KR102305292B1 - 스마트팜 제어 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 차광장치, 급수장치, 환기장치, 온도조절장치, 습도조절장치, 산소농도조절장치 및 양액공급장치를 포함하는 시설물 장치가 설치되고, 밀폐된 공간에서 농작물을 재배하는 농작물 재배시설, 상기 농작물 재배시설의 내부에서 검출한 온도값, 습도값, 산소 농도값, 이산화탄소 농도값, 조도값, 상기 농작물에 공급되는 양액의 공급속도값 및 공급양값이 상기 농작물 재배시설의 내부를 설정된 시간 스케줄 정보에 따른 기준 온도값, 기준 습도값, 기준 산소 농도값, 기준 이산화탄소 농도값, 기준 조도값, 상기 양액의 기준 공급속도값 및 기준 공급양값을 만족하면, 상기 스간 스케줄 정보에 따른 기준 제어명령을 상기 시설물 장치로 출력하여 제어하는 IOT 제어장치 및 상기 IOT 제어장치에 상기 시간 스케줄 정보를 설정하고, 상기 IOT 제어장치에서 검출한 상기 온도값, 상기 습도값, 상기 산소 농도값, 상기 이산화탄소 농도값, 상기 조도값, 상기 양액의 공급속도값 및 공급양값과, 상기 기준 제어명령을 수신하여 상기 농작물 재배시설을 모니터링하는 모니터링 장치를 포함하는 스마트팜 제어 시스템을 제공한다.

Description

스마트팜 제어 시스템{CONTROL SYSTEM FOR SMART FARM}
본 발명은 스마트팜 제어 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 농작물 재배시설을 모니터링하고 설정된 시간 스케줄 정보에 따라 농작물에 대한 온도, 습도, 이산화탄소, 산소 및 양액을 조절하기 용이한 스마트팜 제어 시스템에 관한 것이다.
온실 또는 하우스 등에서 이루어지는 농작물의 재배는 작업자가 직접 재배시설에 접근하여 농작물의 생육 상태를 관찰하고 시설물을 조작하여 농작물에 대한 생육조건을 맞춰줘야만 한다. 그러나 이러한 작업자의 재배시설물 직접 조작 방식은 작업자가 직접 재배시설물에 접근해야되는 시간적 여유가 있어야 하고, 부주의나 제어장치의 결함으로 인해 농작물이 고온장애나 저온장애 등 그 피해가 많으며, 작업자의 경험칙에 의해 농작물을 재배하는 게 현실이다.
이에, 센서와 네트워크 기반의 스마트 농업생산 시스템으로 농작물의 생장, 생육 단계부터 온도, 습도 및 이산화탄소(CO2) 등의 정보 관리에 기초해 최적의 환경을 조성하고, 병충해 등의 피해를 방지할 수 있도록 IoT(Internet Of Things)와 연계한 다양한 농작물 재배 시스템이 개발되었다.
최근들어, IoT와 연계한 농작물 재배 시스템은 재배시설물 내의 온도 및 습도를 측정하여 표시하고, 카메라, 펌프, 각종 밸브, 전열기구, 조명기구 등을 제어할 수 있도록 한 제어기를 이용하여 원격에서 재배시설물을 모니터링하면서 농작물을 재배하는 것으로서, 최소의 노동력을 통해 다수의 재배시설물을 관리함에 따라 농업 경쟁력을 향상시킬 수 있는 기술로 꼽히고 있으며, 이를 이용한 다양한 제어 기술을 연구하고 있다.
본 발명의 목적은, 농작물 재배시설을 모니터링하고 설정된 시간 스케줄 정보에 따라 농작물에 대한 온도, 습도, 이산화탄소, 산소 및 양액을 조절하기 용이한 스마트팜 제어 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 스마트팜 제어 시스템은, 차광장치, 급수장치, 환기장치, 온도조절장치, 습도조절장치, 산소농도조절장치 및 양액공급장치를 포함하는 시설물 장치가 설치되고, 밀폐된 공간에서 농작물을 재배하는 농작물 재배시설, 상기 농작물 재배시설의 내부에서 검출한 온도값, 습도값, 산소 농도값, 이산화탄소 농도값, 조도값, 상기 농작물에 공급되는 양액의 공급속도값 및 공급양값중 적어도 하나를 포함하는 환경정보가 상기 농작물 재배시설의 내부를 설정된 시간 스케줄 정보에 따른 기준 온도값, 기준 습도값, 기준 산소 농도값, 기준 이산화탄소 농도값, 기준 조도값, 상기 양액의 기준 공급속도값 및 기준 공급양값 중 적어도 하나를 포함하는 기준 환경정보를 만족하면, 상기 시간 스케줄 정보에 따라 현재 시간부터 다음 시간까지 상기 환경정보가 상기 기준 환경정보를 지속적으로 만족하도록하는 기준 제어명령을 상기 시설물 장치로 출력하여 제어하는 IOT 제어장치 및 상기 IOT 제어장치에 상기 시간 스케줄 정보를 설정하고, 상기 IOT 제어장치에서 검출한 상기 온도값, 상기 습도값, 상기 산소 농도값, 상기 이산화탄소 농도값, 상기 조도값, 상기 양액의 공급속도값 및 공급양값과, 상기 기준 제어명령을 수신하여 상기 농작물 재배시설을 모니터링하는 모니터링 장치를 포함할 수 있다.
상기 시간 스케줄 정보는, 상기 농작물을 재배하기 위해 시간별로 농작물 환경이 조성되도록, 상기 농작물 재배시설의 내부가 상기 기준 온도값, 상기 기준 습도값, 상기 기준 산소 농도값, 상기 기준 이산화탄소 농도값, 상기 기준 조도값, 상기 양액의 기준 공급속도값 및 기준 공급양값이 유지되게 상기 기준 제어명령을 포함할 수 있다.
