KR102473440B1 - Intergrated sensor module for smart farm and control method thereof - Google Patents

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KR102473440B1
KR102473440B1 KR1020220004586A KR20220004586A KR102473440B1 KR 102473440 B1 KR102473440 B1 KR 102473440B1 KR 1020220004586 A KR1020220004586 A KR 1020220004586A KR 20220004586 A KR20220004586 A KR 20220004586A KR 102473440 B1 KR102473440 B1 KR 102473440B1
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KR
South Korea
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sensor module
integrated sensor
smart farm
space
sensing data
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KR1020220004586A
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이창민
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주식회사센트리온
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Abstract

Disclosed are an integrated sensor module for a smart farm and a control method thereof, which may improve productivity and affordability. According to one embodiment of the present invention, the integrated sensor module for a smart farm includes: a sensing unit which generates first sensing data by sensing temperature, generates second sensing data by sensing humidity, generates third sensing data by sensing ammonia, and generates fourth sensing data by sensing carbon dioxide; a control unit which generates a first output voltage and a first output current by performing smoothing of the first sensing data, amplifying, and switching, generates a second output voltage and a second output current by performing smoothing of the second sensing data, amplifying, and switching, generates a third output voltage and a third output current by performing smoothing of the third sensing data, amplifying, and switching, and generates a fourth output voltage and a fourth output current by performing smoothing of the fourth sensing data, amplifying, and switching; a voltage output unit which selectively outputs the first to fourth output voltages; and a current output unit which selectively outputs the first to fourth output currents.

Description

스마트팜용 통합 센서 모듈 및 이의 제어 방법{INTERGRATED SENSOR MODULE FOR SMART FARM AND CONTROL METHOD THEREOF}Integrated sensor module for smart farm and its control method {INTERGRATED SENSOR MODULE FOR SMART FARM AND CONTROL METHOD THEREOF}

아래 실시예들은 여러 개의 센서 모듈을 하나의 복합 모듈로 구현한 스마트팜용 통합 센서 모듈 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.The following embodiments relate to an integrated sensor module for a smart farm in which several sensor modules are implemented as one complex module and a control method thereof.

실시예들과 관련된 배경기술로, 대한민국 공개특허공보 KR 10-2018-0003225 A는 레고형 센서모듈을 활용한 스마트 IT 융합 프레임워크 시스템을 개시한다. 구체적으로, 선행문헌은 서버, 아두이노 센서, 모바일 기기 간의 통신을 구현하여 프레임워크의 프로토타입을 설정함으로써, 레고형 센서모듈을 활용하여 IoT 환경에서의 다양한 콘텐츠 제작에 적용할 수 있도록 하는 레고형 센서모듈을 활용한 스마트 IT 융합 프레임워크 시스템을 개시한다.As a background art related to the embodiments, Korean Patent Publication No. KR 10-2018-0003225 A discloses a smart IT convergence framework system using a Lego type sensor module. Specifically, prior literature sets a prototype of a framework by implementing communication between a server, an Arduino sensor, and a mobile device, so that it can be applied to various contents production in an IoT environment by using a Lego-type sensor module. A smart IT convergence framework system using a sensor module is disclosed.

이를 통해, 선행문헌은 IoT 환경에서의 다양한 콘텐츠 제작에 효율적으로 적용할 수 있는 효과가 있다.Through this, there is an effect that the prior literature can be efficiently applied to the production of various contents in the IoT environment.

또한, 대한민국 공개특허공보 KR 10-2019-0123915 A는 복수의 환경 제어 장치 (또는 IoT 센서노드)의 가상화를 통한 통합 및 분산 제어를 위한 가상 환경 제어장치 및 이를 생성하기 위한 시스템을 개시한다. 구체적으로, 선행문헌은 통신제어모듈, 컨트롤제어모듈, 센서제어모듈, 및 엑츄에이터모듈을 포함하고, 상기 복수의 환경제어장치 각각은 통신제어모듈, 컨트롤제어모듈, 센서제어모듈, 및 엑츄에이터 모듈 중 적어도 일부를 포함하고, 상기 가상환경제어장치의 컨트롤제어모듈, 센서제어모듈, 및 엑츄에이터모듈 각각은 상기 복수의 환경제어장치의 통신제어모듈, 컨트롤제어모듈, 센서제어모듈, 및 엑츄에이터모듈 각각의 제어요소들 중 적어도 하나를 포함하는 가상환경제어장치를 개시한다.In addition, Korean Patent Publication No. KR 10-2019-0123915 A discloses a virtual environment control device for integrated and distributed control through virtualization of a plurality of environment control devices (or IoT sensor nodes) and a system for generating the same. Specifically, the prior literature includes a communication control module, a control control module, a sensor control module, and an actuator module, and each of the plurality of environment control devices includes at least one of the communication control module, the control control module, the sensor control module, and the actuator module. Each of the control control module, sensor control module, and actuator module of the virtual environment control device is a control element of each of the communication control module, control control module, sensor control module, and actuator module of the plurality of environment control devices. Discloses a virtual environment control device including at least one of them.

이를 통해, 선행문헌은 사용목적에 따라서 가상환경제어기를 생성 및 사용 가능하므로 목적성 및 유연성을 확보할 수 있다. 예를 들어, 센서 및 작동 상태, 에러 경보를 위한 전체 모니터링 용도로 사용되거나, 환경 정보 수정 또는 작동 명령 수행을 위한 상세 제어용도로 사용되거나, 생산, 판매 정보 연계 모니터링을 위한 용도로 사용된다.Through this, prior literature can create and use a virtual environment controller according to the purpose of use, so purpose and flexibility can be secured. For example, it is used for overall monitoring for sensor and operating status, error warning, used for detailed control for correcting environmental information or executing operating commands, or used for linkage monitoring of production and sales information.

그러나 선행문헌들은 여러 개의 센서 모듈을 하나의 복합 모듈로 구현한 스마트팜용 통합 센서 모듈을 개시하지 않는다.However, prior literature does not disclose an integrated sensor module for smart farms in which several sensor modules are implemented as one complex module.

대한민국 공개특허공보 KR 10-2018-0003225 AKorean Patent Publication No. KR 10-2018-0003225 A 대한민국 공개특허공보 KR 10-2019-0123915 AKorean Patent Publication No. KR 10-2019-0123915 A

실시예들은 여러 개의 센서 모듈을 하나의 복합 모듈로 구현한 스마트팜용 통합 센서 모듈을 제공하고자 한다.Embodiments are intended to provide an integrated sensor module for smart farms in which several sensor modules are implemented as one complex module.

본 발명의 실시예에 따른 스마트팜용 통합 센서 모듈은, 온도를 감지하여 제1 센싱 데이터를 생성하고, 습도를 감지하여 제2 센싱 데이터를 생성하며, 암모니아를 감지하여 제3 센싱 데이터를 생성하고, 이산화탄소를 감지하여 제4 센싱 데이터를 생성하는 센싱부; 상기 제1 센싱 데이터의 평활화, 증폭 및 스위칭을 수행하여 제1 출력 전압과 제1 출력 전류를 생성하고, 상기 제2 센싱 데이터의 평활화, 증폭 및 스위칭을 수행하여 제2 출력 전압과 제2 출력 전류를 생성하며, 상기 제3 센싱 데이터의 평활화, 증폭 및 스위칭을 수행하여 제3 출력 전압과 제3 출력 전류를 생성하고, 상기 제4 센싱 데이터의 평활화, 증폭 및 스위칭을 수행하여 제4 출력 전압과 제4 출력 전류를 생성하는 제어부; 상기 제1 내지 제4 출력 전압을 선택적으로 출력하는 전압 출력부; 및 상기 제1 내지 제4 출력 전류를 선택적으로 출력하는 전류 출력부를 포함할 수 있다.The integrated sensor module for smart farms according to an embodiment of the present invention generates first sensing data by sensing temperature, generates second sensing data by sensing humidity, generates third sensing data by sensing ammonia, a sensing unit configured to sense carbon dioxide and generate fourth sensing data; Generating a first output voltage and a first output current by performing smoothing, amplification, and switching of the first sensed data, and performing smoothing, amplification, and switching of the second sensed data to generate a second output voltage and a second output current. Generating a third output voltage and a third output current by performing smoothing, amplification, and switching of the third sensing data, and performing smoothing, amplification, and switching of the fourth sensing data to generate a fourth output voltage and a control unit generating a fourth output current; a voltage output unit selectively outputting the first to fourth output voltages; and a current output unit selectively outputting the first to fourth output currents.

본 발명의 실시예에 따른 스마트팜용 통합 센서 모듈의 제어 방법은, 상기 제1 센싱 데이터에 대응하는 제1 온도가 제1 임계값 이하일 경우 상기 제1 임계값과 상기 제1 온도의 차이인 제1 갭 온도를 산출하는 단계; 상기 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 난방 장치의 설정 온도를 상기 제1 갭 온도만큼 상승시키도록 제어하는 단계; 상기 제1 온도가 제2 임계값 이상일 경우 상기 제1 온도와 상기 제2 임계값의 차이인 제2 갭 온도를 산출하는 단계; 상기 난방 장치의 설정 온도를 상기 제2 갭 온도만큼 하강시키도록 제어하는 단계; 상기 제2 센싱 데이터에 대응하는 제1 습도가 제3 임계값 이하일 경우 상기 제3 임계값과 상기 제1 습도의 차이인 제1 갭 습도를 산출하는 단계; 상기 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 가습 장치의 설정 습도를 상기 제1 갭 습도만큼 상승시키도록 제어하는 단계; 상기 제1 습도가 제4 임계값 이상일 경우 상기 제1 습도와 상기 제4 임계값의 차이인 제2 갭 습도를 산출하는 단계; 및 상기 가습 장치의 설정 온도를 상기 제2 갭 습도만큼 하강시키도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.In the control method of the integrated sensor module for smart farm according to an embodiment of the present invention, when the first temperature corresponding to the first sensing data is less than or equal to the first threshold value, the first difference between the first threshold value and the first temperature calculating the gap temperature; controlling a set temperature of a heating device in a space in which the integrated sensor module is installed to increase by the first gap temperature; calculating a second gap temperature that is a difference between the first temperature and the second threshold when the first temperature is greater than or equal to a second threshold; controlling the set temperature of the heating device to decrease by the second gap temperature; calculating a first gap humidity that is a difference between the third threshold and the first humidity when the first humidity corresponding to the second sensing data is equal to or less than a third threshold; controlling a set humidity of a humidifier in a space where the integrated sensor module is installed to increase by the first gap humidity; calculating a second gap humidity that is a difference between the first humidity and the fourth threshold when the first humidity is greater than or equal to a fourth threshold; and controlling the set temperature of the humidifier to decrease by the second gap humidity.

일 실시예로서, 상기 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 공간 정보를 수신하는 단계; 상기 공간 정보로부터 상기 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 부피를 산출하는 단계; 산출된 부피 및 상기 제3 센싱 데이터에 대응하는 제1 암모니아의 단위 부피당 농도를 산출하는 단계; 산출된 단위 부피당 농도가 제5 임계값 이상일 경우 상기 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 환풍 장치가 동작하도록 제어하기 위한 제1 제어 신호를 형성하는 단계; 상기 단위 부피당 농도가 상기 제5 임계값보다 높은 제6 임계값 이상일 경우 상기 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 출입문 및 창문을 개방하도록 제어하기 위한 제2 제어 신호를 형성하는 단계; 및 상기 단위 부피당 농도가 상기 제6 임계값보다 높은 제7 임계값 이상일 경우 상기 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 경보 장치를 작동시키고 접근금지 안내 방송을 송출하도록 제어하기 위한 제3 제어 신호를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.As an embodiment, receiving spatial information of a space in which the integrated sensor module is installed; calculating a volume of a space in which the integrated sensor module is installed from the space information; calculating a concentration per unit volume of first ammonia corresponding to the calculated volume and the third sensing data; forming a first control signal for controlling a ventilator in a space in which the integrated sensor module is installed to operate when the calculated concentration per unit volume is equal to or greater than a fifth threshold value; forming a second control signal for controlling doors and windows of a space in which the integrated sensor module is installed to be opened when the concentration per unit volume is equal to or greater than a sixth threshold value higher than the fifth threshold value; and forming a third control signal for operating an alarm device in a space where the integrated sensor module is installed and transmitting an access prohibition announcement when the concentration per unit volume is equal to or greater than a seventh threshold value higher than the sixth threshold value. may further include.

