 위해 많은 연구가 진행되고 있으며 이러한 노력의 결과로 딥러닝을 통한 뉴럴 네트워크와 같은 기법들이 질병 예측에 적용되어 최첨단의 결과들을 보여준다. 딥 뉴럴 네트워크는 열 벡터로 표현하는 방식으로 원하고자 하는 다중 분류 작업을 좋은 성능으로 처리할 수 있는 장점이 있다.Prior to the description of the disease prediction algorithm, a brief introduction is made to a learning method of deep learning, which is one of the types of artificial intelligence to be used in the present invention. Deep learning is defined as a machine learning algorithm that attempts a high level of abstraction through a combination of several nonlinear transducers, and is a field of machine learning that teaches computers how to think of humans in a large framework. When there is any data, a lot of research is being conducted to express it in a form that can be recognized by a computer and apply it to learning. As a result of these efforts, techniques such as neural networks through deep learning have been applied to disease prediction, leading to state-of-the-art Show the results. Deep neural networks have the advantage of being able to process desired multi-classification tasks with good performance by expressing them as column vectors.

본 발명의 특징은 질병 분류에만 인공지능 학습 결과가 미치는 것이 아닌, 질병이 발생할 수 있는 조건을 함수화한 뒤 추정하여 질병 예측을 위한 학습과 그 이용을 통한 질병 예측 및 엘이디 살균 자동 제어를 가능하게 하는 점이다.A feature of the present invention is that the AI learning result does not affect only disease classification, but the learning for disease prediction by functionalizing and estimating conditions in which a disease can occur, and disease prediction and automatic control of LED sterilization through the use thereof. Point.

도 4에 도시된 바와 같이 기학습부(28)에서 질병 예측을 위한 기모델을 도출하는 질병학습부(26)는 제1데이터입력부(260), 모델학습부(261) 그리고 학습모델출력부(262)로 구성된다. As shown in FIG. 4, the disease learning unit 26, which derives an existing model for predicting a disease from the previous learning unit 28, includes a first data input unit 260, a model learning unit 261, and a learning model output unit ( 262).

제1데이터입력부(260)는 데이터베이스(27)내의 생물학적 지표와 화학적 지표 데이터를 바이러스/박테리아 종류, 바이러스/박테리아 검출 농도, 온도, 습도, 질병 발생 여부로 분류하여 심층신경망에 입력하기 위한 정규화를 진행하고 모델학습부(261)에 입력하는 역할을 수행한다. 모델학습부(261)는 입력 받은 데이터를 통해 심층신경망을 학습시킨 뒤 완성된 학습 모델을 학습모델출력부(262)를 통해 출력한다. 해당 심층신경망은 입력된 축사 환경 데이터를 기반으로 사육 축종에 따라 다른 대표 질병 각각에 대해 발생 확률을 계산하여 신뢰점수를 출력할 수 있도록 학습된다.The first data input unit 260 classifies the biological and chemical indicator data in the database 27 into virus/bacteria type, virus/bacteria detection concentration, temperature, humidity, and disease occurrence, and performs normalization for input into the deep neural network. And performs a role of inputting into the model learning unit 261. The model learning unit 261 trains the deep neural network through the received data and then outputs the completed learning model through the learning model output unit 262. The deep neural network is learned to output a confidence score by calculating the probability of occurrence for each of the representative diseases according to breeding livestock based on the input livestock environment data.

질병관리통합시스템(21)의 데이터수집부(24)는 센서부(29)에서 검출된 지표 바이러스, 지표 박테리아와 같은 생물학적 지표와 온도, 습도와 같은 환경적 지표 데이터를 받아 질병예측부(23)에 입력되기 전 정규화 과정을 진행한다.The data collection unit 24 of the integrated disease management system 21 receives biological indicators such as indicator viruses and indicator bacteria detected by the sensor unit 29 and environmental indicator data such as temperature and humidity, and receives the disease prediction unit 23. Normalization process is performed before input into.

도 3에 도시된 바와 같이 질병예측부(23)는 제2데이터입력부(230), 학습모델부(231), 예측모델부(232), 예측값출력부(233), 신뢰점수출력부(234)로 구성된다. As shown in FIG. 3, the disease prediction unit 23 includes a second data input unit 230, a learning model unit 231, a prediction model unit 232, a prediction value output unit 233, and a confidence score output unit 234. It consists of

제2데이터입력부(230)는 생물학적 지표와 화학적 지표 데이터, 즉 바이러스/박테리아 종류, 바이러스/박테리아 검출 농도, 온도, 습도, 질병 발생 여부를 심층신경망에 입력하기 위해 정규화를 진행한 뒤 예측모델부(232)에 입력하는 역할을 수행한다. 예측모델부(232)는 상술한 심층신경망을 학습모델출력부(262)로부터 기모델로 전달받고 제2데이터입력부(230)를 통해 데이터를 입력하여 각 대표 질병에 대한 예측값을 계산한다. 예측값출력부(233)는 예측모델부(232)를 통해 도출된 예측 값을 출력한다. 계산된 예측값은 예측값출력부(233)에서 각 질병에 대한 신뢰점수로 변환되고 해당 신뢰점수 신뢰점수출력부(234)를 통해 조명제어부(22)로 전달된다. 즉 질병예측부(23)는 각 질병에 대해 예측을 할 때 동반되는 신뢰점수를 질병 종류와 함께 출력하여 조명제어부(22)로 전달한다.The second data input unit 230 performs normalization in order to input biological and chemical indicator data, that is, virus/bacteria type, virus/bacteria detection concentration, temperature, humidity, and disease occurrence into the deep neural network, and then a prediction model unit ( 232). The prediction model unit 232 receives the above-described deep neural network from the learning model output unit 262 as an existing model and inputs data through the second data input unit 230 to calculate a predicted value for each representative disease. The predicted value output unit 233 outputs a predicted value derived through the predictive model unit 232. The calculated predicted value is converted into a confidence score for each disease in the predicted value output unit 233 and transmitted to the lighting control unit 22 through the corresponding confidence score confidence score output unit 234. That is, the disease prediction unit 23 outputs the accompanying confidence score when predicting each disease along with the disease type and transmits the output to the lighting control unit 22.

다음으로 본 발명의 조명제어부(22)에 대해 구체적으로 서술한다. Next, the lighting control unit 22 of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템을 도시한 구조도로서, 조명제어부(22)는 중앙제어장치(12), 조명제어장치(13), 게이트웨이(14)로 구성된다.1 is a structural diagram showing an LED sterilization smart livestock house management system according to an embodiment of the present invention, the lighting control unit 22 is composed of a central control device 12, a lighting control device 13, a gateway 14 .

중앙제어장치(12)는 질병예측부(23)로부터 조명제어부(22)로 전달된 신뢰점수와 질병의 종류 데이터에 의해 어느 한 질병의 신뢰도가 특정 임계값을 초과하는지 확인한다. 그러한 데이터가 확인될 경우 중앙제어장치(12)는 조명제어장치(13)에 신호를 전달한다. 조명제어장치(13)는 그 질병의 병원체를 살균하기 위한 특정 파장 값의 점등 신호를 게이트웨이(14)를 통해 엘이디 조명장치(10)에 부착된 무선통신모듈(15)로 전달한다. 엘이디 조명장치(10)는 전달된 파장 값에 맞추어 일정 밝기까지 점진적으로 증가하는 점등을 소등 신호가 전달될 때까지 지속한다. 예측되는 신뢰도 값이 임계값 아래로 떨어지게 되면 같은 순서를 통해 밝기가 점진적으로 감소하는 소등 신호를 전달함으로써 질병 예측 결과에 따른 축사 관리 시스템을 제공한다.The central control unit 12 checks whether the reliability of any one disease exceeds a specific threshold value based on the confidence score and disease type data transmitted from the disease prediction unit 23 to the lighting control unit 22. When such data is confirmed, the central control device 12 transmits a signal to the lighting control device 13. The lighting control device 13 transmits a lighting signal having a specific wavelength value for sterilizing the pathogen of the disease to the wireless communication module 15 attached to the LED lighting device 10 through the gateway 14. The LED lighting device 10 continues the lighting gradually increasing to a certain brightness according to the transmitted wavelength value until the turn-off signal is transmitted. When the predicted reliability value falls below the threshold value, a light-off signal that gradually decreases in brightness is transmitted through the same sequence, thereby providing a livestock house management system according to the disease prediction result.

