KR102432723B1 - Apparatus and the method for the bare ground type wireless automatic irrigating - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 노지형 무선 자동관수장치 및 방법에 관한 것으로 더욱 자세하게는, 농한기의 자동관수장치 철거의 불편함과 통신선로 구축의 애로점을 해소할 수 있고, 노지에서 흔하게 발생하는 농기계로 인한 유선 절단 방지 효과가 있는 노지형 무선 자동관수장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an outdoor type wireless automatic irrigation device and method, and more particularly, it can solve the inconvenience of removing the automatic irrigation device during the agricultural and cold season and the difficulties of establishing a communication line, and prevent wire cutting caused by agricultural machinery commonly occurring in the field It relates to an effective outdoor type wireless automatic irrigation device and method.
일반적으로, 농가에서 사용되는 관수공급장치는 비닐하우스 등에 구비된 분사 노즐이나 기타 다양한 장치에 연결되어 다량의 물을 공급할 수 있도록 구성된다.In general, an irrigation supply device used in a farmhouse is connected to a spray nozzle or other various devices provided in a plastic house and the like to supply a large amount of water.
상기 관수(灌水, watering)란 작물 생육에 필요한 토양의 수분이 부족할 때 인위적으로 물을 공급하는 것으로서, 즉, 식물이 물을 잘 흡수할 수 있도록 도와주는 장치로서, 대다수의 농가 모두 식물 재배를 위하여 관수시설장치를 사용한다. The irrigation (灌水, watering) is an artificial supply of water when the soil moisture required for crop growth is insufficient, that is, a device that helps plants to absorb water well, and most of the farmhouses are for plant cultivation. Use irrigation equipment.
그러나, 기존의 관수공급장치는 노지 농업의 특성상 농경지 면적이 넓고, 전기 공급이 원활하지 않아 자동관수시설의 구축이 어렵다는 단점이 있었다. However, the existing irrigation supply system had disadvantages in that it was difficult to construct an automatic irrigation facility because the agricultural land area was large and electricity supply was not smooth due to the characteristics of open-field agriculture.
또한, 전기시설 등이 해결된다고 하더라도 자동관수 제어를 위해서 주로 사용되는 시리얼 통신을 가지고 통신선로를 구축하는데 있어 어려움이 있었다. In addition, even if the electrical facilities were solved, there was a difficulty in constructing a communication line with serial communication mainly used for automatic irrigation control.
또한, 농한기에는 자동관수시설을 철거해야 하므로, 전기 및 통신선로의 철거와 다시 설치하여야 한다는 번거로움과 곤란함이 있었다. In addition, since the automatic irrigation facility has to be removed during the agricultural season, there was trouble and difficulty in removing and reinstalling electricity and communication lines.
또한, 기존 노지농업의 특성상 전기 통신시설 구축 문제(비용, 설치난이도 등)에 대한 애로 사항이 있어, 자동 관수 시스템의 구축 확대가 되지 않고 있다는 문제점도 있었다. In addition, there was a problem that the construction of an automatic irrigation system was not expanded due to difficulties in the construction of telecommunication facilities (cost, difficulty of installation, etc.) due to the characteristics of existing open-field agriculture.
또한, 노지에 유선을 이용한 자동관수 제어는 노지농업의 특성상 경운기, 트랙터 등 농기계에 의한 유선 절단 현상이 빈번히 발생하는 문제점도 있었다. In addition, the automatic irrigation control using a wire in the open field has a problem in that the wire cutting phenomenon by agricultural machinery such as cultivators and tractors frequently occurs due to the characteristics of open field agriculture.
따라서, 최근에는 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 관수공급장치에 정보통신기술(ICT)을 접목시켜 활용한 새로운 기술이 개발되고 있다. Therefore, in recent years, in order to solve these problems, a new technology utilizing information and communication technology (ICT) grafted to the irrigation supply device has been developed.
따라서, 본 발명은 무선통신 방식의 적용으로 별도의 통신 선로의 구축이 필요한 문제점을 해결할 수 있는 노지형 무선 자동관수장치 및 방법을 제공할수 있는 있는 것이다. Accordingly, the present invention can provide an outdoor type wireless automatic irrigation apparatus and method that can solve the problem of requiring the construction of a separate communication line by applying the wireless communication method.
또한, 스마트팜 구축시 노지 관수시설을 자동으로 제어함에 있어, 전기 및 통신시설의 설치 비용과 유지관리 문제를 해결할 수 있는 무선으로 제어 가능한 절전형 무선 자동관수시스템을 제공하고자 하는데 있는 것이다. In addition, it is intended to provide a power-saving wireless automatic irrigation system that can be controlled wirelessly, which can solve the installation cost and maintenance problems of electricity and communication facilities in automatically controlling the outdoor irrigation facilities when constructing a smart farm.
또한, 무선 통신 방식에 있어서도, 무선메쉬네트워크 방식을 통한 기존의 무선랜을 극복하여 통합적인 무선으로 연결하는 방식을 이용한 노지형 무선 자동관수장치 및 방법을 제공하고자 하는데 있는 것이다. In addition, in the wireless communication method, it is intended to provide an outdoor type wireless automatic irrigation apparatus and method using an integrated wireless connection method by overcoming the existing wireless LAN through the wireless mesh network method.
이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 상기 노지의 환경 정보를 측정할 수 있는 통합제어플랫폼과 상기 통합제어플랫폼과 인터넷으로 연동하여, 관수 제어신호를 전송하는 자동관수 통합제어기(Master)와 상기 통합제어플랫폼으로부터 수신된 상기 관수 제어신호를 전달하는 자동관수무선중계모듈과 상기 자동관수무선중계모듈을 통하여 상기 자동관수 제어명령을 수신하고, 무선중계모듈에 응답하는 자동관수무선모듈(Slave)과 상기 자동관수무선모듈로부터 자동관수제어명령을 수신하고, 관수시설의 상태정보를 확인하고 관수시설을 제어하는 자동관수제어모듈(Slave)과 상기 자동관수제어모듈로부터 제어명령을 수신하여 관수동작을 수행하는 관수모터, 전자밸브로 이루어진 자동관수 제어시설과 상기 관수동작을 하기 전에, 관수시설의 상태를 감지하는 유량계, 수위계, 압력계를 포함하는 자동관수감지시설과 상기 통합제어 플랫폼에 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하여 전기를 생산하는 태양광 패널과 상기 태양광 패널을 통하여 생산된 전기를 관수제어용 전력으로 변환하여 출력하도록 내부에 상기 태양광 패널에서 생산된 교류전원을 직류전원으로 출력하는 컨버터와 상기 컨버터에서 출력된 직류전원을 교류전원으로 출력하는 인버터가 형성된 전력 변환부와 상기 관수제어용 전력으로 변환시키기 위해, 외부 계통전원과 연결되어 상기 계통전원으로부터 공급된 전기를 출력하는 연결형 전력 변환부로 이루어지는 태양광 전원장치를 포함하며, 상기 자동관수 무선모듈과 상기 자동관수 제어모듈은 보통 대기모드 상태이며, 상기 자동관수 무선중계모듈로부터 제어명령을 받으면 awake 명령으로 활성화되어 자동관수 동작을 수행하고, 상기 자동관수가 완료되면 다시 절전(대기)모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 것이다. In order to solve this problem, the present invention provides an integrated control platform capable of measuring the environmental information of the field, an automatic irrigation integrated controller (Master) that transmits irrigation control signals by interworking with the integrated control platform and the Internet, and the integrated control An automatic irrigation wireless relay module that transmits the irrigation control signal received from the platform, and an automatic irrigation wireless module (Slave) that receives the automatic irrigation control command through the automatic irrigation wireless relay module and responds to the wireless relay module and the automatic An automatic irrigation control module (Slave) that receives an automatic irrigation control command from the irrigation wireless module, checks the status information of the irrigation facility, and controls the irrigation facility, and receives a control command from the automatic irrigation control module to perform irrigation An automatic irrigation control facility consisting of a motor and a solenoid valve and an automatic irrigation detection facility including a flow meter, a water level gauge, and a pressure gauge that detects the state of the irrigation facility prior to the irrigation operation and solar energy to the integrated control platform as electrical energy A solar panel that converts and produces electricity, a converter that outputs AC power produced by the solar panel to DC power inside, and a converter that converts the electricity produced through the solar panel into power for irrigation control and outputs it Solar power comprising a power converter having an inverter that outputs the output DC power to AC power and a connection-type power converter that is connected to an external grid power and outputs electricity supplied from the grid power in order to convert the power for irrigation control into the power for irrigation control device, wherein the automatic irrigation wireless module and the automatic irrigation control module are in a normal standby mode, and when a control command is received from the automatic irrigation wireless relay module, they are activated by an awake command to perform an automatic irrigation operation, and the automatic irrigation is It is characterized in that it switches back to the power saving (standby) mode when completed.