일 실시예로서, 상기 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 공간 정보를 수신하는 단계; 상기 공간 정보로부터 상기 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 부피를 산출하는 단계; 산출된 부피 및 제1 시점에서의 제4 센싱 데이터에 대응하는 제1 이산화탄소의 제1 단위 부피당 농도를 산출하는 단계; 상기 제1 시점으로부터 미리 설정된 시간 경과된 제2 시점에서의 제4 센싱 데이터에 대응하는 제2 이산화탄소의 제2 단위 부피당 농도를 산출하는 단계; 상기 제1 및 제2 단위 부피당 농도를 이용하여 이산화탄소의 농도 변화 속도를 산출하는 단계; 상기 농도 변화 속도가 제8 임계값 이하일 경우 상기 제8 임계값과 상기 농도 변화 속도의 제1 차이값을 산출하는 단계; 상기 제1 차이값의 상기 제8 임계값에 대한 제1 비율을 산출하는 단계; 상기 제1 비율에 따라서 상기 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 조명 장치의 조도를 상기 제1 비율만큼 증가시키는 단계; 상기 농도 변화 속도가 상기 제8 임계값 이상일 경우 상기 농도 변화 속도와 상기 제8 임계값의 제2 차이값을 산출하는 단계; 상기 제2 차이값의 상기 제8 임계값에 대한 제2 비율을 산출하는 단계; 및 상기 제2 비율에 따라서 상기 조명 장치의 조도를 상기 제2 비율만큼 감소시키는 단계를 더 포함할 수 있다.As an embodiment, receiving spatial information of a space in which the integrated sensor module is installed; calculating a volume of a space in which the integrated sensor module is installed from the space information; calculating a concentration per first unit volume of the first carbon dioxide corresponding to the calculated volume and fourth sensing data at a first time point; Calculating a concentration per second unit volume of a second carbon dioxide corresponding to fourth sensing data at a second time point after a preset time has elapsed from the first time point; calculating a concentration change rate of carbon dioxide using the first and second concentrations per unit volume; calculating a first difference between the eighth threshold and the concentration change rate when the concentration change rate is equal to or less than an eighth threshold value; calculating a first ratio of the first difference value to the eighth threshold value; increasing the illuminance of a lighting device in a space where the integrated sensor module is installed by the first ratio according to the first ratio; calculating a second difference between the concentration change rate and the eighth threshold value when the concentration change rate is greater than or equal to the eighth threshold value; calculating a second ratio of the second difference value to the eighth threshold value; and reducing the illuminance of the lighting device by the second ratio according to the second ratio.

일 실시예로서, 제1 이미지를 통해 상기 통합 센서 모듈이 설치된 공간에 잡초가 있는 것으로 검출되면, 커터 및 상기 잡초를 포함하여 촬영된 제2 이미지를 획득하는 단계; 상기 제2 이미지 내에서 상기 커터를 검출하는 단계; 상기 제2 이미지 내에서 검출된 커터의 단축 길이를 추정하여, 제1 길이를 설정하는 단계; 상기 제2 이미지 내에서 상기 잡초를 검출하는 단계; 상기 제2 이미지 내에서 검출된 잡초의 길이를 추정하여, 제2 길이를 설정하는 단계; 상기 커터의 실제 길이인 제3 길이를 확인하는 단계; 및 상기 제1 길이, 상기 제2 길이 및 상기 제3 길이를 이용하여, 상기 잡초의 실제 길이인 제4 길이를 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다.As one embodiment, when it is detected through the first image that there are weeds in the space in which the integrated sensor module is installed, obtaining a second image including the cutter and the weeds; detecting the cutter in the second image; setting a first length by estimating a short axis length of the cutter detected in the second image; detecting the weeds in the second image; setting a second length by estimating the length of the weeds detected in the second image; Checking a third length that is the actual length of the cutter; and estimating a fourth length, which is an actual length of the weeds, using the first length, the second length, and the third length.

일실시예에 따른 장치는 하드웨어와 결합되어 상술한 방법들 중 어느 하나의 항의 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램에 의해 제어될 수 있다.An apparatus according to an embodiment may be combined with hardware and controlled by a computer program stored in a medium to execute any one of the methods described above.

실시예들은 사용 용도에 따른 센서 선택을 통해서 사용 환경을 변경하고 필요한 종류의 센서만 적용하여 다양한 환경에서 적용 가능한 통합 센서 모듈을 제공할 수 있어서 생산성 및 경제성을 향상에 기여할 수 있다.Embodiments can contribute to improving productivity and economic feasibility by providing an integrated sensor module applicable in various environments by changing the use environment through sensor selection according to the purpose of use and applying only necessary types of sensors.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트팜용 통합 센서 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 뉴럴 네트워크의 학습을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 제어부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트팜용 통합 센서 모듈의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트팜용 통합 센서 모듈 제어 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 장치의 구성의 예시도이다.
1 is a diagram for explaining an integrated sensor module for a smart farm according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram for explaining learning of a neural network according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram for explaining a control unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a configuration diagram of an integrated sensor module for smart farms according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart of an integrated sensor module control method for smart farms according to an embodiment of the present invention.
6 is an exemplary view of the configuration of a device according to an embodiment of the present invention.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes can be made to the embodiments, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all changes, equivalents or substitutes to the embodiments are included within the scope of rights.

실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments are disclosed for illustrative purposes only, and may be modified and implemented in various forms. Therefore, the embodiments are not limited to the specific disclosed form, and the scope of the present specification includes changes, equivalents, or substitutes included in the technical spirit.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Although terms such as first or second may be used to describe various components, such terms should only be construed for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.It should be understood that when an element is referred to as being “connected” to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in the examples are used only for descriptive purposes and should not be construed as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are given to the same components regardless of reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description will be omitted.

실시예들은 퍼스널 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 스마트 폰, 텔레비전, 스마트 가전 기기, 지능형 자동차, 키오스크, 웨어러블 장치 등 다양한 형태의 제품으로 구현될 수 있다.The embodiments may be implemented in various types of products such as personal computers, laptop computers, tablet computers, smart phones, televisions, smart home appliances, intelligent vehicles, kiosks, and wearable devices.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트팜용 통합 센싱 환경을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining an integrated sensing environment for a smart farm according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 스마트팜용 통합 센싱 환경(100)은, 센싱부(110), 제어부(120), 전압 출력부(130), 전류 출력부(140), 난방 장치(151), 가습 장치(152), 환풍 장치(153), 출입문/창문(154), 경보 장치(155), 스피커(156), 촬영 장치(157), 커터(158), 조명 장치(159) 및 시스템 버스(160)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 센싱부(110), 제어부(120), 전압 출력부(130) 및 전류 출력부(140)는 스마트팜용 통합 센서 모듈을 구성할 수 있다. 예를 들어, 난방 장치(151), 가습 장치(152), 환풍 장치(153), 출입문/창문(154), 경보 장치(155), 스피커(156), 촬영 장치(157), 커터(158) 및 조명 장치(159)는 시스템 버스(160)를 통해서 통신 가능하도록 연결될 수 있다.As shown in FIG. 1, the integrated sensing environment 100 for smart farm includes a sensing unit 110, a control unit 120, a voltage output unit 130, a current output unit 140, a heating device 151, and a humidifier. device 152, ventilation device 153, door/window 154, alarm device 155, speaker 156, recording device 157, cutter 158, lighting device 159, and system bus 160 ) may be included. According to one embodiment, the sensing unit 110, the control unit 120, the voltage output unit 130 and the current output unit 140 may constitute an integrated sensor module for smart farms. For example, a heating device 151, a humidifier 152, a ventilation device 153, a door/window 154, an alarm device 155, a speaker 156, a photographing device 157, a cutter 158 And the lighting device 159 may be communicatively connected through the system bus 160 .

센싱부(110)는, 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 온도를 감지하여 제1 센싱 데이터를 생성하고, 습도를 감지하여 제2 센싱 데이터를 생성하며, 암모니아를 감지하여 제3 센싱 데이터를 생성하고, 이산화탄소를 감지하여 제4 센싱 데이터를 생성할 수 있다.The sensing unit 110 detects the temperature of the space where the integrated sensor module for smart farm is installed to generate first sensing data, detects humidity to generate second sensing data, and detects ammonia to generate third sensing data. And, by detecting carbon dioxide, fourth sensing data may be generated.

제어부(120)는, 제1 센싱 데이터의 평활화, 증폭 및 스위칭을 수행하여 제1 출력 전압과 제1 출력 전류를 생성하고, 제2 센싱 데이터의 평활화, 증폭 및 스위칭을 수행하여 제2 출력 전압과 제2 출력 전류를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(120)는, 제3 센싱 데이터의 평활화, 증폭 및 스위칭을 수행하여 제3 출력 전압과 제3 출력 전류를 생성하고, 제4 센싱 데이터의 평활화, 증폭 및 스위칭을 수행하여 제4 출력 전압과 제4 출력 전류를 생성할 수 있다.The controller 120 generates a first output voltage and a first output current by performing smoothing, amplification, and switching of the first sensed data, and performs smoothing, amplification, and switching of the second sensed data to obtain a second output voltage and A second output current may be generated. In addition, the controller 120 generates a third output voltage and a third output current by performing smoothing, amplification, and switching of the third sensed data, and performs smoothing, amplification, and switching of the fourth sensed data to generate a fourth output voltage. A voltage and a fourth output current may be generated.

제어부(120)는, 제1 센싱 데이터에 대응하는 제1 온도가 제1 임계값 이하일 경우 제1 임계값과 제1 온도의 차이인 제1 갭 온도를 산출할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제어부(120)는 다음의 수학식 1을 이용하여 제1 갭 온도를 산출할 수 있다.When the first temperature corresponding to the first sensing data is equal to or less than the first threshold value, the controller 120 may calculate a first gap temperature that is a difference between the first threshold value and the first temperature. According to an embodiment, the controller 120 may calculate the first gap temperature using Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

제1 갭 온도 = 제1 임계값 - 제1 온도First gap temperature = first threshold value - first temperature

제어부(120)는, 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 난방 장치(151)의 설정 온도를 제1 갭 온도만큼 상승시키도록 제어할 수 있다.The control unit 120 may control the set temperature of the heating device 151 of the space where the integrated sensor module for smart farm is installed to be increased by the first gap temperature.

제어부(120)는, 제1 온도가 제2 임계값 이상일 경우 제1 온도와 제2 임계값의 차이인 제2 갭 온도를 산출할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제어부(120)는 다음의 수학식 2를 이용하여 제2 갭 온도를 산출할 수 있다.The controller 120 may calculate a second gap temperature that is a difference between the first temperature and the second threshold when the first temperature is greater than or equal to the second threshold. According to an embodiment, the controller 120 may calculate the second gap temperature using Equation 2 below.

[수학식 2][Equation 2]

제2 갭 온도 = 제1 온도 - 제2 임계값Second gap temperature = first temperature - second threshold

제어부(120)는, 난방 장치(151)의 설정 온도를 제2 갭 온도만큼 하강시키도록 제어할 수 있다.The controller 120 may control the set temperature of the heating device 151 to decrease by the second gap temperature.

제어부(120)는, 제2 센싱 데이터에 대응하는 제1 습도가 제3 임계값 이하일 경우 제3 임계값과 제1 습도의 차이인 제1 갭 습도를 산출할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제어부(120)는 다음의 수학식 3을 이용하여 제1 갭 습도를 산출할 수 있다.The controller 120 may calculate a first gap humidity that is a difference between the third threshold value and the first humidity when the first humidity corresponding to the second sensing data is equal to or less than the third threshold value. According to an embodiment, the controller 120 may calculate the first gap humidity using Equation 3 below.

[수학식 3][Equation 3]

제1 갭 습도 = 제3 임계값 - 제1 습도First gap humidity = third threshold value - first humidity

제어부(120)는, 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 가습 장치(152)의 설정 습도를 제1 갭 습도만큼 상승시키도록 제어할 수 있다.The controller 120 may control the set humidity of the humidifier 152 in the space where the integrated sensor module for smart farm is installed to increase by the first gap humidity.