조명장치(10)는 살균이 가능한 특정 파장을 출력하는 엘이디 조명부를 포함하며, 관리통합시스템의 게이트웨이에서 발생한 신호를 전달 받을 수 있는 무선통신모듈이 부착된다.The lighting device 10 includes an LED lighting unit that outputs a specific wavelength capable of sterilization, and a wireless communication module capable of receiving a signal generated from the gateway of the integrated management system is attached.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템의 살균기능을 구비한 조명장치의 사시도, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템의 살균기능을 구비한 조명장치의 저면사시도이다.5 is a perspective view of a lighting device having a sterilization function of the LED sterilization smart house management system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a sterilization function of the LED sterilization smart house management system according to an embodiment of the present invention. It is a bottom perspective view of a lighting device.

도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템의 살균기능을 구비한 조명장치(10)는, 기판(111)의 하부면에 조명용 엘이디(112)가 중앙에 구비되고 상기 기판(111)의 가장자리에는 조명갓(113)이 구비되는 엘이디조명부(110)와, 상기 엘이디조명부(110)의 기판(111)의 상부에 구비되어 상기 기판(111)으로부터 발생되는 열을 외부로 방출하는 방열기(120)와, 상기 방열기(120)의 상부에 구비되되 이격연결부재(131)의 개재하에 상기 방열기(120)의 상단으로부터 이격된 상태로 상기 방열기(120)에 연결되고 전원선을 통해 전원을 인가받아 상기 조명용 엘이디(112)와 살균용 엘이디(114)를 발광시키는 전원공급부(130)가 포함되며, 무선통신모듈(15)이 부착된다.As shown, the lighting device 10 having a sterilization function of the LED sterilization smart livestock house management system according to an embodiment of the present invention has a lighting LED 112 provided at the center on the lower surface of the substrate 111, and the At the edge of the substrate 111, the LED lighting unit 110 provided with the lamp shade 113, and the heat generated from the substrate 111 is provided on the upper portion of the substrate 111 of the LED lighting unit 110 to the outside. It is provided on the top of the radiator 120 and the radiator 120, and is connected to the radiator 120 in a state spaced apart from the top of the radiator 120 with the spaced connection member 131 interposed therebetween, and is connected to the radiator 120 through a power line. A power supply unit 130 for emitting power to the lighting LED 112 and the sterilization LED 114 is included, and a wireless communication module 15 is attached.

이하에서 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템의 살균기능을 구비한 조명장치(10)의 구성요소들과 그 구성요소 간의 관계에 대해서 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, the components of the lighting device 10 having a sterilization function of the LED sterilization smart livestock house management system according to an embodiment of the present invention and the relationship between the components will be described in detail with reference to the accompanying drawings. .

도 5, 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템의 살균기능을 구비한 조명장치(10)는 축사의 상부에 설치되어 축사에 조명광을 제공하는 것으로, 엘이디조명부(110)와, 엘이디조명부(110)의 기판(111)의 상부면에 구비되는 방열기(120)와, 전원공급부(130)가 포함된다.As shown in Figs. 5 and 6, the lighting device 10 having the sterilization function of the LED sterilization smart livestock house management system according to an embodiment of the present invention is installed on the upper part of the livestock house to provide illumination light to the livestock house, An LED lighting unit 110, a radiator 120 provided on an upper surface of the substrate 111 of the LED lighting unit 110, and a power supply unit 130 are included.

엘이디조명부(110)는 축사 내에 조명광을 제공하는 일종의 발광램프에 해당하는 것으로, 기판(111)의 하부면에 다수의 조명용 엘이디(112)가 구비되는 엘이디등기구의 구조를 가진다. 조명용 엘이디(112)는 예를 들어 백색광과 같은 가시광 영역의 파장대를 가지는 광을 방출하는 엘이디로 형성 가능하다.The LED lighting unit 110 corresponds to a kind of light-emitting lamp that provides illumination light in the barn, and has a structure of an LED luminaire in which a plurality of LEDs for illumination 112 are provided on the lower surface of the substrate 111. The lighting LED 112 may be formed of an LED that emits light having a wavelength band in a visible light region such as white light.

기판(111)의 가장자리에는 조명갓(113)이 구비된다. 조명갓(113)은 조명용 엘이디(12)로부터 발생된 조명광이 하부로 발산되도록 유도하는 역할을 하는 것으로, 하부로 갈수록 외측으로 경사지게 확장되는 형태로 구비된다.An illumination shade 113 is provided at the edge of the substrate 111. The lamp shade 113 serves to induce the illumination light generated from the lighting LED 12 to be radiated downward, and is provided in a form that extends obliquely to the outside as it goes downward.

엘이디조명부(110)의 전등갓(13)은 합성수지재만으로 사출성형될 수도 있지만, 토르말린(tourmaline)이 혼합된 합성수지재가 사출성형되어 제조되는 것이 바람직하다.The lampshade 13 of the LED lighting unit 110 may be injection-molded only with a synthetic resin material, but it is preferable that a synthetic resin material mixed with tourmaline is injection-molded.

토르말린은 육방정계의 결정형을 가지며, 알루미늄, 철, 마그네슘, 나트륨, 리튬 또는 칼륨과 같은 원소들이 혼합된 결정질 붕소 규산염 광물로, 마찰에 의해서 전기가 발생하며, 가열하면 결정의 양끝이 플러스극과 마이너스극으로 대전되는 성질이 가짐에 따라 전기석(電氣石)으로도 불려진다. 이러한 토르말린은 음이온과 원적외선을 방출하는데, 토르말린으로부터 방출되는 음이온과 원적외선은 축사 내에 악취를 유발하는 각종 냄새유발인자를 제거하여 탈취기능을 발휘하는 역할을 한다.Tourmaline has a hexagonal crystal form and is a crystalline boron silicate mineral in which elements such as aluminum, iron, magnesium, sodium, lithium or potassium are mixed. Electricity is generated by friction. When heated, both ends of the crystal are positive and negative. It is also called tourmaline because it has the property of being charged with poles. These tourmalines emit negative ions and far-infrared rays, and the negative ions and far-infrared rays emitted from tourmaline play a role of exerting a deodorizing function by removing various odor-causing factors that cause odor in the livestock house.

도 6에 도시되는 바와 같이, 기판(111)의 하부면에는 살균용 엘이디(114)가 조명용 엘이디(112)를 둘러싸도록 배열되며, 그 위치는 이에 한정하지 않고 다양하게 구성될 수 있다. As shown in FIG. 6, the sterilizing LED 114 is arranged on the lower surface of the substrate 111 to surround the lighting LED 112, and the position thereof is not limited thereto and may be configured in various ways.

