KR102504512B1 - 인공지능을 이용한 식물 통합 관리 시스템 및 이의 실행 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 센서, 관리 장치, 식물 통합 관리 서버 및 사용자 단말을 포함하는 인공지능을 이용한 식물 통합 관리 시스템은 모니터링 대상 식물의 재배 환경을 센싱하는 복수의 센서, 상기 복수의 센서에 의해 센싱된 센싱 정보에 따라 상기 재배 환경을 변경하는 관리 장치, 현재 설정된 제어 모드에 따라 사용자 단말로부터 수신된 제어 명령에 따라 상기 관리 장치를 동작시키거나 상기 복수의 센서로부터 수신된 센싱 정보를 기초로 관리 장치를 동작시키는 식물 통합 관리 서버 및 상기 식물 통합 관리 서버에 접속하여 제어 모드를 자동 제어 모드 및 수동 제어 모드 중 어느 하나의 모드로 설정하며, 상기 모니터링 대상 식물의 상태 및 환경 정보를 모니터링하며, 상기 설정된 제어 모드에 따라 상기 모니터링 대상 식물의 상태 및 상기 환경 정보를 변경하기 위한 제어 명령을 생성하여 상기 식물 통합 관리 서버에 제공하는 사용자 단말을 포함한다.
Description
본 발명은 인공지능을 이용한 식물 통합 관리 시스템 및 이의 실행 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 식물 재배 환경을 측정하여 식물 관리 조건을 자동으로 제어하는 인공지능을 이용한 식물 통합 관리 시스템 및 이의 실행 방법에 관한 것이다.
통상적으로 자신의 집에 식물을 기르거나 기르려고 하는 사람들은 사용자 자신이 직접 모든 조건을 확인하고 관리해야 하는 번거로움이 수반될 수밖에 없었으며, 사용자가 식물을 재배하는 실내의 환경조건, 토양, 온도, 습도 등을 정확히 파악하지 못해 식물 관리가 제대로 이루어지지 못하여, 식물이 시들거나 할 경우 물이 부족하다고 판단하여 대체적으로 물을 너무 많이 공급하는 등 애로사항들이 많았다.
일반적으로 화분은 실내 인테리어 효과 및 공기정화 기능도 있기 때문에 사용자의 기호에 따라 다양한 기능성을 갖는 식물의 화분을 실내에 비치하는 경우가 많다.
그리고, 화분의 식물들은 대부분 화분 흙의 습도, 염류, 주변 온도, 빛의 밝기 등을 최적의 상태로 유지시켜 주어야만 건강하게 자랄 수 있는 것이다. 이처럼, 각 식물마다 생장을 위한 최적 환경이 다르기 때문에 관리자는 그러한 각 식물의 최적 환경을 알아야할 필요가 있다.
이를 위해, 식물에 대한 기초지식이 부족한 반려 식물을 기르는 소비자에게 식물의 토양 상태(수분량, 영양분, 온도, 일사량)를 토양관리 장치의 센서로 측정하고, 사용자는 무선통신(예: 블루투스)을 이용하여 자신의 스마트폰을 통해 그 토양관리 장치의 센서로부터 그 토양 상태에 대응하는 데이터를 수신하여 관리하는 방식을 취하기도 하였다.
그런데, 기존에는 사용자가 스마트폰의 앱을 활성화시킨 상태에서 복수의 토양관리 장치 중 각각의 토양관리 장치와 개별적으로 페어링 한후 해당 데이터를 수집하는 패턴이어서 여러 개의 토양관리 장치가 있는 사용자는 데이터를 수집하는 과정이 번거롭다는 문제가 있었다.
또한, 각 토양관리 장치와 스마트폰 간에 개별적으로 페어링이 이루어지기 때문에 토양관리 장치에 구비되는 무선통신 모듈(예: 블루투스 모듈)은 상시 대기 모드 상태에 있게 되므로 배터리 소모가 많아 결과적으로 그 배터리도 자주 교체해 주어야 하는 문제가 있다.
그에 따라, 여러 개의 토양관리 장치로부터 각 데이터를 일괄적으로 획득할 수 있음은 물론 각 토양관리 장치로부터 데이터를 획득하기 위해 소모되는 전력을 낮춤으로써 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결할 수 있는 기술 구현이 요구된다.