제어부(120)는, 제1 습도가 제4 임계값 이상일 경우 제1 습도와 제4 임계값의 차이인 제2 갭 습도를 산출하고, 가습 장치의 설정 온도를 제2 갭 습도만큼 하강시키도록 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제어부(120)는 다음의 수학식 4를 이용하여 제2 갭 습도를 산출할 수 있다.The control unit 120 calculates a second gap humidity that is a difference between the first humidity and the fourth threshold value when the first humidity is equal to or greater than the fourth threshold value, and controls the set temperature of the humidifier to decrease by the second gap humidity can do. According to an embodiment, the controller 120 may calculate the second gap humidity using Equation 4 below.

[수학식 4][Equation 4]

제2 갭 습도 = 제1 습도 - 제4 임계값Second gap humidity = first humidity - fourth threshold

제어부(120)는, 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 공간 정보를 수신하고, 공간 정보로부터 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 부피를 산출할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제어부(120)는 네트워크를 통하여 외부 서버로부터 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 공간 정보를 수신할 수 있다.The control unit 120 may receive spatial information of a space in which the integrated sensor module for smart farm is installed, and calculate the volume of the space in which the integrated sensor module for smart farm is installed from the spatial information. According to one embodiment, the control unit 120 may receive spatial information of a space in which an integrated sensor module for smart farm is installed from an external server through a network.

제어부(120)는, 산출된 부피 및 제3 센싱 데이터에 대응하는 제1 암모니아의 단위 부피당 농도를 산출하고, 산출된 단위 부피당 농도가 제5 임계값 이상일 경우 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 환풍 장치(153)가 동작하도록 제어하기 위한 제1 제어 신호를 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 환풍 장치(153)는 시스템 버스(160)를 통하여 제1 제어 신호를 수신하여 동작할 수 있다.The control unit 120 calculates the concentration per unit volume of the first ammonia corresponding to the calculated volume and the third sensing data, and if the calculated concentration per unit volume is equal to or greater than the fifth threshold value, ventilation of the space where the integrated sensor module for smart farm is installed is installed. A first control signal for controlling the device 153 to operate may be formed. According to one embodiment, the ventilation device 153 may operate by receiving a first control signal through the system bus 160 .

제어부(120)는, 단위 부피당 농도가 제5 임계값보다 높은 제6 임계값 이상일 경우 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 출입문 및 창문(154)을 개방하도록 제어하기 위한 제2 제어 신호를 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 출입문 및 창문(154)는 시스템 버스(160)를 통하여 제2 제어 신호를 수신하여 동작할 수 있다.The control unit 120 forms a second control signal for controlling the opening of the door and window 154 of the space where the integrated sensor module for smart farm is installed when the concentration per unit volume is greater than the sixth threshold value higher than the fifth threshold value. can According to an embodiment, the door and window 154 may operate by receiving a second control signal through the system bus 160 .

제어부(120)는, 단위 부피당 농도가 제6 임계값보다 높은 제7 임계값 이상일 경우 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 경보 장치(155)를 작동시키고 스피커(156)를 통해서 접근금지 안내 방송을 송출하도록 제어하기 위한 제3 제어 신호를 형성할 수 있다.The controller 120 activates the alarm device 155 in the space where the integrated sensor module for smart farm is installed when the concentration per unit volume is higher than the seventh threshold value higher than the sixth threshold value and broadcasts an access prohibition announcement through the speaker 156. A third control signal for controlling to be transmitted may be formed.

제어부(120)는, 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 공간 정보를 수신하고, 공간 정보로부터 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 부피를 산출할 수 있다.The control unit 120 may receive spatial information of a space in which the integrated sensor module for smart farm is installed, and calculate the volume of the space in which the integrated sensor module for smart farm is installed from the spatial information.

제어부(120)는, 산출된 부피 및 제1 시점에서의 제4 센싱 데이터에 대응하는 제1 이산화탄소의 제1 단위 부피당 농도를 산출할 수 있다.The controller 120 may calculate the concentration per first unit volume of the first carbon dioxide corresponding to the calculated volume and the fourth sensing data at the first time point.

제어부(120)는, 제1 시점으로부터 미리 설정된 시간(예를 들어, 10분, 30분, 1시간 등) 경과된 제2 시점에서의 제4 센싱 데이터에 대응하는 제2 이산화탄소의 제2 단위 부피당 농도를 산출할 수 있다.The controller 120 controls the second unit volume of the second carbon dioxide corresponding to the fourth sensing data at the second time point after a preset time (eg, 10 minutes, 30 minutes, 1 hour, etc.) has elapsed from the first time point. concentration can be calculated.

제어부(120)는, 제1 및 제2 단위 부피당 농도를 이용하여 이산화탄소의 농도 변화 속도를 산출할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제어부(120)는 다음의 수학식 5를 이용하여 이산화탄소의 농도 변화 속도를 산출할 수 있다.The controller 120 may calculate the concentration change rate of carbon dioxide using the first and second concentrations per unit volume. According to an embodiment, the control unit 120 may calculate the concentration change rate of carbon dioxide using Equation 5 below.

[수학식 5][Equation 5]

Figure 112022004045012-pat00001
Figure 112022004045012-pat00001

제어부(120)는, 농도 변화 속도가 제8 임계값 이하일 경우 제8 임계값과 농도 변화 속도의 제1 차이값을 산출하고, 제1 차이값의 제8 임계값에 대한 제1 비율을 산출할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제어부(120)는 다음의 수학식 6을 이용하여 제1 차이값을 산출하고, 다음의 수학식 7을 이용하여 제1 비율을 산출할 수 있다.The controller 120 may calculate a first difference between the eighth threshold and the concentration change rate when the concentration change rate is equal to or less than the eighth threshold value, and calculate a first ratio of the first difference value to the eighth threshold value. can According to an embodiment, the controller 120 may calculate the first difference value using Equation 6 below, and calculate the first ratio using Equation 7 below.

[수학식 6][Equation 6]

제1 차이값 = 제8 임계값 - 농도 변화 속도1st difference value = 8th threshold value - rate of concentration change

[수학식 7][Equation 7]

Figure 112022004045012-pat00002
Figure 112022004045012-pat00002

제어부(120)는, 제1 비율에 따라서 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 조명 장치(159)의 조도를 제1 비율만큼 증가시킬 수 있다. 이로 인해서, 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 광합성 양을 증가시켜 이산화탄소의 양을 감소시킬 수 있다.The control unit 120 may increase the illuminance of the lighting device 159 in the space where the integrated sensor module for smart farm is installed according to the first ratio by the first ratio. Due to this, it is possible to reduce the amount of carbon dioxide by increasing the amount of photosynthesis in the space where the integrated sensor module for smart farm is installed.

제어부(120)는, 농도 변화 속도가 제8 임계값 이상일 경우 농도 변화 속도와 제8 임계값의 제2 차이값을 산출하고, 제2 차이값의 제8 임계값에 대한 제2 비율을 산출할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제어부(120)는 다음의 수학식 8을 이용하여 제2 차이값을 산출하고, 다음의 수학식 9을 이용하여 제2 비율을 산출할 수 있다.The controller 120 may calculate a second difference between the concentration change rate and the eighth threshold value when the concentration change rate is equal to or greater than the eighth threshold value, and calculate a second ratio of the second difference value to the eighth threshold value. can According to an embodiment, the controller 120 may calculate the second difference value using Equation 8 below, and calculate the second ratio using Equation 9 below.

[수학식 8][Equation 8]

제2 차이값 = 농도 변화 속도 - 제8 임계값Second difference = rate of concentration change - 8th threshold

[수학식 9][Equation 9]

Figure 112022004045012-pat00003
Figure 112022004045012-pat00003

제어부(120)는, 제2 비율에 따라서 조명 장치(159)의 조도를 제2 비율만큼 감소시킬 수 있다. 이로 인해서, 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 이산화탄소 양이 임계값 이하일 경우 광합성 양을 감소시켜 이산화탄소의 양을 조절할 수 있다.The controller 120 may decrease the illuminance of the lighting device 159 by a second ratio according to the second ratio. Because of this, if the amount of carbon dioxide in the space where the integrated sensor module for smart farm is installed is below the threshold value, the amount of photosynthesis can be reduced to adjust the amount of carbon dioxide.

제어부(120)는, 촬영 장치(157)를 통해 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간 내부에 대한 촬영이 수행되고 있는 경우, 내부를 촬영한 영상 정보에서 제1 이미지를 획득할 수 있다. 이때, 제어부(120)는 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간 내부에 대한 촬영으로 생성된 영상 정보를 실시간으로 획득하여, 특정 시점의 영상을 제1 이미지로 획득할 수 있다.The control unit 120 may acquire a first image from image information photographed inside when the inside of the space in which the integrated sensor module for smart farm is installed is being photographed through the photographing device 157 . At this time, the control unit 120 may acquire image information generated by shooting the inside of the space where the integrated sensor module for smart farm is installed in real time, and obtain an image at a specific point in time as the first image.

제어부(120)는, 제1 이미지를 통해 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간 내부에 잡초가 있는지 여부를 검출할 수 있다. 제어부(120)는 제1 이미지를 통해 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간 내부에 잡초가 검출되지 않은 것으로 확인되면, 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간 내부를 촬영한 영상 정보에서 제1 이미지를 다시 획득할 수 있다. 이때, 제어부(120)는 촬영 장치(157)가 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간 내부에 인입되어 있는 상태에서, 일정 거리 이상 이동한 것으로 확인되면, 제1 이미지를 다시 획득할 수 있다.The control unit 120 may detect whether there are weeds in the space where the integrated sensor module for smart farm is installed through the first image. When it is confirmed through the first image that weeds are not detected inside the space where the integrated sensor module for smart farm is installed, the controller 120 acquires the first image again from the image information taken inside the space where the integrated sensor module for smart farm is installed. can do. At this time, the control unit 120 may acquire the first image again when it is confirmed that the photographing device 157 has moved by a certain distance or more while being drawn into the space where the integrated sensor module for smart farm is installed.

제어부(120)는 제1 이미지를 통해 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간 내부에 잡초가 검출된 것으로 확인되면, 커터(158) 및 잡초를 포함하여 촬영된 제2 이미지를 획득할 수 있다. 이때, 제어부(120)는 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간 내부에 대한 촬영으로 생성된 영상 정보를 실시간으로 획득하고 있는 상태에서, 커터(158)가 잡초에 붙는 것으로 확인되면, 커터(158)가 잡초에 붙는 순간의 이미지를 제2 이미지로 획득할 수 있다.The controller 120 may obtain a second image captured by the cutter 158 and the weeds when it is confirmed through the first image that weeds are detected in the space where the integrated sensor module for smart farm is installed. At this time, the control unit 120 acquires image information generated by shooting the inside of the space where the integrated sensor module for smart farm is installed in real time, and when it is confirmed that the cutter 158 is attached to the weeds, the cutter 158 An image of a moment when the weed attaches to the weed may be obtained as a second image.

제어부(120)는 제2 이미지 내에서 검출된 커터(158)의 단축 길이를 추정하여, 추정된 단축 길이로 제1 길이를 설정할 수 있다. 이때, 제어부(120)는 검출된 커터(158)로부터 타원 방정식을 도출하고, 도출된 타원 방정식에 기초하여, 검출된 커터(158)의 단축 길이를 생성할 수 있다.The controller 120 may estimate the short axis length of the cutter 158 detected in the second image and set the first length to the estimated short axis length. In this case, the controller 120 may derive an elliptic equation from the detected cutter 158 and generate a minor axis length of the detected cutter 158 based on the derived elliptic equation.

제어부(120)는 제2 이미지 내에서 잡초를 검출할 수 있다. 이때, 제어부(120)는 딥러닝 기반으로 잡초에 대응하는 박스를 검출할 수 있다.The controller 120 may detect weeds in the second image. At this time, the controller 120 may detect a box corresponding to the weed based on deep learning.

제어부(120)는 제2 이미지 내에서 검출된 잡초의 길이를 추정하여, 추정된 잡초의 길이를 제2 길이를 설정할 수 있다. 이때, 제어부(120)는 잡초에 대응하는 박스의 장축과 대각선의 길이를 확인하고, 박스의 장축과 대각선의 평균값으로 제2 길이를 설정할 수 있다.The controller 120 may estimate the length of the weeds detected in the second image and set the estimated length of the weeds as the second length. At this time, the controller 120 may check the lengths of the long axis and the diagonal line of the box corresponding to the weeds, and set the second length as an average value of the long axis and the diagonal line of the box.