또한, 상기 통합제어 플랫폼은 상기 노지의 기상정보, 온도센서, 습도센서, 일사량 센서 및 토양센서를 포함하여, 야외 환경 정보를 수집하는 토양환경측정장비와 상기 토양환경측정장비를 통해서 정보를 수집하는 was 서버와 상기 was 서버와 무선통신을 하여, 상기 토양환경측정장비를 통하여 수집한 데이터를 외부로 전송하는 단말기와 상기 was 서버를 통한 측정된 데이터를 수신받아 저장하는 클라우드 서버와 상기 was 서버를 통하여 상기 토양환경측정장비를 통한 정보를 활용하여 관수제어를 실행시키도록 하는 관수제어 응용소프트웨어를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다. In addition, the integrated control platform collects information through the soil environment measurement equipment and the soil environment measurement equipment for collecting outdoor environment information, including weather information, temperature sensor, humidity sensor, insolation sensor and soil sensor of the field. Through wireless communication with the was server and the was server, a terminal that transmits the data collected through the soil environment measuring equipment to the outside, and a cloud server that receives and stores the measured data through the was server and the was server It is characterized in that it includes irrigation control application software to execute irrigation control by utilizing information through the soil environment measurement equipment.
또한, 상기 관수제어 응용소프트웨어는 원수(原水) 물통에 담기는 원수 압력의 정보, 수위 정보, 관수 유량정보, 전자밸브의 압력세팅, 관수시설의 기본정보가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다. In addition, the irrigation control application software is characterized in that the information of the raw water pressure contained in the raw water bucket, water level information, irrigation flow rate information, the pressure setting of the solenoid valve, and basic information of the irrigation facility are included.
또한, 상기 관수 제어작동을 실행할 경우, 상기 자동관수제어모듈을 awake 신호에 의한 활성화 동작을 통해 상기 관수시설의 저전력 운영이 가능한 것을 특징으로 한다. In addition, when executing the irrigation control operation, it is characterized in that the low-power operation of the irrigation facility is possible through the activation operation of the automatic irrigation control module by an awake signal.
또한, 무선 자동관수장치를 이용하여 자동관수 공급의 제어 방법에 있어서, 무선중계모듈이 통합제어플랫폼으로부터 관수 제어명령을 수신하는 단계와 상기 무선중계모듈을 통한 관수 제어의 awake 명령을 자동관수무선모듈에서 수신하여 명령을 송신하는 단계와 상기 무선중계모듈에서 관수 제어 명령을 상기 자동관수무선모듈에게 송신하는 단계와 상기 자동관수무선모듈이 명령 실행을 위하여 자동관수제어시설을 통하여 전자밸브 및 관수모터를 제어하기 위하여 제어명령을 인가하는 단계와 상기 무선 자동관수장치의 상태 정보를 수집하는 단계와 상기 무선중계모듈이 상기 무선 자동관수장치의 상태 정보를 확인, 관수 제어의 지속 여부를 상기 자동관수무선모듈에게 통보하는 단계와 상기 무선중계모듈이 상기 통합제어플랫폼으로부터 관수제어종료명령을 수신하면 자동관수무선모듈에게 관수제어의 종료명령을 전송하는 단계와 상기 무선중계모듈에서 상기 자동관수무선모듈의 대기모드 상태를 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, in the control method of automatic irrigation supply using a wireless automatic irrigation device, the wireless relay module receives the irrigation control command from the integrated control platform and the automatic irrigation wireless module performs the awake command of irrigation control through the wireless relay module. transmitting a command received from the wireless relay module, transmitting an irrigation control command from the wireless relay module to the automatic irrigation wireless module, and the automatic irrigation wireless module operates a solenoid valve and an irrigation motor through an automatic irrigation control facility to execute the command The steps of applying a control command to control the automatic irrigation device, collecting status information of the wireless automatic irrigation device, and the wireless relay module checking the status information of the wireless automatic irrigation device, and determining whether irrigation control is continued or not and when the wireless relay module receives the irrigation control termination command from the integrated control platform, transmitting the irrigation control termination command to the automatic irrigation wireless module; It characterized in that it comprises the step of checking the status.
따라서, 본 발명은 종래 노지 농업의 특성상, 전기 통신시설 구축 문제(비용, 설치 난이도 등)와 유지보수(빈번한 절단 현상 등) 문제를 해결하여 자동관수장치의 구축의 확대를 할수 있는 노지형 무선 자동관수장치 및 그 방법을 제공할 수 있는 효과가 있는 것이다. Therefore, the present invention solves the problems of construction of telecommunication facilities (cost, installation difficulty, etc.) and maintenance (frequent cutting phenomenon, etc.) problems due to the characteristics of conventional open-field agriculture, so that the construction of automatic irrigation equipment can be expanded. There is an effect that can provide an irrigation device and a method therefor.
도 1은 본 발명에 의한 노지형 무선 자동관수장치의 구성도.
도 2는 통합제어플랫폼과 자동관수시설과의 연결도.
도 3은 단말기의 블록도.
도 4는 무선중계모듈과 관수제어모듈과의 관계도.
도 5는 무선메쉬네트워크에 대한 설명을 위한 사진.
도 6은 자동관수제어시설의 블록도.
도 7은 자동관수감지시설의 블록도.
도 8은 관수정보 분석 알고리즘을 나타낸 도면.
도 9는 통합제어플랫폼과 태양광 전원장치와의 연결도.
도 10은 노지형 무선 자동관수장치를 이용한 관수제어방법의 흐름도. 1 is a block diagram of an outdoor type wireless automatic irrigation device according to the present invention.
Figure 2 is a connection diagram between the integrated control platform and automatic watering facilities.
3 is a block diagram of a terminal;
4 is a diagram illustrating a relationship between a wireless relay module and an irrigation control module.
5 is a photograph for explaining a wireless mesh network.