본 발명은 식물 재배 환경을 측정하여 식물 관리 조건을 자동으로 제어하는 인공지능을 이용한 식물 통합 관리 시스템 및 이의 실행 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 식물을 촬영한 이미지를 분석하여 식물의 현재 상태를 파악한 후 현재 상태를 극복하기 위한 관리 장치를 동작시켜 식물의 재배 환경을 최적화시킬 수 있도록 하는 인공지능을 이용한 식물 통합 관리 시스템 및 이의 실행 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 식물의 재배 환경을 측정하는 센서로부터 수신된 센싱 정보를 이용하여 식물의 현재 상태를 파악한 후 현재 상태를 극복하기 위한 관리 장치를 동작시켜 식물의 재배 환경을 최적화시킬 수 있도록 하는 인공지능을 이용한 식물 통합 관리 시스템 및 이의 실행 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 복수의 센서, 관리 장치, 식물 통합 관리 서버 및 사용자 단말을 포함하는 인공지능을 이용한 식물 통합 관리 시스템은 모니터링 대상 식물의 재배 환경을 센싱하는 복수의 센서, 상기 복수의 센서에 의해 센싱된 센싱 정보에 따라 상기 재배 환경을 변경하는 관리 장치, 현재 설정된 제어 모드에 따라 사용자 단말로부터 수신된 제어 명령에 따라 상기 관리 장치를 동작시키거나 상기 복수의 센서로부터 수신된 센싱 정보를 기초로 관리 장치를 동작시키는 식물 통합 관리 서버 및 상기 식물 통합 관리 서버에 접속하여 제어 모드를 자동 제어 모드 및 수동 제어 모드 중 어느 하나의 모드로 설정하며, 상기 모니터링 대상 식물의 상태 및 환경 정보를 모니터링하며, 상기 설정된 제어 모드에 따라 상기 모니터링 대상 식물의 상태 및 상기 환경 정보를 변경하기 위한 제어 명령을 생성하여 상기 식물 통합 관리 서버에 제공하는 사용자 단말을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 식물 통합 관리 서버는 상기 복수의 센서로부터 수신된 상기 모니터링 대상 식물의 센싱 정보 각각에 대해서 임계값 이하인지 또는 이상인지 여부에 따라 해당 값을 임계값에 해당되도록 해당 센서와 연관된 관리 장치를 동작시켜 상기 재배 환경을 변경할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 식물 통합 관리 서버는 상기 센싱 정보 중 토양 수분 센서에 의해 센싱된 토양 수분 정보에 이상이 발생된 경우 상기 토양 수분 센서와 연관된 관리 장치인 관수용 벨브 및 막음 부재를 동작시켜 상기 재배 환경을 변경할 수 있다.
또한, 이러한 목적을 달성하기 위한 인공지능을 이용한 식물 통합 관리 방법은 복수의 센서가 모니터링 대상 식물의 재배 환경을 센싱하는 단계, 사용자 단말이 식물 통합 관리 서버에 접속하여 제어 모드를 자동 제어 모드 및 수동 제어 모드 중 어느 하나의 모드로 설정하는 단계 및 상기 식물 통합 관리 서버가 현재 설정된 제어 모드에 따라 사용자 단말로부터 수신된 제어 명령에 따라 상기 관리 장치를 동작시키거나 상기 복수의 센서로부터 수신된 센싱 정보를 기초로 관리 장치를 동작시키는 단계를 포함하고, 상기 사용자 단말이 상기 모니터링 대상 식물의 상태 및 환경 정보를 모니터링하며, 상기 설정된 제어 모드에 따라 상기 모니터링 대상 식물의 상태 및 상기 환경 정보를 변경하기 위한 제어 명령을 생성하여 상기 식물 통합 관리 서버에 제공하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 복수의 센서로부터 수신된 센싱 정보를 기초로 관리 장치를 동작시키는 단계는 상기 복수의 센서로부터 수신된 상기 모니터링 대상 식물의 센싱 정보 각각에 대해서 임계값 이하인지 또는 이상인지 여부에 따라 해당 값을 임계값에 해당되도록 해당 센서와 연관된 관리 장치를 동작시켜 상기 재배 환경을 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수의 센서로부터 수신된 센싱 정보를 기초로 관리 장치를 동작시키는 단계는 상기 센싱 정보 중 토양 수분 센서에 의해 센싱된 토양 수분 정보에 이상이 발생된 경우 상기 토양 수분 센서와 연관된 관리 장치인 관수용 벨브 및 막음 부재를 동작시켜 상기 재배 환경을 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 식물 재배 환경을 측정하여 식물 관리 조건을 자동으로 제어할 수 있다는 장점이 있다.
또한 본 발명에 의하면, 식물을 촬영한 이미지를 분석하여 식물의 현재 상태를 파악한 후 현재 상태를 극복하기 위한 관리 장치를 동작시켜 식물의 재배 환경을 최적화시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한 본 발명에 의하면, 식물의 재배 환경을 측정하는 센서로부터 수신된 센싱 정보를 이용하여 식물의 현재 상태를 파악한 후 현재 상태를 극복하기 위한 관리 장치를 동작시켜 식물의 재배 환경을 최적화시킬 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 통합 관리 시스템을 설명하기 위한 네트워크를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 통합 관리 서버의 내부 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 식물 통합 관리 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 식물 통합 관리 방법의 다른 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 식물 통합 관리 방법의 또 다른 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 통합 관리 서버의 내부 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 식물 통합 관리 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 식물 통합 관리 방법의 다른 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 식물 통합 관리 방법의 또 다른 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 통합 관리 시스템을 설명하기 위한 네트워크를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 식물 통합 관리 시스템은 사용자 단말(100_1~100_N), 식물 관리 서비스 제공 서버(200), 복수의 센서(300_1~300_N) 및 관리 장치(400_1~400_N)를 포함한다.
