KR102490828B1 - 스마트 농산물 저장 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일실시예에 따른 스마트 농산물 저장 시스템 방법은, 농산물을 저장하는 저장고와, 상기 저장고에 저장되는 농산물을 측정하는 중량 측정부와, 상기 저장고 내부의 환경을 측정하는 환경측정센서부와, 상기 저장고 내부의 온도를 조절하는 온도조절장치와, 상기 저장고 내부의 습도를 조절하는 습도조절장치와, 상기 저장고 외부의 공기를 내부로 흡입하거나 상기 저장고 내부의 공기를 외부로 배출하는 흡배기장치와, 1-메틸시클로프로펜을 발생시키는 1-MCP 발생장치와, 상기 저장고의 내부를 촬영하는 촬영장치와, 센서 측정값 등에 기초하여 상기 온도조절장치, 상기 습도조절장치, 상기 흡배기장치 및 상기 1-MCP 발생장치의 동작을 제어하는 제어부와, 상기 제어부와 유무선 네트워크로 연결되어 상기 제어부로부터 데이터를 수신하고 미리 설정된 알고리즘에 따라 최적의 환경 정보를 산출하여 상기 제어부로 전달하고, 농산물의 저장 상태 정보를 사용자 단말기로 전송하는 저장고 관리 서버를 포함한다.
Description
본 발명은 농산물 저장 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 농산물을 오랫동안 신선하게 보관할 수 있도록 저장고 내의 환경을 제어하는 농산물 저장 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 농산물을 저장하는 기술인 CA(Controlled Atmosphere) 저장 기술은 저온 상태에서 저장고 내의 공기 중 산소의 농도를 낮추고 이산화탄소 농도를 증가시켜 농산물의 호흡작용을 억제시킴으로써, 장기간 신선하게 저장할 수 있는 기술이다.
신선한 과일, 채소 및 화훼 같은 농산물은 모두 호흡을 하고, 공기 중의 산소와 농산물 내부의 당 및 전분은 농산물의 호흡을 통하여 열, 이산화탄소 및 물로 전환될 수 있다. 또한, 수확 이후에도 신선한 농산물은 호흡을 계속하고 숙성과정을 이어갈 수 있다. 따라서, 농산물의 품질을 유지하면서 장기간 저장하기 위해서는 농산물의 호흡을 최소화해야만 하고, 이와 같이 저장고 내의 농산물의 호흡을 최소화하기 위해서는 저장고 내의 공기 온도 및 산소 농도를 낮출 필요가 있다.
이에 따라, 농산물의 호흡을 최소화할 수 있도록 저장고 내의 공기 산소 농도 및 온도를 낮추고, 농산물의 호흡에 의해 증가하는 이산화탄소 농도를 낮출 수 있는 CA 저장 기술이 필요하다.
또한 1-메틸시클로프로펜(1-methylcyclopropene: 이하 '1-MCP'라 한다)을 비롯한 시클로프로펜 유도체는 과일, 화훼, 채소 등의 숙성 과정을 촉진하는 시클로프로펜 유도체는 과일, 화훼, 채소 등의 숙성 과정을 촉진하는 식물성 호르몬인 에틸렌의 작용을 억제하는 물질로 그 효과가 탁월한 것으로 알려져 있다. 특히 1-MCP는 상온에서 기체 상태로 존재하기 때문에 농산물의 저장 창고 내부를 용이하게 처리할 수 있다.
한국등록특허 제10-2037991호에서는 농산물들을 저장할 수 있는 용기, 용기 내부를 감압하는 감압부, 용기 내부에 이산화탄소를 공급할 수 있는 이산화탄소 공급부, 용기 내부의 상태를 감지하는 감지부, 용기와 외부를 연결하는 통기구 및 통기구의 개폐를 제어하는 제어부를 포함하고, 용기 내의 산소 및 이산화탄소 분압이 기 설정된 범위 내로 유지될 수 있도록 통기구의 개폐를 제어하는 농산물 저장 시스템이 개시되어 있다. 하지만, 이러한 종래기술에 의하면 저장고 내의 공기의 정보만을 기초로 하여 통기구를 제어하여 농산물의 중량 및 이미지 분석과 같은 실제 저장고에 저장되는 농산물의 품질 정보에 기초하여 저장고 내부의 환경 제어를 할 수 없다는 점에서 한계가 있었다.