6 is a block diagram of an automatic irrigation control facility.
7 is a block diagram of an automatic water irrigation detection facility.
8 is a diagram illustrating an irrigation information analysis algorithm.
9 is a connection diagram between the integrated control platform and the solar power supply.
10 is a flowchart of a irrigation control method using an outdoor type wireless automatic irrigation device.
이하에서는 본 발명의 양호한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시가 되더라도 가능한 한 동일 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are marked on different drawings.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위하여 사용된 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현도 의미하는 것임을 미리 밝혀두고자 한다. In addition, since the terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, it is not intended to limit the present invention, and the singular expression means a plural expression unless the context clearly indicates otherwise. we want to leave
도 1은 본 발명에 의한 노지형 무선 자동관수장치의 구성도이고, 도 2는 통합제어플랫폼과 자동관수시설과의 연결도이고, 도 3은 단말기의 블록도이고, 도 4는 무선중계모듈과 관수제어모듈과의 관계도이고, 도 5는 무선메쉬네트워크에 대한 설명을 위한 사진이고, 도 6은 자동관수제어시설의 블록도이고, 도 7은 자동관수감지시설의 블록도이고, 도 8은 관수정보 분석 알고리즘을 나타낸 도면이고, 도 9는 통합제어플랫폼과 태양광 전원장치와의 연결도이고, 도 10은 노지형 무선 자동관수장치를 이용한 관수제어방법의 흐름도이다. 1 is a block diagram of an outdoor type wireless automatic irrigation apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a connection diagram between an integrated control platform and an automatic irrigation facility, FIG. 3 is a block diagram of a terminal, and FIG. 4 is a wireless relay module and It is a relationship diagram with the irrigation control module, FIG. 5 is a picture for explaining the wireless mesh network, FIG. 6 is a block diagram of an automatic irrigation control facility, FIG. 7 is a block diagram of an automatic irrigation detection facility, and FIG. It is a diagram showing the irrigation information analysis algorithm, FIG. 9 is a connection diagram between the integrated control platform and the solar power supply device, and FIG. 10 is a flowchart of the irrigation control method using the outdoor wireless automatic irrigation device.
본 발명을 설명하기에 앞서, 본 명세서에 등장하는 용어인 Master는 주된 장치인 자동관수 통합제어기 및 무선중계모듈을 의미하며, Slave는 종된 장치인 자동관수 무선모듈 및 자동관수 제어모듈을 의미하는 것임을 밝혀두고자 한다. Before describing the present invention, the term Master, which appears in this specification, means an integrated automatic irrigation controller and a wireless relay module, which are main devices, and Slave means an automatic irrigation wireless module and an automatic irrigation control module, which are slave devices. We would like to clarify
도 1을 참조하면, 본 발명의 노지형 무선 관수공급장치는 크게, 노지의 환경 정보를 측정할 수 있는 통합제어플랫폼(100)과 상기 통합제어플랫폼(100)과 인터넷으로 연동하여, 관수 제어신호를 전송하는 자동관수 통합제어기(200)와 상기 통합제어플랫폼(100)으로부터 수신된 상기 관수 제어신호를 전달하는 자동관수무선중계모듈(300)과 상기 자동관수무선중계모듈(300)을 통하여 상기 자동관수 제어명령을 수신하고, 상기 자동관수무선중계모듈(300)에 응답하는 자동관수무선모듈(400)과 상기 자동관수무선모듈(400)로부터 자동관수제어명령을 수신하고, 관수시설의 상태정보를 확인하고 관수시설을 제어하는 자동관수제어모듈(500)과 상기 자동관수제어모듈(500)로부터 제어명령을 수신하여 관수동작을 수행하는 관수모터(620), 전자밸브(610)로 이루어진 자동관수 제어시설(600)과 상기 관수동작을 하기 전에, 관수시설의 상태를 미리 감지하는 압력계(731), 수위계(732), 유량계(733)를 포함하는 자동관수감지시설(700)을 포함하는 구성으로 이루어진다. Referring to Figure 1, the outdoor type wireless irrigation supply device of the present invention is largely linked to the integrated
이하에서는, 상기 통합제어플랫폼(100)에 관한 설명을 도면을 첨부하여 하기로 한다. Hereinafter, a description of the integrated
상기 통합제어플랫폼(100)은 이동통신망과 인터넷망 중에서 선택된 어느 하나로 접속 가능한 특징을 갖는다. The integrated
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 통합제어플랫폼(100)은 기상/토양환경측정장비(110), 단말기(120), was 서버(130), 클라우드 서버(140) 및 관수제어 응용소프트웨어(150)로 크게 이루어진다. As shown in FIG. 2 , the integrated
참고로, 상기 was 서버(130)는 웹서버(web server)와 웹컨테이너(web container)가 합쳐진 형태의 서버로서, 상기 웹서버 단독으로는 처리할 수 없는 데이터베이스의 조회나 다양한 로직 처리가 필요한 동적 컨텐츠를 제공할수 있는 특징이 있다. For reference, the was
야외의 기상/토양환경 정보를 수집하는 기상/토양환경측정장비(110)는 기상청 서버(미도시)를 통한 노지의 기상정보(온도센서, 습도센서, 풍향/풍속센서, 일사량 센서, 강우량센서) 및 토양정보 (지온, 지습(地濕), 토양EC(염류), pH, NPK(질소, 인, 칼륨)센서)를 포함하는 구성이며, 상기 노지의 야외 환경을 측정하여 이를 수집한다. Meteorological/soil
상기 기상정보는 온도, 일조량 및 강우확률 등을 포함하는 기상관측정보 및 일기예보 정보 등을 포함한다. 또한, 이와 별도로 관수 공급 지역에 기상청의 일기예보를 적용할수 있는 곳이 아니고 벗어난 경우에는 지역내에 설치된 기상부를 통하여 기상정보를 취득하는 것이다. The meteorological information includes weather observation information and weather forecast information including temperature, amount of sunshine and rainfall probability. In addition, if the weather forecast of the Korea Meteorological Administration is not applicable to the irrigation supply area separately, weather information is acquired through the meteorological department installed in the area.
토양센서는 관수 구역 내의 토양 수분 및 토양 온도를 수신하며, 임의의 관수 관리 영역에 복수의 토양수분 센서가 산재하여 설치된다. The soil sensor receives soil moisture and soil temperature in the irrigation zone, and a plurality of soil moisture sensors are scatteredly installed in an arbitrary irrigation management area.