사용자 단말(100_1~100_N)은 식물 관리 서비스 제공 서버(200)에 접속하여 모니터링 대상 식물(300)에서 재배되는 작물의 상태를 모니터링하며, 작물의 상태에 따라 모니터링 대상 식물(300)을 제어하여 작물에 물을 주거나 모니터링 대상 식물(300)의 주변 환경을 환기시킬 수 있다.
이를 위해, 사용자 단말(100_1~100_N)은 식물 관리 서비스 제공 서버(200)에 접속하여 제어 모드를 자동 제어 모드 및 수동 제어 모드 중 어느 하나의 모드로 설정하며, 설정된 제어 모드의 종류에 따라 모니터링 대상 식물(300)의 상태를 자동으로 또는 환자의 조작에 따른 수동으로 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 사용자 단말(100_1~100_N)은 식물 관리 서비스 제공 서버(200)에 접속하여 제어 모드를 수동 제어 모드로 설정한 경우 사용자 단말(100_1~100_N)은 식물 관리 서비스 제공 서버(200)로부터 모니터링 대상 식물(300)에서 재배되는 작물에 대한 실시간 영상 데이터 및 센싱 정보(즉, 온도 정보, 습도 정보, 토양 수분 정보 등)를 확인한 후 센싱 정보에 따라 식물 관리 서비스 제공 서버(200)에 제어 명령을 제공하여 모니터링 대상 식물(300)의 상태를 제어할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 사용자 단말(100_1~100_N)은 식물 관리 서비스 제공 서버(200)에 접속하여 제어 모드를 자동 제어 모드로 설정된 경우 사용자 단말(100_1~100_N)은 식물 관리 서비스 제공 서버(200)로부터 모니터링 대상 식물(300)에서 재배되는 작물에 대한 실시간 영상 데이터 및 센싱 정보(즉, 온도 정보, 습도 정보, 토양 수분 정보 등)를 확인할 수 있으며, 센싱 정보에 따라 자동으로 모니터링 대상 식물(300)의 상태가 제어되는 과정을 모니터링할 수 있다.
식물 관리 서비스 제공 서버(200)는 모니터링 대상 식물(300)의 센싱 정보 각각에 대해서 임계값 이하인지 또는 이상인지 여부에 따라 해당 값을 임계값에 해당되도록 해당 센서(300_1~300_N)와 연관된 관리 장치(즉, 자동 개폐 창문, 관수용 벨브, 환풍용 팬, 막음 부재)를 동작시켜 재배 환경을 제어한다. 이때, 임계값은 모니터링 대상 식물(300)의 종류에 따라 변경될 수 있다.
일 실시예에서, 식물 관리 서비스 제공 서버(200)는 센싱 정보 중 토양 수분 센서(300_1~300_N)에 의해 센싱된 토양 수분 정보에 해당하는 값이 임계값 이하인 경우 토양 수분 센서(300_1~300_N)와 연관된 관리 장치(400_1~400_N)인 관수용 벨브 및 막음 부재)를 동작시켜 재배 환경을 제어한다.
상기의 실시예에서, 식물 관리 서비스 제공 서버(200)는 복수의 토양 수분 센서(300_1~300_N) 각각 중 임계값 이하의 토양 수분 정보를 측정한 토양 수분 센서(300_1~300_N)의 위치에 대응되는 관수 공급홀에 막음 부재를 결합하지 않아 개방되도록 하고 나머지 관수 공급홀에 막음 부재를 결합하여 폐쇄되도록 하여 임계값 이하의 토양 수분 정보가 측정된 부분에만 수분이 공급되도록 한다. 이때, 임계값은 모니터링 대상 식물(300)의 종류에 따라 변경될 수 있다.
다른 일 실시예에서, 식물 관리 서비스 제공 서버(200)는 센싱 정보 중 온도 센서(300_1~300_N)에 의해 센싱된 온도 정보에 해당하는 값이 임계값 이상인 경우 온도 센서(300_1~300_N)와 연관된 관리 장치(400_1~400_N)인 환풍용 팬 및 자동 개폐 창문의 동작을 제어하여 모니터링 대상 식물(300)의 온도 정보에 해당하는 값이 임계값에 해당하도록 할 수 있다.
또한, 식물 관리 서비스 제공 서버(200)는 모니터링 대상 식물(300)을 촬영한 모니터링 대상 식물 이미지 데이터의 픽셀을 분석하여 식물 상태 정보를 생성하고, 식물 상태 정보에 따라 관리 장치(400_1~400_N)의 동작을 제어한다.
먼저, 식물 관리 서비스 제공 서버(200)는 모니터링 대상 식물(300)을 촬영한 모니터링 대상 식물 이미지 데이터를 수신하면 이미지 데이터의 촬영 정보를 분석하여 유사 범위에 존재하는 촬영 정보에서 촬영된 기준 식물의 이미지 데이터를 추출한다.