살균용 엘이디(114)는 405㎚ 영역의 파장대를 가지는 광을 방출하는 엘이디로, 축사 내의 각종 유해세균 등을 살균하여 위생적으로 안전한 축사환경을 조성하는 역할을 한다.The sterilizing LED 114 is an LED that emits light having a wavelength range of 405 nm, and serves to create a hygienic and safe livestock environment by sterilizing various harmful bacteria in the livestock house.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템의 살균기능을 구비한 조명장치의 살균과정을 설명하는 개념도로서, 도시된 바와 같이 살균용 엘이디(114)로부터 405㎚ 파장의 광이 박테리아에 조사되면 박테리아 내에서 포피린과의 반응(Porphyrin excitation)이 일어나서 활성산소(Reactive oxygen species)가 생성되어 박테리아 셀이 파괴되는 과정을 설명하고 있다.7 is a conceptual diagram illustrating a sterilization process of a lighting device having a sterilization function of an LED sterilization smart livestock house management system according to an embodiment of the present invention, as shown, light having a wavelength of 405 nm from the sterilizing LED 114 When irradiated to this bacterium, a reaction with porphyrin occurs within the bacterium, and reactive oxygen species are produced, explaining the process of destroying the bacterial cell.

포피린은 박테리아에 존재하는 반응물질로 405㎚ 파장을 가장 많이 흡수하는 물질이다.Porphyrin is a reactant that exists in bacteria and absorbs the wavelength of 405 nm the most.

도 8은 도 7의 반응과정에서의 파장별 포피린 흡광도를 보여주는 그래프도로서, 포피린이 405㎚ 파장에서 최대치로 흡광하는 결과를 보여주고 있다.FIG. 8 is a graph showing the absorbance of porphyrin for each wavelength in the reaction process of FIG. 7, and shows the result of absorbing porphyrin at a maximum value at a wavelength of 405 nm.

405㎚ 파장은 400~800 파장의 가시광선 영역이므로 본 발명의 조명장치의 405㎚ 파장의 살균용 엘이디(114)에 의해 인체 및 가축에 무해하면서도 살균이 가능하게 된다.Since the 405 nm wavelength is in the visible range of 400 to 800 wavelength, the sterilizing LED 114 of the 405 nm wavelength of the lighting device of the present invention enables sterilization while being harmless to humans and livestock.

종래의 엘이디 살균장치는 UV-A (320nm~400nm), UV-B (280nm~320nm), UV-C (100nm~280nm)의 자외선 영역의 파장을 이용하여 살균을 하기 때문에 인체 및 가축에 유해하나, 본 발명은 가시광선 영역의 살균 파장에 의해 살균하므로 인체 및 가축에 유해하지 않으면서도 아래에서 확인되는 바와 같이 탁월한 살균효과를 발휘하게 된다.Conventional LED sterilizers are harmful to humans and livestock because they sterilize using wavelengths in the ultraviolet range of UV-A (320nm~400nm), UV-B (280nm~320nm), and UV-C (100nm~280nm). , As the present invention is sterilized by the sterilization wavelength in the visible light region, it is not harmful to the human body and livestock, and exhibits an excellent sterilization effect as shown below.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템의 살균기능을 구비한 조명장치의 살균시험 결과를 보여주는 그래프도로서, 살균용 엘이디(114)를 조사한 후 24시간이 경과하면 세균감소율이 99.9%에 이르게 됨을 보여주고 있다.9 is a graph showing the result of a sterilization test of a lighting device equipped with a sterilization function of the LED sterilization smart livestock house management system according to an embodiment of the present invention. When 24 hours elapse after the sterilization LED 114 is irradiated, bacteria It shows that the reduction rate will reach 99.9%.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템의 살균기능을 구비한 조명장치의 살균시험 결과를 보여주는 사진으로서, 한국생활환경시험연구원(KCL)의 시험 결과 본 발명의 살균기능을 구비한 조명장치를 시료에 조사하면 대장균이 거의 소멸하고 있음을 보여 주고 있다.10 is a photograph showing a sterilization test result of a lighting device equipped with a sterilization function of the LED sterilization smart livestock house management system according to an embodiment of the present invention, the test result of the Korea Living Environment Testing Institute (KCL) sterilization function of the present invention When the lighting device equipped with is irradiated to the sample, it shows that E. coli is almost extinct.

도 5, 도 6에 도시된 바와 같이 엘이디조명부(110)의 기판(111)의 상부면에는 방열기(120)가 구비된다. 방열기(120)는 기판(111)으로부터 발생되는 열을 외부로 방출하여 기판(111), 조명용 엘이디(112), 살균용 엘이디(114) 및 차후에 설명될 전원공급부(130)가 열에 의해 손상되는 것을 방지하는 역할을 한다.As shown in FIGS. 5 and 6, a radiator 120 is provided on the upper surface of the substrate 111 of the LED lighting unit 110. The radiator 120 radiates heat generated from the substrate 111 to the outside to prevent damage to the substrate 111, the lighting LED 112, the sterilization LED 114, and the power supply unit 130 to be described later by heat. It serves to prevent.

방열기(120)는 하부가 개방된 용기 형상을 가지되, 외주면에는 방열 면적의 증대를 위해 다수의 방열핀(121)이 방사상으로 돌출형성된다. 또한 방열기(20)는 방열효율의 극대화를 위해 기판(111)으로부터 방출되는 열을 흡수하여 상변화되는 열매체가 내부에 충전된 상태에서 예를 들어 하부커버(미도시)로 개방 하단이 밀폐된 후 진공처리되는 것이 바람직하다.The radiator 120 has a container shape with an open lower portion, and a plurality of radiating fins 121 are radially protruded on the outer circumferential surface to increase the heat dissipation area. In addition, in order to maximize the heat dissipation efficiency, the radiator 20 absorbs heat emitted from the substrate 111 and the heat medium that is phase-changed is filled inside, for example, after the open bottom is sealed with a lower cover (not shown). It is preferable to be vacuum-treated.

또한 방열기(120)는 합성수지재만으로 사출성형되거나 금속재로 제조될 수도 있지만, 조명갓(113)과 마찬가지로 토르말린이 혼합된 합성수지재로 사출성형되는 것이 바람직하다. 이 때 방열기(120)에 포함된 토르말린으로부터 방출되는 음이온과 원적외선은 축사 내에 악취를 유발하는 각종 냄새유발인자를 제거하여 탈취기능을 발휘하는 역할을 한다.In addition, the radiator 120 may be injection-molded with only a synthetic resin material or may be made of a metal material, but, like the lighting shade 113, it is preferable that the radiator 120 is injection-molded with a synthetic resin material mixed with tourmaline. At this time, negative ions and far-infrared rays emitted from tourmaline included in the radiator 120 play a role of exerting a deodorizing function by removing various odor-causing factors that cause odor in the livestock house.

또한 방열기(120)의 표면에는 예를 들어 게르마늄 등과 같은 세라믹 재질을 포함하는 세라믹코팅층이 적층 형성되는 것이 바람직하다. 방열기(120)의 표면에 적층되는 세라믹코팅층은 통상의 합성수지재 보다 훨씬 큰 열전도도를 가짐에 따라 방열기(120)이 방열효과를 배가시키는 역할을 할 뿐만 아니라 음이온을 추가적으로 방출시킴에 따라 축사 내에 악취를 유발하는 각종 냄새유발인자를 추가적으로 제거하여 탈취기능을 배가시킨다.In addition, it is preferable that a ceramic coating layer including a ceramic material such as germanium is laminated on the surface of the radiator 120. As the ceramic coating layer laminated on the surface of the radiator 120 has a much greater thermal conductivity than a conventional synthetic resin material, the radiator 120 not only doubles the heat dissipation effect, but also releases anions additionally, resulting in an odor in the house. It doubles the deodorizing function by additionally removing various odor-causing factors that cause odor.

