KR102321137B1 - 생물의 최적 생육조건 데이터 수집/제공 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 생육생물의 생장/개화/결실의 속도 또는 기간을 빠르게/보통/느리게 등으로 시간관리식 식물 재배가 가능하고, 원하는 부위 극대화, 개화 또는 과실의 수량 조절, 과일의 당도 조절을 포함하는 기능특화 식물 재배가 가능하며, 병충해에 내성이 강한 식물 재배와, 애벌레, 곤충, 어류 등의 번식과 관련된 맞춤형 생육이 가능한 생물의 최적 생육조건 데이터 수집/제공 시스템 및 방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명은 생육장에 구비되며, 생육생물 생육시 이용되는 복수의 제1 내지 제n 생육장 장비; 생육에 필요한 각종 정보나 데이터를 관리하기 위한 생육장 관리자 단말기; 및 생육생물에 대한 파종/부화, 생장, 수확을 포함하는 생육과정에 대한 생육 데이터를 수집/축적하고, 수집/축적된 데이터에 검색 고객 단말기를 통해 희망하는 조건이 입력되면 다양한 생육 데이터를 조합해서 완성된 결과물을 검색 고객 단말기로 제공하는 생육조건 데이터 수집/제공 서버를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 생물의 최적 생육조건 데이터 수집/제공 시스템을 제공한다,
Description
본 발명은 생물의 최적 생육조건 데이터 수집 및 제공에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 식물이나, 애벌레, 곤충, 어류 등 합법적으로 사육할 수 있는 생물에 대한 최적의 생육조건 데이터를 수집하고, 수집된 데이터를 기반으로 최적의 생육 조건으로 생물을 생육할 수 있는 데이터를 제공할 수 있는 생물의 최적 생육조건 데이터 수집/제공 시스템 및 방법에 관한 것이다.
종래 생육데이터의 활용은 생육자가 정한 특정 목적(예를 들어, 가장 경제성 있는 재배 조건)에 한정하여 데이터를 수집, 활용하는 것이었다. 즉, 목적에 맞지 않는 생육데이터는 활용가치가 없었으며, 이에 따라 목적이 다르면 데이터를 새로 구축해야 했고, 축적된 데이터 또한 활용되기 어려운 측면이 있었다.
또한, 종래 생육데이터의 활용은 생육 결과에 중점을 두었을 뿐, 생육과정의 장점을 취하는데는 소홀하였으며, 이에 따르면, 최적의 생육조건 데이터를 찾기 어려웠고, 많은 시행착오와 시간이 필요한 문제가 있었다.
일반적으로, 동일한 작물이라 하더라도 서로 다른 시설 형태, 시설 자재 및 서로 다른 장비 등으로 인해 각 해당 작물에 동일한 생육 알고리즘을 그대로 적용하기는 어렵다. 또한, 시설마다 적용된 센서의 위치와 상이한 제조사에 의해 제공된 데이터의 오차 등으로 인해, 생육 알고리즘의 경우 적용 대상의 해당 시설을 위한 맞춤형으로 최적화가 필요한 실정이다.
따라서, 해당 시설(예를 들면, 비닐하우스(온실))에서 수집된 생육 환경 데이터를 기반으로, 해당 작물의 품질향상을 위한 생육 알고리즘은 어떤 기준 데이터로 해당 시설에 적용할 것인지, 얼마나 주기적으로 센싱하는 방식으로 적용할 것인지 등을 고려하여, 원격지에서 해당 데이터 기반의 맞춤형 작물 생육 알고리즘을 프로그래밍하고 이식 가능한 스마트 팜을 개발하는 작업이 필요하다.
한편, 한국 공개특허공보 제10-2017-0096295호(특허문헌 1)에는 "스마트 온실 관제 시스템"이 개시되어 있는바, 이에 따른 스마트 온실 관제 시스템은 작물 재배에 적합한 재배환경정보와, 상기 재배환경정보에 기초하여 온실내부 환경을 조성할 수 있도록 하는 온실제어정보를 제공하는 온실통합관리서버; 상기 온실통합관리서버로부터 온실에서 재배할 해당 작물의 온실제어정보를 다운로드 받아 각 온실의 동별로 설치된 적어도 하나 이상의 센서노드 및 제어 노드를 관제하는 온실통합제어기; 및 적어도 하나 이상의 각 온실의 동별로 설치된 온실통합제어기와, 상기 각 온실의 통합 관리자의 스마트단말기 및 상기 온실통합관리서버의 사이에서 각기 필요로 하는 정보를 중계하는 온실운영서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 특허문헌 1의 경우, 온실의 센서노드를 통하여 다양한 정보를 수집하고, 이 정보들을 활용해 작물에 따른 적절한 생장 환경을 조성하는 설비기기를 원격으로 제어함으로써, 온실 작물의 생장 및 운영을 통합 관리할 수 있는 효과가 있을지는 모르겠으나, 온실 내부의 시스템을 구성하고 있는 구성요소들 자체의 제어보다는 온실 내부의 작물재배환경(정보)에 대한 제어에 주로 초점을 맞추고 있어, 온실마다 적용된 센서의 위치와 상이한 제조사에 의해 제공된 데이터의 오차 등으로 인해 해당 작물을 온실에서 최적화된 맞춤형으로 원격 생육하기 어려운 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 생육생물의 생장/개화/결실의 속도 또는 기간을 빠르게/보통/느리게 등으로 시간관리식 식물 재배가 가능하고, 원하는 부위 극대화, 개화 또는 과실의 수량 조절, 과일의 당도 조절을 포함하는 기능특화 식물 재배가 가능하며, 병충해에 내성이 강한 식물 재배와, 애벌레, 곤충, 어류 등의 번식과 관련된 맞춤형 생육이 가능한 생물의 최적 생육조건 데이터 수집/제공 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 최적의 생육 조건 데이터 찾기 알고리즘을 활용하여 다양한 생육 데이터를 조합해서 완성된 결과물을 검색자에게 제공하고, 그 조건 기여자들에게 기여 부분에 상응하는 지분을 인정해주는 공공 플랫폼의 제공이 가능한 생물의 최적 생육조건 데이터 수집/제공 시스템 및 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
그리고 본 발명은 식물이나, 애벌레, 곤충, 어류 등 합법적으로 사육할 수 있는 생물에 대한 최적의 생육조건 데이터를 수집하고, 수집된 데이터를 기반으로 최적의 생육 조건으로 생물을 생육할 수 있는 데이터를 제공할 수 있는 생물의 최적 생육조건 데이터 수집/제공 시스템 및 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 생물의 최적 생육조건 데이터 수집/제공 시스템은, 생육장에 구비되며 생육생물 생육시 이용되는 복수의 제1 내지 제n 생육장 장비; 생육에 필요한 각종 정보나 데이터를 관리하기 위한 생육장 관리자 단말기; 및 생육생물에 대한 파종/부화, 생장, 수확을 포함하는 생육과정에 대한 생육 데이터를 수집/축적하고, 수집/축적된 데이터에 검색 고객 단말기를 통해 희망하는 조건이 입력되면, 다양한 생육 데이터를 검색 알고리즘에 따라 조합하고, 완성된 결과물을 생육조건 데이터로 하여 검색 고객 단말기로 제공하는 생육조건 데이터 수집/제공 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 생육장 장비들은, 습도계, 조도계, 지능형 CCTV, 양액측정기, CO2 측정계, 냉난방기, 스프링쿨러, 양액배합기, CO2 제어기, 온실개폐기, LED 조도제어기 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 생물의 최적 생육조건 데이터 수집/제공 시스템은, 생육조건 데이터 수집/제공 서버에 접속하여 생육생물의 생육에 필요한 정보를 검색하는 복수의 제1 내지 제n 검색 고객 단말기와, 생육생물에 대한 분야별 복수의 제1 내지 제n 전문가 단말기 및 생육조건 데이터 수집/제공 서버에 접속시 발생되는 비용에 대한 처리를 위한 금융사 서버를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편 생육조건 데이터 수집/제공 서버에서 수집/축적되는 데이터는, 생육자 및 복수의 제1 내지 제n 생육장 장비 정보와 환경/생장촉진/생장/수확 데이터로 구성되되, 상기 복수의 제1 내지 제n 생육장 장비 정보는 환경/생장촉진/생장 측정장비를 포함하고, 상기 환경/생장촉진/생장 데이터는 미리 설정된 주기에 따라 주기적으로 수집되고, 수확 데이터는 1회 또는 수회 수집되어 데이터베이스에 저장되는 것을 특징으로 한다.
