KR102277578B1 - 온실내 환경 정보 빅데이터 분석을 기반으로 하는 비닐하우스병 예방관리 시스템 및 이를 이용한 비닐하우스병 예방관리방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비닐하우스내 환경 정보에 대한 빅데이터 분석을 통해 비닐하우스병 예방을 수행할 수 있도록 하는 기술에 대한 것으로, 비닐하우스 내의 환경정보 빅데이터 분석을 통한 비닐하우스병 예방서비스를 구현하기 위한 비닐하우스 내부, 외부의 데이터에 대한 연관관계를 분석하고, 농약 살포시 수집되는 데이터를 기반으로 위험성을 분석하여 예측정보를 제공하여 사용자의 안전한 작업환경에 대한 정보를 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 온실이나 비닐하우스 환경 정보에 대한 빅데이터 분석을 통해 비닐하우스병 예방을 수행할 수 있도록 하는 기술에 대한 것이다.
일반적으로 농산물의 생산 및 증산을 위해서는 병해충 방제는 필수적인 작업인데, 병해충 방제작업은 동력분무기를 이용하여 작업자가 직접 노즐대를 들고 하우스나 과수원 등에서 작업을 하므로 농약 피폭에 의한 농약에 중독되는 문제와 농약의 과잉살포로 인한 환경오염 문제가 심각해 환경오염을 줄이기 위하여 병해충 방제는 소량 또는 미량 살포 추세에 있다.
상기한 바와 같이 농약은 유독성 물질로서, 피부에 닿거나, 호흡기를 통하여 체내로 유입되거나, 또는 음용할 경우 인체에 치명적인 영향을 주게 되며, 이를 각종 농작물에 살포하게 되면 작물에 기생하는 각종 병충해를 예방 및 살균할 수 있게 되기 때문에 필요악으로 존재하는 약재 중 하나이다.
비닐하우스와 같은 하우스 형 시설에서 농약을 살포함에 있어서는 종래의 수동식 분무기를 사용한 경우 에 무거운 약액 통을 등에 짊어지고 다니면서 한 손으로는 분무실린더의 펌프작동을 하고 또 다른 한 손으로는 노즐대를 잡고 농약을 분무 살포하게 되므로, 농약을 살포하는 사람이 전방으로 나아가면서 비산되는 농약을 헤
쳐 나가게 됨에 따라 농약이 신체에 묻게 됨은 물론 호흡기로 농약이 흡입되지 않을 수 없으므로 사용자는 직접 적인 농약피해를 입게 되어 중독될 위험이 있을 뿐 아니라, 심한 경우에는 생명의 위협을 받게 되는 문제점이 있었으며 농약살포 시간도 많이 소요되고 힘이 들며 특히 농약을 위에서 살포하므로 식물의 잎 저면이나 은밀한 내부로는 농약을 뿌릴 수 없는 등 여러 가지의 폐단이 있었다. 자동식 농약분무장치를 이용하여 하우스내 농약을 분무하는 장비가 개발되어 보급되고 있다.
그러나 비닐하우스와 같이 밀폐된 공간에서 장시간 작업을 수행하는 경우, 내부의 고온다습한 환경과 내외부와의 온도차이, 농약살포로 인한 잔류농약의 하우스내 과다 존재 등의 문제로, 이른바 비닐하우스병이 농민들에게 빈번하게 발생하고 있으며, 이에 대한 안전 강화 기술에 대한 필요성이 커지고 있다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 환경정보 수집센서 노드를 통해 수집되는 온실 외부의 온도, 습도데이터와, 온실 내부에서 수집되는 온도, 습도, 이산화탄소의 데이터를 분석하여 내외부환경차이를 분석하고, 농약살포시 발생하는 유해 정보를 바이오센서를 통해 수집하여, 현재의 작업환경의 위험성을 분석하고, 향후 발생할 환경 변화에 따른 위험성을 빅데이터 분석을 통해 예측하여 사용자의 안전을 확보할 수 있도록 하는 정보를 제공하는 시스템을 제공하는데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시예에서는, 도 1에 도시된 것과 같이, 온실 외부에 배치되는 다수의 센서를 통해 온도, 습도, 가스를 포함하는 환경정보를 수집하는 제2환경정보 수집노드(200);
상기 제1환경정보 수집노드(100) 및 상기 제2환경정보수집노드(200)에서 수집되는 환경정보를 전송받아 저장하는 게이트웨이(G);
상기 게이트웨이를 통해 수집되는 데이터를 기반으로 온실 내외부의 환경차이 및 온실내부의 농약을 포함하는 인체에 영향을 주는 위협요인의 정도를 분석하는 환경분석서버(300);
상기 환경분석서버(300)에서 분석된 정보를 전달받을 수 있도록 상기 게이트웨이(G)에 등록되며, 유무선 통신이 가능한 사용자단말(400);
상기 환경분석서버(300)에서 위험상황으로 판별되는 경우에 이에 대한 제어신호를 기반으로 온실내부의 위험상황을 표시하는 상태표시알람모듈(500);
을 포함하는,
온실내 환경 정보 빅데이터 분석을 기반으로 하는 비닐하우스병 예방관리 시스템을 제공할 수 있도록 한다.