본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 저장고에 저장되는 농산물의 중량 정보 및 이미지 분석 정보에 기초하여 저장고 내부의 환경을 제어할 수 있는 스마트 농산물 저장 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 농산물 저장 시스템은, 농산물을 저장하기 위한 저장 공간을 갖는 저장고와, 상기 저장고에 저장되는 농산물의 중량을 측정하는 중량 측정부와, 상기 저장고 내부의 환경을 측정하는 환경측정센서부와, 상기 저장고 내부의 온도를 조절하는 온도조절장치와, 상기 저장고 내부의 습도를 조절하는 습도조절장치와, 상기 저장고 외부의 공기를 내부로 흡입하거나 상기 저장고 내부의 공기를 외부로 배출하는 흡배기장치와, 1-메틸시클로프로펜을 발생시키는 1-MCP 발생장치와, 상기 중량 측정부 및 상기 환경측정센서부로부터 센서 측정값을 수신하고, 상기 수신된 센서 측정값에 기초하여 상기 온도조절장치, 상기 습도조절장치, 상기 흡배기장치 및 상기 1-MCP 발생장치의 동작을 제어하는 제어부와, 상기 제어부와 유무선 네트워크로 연결되어 상기 제어부로부터 데이터를 수신하고 미리 설정된 알고리즘에 따라 상기 저장고 내부의 저장 농산물별 최적 환경 정보를 산출하여 상기 제어부로 전달하고, 상기 저장고의 농산물 저장 품질상태 정보를 사용자 단말기로 전송하는 저장고 관리서버를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 농산물 저장 시스템의 상기 환경측정센서부는, 상기 저장고 내부의 온도를 측정하는 온도센서와, 상기 저장고 내부의 습도를 측정하는 습도센서와, 상기 저장고 내부의 이산화탄소 가스농도를 측정하는 이산화탄소 센서 및 상기 저장고 내부의 에틸렌 가스농도를 측정하는 에틸렌 센서를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 농산물 저장 시스템은 상기 저장고 내부를 촬영하는 적어도 하나의 촬영장치를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 촬영장치에서 촬영되는 저장고 내부 화면을 실시간으로 수신하여 상기 저장고 관리서버로 전송하고, 상기 저장고 관리서버는 수신된 상기 저장고 내부 화면을 상기 사용자 단말기로 전송하고, 상기 사용자 단말기로부터 수신되는 제어 요청에 따라 상기 촬영 장치의 촬영 방향 제어 및 확대 제어를 위한 신호를 상기 제어부로 전송할 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 농산물 저장 시스템의 상기 저장고 관리서버는, 이미지 분석부를 포함하여 구성되고, 상기 이미지 분석부는 상기 저장고 관리 내부 화면을 기초로 농산물의 종류를 판단하고, 상기 판단된 농산물의 종류 정보에 기반하여 농산물의 품질요소를 판단할 수 있도록 구성되고, 상기 저장고 관리서버는 상기 제어부로부터 수신된 중량 정보와 상기 품질요소에 기반하여 미리 설정된 알고리즘에 따라 상기 저장고에 저장되는 농산물의 저장 품질상태 정보를 산출하여 사용자 단말기로 전송할 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 농산물 저장 시스템의 상기 촬영장치는 열화상 카메라이며, 상기 이미지 분석부는 상기 열화상 카메라로부터 수신되는 열화상 정보를 분석하여 농산물의 완숙도 또는 상처 존재 여부를 판단할 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 농산물 저장 시스템의 상기 저장고 관리서버는 상기 산출된 농산물의 저장 품질상태 정보에 기반하여 상기 1-MCP 발생장치에서 발생되는 1-메틸시클로프로펜의 발생량을 제어하는 제어 신호를 상기 제어부로 전송할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 스마트 농산물 저장 방법은, 저장고내부의 온도, 습도, 이산화탄소 가스 농도 및 에틸렌 가스 농도를 포함하는 저장고 내부의 환경을 측정하는 단계와, 상기 저장고에 저장되는 농산물의 중량을 측정하는 단계와, 상기 저장고의 내부 화면을 촬영장치를 이용하여 촬영하는 단계와, 상기 촬영된 저장 농산물의 이미지 분석을 통해 농산물의 종류 및 품질요소를 판단하는 단계 및 상기 중량 정보와 상기 품질요소 정보에 기반하여 1-MCP 발생장치를 제어하여 1-메틸시클로프로펜의 발생량을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 농산물 저장 방법은, 상기 촬영장치는 열화상 카메라이며, 상기 촬영된 저장 농산물의 이미지 분석을 통해 농산물의 