여기서 데이터베이스는, 생육자의 정보가 저장되는 생육자 정보 저장부와, 생육장별 생육생물의 정보가 저장되는 생육장별 생육생물 정보 저장부와, 생육장별 모니터링장비에 대한 정보가 저장되는 생육장별 모니터링장비 정보 저장부와, 생육장별 생장촉진 장비 정보들이 저장되는 생육장별 생장촉진 장비 정보 저장부와, 생육생물 환경 데이터가 저장되는 생육생물 환경 데이터 저장부와, 생육생물 생장촉진 데이터가 저장되는 생육생물 생장촉진 데이터 저장부와, 생육생물 생장 데이터가 저장되는 생육생물 생장 데이터 저장부와, 생육생물 수확 데이터가 저장되는 생육생물 수확 데이터 저장부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
한편 생육조건 데이터 수집/제공 서버는, 실시간으로 상기 생육장의 복수의 제1 내지 제n 생육장 장비들을 모니터링하고, 생육조건 데이터와 비교하여 현장 환경조건 또는 양분 데이터를 일치시키도록 원격제어하는 것을 특징으로 한다.
그리고 검색 알고리즘은, 생물을 생육하는데 필요한 최적의 생육조건 데이터를 찾는 알고리즘이며, 또한 미리 설정한 일정한 환경에서 생육상태를 모니터링한 데이터 또는 빅데이터를 기반으로 하는 것으로서, 검색 고객 단말기에 의해 희망 검색 조건이 입력되는 경우, 검색조건에 부합하는 복수의 생육데이터를 그룹핑하고, 복수의 생육데이터에서 일정 주기별로 최적의 생육상태를 나타내는 구간들을 추출한 다음, 그에 대응하는 생육조건을 조합하여 최적의 생육조건 데이터를 완성하고, 해당 데이터를 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한 생육 데이터는, 생육자 정보, 종자 정보, 모니터링 장비 정보, 생장촉진 장비정보, 환경 데이터, 생장촉진 데이터, 생장 데이터 및 수확 데이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 생육자 정보는 성명, 주민번호, 주소, 전화번호(H.P.), E-mail, 계좌번호, 은행명 및 예금주 정보를 포함하고, 상기 종자 정보는 생물의 종명, 품종명, 종자관리기관명, 관리기관의 보증분류번호작물번, 생산연도, Lot 번호, 제공자/기관, 종자, 종묘, 알, 치어를 포함하는 제공상태를 포함하며, 상기 모니터링 장비 정보는 장비명, 제조사, 모델번호, 검교정 연월일, 오차율을 포함하고, 상기 생장촉진 장비정보는 냉난방기, 스프링쿨러, 양액배합기, CO2 제어기, 온실개폐기, LED 조도제어를 포함한 해당 장비의 장비명, 제조사, 모델번호, 검교정 연월일, 제공기능, 제공성분을 포함하며, 상기 환경 데이터는 온도, 습도, 조도, CO2 농도를 포함하고, 상기 생장촉진 데이터는 보일러 설정온도/가동시간, 수분 공급 양/횟수, LED등 설정조도, 다량원소 공급 성분 및 양, 미량원소 공급 성분 및 양, 사료 제공 성분, 주기 및 양을 포함하며, 상기 생장 데이터는 생물의 주기별, 발아/뿌리/줄기/가지/잎/꽃/열매의 유무 및 그 뿌리/줄기/가지/잎/꽃/열매의 수/길이/부피/병충해상태, 어류의 알/부화여부, 그 수/길이/질병상태, 곤충의 알/애벌레/곤충 여부 및 그 수/길이/부피/질병상태, 버섯의 경우 포자/균사체 여부 및 그 수/길이/질병상태를 포함하고, 상기 수확 데이터는 수확한 생물의 길이, 중량, 주요 함량의 데이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 생육조건 데이터 수집/제공 서버는, 상기 데이터 수집/제공 서버가 통신하는 제1 내지 제n 생육장 장비, 생육장 관리자 단말기, 복수의 제1 내지 제n 검색 고객 단말기간 통신을 지원하는 통신부와, 생육관련 데이터가 저장되는 데이터베이스와, 생육장별 생육생물 생육정보가 요청되는 생육장별 생육생물 생육정보 요청부와, 상기 생육장별 생육생물 생육정보가 통신부를 통해 전송되면, 이를 분류하여 데이터베이스에 저장하는 생육장별 생육생물 생육정보 분류부와, 생육생물 검색정보를 검색 고객 단말기로 제공하는 생육생물 검색정보 제공부와, 복수의 제1 내지 제n 검색 고객 단말기에서 검색하고자 하는 생육생물에 대한 검색정보를 분석하여 매칭시키는 생육생물 검색정보 분석부(매칭부)와, 생육생물 검색정보에 대한 표본화가 수행되는 생육생물 검색정보 표본화부와, 생육생물들의 생육사례에 대하여 주기별 생장값과 시기에 따른 생육조건을 생성하는 생육사례 주기별 생장값/시기 생육조건 생성부와, 생육생물의 생육 중 우수생육사례에 대한 구간을 선별하는 우수생육사례 구간 선별부와, 생육생물 생육조건 모델 데이터를 생성하는 생육생물 생육조건 모델 데이터 생성부와, 생육조건 데이터 수집/제공 서버에 접속시 발생되는 거래정보가 저장되는 금융정보 저장부와, 상기 생육조건 데이터 수집/제공 서버를 제어하는 제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 검색 고객 단말기를 통해 생육하고자 하는 생물명이 입력되는 단계; 생육하고자 하는 생물의 구체적인 조건들이 검색 고객 단말기로부터 입력되는 단계; 생육조건 데이터 수집/제공 서버에서 데이터베이스를 통해 상기 검색 고객 단말기로부터 입력된 조건에 해당되는 복수의 표본들이 추출되어 데이터베이스에 저장되는 단계; 상기 추출된 표본에 대해 우수한 순서부터 차례로 번호구분이 이루어지는 단계; 복수의 생육주기들에 대한 모든 표본으로부터 주기별 최적 생장모델이 구성되는 단계; 상기 주기별 최적 생장모델에 대하여 직전주기대비 환경/생장촉진 데이터 차이가 비교되는 단계; n차 주기까지 환경/생장촉진 데이터의 차이가 비교되는 단계; 및 주기별 최적 생장모델의 표본 추출, 저장 단계를 복수의 표본에 대해 진행하여, 최적의 생육조건이 완성되도록 하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 생물의 최적 생육조건 데이터 수집/제공 방법을 제공한다.
여기서, 상기 복수의 생육주기들에 대한 모든 표본에 대하여 각각 가장 우수한 케이스를 확정하는 단계는, 각 주기별 가장 우수한 케이스보다 더 많이 생장한 케이스가 있는가를 판단하고, 없다면 해당 케이스가 가장 우수한 케이스로 확정되는 단계와, 그 다음 주기에 이전 주기의 가장 우수한 케이스보다 더 많이 생장한 케이스가 있는가를 판단하여, 없다면 해당 케이스가 여전히 가장 우수한 케이스로 확정되는 과정을 모든 표본 케이스에 대하여 진행하는 것을 특징으로 한다.