이와 같이, 기상/토양환경측정장비(110)는 상기 기상정보를 비롯하여, 토양의 수분량을 측정하여 측정된 토양의 수분량 등을 포함하는 토양 수분 측정 정보와 해당 노지의 온도, 습도 및 일사량 정보를 was서버(130)로 전송하는 것이다. In this way, the meteorological / soil
또한, 상기 기상/토양환경측정장비(110)는 본 발명에 의한 자동관수장치가 필요한 토지의 원하는 위치에 고정시켜 사용하는 장치로서, 시작 이전에 무선 수집기간 및 임계값과 정상 데이터 범위를 설정하여 사용한다.In addition, the meteorological/soil
예를 들어, 상기 기상/토양환경측정장비(110)는 상기 임계값의 허용범위를 벗어난 온도, 습도, 일사량, 또는 토양에 대한 데이터가 수집되면 그앞 데이터와 그뒤 데이터를 저장하고, 상기 임계값의 허용범위를 벗어났다고 모두 저장하지 않으며 그전 데이터의 값에서 허용 범위를 벗어나는 경우만 저장한다.For example, the meteorological/soil
또한, 상기 기상/토양환경측정장비(110)는 모든 측정 데이터를 수집하는 것이 아닌 1시간 동안 데이터의 변화가 없는 경우, 마지막 데이터를 저장하는 것과 같이 의미있는 필요 데이터만 수집하고 측정 완료 후, 수집된 데이터를 블루투스 통신을 이용하여 전송한다. In addition, the meteorological/soil
상기 단말기(120)는 관리하기 위한 어플(미도시)이 내부에 설치되어, 기상/ 토양환경측정장비(110) 및 상기 was 서버(130)와의 무선통신을 통해 상기 기상/토양환경측정장비(110)에서 수집된 데이터를 클라우드 서버(140)에 전송하여 조치 매뉴얼을 제공받을 수 있다. 여기서, 상기 단말기(120)는 스마트폰을 비롯하여 타블렛, PC 등과 같은 모든 종류의 정보처리장치가 해당된다. The
보다 구체적으로, 상기 단말기(120)는 도 3에 도시된 바와 같이 통신모듈(121)과 주제어부(122), 활성화부(123), 및 시스템 DB(124)를 포함한다.More specifically, as shown in FIG. 3 , the
상기 통신모듈(121)은 주변기기인 상기 기상/토양환경측정장비(110), 단말기(120) was 서버(130) 등과의 무선통신을 위한 인터페이스를 제공한다.The
상기 활성화부(123)는 상기 기상/토양환경측정장비(110)가 측정한 측정정보를 조회하거나, 클라우드 서버(140)에서 제공하는 매뉴얼을 조회하거나, 상기 기상/토양환경측정장비(110) 등의 장치를 설정하며, 측정기간 등과 같은 일정을 관리한다.The
한편, 상기 시스템 DB(124)는 관수 공급 장치를 이용하는 사용자 정보, 상기 기상/토양환경측정장비(110)가 측정한 측정정보, 그리고 상기 기상/토양환경측정장비(110)의 장치 정보 등을 저장, 관리한다.Meanwhile, the
상기 주제어부(122)는 상기 통신모듈(121)을 제어하거나, 요청에 따라 측정정보를 조회하고 장치를 세팅하기 위해 활성화부(123)를 제어하며, 통신모듈(121)을 통해 수신되는 사용자 정보, 측정정보, 또는 장치 정보 등을 저장하거나 검색하여 송신하기 위해 시스템DB(124)을 제어한다.The
was 서버(130)는 기상/토양환경측정장비(110)를 통해서 정보를 수집하는 역할을 한다. 또한, 상기 was 서버(130)는 단말기(120)를 통하여 수집한 정보를 통합하여 관수제어 응용 소프트웨어(150)로 전송하는 역할도 하는 것이다. was
클라우드 서버(140)는 상기 was 서버(130)로부터 계측한 데이터를 수신받아 저장한다. The
관수제어 응용소프트웨어(150)는 상기 was 서버(130)를 통해 상기 기상/토양환경측정장비(110)로부터 수신한 정보(기상정보 등)등을 활용하여 자동관수제어장치(200)로 하여금 관수 제어를 실행시키도록 하는 것이다.The irrigation
따라서, 통합제어 플랫폼(100)은 상기 관수제어 응용소프트웨어(150)를 이용하여 노지의 환경 정보를 측정하며, 기상청의 기상 예보 정보와 관수지역 내 외부 기상대(미도시)의 기상정보 및 상기 관수지역 내의 지온/ 지습 정보를 통하여 관수의 제어 여부를 판단하여 제어신호를 Master인 자동관수통합 제어기(200)로 전달하는 것이다. Accordingly, the
이하의 표 1은, 상기 관수제어 응용소프트웨어(150)를 이용한 관수 제어 조건이다. Table 1 below shows irrigation control conditions using the irrigation
상기 [표 1]에서와 같이 만일, 내일 날씨가 맑고, 현재 온도, 풍향이 정상이며, 현재 지습이 10% 이하로 낮으면 금일에 관수 제어를 실행하며, 내일 비가 오고, 현재 습도는 높지만, 현재 지습이 너무 낮은 5% 이하가 되면 금일에 미리 관수 제어를 실행하는 것이다. As shown in Table 1 above, if the weather tomorrow is clear, the current temperature and wind direction are normal, and the current humidity is below 10%, irrigation control is executed today, it will rain tomorrow, and the current humidity is high, but If the humidity falls below 5%, which is too low, irrigation control is performed in advance today.
또한, 상기 관수제어 응용소프트웨어(150)는 자동관수시설(700)과 연계하여 본 발명에 의한 자동관수장치를 보호하는 역할도 하는데, 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다. In addition, the irrigation
상기 관수제어 응용소프트웨어(150)로부터 관수 제어 신호를 수신한 자동관수 통합제어기(200)는 상기 서술한 통합제어 플랫폼(100)과는 인터넷으로 연동하는 형태이다. The automatic irrigation integrated
자동관수 통합제어기(200)는 관수 제어 신호를 무선중계모듈(300)로 전송한하는 것인데, 상기 자동관수 통합제어기(200)와 상기 무선중계모듈(300)은 자동 관수 제어를 위한 주된 마스터(master) 역할을 하는 장치들인 것이다. The automatic irrigation integrated
상기 자동관수 통합제어기(200)에서 통합제어플랫폼(100)으로부터 관수제어명령의 신호를 인가받아 awake 신호로 변환된 관수 제어 명령을 무선중계모듈(300)로 전송한다. The automatic irrigation integrated
따라서, 상기 자동관수 통합제어기(200)의 awake 신호에 의한 활성화 동작을 통해서, 본 발명의 노지형 무선 자동관수장치의 저전력 운영이 가능한 것이다. Therefore, through the activation operation by the awake signal of the automatic irrigation integrated
부가적으로, 본 발명의 노지형 무선 자동관수장치는 태양광 전원시스템을 적용하여, 반영구적으로 사용할수 있는데, 이에 관하여는 후술(後述)하기로 한다. Additionally, the outdoor wireless automatic irrigation device of the present invention can be used semi-permanently by applying a solar power system, which will be described later.