종류 및 품질요소를 판단하는 단계는, 상기 열화상 카메라로부터 수신되는 열화상 정보를 분석하여 농산물의 완숙도 또는 상처 존재 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 농산물 저장 방법은, 상기 중량 정보와 상기 품질요소 정보에 기반하여 미리 설정된 알고리즘에 따라 상기 저장고에 저장된 농산물의 저장 품질상태 정보를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 농산물 저장 방법은, 촬영된 상기 저장고의 내부 화면을 네트워크로 연결된 사용자 단말기에 실시간으로 전송하는 단계와, 상기 사용자 단말기로부터 수신되는 제어 신호에 따라 상기 촬영장치의 촬영 방향 및 확대를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 스마트 농산물 저장 시스템 및 방법은 저장고에 저장된 농산물의 저장 환경 변화, 중량 변화 및 이미지 분석 정보에 기초하여 저장 농산물의 품질변화 모니터링 및 예측을 통해 최적 보관기간 및 출하시기를 판단할 수 있도록 하고 또한 저장고의 내부 환경을 최적으로 제어하여 농산물을 오랫동안 신선하게 보관할 수 있도록 한다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 농산물 저장 시스템 및 방법은 저장고 내부의 농산물 화면을 실시간으로 사용자 단말기로 저장할 수 있도록 하고 사용자 단말기의 요청에 따라 저장고 내부의 촬영장치의 촬영 방향 및 확대를 제어할 수 있도록 하여 사용자가 농산물의 품질 상태를 실시간으로 확인할 수 있도록 한다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 농산물 저장 시스템 및 방법은 복수의 저장 영역에 저장되는 농산물의 중량 정보 및 이미지 분석 정보에 기초하여 1-MCP 발생장치를 제어함으로써 최적의 저장 환경을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 농산물 저장 시스템의 개략 구성도이다.
도 2는 도 1의 저장고 관리서버의 개략 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 농산물 저장 방법을 설명하는 개략 순서도이다.
도 2는 도 1의 저장고 관리서버의 개략 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 농산물 저장 방법을 설명하는 개략 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 스마트 농산물 저장 시스템 및 방법을 도면을 참고하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 농산물 저장 시스템의 개략 구성도이다.
도 1을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 농산물 저장 시스템은 저장고(100) 및 저장고 관리서버(200)를 포함하여 구성된다.
저장고(100)는 농산물을 저장하기 위한 저장 공간을 갖는 보관 창고를 의미한다. 저장고(100)의 크기는 보관하는 농산물의 양에 따라서 다양하게 선택될 수 있으며 외부 공간과 차단되는 밀폐형 타입일 수 있다.
저장고(100)에는 농산물을 올려 놓아 보관하는 저장용기(110)가 배치된다. 저장용기(110)는 격벽으로 구분되는 복수의 저장 영역을 포함하도록 구성되어 동종 또는 이종의 농산물을 격벽으로 구분되는 복수의 저장 영역에 구분되어 보관하도록 구성될 수 있다. 하지만 이는 일실시예일 뿐이며, 저장용기(110) 자체가 복수 개로 구성되어 배치되는 형태도 가능할 것이다.
저장용기(110)의 복수의 저장 영역 각각에는 중량 측정부(115)가 배치될 수 있다. 중량 측정부(115)는 각 저장 영역에 저장되는 농산물의 중량을 측정하는 역할을 한다.
중량 측정부(115)는 무게를 측정할 수 있는 저울 등으로 구성되어 각 저장영역의 바닥면에 배치될 수 있다. 중량 측정부(115)에서 측정된 중량 정보는 유무선 네트워크를 통하여 후술할 제어부(40)로 실시간 전송된다.
저장고(100)의 내부에는 저장 농산물의 저장 환경을 측정하는 환경측정센서부(120)가 배치된다. 환경측정센서부(120)는 도 1에 도시된 바와 같이 저장용기(110)의 각 구분된 저장 영역 내에 각각 구비될 수 있다.
환경측정센서부(120)는 온도센서와, 습도센서와, 이산화탄소 센서 및 에틸렌 센서 등을 포함하여 구성될 수 있다.
환경측정센서부(120)는 저장 농산물에 근접한 영역의 온도, 습도, 이산화탄소 및 에틸렌의 성분 비율 정보 등의 환경 조건을 측정하는 역할을 한다.