그리고 각 주기별 가장 우수한 케이스보다 더 많이 생장한 케이스가 있는가를 판단하여, 있다면 각 주기별 더 많이 생장한 케이스가 있는가도 판단하고, 이에 대하여 n차 주기까지 진행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 주기별 최적 생장모델에 대하여 직전주기대비 환경/생장촉진 데이터 차이를 비교하는 단계와, n차 주기까지 환경/생장촉진 데이터의 차이를 비교하는 단계에서 환경/생산촉진 데이터 종류가 복수인 경우, 각각의 차이 중 한 가지라도 미리 설정한도를 초과하지 않도록 하여 미리 설정된 한도 이내인가를 판단하여 생장 데이터가 현저하더라도 직전 주기와 환경데이터 또는 생육촉진데이터 중 한 가지라도 차이 비율이 미리 설정된 범위 이상 차이가 나는 경우에는 해당 케이스는 무시되는 것을 특징으로 한다.
한편 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 생물을 생육하는 생육자와 생육장을 선정하고, 생육장에 생육생물 생육에 필요한 생육장 장비가 구성되는 단계; 상기 생육자 정보, 생육장 생물정보, 생육장 장비정보가 생육조건 데이터 수집/제공 서버의 데이터베이스에 구축되는 단계; 생육장 장비와 생육자 단말기를 통해 생육생물 생육환경, 양분제공을 포함하는 생육조건 데이터가 생육조건 데이터 수집/제공 서버에 전송되는 단계; 생육조건 데이터 수집/제공 서버에 검색 고객 단말기로부터 생육생물 생육정보가 요청되면, 생육생물의 검색조건에 따라 복수의 표본 케이스가 선별되는 단계; 및 상기 선별된 복수의 표본 케이스에 대하여 재배시작부터 수확까지 데이터 수집주기별 우수한 생육 사례가 주기별로 선별되고, 완성된 생육조건 데이터가 검색 고객 단말기로 전송되는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 생물의 최적 생육조건 데이터 수집/제공 방법을 제공한다
여기서 상기 생육조건 데이터가 생육조건 데이터 수집/제공 서버에 전송되는 단계는, 생육조건에 대한 주기정보가 전송 및 저장되고, 상기 생육조건 데이터 수집/제공 서버에서는 전송된 데이터가 생육생물별 및 생육주기별로 데이터베이스에 축적되는 것을 특징으로 한다.
그리고 생육관련 데이터에는 생육조건, 생장 데이터 및 생육생물 수확 데이터가 포함됨을 특징으로 한다.
또한 생육조건 데이터 수집/제공 서버에 검색 고객 단말기로부터 생육생물 생육정보가 요청되면, 상기 생육조건 데이터 수집/제공 서버는 검색 고객 단말기로 생육생물 생장에 대한 고객의 우선순위를 요청하고, 그에 따른 우선순위로 우수한 생육 사례를 주기별로 선별하는 것을 특징으로 한다.
한편 완성된 생육조건 데이터가 고객 단말기로 전송되는 단계는, 선별된 우수생육주기를 이어붙인 구간별 환경, 양분을 포함하는 생육조건 데이터가 완성된 채 검색자 단말기로 전송되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 식물, 애벌레, 곤충, 어류 등 합법적으로 사육할 수 있는 생물에 대해 다양한 목적에 맞는 최적의 생육조건 데이터를 확보할 수 있다.
둘째, 확보된 데이터를 토대로 최적의 생육조건 데이터를 빠르게 찾을 수 있다.
셋째, 해당 개체의 생육조건 뿐만 아니라 증식용, 재배용 또는 양식용으로 쓰이는 씨앗, 버섯 종균, 묘목, 포자 또는 영양체인 잎, 줄기, 뿌리를 포함하는 종자 등에 대한 데이터까지 정보를 확대 관리할 수 있으므로, 우수 종자 등의 산업에도 긍정적인 영향을 줄 수 있다.
넷째, 식물, 애벌레, 곤충, 어류 등 합법적으로 사육할 수 있는 생물 등의 생육조건 데이터를 확보하면, 생육하기 어려운 극지(예, 세종연구소 또는 해상선박/우주선) 등에서도 인공 스마트팜을 구축하고 생육하는 것이 가능하게 된다.
다섯째, 최적의 생육조건 데이터가 여러 참여자의 데이터를 비교하여 가장 우수한 구간 데이터들을 조합한 것이기 때문에, 여러 참여자의 데이터가 결합된 특성상, 참여자들의 적극적인 참여를 통해 최적 생육데이터의 확보가 활성화될 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 생물의 최적 생육조건 데이터 수집/제공 시스템의 개념을 설명하기 위한 도면.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 생물의 최적 생육조건 데이터 수집 방법을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 생물의 최적 생육조건 데이터 수집/제공 시스템의 실시예를 설명하기 위한 도면.
도 7은 도 6에 나타낸 생물의 최적 생육조건 데이터 서버의 실시예를 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 생물의 최적 생육조건 데이터 수집/제공 방법의 실시예를 설명하기 위한 흐름도.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 생물의 최적 생육조건 데이터 수집 방법을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 생물의 최적 생육조건 데이터 수집/제공 시스템의 실시예를 설명하기 위한 도면.
도 7은 도 6에 나타낸 생물의 최적 생육조건 데이터 서버의 실시예를 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 생물의 최적 생육조건 데이터 수집/제공 방법의 실시예를 설명하기 위한 흐름도.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 식물을 포함하는 생육이 가능한 생물을 생육하는데 필요한 최적의 생육조건 데이터를 찾는 알고리즘에 관한 것으로, 일정한 환경에서 생육상태를 모니터링한 데이터(또는 빅데이터)를 기반으로 한다.
이러한 본 발명은 최적의 생육조건 데이터를 찾는 검색자가 플랫폼(여러 가지 생육정보를 수집, 분석하고, 본 발명 알고리즘을 적용하여 검색자가 원하는 최적의 생육조건 데이터를 찾아주는 것은 물론, 검색자의 스마트팜에 최적의 생육조건 데이터를 원격으로 관리해 줄 수 있는 플랫폼)에 원하는 검색 조건을 입력하면 플랫폼(예로써 서버(후술되는 도 6 및 도 7 참조))은 본 발명의 알고리즘에 따라 최적의 생육조건 데이터를 찾아 제안하도록 한다.
이때, 검색자가 조건을 입력하면, 본 발명의 알고리즘은 먼저, 검색자가 찾는 종류의 여러 생육 데이터를 그룹핑(생육하려는 식물 등의 동일 품종 종자로 생육조건 데이터 유형)하고, 여러 생육데이터에서 일정 주기별로 최적의 생육상태를 나타내는 구간들을 추출한 다음, 그에 대응하는 생육조건을 조합하여 최적의 생육조건 데이터를 완성하고, 해당 데이터를 제안하도록 한다.
더 나아가, 본 발명에서의 플랫폼은 실시간으로 검색자 스마트팜 환경을 모니터링하고, 검색자가 원하는 최적의 생육조건 데이터와 비교하여 현장 환경조건 또는 양분(또는 사료) 데이터를 일치시키는 장치를 원격 제어하도록 구성할 수도 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 생물의 최적 생육조건 데이터 수집/제공 시스템 및 방법의 실시예를 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 생물의 최적 생육조건 데이터 수집/제공 시스템의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 생물의 최적 생육조건 데이터 수집/제공 시스템의 개념은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같은데, 도 1은 생육조건 데이터 수집 및 최적 생육조건 검색 알고리즘의 개요를 나타낸 것으로, 생육자가 생육하는 생물에 대한 파종/부화, 생장, 수확을 포함하는 생육과정에 대하여 데이터를 수집/축적하고, 수집/축적된 데이터에 검색자(수요자)가 희망하는 조건을 입력하면 검색 알고리즘을 통해 데이터를 제공하게 된다.
이때, 수집/축적되는 데이터는 생육자 및 각종 장비 정보와, 환경/생장촉진/생장/수확 데이터로 구성되는데, 각종 장비 정보는 환경/생장촉진/생장측정 장비를 포함하고, 환경/생장촉진/생장 데이터는 주기적으로 수집되며, 수확 데이터는 1회 또는 복수 회 수집된다.
한편 검색자(수요자)의 데이터 검색은 희망조건을 입력하게 되는데, 예를 들어 명칭, 소요기간, 크기, 무게, 함량 및 기타 조건 등이 있다. 이러한 희망조건의 예시로는 병충해를 입지 않는 방울토마토, 당도가 10브릭스 이상인 방울토마토, 한 그루 수확량이 500개 이상인 방울토마토 등이 될 수 있다.