제어부(120)는 커터(158)의 실제 길이인 제3 길이를 확인할 수 있다. 이때, 제어부(120)는 데이터베이스에 저장된 정보를 조회하여, 촬영 장치(157)에 구비된 커터(158)의 실제 길이인 제3 길이를 확인할 수 있다.The controller 120 may check the third length, which is the actual length of the cutter 158. In this case, the control unit 120 may inquire information stored in the database and check the third length, which is the actual length of the cutter 158 provided in the photographing device 157 .

제어부(120)는 제1 길이, 제2 길이 및 제3 길이를 이용하여, 잡초의 실제 길이인 제4 길이를 추정할 수 있다.The controller 120 may estimate the fourth length, which is the actual length of the weeds, using the first length, the second length, and the third length.

구체적으로, 제어부(120)는 제1 길이 및 제3 길이의 비율인 제1 비율을 산출하고, 제1 비율에 제2 길이를 적용하여, 제4 길이를 산출하는 과정을 통해, 제4 길이를 추정할 수 있다.Specifically, the controller 120 determines the fourth length through a process of calculating a first ratio, which is the ratio of the first length to the third length, and calculating a fourth length by applying the second length to the first ratio. can be estimated

예를 들어, 제1 길이가 10cm이고, 제2 길이가 20cm이고, 제3 길이가 15cm인 경우, 제어부(120)는 제1 길이 및 제3 길이를 이용하여 제1 비율을 1.5로 산출할 수 있으며, 제1 비율에 제2 길이를 적용하여, 제4 길이를 30cm로 산출할 수 있다.For example, when the first length is 10 cm, the second length is 20 cm, and the third length is 15 cm, the controller 120 may calculate the first ratio as 1.5 using the first length and the third length. And, by applying the second length to the first ratio, the fourth length can be calculated as 30 cm.

제어부(120)는, 촬영 장치(157)를 이용하여 형성된 제1 이미지를 통해 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간에 잡초가 있는 것으로 검출되면, 커터 및 잡초를 포함하여 촬영된 제2 이미지를 획득하고, 제2 이미지 내에서 커터를 검출하며, 제2 이미지 내에서 검출된 커터의 단축 길이를 추정하여, 제1 길이를 설정하고, 제2 이미지 내에서 잡초를 검출하며, 제2 이미지 내에서 검출된 잡초의 길이를 추정하여, 제2 길이를 설정하고, 커터의 실제 길이인 제3 길이를 확인하며, 제1 길이, 제2 길이 및 제3 길이를 이용하여, 잡초의 실제 길이인 제4 길이를 추정할 수 있다.The control unit 120, when it is detected that there are weeds in the space where the integrated sensor module for smart farm is installed through the first image formed using the photographing device 157, obtains a second image captured including cutters and weeds, , Detects the cutter in the second image, estimates the short axis length of the cutter detected in the second image, sets the first length, detects weeds in the second image, and detects weeds in the second image. Estimating the length of the weeds, setting the second length, confirming the third length, which is the actual length of the cutter, and using the first length, the second length, and the third length, to determine the fourth length, which is the actual length of the weeds. can be estimated

제어부(120)는, 촬영 장치(157)를 통해서 촬영된 영상 정보로부터 잡초의 존재를 인식할 수 있다.The controller 120 may recognize the presence of weeds from image information photographed through the photographing device 157 .

제어부(120)는 촬영 장치(157)를 통해서 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간 내부에 대한 촬영이 수행되고 있는 경우, 제1 시점에 촬영된 이미지를 제1 이미지로 획득할 수 있다. 여기서, 제1 시점은 실시예에 따라 상이하게 설정될 수 있다.The control unit 120 may obtain an image captured at a first point in time as a first image when the interior of the space in which the integrated sensor module for smart farm is installed is being photographed through the photographing device 157 . Here, the first viewpoint may be set differently according to embodiments.

제어부(120)는 제1 이미지를 인코딩 하여 제1 입력 신호를 생성할 수 있다. 구체적으로, 제어부(120)는 제1 이미지의 픽셀을 색 정보로 인코딩하여 제1 입력 신호를 생성할 수 있다. 색 정보는 RGB 색상 정보, 명도 정보, 채도 정보를 포함할 수 있으나, 이에 국한되지 않는다. 제어부(120)는 색 정보를 수치화된 값으로 환산할 수 있으며, 이 값을 포함한 데이터 시트 형태로 제1 이미지를 인코딩할 수 있다.The controller 120 may generate a first input signal by encoding the first image. Specifically, the controller 120 may generate a first input signal by encoding pixels of the first image into color information. Color information may include RGB color information, brightness information, and chroma information, but is not limited thereto. The controller 120 may convert the color information into numerical values, and encode the first image in the form of a data sheet including the values.

제어부(120)는 제1 입력 신호를 제어부(120) 내 미리 학습된 인공 신경망에 입력할 수 있다.The controller 120 may input the first input signal to the artificial neural network trained in advance within the controller 120 .

제어부(120)는 인공 신경망의 입력의 결과에 기초하여, 인공 신경망으로부터 제1 출력 신호를 획득할 수 있다.The controller 120 may obtain a first output signal from the artificial neural network based on a result of the input of the artificial neural network.

제어부(120)는 제1 출력 신호에 기초하여, 제1 이미지 내에 잡초가 있는지 여부를 검출하고, 제1 이미지 내에 잡초가 있는 것으로 검출된 경우, 잡초를 박수로 검출할 수 있다.The controller 120 may detect whether there are weeds in the first image based on the first output signal, and when it is detected that there are weeds in the first image, the weeds may be detected as applause.

제어부(120)는 제1 이미지 내에서 검출된 박스를 분석하여, 박스의 장축 길이와 대각선 길이를 각각 확인할 수 있다.The controller 120 may analyze the box detected in the first image and check the long axis length and the diagonal length of the box, respectively.

제어부(120)는 제1 이미지 내에서 검출된 박스의 장축 길이 및 대각선 길이의 평균값인 제2 평균값을 산출할 수 있다.The controller 120 may calculate a second average value, which is an average value of long axis lengths and diagonal lengths of boxes detected in the first image.

제어부(120)는 제2 평균값이 기준값 보다 큰지 여부를 확인할 수 있다. 여기서, 기준값은 실시예에 따라 상이하게 설정될 수 있다.The controller 120 may check whether the second average value is greater than the reference value. Here, the reference value may be set differently according to embodiments.

제어부(120)는 제2 평균값이 기준값 보다 작은 것으로 확인되면, 제어부(120)는 제1 이미지 내에서 잡초가 검출되지 않은 것으로 판단할 수 있다. 이후, 제어부(120)는 제1 시점을 변경하여, 변경된 제1 시점에 촬영된 이미지를 제1 이미지로 다시 획득할 수 있다.If the controller 120 determines that the second average value is smaller than the reference value, the controller 120 may determine that no weeds are detected in the first image. Thereafter, the controller 120 may change the first viewpoint and acquire an image captured at the changed first viewpoint as the first image again.

제어부(120)는 제2 평균값이 기준값 보다 큰 것으로 확인되면, 제어부(120)는 제1 이미지 내에서 잡초가 검출된 것으로 판단할 수 있다. 이후, 제1 이미지를 표시하면서, 제1 이미지 내에서 검출된 박스가 강조 표시되도록, 출력 기기의 동작을 제어할 수 있다. 이때, 제1 이미지 내에서 검출된 박스가 밝은색으로 강조 표시될 수 있다.If the controller 120 determines that the second average value is greater than the reference value, the controller 120 may determine that weeds are detected in the first image. Thereafter, while displaying the first image, the operation of the output device may be controlled so that the box detected in the first image is highlighted. In this case, a box detected in the first image may be highlighted in a bright color.

촬영 장치(157)를 사용하는 관리자는 제1 시점에 촬영된 제1 이미지를 통해 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간 내부에 잡초가 있는 것을 확인할 수 있으며, 확인된 잡초를 제거하기 위해 커터(158)를 잡초에 붙게 움직일 수 있다. 제어부(120)는 제2 시점에 커터(158)가 잡초에 붙은 것으로 확인되면, 제2 시점에 촬영된 이미지를 제2 이미지로 획득할 수 있다.The manager using the photographing device 157 can confirm that there are weeds in the space where the integrated sensor module for smart farm is installed through the first image taken at the first point in time, and to remove the identified weeds, the cutter 158 can be moved to attach to weeds. When it is confirmed that the cutter 158 is attached to the weed at the second viewpoint, the controller 120 may acquire an image captured at the second viewpoint as the second image.

전압 출력부(130)는 제어부(120)에서 생성된 제1 내지 제4 출력 전압을 선택적으로 출력할 수 있다.The voltage output unit 130 may selectively output the first to fourth output voltages generated by the control unit 120 .

전류 출력부(140)는 제어부(120)에서 생성된 제1 내지 제4 출력 전류를 선택적으로 출력할 수 있다.The current output unit 140 may selectively output the first to fourth output currents generated by the control unit 120 .

난방 장치(151)는 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 온도를 조절할 수 있는 장치로서 제어부(120)의 제어에 의해서 제1 갭 온도만큼 설정 온도를 상승시키거나, 제2 갭 온도만큼 설정 온도를 하강시킬 수 있다.The heating device 151 is a device capable of adjusting the temperature of the space in which the integrated sensor module for smart farm is installed, and raises the set temperature by the first gap temperature under the control of the control unit 120 or raises the set temperature by the second gap temperature can be lowered

가습 장치(152)는 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 습도를 조절할 수 있는 장치로서 제어부(120)의 제어에 의해서 제1 갭 습도만큼 설정 습도를 상승시키거나, 제2 갭 습도만큼 설정 습도를 하강시킬 수 있다.The humidifying device 152 is a device capable of adjusting the humidity of the space where the integrated sensor module for smart farm is installed, and raises the set humidity by the first gap humidity under the control of the control unit 120 or increases the set humidity by the second gap humidity can be lowered

환풍 장치(153)는 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 환기를 위한 장치로서 제어부(120)의 제어에 의해서 제1 제어 신호 수신 시 동작할 수 있다.The ventilation device 153 is a device for ventilating a space in which an integrated sensor module for smart farm is installed, and may operate when a first control signal is received under the control of the control unit 120.

출입문 및 창문(154)은 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간에 설치되어 제어부(120)의 제어에 의해서 제2 제어 신호 수신 시 개방될 수 있다.Doors and windows 154 may be installed in a space where an integrated sensor module for smart farms is installed and opened when a second control signal is received under the control of the control unit 120.

경보 장치(155)는 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간에 설치되어 제어부(120)의 제어에 의해서 제3 제어 신호 수신 시 동작할 수 있다.The alarm device 155 may be installed in the space where the integrated sensor module for smart farm is installed and operate when receiving a third control signal under the control of the control unit 120.

스피커(156)는 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간에 설치되어 제어부(120)의 제어에 의해서 제3 제어 신호 수신 시 동작할 수 있다.The speaker 156 is installed in the space where the integrated sensor module for smart farm is installed and can operate when receiving a third control signal under the control of the control unit 120.

촬영 장치(157)는 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간에 설치되어 제어부(120)의 제어에 의해서 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 제1 이미지 및 제2 이미지를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 이미지는 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 잡초 이미지를 포함하고, 제2 이미지는 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 커터(158) 및 잡초 이미지를 포함할 수 있다.The photographing device 157 is installed in the space where the integrated sensor module for smart farm is installed and can generate a first image and a second image of the space where the integrated sensor module for smart farm is installed under the control of the control unit 120 . According to one embodiment, the first image includes an image of weeds in the space where the integrated sensor module for smart farm is installed, and the second image may include the image of the cutter 158 and weeds in the space where the integrated sensor module for smart farm is installed. .

커터(158)는 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간에 설치되어 잡초 제거를 위한 용도로 사용될 수 있다.The cutter 158 is installed in the space where the integrated sensor module for smart farm is installed and can be used for weed removal.

조명 장치(159)는 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간에 설치되어 제어부(120)의 제어에 의해서 조도를 제1 비율만큼 증가시키거나 제2 비율만큼 감소시킬 수 있다.The lighting device 159 may be installed in a space where the integrated sensor module for smart farm is installed and increase or decrease the illuminance by a first ratio or a second ratio under the control of the control unit 120 .