또한, 상술한 온실내 환경 정보 빅데이터 분석을 기반으로 하는 비닐하우스병 예방관리 시스템을 적용하여, 본 발명의 실시예에서는, 온실 내부에 배치되는 다수의 센서군을 포함하는 제1환경정보 수집노드(100)을 통해 온실 내부의 온도, 습도, 이산화탄소농도 및 농약의 잔류 농도의 변화를 측정하고 게이트웨이로 전송하는 1단계;
온실 외부에 배치되는 다수의 센서군을 포함하는 제2환경정보 수집노드(200)를 통해 온실 외부의 온도, 습도, 이산화탄소농도를 포함하는 환경정보를 측정하고, 게이트웨이로 전송하는 2단계;
상기 1단계 및 2단계에서 전송되는 온실 내부 및 외부의 환경정보의 차이를 환경분석서버(300)에서 비교 분석하여, 온실 내외부의 환경차이 및 농약에서 검출되는 센서데이터를 기반으로 설정된 임계값과 비교하여 온실 내부의 위험도를 분석하는 3단계;
상기 3단계에서 위험 환경 수준으로 측정된 경우, 온실내부의 상태표시알람부로 경고신호의 발신을 제어하는 신호를 송출하며, 사용자단말기로 위험신호를 송출하는 4단계;
를 포함하는,
온실내 환경 정보 빅데이터 분석을 기반으로 하는 비닐하우스병 예방관리방법을 제공할 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 비닐하우스와 같은 밀폐된 온실환경에서의 고온다습한환경과 내외부와의 온도차이, 농약살포로 인한 위험성을 비닐하우스의 내부외에 설치된 센서군과 온실 내부의 바이오센서를 바탕으로 수집되는 정보를 분석하여 농민에게 위험성을 고지할 수 있도록 하는 시스템을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 온실 내부의 실시간 정보의 수집을 통해 분석된 데이터를 분석하여 향후, 온실에서의 작업하는 환경에 대한 예측데이터를 기반으로, 일정 시간이후에 비닐하우스 내부에서의 작업환경의 위험성에 대한 분석을 수행하여, 이에 대한 작업의 위험성을 예측하도록 할 수 있는 정보를 제공할 수 있다.
아울러, 비닐하우스 내의 환경정보 빅데이터 분석을 통한 비닐하우스병 예방서비스를 구현하기 위한 비닐하우스 내부, 외부의 데이터에 대한 연관관계를 분석하고, 농약 살포시 수집되는 데이터를 기반으로 위험성을 분석하여 예측정보의 신뢰도를 더욱 높일 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 온실내 환경 정보 빅데이터 분석을 기반으로 하는 비닐하우스병 예방관리 시스템에 대한 구성 블록도면이다.
도 2는 도 1의 구체적인 세부 구성요소를 도시한 블록도이다.
도 3은 사용자단말에 구현되는 애플리케이션의 구성 기능을 예시한 개념도이다.
도 2는 도 1의 구체적인 세부 구성요소를 도시한 블록도이다.