상기 무선중계모듈(300)은 상기 자동관수통합제어기(200)로부터 상기 관수 제어신호를 수신하는데, 관수 제어명령 이외에도 관수의 제어 상태확인, 관수 제어의 종료나 지속 여부를 관수제어모듈(500)에 전송한다. The
상기 무선중계모듈(300)에서 상기 자동관수제어모듈(500)로의 명령과 응답은 자동관수무선모듈(400)이 매개체 역할을 하여 이를 상호 연결하는 것이다.Commands and responses from the
그리고, 상기 자동관수무선모듈(400)과 상기 자동관수제어모듈(500)은 종속(slave) 관수제어 역할을 하는 장치들인 것이다. In addition, the automatic
더 나아가, 다시 도 1을 참조하면, 앞서 설명한 자동관수통합제어기(200)와 무선중계모듈(300)로 이루어진 1개의 master 장치로, 상기 상기 자동관수무선모듈(400)과 상기 자동관수제어모듈(500)로 이루어진 다수개인 n개의 slave 장치를 접속이 가능하도록 구성되는 것이다. Furthermore, referring back to FIG. 1, as one master device consisting of the automatic irrigation integrated
도 4는 자동관수통합제어장치(200)와 무선중계모듈(300)로 이루어진 master 장치가 자동관수무선모듈(400)과 자동관수제어모듈(500)로 이루어진 slave 장치간의 통신 관계를 나타내는 도면으로서, 상기 master 장치에서 제어명령 등을 하달하면 상기 slave 장치는 이에 응답하는 형태인 것이다. 4 is a diagram showing the communication relationship between the master device composed of the automatic irrigation integrated
또한, 상기 무선중계모듈(300)과 상기 자동관수무선모듈(400)은 사이의 통신은 무선통신 방식은 무선메쉬네트워크(wireless mesh network)로 연결되어 양방향 통신을 하는 것인데, 도 5는 상기 무선메쉬네트워크에 대한 설명을 위한 사진이다. 이하, 상기 무선메쉬네트워크 방식에 대하여 도면을 참조하여 간략하게 설명한다. In addition, the wireless communication method between the
일반적으로, 무선 AP(Access Point)라고 하는 장치에 노트북 PC나 PDA 등과 같은 무선기기들을 24GHz라고 하는 무선 주파수를 활용해서 인터넷 등을 사용할 수 있는 것이 전형적인 무선랜의 환경이다. In general, it is a typical wireless LAN environment in which a device called a wireless access point (AP) can use the Internet, etc. by using a wireless frequency called 24 GHz for wireless devices such as a notebook PC or a PDA.
왼쪽 사진인 기존 유선 네트워크 환경이 액세스포인트(AP)라고 하여 중계기 또는 무선공유기를 통해 신호를 연결해가는 방식으로 모든 AP가 유선으로 연결된 형태인 것이다. 이를 자세히 보면 무선 구간은 AP와 노트북 단말만 무선 구간이 되어 있고 AP와 실제 데이터를 주고 받고 하는 시스템(Switch)은 유선으로 연결되어 있는 것이다. In the picture on the left, the existing wired network environment is called an access point (AP), and signals are connected through a repeater or wireless router, and all APs are connected by wire. If you look closely at this, only the AP and the laptop terminal are wireless sections in the wireless section, and the system (Switch) that exchanges actual data with the AP is connected by wire.
여기서, 본 발명에 적용되는 무선 메쉬 네트워크가 도입이 되면 우측의 사진 처럼 변경된다. 이때, AP에 연결되어 있던 케이블 대신 메쉬노드라고 하는 무선 메쉬 네트워크를 구성하는 시스템이 들어감으로써 모든 구간을 무선화가 가능하게 되는 것이다. Here, when the wireless mesh network applied to the present invention is introduced, it is changed as shown in the picture on the right. At this time, instead of the cable connected to the AP, a system constituting a wireless mesh network called a mesh node enters, so that all sections can be made wireless.
즉, 오른쪽 사진인 상기 무선 메쉬네트워크는 대표 액세스포인트(AP)만 오직 유선으로 연결되면, 기존의 무선통신 기지국처럼 안테나 역할을 한 무선통신 라우터(router: 서로 다른 네트워크를 연결시켜 주는 장치)들이 메쉬노드가 되어 모든 구간을 무선으로 연결하는 방식인 것이다. 따라서, 기존 무선랜의 한계를 극복하여 사용자는 마치 와이파이를 접속하는 것과 유사한 절차로 전체 통합적인 유기적인 네트워크를 사용할수 있는 것이다. That is, in the wireless mesh network in the picture on the right, when only the representative access point (AP) is connected by wire, wireless communication routers (devices that connect different networks) that act as antennas, like the existing wireless communication base stations, are meshed with each other. It becomes a node and connects all sections wirelessly. Therefore, by overcoming the limitations of the existing wireless LAN, the user can use the entire integrated organic network with a procedure similar to connecting to Wi-Fi.
따라서, 상기와 같이 master인 무선중계모듈(300)과 slave인 자동관수무선모듈(400)은 서로 양방향 통신을 하게 되어, 더욱 진일보된 무선네트워크 환경을 통하여 상호간에 유기적이면서도 효율적인 소통이 가능한 것이다.Therefore, as described above, the master
slave에 해당하는 상기 자동관수무선모듈(400)과 자동관수제어모듈(500)을 통하여 관수 제어신호를 인가하여 자동관수 제어시설(600)을 제어한다. The automatic
도 6을 참조하면, 상기 자동관수 제어시설(600)에는 전자밸브(610)와 관수모터(620)가 형성되어 있다. 상기 전자밸브(610)는 관수나 양액이 담겨 있는 저수조(미도시)의 물이나 양액을 급수 대상 토지 등에 관수 또는 양액을 급수하는 송수관(미도시)에 부착되어 있는 밸브로서, 자동관수제어모듈(500)과 블루투스, 와이파이, NFC 등의 무선통신으로 연결되어, 상기 자동관수제어모듈(500)의 작동과 제어에 따라 사전 설정된 시간 간격마다 본 발명에 의한 무선 관수공급장치를 통하여 노지 등에 물을 공급할 수 있도록 하는 것이다. Referring to FIG. 6 , an
즉, 전자밸브(610)는 관수 제어를 위한 것으로서, 송수관에 부착, 설치되어 상기 송수관의 개폐를 통해 물의 공급량을 제어하는 역할을 한다.That is, the
또한, 관리자나 작업자는 통합제어플랫폼(100)에 형성된 단말기(120)를 통해서도, 상기 전자밸브(610)의 물의 공급시간 뿐만 아니라 개방 또는 폐쇄의 제어가 가능하다.In addition, the manager or operator can control the opening or closing as well as the water supply time of the
또한, 관수모터(620)는 물을 공급하기 위한 동력을 제공하는 장치로서, 원수물통(미도시)에 수용된 물을 노지에 공급될 수 있도록 하는 것이다. 더 나아가, 흡입모터(630)도 형성되어 있어 공기를 흡입하는 역할을 한다. In addition, the
따라서, 상기와 같은 기능을 가지는 상기 관수모터(620) 및 전자밸브(610)를 제어하는 제어부(미도시)가 더 구비되어 있는 것이다. 상기 전자밸브(610)는 전자릴레이(미도시)와 연결되며, 상기 제어부의 제어신호를 통해 상기 전자릴레이를 온(on) 또는 오프(off) 상태로 유지시킴으로써, 관수를 전자밸브(610)를 통해 자동으로 제어하게 된다.Accordingly, a control unit (not shown) for controlling the
그리고, 상기에서 설명한 자동관수제어시설(600) 이외에도, 자동관수 감지시설(700)가 형성되어 있다.In addition to the automatic
상기 자동관수 감지시설(700)의 구성요소로는 도 7에 도시된 바와 같이, 물통(미도시)에 유입되는 원수(原水)의 압력정보를 인식하는 압력계(731)와 상기 물통의 수위 정보를 인식하는 수위계(732), 공급되는 물의 유량정보를 인식하는 유량계(733)와 관수시설의 위치 등의 기본정보가 저장된 관수시설 기본정보부(734)로 이루어진다. As the components of the automatic
도 8을 보면, 상기와 같이 본 발명에 의한 자동관수장치를 보호하기 위하여 관수정보 분석 알고리즘을 이용하여 모니터링하는 기능이 있다. Referring to FIG. 8, as described above, in order to protect the automatic irrigation apparatus according to the present invention, there is a function of monitoring using the irrigation information analysis algorithm.