보다 구체적으로, 식물 관리 서비스 제공 서버(200)는 기준 식물의 이미지 데이터에서 나뭇잎에 해당하는 픽셀 값을 기준으로 정상 범위, 의심 범위 및 위험 범위를 결정하고, 모니터링 대상 식물 이미지 데이터에서 정상 범위, 의심 범위 및 위험 범위 각각에 해당하는 픽셀의 수에 따라 식물 상태 정보를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 식물 관리 서비스 제공 서버(200)는 기준 식물의 이미지 데이터에서 나뭇잎에 해당하는 픽셀 값을 기준으로 제1 픽셀 값 이상 및 제1 픽셀 값 이하에 해당하는 범위를 정상 범위로 결정하고, 모니터링 대상 식물 이미지 데이터에서 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수를 카운팅할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 식물 관리 서비스 제공 서버(200)는 기준 식물의 이미지 데이터에서 나뭇잎에 해당하는 픽셀 값을 기준으로 제2 픽셀 값 이상 및 제2 픽셀 값 이하에 해당하는 범위를 의심 범위로 결정하고, 기준 식물의 이미지 데이터에서 의심 범위에 해당하는 픽셀의 개수를 카운팅할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 식물 관리 서비스 제공 서버(200)는 기준 식물의 이미지 데이터에서 나뭇잎에 해당하는 픽셀 값을 기준으로 제3 픽셀 값 이상 및 제3 픽셀 값 이하에 해당하는 범위를 위험 범위로 결정하고, 기준 식물의 이미지 데이터에서 위험 범위에 해당하는 픽셀의 개수를 카운팅할 수 있다.
상기와 같이, 식물 관리 서비스 제공 서버(200)는 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수, 의심 범위에 해당하는 픽셀의 개수 및 위험 범위에 해당하는 픽셀의 개수를 카운팅한 후 각각의 픽셀의 개수에 따라 모니터링 대상 식물의 이상 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 식물 관리 서비스 제공 서버(200)는 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수 대비 의심 범위에 해당하는 픽셀의 개수가 특정 비율 이하이고 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수 대비 위험 범위에 해당하는 픽셀의 개수가 특정 비율 이하이면, 모니터링 대상 식물의 상태가 정상 상태라고 판단할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 식물 관리 서비스 제공 서버(200)는 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수 대비 의심 범위에 해당하는 픽셀의 개수가 특정 비율 이상이고, 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수 대비 위험 범위에 해당하는 픽셀의 개수가 특정 비율 이하이고, 의심 범위에 해당하는 픽셀의 평균 픽셀 값이 노란색 픽셀 값범위 또는 그레이 픽셀 값 범위에 해당하면 모니터링 대상 식물에 이상이 발생하였다고 판단한다.
상기의 실시예에서, 식물 관리 서비스 제공 서버(200)는 의심 범위에 해당하는 픽셀의 평균 픽셀 값이 노란색 범위에 해당하면 모니터링 대상 식물의 잎이 초록색 면적 대비 노란색 면적이 많아 졌다고 판단하여 모니터링 대상 식물의 건조 문제가 발생하였다고 판단하여 관수용 벨브 및 막음 부재를 동작시켜 재배 환경을 제어한다.
또 다른 일 실시예에서, 식물 관리 서비스 제공 서버(200)는 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수 대비 의심 범위에 해당하는 픽셀의 개수가 특정 비율 이하이고, 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수 대비 위험 범위에 해당하는 픽셀의 개수가 특정 비율 이상이고, 위험 범위에 해당하는 픽셀의 평균 픽셀 값이 갈색 범위에 해당하면 모니터링 대상 식물에 이상이 발생하였다고 판단한다.
상기의 실시예에서, 식물 관리 서비스 제공 서버(200)는 의심 범위에 해당하는 픽셀의 평균 픽셀 값이 브라운 범위에 해당하면 모니터링 대상 식물의 잎이 초록색 면적 대비 브라운 면적이 많아 졌다고 판단하여 모니터링 대상 식물의 과습 문제가 발생하였다고 판단하여 관수용 벨브 및 막음 부재를 동작시켜 재배 환경을 제어한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 통합 관리 서버의 내부 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 식물 통합 관리 서버(200)는 센서 별 관리 장치 데이터베이스(210), 상태 별 관리 장치 데이터베이스(220), 재배 환경 이상 판단부(230), 식물 상태 이상 판단부(240) 및 관리 장치 제어부(250)를 포함한다.
센서 별 관리 장치 데이터베이스(210)에는 센서 별로 해당 센서의 센싱 정보를 기초로 재배 환경에 이상이 발생하였다고 판단되면 해당 이상 상황을 해결하기 위해 동작되는 관리 장치의 종류가 대응되어 저장되어 있다.
식물 상태 별 관리 장치 데이터베이스(220)에는 식물 상태의 문제 별로 해당 문제를 해결하기 위해 동작되는 관리 장치의 종류가 대응되어 저장되어 있다.
재배 환경 이상 판단부(230)는 모니터링 대상 식물(300)의 센싱 정보 각각에 대해서 임계값 이하인지 또는 이상인지 여부에 따라 재배 환경에 이상이 발생하였는지 여부를 판단한다.
일 실시예에서, 재배 환경 이상 판단부(230)는 모니터링 대상 식물(300)의 센싱 정보 중 토양 수분 정보에 해당하는 값이 임계값 이하이면 재배 환경 중 토양에 문제가 있다고 판단하고 판단 결과를 관리 장치 동작 제어부()에 제공한다.