도 3은 사용자단말에 구현되는 애플리케이션의 구성 기능을 예시한 개념도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 온실내 환경 정보 빅데이터 분석을 기반으로 하는 비닐하우스병 예방관리 시스템(이하, '본 발명'이라 한다.)에 대한 구성 블록도이며, 도 2는 도 1의 구체적인 세부 구성요소를 도시한 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은 온실내부에 배치되는 다수의 센서를 통해 온도, 습도, 가스를 포함하는 환경정보를 수집하는 제1환경정보 수집노드(100), 온실 외부에 배치되는 다수의 센서를 통해 온도, 습도, 가스를 포함하는 환경정보를 수집하는 제2환경정보 수집노드(200), 상기 제1환경정보 수집노드(100) 및 상기 제2환경정보수집노드(200)에서 수집되는 환경정보를 전송받아 저장하는 게이트웨이(G), 상기 게이트웨이를 통해 수집되는 데이터를 기반으로 온실 내외부의 환경차이 및 온실내부의 농약을 포함하는 인체에 영향을 주는 위협요인의 정도를 분석하는 환경분석서버(300), 상기 환경분석서버(300)에서 분석된 정보를 전달받을 수 있도록 상기 게이트웨이(G)에 등록되며, 유무선 통신이 가능한 사용자단말(400), 상기 환경분석서버(300)에서 위험상황으로 판별되는 경우에 이에 대한 제어신호를 기반으로 온실내부의 위험상황을 표시하는 상태표시알람모듈(500)을 포함하여 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 제1환경정보 수집노드(100)는 비닐하우스나 유리온실 등의 온실 내부에 배치되는 다수의 센서와 이러한 센서를 구동하거나 전원을 공급하거나, 신호를 처리하는 유닛을 포함하는 것으로, 온실내부의 온도를 측정하는 온도센서를 포함하는 제1온도센서부(110), 온실내부의 습도를 측정하는 습도센서를 포함하는 제1습도센서부(120), 온실내의 이산화탄소를 포함하는 가스농도를 측정하는 가스센서를 포함하는 제1가스센서부(130) 및 온실내의 농약 성분을 포함하는 오염물질의 농도를 측정하는 바이오센서를 포함하는 바이오센서부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에서 적용하는 바이오센서는 일예로, 잔류 농약 성분의 검출과 농도의 검출을 구현할 수 있는 것으로, 스트립타입으로 효소반응에 의한 전기화학적 변화를 유도하기 위한 잔류농약검출용 전기화학센서로서, 잔류농약이 효소와 반응하여 생성된 전자량(전기화학적 변화량)을 가지고 잔류농약의 농도를 검출할 수 있는 센서타입의 구조물을 적용할 수 있다. 물론, 바이오 센서를 구비하는 바이오센서부는 모듈화된 장치 구조로 구현될 수도 있으며, 이 경우, 바이오센서를 삽입하기 위한 센서입력부와, 이 센서입력부를 통해 삽입된 바이오센서로부터 효소반응에 의해 생성된 전자량을 분석 및 측정하여 농약 잔류량의 검출데이터를 검출하기 위한 분석측정부를 구비하는 구조를 포함할 수 있으며, 검출데이터를 처리 전송하는 신호처리부를 더 구비하는 구조로 구현될 수 있다.
상기 상태표시알람모듈(500)의 경우, 후술하는 제어부의 위험 상황으로 분석된 경우에 송신되는 제어신호에 따라 LED를 통해 온실 내부에 녹색, 황색, 적색의 점멸 신호를 알람으로 제공할 수 있도록 구성되는 장치 구성이며, 동시에 음성신호를 송출하도록 구현하는 것도 바람직하다.
상기 제1환경정보 수집노드(100)는 온실 내부의 환경 정보를 실시간으로 측정하고, 이를 실시간 또는 일정한 정해진 주기로 후술하는 게이트웨이(G)로 전송하게 된다. 상기 제1환경정보 수집노드(100)의 가장 주된 기능은 온실 내부의 환경정보를 측정하는 것이며, 이는 사용자가 작업할 공간의 현재 환경정보를 제공하는 것이므로 변동상황을 정확하게 측정하여 데이터베이스화하는 것이 중요하다.
특히, 비닐하우스병의 요인 중 하나인 환경 요인(가스, 고온다습한 환경, 잔류농약 성분 등)을 파악하여 기준이 되는 정보( 본 발명에서는 외부의 환경정보와 대비하거나, 미리 설정된 설정값을 기준으로 대비함)와 대비할 수 있도록 한다.