이것은 만일, 자동관수장치에 양액이나 원수를 담아 두어 저장시키는 물통에 물이 없을 경우에, 관수모터(620)가 공회전을 하게 되어 상기 관수모터(620)가 고장이 될수 있기 때문이다. 또한, 공급되는 송수관로(미도시) 압력이 너무 크게 되면, 관수 공급 장치를 이루는 시설물의 불량이 초래될 수 있기 때문이다.This is because, if there is no water in the water tank for storing the nutrient solution or raw water in the automatic irrigation device, the
따라서, 본 발명에 의한 무선 자동관수장치의 작동 상태를 분석하여, 앞서 설명한 통합제어 플랫폼(100)의 관수제어 응용 소프트웨어(150)에 의한 분석 알고리즘은 압력계(731)를 통하여 원수(原水) 물통에 담겨져 있는 원수의 압력 정보를 인식하여 압력이 크면 이를 제어한다. 참고로, 상기 관수제어 응용 소프트웨어(150)는 상기 원수 물통에 담기는 원수 압력의 정보, 수위 정보, 관수 유량 정보, 전자밸브(610)의 압력세팅, 관수시설의 기본정보가 데이터 형태로 포함되어 있는 것이다. Therefore, by analyzing the operating state of the wireless automatic irrigation device according to the present invention, the analysis algorithm by the irrigation
수위계(732)를 통해 상기 원수물통의 수위 정보를 인식하여 관수모터(610)가 공회전을 하는 일이 생기지 않도록 하는 것이다. 따라서, 상기 수위계(732)에는 수위센서가 형성되어 이를 인식하여 일정 수위 이상이거나 물이 없는 상황을 인식하여 상기 통합제어 플랫폼(100)으로 통보할 수 있다. This is to prevent the
유량계(733)를 통하여 공급되는 물의 유량 정보를 인식하며, 일정시간 동안의 유량속도를 통하여 기준으로 사전에 설정된 유량과 너무 차이가 나면 이를 통보할수 있는 것이다. The flow rate information of the water supplied through the
관수시설 기본정보부(734)를 통하여 관수시설의 위치, 지면과의 경사도 등과 같은 전체 기본정보를 파악하게 된다. Through the irrigation facility
그리고, 송수관 배관(미도시)에 설치되어 있는 전자밸브(610)는 압력 감지센서(미도시)에 의해 감지된 압력이 세팅된 압력까지 상승되면 자동 폐쇄될수 있도록 하는 것이다. And, the
그리고, 본 발명은 기존의 장치에는 한전의 전력공급을 기반으로 하는 관수제어시설이 구축되어 있어야 하지만, 본 발명은 무선제어와 저전력 기반의 재생에너지인 태양광 전원장치를 기반으로 하여 독립적으로 자동 관수 제어가 가능한 장점이 있다. 이하에서는, 도면을 참조하여 이를 설명하기로 한다. And, in the present invention, an irrigation control facility based on KEPCO's power supply should be built in the existing device, but the present invention is based on a solar power device, which is a renewable energy based on wireless control and low power, and automatically irrigates independently It has the advantage of being controllable. Hereinafter, this will be described with reference to the drawings.
도 9에 도시된 바와 같이, 통합제어 플랫폼(100)은 태양광 전원장치(800)와 연결되어 있어 태양광 전원을 이용한 작동을 한다. As shown in FIG. 9 , the
도시된 대로, 상기 태양광 전원장치(800)에는 태양관 패널(810)이 구비되어 태양광 에너지를 전기에너지로 변환시켜 주는 역할을 하며, 발전효율을 높이기 위해 태양의 위치를 정확하게 파악하여 일사량이 많은 위치에 설치하되, 상기 태양광 패널(810)이 최적의 일사각을 유지하도록 할 수 있다. As shown, the
또한, 상기 태양광 패널(810)이 생산한 전력을 저장하는 전력저장장치(820)가 포함된다. 상기 전력저장장치(820)는 배터리로서, 생성된 전력을 저장하는 축전지 역할을 하는 것이다. In addition, a
상기 전력저장장치(820)는 저장전력을 통해 발전량을 계측 가능하고, 상기 태양광 패널(810)의 발전량을 감지하며, 설정된 발전량 값에 이르면 통합제어플랫폼(100)의 작동을 제어할수 있다. The
전력 변환부(830)는 태양광 패널(810)에서 생산된 전기를 관수 제어용 전력으로 변환시켜 출력하는 장치를 의미하는 것으로, 내부에 컨버터(831), 인버터(832)를 포함하여 형성되는 구조이다. 상기 컨버터(831)는 태양광 패널(810)에서 생산된 교류 전원을 레벨 변환하여 직류 전원으로 출력하는 장치이며, 상기 인버터(832)라 함은 상기 컨버터에서 출력된 직류 전원을 교류 전원으로 레벨 변환하여 출력하는 장치를 의미한다. The
또한, 전압 감시부(840)라 함은, 도시된 바와 같이, 상기 인버터(832)와 전력저장장치(820)에 연결되어 상기 전력저장장치(820)의 전력이 모두 소진되었을 경우, 계통 연계형 전력으로 전환하는 장치일 수 있다.In addition, the
더 나아가, 연결형 전력 변환부(850)를 더 포함하는데, 이는 외부의 계통전원과 연결되어 상기 계통전원으로부터 공급된 전기를 관수 제어용 전력으로 변환하여 출력시켜 상기 전압 감시부(840)로 전송할 수 있는 장치인 것이다. Furthermore, it further includes a connection-type
따라서, 상기 연결형 전력 변환부(850)로 인해 관수가 많이 필요로 하는 특정한 시기에 전력저장장치(820)의 전력이 모두 소진되더라도 계통전원으로부터 공급된 전기를 사용할 수 있다. 그러므로, 태양열을 이용한 전원장치를 이용하므로, 전력에 사용되는 비용의 절감도 할수 있다. Therefore, even if all the power of the
이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 노지형 무선 관수공급장치를 이용한 관수공급의 제어방법에 대하여 설명하기로 한다. 앞서 설명한 내용과 중복되는 설명은 어느 정도 생략하기로 한다. Hereinafter, with reference to the drawings, a method for controlling the irrigation supply using the on-site wireless irrigation supply device of the present invention will be described. A description that overlaps with the above description will be omitted to some extent.