그리고 검색 알고리즘은, 1) 생육 데이터에서 수확 데이터가 희망조건에 부합하는 생육 데이터를 표본으로 구성하고, 2) 표본 생육 데이터마다 주기별 생장 데이터를 비교 조합하여 최적의 생장모델을 구축하며, 3) 생장모델 주기별로 제공된 환경/생장촉진 데이터로 치환, 최적 생육조건 데이터를 완성한다.
참고로, 생장 데이터란 병충해 등으로 인한 피해 또는 병충해로부터 회복되는 데이터를 포함한다.
그리고, 함량이란 과일의 당도와 같이 사람들이 바라는 해당 생물의 상품성 또는 주요 효능과 관련된 성분을 포함하고 있는 양을 말한다.
또한 생장 데이터 값이 동일한 경우에는 환경모니터링 장비 종류 수가 많은 것을 선택하고, 희망조건에 부합되는 생장 데이터라 하더라도 직전 주기와 환경 데이터 또는 생장촉진 데이터가 한 가지라도 차이 비율이 예를 들면 10% 이상(상대적인 비율이며, 생육대상 특성에 따라 비율을 다르게 할 수 있다) 나는 경우에는 사용하지 않는다. 즉 해당 데이터는 무시된다.
한편 도 2와 도 3은 식물을 포함하는 생물의 생육 데이터 수집 관련에 대하여 보다 상세히 설명하기 위한 것으로, 생육 데이터는 예를 들면 도 2 및 도 3에서와 같이 생육자 정보, 종자 등의 정보, 생장측정 장비 정보, 생장촉진 장비정보, 환경 데이터, 생장촉진 데이터, 생장 데이터 및 수확 데이터를 포함한다.
여기서, 생육자 정보는 성명, 주민번호, 주소, 전화번호(H.P.), E-mail, 계좌번호, 은행명 및 예금주 정보를 포함한다.
종자 등의 정보는 예를 들어 콩이나, 연어알과 같은 생물의 종명, 품종명, 종자관리기관명, 관리기관의 (보증)분류번호(작물번,생산연도 포함), Lot 번호(같은 재료이기 때문에 같은 제품의 특성을 갖는다고 인정되는 제품에 부여되는 번호), 제공자/기관, 제공상태(종자, 종묘, 알, 치어 등)를 포함한다.
생장측정 장비 정보는 온습도계, 조도계, 지능형 CCTV, 양액측정기, CO2 측정계 등의 장비명, 제조사, 모델번호, 검교정 연월일, 오차율을 포함한다.
생장촉진 장비정보는 냉난방기, 스프링쿨러, 양액배합기, CO2제어기, 온실개폐기, LED 조도제어 등을 포함하여 해당 장비의 장비명, 제조사, 모델번호, 검교정 연월일, 제공기능, 제공성분을 포함한다.
환경 데이터는 온도, 습도, 조도, CO2 농도 등을 포함한다.
생장촉진 데이터는 온도조절, 습도조절, 조도/CO2 조절, 양액조절과 관련하여 보일러 설정온도/가동시간, 수분 공급 양/횟수, LED등 설정조도, 다량원소 공급 성분 및 양, 미량원소 공급 성분 및 양, 사료 제공 성분, 주기 및 양 등을 포함한다. 여기서 다량원소는 질산칼륨(KNO3), 질산칼슘[(Ca(NO3)2], 황산마그네슘(MgSO4), 인산칼륨(KH2PO4), 인산암모늄(NH4H2PO4), 질산암모늄(NH4NO3) 등이고, 소량원소는 킬레이트철(Fe-EDTA), 황산망간(MnSO4), 염화망간(MnCl2), 붕산(H3BO3), 황산동(CuSO4), 몰리브덴산나트륨(NaMoO4), 몰리브덴산암모늄(NH4MoO4) 등을 포함한다.
생장 데이터는 예를 들면 식물의 주기별, 발아/뿌리/줄기/가지/잎/꽃/열매의 유무 및 그 뿌리/줄기/가지/잎/꽃/열매의 수/길이/부피/병충해상태, 어류의 알/부화여부 및 그 수/길이/질병상태, 곤충의 알/애벌레/곤충 여부 및 그 수/길이/부피/질병상태, 버섯의 경우 포자/균사체 여부 및 그 수/길이/질병상태 등을 포함한다.
참고로, 주기별 데이터의 경우 모든 생장 데이터들이 데이터 수집 주기별로 수집/비교/분석되도록 한다. 또한 식물/어류/곤충/버섯과 같은 생육대상 또는 뿌리/줄기/열매/치어/애벌레 등은 예시이며, 여기에 비록 열거되지 않은 다양한 생육대상 또는 생장측정 요소들이 존재한다.
수확 데이터는 수확한 생물의 길이, 중량, 주요 함량 등의 데이터인데, 식물은 수확 시, 뿌리, 잎, 꽃 또는 열매의 수/길이/중량/(화초/과일)색상/당도/병충해상태, 어류의 경우 수확한 어류의 수/길이/중량/질병상태, 곤충의 경우 수확한 애벌레 또는 곤충의 수/길이/중량/질병상태, 버섯의 경우 수확한 버섯의 수/길이/중량/질병상태를 포함한다.
한편 본 발명에 따른 생물의 최적 생육조건 데이터 수집/제공 시스템 및 방법에서 이용되는 최적 생육조건 검색 알고리즘은, 첫번째로는 빅데이터에서 표본을 구성하는 것으로, 생육 빅데이터에서 수확 데이터가 희망조건에 부합하는 Case들을 추출하여 표본(Case들의 집합)을 구성한다.
두번째로는 주기별 최적 생장모델의 구성으로, 표본 Case마다 주기별 생장 데이터를 비교 조합하여 최적의 생장모델을 구축한다.
세번째이자 마지막으로 최적의 생육조건 완성으로, 생장모델 주기별로 제공된 환경/생장촉진 데이터로 치환해 최적 생육조건을 완성한다.
여기서 첫번째로의 빅데이터에서 수확 데이터가 희망조건에 부합하는 Case들을 추출하여 표본(Case들의 집합)을 구성하는 것은 다음과 같이 1), 2)로 구분된다.
1) 검색자가 원하는 다양한 조건을 조합하여 검색한다. 예를 들면, 병충해를 입지 않고, 당도가 10브릭스 이상이며, 한 그루 수확량이 500개 이상인 방울토마토를 검색하면, 2) 검색결과로 추출된 생육 Case들이 최적 생육조건을 조합하는 표본이 된다. 이러한 케이스는 예를 들면 150건이 될 수도 있다.
그 다음 두번째의 표본 Case마다 주기별 생장 데이터를 비교 조합하여 최적의 생장모델을 구축하는 과정은 다음과 같은 1) 내지 5)로 구분된다.
이때, 1) 표본의 각 Case들은 검색자가 원하는 가장 중요한 요인을 기준으로 양호한 순서로 번호를 붙인다. 예) F1, F2, …, Fn.
참고로, 양호한 순서란, 예를들어 수확량이 기준인 경우, 수확량이 가장 많은 Case들이 복수인 경우에는 모니터링 장비 종류가 많은 것을, 모니터링 장비 종류 수가 같으면 재배기간이 짧은 것을, 재배기간이 같으면 수확시기가 빠른 것을 선택한다.
그리고 양호한 순서의 번호는 F1은 가장 수확량이 많은 표본 Case를 말하며, F2는 2번째, F3는 3번째 수확량이 많은 표본 Case이다.
그 다음 2) 가장 우수한 Case(F1)를 기준으로 그(F1) 데이터 수집(후술되는 설명에서 모니터링으로 표현될 수 있다.) 주기별 구간에 순서대로 번호를 붙인다. 예) 제 1차 주기, 제 2차 주기, … 제 n차 주기.