본 발명에서, 인공지능(Artificial Intelligence, AI)은 인간의 학습능력, 추론능력, 지각능력 등을 모방하고, 이를 컴퓨터로 구현하는 기술을 의미하고, 기계 학습, 심볼릭 로직(Symbolic Logic) 등의 개념을 포함할 수 있다. 기계 학습(Machine Learning, ML)은 입력 데이터들의 특징을 스스로 분류 또는 학습하는 알고리즘 기술이다. 인공지능의 기술은 기계 학습의 알고리즘으로써 입력 데이터를 분석하고, 그 분석의 결과를 학습하며, 그 학습의 결과에 기초하여 판단이나 예측을 할 수 있다. 또한, 기계 학습의 알고리즘을 활용하여 인간 두뇌의 인지, 판단 등의 기능을 모사하는 기술들 역시 인공지능의 범주로 이해될 수 있다. 예를 들어, 언어적 이해, 시각적 이해, 추론/예측, 지식 표현, 동작 제어 등의 기술 분야가 포함될 수 있다.In the present invention, artificial intelligence (AI) means a technology that imitates human learning ability, reasoning ability, perception ability, etc., and implements it with a computer, and concepts such as machine learning and symbolic logic can include Machine learning (ML) is an algorithm technology that classifies or learns the characteristics of input data by itself. Artificial intelligence technology is a machine learning algorithm that analyzes input data, learns the result of the analysis, and can make judgments or predictions based on the result of the learning. In addition, technologies that mimic the functions of the human brain, such as recognition and judgment, using machine learning algorithms, can also be understood as artificial intelligence. For example, technical fields such as linguistic understanding, visual understanding, inference/prediction, knowledge expression, and motion control may be included.

기계 학습은 데이터를 처리한 경험을 이용해 신경망 모델을 훈련시키는 처리를 의미할 수 있다. 기계 학습을 통해 컴퓨터 소프트웨어는 스스로 데이터 처리 능력을 향상시키는 것을 의미할 수 있다. 신경망 모델은 데이터 사이의 상관 관계를 모델링하여 구축된 것으로서, 그 상관 관계는 복수의 파라미터에 의해 표현될 수 있다. 신경망 모델은 주어진 데이터로부터 특징들을 추출하고 분석하여 데이터 간의 상관 관계를 도출하는데, 이러한 과정을 반복하여 신경망 모델의 파라미터를 최적화해 나가는 것이 기계 학습이라고 할 수 있다. 예를 들어, 신경망 모델은 입출력 쌍으로 주어지는 데이터에 대하여, 입력과 출력 사이의 매핑(상관 관계)을 학습할 수 있다. 또는, 신경망 모델은 입력 데이터만 주어지는 경우에도 주어진 데이터 사이의 규칙성을 도출하여 그 관계를 학습할 수도 있다.Machine learning may refer to processing that trains a neural network model using experience of processing data. Through machine learning, computer software could mean improving its own data processing capabilities. A neural network model is constructed by modeling a correlation between data, and the correlation may be expressed by a plurality of parameters. The neural network model derives a correlation between data by extracting and analyzing features from given data, and optimizing the parameters of the neural network model by repeating this process can be referred to as machine learning. For example, a neural network model may learn a mapping (correlation) between an input and an output with respect to data given as an input/output pair. Alternatively, even when only input data is given, the neural network model may learn the relationship by deriving a regularity between given data.

인공지능 학습모델 또는 신경망 모델은 인간의 뇌 구조를 컴퓨터 상에서 구현하도록 설계될 수 있으며, 인간의 신경망의 뉴런(neuron)을 모의하며 가중치를 가지는 복수의 네트워크 노드들을 포함할 수 있다. 복수의 네트워크 노드들은 뉴런이 시냅스(synapse)를 통하여 신호를 주고받는 뉴런의 시냅틱(synaptic) 활동을 모의하여, 서로 간의 연결 관계를 가질 수 있다. 인공지능 학습모델에서 복수의 네트워크 노드들은 서로 다른 깊이의 레이어에 위치하면서 컨볼루션(convolution) 연결 관계에 따라 데이터를 주고받을 수 있다. 인공지능 학습모델은, 예를 들어, 인공 신경망 모델(Artificial Neural Network), 컨볼루션 신경망 모델(Convolution Neural Network: CNN) 등일 수 있다. 일 실시예로서, 인공지능 학습모델은, 지도학습(Supervised Learning), 비지도 학습(Unsupervised Learning), 강화 학습(Reinforcement Learning) 등의 방식에 따라 기계 학습될 수 있다. 기계 학습을 수행하기 위한 기계 학습 알고리즘에는, 의사결정트리(Decision Tree), 베이지안 망(Bayesian Network), 서포트 벡터 머신(Support Vector Machine), 인공 신경망(Artificial Neural Network), 에이다부스트(Ada-boost), 퍼셉트론(Perceptron), 유전자 프로그래밍(Genetic Programming), 군집화(Clustering) 등이 사용될 수 있다.An artificial intelligence learning model or a neural network model may be designed to implement a human brain structure on a computer, and may include a plurality of network nodes having weights while simulating neurons of a human neural network. A plurality of network nodes may have a connection relationship between them by simulating synaptic activities of neurons that transmit and receive signals through synapses. In the artificial intelligence learning model, a plurality of network nodes can send and receive data according to a convolutional connection relationship while being located in layers of different depths. The artificial intelligence learning model may be, for example, an artificial neural network model, a convolutional neural network model (CNN), and the like. As an embodiment, the artificial intelligence learning model may be machine-learned according to methods such as supervised learning, unsupervised learning, and reinforcement learning. Machine learning algorithms for performing machine learning include Decision Tree, Bayesian Network, Support Vector Machine, Artificial Neural Network, Ada-boost , Perceptron, Genetic Programming, Clustering, etc. may be used.

이중, CNN은 최소한의 전처리(preprocess)를 사용하도록 설계된 다계층 퍼셉트론(multilayer perceptrons)의 한 종류이다. CNN은 하나 또는 여러 개의 합성곱 계층과 그 위에 올려진 일반적인 인공 신경망 계층들로 이루어져 있으며, 가중치와 통합 계층(pooling layer)들을 추가로 활용한다. 이러한 구조 덕분에 CNN은 2차원 구조의 입력 데이터를 충분히 활용할 수 있다. 다른 딥러닝 구조들과 비교해서, CNN은 영상, 음성 분야 모두에서 좋은 성능을 보여준다. CNN은 또한 표준 역전달을 통해 훈련될 수 있다. CNN은 다른 피드포워드 인공신경망 기법들보다 쉽게 훈련되는 편이고 적은 수의 매개변수를 사용한다는 이점이 있다.Of these, CNNs are a type of multilayer perceptrons designed to use minimal preprocessing. A CNN consists of one or several convolution layers and general artificial neural network layers on top, and additionally utilizes weights and pooling layers. Thanks to this structure, CNN can fully utilize the input data with a two-dimensional structure. Compared to other deep learning structures, CNN shows good performance in both video and audio fields. CNNs can also be trained via standard back-propagation. CNNs are easier to train than other feedforward artificial neural network techniques and have the advantage of using fewer parameters.

컨볼루션 네트워크는 묶인 파라미터들을 가지는 노드들의 집합들을 포함하는 신경 네트워크들이다. 사용 가능한 트레이닝 데이터의 크기 증가와 연산 능력의 가용성이, 구분적 선형 단위 및 드롭아웃 트레이닝과 같은 알고리즘 발전과 결합되어, 많은 컴퓨터 비전 작업들이 크게 개선되었다. 오늘날 많은 작업에 사용할 수 있는 데이터 세트들과 같은 엄청난 양의 데이터 세트에서는 초과 맞춤(outfitting)이 중요하지 않으며, 네트워크의 크기를 늘리면 테스트 정확도가 향상된다. 컴퓨팅 리소스들의 최적 사용은 제한 요소가 된다. 이를 위해, 심층 신경 네트워크들의 분산된, 확장 가능한 구현예가 사용될 수 있다.Convolutional networks are neural networks that contain sets of nodes with bound parameters. The increasing size of available training data and the availability of computational power, combined with algorithmic advances such as piecewise linear unit and dropout training, have greatly improved many computer vision tasks. With huge data sets, such as those available for many tasks today, overfitting is not critical, and increasing the size of the network improves test accuracy. Optimal use of computing resources becomes a limiting factor. To this end, a distributed, scalable implementation of deep neural networks can be used.

본 발명에서는 IoT(Internet of Things) 기반의 보급형 스마트팜용 통합 센서 모듈 모델 개발을 통해 시설농가의 생산성 향상 및 시설농가의 소득 증대에 기여할 수 있다. 사용 용도에 따른 센서 선택 및 펌웨어 업데이터를 통해서 사용 환경을 변경하고 필요한 센서만 적용하여 펌웨어를 업데이트하게 되면 다양한 환경(예를 들어, 시설 하우스, 저온 창고, 축사, 곤충 사육 등)에서 적용 가능할 수 있다.In the present invention, through the development of an IoT (Internet of Things)-based integrated sensor module model for a low-end smart farm, it can contribute to improving the productivity of facility farms and increasing the income of facility farms. If the use environment is changed through sensor selection and firmware updater according to the purpose of use and the firmware is updated by applying only the necessary sensors, it can be applied in various environments (eg, facility house, cold storage, barn, insect breeding, etc.). .

본 발명에서는 여러 개의 센서 모듈을 하나의 복합 모듈로 구성하여 총 4가지 기능의 센서가 필요한 농가는 총 4가지의 센서를 모두 탑재하고, 1~3가지 센서만 필요한 경우에는 필요한 센서만 선택적으로 탑재가 가능하도록 설계 공정 및 신호 처리 회로 제작 공정의 개선을 통하여 스마트팜(Smart Farm)용 통합 센서 모듈을 개발하고자 한다.In the present invention, a plurality of sensor modules are configured as one complex module, so that a farmhouse that requires a total of 4 types of sensors is equipped with all 4 types of sensors. We plan to develop an integrated sensor module for smart farms by improving the design process and signal processing circuit manufacturing process so that

최근 스마트팜의 설치 및 활용이 급격히 늘어나고 있는 시점에서 스마트팜용 통합 센서 모듈의 국산화를 통한 저비용으로 공급이 가능해져 소규모 농가에서도 보급형으로 적용이 가능하다.Recently, at a time when the installation and utilization of smart farms are rapidly increasing, it is possible to supply at low cost through localization of integrated sensor modules for smart farms.

농가를 상대로 실시한 설문 조사 결과에 의하면, 현재 스마트팜 도입에 있어 장애 요인은 시설비 부담(24%), 설치 업체 사후 관리 미흡(19%), 잦은 고장(16%), 관리 기술 미흡(15%) 등으로 조사되었으며, 이는 스마트팜 환경 제어용 각종 단일 센서(온도, 습도, 이산화탄소, 질소 등)의 개발과 더불어 환경 제어용 통합 센서 기술의 연구 개발이 시급하다고 판단된다.According to the results of a survey conducted on farms, obstacles to the introduction of the current smart farm include burden of facility cost (24%), lack of follow-up management by the installer (19%), frequent breakdowns (16%), and lack of management technology (15%). etc., and it is judged that it is urgent to research and develop integrated sensor technology for environmental control along with the development of various single sensors (temperature, humidity, carbon dioxide, nitrogen, etc.) for smart farm environment control.

본 발명의 스마트팜용 통합 센서 모듈은 다수의 센서 모듈을 일체화 제작하고, 간편한 착탈식 구조를 갖도록 설계할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 커넥터 형태(Connector type)로 개발하고, 방수처리로 외관은 동일하나 내부에는 필요한 센서만 탈부착 가능한 구조로 개발할 수 있다.The integrated sensor module for smart farms of the present invention can be designed to integrally manufacture a plurality of sensor modules and have a simple detachable structure. According to one embodiment, it is developed in a connector type, and the external appearance is the same by waterproof treatment, but only the necessary sensors inside can be developed in a detachable structure.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 뉴럴 네트워크의 학습을 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for explaining learning of a neural network according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시한 바와 같이, 학습 장치는 이미지들이 포함하는 잡초 이미지 또는 커터(158) 이미지들의 추출을 위하여 뉴럴 네트워크(124)를 학습시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 학습 장치는 제어부(120)와 다른 별개의 주체일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.As shown in FIG. 2 , the learning device may train the neural network 124 to extract weed images or cutter 158 images included in the images. According to one embodiment, the learning device may be a separate subject different from the control unit 120, but is not limited thereto.