상기 IOT 제어장치는, 상기 시설물 장치를 동작시키는 장치 동작부, 상기 온도값, 상기 습도값, 상기 산소 농도값, 상기 이산화탄소 농도값, 상기 기준 조도값 및 상기 양액의 공급속도값 및 공급값 중 적어도 하나를 포함하는 상기 환경정보을 검출하는 센서부, 상기 시간 스케줄 정보가 저장된 저장부 및 상기 환경정보에 포함된 상기 온도값, 상기 습도값, 상기 산소 농도값, 상기 이산화탄소 농도값, 상기 조도값, 상기 양액의 공급속도값 및 공급양값 중 적어도 하나가, 상기 기준 환경 정보에 포함된 상기 기준 온도값, 상기 기준 습도값, 상기 기준 산소 농도값, 상기 기준 이산화탄소 농도값, 상기 기준 조도값, 상기 양액의 기준 공급속도값 및 기준 공급양값 중 대응하는 적어도 하나를 만족하는지 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 상기 시설물 장치가 동작되게 상기 장치 동작부로 상기 기준 제어명령 또는 적응 제어명령을 출력하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 산소 농도값이 상기 기준 산소 농도값보다 낮은 경우 상기 시간 스케줄 정보에 따라 상기 현재 시간부터 상기 다음 시간까지의 상기 산소농도 조절장치의 동작시간이 증가되게 상기 적응 제어명령을 출력할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 산소 농도값이 상기 기준 산소 농도값보다 낮고 상기 이산화탄소 농도값이 상기 기준 이산화탄소 농도값보다 높은 경우, 상기 시간 스케줄 정보에 따라 상기 현재 시간부터 상기 다음 시간까지의 상기 산소농도 조절장치 및 상기 환기장치 중 적어도 하나의 동작시간이 증가되게 상기 적응 제어명령을 출력할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 온도값 및 상기 습도값 각각이 상기 기준 온도값 및 상기 기준 습도값 각각을 허용 범위 내에 속하지 않는 경우, 상기 시간 스케줄 정보에 따라 상기 현재 시간부터 상기 다음 시간까지의 상기 온도조절장치 및 상기 습도조절장치의 동작시간이 증가되게 상기 적응 제어명령을 출력할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 조도값이 상기 기준 조도값보다 낮은 경우, 상기 시간 스케줄 정보에 따라 상기 현재 시간부터 상기 다음 시간까지 상기 차광장치의 동작시간이 감소되게 상기 적응 제어명령을 출력할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 양액의 공급속도값 및 공급양값이 상기 기준 공급속도값 및 상기 기준 공급양값 보다 낮은 경우, 상기 시간 스케줄 정보에 따라 상기 현재 시간부터 상기 다음 시간까지 상기 양액공급장치의 동작시간을 증가시키는 상기 적응 제어명령을 출력할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 양액의 공급속도값 및 공급양값이 상기 기준 공급속도값 및 상기 기준 공급양값 보다 많은 경우, 상기 시간 스케줄 정보에 따라 상기 현재 시간부터 상기 다음 시간까지 상기 양액공급장치의 동작시간을 감소시키는 상기 적응 제어명령을 출력할 수 있다.
본 발명에 따른 스마트팜 제어 시스템은, 상기 온도값, 상기 습도값, 상기 산소 농도값, 상기 이산화탄소 농도값, 상기 조도값, 상기 양액의 공급속도값 및 공급양값과, 상기 기준 제어명령 또는 상기 적응 제어명령에 대한 정보를 제공받고, 상기 시간 스케줄 정보를 업데이트하며 다른 IOT 제어장치를 관리하는 다른 모니터링 장치로 제공하는 데이터베이스 서버를 더 포함할 수 있다.
상기 시설물 장치는, 상기 농작물에 대한 농작물 영상을 촬영하는 촬영장치를 더 포함하고, 상기 IOT 제어 장치는, 상기 농작물 영상을 실시간 또는 설정 시간 간격으로 상기 데이터 베이스 서버로 송신할 수 있다.
상기 데이터 베이스 서버는, 상기 농작물 영상과 상기 시간 스케줄 정보를 매칭하고, 상기 다른 IOT 제어장치로부터 제공된 영상 및 스케줄 정보를 기계학습하여, 현재 농작물의 상태에 따라 뉴 시간 스케줄 정보를 재 생성하여, 상기 모니터링 장치 및 상기 다른 모니터링 장치로 제공할 수 있다.
상기 모니터링 장치는, 상기 IOT 제어 장치로 상기 시간 스케줄 정보를 설정한 후, 상기 데이터 베이스 서버로부터 송신된 상기 뉴 시간 스케줄 정보를 수신하면, 상기 시간 스케줄 정보를 상기 뉴 시간 스케줄 정보로 재 설정할 수 있다.
상기 뉴 시간 스케줄 정보는, 상기 현재 농작물에 따른 재배 예측 정보를 포함하며, 상기 모니터링 장치는, 상기 뉴 시간 스케줄 정보에서 상기 재배 예측 정보를 추출하여 표시하고, 상기 뉴 시간 스케줄 정보에 대한 재 설정 명령이 입력되면 상기 시간 스케줄 정보를 상기 뉴 시간 스케줄 정보로 재 설정할 수 있다.
본 발명에 따른 스마트팜 제어 시스템은, 농작물 재배시설의 내부에서 검출한 온도값, 습도값, 산소 농도값 및 이산화탄소 농도값, 조도값, 농작물에 공급되는 양액의 공급속도값 및 공급양값이 설정된 시간 스케줄 정보에 따른 기준 온도값, 기준 습도값, 기준 산소 농도값, 기준 이산화탄소 농도값, 기준 조도값, 상기 양액의 기준 공급속도값 및 기준 공급양값을 만족하는지 여부에 따라 시간 스케줄 정보에 포함된 시설물 장치를 제어하는 기준 제어명령 또는 적응 제어명령으로 제어함으로써, 시간별로 농작물을 재배하는 환경을 조절할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 스마트팜 제어 시스템은, 데이터베이스 서버를 통하여 다른 IOT 제어장치로 저장된 정보를 제공할 수 있음으로써, 농작물 재배 시 용이한 정보를 제공받을 수 있는 이점이 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 스마트팜 제어 시스템을 간략하게 나타낸 시스템도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 IOT 제어장치의 제어 구성을 나타낸 제어블록도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 시간 스케줄 정보를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 스마트팜 제어 시스템의 동작방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 환경 정보 만족 판단 단계(S220)를 자세하게 나타낸 순서도이다.
도 6은 도 1은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 스마트팜 제어 시스템을 나타낸 시스템도이다.
본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 스마트팜 제어 시스템에 관하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트팜 제어 시스템을 간략하게 나타낸 시스템도 및 도 2는 도 1에 나타낸 IOT 제어장치의 제어 구성을 나타낸 제어블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 스마트팜 제어 시스템(100)은 농작물 재배시설(110), IOT 제어장치(130), 모니터링 장치(150) 및 데이터베이스 서버(170)를 포함할 수 있다.
농작물 재배시설(110)에는 밀폐된 공간에서 농작물을 재배할 수 시설물이며, 하우스 또는 온실 등으로 구성될 수 있고, 농작물의 재배에 요구되는 다양한 시설물 장치가 설치될 수 있다.
시설물 장치는 차광장치(121), 급수장치(122), 환기장치(123), 온도조절장치(124), 습도조절장치(125), 산소농도조절장치(126) 및 양액공급장치(127)를 포함할 수 있다.
차광장치(121)는 햇빛을 차단하여 그늘을 형성하기 위한 장치로서, 모터의 구동에 의해 차광막을 말거나 펼쳐지도록 구성될 수 있다.