전술한 방열기(120)의 상부에는 전원공급부(130)가 연결고정된다. 전원공급부(30)는 전원선(132)을 통해 전원을 인가받아 조명용 엘이디(112)와 살균용 엘이디(114)를 발광시키는 역할을 하는 것으로, 스위칭 트랜지스터를 이용하여 교류전원을 직류 전원으로 변환하는 스위치 제어 방식을 사용하는 공지의 전원공급모듈(SMPS: Switched Mode Power Supply)로 형성 가능하다.The power supply unit 130 is connected and fixed to the upper portion of the above-described radiator 120. The power supply unit 30 serves to emit light from the lighting LED 112 and the sterilization LED 114 by receiving power through the power line 132, and converts AC power into DC power using a switching transistor. It can be formed by a well-known power supply module (SMPS: Switched Mode Power Supply) using a switch control method.

전원공급부(130)는 도 6에 도시되는 바와 같이 예를 들어 앵글형 연결브래킷 또는 간극재와 같은 이격연결부재(131)의 개재하에 방열기(120)의 상단으로부터 이격된 상태로 방열기(120)의 상부에 연결고정되는 것이 바람직하다. 이 경우에는 엘이디조명부(110)의 기판(111)으로부터 발생된 열을 전달받아 외부로 방출하는 과정에서 필연적으로 가열되는 방열기(120)에 대해 전원공급부(130)가 직접적으로 접촉됨없이 이격된 상태로 연결고정됨에 따라 방열기(120)로부터의 열전달이 차단되고, 이로 인해 전원공급부(130)의 열손상이 최소화될 수 있다.As shown in FIG. 6, the power supply unit 130 is spaced apart from the upper end of the radiator 120 under the interposition of a spaced connection member 131 such as an angle-type connection bracket or a gap material, and the upper portion of the radiator 120 It is desirable to be connected to and fixed. In this case, the power supply unit 130 is spaced apart from the radiator 120 that is inevitably heated in the process of receiving heat generated from the substrate 111 of the LED lighting unit 110 and discharging it to the outside. As the connection is fixed to, heat transfer from the radiator 120 is blocked, and thus thermal damage to the power supply unit 130 may be minimized.

또한 도 5에 도시되는 바와 같이, 전술한 전원공급부(130)의 상단에는 고정거치구(141)가 구비될 수 있다. 고정거치구(141)는 축사의 상부 특정위치에 본 발명의 일 실시예에 따른 살균기능을 구비한 조명장치(10)가 위치고정되도록 하는 것으로, 상단에 예를 들어 현수와이어 또는 고정걸고리 등의 형태로 축사의 특정위치에 결합가능하도록 구비된다.In addition, as shown in FIG. 5, a fixing fixture 141 may be provided at an upper end of the power supply unit 130 described above. The fixing fixture 141 is to fix the position of the lighting device 10 having a sterilization function according to an embodiment of the present invention at a specific position in the upper part of the barn, for example, a suspension wire or a fixed hook, etc. It is provided to be able to be coupled to a specific position of the barn in a form.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템의 살균기능을 구비한 조명장치의 사시도로서, 도시되는 바와 같이 전술한 전원공급부(130)의 상단에는 축사의 상부에 설치된 이동가이드프레임(300)을 따라 위치이동되는 이동거치구(142)가 구비될 수 있다. 이 경우에 본 발명의 다른 실시예에 따른 살균기능을 구비한 조명장치(10)는 축사 내에서 필요시 요구되는 위치로 이동되어 사용될 수 있다.FIG. 11 is a perspective view of a lighting device having a sterilization function of an LED sterilization smart livestock house management system according to another embodiment of the present invention. As shown, a movement guide installed on the upper part of the livestock house is at the upper end of the power supply unit 130 A moving cradle 142 may be provided that is moved in position along the frame 300. In this case, the lighting device 10 having a sterilization function according to another embodiment of the present invention may be moved to a required position within the barn when necessary and used.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템의 살균기능을 구비한 조명장치의 사용상태도로서, 도 11, 도 12에 도시된 바와 같이 축사의 상부에 설치되는 이동가이드프레임(300)은 하부가 개방된 채널형 횡단면을 가지는 십자형 프레임부재(305)가 하부가 개방된 채널형 횡단면을 가지는 일자형 프레임부재(307)에 의해 연결고정되어 전체적으로 격자 형태를 이룰 수 있다.12 is a use state diagram of a lighting device having a sterilization function of the LED sterilization smart livestock house management system according to another embodiment of the present invention, as shown in Figs. 11 and 12, a moving guide frame ( The cross-shaped frame member 305 having a channel-shaped cross-section with an open lower portion is connected and fixed by a straight frame member 307 having a channel-shaped cross-section with an open lower portion to form a grid shape as a whole.

또한 이동거치구(142)의 상단에는 십자형 프레임부재(305) 또는 일자형 프레임부재(307) 내로 끼워져 십자형 프레임부재(305) 및 일자형 프레임부재(307)을 타고 이동가능한 슬라이딩이동단부가 일체로 구비된다.In addition, the upper end of the movable fixture 142 is fitted into the cross-shaped frame member 305 or the straight frame member 307 and is integrally provided with a sliding movable end that is movable through the cross-shaped frame member 305 and the straight frame member 307. .

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템의 살균기능을 구비한 조명장치의 사시도로서, 도시되는 바와 같이 전원공급부(130)의 상단에는 고정거치구(141)와 유사한 고정링(143)이 일체로 구비됨과 동시에, 상단은 이동가이드프레임(300) 내에 이동 가능하게 결합되고 하단에는 고정링(143)이 걸려져 지지되는 이동거치후크(144)가 이동가이드프레임(300)에 결합될 수 있다. 이 경우에 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 살균기능을 구비한 조명장치(10)는 축사 내에서 필요시 요구되는 위치로 이동되어 사용될 수 있다.13 is a perspective view of a lighting device having a sterilization function of an LED sterilization smart livestock house management system according to another embodiment of the present invention. While the fixing ring 143 is integrally provided, the upper end is movably coupled to the movement guide frame 300, and the lower end is provided with a movable mounting hook 144 that is supported by hanging the fixing ring 143. ) Can be combined. In this case, the lighting device 10 having a sterilization function according to another embodiment of the present invention may be moved to a required position within the barn and used if necessary.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템의 살균기능을 구비한 조명장치의 전체 작용을 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the overall operation of the lighting device having a sterilization function of the LED sterilization smart house management system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템의 중앙제어장치(12)는 질병예측부(23)로부터 조명제어부(22)로 전달된 신뢰점수와 질병의 종류 데이터를 통해 어느 한 질병의 신뢰도가 특정 임계값을 초과하는지 확인한다. 그러한 데이터가 확인될 경우 중앙제어장치(12)는 조명제어장치(13)에 신호를 전달한다. 조명제어장치(13)는 그 질병의 병원체를 살균하기 위한 405㎚ 파장 값의 점등 신호를 게이트웨이(14)를 통해 엘이디 조명장치(10)에 부착된 무선통신모듈(15)로 전달한다. 엘이디 조명장치(10)는 전달된 파장 값에 맞추어 일정 밝기까지 점진적으로 증가하는 점등을 소등 신호가 전달될 때까지 지속한다. 예측되는 신뢰도 값이 임계값 아래로 떨어지게 되면 같은 순서를 통해 밝기가 점진적으로 감소하는 소등 신호를 전달함으로써 질병 예측 결과에 따른 축사 관리 시스템을 제공한다.The central control device 12 of the LED sterilization smart livestock house management system according to an embodiment of the present invention is to detect any one disease through the confidence score and disease type data transmitted from the disease prediction unit 23 to the lighting control unit 22. Check if the reliability exceeds a certain threshold. When such data is confirmed, the central control device 12 transmits a signal to the lighting control device 13. The lighting control device 13 transmits a lighting signal having a wavelength of 405 nm for sterilizing pathogens of the disease to the wireless communication module 15 attached to the LED lighting device 10 through the gateway 14. The LED lighting device 10 continues the lighting gradually increasing to a certain brightness according to the transmitted wavelength value until the turn-off signal is transmitted. When the predicted reliability value falls below the threshold value, a light-off signal that gradually decreases in brightness is transmitted through the same sequence, thereby providing a livestock house management system according to the disease prediction result.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 살균기능을 구비한 조명장치(10)는, 기판(111)의 하부면에 살균용 엘이디(114)가 조명용 엘이디(12)를 둘러싸도록 배열되고 조명제어장치(13)의 제어신호에 따라 조명용 엘이디(112)에 의해 본연의 조명기능이 제공됨과 동시에 살균용 엘이디(114)에 의해 유해세균에 대한 살균기능까지 제공될 수 있다.In the lighting device 10 having a sterilization function according to a preferred embodiment of the present invention, a sterilization LED 114 is arranged on the lower surface of the substrate 111 to surround the lighting LED 12 and the lighting control device 13 In accordance with the control signal of ), the original lighting function may be provided by the lighting LED 112, and at the same time, the sterilization function for harmful bacteria may be provided by the sterilization LED 114.