이를 위해, 온실 외부의 환경을 측정하여 기준값으로 설정할 수 있으며, 이를 위해, 본 발명에서는, 상기 제2환경정보 수집노드(200)를 마련하며, 상기 제2환경정보 수집노드(200)는, 온실 외부의 온도를 측정하는 온도센서를 포함하는 제2온도센서부(110), 온실 외부의 습도를 측정하는 습도센서를 포함하는 제2습도센서부(120) 및 온실 외부의 이산화탄소를 포함하는 가스농도를 측정하는 가스센서를 포함하는 제2가스센서부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 본 발명에서의 환경분석서버(300)는 상기 제1환경정보 수집노드(100)에서 수집되어 게이트웨이로 전송되는 측정정보와, 상기 제2환경정보 수집노드(200)에서 수집되어 게이트웨이로 전송되는 측정정보를 비교하는 기능을 수행하는 구성으로 구현될 수 있다. 물론, 게이트웨이(G) 자체의 프로세서를 이용하여 분석 기능을 수행하고, 처리할 수 있으나, 본 발명에서는 빅데이터 분석을 위한 별도의 서버를 구축하여 운용하는 것을 일예로 하여 설명하기로 한다.
이에, 본 발명의 상기 환경분석서버(300)는, 온실내외부의 온도차이를 비교하는 온도기준 비교분석부(310)와, 온실 내외부의 습도차이를 비교하는 습도기준 비교분석부(320), 이산화탄소를 포함하는 가스에 대한 온실 내외부차이를 비교하는 가스기준 비교분석부(330), 온실 내부의 잔류농약의 농도와 설정된 안전 임계값과 비교하여 위험상황여부를 분석하는 오염기준 비교분석부(340), 상기 온도기준비교분석부, 습도기준 비교분석부, 가스기준 비교분석부의 분석결과에서 설정된 안전 기술의 설정값을 상회하는 경우, 온실 내부의 상태표시알람부 및 사용자단말로 경보신호의 송출을 지시하는 제어신호를 통신부(370)를 통해 송출하여 제어하는 제어부(360)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 환경분석서버(300)는, 온실 내외부의 온도, 습도, 가스의 상태 정보 차이를 비교 분석하여, 데이터 베이스화하고, 온도, 습도, 이산화탄소의 농도 변화에 대한 시간대별 환경정보에 대한 분석을 통해 일별 환경의 추이량을 산출하며, 분석되는 환경 변화의 정보와 연관되는 농약살포시 내부의 위험성 변화를 학습하여 생성된 분석 모델을 기반으로 특정 시간 이후의 외부 환경에 따른 내부의 위험환경의 위험도를 예측하는 예측정보를 산출하는 위험환경예측부(350)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
이후, 상기 위험환경예측부(350)에서 산출되능 예측정보에 따라 상기 상태표시알람모듈(500) 및 상기 사용자단말(400)로 예측정보 및 경보신호를 송출하여 사용자의 안전을 확보할 수 있도록 구현할 수 있다.
즉, 본 발명에서는 온도, 습도, 센서가 내장된 제1환경정보 수집노드를 비닐하우스 외부에 설치하고, 온도, 습도, 이산화탄소, 바이오센서가 내장된 제2한경정보 수집노드를 비닐하우스 내부에 설치하여, 온실 내외부 양쪽에서 측정된 센싱 정보를 주기적으로 게이트웨이로 전송할 수 있도록 한다. 동시에 게이트웨이에서는 센서로 부터 수집된 데이터를 환경분석서버를 통해 분석하고, 비닐하우스의 내외부의 환경차이와 농약에서 검출되는 잔류 농약의 데이터의 상관관계를 분석하고, 농약살포시 수집되는 데이터를 기반으로 위험성을 분석하여 위험성에 대한 정보를 산출할 수 있도록 한다.
나아가, 이러한 실시간 정보외에도 수집된 데이터를 빅데이터화하고, 외부 환경정보 변화에 따른 내부 환경정보 변화와, 내부 환경정보에 따른 농약살포시 내부 위험성의 변화를 학습하여, 생성된 모델을 기반으로, 특정 시간 이후 외부 환경에 따른 내부의 위험환경을 예측하여 게이트웨이에 등록된 사용자단말로 알람서비스를 제공할 수 있도록 한다.