급수장치(122)는 농작물 재배시설(110)에서 생육되는 농작물에 물을 공급하기 위한 장치로서, 급수가 수용되는 탱크, 상기 탱크에 수용된 물을 펌핑하는 모터 및 모터에 의해 펌핑되는 물을 공급하는 분사기 등을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 분사기는 바닥에 설치되는 점적호스 또는 지붕 하부에 설치되는 스프링클러(sprinkler) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
환기장치(123)는 농작물 재배시설(110)의 내부 공기를 배출하거나 외부 공기를 유입시켜 농작물 재배시설(110)의 공기를 외부 공기와 교환하는 장치로서, 농작물 재배시설 내부의 공기를 인위적으로 배출시키기 위한 배출팬 또는 외부공기를 인위적으로 유입시키기 위한 흡입팬 등을 포함하여 구성될 수 있으나, 설계조건에 따라서 창문의 개폐시설로도 구성될 수 있다.
온도조절장치(124)는 농작물 재배시설(110) 내부의 온도를 조절하는 장치로서, 온도를 올려주기 위한 난방기, 온도를 저하시키기 위한 냉방기 등을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 난방기는 화석연료를 이용한 보일러 또는 지중저수열을 이용한 난방시설 등으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 냉방기는 상기 환기장치(130)에 연계하여 생략될 수 있다.
습도조절장치(125)는 농작물 재배시설(110) 내부의 습도를 조절하는 장치로서, 습도를 올려주기 위한 가습기 및 습도를 저감시키기 위한 제습기 등을 포함하여 구성될 수 있다.
산소농도조절장치(126)는 농작물 재배시설(110) 내부의 산소를 포집하여 산소 농도를 조절하는 장치로서, 공기 중의 산소를 분리하는 분리기와 상기 분리기에서 분리된 산소를 저장하는 산소저장탱크를 포함할 수 있다.
양액공급장치(127)는 농작물 재배시설(110)에서 재배되는 농작물로 양액을 공급할 수 있는 장치로서, 양액의 공급속도 및 양을 조절하기 위한 모터를 포함할 수 있다.
IOT 제어장치(130)는 장치 동작부(131), 센서부(133), 저장부(135), 표시부(137) 및 제어부(139)를 포함할 수 있다.
장치 동작부(131)는 제어부(139)로부터 출력된 기준 제어명령(SC1) 또는 적응 제어명령(SC2)에 따라 차광장치(121), 급수장치(122), 환기장치(123), 온도조절장치(124), 습도조절장치(125), 산소농도조절장치(126) 및 양액공급장치(127) 중 적어도 하나의 동작을 제어할 수 있다,
장치 동작부(131)는 기준 제어명령(SC1) 또는 적응 제어명령(SC2)에 따라 차광장치(121), 급수장치(122), 환기장치(123), 온도조절장치(124), 습도조절장치(125), 산소농도조절장치(126) 및 양액공급장치(127) 중 적어도 하나의 동작시간, 속도 및 온/오프 동작을 제어할 수 있다.
센서부(133)는 농작물 재배시설(110)의 내부에서 환경정보(PF)를 검출할 수 있다. 실시 예에서, 환경정보(PF)는 농작물 재배시설(110)의 온도값, 습도값, 산소 농도값, 이산화탄소 농도값, 조도값, 상기 농작물에 공급되는 양액의 공급속도값 및 공급양값을 포함할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
저장부(135)는 모니터링 장치(150)에서 제공된 상기 시간 스케줄 정보 및 센서부(133)에 검출한 환경정보(PF)를 저장할 수 있다.
표시부(137)는 제어부(139)의 제어에 따라 환경정보(PF) 및 상기 시간 스케줄 정보를 표시할 수 있으며, 모니터링 장치(150)와 다르게 농작물 재배시설(110) 내에 설치될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
제어부(139)는 통상적으로 상기 각 부의 동작을 제어하여 IOT 제어장치(130)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어부(139)는 판단부(142), 명령 생성부(144) 및 전달부(146)를 포함할 수 있다.
판단부(142)는 환경정보(PF)가 상기 시간 스케줄 정보에 따라 현재 시간부터 다음 시간까지 설정된 기준 환경정보(BPF)를 만족하는지 판단할 수 있다.
실시 예에서, 기준 환경정보(BPF)는 기준 온도값, 기준 습도값, 기준 산소 농도값, 기준 이산화탄소 농도값, 기준 조도값, 상기 양액의 기준 공급속도값 및 기준 공급양값을 포함할 수 있으며, 환경정보(PF)에 대응하는 값들과 대응되는 기준값들을 포함할 수 있다.
판단부(142)는 환경정보(PF)에 포함된 산소 농도값이 기준 환경정보(BPF)에 포함된 기준 산소 농도값을 만족하는지 판단할 수 있다.
판단부(142)는 상기 산소 농도값이 상기 기준 산소 농도값과 허용 범위 내이면 만족하는 것으로 판단하고, 상기 산소 농도값이 상기 기준 산소 농도값과 허용 범위 보다 낮으면 만족하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
판단부(142)는 환경정보(PF)에 포함된 이산화탄소 농도값이 기준 환경정보(BPF)에 포함된 기준 이산화탄소 농도값을 만족하는지 판단할 수 있다.
판단부(142)는 상기 이산화탄소 농도값이 상기 기준 이산화탄소 농도값과 허용 범위 내이면 만족하는 것으로 판단하고, 상기 이산화탄소 농도값이 상기 기준 이산화탄소 농도값과 허용 범위 보다 높으면 만족하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
판단부(142)는 환경정보(PF)에 포함된 상기 온도값 및 상기 습도값 각각이 기준 환경정보(BPF)에 포함된 상기 기준 온도값 및 상기 기준 습도값 각각을 만족하는지 판단할 수 있다.
판단부(142)는 상기 온도값 및 상기 습도값 각각이 상기 기준 온도값 및 상기 기준 습도값 각각과 허용 범위 내이면 만족하는 것으로 판단하고, 상기 온도값 및 상기 습도값 각각이 상기 기준 온도값 및 상기 기준 습도값 각각과 허용 범위 보다 낮으면 만족하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
판단부(142)는 환경정보(PF)에 포함된 상기 조도값이 기준 환경정보(BPF)에 포함된 상기 기준 조도값을 만족하는지 판단할 수 있다.
판단부(142)는 상기 조도값이 상기 기준 조도값과 허용 범위 내이면 만족하는 것으로 판단하고, 상기 조도값이 상기 기준 조도값과 허용 범위 보다 낮으면 만족하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
판단부(142)는 환경정보(PF)에 포함된 상기 양액의 공급속도값 및 공급양값이 기준 환경정보(BPF)에 포함된 상기 기준 공급속도값 및 상기 기준 공급양값을 만족하는지 판단할 수 있다.