또한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 살균기능을 구비한 조명장치(10)는, 방열기(120)와 조명갓(113)의 제조시에 토르말린이 혼합된 상태로 사출성형됨에 따라 토르말린으로부터 발생되는 음이온과 원적외선으로 인해 탈취기능이 제공될 수 있으며, 방열기(120)의 표면에 세라믹코팅층이 형성됨에 따라 세라믹코팅층으로부터 추가적으로 방출되는 음이온에 의해 탈취기능이 배가됨과 동시에 세라믹코팅층으로 인해 방열효과가 배가될 수 있다In addition, the lighting device 10 having a sterilization function according to a preferred embodiment of the present invention is injection-molded in a state in which tourmaline is mixed during the manufacture of the radiator 120 and the lamp shade 113, so that the negative ions generated from tourmaline and the A deodorizing function may be provided due to far-infrared rays, and as the ceramic coating layer is formed on the surface of the radiator 120, the deodorizing function may be doubled by anions additionally emitted from the ceramic coating layer, and the heat dissipation effect may be doubled due to the ceramic coating layer.

뿐만 아니라 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 살균기능을 구비한 조명장치(10)는, 축사의 상부에 설치된 격자 형상의 이동가이드프레임(300)을 따라 필요시 요구되는 위치로 이동되어 사용될 수도 있다.In addition, the lighting device 10 having a sterilization function according to a preferred embodiment of the present invention may be moved to a required position when necessary along the grid-shaped movement guide frame 300 installed on the upper part of the barn and used.

다음으로 본 발명의 엘이디 살균 스마트 축사 관리 방법에 대하여 설명한다.Next, a description will be given of the LED sterilization smart livestock management method of the present invention.

본 발명에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 방법은 지표 바이러스, 지표 박테리아와 같은 생물학적 지표와 축사의 습도, 온도와 같은 환경적 지표 데이터를 사용한 딥러닝 방식의 알고리즘을 이용하여 가축 질병 진단 알고리즘을 학습시키고, 학습된 심층신경망을 통해 축사에 설치된 생물학적/환경적 데이터를 수집하고 질병을 예측하여 도출된 신뢰점수가 특정 임계값 초과 시 살균 엘이디를 제어함으로써 바이러스와 박테리아를 살균시키며, 특정 임계값보다 낮아질 시 전원을 끄는 자동 제어 방법이다. The LED sterilization smart livestock management method according to the present invention learns a livestock disease diagnosis algorithm using a deep learning algorithm using biological indicators such as indicator viruses and indicator bacteria and environmental indicator data such as humidity and temperature of the livestock house, By collecting biological/environmental data installed in the house through the learned deep neural network and controlling the sterilization LED when the confidence score derived by predicting a disease exceeds a specific threshold, viruses and bacteria are sterilized, and when it is lower than a specific threshold, power It is an automatic control method to turn off the power.

도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디 살균 스마트 축사 관리 방법의 순서도이다.14 is a flowchart of an LED sterilization smart house management method according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이 본 발명의 엘이디 살균 스마트 축사 관리 방법은 센싱단계(S401), 질병학습단계(S403), 질병예측단계(S405), 조명제어 및 살균단계(S407)를 포함한다.As shown, the LED sterilization smart house management method of the present invention includes a sensing step (S401), a disease learning step (S403), a disease prediction step (S405), a lighting control and a sterilization step (S407).

센싱단계(S401)는 환경적 지표를 수집하기 위한 온도, 습도와 생물학적 지표를 수집하기 위한 지표바이러스, 지표박테리아를 검출하는 단계이다.The sensing step S401 is a step of detecting an indicator virus and an indicator bacteria for collecting temperature, humidity and biological indicators for collecting environmental indicators.

지표 바이러스와 지표 박테리아는 병원성 미생물 발생을 간접적으로 알려주는 지표의 역할을 수행하는 미생물을 통칭한다. 병원성 미생물은 그 종류가 다양하여 개별적으로 검사하는 것이 비현실적이기에 병원성 미생물과 공존 가능성이 높으면서 검출 및 구별이 용이한 지표 미생물을 사용하는 검사는 기존의 환경 평가 등에 널리 쓰여왔다.Indicator viruses and indicator bacteria collectively refer to microorganisms that serve as indicators that indirectly inform the occurrence of pathogenic microorganisms. Since pathogenic microorganisms are of various types, it is impractical to individually test them. Therefore, tests using indicator microorganisms that are easy to detect and distinguish with high possibility of coexistence with pathogenic microorganisms have been widely used in existing environmental evaluations.

질병학습단계(S403)는 기존에 확보된 축사 환경 데이터베이스(27)에서 생물학적 지표 데이터와 환경적 지표 데이터를 전달받아 정규화를 진행한 뒤 모델학습부에 입력한다. 모델학습부(261)는 입력 받은 데이터를 통해 심층신경망을 학습시킨 뒤 완성된 학습 모델을 학습모델출력부(262)를 통해 출력한다. 해당 심층신경망은 입력된 축사 환경 데이터를 기반으로 사육 축종에 따라 다른 대표 질병 각각에 대해 발생 확률을 계산하여 신뢰점수를 출력할 수 있도록 학습된다. In the disease learning step (S403), biological indicator data and environmental indicator data are received from the previously secured livestock environment database 27, normalized, and then input to the model learning unit. The model learning unit 261 trains the deep neural network through the received data and then outputs the completed learning model through the learning model output unit 262. The deep neural network is learned to output a confidence score by calculating the probability of occurrence for each of the representative diseases according to breeding livestock based on the input livestock environment data.