환경측정센서부(120)는 온도센서, 습도센서, 이산화탄소센서 및 에틸렌 센서에서 측정된 값들을 후술할 제어부(140)로 유무선 네트워크를 통하여 전달한다.
도 1에서 환경측정센서부(120)가 저장용기(110)의 내부 각 저장 영역 내에 각각 배치된 실시예가 도시되었지만, 환경측정센서부(120)의 전체 또는 적어도 하나의 센서는 저장고(100)의 저장용기(110)의 외부의 영역에 설치될 수 있다.
저장고(100) 내부에는 저장 농산물을 촬영하는 촬영장치(130)가 배치될 수 있다. 촬영장치(130)는 카메라 모듈 및 카메라 모듈의 렌즈의 방향을 이동시킬 수 있는 액츄에이팅 모듈을 포함하여 구성될 수 있다.
촬영장치(130)는 저장고(100)의 내부를 전체적으로 촬영하도록 저장고(100)의 상부에 설치되거나, 저장 농산물에 인접하도록 저장용기(110)에 설치될 수 있다.
촬영장치(130)는 저장고(100) 내부를 촬영하는 일반적인 카메라 또는 열화상 카메라일 수 있다. 촬영장치(130)가 열화상 카메라인 경우에는 일반적인 카메라 대비 촬영환경이 어두운 경우에도 효과적으로 동작할 수 있는 장점이 있다.
도 1에서는 저장용기(100)의 각 개별 저장 영역에 각각 촬영장치(130)가 설치되는 것을 도시하였다. 하지만 이는 일실시예일 뿐이며, 저장용기(100)의 상부가 개방된 경우에는 각 저장 영역에 대응되는 위치의 저장고(100)의 상부에 각각 촬영장치(130)가 설치되거나, 각 저장 영역을 모두 촬영 가능한 광각 촬영장치(130)가 단일로 설치될 수도 있다.
촬영장치(130)에서 촬영되는 저장고(100) 내부의 촬영 정보는 유무선 네트워크를 통하여 제어부(140)로 전송된다.
저장고(100)의 내부에는 공기순환장치(150)가 배치될 수 있다. 공기순환장치(150)는 모터 및 팬을 포함하여 구성되어 저장고(100) 내부의 공기를 강제로 순환시키는 역할을 한다.
저장고(100)의 내부에는 1-MCP 발생장치(160)가 배치될 수 있다. 도 1에서 1-MCP 발생장치(160)는 저장고(100) 내에서 저장용기(110)의 외측에 배치된 실시예가 도시되었다.
하지만 이는 일실시예일 뿐이며, 1-MCP 발생장치(160)는 저장용기(100)의 외부가 아닌 내부에 배치될 수 있으며, 이때 저장용기(100)가 복수의 개별 저장 영역으로 구분된 경우 1-MCP 발생장치(160)가 복수개로 구성되어 각 개별 저장 영역에 설치하는 실시예도 가능할 것이다.
저장고(100)의 내부에는 온도조절장치(170)가 배치될 수 있다. 온도조절장치(170)은 저장고(100) 내부의 온도를 조절하는 역할을 한다.
저장고(100)의 내부에는 습도조절장치(180)가 배치될 수 있다. 습도조절장치(180)의 저장고(100)의 내부의 습도를 조절하는 역할을 한다.
저장고(100)의 내부에는 흡배기장치(190)가 배치될 수 있다. 흡배기장치(190)는 저장고(100) 내부의 공기를 배기밸브를 통하여 저장고(100) 외부로 배출시키거나 저장고(100) 외부의 공기를 흡기밸브를 통하여 저장고(100) 내부로 흡입하는 역할을 한다.
흡배기장치(190)는 흡기 또는 배기 동작을 통하여 저장고(100) 내부의 이산화탄소, 에틸렌 및 기타의 가스 농도를 조절하는 역할을 한다.
제어부(140)는 중량 측정부(115) 및 환경측정센서부(120)로부터 센서 측정값을 수신하고, 수신된 센서 측정값에 기초하여 공기순환장치(150), 1-MCP 발생장치(160), 온도조절장치(170) 및 습도조절장치(180)의 동작을 제어하는 역할을 한다.
또한, 제어부(140)는 중량 측정부(115) 및 환경측정센서부(120)에서 수신된 센서 측정값 및 촬영장치(130)에서 수신된 촬영 영상 정보를 유무선 네트워크를 통하여 저장고 관리 서버(200)에 전송하고 저장고 관리 서버(200)로부터 수신되는 제어 신호에 따라서 촬영장치(130), 공기순환장치(150), 1-MCP 발생장치(160), 온도조절장치(170) 및 습도조절장치(180)을 제어한다.