판단부(142)는 상기 양액의 공급속도값 및 공급양값이 상기 기준 공급속도값 및 상기 기준 공급양값과 허용 범위 내이면 만족하는 것으로 판단하고, 상기 양액의 공급속도값 및 공급양값이 상기 기준 공급속도값 및 상기 기준 공급양값과 허용 범위 보다 높거나 또는 낮으면 만족하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
명령 생성부(144)는 판단부(142)의 판단 결과, 환경정보(PF)가 기준 환경정보(BPF)를 만족한 것으로 판단하면, 상기 시간 스케줄 정보에 따라 현재 시간부터 다음 시간까지 설정된 기준 제어명령(SC1)을 생성할 수 있다.
하지만, 명령 생성부(144)는 판단부(142)의 판단 결과, 상기 산소 농도값이 상기 기준 산소 농도값보다 낮은 경우 상기 시간 스케줄 정보에 따른 현재 시간부터 다음 시간까지의 산소농도조절장치(126)의 동작시간이 증가되게 적응 제어명령(SC2)을 생성할 수 있다.
또한, 명령 생성부(144)는 판단부(142)의 판단 결과, 상기 산소 농도값이 상기 기준 산소 농도값보다 낮고 상기 이산화탄소 농도값이 상기 기준 이산화탄소 농도값보다 높은 경우, 상기 시간 스케줄 정보에 따른 현재 시간부터 다음 시간까지의 산소농도조절장치(126) 및 환기장치(123) 중 적어도 하나의 동작시간이 증가되게 적응 제어명령(SC2)을 생성할 수 있다.
명령 생성부(146)는 판단부(142)의 판단 결과, 상기 온도값 및 상기 습도값 각각이 상기 기준 온도값 및 상기 기준 습도값 각각을 허용 범위 내에 속하지 않는 경우, 상기 시간 스케줄 정보에 따른 현재 시간부터 다음 시간까지의 온도조절장치(124) 및 습도조절장치(125)의 동작시간이 증가되게 적응 제어명령(SC2)을 생성할 수 있다.
명령 생성부(146)는 판단부(142)의 판단 결과, 상기 조도값이 상기 기준 조도값보다 낮은 경우, 상기 시간 스케줄 정보에 따른 현재 시간부터 다음 시간까지 상기 차광장치의 동작시간이 감소되게 적응 제어명령(SC2)을 생성할 수 있다.
명령 생성부(146)는 판단부(142)의 판단 결과, 상기 양액의 공급속도값 및 공급양값이 상기 기준 공급속도값 및 상기 기준 공급양값 보다 낮은 경우, 상기 시간 스케줄 정보에 따른 현재 시간부터 다음 시간까지 양액공급장치(127)의 동작시간을 증가시키는 적응 제어명령(SC2)을 생성할 수 있다.
또한, 명령 생성부(146)는 판단부(142)의 판단 결과, 상기 양액의 공급속도값 및 공급양값이 상기 기준 공급속도값 및 상기 기준 공급양값 보다 많은 경우, 상기 시간 스케줄 정보에 따른 현재 시간부터 다음 시간까지 양액공급장치(127)의 동작시간을 감소시키는 적응 제어명령(SC2)을 생성할 수 있다.
이와 같이, 명령 생성부(146)는 환경정보(PF) 및 기준 환경정보(BPF)를 비교하여, 만족 여부에 따라 기준 제어명령(SC1) 및 적응 제어명령(SC2)를 생성하여, 전달부(127)로 전달할 수 있다.
전달부(146)는 환경정보(PF), 기준 환경정보(BPF) 및 기준 제어명령(SC1) 또는 적응 제어명령(SC2)를 표시부(137), 모니터링 장치(150) 및 데이터베이스 서버(170)로 전달 수 있다.
전달부(146)는 유, 무선 통신이 가능한 통신 모듈일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
모니터링 장치(150)는 IOT 제어장치(130)에 상기 시간 스케줄 정보를 설정하고, IOT 제어장치(130)로부터 전달된 환경정보(PF), 기준 환경정보(BPF) 및 기준 제어명령(SC1) 또는 적응 제어명령(SC2)을 표시하고, 농작물 재배시설(110)을 모니터링할 수 있다.
데이터베이스 서버(170)는 IOT 제어장치(130)로부터 전달된 환경정보(PF), 기준 환경정보(BPF) 및 기준 제어명령(SC1) 또는 적응 제어명령(SC2)에 대한 정보를 제공받고, 상기 시간 스케줄 정보에 업데이트하고 다른 IOT 제어장치로 업데이트된 정보를 제공할 수 있다.
도 3은 도 2에 나타낸 시간 스케줄 정보를 나타낸 예시도이다.
도 3은 임의의 하루, 즉 24 시간을 1시간 간격으로 기준 온도값, 기준 습도값, 기준 산소 농도값, 기준 이산화탄소 농도값, 기준 조도값, 기준 공급속도값 및 기준 공급양값이 설정될 수 있다.
예를 들어, 현재 시간이 8시이고, 8시가 되는 시점에 농작물 재배시설(110)의 내부에서 환경정보(PF)에 포함된 온도값, 습도값, 산소 농도값, 이산화탄소 농도값, 조도값, 농작물에 공급되는 양액의 공급속도값 및 공급양값을 검출한 경우, IOT 제어장치(130)는 도 3에 나타낸 바와 같이 기준 온도값이 "28℃", 기준 습도값이 "70", 기준 산소 농도값이 "70%", 기준 이산화탄소 농도값이 "15%", 기준 조도값이 "9", 기준 공급속도값이 "8" 및 기준 공급양값이 "24"인 기준 환경정보(BPF)와 환경정보(PF)를 비교하여, 환경정보(PF)가 기준 환경정보(BPF)를 만족하는지 판단할 수 있다.
이때, IOT 제어 장치(130)는 판단 결과에 따라 기준 환경정보(BPF)에 대응하는 기준 제어명령(SC1)를 출력하거나, 또는 기준 환경정보(BPF) 중 만족하지 않는 값들을 만족하기 위해 가변된 적응 제어명령(SC2)를 출력할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 스마트팜 제어 시스템의 동작방법을 나타낸 순서도이다.
도 4를 참조하면, 스마트팜 제어 시스템(100)의 IOT 제어장치(130)는 농작물 재배시설(110)의 환경정보(PF)를 검출할 수 있다(S210).
환경정보(PF)는 농작물 재배시설(110)의 온도값, 습도값, 산소 농도값, 이산화탄소 농도값, 조도값, 상기 농작물에 공급되는 양액의 공급속도값 및 공급양값을 포함할 수 있다.
IOT 제어장치(130)는 환경정보(PF)가 설정된 시간 스케줄 정보에 따른 기준 환경정보(BPF)를 만족하는지 판단할 수 있다(S220).