3) 위 F1의 주기별 구간 생장상태를 처음부터 마지막까지 표본의 다른 Case들의 그것들과 비교한다. 그래서 다른 Case에서 더 우수한 것(동등하거나 차이를 인정하기 어려운 경우에는 F1의 것을 사용함)이 있으면 그 구간을 그 Case의 것으로 대체해서 전체 구간의 기본생장모델을 완성한다. 예) F1(제 1차 주기)+FI(제 2차 주기)+F3(제 3차 주기)… +F2(제 n차 주기)
4) 기본모델에서 구간별로 환경 및 생장촉진 데이터의 값을 비교하여 설정수준(주기별 환경 또는 생장촉진 데이터를 직전 주기 대비 10%(예시이며, 상황에 따라 변경 가능)로 설정함)을 초과하지 않도록 수정한다. 이렇게 수정한 모델을 수정생장모델이라 한다. 예) … F1(제 100차 주기)+FI(제 101차 주기) … +F2(제 n차 주기) -> … F1(제 100차 주기)+F2(제 101차 주기) … +F2(제 n차 주기)
5) 한편, 보다 다양한 생장모델을 반영하기 위해 알고리즘을 일부 변경할 수 있다. 그 방법은 ① 먼저, 가장 우수한 Case(F1)를 기준으로 F1의 모니터링 주기마다 생장상태의 특징을 인덱스한다. 예) 제1차 주기 씨앗, … 제100차 주기 발아, … 제500차 주기 줄기, … ② 인덱스 된 특징별로 직전 주기 생장상태와 차이를 비교하여 F1 생장모델을 변경한다.
다시 말하면, (1) 최적의 생육조건 데이터를 찾기 위한 조건 및 상황은,
1) 다양한 생육 사례 데이터들이 플랫폼(후술되는 생육조건 데이터 수집/제공 서버(400)의 데이터베이스)에 축적되어 있다.
축적된 데이터들은 생육자 정보, 식물 종자 등의 이력정보, 실제 생육상태에서 주기적(예, 1초, 10초, 5분 등)으로 수집한 생육조건 및 생장 데이터, 수확 정보 등을 포함한다.
2) 그리고, 플랫폼에 접속한 검색자는 자신이 원하는 작물 등의 최적의 생육조건 데이터를 찾고자 한다.
그에 따라서 생육조건 데이터 수집/제공 서버(400)에서는,
(2) 최적의 생육조건 데이터 찾기 알고리즘이 구성된다.
우선 1) 플랫폼은 검색자의 생육 대상(품종 등), 희망 생육조건을 입력받는다.
예) '당도 10브릭스 이상, 길이 2센티미터 이하, 나무당 수확량이 5킬로그램 이상이며, 재배기간을 3개월 미만으로 줄일 수 있는 방울토마토'를 검색자가 입력하면 시스템에 저장된다.
2) 검색 조건이 입력되면, 알고리즘은 그 조건에 부합(재배자가 수확 후 측정, 입력한 정보 포함)하는 생육 사례들을 플랫폼에서 찾아 표본으로 구성한다.
3) 그 다음, 알고리즘은 각각의 생육 사례들마다 그 정보수집 주기(예, 1초, 10초, 5분 등)별로 생장한 값(특정 주기에 측정된 생장 값과 그 직전 주기에 측정된 생장값의 차이)과 그 시기(위 주기별 생장값의 측정 초기) 생육조건(환경데이터 및 양분데이터)을 생성한다.
4) 그 다음에는 재배 시작 시부터 수확 때까지 데이터 수집주기별로 가장 우수한 생육을 나타낸 사례의 구간들을 선별한다. 단, 가장 우수한 생육 사례라 하더라도 직전 수집된 생육조건(환경데이터 및 양분데이터)과 급격한 차이(예, 환경데이터 등이 10% 이상 변화되는 경우)가 있는 사례는 제외하며, 그 다음으로 우수한 사례가 선택되도록 설정한다.
5) 우수한 생육사례로 선별된 구간들을 이어붙인다(이것으로 어떤 종자의 토마토 씨앗을 뿌려 재배하면 시간대별로 어떻게 생장할지 알 수 있는(생장모델) 데이터가 완성된다. 그리고, 이것을 다시 구간(정보수집 주기)별 생육조건으로 치환하면 생육조건 데이터가 만들어진다.
6) 위와 같이 완성된 생장모델 및 생육조건 데이터가 검색자(의 단말기)에게 제안된다(예, 최단기간 원하는 품질의 방울토마토 재배 조건 데이터).
쉽게 이해될 수 있도록 간단한 사례들을 예시하면,
(1) 콩나물 재배
1) 모니터링 환경 조성
○ 스마트팜 환경: 온실에서 수경 방식으로 콩나물 재배 환경(일명 스마트팜)조성.
○ 생장 조건을 모니터링하는 환경 조성: 온도, 습도, 조도 모니터링 장치 설치.
○ 환경 및 양분을 조절하는 장치 설치: 환경을 조절하는 장치로 보일러, LED 전등, 가습기를 설치하고, 양분을 조절하는 장치로 물 뿌리는 장치를 설치.
○ 생장 모니터링 장치 설치: 생육 상태를 실시간으로 모니터링 하기 위해 지능형 CCTV 설치. 생장 상태를 여러 방향에서 정확히 측정할 수 있도록 전후좌우 4대 설치(복잡한 식물은 동서남북상하 6대로 설치할 수 있다).
2) 콩나물 파종
○ 종자 이력확인: 콩 종자의 이력(국립종자원, 종자업자가 보유하거나 어떤 사람이 수확/보관한 이력 등)을 확인.
○ 파종: 종자를 재배할 장치에 뿌려 놓고, 정확히 모니터링할 수 있도록 1개체(콩 1개, 샘플)를 정함.
3) 모니터링
○ 환경 모니터링: 파종 시부터 (샘플) 콩이 자라는 위치의 환경을 실시간으로 모니터링하며, 지정된 주기마다 데이터(온도, 습도, 조도)를 플랫폼으로 전송.
○ 제공 양분(사료 등) 모니터링: (콩나물보다 고등한 식물인 경우에는 지속적으로 뿌리 등에 양분을 제공하므로 양분 모니터링이 필요하지만, 물만 주는 콩나물에는 필요 없으므로 생략)
○ 생육상태 모니터링: 콩이 생장하는 상태를 실시간으로 모니터링하며, 지정된 주기마다 생장정도를 플랫폼으로 전송. 생장정도는 지능형 CCTV가 콩의 뿌리가 나오는 것, 뿌리 길이가 늘어나는 것, 뿌리털이 하나 둘씩 늘어나는 것, 콩나물을 수확할 때까지 그 크기와 뿌리털 수, 병해입은 부위 수/크기 등을 인식하여 시스템에 모니터링.
4) 환경 조절 및 양분 제공
○ 환경 조절: (기존에 알려진 최적의) 온습도, 조도를 제공. 제안된 최적의 생육조건 데이터가 있는 경우에는 그 조건에 따라 환경정보를 실시간으로 제공하며, 현장 (원격제어가 가능하다면 장치를 제어하여) 환경조건을 맞춤.
○ 양분 제공: (기존에 알려진 최적의) 주기적인 물뿌려 주기 실시. 제안된 최적의 생육조건 데이터가 있는 경우에는 그 조건에 따라 환경정보를 실시간으로 제공하며, 원격제어가 가능하다면 장치를 제어하여 환경조건을 맞춤.
5) 수확 및 수확정보 플랫폼 입력
○ 콩나물 재배자(생육자)는 수확이 적합한 시기에 생육을 중단하고, 생육하여 얻은(샘플) 콩나물을 수확하며, 수확한 콩나물의 크기, 무게, 병충해 상태 등을 측정, 판단하여 플랫폼에 입력.
마지막이자 세번째로, 생장모델 주기별로 제공된 환경/생육촉진 데이터로 치환하여 최적 생육조건이 완성된다.