질병예측단계(S405)는 센싱단계에서 획득한 생물학적 지표와 화학적 지표 데이터, 즉 바이러스/박테리아 종류, 바이러스/박테리아 검출 농도, 온도, 습도, 질병 발생 여부를 심층신경망에 입력하기 위해 정규화를 진행한 뒤 예측모델부(232)에 입력한다. 예측모델부(232)는 상술한 심층신경망을 학습모델출력부(262)로부터 기모델로 전달받아 제2데이터입력부(230)를 통해 데이터를 입력하여 각 대표 질병에 대한 예측값을 계산한다. 예측값출력부(233)는 예측모델부(232)를 통해 도출된 예측 값을 출력한다. 계산된 예측값은 예측값출력부(233)에서 각 질병에 대한 신뢰점수로 변환되고 해당 신뢰점수 신뢰점수출력부(234)를 통해 후술할 조명제어부(22)로 전달된다. 즉 질병예측부(23)는 각 질병에 대해 예측을 할 때 동반되는 신뢰점수를 질병 종류와 함께 출력하여 조명제어부(22)로 전달한다.In the disease prediction step (S405), after normalization is performed to input the biological and chemical indicator data acquired in the sensing step, namely, virus/bacteria type, virus/bacteria detection concentration, temperature, humidity, and disease occurrence into the deep neural network. It is input to the prediction model unit 232. The prediction model unit 232 receives the above-described deep neural network from the learning model output unit 262 as an existing model and inputs data through the second data input unit 230 to calculate a predicted value for each representative disease. The predicted value output unit 233 outputs a predicted value derived through the predictive model unit 232. The calculated predicted value is converted into a confidence score for each disease in the predicted value output unit 233 and transmitted to the lighting control unit 22 to be described later through the corresponding confidence score confidence score output unit 234. That is, the disease prediction unit 23 outputs the accompanying confidence score when predicting each disease along with the disease type and transmits the output to the lighting control unit 22.

다음으로 본 발명의 엘이디 살균 스마트 축사 관리 방법의 조명제어 및 살균단계를 설명한다.Next, the lighting control and sterilization steps of the LED sterilization smart house management method of the present invention will be described.

상술한 질병예측단계에서 전달된 신뢰점수와 질병의 종류 데이터에 의해 조명제어부(22)의 중앙제어장치(12)는 어느 한 질병의 신뢰도가 특정 임계값을 초과하는지 확인한다. 그러한 데이터가 확인될 경우 중앙제어장치(12)는 조명제어장치(13)에게 신호를 전달한다. 조명제어장치(13)는 그 질병의 병원체를 살균하기 위한 특정 파장 값의 점등 신호를 게이트웨이(14)를 통해 엘이디 조명장치(10)에 부착된 무선통신모듈(15)로 전달한다. 엘이디 조명장치(10)는 전달된 405㎚ 파장 값에 맞추어 일정 밝기까지 점진적으로 증가하는 점등을 소등 신호가 전달될 때까지 지속한다. 예측되는 신뢰도 값이 임계값 아래로 떨어지게 되면 같은 순서를 통해 밝기가 점진적으로 감소하는 소등 신호를 전달한다.The central control unit 12 of the lighting control unit 22 checks whether the reliability of any one disease exceeds a specific threshold value based on the confidence score and disease type data transmitted in the disease prediction step described above. When such data is confirmed, the central control device 12 transmits a signal to the lighting control device 13. The lighting control device 13 transmits a lighting signal having a specific wavelength value for sterilizing the pathogen of the disease to the wireless communication module 15 attached to the LED lighting device 10 through the gateway 14. The LED lighting device 10 keeps lighting gradually increasing to a certain brightness according to the transmitted 405 nm wavelength value until the light-off signal is transmitted. When the predicted reliability value falls below the threshold value, a light-off signal is transmitted in which the brightness gradually decreases through the same sequence.

이상에서 본 발명의 실시예들이 예시적으로 설명되었으며, 본 발명의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 다른 여러 형태로 구체화될 수 있다. 따라서 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시예는 본 발명의 범주 내에 포함된다.The embodiments of the present invention have been exemplarily described above, and may be embodied in various forms without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, all embodiments within the scope of the appended claims and their equivalents are included within the scope of the present invention.

한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. Meanwhile, the present specification and drawings disclose preferred embodiments of the present invention, and although specific terms are used, these are merely used in a general meaning to easily explain the technical content of the present invention and to aid understanding of the present invention. It is not intended to limit the scope of the invention.

10 엘이디 조명
11 지표미생물검출센서
12 중앙제어장치
13 조명제어장치
14 게이트웨이
15 무선통신모듈
16 축사
17 지표박테리아검출센서
18 지표바이러스검출센서
19 습도센서
20 온도센서
21 질병관리통합시스템
22 조명제어부
23 질병예측부
230 데이터입력부
231 학습모델부
232 예측모델부
233 예측값출력부
234 신뢰점수출력부
24 데이터수집부
26 질병학습부
260 데이터입력부
261 모델학습부
262 학습모델출력부
27 데이터베이스
28 기학습부
29 센서부
110 엘이디조명부
111 기판
112 조명용 엘이디
113 조명갓
114 살균용 엘이디
120 방열기
121 방열핀
130 전원공급부
131 이격연결부재
132 전원선
141 고정거치구
142 이동거치구
143 고정링
144 이동거치후크
300 이동가이드프레임
305 십자형 프레임부재
307 일자형 프레임부재
S401 센싱단계
S403 질병학습단계
S405 질병예측단계
S407 조명제어 및 살균단계
10 LED lighting
11 Indicator microbial detection sensor
12 Central control unit
13 Lighting control device
14 gateway
15 Wireless communication module
16 congratulatory remarks
17 Indicator bacteria detection sensor
18 Indicator virus detection sensor
19 Humidity sensor
20 temperature sensor
21 Integrated disease management system
22 Lighting control unit
23 Disease Prediction Department
230 Data input section
231 Learning Model Department
232 Prediction model unit
233 Predicted value output section
234 Confidence score output section
24 Data collection unit
26 Disease Learning Department
260 data input unit
261 Model Learning Department
262 Learning model output section
27 databases
28 Skilled Learning Department
29 Sensor part
110 LED Lighting
111 substrate
112 LED for lighting
113 Lampshade
114 LED for sterilization
120 radiator
121 heat dissipation fin
130 Power supply
131 Spacing connection member
132 power line
141 Fixing fixture
142 Moving Jigsaw
143 Retaining Ring
144 Moving Mounting Hook
300 moving guide frame
305 Cross-shaped frame member
307 straight frame member
S401 sensing step
S403 Disease learning stage
S405 disease prediction stage
S407 lighting control and sterilization step

Claims (11)