환경정보 만족 판단(S220) 결과 환경정보(PF)가 기준 환경정보(BPF)를 만족하면, IOT 제어장치(130)는 시간 스케줄 정보에 포함되는 기준 제어명령(SC1)을 출력하여, 농작물 재배시설(110)에 포함된 차광장치(121), 급수장치(122), 환기장치(123), 온도조절장치(124), 습도조절장치(125), 산소농도조절장치(126) 및 양액공급장치(127) 중 적어도 하나의 동작을 제어할 수 있다(S230).
환경정보 만족 판단 단계(S220) 결과 환경정보(PF)가 기준 환경정보(BPF)를 만족하지 않으면, IOT 제어장치(130)는 시간 스케줄 정보에 포함되는 적응 제어명령(SC2)을 출력하여, 농작물 재배시설(110)에 포함된 차광장치(121), 급수장치(122), 환기장치(123), 온도조절장치(124), 습도조절장치(125), 산소농도조절장치(126) 및 양액공급장치(127) 중 적어도 하나의 동작을 제어할 수 있다(S240).
기준 제어 명령 출력 단계(S230) 및 적응 제어 명령 출력 단계(S240) 이후, IOT 제어장치(130)는 환경정보(PF), 기준 환경정보(BPF) 및 기준 제어명령(SC1) 또는 적응 제어명령(SC2)를 표시하고, 모니터링 장치(150) 및 데이터베이스 서버(170)로 전달할 수 있다(S250).
도 5는 도 4에 나타낸 환경 정보 만족 판단 단계(S220)를 자세하게 나타낸 순서도이다.
도 5를 참조하면, IOT 제어 장치(130)는 환경정보(PF)에 포함된 산소 농도값이 기준 환경정보(BPF)에 포함된 기준 산소 농도값과 허용 범위 내인지 여부를 판단할 수 있다(S310).
IOT 제어 장치(130)는 상기 산소 농도값이 상기 기준 산소 농도값과 허용 범위 보다 낮으면, 상기 시간 스케줄 정보에 따른 현재 시간부터 다음 시간까지의 산소농도조절장치(126)의 동작시간이 증가되게 제1 신호를 출력할 수 있다(S320).
IOT 제어 장치(130)는 상기 산소 농도값이 상기 기준 산소 농도값과 허용 범위 내이면, 환경정보(PF)에 포함된 이산화탄소 농도값이 기준 환경정보(BPF)에 포함된 기준 이산화탄소 농도값과 허용 범위 내인지 여부를 판단할 수 있다(S330).
IOT 제어 장치(130)는 상기 이산화탄소 농도값이 상기 기준 이산화탄소 농도값과 허용 범위 보다 높으면, 환기장치(123)의 동작시간이 증가되게 제2 신호를 출력할 수 있다(S340).
IOT 제어 장치(130)는 상기 이산화탄소 농도값이 상기 기준 이산화탄소 농도값과 허용 범위 내이면, 환경정보(PF)에 포함된 상기 온도값 및 상기 습도값 각각이 기준 환경정보(BPF)에 포함된 상기 기준 온도값 및 상기 기준 습도값 각각과 허용 범위 내인지 여부를 판단할 수 있다(S350).
IOT 제어 장치(130)는 상기 온도값 및 상기 습도값 각각이 상기 기준 온도값 및 상기 기준 습도값 각각을 허용 범위 내에 속하지 않는 경우, 상기 시간 스케줄 정보에 따른 현재 시간부터 다음 시간까지의 온도조절장치(124) 및 습도조절장치(125)의 동작시간이 증가되게 제3 신호를 출력할 수 있다(S360).
IOT 제어 장치(130)는 상기 온도값 및 상기 습도값 각각이 상기 기준 온도값 및 상기 기준 습도값 각각을 허용 범위 내이면, 환경정보(PF)에 포함된 상기 조도값이 기준 환경정보(BPF)에 포함된 상기 기준 조도값과 허용 범위 내인지 여부를 판단할 수 있다(S370).
IOT 제어 장치(130)는 상기 조도값이 상기 기준 조도값보다 낮은 경우, 상기 시간 스케줄 정보에 따른 현재 시간부터 다음 시간까지 상기 차광장치의 동작시간이 감소되게 제4 신호를 출력할 수 있다(S380).
IOT 제어 장치(130)는 상기 조도값이 상기 기준 조도값과 허용 범위 내이면,환경정보(PF)에 포함된 상기 양액의 공급속도값 및 공급양값이 기준 환경정보(BPF)에 포함된 상기 기준 공급속도값 및 기준 공급양값과 허용 범위 내인지 여부를 판단할 수 있다(S390).
IOT 제어 장치(130)는 상기 양액의 공급속도값 및 공급양값이 상기 기준 공급속도값 및 상기 기준 공급양값 보다 낮은 경우, 상기 시간 스케줄 정보에 따른 현재 시간부터 다음 시간까지 양액공급장치(127)의 동작시간을 증가되게 제5 신호를 출력할 수 있다(S400).
또한, IOT 제어 장치(130)는 상기 양액의 공급속도값 및 공급양값이 상기 기준 공급속도값 및 기준 공급양값과 허용 범위 내이면, 기준 제어명령(SC1)이 출력되게 제어하고, (S320) 단계, (S340) 단계, (S360) 단계 및 (S380) 단계 이후, 제1 내지 제4 신호 중 적어도 하나를 출력하여 적응 제어명령(SC2)이 출력되게 제어할 수 있다.
도 6은 도 1은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 스마트팜 제어 시스템을 나타낸 시스템도이다.
도 6을 참조하면, 스마트팜 제어 시스템(500)은 농작물 재배시설(510), IOT 제어장치(530), 모니터링 장치(550) 및 데이터베이스 서버(570)를 포함할 수 있다.
농작물 재배시설(510)에는 밀폐된 공간에서 농작물을 재배할 수 시설물이며, 하우스 또는 온실 등으로 구성될 수 있고, 농작물의 재배에 요구되는 다양한 시설물 장치가 설치될 수 있다.
시설물 장치는 차광장치(521), 급수장치(522), 환기장치(523), 온도조절장치(524), 습도조절장치(525), 산소농도조절장치(526), 양액공급장치(527) 및 촬영장치(528)를 포함할 수 있다.
차광장치(521), 급수장치(522), 환기장치(523), 온도조절장치(524), 습도조절장치(525), 산소농도조절장치(526), 양액공급장치(527)는 도 1의 차광장치(121), 급수장치(122), 환기장치(123), 온도조절장치(124), 습도조절장치(125), 산소농도조절장치(126) 및 양액공급장치(127)와 대응될 수 있다. 이에 자세한 설명은 생략한다.