저장고 관리서버(200)는 제어부(140)와 유무선 네트워크로 연결되어 제어부(140)로부터 데이터를 수신하고 미리 설정된 알고리즘에 따라 온도, 습도, 이산화탄소 농도 및 에틸렌 농도 정보를 포함하는 저장고(100)의 내부의 최적의 환경 정보를 산출하여 제어부(140)로 전달하고, 저장고(100)의 저장 농산물의 품질상태 정보를 유무선 네트워크로 연결된 사용자 단말기(300)로 전송하는 역할을 한다.
저장고 관리서버(200)는 유무선 네트워크를 통하여 복수의 사용자 단말기(310, 320, 330)에 연결될 수 있다. 도 1은 특정 사용자가 자신의 저장고(100)의 농산물 보관 상태 정보를 저장고 관리서버(200)를 통하여 복수의 사용자 단말기(310, 320, 330)를 통하여 확인하고 저장고(100)의 환경을 원격으로 제어하는 실시예를 도시하였다.
하지만 이는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 서버(200)는 복수의 사용자들 각각의 저장고에 연결되어 복수의 다른 사용자들에 대하여 저장고의 농산물 보관 상태 정보를 모니터링하고 환경을 제어할 수 있는 시스템을 제공할 수도 있음은 물론이다.
도 2는 도 1의 저장고 관리서버의 개략 구성도이다.
도 2를 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 저장고 관리서버(200)는 이미지 분석부(220)와, 품질 판단부(240)와, 환경정보 검증부(260) 및 데이터 저장부(280)를 포함하여 구성될 수 있다.
저장고 관리서버(200)는 저장고(100) 및 사용자 단말기(300)와 유선 또는 무선의 네트워크로 연결되는 서버 컴퓨터를 의미한다.
이미지 분석부(220)는 촬영장치(130)에서 촬영된 저장고(100) 내부의 이미지를 분석하여 저장 농산물의 품질요소를 분석하도록 구성될 수 있다. 이때, 이미지 분석부(220)가 품질요소를 분석하는 것은 데이터 저장부(290)에 저장된 농산물 종류별 이미지 정보에 기초하여 비교 및 분석하는 방법 등으로 수행될 수 있다.
하지만 이 방법 외에도 이미지 분석부(220)는 농산물이 저장고(100)에 처음 입고된 시점부터의 촬영 정보에 기초하여 최초 촬영된 영상 정보에서의 농산물의 이미지 정보와 비교하여 품질요소의 변화 정도를 분석하는 방법을 사용할 수 있다. 이러한 방법을 사용하는 경우에는 저장고(100)의 저장용기(110)의 각 저장 영역 내에서도 각각 위치하는 농산물의 품질변화 정도를 미세하게 파악할 수 있다는 장점이 있을 수 있다.
이때, 저장 농산물의 '품질요소'는 농산물의 이미지 정보에 기초하여 저장 농산물의 변색의 정도 등을 고려한 신선도 정보 등을 의미한다.
촬영장치(130)가 일반적인 카메라인 경우, 이미지 분석부(220)는 RGB 정보 등을 포함하는 이미지 정보를 분석하여 최초 촬영 이미지로부터의 변화 정보를 분석하는 방법 또는 미리 구축된 데이터베이스 및 지속적으로 학습된 데이터베이스와 비교하는 방법으로 농산물의 신선도, 변색도 등의 품질요소를 판단할 수 있다.
촬영장치(130)가 열화상 카메라인 경우, 이미지 분석부(220)는 열화상 이미지로부터 획득되는 각 위치별 온도 정보를 통해 채소 또는 과실 등의 농산물의 완숙도를 평가하거나 상처의 존재 여부를 분석할 수 있다. 예를 들어, 익은 채소 또는 과일의 표면은 완숙된 것에 비해 낮은 온도를 가지는 경향을 가지며, 상처가 생긴 채소나 과일은 상처가 없는 것에 비해 전체적으로 온도 차이가 나타나고, 위치별로도 온도의 분포가 상이한 것으로 파악되고 있다.
따라서, 이미지 분석부(220)는 농산물의 종류별 온도 정보를 각 완숙 단계별 또는 상처 유무별로 미리 데이터베이스로 구축하고 이와 비교하여 농산물의 품질요소를 판단하는 방법을 사용하거나 복수의 농산물의 열화상 이미지로부터 각 위치별 온도 정보의 분포를 분석하여 완숙 및 상처에 대한 판단을 포함한 품질요소를 판단하는 방법으로 분석을 수행할 수 있다.