도 10을 참조하면, 통합제어플랫폼(100)의 제어명령을 무선중계모듈(300)에게 토양수분, 기상정보를 활용한 관수 제어명령을 수신한다(제1단계). Referring to FIG. 10 , a control command of the
상기 제1단계는 통합제어플랫폼(100)을 통하여 해당 관수구역 토양의 수분 정도와 날짜등을 이용한 기상정보를 통하여 관수를 실행하여야 할지 여부를 결정하여, 만일, 관수 제어를 실행하여야 하겠다고 판단하면, 상기 통합제어플랫폼(100)에서 관수 제어 명령을 전송하면, master 구성요소에 해당하는 자동관수통합제어기(200)에서 전송받아, 관수공급의 제어를 시작하기 위해, 역시 같은 master 구성요소에 해당하는 무선중계모듈(300)에게 관수 제어 명령을 다시 전송하는 것이다. The first step is to determine whether to perform irrigation through the
그 다음으로, 상기 제1단계의 상기 자동관수 통합제어기(200)의 관수 제어의 명령을 무선중계모듈(300)에서 수신하여, 상기 무선중계모듈(300)을 통한 관수 제어의 awake(활성화) 명령을 Slave 구성요소인 자동관수무선모듈(400)에서 수신할 수 있도록 제어명령을 송신할 준비를 한다(제2단계). Next, the
즉, 상기 자동관수무선모듈(400)에서는 관수 제어 명령을 awake(활성화)시키기도록 하기 위해 무선중계모듈(300)을 통하여 송신을 받을 준비를 하는 단계인 것이다. That is, the automatic
다음, 상기 무선중계모듈(300)에서 관수제어 명령을 상기 자동관수무선모듈(400)로 송신한다(제3단계). 관수제어 명령을 수신한 상기 자동관수무선모듈(400)은 명령 실행을 위하여 자동관수감지시설(700)을 통하여 유량계, 수위계 압력계의 값을 확인하게 되는 것이다. Next, the
다음으로, 상기 자동관수무선모듈(400)은 명령 실행을 위하여 자동관수제어시설(600)을 통하여 전자밸브(610), 관수모터(620)를 제어하도록 제어명령을 인가한다(제4단계). 이러한 제어명령의 인가를 통하여 무선중계모듈(300)로 관수제어를 응답하게 되고, 상기 무선중계모듈(300)은 관수 제어 상태를 확인할 수 있게 된다. Next, the automatic
즉, 상기 무선중계모듈(300)은 자동관수무선모듈(400)에서의 대기모드의 해제와 그 응답을 통하여 상기 자동관수무선모듈(400)의 실제 활성화되었는지 확인할 수 있는 것이다. That is, the
다음 단계로, 본 발명의 자동관수장치의 상태 정보를 수집한다(제5단계). In the next step, the state information of the automatic watering device of the present invention is collected (Step 5).
상기 제5단계에서는 상기 자동관수무선모듈(400)은 본 발명에 의한 자동관수장치의 상태 정보를 파악하여 master인 무선중계모듈(300)에게 이를 송신한다. 그러면, 상기 무선중계모듈(300)이 이를 확인하게 된다. In the fifth step, the automatic
상태정보란 예를 들어, 노지에 관수를 계속 실행할지 아니면 이제 그만 중단할지 여부를 위하여 노지의 상태를 수위 센서(미도시)를 통한 확인을 한다든지, 관수제어를 중단해도 무방한 상태인지를 확인하는 것이다. Status information is, for example, checking the condition of the field through a water level sensor (not shown) to determine whether to continue or stop irrigation on the field, or whether it is okay to stop irrigation control will do
다음, 상기 무선중계모듈(300)이 자동관수장치의 상태 정보를 확인하여, 관수 제어를 지속할 것인지 또는, 중단할 것인지 여부를 최종 확인하여 자동관수무선모듈(400)에게 이를 통보하는 것이다(제6단계). 유의할 것은, 상기 통보를 받을 동안 자동관수무선모듈(400)의 동작은 잠시 동안 stand-by 상태로 놓여지게 되는 것이다. Next, the
다음으로, 무선중계모듈(300)은 통합제어플랫폼(100)으로부터 관수제어종료 명령을 수신하게 되면, 자동관수무선모듈(400)을 통하여 자동관수장치의 관수 제어의 종료 명령을 발령한다(제7단계). Next, when the
상기 제7단계에서 명령을 수신한 자동관수무선모듈(400)은 제어를 즉시 종료하고, 이를 관수시설에 해당하는 자동관수제어시설(600)과 자동관수감지시설(700)에도 종료 명령을 하여 제어 종료를 하도록 하는 것이다. The automatic
그러면, 자동관수무선모듈(400)과 관수제어모듈(500)은 대기모드 전환을 하게 되고, 이에 대한 피드백을 무선중계모듈(300)에게 응답하고, 상기 무선중계모듈(300)은 상기 자동관수무선모듈(400)과 상기 관수제어모듈(500)이 모두 대기모드 상태로 변환되었는지 최종 확인한다(제8단계). Then, the automatic
이와 같이, 본 발명의 노지형 무선관수장치는 master에 해당하는 자동관수통합제어(200), 무선중계모듈(300)과 slave인 자동관수무선모듈(400), 관수제어모듈(500)로 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기 자동관수제어모듈(Slave)은 평소에는 절전(대기)모드를 유지하고 있다가, 상기 자동관수통합제어장치(200,300)에서 관수제어 명령이 하달되어 이를 수신할 경우에만, 상기 대기 모드였다가 활성화(awake)로 변화되어 자동관수 시설(전자밸브, 관수모터, 그 외 관수제어시설)을 제어하고 자동관수를 실행하며, 상기 자동관수가 완료되면 다시 절전(대기)모드로 전환하여 원래 상태로 환원되는 것이다.As described above, the outdoor type wireless irrigation device of the present invention is composed of an automatic irrigation integrated
더 나아가, 본 발명은 기상 관측 정보와 관수구역 내의 측정된 토양수분 등을 근거로 하여 토양 수분의 변화를 예측하고, 통합제어 플랫폼(100)에서 master인 자동관수통합제어장치(200) 및 무선중계모듈(300)으로 제어명령을 하달하면, 이를 slave인 자동관수무선모듈(400) 및 관수제어모듈(500)로 전송하여, master와 slave 사이의 명령과 응답을 통한 관수 제어 동작을 실행하고, 상기 master 장치와 상기 slave 장치 사이에는 센서감지 무선네트워크를 활용하여 유기적이면서 통신 범위를 확대하여 원격의 관리와 제어가 가능하도록 하여 사용의 편의를 가져다 줄수 있는 것이다. Furthermore, the present invention predicts changes in soil moisture based on weather observation information and measured soil moisture in the irrigation zone, and the automatic irrigation integrated
이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 상기 기술한 실시 예는 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains as described above will understand that the present invention may be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are illustrative and not restrictive.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 첨부된 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.