다른 일 실시예에서, 재배 환경 이상 판단부(230)는 모니터링 대상 식물(300)의 센싱 정보 중 온도 센서(300_1~300_N)에 의해 센싱된 온도 정보에 해당하는 값이 임계값 이상인 경우 재배 환경 중 온도에 문제가 있다고 판단하고 판단 결과를 관리 장치 동작 제어부()에 제공한다.
식물 상태 이상 판단부(240)는 모니터링 대상 식물(300)의 이상 상태를 판단한다.
먼저, 식물 상태 이상 판단부(240)는 모니터링 대상 식물 이미지 데이터를 수신하면 이미지 데이터의 촬영 정보를 분석하여 유사 범위에 존재하는 촬영 정보에서 촬영된 기준 식물의 이미지 데이터를 추출한다.
보다 구체적으로, 식물 상태 이상 판단부(240)는 기준 식물의 이미지 데이터에서 나뭇잎에 해당하는 픽셀 값을 기준으로 정상 범위, 의심 범위 및 위험 범위를 결정하고, 모니터링 대상 식물 이미지 데이터에서 정상 범위, 의심 범위 및 위험 범위 각각에 해당하는 픽셀의 수에 따라 식물 상태 정보를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 식물 상태 이상 판단부(240)는 기준 식물의 이미지 데이터에서 나뭇잎에 해당하는 픽셀 값을 기준으로 제1 픽셀 값 이상 및 제1 픽셀 값 이하에 해당하는 범위를 정상 범위로 결정하고, 모니터링 대상 식물 이미지 데이터에서 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수를 카운팅할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 식물 상태 이상 판단부(240)는 기준 식물의 이미지 데이터에서 나뭇잎에 해당하는 픽셀 값을 기준으로 제2 픽셀 값 이상 및 제2 픽셀 값 이하에 해당하는 범위를 의심 범위로 결정하고, 기준 식물의 이미지 데이터에서 의심 범위에 해당하는 픽셀의 개수를 카운팅할 수 있다.
또 다른 일 실시예에서, 식물 상태 이상 판단부(240)는 기준 식물의 이미지 데이터에서 나뭇잎에 해당하는 픽셀 값을 기준으로 제3 픽셀 값 이상 및 제3 픽셀 값 이하에 해당하는 범위를 위험 범위로 결정하고, 기준 식물의 이미지 데이터에서 위험 범위에 해당하는 픽셀의 개수를 카운팅할 수 있다.
상기와 같이, 식물 상태 이상 판단부(240)는 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수, 의심 범위에 해당하는 픽셀의 개수 및 위험 범위에 해당하는 픽셀의 개수를 카운팅한 후 각각의 픽셀의 개수에 따라 모니터링 대상 식물의 이상 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 식물 상태 이상 판단부(240)는 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수 대비 의심 범위에 해당하는 픽셀의 개수가 특정 비율 이하이고 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수 대비 위험 범위에 해당하는 픽셀의 개수가 특정 비율 이하이면, 모니터링 대상 식물의 상태가 정상 상태라고 판단할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 식물 상태 이상 판단부(240)는 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수 대비 의심 범위에 해당하는 픽셀의 개수가 특정 비율 이상이고, 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수 대비 위험 범위에 해당하는 픽셀의 개수가 특정 비율 이하이고, 의심 범위에 해당하는 픽셀의 평균 픽셀 값이 노란색 픽셀 값범위 또는 그레이 픽셀 값 범위에 해당하면 모니터링 대상 식물에 이상이 발생하였다고 판단하여 판단 결과를 관리 장치 제어부(250)에 제공한다.
또 다른 일 실시예에서, 식물 상태 이상 판단부(240)는 이상 범위에 해당하는 픽셀의 개수 대비 의심 범위에 해당하는 픽셀의 개수가 특정 비율 이하이고, 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수 대비 위험 범위에 해당하는 픽셀의 개수가 특정 비율 이상이고, 위험 범위에 해당하는 픽셀의 평균 픽셀 값이 갈색 범위에 해당하면 모니터링 대상 식물에 이상이 발생하였다고 판단하여 판단 결과를 관리 장치 제어부(250)에 제공한다.
관리 장치 제어부(250)는 재배 환경 이상 판단부(230)로부터 토양의 문제 판단 결과를 수신하면, 센서 별 관리 장치 데이터베이스(210)에서 토양 수분 센서(300_1~300_N)와 연관된 관리 장치인 관수용 벨브 및 막음 부재를 동작시켜 재배 환경을 제어한다.
일 실시예에서, 재배 환경 이상 판단부(230)로부터 토양에 문제가 있다는 이상 판단 결과를 수신하면, 복수의 토양 수분 센서(300_1~300_N) 각각 중 임계값 이하의 토양 수분 정보를 측정한 토양 수분 센서(300_1~300_N)의 위치에 대응되는 관수 공급홀에 막음 부재를 결합하지 않아 개방되도록 하고 나머지 관수 공급홀에 막음 부재를 결합하여 폐쇄되도록 하여 임계값 이하의 토양 수분 정보가 측정된 부분에만 수분이 공급되도록 한다.