뉴럴 네트워크(124)는 트레이닝 샘플들이 입력되는 입력 레이어(122)와 트레이닝 출력들을 출력하는 출력 레이어(126)를 포함하고, 트레이닝 출력들과 레이블들 사이의 차이에 기초하여 학습될 수 있다. 여기서, 레이블들은 객체에 대응하는 이미지 정보들에 기초하여 정의될 수 있다. 뉴럴 네트워크(124)는 복수의 노드들의 그룹으로 연결되어 있고, 연결된 노드들 사이의 가중치들과 노드들을 활성화시키는 활성화 함수에 의해 정의된다.The neural network 124 includes an input layer 122 into which training samples are input and an output layer 126 which outputs training outputs, and may be learned based on differences between the training outputs and labels. Here, labels may be defined based on image information corresponding to an object. The neural network 124 is connected to a group of a plurality of nodes, and is defined by weights between connected nodes and an activation function that activates the nodes.

학습 장치는 GD(Gradient Decent) 기법 또는 SGD(Stochastic Gradient Descent) 기법을 이용하여 뉴럴 네트워크(124)를 학습시킬 수 있다. 학습 장치는 뉴럴 네트워크의 출력들 및 레이블들 의해 설계된 손실 함수(Loss Function)를 이용할 수 있다.The learning device may train the neural network 124 using a gradient descent (GD) technique or a stochastic gradient descent (SGD) technique. The learning device may use a loss function designed by outputs and labels of the neural network.

학습 장치는 미리 정의된 손실 함수를 이용하여 트레이닝 에러를 계산할 수 있다. 손실 함수는 레이블, 출력 및 파라미터를 입력 변수로 미리 정의될 수 있고, 여기서 파라미터는 뉴럴 네트워크(124) 내 가중치들에 의해 설정될 수 있다. 예를 들어, 손실 함수는 MSE(Mean Square Error) 형태, 엔트로피(entropy) 형태 등으로 설계될 수 있는데, 손실 함수가 설계되는 실시예에는 다양한 기법 또는 방식이 채용될 수 있다.The learning device may calculate a training error using a predefined loss function. The loss function may be predefined with labels, outputs and parameters as input variables, where the parameters may be set by weights in the neural network 124. For example, the loss function may be designed in a mean square error (MSE) form, an entropy form, and the like, and various techniques or methods may be employed in an embodiment in which the loss function is designed.

학습 장치는 역전파(Backpropagation) 기법을 이용하여 트레이닝 에러에 영향을 주는 가중치들을 찾아낼 수 있다. 여기서, 가중치들은 뉴럴 네트워크(124) 내 노드들 사이의 관계들이다. 학습 장치는 역전파 기법을 통해 찾아낸 가중치들을 최적화시키기 위해 레이블들 및 출력들을 이용한 SGD 기법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 학습 장치는 레이블들, 출력들 및 가중치들에 기초하여 정의된 손실 함수의 가중치들을 SGD 기법을 이용하여 갱신할 수 있다.The learning device may find weights affecting the training error using a backpropagation technique. Here, weights are relationships between nodes in neural network 124 . The learning device may use the SGD technique using labels and outputs to optimize the weights found through the backpropagation technique. For example, the learning device may update weights of a loss function defined based on labels, outputs, and weights using the SGD technique.

일 실시예에 따르면, 학습 장치는 트레이닝 이미지들을 획득하고, 트레이닝 이미지들로부터 트레이닝 객체들을 추출할 수 있다. 학습 장치는 트레이닝 객체들에 대해서 각각 미리 레이블링 된 정보(제1 레이블들)를 획득할 수 있는데, 트레이닝 객체들에 대응하는 이미지 정보인 제1 레이블들을 획득할 수 있다.According to an embodiment, the learning device may obtain training images and extract training objects from the training images. The learning device may obtain pre-labeled information (first labels) for each of the training objects, and may obtain first labels that are image information corresponding to the training objects.

일 실시예에 따르면, 학습 장치는 트레이닝 객체들의 크기 특징들, 길이 특징들 및 색상 특징들에 기초하여 트레이닝 특징 벡터들을 생성할 수 있다. 특징을 추출하는 데는 다양한 방식이 채용될 수 있다.According to an embodiment, the learning device may generate training feature vectors based on size features, length features, and color features of training objects. Various methods may be employed to extract features.

일 실시예에 따르면, 학습 장치는 트레이닝 특징 벡터들을 뉴럴 네트워크(124)에 적용하여 트레이닝 출력들을 획득할 수 있다. 학습 장치는 트레이닝 출력들과 제1 레이블들에 기초하여 뉴럴 네트워크(124)의 이미지 추출 알고리즘을 학습시킬 수 있다. 학습 장치는 트레이닝 출력들에 대응하는 트레이닝 에러들을 계산하고, 그 트레이닝 에러들을 최소화하기 위해 뉴럴 네트워크(124) 내 노드들의 연결 관계를 최적화하여 뉴럴 네트워크(124)의 이미지 추출 알고리즘을 학습시킬 수 있다. 서버(120)는 학습이 완료된 뉴럴 네트워크(124)를 이용하여 이미지들로부터 잡초 이미지 또는 커터 이미지들을 추출할 수 있다.According to an embodiment, the learning device may obtain training outputs by applying the training feature vectors to the neural network 124 . The learning device may train an image extraction algorithm of the neural network 124 based on the training outputs and the first labels. The learning device may train the image extraction algorithm of the neural network 124 by calculating training errors corresponding to the training outputs and optimizing a connection relationship between nodes in the neural network 124 to minimize the training errors. The server 120 may extract weed images or cutter images from the images using the neural network 124 that has been trained.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 제어부를 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining a control unit according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시한 바와 같이, 제어부(120)는 하나 이상의 프로세서(121), 하나 이상의 메모리(123) 및/또는 송수신기(125)를 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 제어부(120)의 이 구성요소들 중 적어도 하나가 생략되거나, 다른 구성요소가 제어부(120)에 추가될 수 있다. 추가적으로(additionally) 또는 대체적으로(alternatively), 일부의 구성요소들이 통합되어 구현되거나, 단수 또는 복수의 개체로 구현될 수 있다. 제어부(120) 내, 외부의 구성요소들 중 적어도 일부의 구성요소들은 버스, GPIO(general purpose input/output), SPI(serial peripheral interface) 또는 MIPI(mobile industry processor interface) 등을 통해 서로 연결되어, 데이터 및/또는 시그널을 주고받을 수 있다.As shown in FIG. 3 , the controller 120 may include one or more processors 121 , one or more memories 123 , and/or a transceiver 125 . As an example, at least one of these components of the controller 120 may be omitted or another component may be added to the controller 120 . Additionally or alternatively, some of the components may be integrated and implemented, or implemented as a singular or plural entity. At least some of the components inside and outside the controller 120 are connected to each other through a bus, general purpose input/output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI). Data and/or signals can be sent and received.

하나 이상의 프로세서(121)는 소프트웨어(예: 명령, 프로그램 등)를 구동하여 프로세서(121)에 연결된 제어부(120)의 적어도 하나의 구성요소를 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(121)는 본 발명과 관련된 다양한 연산, 처리, 데이터 생성, 가공 등의 동작을 수행할 수 있다. 또한, 프로세서(121)는 데이터 등을 하나 이상의 메모리(123)로부터 인출하거나, 하나 이상의 메모리(123)에 저장할 수 있다.One or more processors 121 may control at least one component of the control unit 120 connected to the processor 121 by driving software (eg, instructions, programs, etc.). In addition, the processor 121 may perform operations such as various calculations, processing, data generation, and processing related to the present invention. Also, the processor 121 may retrieve data from one or more memories 123 or store data in one or more memories 123 .

전술한 바와 같이, 하나 이상의 프로세서(121)는, 송수신기(125)를 통하여 센싱부(110)로부터 제1 내지 제4 센싱 데이터를 디지털 패킷의 형태로 실시간 또는 비실시간으로 수신할 수 있다.As described above, the one or more processors 121 may receive the first to fourth sensing data from the sensing unit 110 through the transceiver 125 in real time or non-real time in the form of digital packets.

하나 이상의 프로세서(121)는, 센싱부(110)로부터 제1 센싱 데이터를 수신하고, 제1 센싱 데이터의 평활화, 증폭 및 스위칭을 수행하여 제1 출력 전압과 제1 출력 전류를 생성할 수 있다. The one or more processors 121 may receive first sensed data from the sensing unit 110 and perform smoothing, amplification, and switching of the first sensed data to generate a first output voltage and a first output current.

하나 이상의 프로세서(121)는, 센싱부(110)로부터 제2 센싱 데이터를 수신하고, 제2 센싱 데이터의 평활화, 증폭 및 스위칭을 수행하여 제2 출력 전압과 제2 출력 전류를 생성할 수 있다. The one or more processors 121 may receive second sensed data from the sensing unit 110 and generate a second output voltage and a second output current by performing smoothing, amplification, and switching of the second sensed data.

하나 이상의 프로세서(121)는, 센싱부(110)로부터 제3 센싱 데이터를 수신하고, 제3 센싱 데이터의 평활화, 증폭 및 스위칭을 수행하여 제3 출력 전압과 제3 출력 전류를 생성할 수 있다. The one or more processors 121 may receive third sensed data from the sensing unit 110 and generate a third output voltage and a third output current by performing smoothing, amplification, and switching of the third sensed data.

하나 이상의 프로세서(121)는, 센싱부(110)로부터 제4 센싱 데이터를 수신하고, 제4 센싱 데이터의 평활화, 증폭 및 스위칭을 수행하여 제4 출력 전압과 제4 출력 전류를 생성할 수 있다. The one or more processors 121 may receive fourth sensed data from the sensing unit 110 and generate a fourth output voltage and a fourth output current by performing smoothing, amplification, and switching of the fourth sensed data.

하나 이상의 프로세서(121)는, 생성된 제1 내지 제4 출력 전압을 송수신기(123)를 통하여 전압 출력부(130)로 전송할 수 있다.One or more processors 121 may transmit the generated first to fourth output voltages to the voltage output unit 130 through the transceiver 123 .

하나 이상의 프로세서(121)는, 생성된 제1 내지 제4 출력 전류를 송수신기(123)를 통하여 전류 출력부(130)로 전송할 수 있다.One or more processors 121 may transmit the generated first to fourth output currents to the current output unit 130 through the transceiver 123 .

하나 이상의 메모리(123)는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(123)에 저장되는 데이터는, 제어부(120)의 적어도 하나의 구성요소에 의해 획득되거나, 처리되거나, 사용되는 데이터로서, 소프트웨어(예: 명령, 프로그램 등)를 포함할 수 있다. 메모리(123)는 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 본 발명에서, 명령 내지 프로그램은 메모리(123)에 저장되는 소프트웨어로서, 서버(120)의 리소스를 제어하기 위한 운영체제, 어플리케이션 및/또는 어플리케이션이 서버(120)의 리소스들을 활용할 수 있도록 다양한 기능을 어플리케이션에 제공하는 미들 웨어 등을 포함할 수 있다.One or more memories 123 may store various data. Data stored in the memory 123 is data obtained, processed, or used by at least one component of the controller 120, and may include software (eg, commands, programs, etc.). Memory 123 may include volatile and/or non-volatile memory. In the present invention, a command or program is software stored in the memory 123, and is an operating system for controlling the resources of the server 120, an application, and/or an application that provides various functions so that the application can utilize the resources of the server 120. It may include middleware provided to .

하나 이상의 메모리(123)는 상술한 제1 내지 제4 센싱 데이터, 제1 내지 제4 출력 전압, 제1 내지 제4 출력 전류 등을 저장할 수 있다. 또한, 하나 이상의 메모리(123)는, 하나 이상의 프로세서(121)에 의한 실행 시, 하나 이상의 프로세서(121)가 연산을 수행하도록 하는 명령들을 저장할 수 있다.One or more memories 123 may store the above-described first to fourth sensing data, first to fourth output voltages, first to fourth output currents, and the like. In addition, the one or more memories 123 may store instructions that cause the one or more processors 121 to perform calculations when executed by the one or more processors 121 .