품질 판단부(260)는 중량 정보와 품질요소 정보에 기반하여 미리 설정된 알고리즘에 따라 저장고(100)에 저장되는 농산물의 저장 품질상태 정보를 산출하여 사용자 단말기(300)로 전송하는 역할을 한다.
이때, 저장품질 상태 정보는 농산물이 저장고(100)에 처음 입고된 시점을 기준으로 한 신선도 변화 정보, 상품성을 가지는 일정 품질을 유지할 때까지 잔여 보관 가능일 정보 등을 포함할 수 있다.
일반적으로 과일 등의 농산물의 경우 시간이 지날 수록 수분이 증발하기 때문에 중량이 감소하게 되므로 중량 정보는 신선도 등에 영향을 미칠 수 있다.
품질 정보에는 상기 정보 외에도 저장고(100)에 처음 입고된 시점으로부터 사용자 단말기(300)로 정보가 전달되는 시점까지의 각 시점별 중량 정보, 촬영 영상 정보, 저장고(100) 내부의 환경 정보를 포함할 수 있다.
환경정보 산출부(280)는 중량 정보, 이미지 변화 정보, 품질 정보, 촬영 영상 정보, 저장고(100) 내부의 환경 정보 등을 종합적으로 고려하여 저장고(100) 내부에 보관되는 농산물을 신선하게 보관시키기 위한 최적의 환경정보를 산출하는 역할을 한다.
환경정보에는 저장고(100) 내부에 배치되는 각 장치들의 제어 정보가 포함된다. 예를 들어 제어 정보에는 공기순환장치(150)의 온오프 제어, 속도 제어 정보와, 1-MCP 발생장치(160)의 온오프 제어, 발생량 제어와, 온도조절장치(170)의 온오프 제어, 온도 제어와, 습도조절장치(180)의 온오프 제어, 습도 제어 및 흡배기장치(190)의 흡기 또는 배기 온오프 제어, 흡기량 또는 배기량 제어 정보 등이 포함될 수 있다.
또한, 제어 정보에는 촬영장치(130)의 카메라 렌즈 방향 이동을 위한 액츄에이팅 모듈의 운동 제어 정보와 카메라 렌즈의 촬영 화면 확대 및 축소 제어 정보가 포함될 수 있다.
데이터 저장부(290)는 저장고 관리서버(200)의 상기 제어에 필요한 데이터베이스를 저장하고 제어부(140)로부터 수신되는 저장고(100) 내부의 환경정보, 중량정보, 촬영 영상 정보, 제어 정보 등을 데이터베이스화하여 저장하는 역할을 한다.
저장고 관리 서버(200)는 유무선 네트워크를 통하여 인터넷을 통한 정보를 서칭할 수 있으며 서칭된 정보를 활용하여 농산물의 저장 품질상태 및 환경정보를 판단하거나 산출한 경우에는 해당 정보를 데이터 저장부(290)에 저장시킬 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 농산물 저장 방법을 설명하는 개략 순서도이다.
도 3을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 농산물 저장 방법은 저장고(100) 내부의 환경을 측정하는 단계를 포함한다(S410). 이때, 저장고(100) 내부의 환경 정보는 저장고(100) 내부의 온도, 습도, 이산화탄소 농도 및 에틸렌가스 농도 등의 정보를 포함한다.
다음으로 농산물의 중량을 측정한다(S420). 농산물의 중량을 측정하는 단계는 저장고(100)의 저장용기(110)의 각 개별 저장 영역 각각에 대한 농산물의 중량을 측정하는 단계를 포함한다. 이러한 단계를 통하여 저장용기(110)의 각 저장 영역에 대응하는 농산물의 무게와 전체 농산물의 무게를 측정할 수 있다.
다음으로 저장고(100)의 저장 농산물을 포함한 내부 화면을 촬영하는 단계를 포함한다(S430). 이때 촬영된 내부 화면 정보는 저장용기(110)에 대한 촬영 정보를 포함할 수 있다.
다음으로 촬영된 농산물의 이미지를 분석하고(S440), 농산물의 종류 및 품질요소를 판단한다(S450).