또한, 관리 장치 제어부(250)는 재배 환경 이상 판단부(230)로부터 온도에 문제가 있다는 이상 판단 결과를 수신하면, 센서 별 관리 장치 데이터베이스(210)를 기초로 온도 센서(300_1~300_N)와 연관된 관리 장치인 환풍용 팬 및 자동 개폐 창문의 동작을 제어하여 모니터링 대상 식물(300)의 온도 정보에 해당하는 값이 임계값에 해당하도록 할 수 있다.
또한, 관리 장치 제어부(250)는 식물 상태 이상 판단부(240)에 의해 의심 범위에 해당하는 픽셀의 평균 픽셀 값이 노란색 범위에 해당하면 모니터링 대상 식물의 잎이 초록색 면적 대비 노란색 면적이 많아 졌다고 판단하여 모니터링 대상 식물의 건조 문제가 발생하였다고 판단하여 관수용 벨브 및 막음 부재를 동작시켜 재배 환경을 제어한다.
또한, 관리 장치 제어부(250)는 식물 상태 이상 판단부(240)에 의해 의심 범위에 해당하는 픽셀의 평균 픽셀 값이 브라운 범위에 해당하면 모니터링 대상 식물의 잎이 초록색 면적 대비 브라운 면적이 많아 졌다고 판단하여 모니터링 대상 식물의 과습 문제가 발생하였다고 판단하여 관수용 벨브 및 막음 부재를 동작시켜 재배 환경을 제어한다.
도 3은 본 발명에 따른 식물 통합 관리 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 3의 일 실시예는 센싱 정보 중 토양 수분 센서에 의해 센싱된 토양 수분 정보를 기초로 토양에 이상이 발생된 경우 이를 해결하기 위한 관리 장치를 동작시킬 수 있는 일 실시예에 관한 것이다.
도 3을 참조하면, 식물 통합 관리 서버(200)는 센서로부터 센싱 정보를 수신하고(단계 S310), 수신된 센싱 정보 중 토양 수분 센서에 의해 센싱된 토양 수분 정보에 해당하는 값이 임계값 이하인지 여부를 확인한다(단계 S320).
식물 통합 관리 서버(200)는 토양 수분 정보에 해당하는 값이 임계값 이하이면(단계 S330) 복수의 토양 수분 센서 각각 중 임계값 이하의 토양 수분 정보를 측정한 토양 수분 센서의 위치에 대응되는 관수 공급홀에 막음 부재를 결합하지 않아 개방되도록 하고 나머지 관수 공급홀에 막음 부재를 결합하여 폐쇄되도록 하여 임계값 이하의 토양 수분 정보가 측정된 부분에만 수분이 공급되도록 한다(단계 S340).
도 4는 본 발명에 따른 식물 통합 관리 방법의 다른 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 4의 일 실시예는 센싱 정보 중 온도 센서에 의해 센싱된 온도 정보를 기초로 온도에 이상이 발생된 경우 이를 해결하기 위한 관리 장치를 동작시킬 수 있는 일 실시예에 관한 것이다.
도 4를 참조하면, 식물 통합 관리 서버(200)는 센서로부터 센싱 정보를 수신하고(단계 S410), 수신된 센싱 정보 중 온도 정보에 해당하는 값이 임계값 이상인지 여부를 확인한다(단계 S420).
식물 통합 관리 서버(200)는 온도 정보에 해당하는 값이 임계값 이상이면(단계 S430), 온도 센서와 연관된 관리 장치인 환풍용 팬 및 자동 개폐 창문의 동작을 제어하여 모니터링 대상 식물(300)의 온도 정보에 해당하는 값이 임계값에 해당하도록 할 수 있다(단계 S440).
도 5는 본 발명에 따른 식물 통합 관리 방법의 또 다른 일 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 식물 통합 관리 서버(200)는 모니터링 대상 식물(300)을 촬영한 모니터링 대상 식물 이미지 데이터를 수신하면(단계 S510), 이미지 데이터의 촬영 정보를 분석하여 유사 범위에 존재하는 촬영 정보에서 촬영된 기준 식물의 이미지 데이터를 추출한다(단계 S520).
식물 통합 관리 서버(200)는 기준 식물의 이미지 데이터에서 나뭇잎에 해당하는 픽셀 값을 기준으로 정상 범위, 의심 범위 및 위험 범위를 결정하고(단계 S530), 모니터링 대상 식물 이미지 데이터에서 정상 범위, 의심 범위 및 위험 범위 각각에 해당하는 픽셀의 수에 따라 식물 상태 정보를 생성할 수 있다(단계 S540).
식물 통합 관리 서버(200)는 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수, 의심 범위에 해당하는 픽셀의 개수 및 위험 범위에 해당하는 픽셀의 개수를 카운팅한 후 각각의 픽셀의 개수에 따라 모니터링 대상 식물의 이상 여부를 판단한다(단계 S550).