이 경우, 사용자단말(400)은 단순히 알람서비스를 수신하는 단말로 사용될 수 있으나, 더 나아가 애플리케이션을 설치하여 온실의 내부 환경 정보 및 환경분석서버의 분석결과에 대한 정보를 확인하고 제어할 수 있는 양방향 통신이 가능하도록 할 수 있다.
즉, 도 4에 도시된 것과 같이 사용자단말(400)은 유무선통신(인터넷 통신 포함)이 가능한 이동통신단말기 또는 컴퓨터일수 있다. 이때, 상기 이동통신단말기는 PDA(Personal Digital Assistant), 스마트폰 또는 태블릿 PC 등 중 어느 하나일 수 있다. 나아가, 사용자단말기는, 유무선 통신부, A/V(Audio/Video) 입력부, 사용자 입력부, 센싱부, 출력부, 메모리, 인터페이스부, 제어부 및 전원 공급부 등을 포함할 수 있다. 상기한 구성요소들은 모두 필수적인 것은 아니며, 특성에 따라 가감될 수 있다.
상기 사용자단말(400)은 도 4에 도시된 것과 같이, 애플리케이션화한 프로그램을 다운로드 받아 실행시켜, 상기 환경분석서버(300)을 통해 분석되는 정보나 경보 정보를 받아 볼 수 있으며, 온실 내부의 환경에 대한 모니터링을 실시간으로 수행하는 것도 가능하다.
이를 위한 프로그램은, 사용자단말(400)에 구비된 통신부(410)를 이용할 수 있으며, 온실 내부의 온도, 습도, 가스에 대한 측정정보를 수신하여 표시하는 온실환경정보처리부(420)와, 환경분석서버(300)에서 분석된 정보를 바탕으로, 안전기준과 위험기준의 정보를 실시간으로 디스플레이하는 온실안전정보처리부(430)를 구비할 수 있다. 동시에, 환경분석서버(300)에서 기계 학습을 통해 분석된 예측정보를 실시간으로 전송받아 디스플레이하는 예측정보표시부(440)과, 온실의 내부 환경정보와 외부 환경정보에 대한 측정 정보를 표시하는 환경정보설정부(450)구비할 수 있으며, 경보신호의 발신시, 음성, 알람, 진동 등의 신호를 표시하는 상태표시알람부(460)을 구비하는 구조로 구성될 수 있다.
이상의 시스템을 이용하여, 구현되는 온실내 환경 정보 빅데이터 분석을 기반으로 하는 비닐하우스병 예방관리방법은 다음과 같은 과정으로 구현될 수 있다.
우선, 온실 내부에 배치되는 다수의 센서군을 포함하는 제1환경정보 수집노드(100)을 통해 온실 내부의 온도, 습도, 이산화탄소농도 및 농약의 잔류 농도의 변화를 측정하고 게이트웨이로 전송하는 1단계가 수행된다.
다음으로, 온실 외부에 배치되는 다수의 센서군을 포함하는 제2환경정보 수집노드(200)를 통해 온실 외부의 온도, 습도, 이산화탄소농도를 포함하는 환경정보를 측정하고, 게이트웨이로 전송하는 2단계가 진행된다. 상기 1단계와 2단계는 순차, 또는 동시에 연속적으로 구현될 수 있는 과정이다.
이후, 상기 1단계 및 2단계에서 전송되는 온실 내부 및 외부의 환경정보의 차이를 환경분석서버(300)에서 비교 분석하여, 온실 내외부의 환경차이 및 농약에서 검출되는 센서데이터를 기반으로 설정된 임계값과 비교하여 온실 내부의 위험도를 분석하는 3단계가 수행되며, 상기 3단계에서 위험 환경 수준으로 측정된 경우, 온실내부의 상태표시알람부로 경고신호의 발신을 제어하는 신호를 송출하며, 사용자단말기로 위험신호를 송출하는 4단계를 포함하는 과정으로 진행될 수 있다.