위에서 언급한 바와 같이 품질요소를 판단하는 것은 미리 구축된 데이터베이스에 기초하여 농산물의 종류의 이미지 정보를 기초로 변색도 등을 판단하거나 촬영 영상 정보를 기초로 최초 이미지로부터 변화된 정도를 판단하는 방법을 사용할 수 있다.
이미지 분석 정보와 중량 정보를 종합적으로 고려하여 농산물의 품질 정보를 산출한다(S450) 산출된 농산물의 품질 정보는 사용자 단말기(300)로 전송될 수 있다.
상기 파악된 저장고(100) 내부의 환경 정보, 중량 정보, 촬영 영상 정보, 농산물 종류 정보, 변색도 정보, 품질 정보 등을 종합적으로 고려하여 농산물을 신선하게 보관하기 위한 최적의 내부 최적 환경 정보를 산출하고(S470), 산출된 내부 환경 정보를 기초로 저장고 내부 환경을 제어한다(S480)
다만, 도 3에서의 순서도는 본 발명의 일실시예에 따른 스마트 농산물 저장 방법의 일실시예일 뿐이며 데이터 처리상 선후 관계가 필연적인 것을 제외하고는 순서가 달라질 수 있다. 예를 들어, 단계 S410, S420 및 S430의 단계는 순서를 달리하거나 동시에 수행될 수도 있을 것이다.
본 발명에 따른 스마트 농산물 저장 시스템 및 방법은 상기와 같은 구성으로 저장고(100) 내부의 환경 정보, 농산물의 중량 정보 및 농산물의 이미지 분석 정보를 종합적으로 판단하여 저장고(100) 내부의 환경을 제어함으로써 농산물의 보관 기간을 연장 및 예측할 수 있다.
또한, 저장고(100)의 저장 영역별로 농산물의 중량 정보 및 촬영 정보를 실시간으로 사용자 단말기(300)로 제공할 수 있으며, 필요한 경우 사용자 단말기(300)의 요청에 따라 촬영장치(130)를 제어하여 원하는 영역의 농산물을 선택하여 확대 또는 축소하여 영상을 확인할 수 있다.
또한, 사용자 단말기(300)의 요청 또는 미리 설정된 알고리즘에 따라 1-MCP 발생장치(160)를 제어함으로써 최적의 보관 상태를 유지할 수 있도록 할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 저장고 110: 저장용기
115: 중량 측정부 120: 환경측정센서
130: 촬영장치 140: 제어부
150: 공기순환장치 160: 1-MCP 발생장치
170: 온도조절장치 180: 습도조절장치
190: 흡배기장치 200: 저장고 관리서버
300: 사용자 단말기
115: 중량 측정부 120: 환경측정센서
130: 촬영장치 140: 제어부
150: 공기순환장치 160: 1-MCP 발생장치
170: 온도조절장치 180: 습도조절장치
190: 흡배기장치 200: 저장고 관리서버
300: 사용자 단말기
Claims (10)
- 농산물을 저장하기 위한 격벽으로 구분되는 복수의 저장 영역을 구비하는 저장용기를 포함하는 저장고;
상기 저장용기의 복수의 저장 영역 각각에 배치되어 상기 복수의 저장 영역에 저장되는 농산물의 중량을 측정하는 중량 측정부;
온도센서, 습도센서, 이산화탄소센서 및 에틸렌센서를 포함하여 구성되어 상기 저장고 내부의 온도, 습도, 이산화탄소 가스농도 및 에틸렌 가스농도를 포함하는 저장 환경을 측정하는 환경측정센서부;
상기 저장고 내부를 촬영하는 적어도 하나의 촬영장치;
상기 저장고 내부의 온도를 조절하는 온도조절장치;
상기 저장고 내부의 습도를 조절하는 습도조절장치;
상기 저장고 외부의 공기를 내부로 흡입하거나 상기 저장고 내부의 공기를 외부로 배출하는 흡배기장치;
1-메틸시클로프로펜를 발생시키는 1-MCP 발생장치;
상기 중량 측정부 및 상기 환경측정센서부로부터 센서 측정값을 수신하고, 상기 수신된 센서 측정값에 기초하여 상기 온도조절장치, 상기 습도조절장치, 상기 흡배기장치 및 상기 1-MCP 발생장치의 동작을 제어하는 제어부; 및
상기 제어부와 유무선 네트워크로 연결되어 상기 제어부로부터 데이터를 수신하고 미리 설정된 알고리즘에 따라 상기 저장고 내부의 저장 농산물별 최적 저장 환경 정보를 산출하여 상기 제어부로 전달하고, 상기 저장고의 농산물 저장 품질상태 정보를 사용자 단말기로 전송하는 저장고 관리서버를 포함하고,