단계 S550에 대한 일 실시예에서, 식물 통합 관리 서버(200)는 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수 대비 의심 범위에 해당하는 픽셀의 개수가 특정 비율 이하이고 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수 대비 위험 범위에 해당하는 픽셀의 개수가 특정 비율 이하이면, 모니터링 대상 식물의 상태가 정상 상태라고 판단할 수 있다.
단계 S550에 대한 다른 일 실시예에서, 식물 통합 관리 서버(200)는 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수 대비 의심 범위에 해당하는 픽셀의 개수가 특정 비율 이상이고, 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수 대비 위험 범위에 해당하는 픽셀의 개수가 특정 비율 이하이고, 의심 범위에 해당하는 픽셀의 평균 픽셀 값이 노란색 픽셀 값범위 또는 그레이 픽셀 값 범위에 해당하면 모니터링 대상 식물에 이상이 발생하였다고 판단한다.
상기의 실시예에서, 식물 관리 서비스 제공 서버(200)는 의심 범위에 해당하는 픽셀의 평균 픽셀 값이 노란색 범위에 해당하면 모니터링 대상 식물의 잎이 초록색 면적 대비 노란색 면적이 많아 졌다고 판단하여 모니터링 대상 식물의 건조 문제가 발생하였다고 판단하여 관수용 벨브 및 막음 부재를 동작시켜 내부 환경을 제어한다.
단계 S550에 대한 또 다른 일 실시예에서, 식물 관리 서비스 제공 서버(200)는 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수 대비 의심 범위에 해당하는 픽셀의 개수가 특정 비율 이하이고, 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수 대비 위험 범위에 해당하는 픽셀의 개수가 특정 비율 이상이고, 위험 범위에 해당하는 픽셀의 평균 픽셀 값이 갈색 범위에 해당하면 모니터링 대상 식물에 이상이 발생하였다고 판단한다.
상기의 실시예에서, 식물 관리 서비스 제공 서버(200)는 의심 범위에 해당하는 픽셀의 평균 픽셀 값이 브라운 범위에 해당하면 모니터링 대상 식물의 잎이 초록색 면적 대비 브라운 면적이 많아 졌다고 판단하여 모니터링 대상 식물의 과습 문제가 발생하였다고 판단하여 관수용 벨브 및 막음 부재를 동작시켜 내부 환경을 제어한다.
상기는 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100_1~100_N: 사용자 단말,
200: 식물 관리 서비스 제공 서버,
210: 센서 별 관리 장치 데이터베이스,
220: 상태 별 관리 장치 데이터베이스,
230: 재배 환경 이상 판단부,
240: 식물 상태 이상 판단부,
250: 관리 장치 제어부
300_1~300_N: 복수의 센서,
400_1~400_N: 관리 장치,
200: 식물 관리 서비스 제공 서버,
210: 센서 별 관리 장치 데이터베이스,
220: 상태 별 관리 장치 데이터베이스,
230: 재배 환경 이상 판단부,
240: 식물 상태 이상 판단부,
250: 관리 장치 제어부
300_1~300_N: 복수의 센서,
400_1~400_N: 관리 장치,
Claims (6)
- 복수의 센서, 관리 장치, 식물 통합 관리 서버 및 사용자 단말을 포함하는 인공지능을 이용한 식물 통합 관리 시스템에 있어서,
모니터링 대상 식물의 재배 환경을 센싱하는 복수의 센서;
상기 복수의 센서에 의해 센싱된 센싱 정보에 따라 상기 재배 환경을 변경하는 관리 장치;
현재 설정된 제어 모드에 따라 사용자 단말로부터 수신된 제어 명령에 따라 상기 관리 장치를 동작시키거나 상기 복수의 센서로부터 수신된 센싱 정보를 기초로 관리 장치를 동작시키는 식물 통합 관리 서버; 및
상기 식물 통합 관리 서버에 접속하여 제어 모드를 자동 제어 모드 및 수동 제어 모드 중 어느 하나의 모드로 설정하며, 상기 모니터링 대상 식물의 상태 및 환경 정보를 모니터링하며, 상기 설정된 제어 모드에 따라 상기 모니터링 대상 식물의 상태 및 상기 환경 정보를 변경하기 위한 제어 명령을 생성하여 상기 식물 통합 관리 서버에 제공하는 사용자 단말을 포함하고,
상기 식물 통합 관리 서버는
모니터링 대상 식물을 촬영한 모니터링 대상 식물 이미지 데이터를 수신하면 이미지 데이터의 촬영 정보를 분석하여 유사 범위에 존재하는 촬영 정보에서 촬영된 기준 식물의 이미지 데이터를 추출하고, 상기 기준 식물의 이미지 데이터에서 나뭇잎에 해당하는 픽셀 값을 기준으로 제1 픽셀 값 이상 및 제1 픽셀 값 이하에 해당하는 범위를 정상 범위로 결정하고, 모니터링 대상 식물 이미지 데이터에서 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수를 카운팅하고, 상기 기준 식물의 이미지 데이터에서 나뭇잎에 해당하는 픽셀 값을 기준으로 제2 픽셀 값 이상 및 제2 픽셀 값 이하에 해당하는 범위를 의심 범위로 결정하고, 기준 식물의 이미지 데이터에서 의심 범위에 해당하는 픽셀의 개수를 카운팅하고, 기준 식물의 이미지 데이터에서 나뭇잎에 해당하는 픽셀 값을 기준으로 제3 픽셀 값 이상 및 제3 픽셀 값 이하에 해당하는 범위를 위험 범위로 결정하고, 기준 식물의 이미지 데이터에서 위험 범위에 해당하는 픽셀의 개수를 카운팅하고,