물론, 이 경우, 상기 3단계는, 온실 내외부의 온도, 습도, 가스의 상태 정보 차이를 비교 분석하여, 데이터 베이스화하고, 온도, 습도, 이산화탄소의 농도 변화에 대한 시간대별 환경정보에 대한 분석을 통해 일별 환경의 추이량을 산출하며, 분석되는 환경 변화의 정보와 연관되는 농약살포시 내부의 위험성 변화를 학습하여 생성된 분석 모델을 기반으로 특정 시간 이후의 외부 환경에 따른 내부의 위험환경의 위험도를 예측하는 예측정보를 산출하는 과정으로 수행될 수 있음은 상술한 바와 같다.
이상의 과정 중 환경분석 서버에서 구현되는 분석과정의 경우, 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다.
본 발명에의 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있는 것과 유사하게, 본 발명은 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명은 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. "매커니즘", "요소", "수단", "구성"과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 바람직한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아니다. 이처럼 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 본 발명의 실시예의 결합을 통해 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100: 제1환경정보 수집노드
110: 제1온도센서부
120: 제1습도센서부
130: 제1가스센서부
140: 바이오센서부
G: 게이트웨이
200: 제2환경정보 수집노드
210: 제2온도센서부
220: 제2습도센서부
230: 제2가스센서부
300: 환경분석서버
400: 사용자단말
500: 상태표시알람부
110: 제1온도센서부
120: 제1습도센서부
130: 제1가스센서부
140: 바이오센서부
G: 게이트웨이
200: 제2환경정보 수집노드
210: 제2온도센서부
220: 제2습도센서부
230: 제2가스센서부
300: 환경분석서버
400: 사용자단말
500: 상태표시알람부
Claims (7)
- 온실내부에 배치되는 다수의 센서를 통해 온도, 습도, 가스를 포함하는 환경정보를 수집하는 제1환경정보 수집노드(100);
온실 외부에 배치되는 다수의 센서를 통해 온도, 습도, 가스를 포함하는 환경정보를 수집하는 제2환경정보 수집노드(200);
상기 제1환경정보 수집노드(100) 및 상기 제2환경정보수집노드(200)에서 수집되는 환경정보를 전송받아 저장하는 게이트웨이(G);
상기 게이트웨이를 통해 수집되는 데이터를 기반으로 온실 내외부의 환경차이 및 온실내부의 농약을 포함하는 인체에 영향을 주는 위협요인의 정도를 분석하는 환경분석서버(300);
상기 환경분석서버(300)에서 분석된 정보를 전달받을 수 있도록 상기 게이트웨이(G)에 등록되며, 유무선 통신이 가능한 사용자단말(400);
상기 환경분석서버(300)에서 위험상황으로 판별되는 경우에 이에 대한 제어신호를 기반으로 온실내부의 위험상황을 표시하는 상태표시알람모듈(500);을 포함하고,
상기 환경분석서버(300)는,
온실 내외부의 온도, 습도, 가스의 상태 정보 차이를 비교 분석하여, 데이터 베이스화하고, 온도, 습도, 이산화탄소의 농도 변화에 대한 시간대별 환경정보에 대한 분석을 통해 일별 환경의 추이량을 산출하며,
분석되는 환경 변화의 정보와 연관되는 농약살포시 내부의 위험성 변화를 학습하여 생성된 분석 모델을 기반으로 특정 시간 이후의 외부 환경에 따른 내부의 위험환경의 위험도를 예측하는 예측정보를 산출하는 위험환경예측부(350);를 더 포함하는,
온실내 환경 정보 빅데이터 분석을 기반으로 하는 비닐하우스병 예방관리 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제1환경정보 수집노드(100)는,
온실내부의 온도를 측정하는 온도센서를 포함하는 제1온도센서부(110);
온실내부의 습도를 측정하는 습도센서를 포함하는 제1습도센서부(120);
온실내부의 이산화탄소를 포함하는 가스농도를 측정하는 가스센서를 포함하는 제1가스센서부(130); 및
온실내부의 농약 성분을 포함하는 오염물질의 농도를 측정하는 바이오센서를 포함하는 바이오센서부(140);
를 포함하고,
상기 바이오센서는 효소반응에 의한 전기화학적 변화를 유도하기 위한 잔류농약검출용 전기화학센서로서, 잔류농약이 효소와 반응하여 생성된 전자량을 이용해 잔류농약의 농도를 검출하는,
온실내 환경 정보 빅데이터 분석을 기반으로 하는 비닐하우스병 예방관리 시스템.