일 실시예로서, 제어부(120)는 송수신기(125)를 더 포함할 수 있다. 송수신기(125)는, 센싱부(110), 제어부(120), 전압 출력부(130), 전류 출력부(140) 및/또는 기타 다른 장치 간의 무선 또는 유선 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 송수신기(125)는 eMBB(enhanced Mobile Broadband), URLLC(Ultra Reliable Low-Latency Communications), MMTC(Massive Machine Type Communications), LTE(long-term evolution), LTE-A(LTE Advance), UMTS(Universal Mobile Telecommunications System), GSM(Global System for Mobile communications), CDMA(code division multiple access), WCDMA(wideband CDMA), WiBro(Wireless Broadband), WiFi(wireless fidelity), 블루투스(Bluetooth), NFC(near field communication), GPS(Global Positioning System) 또는 GNSS(global navigation satellite system) 등의 방식에 따른 무선 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 송수신기(125)는 USB(universal serial bus), HDMI(high definition multimedia interface), RS-232(recommended standard232) 또는 POTS(plain old telephone service) 등의 방식에 따른 유선 통신을 수행할 수 있다.As an embodiment, the controller 120 may further include a transceiver 125 . The transceiver 125 may perform wireless or wired communication between the sensing unit 110, the control unit 120, the voltage output unit 130, the current output unit 140, and/or other devices. For example, the transceiver 125 may include enhanced mobile broadband (eMBB), ultra reliable low-latency communications (URLC), massive machine type communications (MMTC), long-term evolution (LTE), LTE Advance (LTE-A), UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), GSM (Global System for Mobile communications), CDMA (code division multiple access), WCDMA (wideband CDMA), WiBro (Wireless Broadband), WiFi (wireless fidelity), Bluetooth (Bluetooth), NFC ( Wireless communication may be performed according to a method such as near field communication (GPS), global positioning system (GPS), or global navigation satellite system (GNSS). For example, the transceiver 125 may perform wired communication according to a method such as universal serial bus (USB), high definition multimedia interface (HDMI), recommended standard 232 (RS-232), or plain old telephone service (POTS). have.

일 실시예로서, 하나 이상의 프로세서(121)는 송수신기(125)를 제어하여 센싱부(110), 전압 출력부(130), 전류 출력부(140)로부터 정보를 획득할 수 있다. 센싱부(110), 전압 출력부(130), 전류 출력부(140)로부터 획득된 정보는 하나 이상의 메모리(123)에 저장될 수 있다.As an example, one or more processors 121 may obtain information from the sensing unit 110 , the voltage output unit 130 , and the current output unit 140 by controlling the transceiver 125 . Information obtained from the sensing unit 110 , the voltage output unit 130 , and the current output unit 140 may be stored in one or more memories 123 .

일 실시예로서, 제어부(120)는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 휴대용 통신 장치, 컴퓨터 장치, 또는 상술한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합에 따른 장치일 수 있다. 본 발명의 제어부(120)는 전술한 장치들에 한정되지 않는다.As an embodiment, the controller 120 may be various types of devices. For example, the controller 120 may be a portable communication device, a computer device, or a device according to a combination of one or more of the foregoing devices. The controller 120 of the present invention is not limited to the above devices.

본 발명에 따른 제어부(120)의 다양한 실시예들은 서로 조합될 수 있다. 각 실시예들은 경우의 수에 따라 조합될 수 있으며, 조합되어 만들어진 제어부(120)의 실시예 역시 본 발명의 범위에 속한다. 또한 전술한 본 발명에 따른 제어부(120)의 내/외부 구성 요소들은 실시예에 따라 추가, 변경, 대체 또는 삭제될 수 있다. 또한 전술한 제어부(120)의 내/외부 구성 요소들은 하드웨어 컴포넌트로 구현될 수 있다.Various embodiments of the controller 120 according to the present invention may be combined with each other. Each embodiment may be combined according to the number of cases, and the embodiment of the control unit 120 made in combination also belongs to the scope of the present invention. In addition, internal/external components of the control unit 120 according to the present invention described above may be added, changed, replaced, or deleted according to embodiments. Also, the aforementioned internal/external components of the control unit 120 may be implemented as hardware components.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트팜용 통합 센서 모듈의 구성도이다.4 is a configuration diagram of an integrated sensor module for smart farms according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시한 바와 같이, 스마트팜용 통합 센서 모듈은 센싱부 및 제어부(110), 전압 출력부(130) 및 전류 출력부(140)를 포함할 수 있다.As shown in Figure 4, the integrated sensor module for smart farm may include a sensing unit and a control unit 110, a voltage output unit 130 and a current output unit 140.

일 실시예에 따르면, 원가 절감을 위하여 센싱부 및 제어부(110)는 32bit MCU(Micro Controller Unit)를 사용하고, 전압 출력부(130) 및 전류 출력부(140)는 8bit MCU를 사용할 수 있다.According to one embodiment, in order to reduce cost, the sensing unit and the control unit 110 may use a 32-bit MCU (Micro Controller Unit), and the voltage output unit 130 and the current output unit 140 may use an 8-bit MCU.

센싱부 및 제어부(110), 전압 출력부(130) 및 전류 출력부(140) 간에는 UART(Universal asynchronous receiver/transmitter) 통신 방식을 이용하여 데이터를 공유할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전압 출력부(130)는 0 ~ 10V 범위의 전압을 출력하고, 전류 출력부(140)는 4mA ~ 20mA 범위의 전류를 출력할 수 있다.Data may be shared between the sensing unit and the controller 110, the voltage output unit 130, and the current output unit 140 using a universal asynchronous receiver/transmitter (UART) communication method. According to one embodiment, the voltage output unit 130 may output a voltage in the range of 0 to 10V, and the current output unit 140 may output a current in the range of 4mA to 20mA.

센서에 입력되는 전압의 가장 큰 문제는 ripple 전압이므로, ripple이 적은 LDO(Low Drop Out) 레귤레이터(Regulator)를 적용할 수 있다.Since the biggest problem with the voltage input to the sensor is the ripple voltage, a Low Drop Out (LDO) regulator with less ripple can be applied.

일 실시예에 따르면, 스마트팜용 통합 센서 모듈은 센서 파트와 출력 파트를 분리하고, 전원 라인과 신호 라인을 분리할 수 있다. 아날로그 신호의 흐름에 따라 부품을 배치하고, 노이즈가 발생하는 라인은 GND로 분리하며, 부품과 부품의 간격은 최소화하여 배치할 수 있다.According to one embodiment, the integrated sensor module for smart farm may separate the sensor part and the output part, and separate the power line and the signal line. Parts can be placed according to the flow of analog signals, noise-generating lines can be separated by GND, and the distance between parts can be minimized.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트팜용 통합 센서 모듈 제어 방법의 흐름도이다. 5 is a flowchart of an integrated sensor module control method for smart farms according to an embodiment of the present invention.

도 5의 흐름도에서 프로세스 단계들, 방법 단계들, 알고리즘들 등이 순차적인 순서로 설명되었지만, 그러한 프로세스들, 방법들 및 알고리즘들은 임의의 적합한 순서로 작동하도록 구성될 수 있다. 다시 말하면, 본 발명의 다양한 실시예들에서 설명되는 프로세스들, 방법들 및 알고리즘들의 단계들이 본 발명에서 기술된 순서로 수행될 필요는 없다. 또한, 일부 단계들이 비동시적으로 수행되는 것으로서 설명되더라도, 다른 실시예에서는 이러한 일부 단계들이 동시에 수행될 수 있다. 또한, 도면에서의 묘사에 의한 프로세스의 예시는 예시된 프로세스가 그에 대한 다른 변화들 및 수정들을 제외하는 것을 의미하지 않으며, 예시된 프로세스 또는 그의 단계들 중 임의의 것이 본 발명의 다양한 실시예들 중 하나 이상에 필수적임을 의미하지 않으며, 예시된 프로세스가 바람직하다는 것을 의미하지 않는다.Although process steps, method steps, algorithms, etc. are described in a sequential order in the flowchart of FIG. 5, such processes, methods and algorithms may be configured to operate in any suitable order. In other words, the steps of the processes, methods and algorithms described in the various embodiments of the invention need not be performed in the order described herein. Also, although some steps are described as being performed asynchronously, in other embodiments some of these steps may be performed concurrently. Further, illustration of a process by depiction in the drawings does not mean that the illustrated process is exclusive of other changes and modifications thereto, and that any of the illustrated process or steps thereof may be one of various embodiments of the present invention. It is not meant to be essential to one or more, and it does not imply that the illustrated process is preferred.

도 5에 도시한 바와 같이, 단계(S510)에서, 제1 갭 온도가 산출된다. 예를 들어, 도 1 내지 도 4을 참조하면, 제어부(120)는, 센싱부(110)에서 생성된 제1 센싱 데이터에 대응하는 제1 온도가 제1 임계값 이하일 경우 제1 임계값과 제1 온도의 차이인 제1 갭 온도를 산출할 수 있다.As shown in FIG. 5 , in step S510, a first gap temperature is calculated. For example, referring to FIGS. 1 to 4 , the control unit 120 determines the first temperature corresponding to the first sensing data generated by the sensing unit 110 when the first temperature is less than or equal to the first threshold value and the first temperature value. A first gap temperature that is a difference of 1 temperature may be calculated.

단계(S520)에서, 난방 장치의 설정 온도가 상승된다. 예를 들어, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 제어부(120)는, 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 난방 장치(151)의 설정 온도를 단계 S510에서 산출된 제1 갭 온도만큼 상승시키도록 제어할 수 있다.In step (S520), the set temperature of the heating device is raised. For example, referring to Figures 1 to 4, the controller 120, the set temperature of the heating device 151 of the space in which the integrated sensor module for smart farm is installed to increase by the first gap temperature calculated in step S510 You can control it.

단계(S530)에서, 제2 갭 온도가 산출된다. 예를 들어, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 제어부(120)는, 제1 온도가 제2 임계값 이상일 경우 제1 온도와 제2 임계값의 차이인 제2 갭 온도를 산출할 수 있다.In step S530, a second gap temperature is calculated. For example, referring to FIGS. 1 to 4 , the controller 120 may calculate a second gap temperature that is a difference between the first temperature and the second threshold when the first temperature is greater than or equal to the second threshold.

단계(S540)에서, 난방 장치의 설정 온도가 하강된다. 예를 들어, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 제어부(120)는, 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 난방 장치(151)의 설정 온도를 단계 S530에서 산출된 제2 갭 온도만큼 하강시키도록 제어할 수 있다.In step (S540), the set temperature of the heating device is lowered. For example, referring to FIGS. 1 to 4, the control unit 120 lowers the set temperature of the heating device 151 of the space where the integrated sensor module for smart farm is installed by the second gap temperature calculated in step S530 You can control it.

단계(S550)에서, 제1 갭 습도가 산출된다. 예를 들어, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 제어부(120)는, 센싱부(110)에서 생성된 제2 센싱 데이터에 대응하는 제1 습도가 제3 임계값 이하일 경우 제3 임계값과 제1 습도의 차이인 제1 갭 습도를 산출할 수 있다.In step S550, a first gap humidity is calculated. For example, referring to FIGS. 1 to 4 , the controller 120 determines the third threshold value and the third threshold value when the first humidity corresponding to the second sensing data generated by the sensing unit 110 is equal to or less than the third threshold value. A first gap humidity that is a difference of 1 humidity may be calculated.

단계(S560)에서, 가습 장치의 설정 습도가 상승된다. 예를 들어, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 제어부(120)는, 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 가습 장치(152)의 설정 습도를 단계 S550에서 산출된 제1 갭 습도만큼 상승시키도록 제어할 수 있다.In step S560, the set humidity of the humidifying device is increased. For example, referring to FIGS. 1 to 4, the control unit 120 increases the set humidity of the humidifying device 152 in the space where the integrated sensor module for smart farm is installed by the first gap humidity calculated in step S550 You can control it.

단계(S570)에서, 제2 갭 습도가 산출된다. 예를 들어, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 제어부(120)는, 제1 습도가 제4 임계값 이상일 경우 제1 습도와 제4 임계값의 차이인 제2 갭 습도를 산출할 수 있다.In step S570, a second gap humidity is calculated. For example, referring to FIGS. 1 to 4 , the controller 120 may calculate a second gap humidity that is a difference between the first humidity and the fourth threshold when the first humidity is equal to or greater than the fourth threshold.