촬영 장치(528)는 상기 농작물 및 농작물 재배시설(510) 내부를 촬영한 농작물 영상을 IOT 제어장치(530)로 송신할 수 있다. 촬영 장치(528)는 일정한 스케쥴링에 따라 정기적으로 농작물 등을 촬영하거나, IOT 제어장치(530)의 지시에 의해 내부를 촬영할 수 있다. 촬영된 영상이나 동영상은 농작물이 잘 자라거나 병충해에 걸렸는지 여부 등의 판단, 또는 농작물 재배시설(510)의 정상 작동 여부의 판단에 필요한 자료로 사용될 수 있다. 이러한 판단은 기계 학습 등의 인공지능을 통해 이루어 질 수 있다.
IOT 제어장치(530)는 장치 동작부(531), 센서부(533), 저장부(535), 표시부(537) 및 제어부(539)를 포함할 수 있다.
장치 동작부(531)는 제어부(539)로부터 출력된 기준 제어명령(SC1) 또는 적응 제어명령(SC2)에 따라 차광장치(521), 급수장치(522), 환기장치(523), 온도조절장치(524), 습도조절장치(525), 산소농도조절장치(526) 및 양액공급장치(527) 중 적어도 하나의 동작을 제어할 수 있다,
센서부(533)는 농작물 재배시설(510)의 내부에서 환경정보(PF)를 검출할 수 있다. 실시 예에서, 환경정보(PF)는 농작물 재배시설(510)의 온도값, 습도값, 산소 농도값, 이산화탄소 농도값, 조도값, 상기 농작물에 공급되는 양액의 공급속도값 및 공급양값을 포함할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
저장부(535)는 모니터링 장치(550)에서 제공된 상기 시간 스케줄 정보 및 센서부(533)에 검출한 환경정보(PF) 및 촬영 장치(528)에서 촬영한 상기 농작물 영상을 저장할 수 있다.
표시부(537)는 제어부(539)의 제어에 따라 환경정보(PF) 및 상기 시간 스케줄 정보를 표시할 수 있으며, 모니터링 장치(550)와 다르게 농작물 재배시설(510) 내에 설치될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
제어부(539)는 판단부(542), 명령 생성부(544) 및 전달부(546)를 포함할 수 있다.
판단부(542)는 환경정보(PF)가 상기 시간 스케줄 정보에 따라 현재 시간부터 다음 시간까지 설정된 기준 환경정보(BPF)를 만족하는지 판단할 수 있다.
실시 예에서, 기준 환경정보(BPF)는 기준 온도값, 기준 습도값, 기준 산소 농도값, 기준 이산화탄소 농도값, 기준 조도값, 상기 양액의 기준 공급속도값 및 기준 공급양값을 포함할 수 있으며, 환경정보(PF)에 대응하는 값들과 대응되는 기준값들을 포함할 수 있다
즉, 판단부(542)는 환경정보(PF)에 포함된 산소 농도값이 기준 환경정보(BPF)에 포함된 기준 산소 농도값을 만족하는지 판단할 수 있다.
판단부(542)는 상기 산소 농도값이 상기 기준 산소 농도값과 허용 범위 내이면 만족하는 것으로 판단하고, 상기 산소 농도값이 상기 기준 산소 농도값과 허용 범위 보다 낮으면 만족하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
판단부(542)는 환경정보(PF)에 포함된 이산화탄소 농도값이 기준 환경정보(BPF)에 포함된 기준 이산화탄소 농도값을 만족하는지 판단할 수 있다.
판단부(542)는 상기 이산화탄소 농도값이 상기 기준 이산화탄소 농도값과 허용 범위 내이면 만족하는 것으로 판단하고, 상기 이산화탄소 농도값이 상기 기준 이산화탄소 농도값과 허용 범위 보다 높으면 만족하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
판단부(542)는 환경정보(PF)에 포함된 상기 온도값 및 상기 습도값 각각이 기준 환경정보(BPF)에 포함된 상기 기준 온도값 및 상기 기준 습도값 각각을 만족하는지 판단할 수 있다.
판단부(542)는 상기 온도값 및 상기 습도값 각각이 상기 기준 온도값 및 상기 기준 습도값 각각과 허용 범위 내이면 만족하는 것으로 판단하고, 상기 온도값 및 상기 습도값 각각이 상기 기준 온도값 및 상기 기준 습도값 각각과 허용 범위 보다 낮으면 만족하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
판단부(542)는 환경정보(PF)에 포함된 상기 조도값이 기준 환경정보(BPF)에 포함된 상기 기준 조도값을 만족하는지 판단할 수 있다.
판단부(542)는 상기 조도값이 상기 기준 조도값과 허용 범위 내이면 만족하는 것으로 판단하고, 상기 조도값이 상기 기준 조도값과 허용 범위 보다 낮으면 만족하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
판단부(542)는 환경정보(PF)에 포함된 상기 양액의 공급속도값 및 공급양값이 기준 환경정보(BPF)에 포함된 상기 기준 공급속도값 및 상기 기준 공급양값을 만족하는지 판단할 수 있다.
판단부(542)는 상기 양액의 공급속도값 및 공급양값이 상기 기준 공급속도값 및 상기 기준 공급양값과 허용 범위 내이면 만족하는 것으로 판단하고, 상기 양액의 공급속도값 및 공급양값이 상기 기준 공급속도값 및 상기 기준 공급양값과 허용 범위 보다 높거나 또는 낮으면 만족하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
명령 생성부(544)는 판단부(542)의 판단 결과, 환경정보(PF)가 기준 환경정보(BPF)를 만족한 것으로 판단하면, 상기 시간 스케줄 정보에 따라 현재 시간부터 다음 시간까지 설정된 기준 제어명령(SC1)을 생성할 수 있다.
하지만, 명령 생성부(544)는 판단부(542)의 판단 결과, 상기 산소 농도값이 상기 기준 산소 농도값보다 낮은 경우 상기 시간 스케줄 정보에 따른 현재 시간부터 다음 시간까지의 산소농도조절장치(526)의 동작시간이 증가되게 적응 제어명령(SC2)을 생성할 수 있다.
또한, 명령 생성부(544)는 판단부(542)의 판단 결과, 상기 산소 농도값이 상기 기준 산소 농도값보다 낮고 상기 이산화탄소 농도값이 상기 기준 이산화탄소 농도값보다 높은 경우, 상기 시간 스케줄 정보에 따른 현재 시간부터 다음 시간까지의 산소농도조절장치(526) 및 환기장치(523) 중 적어도 하나의 동작시간이 증가되게 적응 제어명령(SC2)을 생성할 수 있다.
명령 생성부(546)는 판단부(542)의 판단 결과, 상기 온도값 및 상기 습도값 각각이 상기 기준 온도값 및 상기 기준 습도값 각각을 허용 범위 내에 속하지 않는 경우, 상기 시간 스케줄 정보에 따른 현재 시간부터 다음 시간까지의 온도조절장치(524) 및 습도조절장치(525)의 동작시간이 증가되게 적응 제어명령(SC2)을 생성할 수 있다.