- 청구항 2에 있어서,
상기 제2환경정보 수집노드(200)는,
온실 외부의 온도를 측정하는 온도센서를 포함하는 제2온도센서부(110);
온실 외부의 습도를 측정하는 습도센서를 포함하는 제2습도센서부(120); 및
온실 외부의 이산화탄소를 포함하는 가스농도를 측정하는 가스센서를 포함하는 제2가스센서부(130);를 포함하는,
온실내 환경 정보 빅데이터 분석을 기반으로 하는 비닐하우스병 예방관리 시스템.
- 청구항 3에 있어서,
상기 환경분석서버(300)는,
상기 제1환경정보 수집노드(100)에서 수집되어 게이트웨이로 전송되는 측정정보와, 상기 제2환경정보 수집노드(200)에서 수집되어 게이트웨이로 전송되는 측정정보를 비교하되,
온실내외부의 온도차이를 비교하는 온도기준 비교분석부(310);
온실 내외부의 습도차이를 비교하는 습도기준 비교분석부(320);
이산화탄소를 포함하는 가스에 대한 온실 내외부차이를 비교하는 가스기준 비교분석부(330);
온실 내부의 잔류농약의 농도와 설정된 안전 임계값과 비교하여 위험상황여부를 분석하는 오염기준 비교분석부(340);
상기 온도기준비교분석부, 습도기준 비교분석부, 가스기준 비교분석부의 분석결과에서 설정된 안전 기술의 설정값을 상회하는 경우, 온실 내부의 상태표시알람부 및 사용자단말로 경보신호의 송출을 지시하는 제어신호를 통신부(370)를 통해 송출하여 제어하는 제어부(360);
를 포함하는,
온실내 환경 정보 빅데이터 분석을 기반으로 하는 비닐하우스병 예방관리 시스템.
- 청구항 4에 있어서,
상기 환경분석서버(300)는,
상기 위험환경예측부(350)에서 산출되는 예측정보에 따라 상기 상태표시알람모듈(500) 및 상기 사용자단말(400)로 예측정보 및 경보신호를 송출하는 것을 특징으로 하는,
온실내 환경 정보 빅데이터 분석을 기반으로 하는 비닐하우스병 예방관리 시스템.
- 온실 내부에 배치되는 다수의 센서군을 포함하는 제1환경정보 수집노드(100)을 통해 온실 내부의 온도, 습도, 이산화탄소농도 및 농약의 잔류 농도의 변화를 측정하고 게이트웨이로 전송하는 1단계;
온실 외부에 배치되는 다수의 센서군을 포함하는 제2환경정보 수집노드(200)를 통해 온실 외부의 온도, 습도, 이산화탄소농도를 포함하는 환경정보를 측정하고, 게이트웨이로 전송하는 2단계;
상기 1단계 및 2단계에서 전송되는 온실 내부 및 외부의 환경정보의 차이를 환경분석서버(300)에서 비교 분석하여, 온실 내외부의 환경차이 및 농약에서 검출되는 센서데이터를 기반으로 설정된 임계값과 비교하여 온실 내부의 위험도를 분석하는 3단계;
상기 3단계에서 위험 환경 수준으로 측정된 경우, 온실내부의 상태표시알람부로 경고신호의 발신을 제어하는 신호를 송출하며, 사용자단말기로 위험신호를 송출하는 4단계;를 포함하고,
상기 3단계는,
온실 내외부의 온도, 습도, 가스의 상태 정보 차이를 비교 분석하여, 데이터 베이스화하고, 온도, 습도, 이산화탄소의 농도 변화에 대한 시간대별 환경정보에 대한 분석을 통해 일별 환경의 추이량을 산출하며,
분석되는 환경 변화의 정보와 연관되는 농약살포시 내부의 위험성 변화를 학습하여 생성된 분석 모델을 기반으로 특정 시간 이후의 외부 환경에 따른 내부의 위험환경의 위험도를 예측하는 예측정보를 산출하는 단계인,
온실내 환경 정보 빅데이터 분석을 기반으로 하는 비닐하우스병 예방관리방법.
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