이러한 본 발명에 따른 생물의 최적 생육조건 데이터 수집/제공 시스템 및 방법에서 이용되는 최적 생육조건 검색 알고리즘에 대하여는 도 4 및 도 5를 통한 실시예에 의해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 생물의 최적 생육조건 데이터 수집 방법의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 생물의 최적 생육조건 데이터 수집 방법의 실시예는 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같은데, 도 4에서는 최적 생육조건 검색 알고리즘 중 첫번째의 빅데이터에서 표본을 구성하는 단계(S10)와, 두번째의 주기별 최적 생장모델을 구성하는 단계(S20)에 대한 실시예를 설명하고, 도 5에서는 최적의 생육조건을 완성하는 단계(S30)의 실시예를 설명한다.
우선 생물의 최적 생육조건 데이터 수집은 생육자 또는 검색자 고객이 단말기를 이용하여 희망조건을 입력하는데 우선 생육하고자 하는 생물명을 입력한다(S100).
그리고 해당 생물의 구체적인 조건들이 다수개 입력된다(S110 ~ S140). 이때, 설명의 편의를 위하여 방울토마토이고, 당도, 길이, 수확량, 재배기간 등을 도시하였으며, 해당하는 경우에 표본을 추출한다(S150). 그리고 추출된 표본을 저장한다(S160). 이러한 표본은 후술되는 생육조건 데이터 수집/제공 서버(400)의 제어부(420)에서 데이터베이스를 통해 검색되며, 표본에 해당하는 복수의 표본들이 추출될 것이다.
이어 주기별 최적 생장모델을 구성하기 위하여 준비된 표본(S200)에 대하여 제어부(420)는 우수한 생장 생물 케이스 순으로 번호구분(F1, F2, …, Fn)을 한다(S210). 이때, 주기별로 번호구분을 한다.
그리고 가장 우수한 케이스(F1)보다 더 많이 생장한 케이스가 있는가를 판단하고(S230), 없다면 해당 케이스가 1차주기에서의 F1으로 확정된다(S240).
그 다음 2차주기에 해당 F1케이스보다 더 많이 생장한 케이스가 있는가를 판단하고(S250), 없다면 해당 케이스가 여전히 F1으로 확정된다(S260).
이러한 과정은 모든 표본(F1, F2, …, Fn)에 대하여 진행된다(S270).
한편, 가장 우수한 케이스(F1)라고 여겨졌던 케이스에 대하여 더 많이 생장한 케이스(F2)(F3~Fn)가 있다면(S280)(S320), 각 주기별 더 많이 생장한 케이스가 있는가를 판단하고(S290)(S330), 이를 n차 주기까지 진행한다(S310)(S350).
이에 따라 주기별 최적 생장모델이 구성될 수 있다(S20).
그 다음 최적의 생육조건을 완성하는 단계(S30)의 실시예인 도 5를 설명하면, 도 4에서와 같은 기본생장모델(S400)에 대하여, 직전주기대비 환경/생장촉진 데이터 차이를 비교한다(S410). 참고로 환경/생장촉진 데이터 종류는 가장 우수한 케이스(F1)를 기준으로 비교하게 되며, 더 다양한 데이터가 있는 경우 참고로 제공하게 된다, 또한 환경/생산촉진 데이터 종류가 복수인 경우, 각각의 차이 중 한 가지라도 설정한도를 초과하지 않도록 한다. 또한 해당 생장 모델은 무시된다.
이때, 제2차 주기 데이터가 제1차 주기 데이터 대비 차이가 미리 설정된 한도 이내인가를 판단한다(S420).
설정한도 이내라면 제3차 주기 데이터에 대하여 제2차 주기 데이터 대비 차이가 설정한도 이내인가를 판단하며(S430), n차 주기까지 환경/생장촉진 데이터의 차이를 비교한다(S440).
그에 따라 표본을 추출하고(S450), 저장한다(S460).
한편 이때, 제2차 주기 데이터가 제1차 주기 데이터 대비 차이가 미리 설정된 한도 이내(S420)가 아니라면 최초의 가장 우수한 케이스(F1) 다음 우수 케이스(F2)에 대하여 주기 데이터 대비 차이가 설정한도 이내인가를 판단하고(S480), 아니라면 이를 F1으로 치환한다. 이러한 과정을 n차까지 비교하여 추출한다(S500).
그리고 이러한 주기 데이터에 대하여 여러 표본(F10)에 대하여 진행한다(S501)(S502).
도 6은 본 발명에 따른 생물의 최적 생육조건 데이터 수집/제공 시스템의 실시예를 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 도 6에 나타낸 생물의 최적 생육조건 데이터 서버의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 생물의 최적 생육조건 데이터 수집/제공 시스템은 도 6에 나타낸 바와 같이, 복수의 제 1 내지 제n 생육장에 구비되는 제1 내지 제n 생육장 장비(100), 생육장 관리자 단말기(200), 통신망(300), 생육조건 데이터 수집/제공 서버(400), 복수의 제1 내지 제n 검색 고객 단말기(500), 복수의 제1 내지 제n 전문가 단말기(600) 및 금융사 서버(700)를 포함하여 구성된다.
제1 내지 제n 생육장 장비(100)들은 습도계, 조도계, 지능형 CCTV, 양액측정기, CO2 측정계 등의 장비, 냉난방기, 스프링쿨러, 양액배합기, CO2제어기, 온실개폐기, LED 조도제어기 등을 포함하여 생육생물을 생육하는 생육장에 구비되는 장비라면 특별히 한정될 필요는 없다.
생육장 관리자 단말기(200)는 생육자들이 생육에 필요한 각종 정보나 데이터를 관리하기 위한 것으로, PC 및/또는 스마트폰 등일 수 있다.
통신망(300)은 제1 내지 제n 생육장 장비(100), 생육장 관리자 단말기(200)와 생육조건 데이터 수집/제공 서버(400)간 통신을 위한 것으로, 인터넷이 가능하다면 특별히 한정할 필요는 없다. 물론 이러한 통신망(300)을 통해 후술되는 복수의 제1 내지 제n 검색 고객 단말기(500), 복수의 제1 내지 제n 전문가 단말기(600) 및 금융사 서버(700)와 생육조건 데이터 수집/제공 서버(400)간 통신도 수행된다.
생육조건 데이터 수집/제공 서버(400)는 생육생물의 생장/개화/결실의 속도 또는 기간을 빠르게/보통/느리게 등으로 시간관리 식물 재배가 가능하고, 원하는 부위 극대화, 개화 또는 과실의 수량 조절, 과일의 당도 조절을 포함하는 기능특화 식물 재배가 가능하며, 병충해에 내성이 강한 식물 재배와, 맞춤형 생육이 가능한 생물의 최적 생육조건 데이터를 수집하고, 최적의 생육조건 데이터 찾기 알고리즘을 활용하여 다양한 생육 데이터를 조합해서 완성된 결과물을 검색 고객 단말기(500)에게 제공한다.
복수의 제1 내지 제n 검색 고객 단말기(500)는 생육생물에 관심있는 검색자(고객)가 조건 데이터 수집/제공 서버(400)에 접속하여 생육생물의 생육에 필요한 정보를 검색하는 단말기로, 스마트폰, PC 등으로 구성될 수 있다. 물론 이러한 고객은 생육자가 될 수도 있다.
복수의 제1 내지 제n 전문가 단말기(600)는 생육생물에 대한 분야별 전문가들의 PC나 스마트폰이다.
금융사 서버(700)는 생육자나 검색자가 자신들의 단말기를 통해 생육조건 데이터 수집/제공 서버(400)에 접속하여 각종 정보를 제공하거나 제공받는 경우, 발생되는 비용에 대하여 안전한 처리를 위한 것으로, 은행이나 핀테크 사의 서버이다.