명령 생성부(546)는 판단부(542)의 판단 결과, 상기 조도값이 상기 기준 조도값보다 낮은 경우, 상기 시간 스케줄 정보에 따른 현재 시간부터 다음 시간까지 상기 차광장치의 동작시간이 감소되게 적응 제어명령(SC2)을 생성할 수 있다.
명령 생성부(546)는 판단부(542)의 판단 결과, 상기 양액의 공급속도값 및 공급양값이 상기 기준 공급속도값 및 상기 기준 공급양값 보다 낮은 경우, 상기 시간 스케줄 정보에 따른 현재 시간부터 다음 시간까지 양액공급장치(527)의 동작시간을 증가시키는 적응 제어명령(SC2)을 생성할 수 있다.
또한, 명령 생성부(546)는 판단부(542)의 판단 결과, 상기 양액의 공급속도값 및 공급양값이 상기 기준 공급속도값 및 상기 기준 공급양값 보다 많은 경우, 상기 시간 스케줄 정보에 따른 현재 시간부터 다음 시간까지 양액공급장치(527)의 동작시간을 감소시키는 적응 제어명령(SC2)을 생성할 수 있다.
이와 같이, 명령 생성부(546)는 환경정보(PF) 및 기준 환경정보(BPF)를 비교하여, 만족 여부에 따라 기준 제어명령(SC1) 및 적응 제어명령(SC2)를 생성하여, 전달부(527)로 전달할 수 있다.
전달부(546)는 환경정보(PF), 기준 환경정보(BPF) 및 기준 제어명령(SC1) 또는 적응 제어명령(SC2), 상기 농작물 영상을 표시부(537), 모니터링 장치(550) 및 데이터베이스 서버(570)로 전달 수 있다.
전달부(546)는 유, 무선 통신이 가능한 통신 모듈일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
모니터링 장치(550)는 IOT 제어장치(530)에 상기 시간 스케줄 정보를 설정하고, IOT 제어장치(530)로부터 전달된 환경정보(PF), 기준 환경정보(BPF) 및 기준 제어명령(SC1) 또는 적응 제어명령(SC2)을 표시하고, 농작물 재배시설(510)을 모니터링할 수 있다.
데이터베이스 서버(570)는 IOT 제어장치(530)로부터 전달된 환경정보(PF), 기준 환경정보(BPF), 기준 제어명령(SC1) 또는 적응 제어명령(SC2) 및 상기 농작물 영상에 대한 정보를 제공받고, 상기 시간 스케줄 정보에 업데이트하고 다른 IOT 제어장치를 관리하는 다른 모니터링 장치로 업데이트된 정보를 제공할 수 있다.
즉, 데이터베이스 서버(570)는 환경정보(PF), 기준 환경정보(BPF), 기준 제어명령(SC1) 또는 적응 제어명령(SC2) 및 상기 농작물 영상이 입력되면, 모니터링 장치(550)로 전송한 상기 시간 스케줄 정보 및 상기 농작물 영상을 매칭시킬 수 있다.
이때, 데이터베이스 서버(570)는 다른 데이터베이스 서버 및 상기 다른 IOT 제어 장치로부터 상기 농작물에 대한 상태를 나타낸 영상들 및 스케줄 정보들 수신하고, 상기 영상들 및 상기 스케줄 정보들로 기계학습을 통하여, 업데이트된 상기 시간 스케줄 정보를 현재 농작물 상태에 맞게 새로운 뉴 시간 스케줄 정보를 생성할 수 있다.
데이터베이스 서버(570)는 상기 뉴 시간 스케줄 정보가 생성되면, 모니터링 장치(550)로 상기 뉴 시간 스케줄 정보에 따라 상기 농작물을 재배하도록 송신할 수 있다.
데이터베이스 서버(570)는 상기 농작물에 대한 온라인 정보들을 수집할 수 있으며, 상기 뉴 시간 스케줄 정보를 상기 온라인 정보들을 이용하여 생성할 수 있다.
모니터링 장치(550)는 IOT 제어 장치(530)로 상기 시간 스케줄 정보를 설정할 수 있다. 이 후, 모니터링 장치(550)는 데이터 베이스 서버(570)로부터 상기 뉴 시간 스케줄 정보를 수신하면, 상기 시간 스케줄 정보를 상기 뉴 시간 스케줄 정보로 재 설정할 수 있다.
상기 뉴 시간 스케줄 정보는 상기 현재 농작물에 따른 재배 예측 정보를 포함할 수 있다. 재배 예측 정보는 해당 시간 스케줄 정보에 따른 수확량, 평균 당도 등과 같은 정량적 지표, 또는 최종 농작물 사진 등이 있을 수 있다.
모니터링 장치(550)는 상기 뉴 시간 스케줄 정보에서 상기 재배 예측 정보를 추출하여 표시부(537)에 표시할 수 있다. 사용자는 재배 예측 정보를 이용하여, 기존의 시간 스케줄 정보를 유지할 것인지 교체할 것인지 판단할 수 있다.
사용자가 상기 뉴 시간 스케줄 정보를 선택하면, 상기 시간 스케줄 정보를 상기 뉴 시간 스케줄 정보로 재 설정할 수 있다.
또한, 모니터링 장치(550)는 상기 시간 스케줄 정보를 설정하기 이전에, 데이터 베이스 서버(570)로부터 복수 개의 시간 스케줄 정보를 수신하고, 상기 복수 개의 시간 스케줄 정보 중 사용자가 원하는 농작물의 재배 예측 결과에 따라 원하는 시간 스케줄 정보를 선택하여, IOT 제어 장치(530)에 설정할 수 있다.