삭제delete 지표바이러스검출센서, 지표박테리아검출센서, 온도센서, 습도센서를 포함하는 센서부;
축사의 생물학적 지표 데이터와 환경적 지표 데이터를 저장하는 데이터베이스와, 상기 데이터베이스로부터 입력받은 데이터를 통해 심층신경망을 학습시킨 뒤 완성된 학습모델을 출력하는 질병학습부를 포함하는 기학습부;
상기 센서부에서 검출된 생물학적 지표 데이터와 환경적 지표 데이터를 받아 정규화하는 데이터수집부와, 상기 질병학습부로부터 상기 심층신경망을 전달받고 상기 데이터수집부의 데이터를 입력받아 각 질병에 대한 예측값을 계산하고 이를 신뢰점수로 변환하는 질병예측부와, 상기 신뢰점수를 전달받는 조명제어부를 포함하는 질병관리통합시스템; 및
살균이 가능한 특정 파장의 엘이디광을 출력하는 엘이디 조명부를 포함하여 상기 질병관리통합시스템으로부터 전달된 신호에 따라 상기 특정파장의 엘이디광을 조사하는 조명장치;를 포함하고,
상기 질병학습부는,
상기 데이터베이스의 데이터를 입력하는 데이터입력부;
입력받은 상기 데이터를 통해 심층신경망을 학습시켜 학습모델을 완성하는 모델학습부; 및
상기 완성된 학습모델을 상기 질병관리통합시스템으로 출력하는 학습모델출력부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템.
A sensor unit including an indicator virus detection sensor, an indicator bacteria detection sensor, a temperature sensor, and a humidity sensor;
A pre-learning unit including a database for storing biological indicator data and environmental indicator data of a livestock house, and a disease learning unit for outputting a completed learning model after learning a deep neural network through data input from the database;
A data collection unit that receives and normalizes the biological indicator data and environmental indicator data detected by the sensor unit, and receives the deep neural network from the disease learning unit and receives data from the data collection unit to calculate a predicted value for each disease. A disease management integrated system including a disease prediction unit that converts this into a confidence score, and a lighting control unit receiving the confidence score; And
Including; a lighting device for irradiating the LED light of the specific wavelength according to the signal transmitted from the disease management integrated system, including an LED lighting unit that outputs the LED light of a specific wavelength capable of sterilization; and
The disease learning unit,
A data input unit for inputting data of the database;
A model learning unit that completes a learning model by learning a deep neural network through the received data; And
A learning model output unit for outputting the completed learning model to the disease management integrated system;
LED sterilization smart livestock management system comprising a.
지표바이러스검출센서, 지표박테리아검출센서, 온도센서, 습도센서를 포함하는 센서부;
축사의 생물학적 지표 데이터와 환경적 지표 데이터를 저장하는 데이터베이스와, 상기 데이터베이스로부터 입력받은 데이터를 통해 심층신경망을 학습시킨 뒤 완성된 학습모델을 출력하는 질병학습부를 포함하는 기학습부;
상기 센서부에서 검출된 생물학적 지표 데이터와 환경적 지표 데이터를 받아 정규화하는 데이터수집부와, 상기 질병학습부로부터 상기 심층신경망을 전달받고 상기 데이터수집부의 데이터를 입력받아 각 질병에 대한 예측값을 계산하고 이를 신뢰점수로 변환하는 질병예측부와, 상기 신뢰점수를 전달받는 조명제어부를 포함하는 질병관리통합시스템; 및
살균이 가능한 특정 파장의 엘이디광을 출력하는 엘이디 조명부를 포함하여 상기 질병관리통합시스템으로부터 전달된 신호에 따라 상기 특정파장의 엘이디광을 조사하는 조명장치;를 포함하고,
상기 심층신경망은 입력된 데이터를 기반으로 사육 축종에 따라 대표 질병 각각에 대해 발생 확률을 계산하여 신뢰점수를 출력하도록 학습되는 것을 특징으로 하는 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템.
A sensor unit including an indicator virus detection sensor, an indicator bacteria detection sensor, a temperature sensor, and a humidity sensor;
A pre-learning unit including a database for storing biological indicator data and environmental indicator data of a livestock house, and a disease learning unit for outputting a completed learning model after learning a deep neural network through data input from the database;
A data collection unit that receives and normalizes the biological indicator data and environmental indicator data detected by the sensor unit, and receives the deep neural network from the disease learning unit and receives data from the data collection unit to calculate a predicted value for each disease. A disease management integrated system including a disease prediction unit that converts this into a confidence score, and a lighting control unit receiving the confidence score; And
Including; a lighting device for irradiating the LED light of the specific wavelength according to the signal transmitted from the disease management integrated system, including an LED lighting unit that outputs the LED light of a specific wavelength capable of sterilization; and
The deep neural network is the LED sterilization smart livestock management system, characterized in that the learning to output a confidence score by calculating the probability of occurrence for each of the representative diseases according to the breeding livestock based on the input data.
지표바이러스검출센서, 지표박테리아검출센서, 온도센서, 습도센서를 포함하는 센서부;
축사의 생물학적 지표 데이터와 환경적 지표 데이터를 저장하는 데이터베이스와, 상기 데이터베이스로부터 입력받은 데이터를 통해 심층신경망을 학습시킨 뒤 완성된 학습모델을 출력하는 질병학습부를 포함하는 기학습부;
상기 센서부에서 검출된 생물학적 지표 데이터와 환경적 지표 데이터를 받아 정규화하는 데이터수집부와, 상기 질병학습부로부터 상기 심층신경망을 전달받고 상기 데이터수집부의 데이터를 입력받아 각 질병에 대한 예측값을 계산하고 이를 신뢰점수로 변환하는 질병예측부와, 상기 신뢰점수를 전달받는 조명제어부를 포함하는 질병관리통합시스템; 및
살균이 가능한 특정 파장의 엘이디광을 출력하는 엘이디 조명부를 포함하여 상기 질병관리통합시스템으로부터 전달된 신호에 따라 상기 특정파장의 엘이디광을 조사하는 조명장치;를 포함하고,
상기 질병예측부는,
생물학적 지표와 환경적 지표 데이터를 입력하는 데이터입력부;
상기 심층신경망을 상기 기학습부로부터 전달받아 상기 데이터입력부로부터 입력된 데이터에 의해 사육축종에 따른 대표 질병에 대한 예측값을 계산하는 예측모델부;
상기 예측모델부의 예측값을 출력하는 예측값출력부; 및
상기 예측값을 각 질병에 대한 신뢰점수로 변환하고, 상기 신뢰점수를 조명제어부로 전달하는 신뢰점수출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템.
A sensor unit including an indicator virus detection sensor, an indicator bacteria detection sensor, a temperature sensor, and a humidity sensor;
A pre-learning unit including a database for storing biological indicator data and environmental indicator data of a livestock house, and a disease learning unit for outputting a completed learning model after learning a deep neural network through data input from the database;
A data collection unit that receives and normalizes the biological indicator data and environmental indicator data detected by the sensor unit, and receives the deep neural network from the disease learning unit and receives data from the data collection unit to calculate a predicted value for each disease. A disease management integrated system including a disease prediction unit that converts this into a confidence score, and a lighting control unit receiving the confidence score; And
Including; a lighting device for irradiating the LED light of the specific wavelength according to the signal transmitted from the disease management integrated system, including an LED lighting unit that outputs the LED light of a specific wavelength capable of sterilization; and
The disease prediction unit,
A data input unit for inputting biological and environmental indicator data;
A prediction model unit that receives the deep neural network from the learning unit and calculates a predicted value for representative diseases according to breeding breeds based on data input from the data input unit;
A prediction value output unit outputting a prediction value of the prediction model unit; And
And a confidence score output unit for converting the predicted value into a confidence score for each disease and transmitting the confidence score to a lighting control unit.
지표바이러스검출센서, 지표박테리아검출센서, 온도센서, 습도센서를 포함하는 센서부;
축사의 생물학적 지표 데이터와 환경적 지표 데이터를 저장하는 데이터베이스와, 상기 데이터베이스로부터 입력받은 데이터를 통해 심층신경망을 학습시킨 뒤 완성된 학습모델을 출력하는 질병학습부를 포함하는 기학습부;
상기 센서부에서 검출된 생물학적 지표 데이터와 환경적 지표 데이터를 받아 정규화하는 데이터수집부와, 상기 질병학습부로부터 상기 심층신경망을 전달받고 상기 데이터수집부의 데이터를 입력받아 각 질병에 대한 예측값을 계산하고 이를 신뢰점수로 변환하는 질병예측부와, 상기 신뢰점수를 전달받는 조명제어부를 포함하는 질병관리통합시스템; 및
살균이 가능한 특정 파장의 엘이디광을 출력하는 엘이디 조명부를 포함하여 상기 질병관리통합시스템으로부터 전달된 신호에 따라 상기 특정파장의 엘이디광을 조사하는 조명장치;를 포함하고,
상기 조명제어부는 상기 질병예측부로부터 전달된 신뢰점수와 질병의 종류 데이터에 의해 특정 질병의 신뢰도가 임계값을 초과하는지의 여부를 확인하여 신호를 전달하는 중앙제어장치;
상기 중앙제어장치로부터 전달된 신호에 따라 상기 질병의 병원체를 살균하기 위한 특정 파장 값의 점등 신호를 게이트웨이를 통해 상기 조명장치에 부착된 무선통신모듈로 전달하는 조명제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템.