한편 생육조건 데이터 수집/제공 서버(400)의 실시예는 도 7에 나타낸 바와 같이, 통신부(401), 생육과 관련된 각종 정보가 저장되는 데이터베이스에 구성되는 생육자 정보 저장부(402), 생육장별 생육생물 정보 저장부(403), 생육장별 모니터링장비 정보 저장부(404), 생육장별 생장촉진 장비 정보 저장부(405), 생육생물 환경 데이터 저장부(406), 생육생물 생장촉진 데이터 저장부(407), 생육생물 생장 데이터 저장부(408), 생육생물 수확 데이터 저장부(409), 생육장별 생육생물 생육정보 요청부(410), 생육장별 생육생물 생육정보 분류부(411), 생육생물 검색정보 제공부(412), 생육생물 검색정보 분석부(매칭부)(413), 생육생물 검색정보 표본화부(414), 생육사례 주기별 생장값/시기 생육조건 생성부(415), 우수생육사례 구간 선별부(416), 생육생물 생육조건 모델 데이터 생성부(417), 전문가 정보 요청부(418), 금융정보 저장부(419) 및 제어부(420)를 포함하여 구성된다.
여기서 통신부(401)는 데이터 수집/제공 서버(400)가 통신하는 제1 내지 제n 생육장 장비(100), 생육장 관리자 단말기(200), 복수의 제1 내지 제n 검색 고객 단말기(500), 복수의 제1 내지 제n 전문가 단말기(600) 및 금융사 서버(700)간 통신을 지원하게 된다.
생육자 정보 저장부(402)에는 앞에서 설명한 생육자의 정보가 저장된다.
생육장별 생육생물 정보 저장부(403)에는 생육장별 생육생물의 정보가 저장된다.
생육장별 모니터링장비 정보 저장부(404)에는 생육장별 모니터링장비에 대한 정보가 저장된다.
생육장별 생장촉진 장비 정보 저장부(405)에는 생육장별 생장촉진 장비 정보들이 저장된다.
생육생물 환경 데이터 저장부(406)에는 생육생물 환경 데이터가 저장된다.
생육생물 생장촉진 데이터 저장부(407)에는 생육생물 생장촉진 데이터가 저장된다.
생육생물 생장 데이터 저장부(408)에는 생육생물 생장 데이터가 저장된다.
생육생물 수확 데이터 저장부(409)에는 생육생물 수확 데이터가 저장된다.
생육장별 생육생물 생육정보 요청부(410)는 생육장별 생육생물 생육정보가 요청되는 것으로, 생육조건 데이터 수집/제공 서버(400)의 제어부(420)에서 설정된 주기나 프로그램 또는 관리자에 의해 요청된다.
생육장별 생육생물 생육정보 분류부(411)는 생육장별 생육생물 생육정보가 통신부(401)를 통해 전송되면 이를 분류하여 데이터베이스에 분류하여 저장하게 된다.
생육생물 검색정보 제공부(412)는 생육생물 검색정보를 복수의 제1 내지 제n 검색 고객 단말기(500)로 제공하게 된다.
생육생물 검색정보 분석부(매칭부)(413)는 복수의 제1 내지 제n 검색 고객 단말기(500)에서 검색하고자 하는 생육생물에 대한 검색정보를 분석하여 매칭시킨다.
생육생물 검색정보 표본화부(414)는 생육생물 검색정보에 대한 표본화를 수행하게 된다.
생육사례 주기별 생장값/시기 생육조건 생성부(415)는 생육생물들의 생육사례에 대하여 주기별 생장값과 시기에 따른 생육조건을 생성한다.
우수생육사례 구간 선별부(416)는 생육생물의 생육 중 우수생육사례에 대한 구간을 선별한다.
생육생물 생육조건 모델 데이터 생성부(417)는 생육생물 생육조건 모델 데이터를 생성한다.
전문가 정보 요청부(418)는 생육자들이 생육생물을 생육하는 과정에서 궁금하거나 이상현상 등이 발생하는 경우, 해당 문제를 해결할 수 있는 전문가들의 단말기로 전문가들의 정보를 요청한다.
금융정보 저장부(419)는 생육자나 검색자가 자신들의 단말기를 통해 생육조건 데이터 수집/제공 서버(400)에 접속하여 각종 정보를 제공하거나 제공받는 경우, 발생되는 비용에 대한 거래정보를 저장하게 된다.
제어부(420)는 생육자 정보 저장부(402), 생육장별 생육생물 정보 저장부(403), 생육장별 모니터링장비 정보 저장부(404), 생육장별 생장촉진 장비 정보 저장부(405), 생육생물 환경 데이터 저장부(406), 생육생물 생장촉진 데이터 저장부(407), 생육생물 생장 데이터 저장부(408), 생육생물 수확 데이터 저장부(409), 생육장별 생육생물 생육정보 요청부(410), 생육장별 생육생물 생육정보 분류부(411), 생육생물 검색정보 제공부(412), 생육생물 검색정보 분석부(매칭부)(413), 생육생물 검색정보 표본화부(414), 생육사례 주기별 생장값/시기 생육조건 생성부(415), 우수생육사례 구간 선별부(416), 생육생물 생육조건 모델 데이터 생성부(417), 전문가 정보 요청부(418) 및 금융정보 저장부(419)를 제어하여 각종 요청이나 문의에 대하여 저장, 분석 및 제공할 수 있도록 제어한다.
도 8은 본 발명에 따른 생물의 최적 생육조건 데이터 수집/제공 방법의 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명에 따른 생물의 최적 생육조건 데이터 수집/제공 방법의 실시예는 도 8에 나타낸 바와 같이, 생육생물 생육조건 최적화 알고리즘 생성을 위한 생육자와 생육장을 선정한다(S500)
이어 생육장에 생육생물 생육에 필요한 장비를 구성(스마트팜 환경조성)한다(S510).
그리고 생육조건 데이터 수집/제공 서버(400)의 데이터베이스에 생육자, 생육장, 장비정보를 저장한다(S520). 즉 도 7에 도시된 바와 같은 생육자 정보 저장부(402), 생육장별 생육생물 정보 저장부(403), 생육장별 모니터링장비 정보 저장부(404), 생육장별 생장촉진 장비 정보 저장부(405) 및 생육생물 환경 데이터 저장부(406)에 분류되어 저장된다.
한편 생육자는 생육자 단말기를 통해 생육생물의 생육환경, 양분제공을 포함하는 생육생물 생육에 이용되는 데이터를 입력하고, 입력된 데이터는 생육조건 데이터 수집/제공 서버(400)에 전송된다(S530). 그에 따라 생육조건 데이터 수집/제공 서버(400)에서는 전송된 데이터를 전송된 단말기 정보에 포함된 식별정보에 따라 생육생물 환경 데이터 저장부(406), 생육생물 생장촉진 데이터 저장부(407) 등에 저장하게 된다. 이때, 생육조건에 대한 주기정보 등도 전송 및 저장된다. 즉 생육조건 데이터 수집/제공 서버(400)에는 생육자 단말기에서 전송된 데이터를 생육생물별 및 생육주기별로 데이터베이스에 축적하게 된다.
그리고 생육생물에 대한 수확이 진행되고, 수확 데이터가 생육조건 데이터 수집/제공 서버(400)로 전송되면, 서버에서는 역시 데이터가 전송된 단말기 정보에 포함된 식별정보에 따라, 즉 생육자와 생육장 등의 정보를 포함하여 생육생물 수확 데이터 저장부에 저장한다(S540).
한편 생육조건 데이터 수집/제공 서버(400)에 고객 단말기로부터 생육생물 생육정보가 요청되면, 서버에서는 조건입력을 요청한다(S540). 이때, 생육생물에 대한 수확시 고객의 우선순위가 요청될 수 있으며, 상기 고객의 우선순위는 도 7의 생육생물 검색정보 제공부(412)에서 제공될 수 있다.
만약 고객이 입력 또는 선정한 우선순위가 있다면 해당 우선순위에 따라 생육생물 검색조건을 분석하고(S560), 분석에 따라 생육생물에 대한 복수의 표본 케이스가 선별된다(S570). 예를 들면 위 선별은 서버(400)의 생육생물 검색정보 분석부(413)와, 생육생물 검색정보 표본화부(414)에서 수행된다.
그리고 선별된 표본 케이스들 각각에 대하여 정보수집 주기별로 생장한 값과 해당 케이스의 생육조건(환경, 양분 등) 데이터를 생성한다(S580). 예를 들면 위 데이터 생성은 서버(400)의 생육사례 주기별 생장값/시기 생육조건 생성부(415)에서 수행된다.