상기 제어부는 상기 촬영장치에서 촬영되는 저장고 내부 화면을 실시간으로 수신하여 상기 저장고 관리서버로 전송하고,
상기 저장고 관리서버는 상기 저장고 내부 화면을 기초로 농산물의 종류를 판단하고, 상기 판단된 농산물의 종류 정보에 기반하여 농산물의 품질요소를 판단하는 이미지 분석부를 포함하여 구성되고,
상기 저장고 관리서버는 상기 제어부로부터 수신된 중량정보와 상기 품질요소에 기반하여 미리 설정된 알고리즘에 따라 상기 저장고에 저장되는 농산물의 저장 품질상태 정보를 산출하여 사용자 단말기로 전송하고, 상기 농산물의 저장 품질상태 정보에 기반하여 상기 1-MCP 발생장치에서 발생되는 1-메틸시클로프로펜의 발생량을 제어하는 제어 신호를 상기 제어부로 전송하는 스마트 농산물 저장 시스템. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 저장고 관리서버는 수신된 상기 저장고 내부 화면을 상기 사용자 단말기로 전송하고, 상기 사용자 단말기로부터 수신되는 제어 요청에 따라 상기 촬영장치의 촬영 방향 제어와, 화면 확대 및 축소 제어를 위한 신호를 상기 제어부로 전송하는 스마트 농산물 저장 시스템. - 삭제
- 제3항에 있어서,
상기 촬영장치는 열화상 카메라이며,
상기 이미지 분석부는 상기 열화상 카메라로부터 수신되는 열화상 정보를 분석하여 농산물의 완숙도 또는 상처 존재 여부를 판단하는 스마트 농산물 저장 시스템. - 삭제
- (a) 온도센서, 습도센서, 이산화탄소센서 및 에틸렌센서를 포함하는 환경측정센서부가 저장고 내부의 온도, 습도, 이산화탄소 가스 농도 및 에틸렌 가스 농도를 포함하는 저장고 내부의 저장 환경을 측정하는 단계;
(b) 상기 저장고는 격벽으로 구분되는 복수의 저장 영역을 구비하는 저장용기를 포함하고, 상기 저장용기의 복수의 저장 영역 각각에 배치되는 중량 측정부가 상기 저장고에 저장되는 농산물의 중량을 측정하는 단계;
(c) 촬영장치가 상기 저장고 내부를 촬영하여 저장 농산물의 이미지를 획득하는 단계;
(d) 제어부가 상기 측정된 저장 환경 및 농산물의 중량 정보와 상기 저장 농산물의 이미지를 수신하여 이를 저장고 관리서버로 전송하는 단계;
(e) 상기 저장고 관리서버가 상기 촬영된 저장 농산물의 이미지 분석을 통해 농산물의 종류 및 품질요소를 판단하고, 상기 중량 정보와 상기 품질요소에 기반하여 미리 설정된 알고리즘에 따라 상기 저장고에 저장된 농산물의 저장 품질상태 정보를 산출하는 단계; 및
(f) 상기 저장고 관리서버가 상기 중량 정보와 상기 저장 품질상태 정보에 기반하여 1-MCP 발생장치에서 발생되는 1-메틸시클로프로펜의 발생량을 제어하는 제어 신호를 상기 제어부로 전송하는 단계를 포함하는 스마트 농산물 저장 방법. - 제7항에 있어서,
상기 촬영장치는 열화상 카메라이며,
상기 (e) 단계는, 상기 저장고 관리서버가 상기 열화상 카메라로부터 수신되는 열화상 정보를 분석하여 농산물의 완숙도 또는 상처 존재 여부를 판단하는 단계를 포함하는 스마트 농산물 저장 방법. - 삭제
- 제7항에 있어서,
(g) 상기 제어부가 촬영된 상기 저장고의 내부 화면을 네트워크로 연결된 사용자 단말기에 실시간으로 전송하는 단계; 및
(h) 상기 제어부가 상기 사용자 단말기로부터 수신되는 제어 신호에 따라 상기 촬영장치의 촬영 방향 및 확대를 제어하는 단계를 더 포함하는 스마트 농산물 저장 방법.
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|---|---|---|---|
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| KR1020200146461A KR102490828B1 (ko) | 2020-11-05 | 2020-11-05 | 스마트 농산물 저장 시스템 및 방법 |
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