A sensor unit including an indicator virus detection sensor, an indicator bacteria detection sensor, a temperature sensor, and a humidity sensor;
A pre-learning unit including a database for storing biological indicator data and environmental indicator data of a livestock house, and a disease learning unit for outputting a completed learning model after learning a deep neural network through data input from the database;
A data collection unit that receives and normalizes the biological indicator data and environmental indicator data detected by the sensor unit, and receives the deep neural network from the disease learning unit and receives data from the data collection unit to calculate a predicted value for each disease. A disease management integrated system including a disease prediction unit that converts this into a confidence score, and a lighting control unit receiving the confidence score; And
Including; a lighting device for irradiating the LED light of the specific wavelength according to the signal transmitted from the disease management integrated system, including an LED lighting unit that outputs the LED light of a specific wavelength capable of sterilization; and
The lighting control unit checks whether the reliability of a specific disease exceeds a threshold value based on the confidence score and disease type data transmitted from the disease prediction unit, and transmits a signal;
And a lighting control device for transmitting a lighting signal of a specific wavelength value for sterilizing the disease pathogen according to a signal transmitted from the central control device to a wireless communication module attached to the lighting device through a gateway. LED sterilization smart barn management system.
제2항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 조명장치의 특정 파장은 405㎚인 것을 특징으로 하는 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템.
The method according to any one of claims 2 to 5,
LED sterilization smart livestock management system, characterized in that the specific wavelength of the lighting device is 405nm.
지표바이러스검출센서, 지표박테리아검출센서, 온도센서, 습도센서를 포함하는 센서부;
축사의 생물학적 지표 데이터와 환경적 지표 데이터를 저장하는 데이터베이스와, 상기 데이터베이스로부터 입력받은 데이터를 통해 심층신경망을 학습시킨 뒤 완성된 학습모델을 출력하는 질병학습부를 포함하는 기학습부;
상기 센서부에서 검출된 생물학적 지표 데이터와 환경적 지표 데이터를 받아 정규화하는 데이터수집부와, 상기 질병학습부로부터 상기 심층신경망을 전달받고 상기 데이터수집부의 데이터를 입력받아 각 질병에 대한 예측값을 계산하고 이를 신뢰점수로 변환하는 질병예측부와, 상기 신뢰점수를 전달받는 조명제어부를 포함하는 질병관리통합시스템; 및
살균이 가능한 특정 파장의 엘이디광을 출력하는 엘이디 조명부를 포함하여 상기 질병관리통합시스템으로부터 전달된 신호에 따라 상기 특정파장의 엘이디광을 조사하는 조명장치;를 포함하고,
상기 조명장치는,
기판의 하부면에 조명용 엘이디와 살균용 엘이디가 구비되고 상기 기판의 가장자리에 조명갓이 구비되는 엘이디조명부;
상기 엘이디조명부의 기판의 상부에 구비되어 상기 기판으로부터 발생되는 열을 외부로 방출하는 방열기; 및
상기 방열기의 상부에 구비되되 이격연결부재의 개재하에 상기 방열기의 상단으로부터 이격된 상태로 상기 방열기에 연결되고, 전원선을 통해 전원을 인가받아 상기 조명용 엘이디와 살균용 엘이디를 발광시키는 전원공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템.
A sensor unit including an indicator virus detection sensor, an indicator bacteria detection sensor, a temperature sensor, and a humidity sensor;
A pre-learning unit including a database for storing biological indicator data and environmental indicator data of a livestock house, and a disease learning unit for outputting a completed learning model after learning a deep neural network through data input from the database;
A data collection unit that receives and normalizes the biological indicator data and environmental indicator data detected by the sensor unit, and receives the deep neural network from the disease learning unit and receives data from the data collection unit to calculate a predicted value for each disease. A disease management integrated system including a disease prediction unit that converts this into a confidence score, and a lighting control unit receiving the confidence score; And
Including; a lighting device for irradiating the LED light of the specific wavelength according to the signal transmitted from the disease management integrated system, including an LED lighting unit that outputs the LED light of a specific wavelength capable of sterilization; and
The lighting device,
An LED lighting unit provided with an LED for illumination and an LED for sterilization on a lower surface of the substrate, and wherein a lamp shade is provided at an edge of the substrate;
A radiator provided above the substrate of the LED lighting unit to emit heat generated from the substrate to the outside; And
It is provided on the top of the radiator, is connected to the radiator in a state spaced apart from the top of the radiator under the interposition of a spaced connection member, and includes a power supply unit for emitting the lighting LED and the sterilization LED by receiving power through a power line LED sterilization smart barn management system, characterized in that.
제7항에 있어서,
상기 엘이디조명부의 전등갓과 상기 방열기는 토르말린이 혼합된 합성수지재가 사출성형되어 제조되는 것을 특징으로 하는 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템.
The method of claim 7,
The LED sterilization smart barn management system, characterized in that the lampshade and the radiator of the LED lighting unit are manufactured by injection molding a synthetic resin material mixed with tourmaline.
제7항에 있어서,
상기 전원공급부의 상단에는 축사의 상부에 설치된 이동가이드프레임을 따라 위치이동되는 이동거치구가 구비되는 것을 특징으로 하는 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템.
The method of claim 7,
LED sterilization smart livestock house management system, characterized in that the upper end of the power supply unit is provided with a moving cradle that is moved along a moving guide frame installed on the upper part of the house.
제7항에 있어서,
상기 전원공급부의 상단에는 거치링이 구비되고, 상기 거치링은 축사의 상부에 설치된 이동가이드프레임을 따라 위치이동되는 이동거치후크에 걸려져 지지되는 것을 특징으로 하는 엘이디 살균 스마트 축사 관리 시스템.
The method of claim 7,
A mounting ring is provided at an upper end of the power supply unit, and the mounting ring is supported by a moving mounting hook that is moved along a moving guide frame installed on the upper part of the livestock house.
축사 내의 생물학적 지표 데이터와 환경적 지표 데이터를 수집하는 센싱단계;
상기 생물학적 지표 데이터와 환경적 지표 데이터를 정규화한 데이터를 기반으로 사육 축종에 따라 다른 대표 질병 각각에 대해 발생 확률을 계산하여 신뢰점수를 출력할 수 있도록 심층신경망을 학습시킨 뒤 학습모델을 완성하는 질병학습단계;
상기 심층신경망을 전달받아 상기 센싱단계에서 획득한 생물학적 지표와 환경적 지표 데이터를 상기 심층신경망에 입력하여 각 대표 질병에 대한 예측값을 계산하고 계산된 예측값을 각 질병에 대한 신뢰점수로 변환하는 질병예측단계; 및
상기 신뢰점수와 질병의 종류데이터에 의해 특정 질병의 신뢰도가 임계값을 초과하는지의 여부를 확인하여, 초과시에 해당 질병의 병원체를 살균하기 위한 특정 파장값의 엘이디 점등신호를 전달해서 엘이디광에 의해 살균하는 조명제어 및 살균단계;
를 포함하는 엘이디 살균 스마트 축사 관리 방법.


A sensing step of collecting biological indicator data and environmental indicator data in the livestock house;
A disease that completes a learning model after learning a deep neural network to output a confidence score by calculating the probability of occurrence for each of the representative diseases according to breeding breeds based on the data obtained by normalizing the biological and environmental indicator data. Learning stage;
Disease prediction in which a predicted value for each representative disease is calculated by receiving the deep neural network and inputting the biological and environmental indicator data acquired in the sensing step into the deep neural network, and converting the calculated predicted value into a confidence score for each disease step; And
According to the confidence score and disease type data, it is checked whether the reliability of a specific disease exceeds the threshold value, and when it is exceeded, the LED lighting signal of a specific wavelength value for sterilizing the pathogen of the disease is transmitted by LED light. Lighting control and sterilization steps to sterilize;
LED sterilization smart barn management method comprising a.


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