이어 재배시작부터 수확까지 데이터 수집주기별로 가장 우수한 생육을 나타낸 사례들을 정보수집 주기별로 선별하고(S590), 선별된 우수생육주기를 이어붙여 구간결 생육조건(환경, 양분 등) 데이터를 완성한다(S600).
그와 같이 완성된 데이터는 검색 고객 단말기로 전송된다(S610).
이상과 같은 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 개시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 제1 내지 제n 생육장 장비 200 : 생육장 관리자 단말기
300 : 통신망
400 : 생육조건 데이터 수집/제공 서버
500 : 제1 내지 제n 검색 고객 단말기
600 : 제1 내지 제n 전문가 단말기 700 : 금융사 서버
300 : 통신망
400 : 생육조건 데이터 수집/제공 서버
500 : 제1 내지 제n 검색 고객 단말기
600 : 제1 내지 제n 전문가 단말기 700 : 금융사 서버
Claims (8)
- 생육장에 구비되며, 생육생물 생육시 이용되는 복수의 제1 내지 제n 생육장 장비(100);
생육에 필요한 각종 정보나 데이터를 관리하기 위한 생육장 관리자 단말기(200);
생육생물에 대한 파종/부화, 생장, 수확을 포함하는 생육과정에 대한 생육 데이터를 수집/축적하고, 검색자가 희망하는 조건을 입력하면, 수집/축적된 생육 데이터를 검색 알고리즘에 따라 조합하여 완성된 결과물을 생육조건 데이터로 하여 검색자에게 제공하는 생육조건 데이터 수집/제공 서버(400);
상기 생육조건 데이터 수집/제공 서버(400)에 접속하여 생육생물의 생육에 필요한 정보를 검색하는 복수의 제1 내지 제n 검색 고객 단말기(500); 및
생육생물에 대한 분야별 복수의 제1 내지 제n 전문가 단말기(600);
를 포함하고,
상기 생육조건 데이터 수집/제공 서버(400)에서 수집/축적되는 상기 생육 데이터는,
생육자 정보, 각종 장비 정보, 환경 데이터, 생장촉진 데이터, 생장 데이터 및 수확 데이터를 포함하며,
상기 각종 장비 정보는,
생장촉진 장비 정보 및 생장측정 장비 정보를 포함하고,
상기 생장측정 장비 정보는,
온습도계, 조도계, 지능형 CCTV, 양액측정기, CO2 측정계 등의 장비명, 제조사, 모델번호, 검교정 연월일, 오차율을 포함하며,
상기 생장촉진 장비 정보는,
냉난방기, 스프링쿨러, 양액배합기, CO2제어기, 온실개폐기, LED 조도제어 등을 포함하여 해당 장비의 장비명, 제조사, 모델번호, 검교정 연월일, 제공기능, 제공성분을 포함하고,
상기 환경 데이터는,
온도, 습도, 조도, CO2 농도를 포함하여 주기적으로 수집되며,
상기 생장촉진 데이터는,
온도조절, 습도조절, 조도/CO2 조절, 양액조절과 관련하여 보일러 설정온도/가동시간, 수분 공급 양/횟수, LED등 설정조도, 다량원소 공급 성분 및 양, 미량원소 공급 성분 및 양, 사료 제공 성분, 주기 및 양을 포함하여 주기적으로 수집되고,
상기 생장 데이터는,
식물의 주기별 발아/뿌리/줄기/가지/잎/꽃/열매의 유무 및 식물의 주기별 뿌리/줄기/가지/잎/꽃/열매의 수/길이/부피/병충해상태; 어류의 알/부화여부 및 어류의 수/길이/질병상태; 곤충의 알/애벌레/곤충 여부 및 곤충의 수/길이/부피/질병상태; 및 버섯의 포자/균사체 여부 및 버섯의 수/길이/질병상태를 포함하여 주기적으로 수집되며,
상기 수확 데이터는,
식물 수확 시, 뿌리, 잎, 꽃 또는 열매의 수/길이/중량/(화초/과일)색상/당도/병충해상태; 수확한 어류의 수/길이/중량/질병상태; 수확한 애벌레 또는 곤충의 수/길이/중량/질병상태; 및 수확한 버섯의 수/길이/중량/질병상태를 포함하여 1회 또는 복수 회 수집되고,
상기 생육조건 데이터 수집/제공 서버(400)는,
실시간으로 상기 생육장의 복수의 제1 내지 제n 생육장 장비(100)들을 모니터링하고, 상기 생육조건 데이터와 비교하여 현장 환경조건 또는 양분 데이터가 일치되도록 원격제어하며,
상기 검색 알고리즘은,
상기 검색 고객 단말기(500)에 의해 희망조건이 입력되면, 상기 생육 데이터 중에서 상기 수확데이터가 희망조건에 부합되는 생육 데이터를 그룹핑하여 표본으로 구성하고, 구성된 표본 생육 데이터마다 주기별 상기 생장 데이터를 비교 조합하여 최적의 생장모델을 구축하며, 구축된 생장모델 주기별로 상기 환경 데이터와 상기 생장촉진 데이터로 치환하여 최적 생육조건 데이터를 완성하고, 완성된 최적 생육조건 데이터를 제공하도록 구성되고,
희망조건에 부합되는 상기 생장 데이터 값이 동일한 경우, 환경모니터링 장비 종류 수가 더 많은 데이터가 선택되며,
희망조건에 부합되는 생장 데이터라 하더라도 직전 주기와 상기 환경 데이터 또는 직전 주기와 상기 생장촉진 데이터가 설정한도 이상 차이가 나는 경우, 해당 데이터가 선택되지 않고 무시되도록 구성되어,
검색자가 다양한 조건을 조합하여 검색하더라도, 조건에 부합되는 최적의 생육조건 데이터가 구축되어 제공되도록 한 것을 특징으로 하는 생물의 최적 생육조건 데이터 수집/제공 시스템.
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- 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 생육조건 데이터 수집/제공 서버(400)는,
상기 생육조건 데이터 수집/제공 서버(400)가 통신하는 제1 내지 제n 생육장 장비(100), 생육장 관리자 단말기(200), 복수의 제1 내지 제n 검색 고객 단말기(500)간 통신을 지원하는 통신부(401)와,생육관련 데이터가 저장되는 데이터베이스와, 생육장별 생육생물 생육정보가 요청되는 생육장별 생육생물 생육정보 요청부(410);
상기 통신부(401)를 통해 전송되는 상기 생육장별 생육생물 생육정보를 분류하여 데이터베이스에 저장하는 생육장별 생육생물 생육정보 분류부(411);
생육생물 검색정보를 검색 고객 단말기(500)로 제공하는 생육생물 검색정보 제공부(412);
복수의 제1 내지 제n 검색 고객 단말기(500)에서 검색하고자 하는 생육생물에 대한 검색정보를 분석하여 매칭시키는 생육생물 검색정보 분석부(매칭부)(413);
생육생물 검색정보에 대한 표본화가 수행되는 생육생물 검색정보 표본화부(414);
생육생물들의 생육사례에 대하여 주기별 생장값과 시기에 따른 생육조건을 생성하는 생육사례 주기별 생장값/시기 생육조건 생성부(415);
생육생물의 생육 중 우수생육사례에 대한 구간을 선별하는 우수생육사례 구간 선별부(416);
생육생물 생육조건 모델 데이터를 생성하는 생육생물 생육조건 모델 데이터 생성부(417);
생육조건 데이터 수집/제공 서버(400)에 접속시 발생되는 거래정보가 저장되는 금융정보 저장부(419); 및
상기 생육조건 데이터 수집/제공 서버(400)를 제어하는 제어부(420);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 생물의 최적 생육조건 데이터 수집/제공 시스템. - 삭제
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
| KR1020210040419A KR102321137B1 (ko) | 2021-03-29 | 2021-03-29 | 생물의 최적 생육조건 데이터 수집/제공 시스템 및 방법 |
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| KR20170096295A (ko) | 2016-02-15 | 2017-08-24 | 계명대학교 산학협력단 | 스마트 온실 관제 시스템 |
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