전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 후술될 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 농작물 재배시설 130: IOT 제어장치
150: 모니터링 장치 170: 데이터베이스 서버

Claims (14)

  1. 차광장치, 급수장치, 환기장치, 온도조절장치, 습도조절장치, 산소농도조절장치 및 양액공급장치를 포함하는 시설물 장치가 설치되고, 밀폐된 공간에서 농작물을 재배하는 농작물 재배시설;
    상기 농작물 재배시설의 내부에서 검출한 온도값, 습도값, 산소 농도값, 이산화탄소 농도값, 조도값, 상기 농작물에 공급되는 양액의 공급속도값 및 공급양값중 적어도 하나를 포함하는 환경정보가 상기 농작물 재배시설의 내부를 설정된 시간 스케줄 정보에 따른 기준 온도값, 기준 습도값, 기준 산소 농도값, 기준 이산화탄소 농도값, 기준 조도값, 상기 양액의 기준 공급속도값 및 기준 공급양값 중 적어도 하나를 포함하는 기준 환경정보를 만족하면, 상기 시간 스케줄 정보에 따라 현재 시간부터 다음 시간까지 상기 환경정보가 상기 기준 환경정보을 지속적으로 만족하도록하는 기준 제어명령을 상기 시설물 장치로 출력하여 제어하는 IOT 제어장치; 및
    상기 IOT 제어장치에 상기 시간 스케줄 정보를 설정하고, 상기 IOT 제어장치에서 검출한 상기 온도값, 상기 습도값, 상기 산소 농도값, 상기 이산화탄소 농도값, 상기 조도값, 상기 양액의 공급속도값 및 공급양값과, 상기 기준 제어명령을 수신하여 상기 농작물 재배시설을 모니터링하는 모니터링 장치를 포함하고,
    상기 시간 스케줄 정보는, 상기 농작물을 재배하기 위해 시간별로 농작물 환경이 조성되도록, 상기 농작물 재배시설의 내부가 상기 기준 온도값, 상기 기준 습도값, 상기 기준 산소 농도값, 상기 기준 이산화탄소 농도값, 상기 기준 조도값, 상기 양액의 기준 공급속도값 및 기준 공급양값이 유지되게 상기 기준 제어명령을 포함하고,
    상기 IOT 제어장치는,
    상기 시설물 장치를 동작시키는 장치 동작부;
    상기 온도값, 상기 습도값, 상기 산소 농도값, 상기 이산화탄소 농도값, 상기 기준 조도값 및 상기 양액의 공급속도값 및 공급값 중 적어도 하나를 포함하는 상기 환경정보을 검출하는 센서부;
    상기 시간 스케줄 정보가 저장된 저장부; 및
    상기 환경정보에 포함된 상기 온도값, 상기 습도값, 상기 산소 농도값, 상기 이산화탄소 농도값, 상기 조도값, 상기 양액의 공급속도값 및 공급양값 중 적어도 하나가, 상기 기준 환경정보에 포함된 상기 기준 온도값, 상기 기준 습도값, 상기 기준 산소 농도값, 상기 기준 이산화탄소 농도값, 상기 기준 조도값, 상기 양액의 기준 공급속도값 및 기준 공급양값 중 대응하는 적어도 하나를 만족하는지 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 상기 시설물 장치가 동작되게 상기 장치 동작부로 상기 기준 제어명령 또는 적응 제어명령을 출력하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 산소 농도값이 상기 기준 산소 농도값 보다 낮은 경우 상기 시간 스케줄 정보에 따라 상기 현재 시간부터 상기 다음 시간까지의 상기 산소농도 조절장치의 동작시간이 증가되게 상기 적응 제어명령을 출력하고,
    상기 산소 농도값이 상기 기준 산소 농도값 보다 높고, 상기 이산화탄소 농도값이 상기 기준 이산화탄소 농도값 보다 높으면, 환기장치의 동작시간이 증가되게 상기 적응 제어명령을 출력하고,
    상기 이산화탄소 농도값이 상기 기준 이산화탄소 농도값 보다 낮고, 상기 온도값 및 상기 습도값 각각이 상기 기준 온도값 및 상기 기준 습도값 각각의 허용 범위 내에 속하지 않는 경우, 상기 시간 스케줄 정보에 따라 상기 현재 시간부터 상기 다음 시간까지의 상기 온도조절장치 및 상기 습도조절장치의 동작시간이 증가되게 상기 적응 제어명령을 출력하고,
    상기 온도값 및 상기 습도값 각각이 상기 기준 온도값 및 상기 기준 습도값 각각의 허용 범위 내이고, 상기 조도값이 상기 기준 조도값보다 낮은 경우, 상기 시간 스케줄 정보에 따른 현재 시간부터 다음 시간까지 상기 차광장치의 동작시간이 감소하도록 상기 적응 제어명령을 출력하고,
    상기 조도값이 상기 기준 조도값의 허용 범위 내이고, 상기 양액의 공급속도값 및 공급양값이 상기 기준 공급속도값 및 상기 기준 공급양값 보다 낮은 경우, 상기 시간 스케줄 정보에 따라 상기 현재 시간부터 상기 다음 시간까지 상기 양액공급장치의 동작시간을 증가시키는 상기 적응 제어명령을 출력하고,
    상기 온도값, 상기 습도값, 상기 산소 농도값, 상기 이산화탄소 농도값, 상기 조도값, 상기 양액의 공급속도값 및 공급양값과, 상기 기준 제어명령 또는 상기 적응 제어명령에 대한 정보를 제공받고, 상기 시간 스케줄 정보를 업데이트하고, 다른 IOT 제어장치를 관리하는 다른 모니터링 장치로 상기 업데이트된 시간 스케줄 정보를 제공하는 데이터베이스 서버를 더 포함하고,
    상기 시설물 장치는, 상기 농작물에 대한 농작물 영상을 촬영하는 촬영장치를 더 포함하고,
    상기 IOT 제어 장치는, 상기 농작물 영상을 실시간 또는 설정 시간 간격으로 상기 데이터 베이스 서버로 송신하고,
    상기 데이터 베이스 서버는, 상기 농작물 영상과 상기 시간 스케줄 정보를 매칭하고, 상기 다른 IOT 제어장치로부터 제공된 영상 및 스케줄 정보를 기계학습하여, 현재 농작물의 상태에 따라 뉴 시간 스케줄 정보를 재 생성하여, 상기 모니터링 장치 및 상기 다른 모니터링 장치로 제공하고,
    상기 모니터링 장치는, 상기 IOT 제어 장치로 상기 시간 스케줄 정보를 설정한 후, 상기 데이터 베이스 서버로부터 송신된 상기 뉴 시간 스케줄 정보를 수신하면, 상기 시간 스케줄 정보를 상기 뉴 시간 스케줄 정보로 재 설정하고,
    상기 뉴 시간 스케줄 정보는, 상기 현재 농작물에 따른 재배 예측 정보를 포함하며,
    상기 모니터링 장치는, 상기 뉴 시간 스케줄 정보에서 상기 재배 예측 정보를 추출하여 표시하고, 상기 뉴 시간 스케줄 정보에 대한 재 설정 명령이 입력되면 상기 시간 스케줄 정보를 상기 뉴 시간 스케줄 정보로 재 설정하고,
    상기 모니터링 장치는 상기 시간 스케줄 정보를 설정하기 이전에, 상기 데이터 베이스 서버로부터 복수의 시간 스케줄 정보를 수신하고, 상기 복수의 시간 스케줄 정보 중 사용자가 원하는 농작물의 재배 예측 결과에 따라 원하는 시간 스케줄 정보를 선택하여 상기 IOT 제어 장치에 설정하는, 스마트팜 제어 시스템.
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  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 양액의 공급속도값 및 공급양값이 상기 기준 공급속도값 및 상기 기준 공급양값 보다 많은 경우, 상기 시간 스케줄 정보에 따라 상기 현재 시간부터 상기 다음 시간까지 상기 양액공급장치의 동작시간을 감소시키는 상기 적응 제어명령을 출력하는, 스마트팜 제어 시스템.
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