100 : 통합제어플랫폼 110 : 기상/ 토양환경측정장비
120 : 단말기 121 : 통신모듈
122 : 주제어부 123 : 활성화부
124 : 시스템 DB 130 : was 서버
140 : 클라우드 서버 150 : 관수제어 응용 소프트웨어
200 : 자동관수통합제어기 300 : 무선중계모듈
400 : 자동관수무선모듈 500 : 관수제어모듈
600 : 자동관수제어시설 610 : 전자밸브
620 : 관수모터 630 : 흡입모터
700 : 자동관수감지시설 731 : 압력계
732 : 수위계 733 : 유량계
734 : 기본정보부 800 : 태양광 전원장치
810 : 태양광 패널 820 : 전력저장장치
830 : 전력변환부 840 : 전압감시부
850 : 연결형 전력변환부 100: integrated control platform 110: meteorological/soil environment measurement equipment
120: terminal 121: communication module
122: main control unit 123: activation unit
124: system DB 130: was server
140: cloud server 150: irrigation control application software
200: automatic irrigation integrated controller 300: wireless relay module
400: automatic irrigation wireless module 500: irrigation control module
600: automatic irrigation control facility 610: solenoid valve
620: irrigation motor 630: suction motor
700: automatic irrigation detection facility 731: pressure gauge
732: water level meter 733: flow meter
734: basic information unit 800: solar power device
810: solar panel 820: power storage device
830: power conversion unit 840: voltage monitoring unit
850: connection type power conversion unit
Claims (5)
이동통신망과 인터넷망 중에서 선택된 어느 하나로 접속이 가능하며, 상기 노지의 환경정보를 측정하며, 기상청의 기상 예보 정보와 관수지역 내 외부 기상대의 기상정보 및 상기 관수지역 내의 지온, 지습 정보를 통해 관수의 제어 여부를 판단하여, 관수 제어신호를 전달하는 통합제어 플랫폼;
상기 통합제어 플랫폼과 인터넷으로 연동하여, 상기 통합제어 플랫폼으로부터 상기 관수 제어신호를 수신한 경우, 상기 관수 제어신호를 전송하는 자동관수 통합제어기;
상기 통합제어 플랫폼으로부터 수신된 상기 관수 제어신호를 전달하는 자동관수 무선중계모듈;
상기 자동관수 무선중계모듈을 통하여 상기 자동관수 제어명령을 수신하여, 상기 자동관수 무선중계모듈에 응답하는 자동관수 무선모듈;
상기 자동관수무선모듈로부터 자동관수 제어명령을 수신하여, 관수시설의 상태 정보를 확인하고 관수시설을 제어하는 자동관수 제어모듈;
상기 자동관수 제어모듈로부터 제어명령을 수신하여, 상기 노지에 관수 동작을 수행하는 관수모터, 관수를 제어하는 전자밸브가 형성되어 있는 자동관수 제어시설;
상기 관수 동작을 실행하기 전에, 상기 관수시설의 상태를 감지하는 유량계, 수위계, 압력계가 형성되어 있는 자동관수 감지시설; 및
상기 통합제어 플랫폼에 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하여 전기를 생산하는 태양광 패널과 상기 태양광 패널을 통하여 생산된 전기를 관수제어용 전력으로 변환하여 출력하도록 내부에는 상기 태양광 패널에서 생산된 교류전원을 직류전원으로 출력하는 컨버터와 상기 컨버터에서 출력된 직류전원을 교류전원으로 출력하는 인버터가 형성된 전력 변환부와 상기 관수제어용 전력으로 변환시키기 위해, 외부 계통전원과 연결되어 상기 계통전원으로부터 공급된 전기를 출력하는 연결형 전력 변환부로 이루어지는 태양광 전원장치를 포함하며,
상기 자동관수 무선모듈과 상기 자동관수 제어모듈은 대기모드 상태이며, 상기 자동관수 무선중계모듈로부터 제어명령을 받으면 어웨이크(awake) 명령으로 활성화되어 자동관수 동작을 수행하고, 상기 자동관수가 완료되면 다시 절전모드로 전환하며,
상기 통합제어 플랫폼은
노지의 기상정보 및 토양정보를 포함하며, 야외의 기상 및 토양환경 정보를 수집하는 기상 및 토양환경측정장비;
상기 기상 및 토양환경측정장비를 통해서 정보를 수집하는 was 서버;
상기 was 서버와 무선통신을 하여, 상기 기상 및 토양환경측정장비를 통하여 수집한 데이터를 상기 was 서버로 전송하는 단말기;
상기 was 서버를 통한 측정된 데이터를 수신받아 저장하는 클라우드 서버;
상기 was 서버를 통하여 상기 기상 및 토양환경측정장비를 통한 정보를 활용하여 상기 자동관수 통합제어기에 관수 제어를 실행시키도록 하는 관수제어 응용소프트웨어를 포함하며,
상기 관수제어 응용 소프트웨어는 원수 물통에 담기는 원수 압력, 수위, 관수 유량, 전자밸브의 압력 정보가 포함되고,
상기 기상 및 토양환경측정장비는 상기 기상정보와 상기 토양정보의 임계값을 정하고, 상기 임계값의 허용범위를 벗어난 온도, 습도, 일사량, 또는 토양에 대한 데이터가 수집되면 상기 임계값의 이전 데이터와 상기 임계값의 이후 데이터를 저장하여 처리하며,
상기 관수제어 응용 소프트웨어는 상기 자동관수장치를 보호하기 위하여 관수정보 분석 알고리즘을 이용하여 모니터링하는 것을 특징으로 하는 노지형 무선 자동관수장치.
In the field type wireless automatic irrigation device,
It can be connected to any one selected from the mobile communication network and the Internet network, and it measures the environmental information of the open field, and uses the weather forecast information of the Meteorological Administration, the weather information of the external meteorological station in the irrigation area, and the temperature and humidity information in the irrigation area. an integrated control platform that determines whether to control and transmits an irrigation control signal;
an automatic irrigation integrated controller for interworking with the integrated control platform and the Internet to transmit the irrigation control signal when the irrigation control signal is received from the integrated control platform;
an automatic irrigation wireless relay module for transmitting the irrigation control signal received from the integrated control platform;
an automatic irrigation wireless module that receives the automatic irrigation control command through the automatic irrigation wireless relay module and responds to the automatic irrigation wireless relay module;
an automatic irrigation control module that receives an automatic irrigation control command from the automatic irrigation wireless module, checks status information of the irrigation facility, and controls the irrigation facility;
an automatic irrigation control facility in which an irrigation motor for receiving a control command from the automatic irrigation control module and performing irrigation on the field and an electromagnetic valve for controlling irrigation are formed;
Before executing the watering operation, an automatic watering detection facility in which a flow meter, a water level meter, and a pressure meter for detecting the state of the watering facility are formed; and
A photovoltaic panel that converts solar energy into electrical energy to produce electricity on the integrated control platform, and the AC generated by the solar panel inside to convert the electricity produced through the solar panel into power for irrigation control and output it In order to convert the power for irrigation control and a power conversion unit including a converter for outputting power to DC power and an inverter for outputting DC power output from the converter to AC power, it is connected to an external grid power and supplied from the grid power. It includes a solar power supply device comprising a connection-type power converter that outputs electricity,
The automatic irrigation wireless module and the automatic irrigation control module are in a standby mode, and when receiving a control command from the automatic irrigation wireless relay module, they are activated with an awake command to perform an automatic irrigation operation, and when the automatic irrigation is completed switch back to sleep mode,
The integrated control platform
Meteorological and soil environment measuring equipment that includes outdoor weather and soil information, and collects outdoor weather and soil environment information;
a was server that collects information through the meteorological and soil environment measurement equipment;
a terminal for transmitting the data collected through the weather and soil environment measurement equipment to the was server by wireless communication with the was server;
a cloud server for receiving and storing the measured data through the was server;
It includes irrigation control application software to execute irrigation control in the automatic irrigation integrated controller by utilizing information through the meteorological and soil environment measurement equipment through the was server,
The irrigation control application software includes raw water pressure, water level, irrigation water flow rate, and pressure information of the solenoid valve contained in the raw water bucket,
The meteorological and soil environment measuring equipment determines the threshold values of the weather information and the soil information, and when data on temperature, humidity, insolation, or soil outside the allowable range of the threshold value is collected, the previous data of the threshold value and Store and process data after the threshold value,
The irrigation control application software is an outdoor type wireless automatic irrigation device, characterized in that monitoring using an irrigation information analysis algorithm to protect the automatic irrigation device.
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- 2022-03-11 KR KR1020220030557A patent/KR102432723B1/en active IP Right Grant
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