단계(S580)에서, 가습 장치의 설정 습도가 하강된다. 예를 들어, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 제어부(120)는, 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 가습 장치(152)의 설정 습도를 단계 S570에서 산출된 제2 갭 습도만큼 하강시키도록 제어할 수 있다.In step S580, the set humidity of the humidifying device is lowered. For example, referring to FIGS. 1 to 4, the control unit 120 lowers the set humidity of the humidifying device 152 in the space where the integrated sensor module for smart farm is installed by the second gap humidity calculated in step S570 You can control it.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 장치의 구성의 예시도이다.6 is an exemplary view of the configuration of a device according to an embodiment of the present invention.

일실시예에 따른 장치(401)는 프로세서(402) 및 메모리(403)를 포함한다. 일실시예에 따른 장치(401)는 상술한 서버 또는 단말일 수 있다. 프로세서는 도 1 내지 도 4를 통하여 전술한 적어도 하나의 장치들을 포함하거나, 도 1 내지 도 4를 통하여 전술한 적어도 하나의 방법을 수행할 수 있다. 메모리(403)는 상술한 방법과 관련된 정보를 저장하거나 상술한 방법이 구현된 프로그램을 저장할 수 있다. 메모리(403)는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리일 수 있다. Device 401 according to an embodiment includes a processor 402 and a memory 403 . The device 401 according to an embodiment may be the above-described server or terminal. The processor may include at least one device described above with reference to FIGS. 1 to 4 or may perform at least one method described above with reference to FIGS. 1 to 4 . The memory 403 may store information related to the above method or store a program in which the above method is implemented. Memory 403 may be volatile memory or non-volatile memory.

프로세서(402)는 프로그램을 실행하고, 장치(401)를 제어할 수 있다. 프로세서(402)에 의하여 실행되는 프로그램의 코드는 메모리(403)에 저장될 수 있다. 장치(401)는 입출력 장치(도면 미 표시)를 통하여 외부 장치(예를 들어, 퍼스널 컴퓨터 또는 네트워크)에 연결되고, 데이터를 교환할 수 있다.The processor 402 may execute a program and control the device 401 . Codes of programs executed by the processor 402 may be stored in the memory 403 . The device 401 may be connected to an external device (eg, a personal computer or network) through an input/output device (not shown) and exchange data.

이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The embodiments described above may be implemented as hardware components, software components, and/or a combination of hardware components and software components. For example, the devices, methods and components described in the embodiments may include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate (FPGA). array), programmable logic units (PLUs), microprocessors, or any other device capable of executing and responding to instructions. A processing device may run an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. A processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of software. For convenience of understanding, there are cases in which one processing device is used, but those skilled in the art will understand that the processing device includes a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that it can include. For example, a processing device may include a plurality of processors or a processor and a controller. Other processing configurations are also possible, such as parallel processors.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program commands recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment or may be known and usable to those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. - includes hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter, as well as machine language codes such as those produced by a compiler. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.Software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, which configures a processing device to operate as desired or processes independently or collectively. The device can be commanded. Software and/or data may be any tangible machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device, intended to be interpreted by or provide instructions or data to a processing device. , or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave. Software may be distributed on networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored on one or more computer readable media.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited drawings, those skilled in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques may be performed in an order different from the method described, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. may be combined or combined in a different form than the method described, or other components may be used. Or even if it is replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims are within the scope of the following claims.

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Claims (3)

온도를 감지하여 제1 센싱 데이터를 생성하고, 습도를 감지하여 제2 센싱 데이터를 생성하며, 암모니아를 감지하여 제3 센싱 데이터를 생성하고, 이산화탄소를 감지하여 제4 센싱 데이터를 생성하는 센싱부;
상기 제1 센싱 데이터의 평활화, 증폭 및 스위칭을 수행하여 제1 출력 전압과 제1 출력 전류를 생성하고, 상기 제2 센싱 데이터의 평활화, 증폭 및 스위칭을 수행하여 제2 출력 전압과 제2 출력 전류를 생성하며, 상기 제3 센싱 데이터의 평활화, 증폭 및 스위칭을 수행하여 제3 출력 전압과 제3 출력 전류를 생성하고, 상기 제4 센싱 데이터의 평활화, 증폭 및 스위칭을 수행하여 제4 출력 전압과 제4 출력 전류를 생성하는 제어부;
상기 제1 내지 제4 출력 전압을 선택적으로 출력하는 전압 출력부; 및
상기 제1 내지 제4 출력 전류를 선택적으로 출력하는 전류 출력부를 포함하되,
상기 제어부는,
스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 공간 정보를 수신하고, 상기 공간 정보로부터 상기 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 부피를 산출하며, 산출된 부피 및 제1 시점에서의 제4 센싱 데이터에 대응하는 제1 이산화탄소의 제1 단위 부피당 농도를 산출하고, 상기 제1 시점으로부터 미리 설정된 시간 경과된 제2 시점에서의 제4 센싱 데이터에 대응하는 제2 이산화탄소의 제2 단위 부피당 농도를 산출하며, 상기 제1 및 제2 단위 부피당 농도를 이용하여 이산화탄소의 농도 변화 속도를 산출하고, 상기 농도 변화 속도가 제8 임계값 이하일 경우 상기 제8 임계값과 상기 농도 변화 속도의 제1 차이값을 산출하며, 상기 제1 차이값의 상기 제8 임계값에 대한 제1 비율을 산출하고, 상기 제1 비율에 따라서 상기 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 조명 장치의 조도를 상기 제1 비율만큼 증가시키며, 상기 농도 변화 속도가 상기 제8 임계값 이상일 경우 상기 농도 변화 속도와 상기 제8 임계값의 제2 차이값을 산출하고, 상기 제2 차이값의 상기 제8 임계값에 대한 제2 비율을 산출하며, 상기 제2 비율에 따라서 상기 조명 장치의 조도를 상기 제2 비율만큼 감소시키는,
스마트팜용 통합 센서 모듈.
a sensing unit configured to sense temperature to generate first sensing data, detect humidity to generate second sensing data, detect ammonia to generate third sensing data, and detect carbon dioxide to generate fourth sensing data;
Generating a first output voltage and a first output current by performing smoothing, amplification, and switching of the first sensed data, and performing smoothing, amplification, and switching of the second sensed data to generate a second output voltage and a second output current. Generating a third output voltage and a third output current by performing smoothing, amplification, and switching of the third sensing data, and performing smoothing, amplification, and switching of the fourth sensing data to generate a fourth output voltage and a control unit generating a fourth output current;
a voltage output unit selectively outputting the first to fourth output voltages; and
A current output unit configured to selectively output the first to fourth output currents,
The control unit,
Receives spatial information of the space where the integrated sensor module for smart farm is installed, calculates the volume of the space where the integrated sensor module for smart farm is installed from the spatial information, and corresponds to the calculated volume and the fourth sensing data at the first point in time Calculate a concentration per unit volume of the first carbon dioxide, calculate a concentration per second unit volume of the second carbon dioxide corresponding to the fourth sensing data at a second time point that has elapsed a predetermined time from the first time point, A concentration change rate of carbon dioxide is calculated using the first and second concentrations per unit volume, and a first difference between the eighth threshold value and the concentration change rate is calculated when the concentration change rate is equal to or less than an eighth threshold value; A first ratio of the first difference value to the eighth threshold is calculated, and the illumination intensity of the lighting device in the space where the integrated sensor module for smart farm is installed is increased by the first ratio according to the first ratio, and the concentration When the rate of change is greater than or equal to the eighth threshold, calculating a second difference between the rate of change in concentration and the eighth threshold, and calculating a second ratio of the second difference to the eighth threshold, Decreasing the illuminance of the lighting device by the second ratio according to the second ratio,
Integrated sensor module for smart farm.
제1항에 따른 스마트팜용 통합 센서 모듈의 제어 방법으로서,
상기 제1 센싱 데이터에 대응하는 제1 온도가 제1 임계값 이하일 경우 상기 제1 임계값과 상기 제1 온도의 차이인 제1 갭 온도를 산출하는 단계;
상기 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 난방 장치의 설정 온도를 상기 제1 갭 온도만큼 상승시키도록 제어하는 단계;
상기 제1 온도가 제2 임계값 이상일 경우 상기 제1 온도와 상기 제2 임계값의 차이인 제2 갭 온도를 산출하는 단계;
상기 난방 장치의 설정 온도를 상기 제2 갭 온도만큼 하강시키도록 제어하는 단계;
상기 제2 센싱 데이터에 대응하는 제1 습도가 제3 임계값 이하일 경우 상기 제3 임계값과 상기 제1 습도의 차이인 제1 갭 습도를 산출하는 단계;
상기 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 가습 장치의 설정 습도를 상기 제1 갭 습도만큼 상승시키도록 제어하는 단계;
상기 제1 습도가 제4 임계값 이상일 경우 상기 제1 습도와 상기 제4 임계값의 차이인 제2 갭 습도를 산출하는 단계; 및
상기 가습 장치의 설정 온도를 상기 제2 갭 습도만큼 하강시키도록 제어하는 단계
를 포함하는
스마트팜용 통합 센서 모듈의 제어 방법.
As a control method of the integrated sensor module for smart farm according to claim 1,
calculating a first gap temperature that is a difference between the first temperature and the first temperature when the first temperature corresponding to the first sensing data is equal to or less than a first threshold;
Controlling a set temperature of a heating device in a space where the smart farm integrated sensor module is installed to increase by the first gap temperature;
calculating a second gap temperature that is a difference between the first temperature and the second threshold when the first temperature is greater than or equal to a second threshold;
controlling the set temperature of the heating device to decrease by the second gap temperature;
calculating a first gap humidity that is a difference between the third threshold and the first humidity when the first humidity corresponding to the second sensing data is equal to or less than a third threshold;
Controlling a set humidity of a humidifier in a space where the integrated sensor module for the smart farm is installed to increase by the first gap humidity;
calculating a second gap humidity that is a difference between the first humidity and the fourth threshold when the first humidity is greater than or equal to a fourth threshold; and
Controlling the set temperature of the humidifier to decrease by the second gap humidity
containing
Control method of integrated sensor module for smart farm.
제2항에 있어서,
상기 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 공간 정보를 수신하는 단계;
상기 공간 정보로부터 상기 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 부피를 산출하는 단계;
산출된 부피 및 상기 제3 센싱 데이터에 대응하는 제1 암모니아의 단위 부피당 농도를 산출하는 단계;
산출된 단위 부피당 농도가 제5 임계값 이상일 경우 상기 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 환풍 장치가 동작하도록 제어하기 위한 제1 제어 신호를 형성하는 단계;
상기 단위 부피당 농도가 상기 제5 임계값보다 높은 제6 임계값 이상일 경우 상기 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 출입문 및 창문을 개방하도록 제어하기 위한 제2 제어 신호를 형성하는 단계; 및
상기 단위 부피당 농도가 상기 제6 임계값보다 높은 제7 임계값 이상일 경우 상기 스마트팜용 통합 센서 모듈이 설치된 공간의 경보 장치를 작동시키고 접근금지 안내 방송을 송출하도록 제어하기 위한 제3 제어 신호를 형성하는 단계
를 더 포함하는,
스마트팜용 통합 센서 모듈의 제어 방법.
According to claim 2,
Receiving spatial information of a space in which the integrated sensor module for the smart farm is installed;
Calculating the volume of the space in which the integrated sensor module for the smart farm is installed from the space information;
calculating a concentration per unit volume of first ammonia corresponding to the calculated volume and the third sensing data;
Forming a first control signal for controlling the ventilator of the space in which the integrated sensor module for the smart farm is installed to operate when the calculated concentration per unit volume is greater than or equal to a fifth threshold value;
Forming a second control signal for controlling to open the door and window of the space where the integrated sensor module for smart farm is installed when the concentration per unit volume is equal to or greater than a sixth threshold value higher than the fifth threshold value; and
When the concentration per unit volume is greater than the seventh threshold value higher than the sixth threshold value, a third control signal is formed to control the alarm device of the space where the integrated sensor module for smart farm is installed and to transmit an access prohibition announcement step
Including more,
Control method of integrated sensor module for smart farm.
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