정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수 대비 의심 범위에 해당하는 픽셀의 개수가 특정 비율 이하이고 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수 대비 위험 범위에 해당하는 픽셀의 개수가 특정 비율 이하이면, 모니터링 대상 식물의 상태가 정상 상태라고 판단하고, 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수 대비 의심 범위에 해당하는 픽셀의 개수가 특정 비율 이상이고, 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수 대비 위험 범위에 해당하는 픽셀의 개수가 특정 비율 이하이고, 의심 범위에 해당하는 픽셀의 평균 픽셀 값이 노란색 픽셀 값범위 또는 그레이 픽셀 값 범위에 해당하면 모니터링 대상 식물에 이상이 발생하였다고 판단하고, 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수 대비 의심 범위에 해당하는 픽셀의 개수가 특정 비율 이하이고, 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수 대비 위험 범위에 해당하는 픽셀의 개수가 특정 비율 이상이고, 위험 범위에 해당하는 픽셀의 평균 픽셀 값이 갈색 범위에 해당하면 모니터링 대상 식물에 이상이 발생하였다고 판단하고,
상기 의심 범위에 해당하는 픽셀의 평균 픽셀 값이 노란색 범위에 해당하면 모니터링 대상 식물의 잎이 초록색 면적 대비 노란색 면적이 많아 졌다고 판단하여 모니터링 대상 식물의 건조 문제가 발생하였다고 판단하여 관수용 벨브 및 막음 부재를 동작시켜 재배 환경을 제어하고, 상기 의심 범위에 해당하는 픽셀의 평균 픽셀 값이 브라운 범위에 해당하면 모니터링 대상 식물의 잎이 초록색 면적 대비 브라운 면적이 많아 졌다고 판단하여 모니터링 대상 식물의 과습 문제가 발생하였다고 판단하여 관수용 벨브 및 막음 부재를 동작시켜 재배 환경을 제어하는 것을 특징으로 하는
인공지능을 이용한 식물 통합 관리 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 식물 통합 관리 서버에서 실행되는 인공지능을 이용한 식물 통합 관리 방법에 있어서,
모니터링 대상 식물을 촬영한 모니터링 대상 식물 이미지 데이터를 수신하면, 이미지 데이터의 촬영 정보를 분석하여 유사 범위에 존재하는 촬영 정보에서 촬영된 기준 식물의 이미지 데이터를 추출하는 단계;
기준 식물의 이미지 데이터에서 나뭇잎에 해당하는 픽셀 값을 기준으로 정상 범위, 의심 범위 및 위험 범위를 결정하는 단계;
모니터링 대상 식물 이미지 데이터에서 정상 범위, 의심 범위 및 위험 범위 각각에 해당하는 픽셀의 수에 따라 식물 상태 정보를 생성하는 단계; 및
정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수, 의심 범위에 해당하는 픽셀의 개수 및 위험 범위에 해당하는 픽셀의 개수를 카운팅한 후 각각의 픽셀의 개수에 따라 모니터링 대상 식물의 이상 여부를 판단하는 단계를 포함하고,
상기 모니터링 대상 식물 이미지 데이터에서 정상 범위, 의심 범위 및 위험 범위 각각에 해당하는 픽셀의 수에 따라 식물 상태 정보를 생성하는 단계는
모니터링 대상 식물을 촬영한 모니터링 대상 식물 이미지 데이터를 수신하면 이미지 데이터의 촬영 정보를 분석하여 유사 범위에 존재하는 촬영 정보에서 촬영된 기준 식물의 이미지 데이터를 추출하는 단계;
상기 기준 식물의 이미지 데이터에서 나뭇잎에 해당하는 픽셀 값을 기준으로 제1 픽셀 값 이상 및 제1 픽셀 값 이하에 해당하는 범위를 정상 범위로 결정하고, 모니터링 대상 식물 이미지 데이터에서 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수를 카운팅하는 단계;
상기 기준 식물의 이미지 데이터에서 나뭇잎에 해당하는 픽셀 값을 기준으로 제2 픽셀 값 이상 및 제2 픽셀 값 이하에 해당하는 범위를 의심 범위로 결정하고, 기준 식물의 이미지 데이터에서 의심 범위에 해당하는 픽셀의 개수를 카운팅하는 단계; 및
상기 기준 식물의 이미지 데이터에서 나뭇잎에 해당하는 픽셀 값을 기준으로 제3 픽셀 값 이상 및 제3 픽셀 값 이하에 해당하는 범위를 위험 범위로 결정하고, 기준 식물의 이미지 데이터에서 위험 범위에 해당하는 픽셀의 개수를 카운팅하는 단계를 포함하고,
상기 모니터링 대상 식물의 이상 여부를 판단하는 단계는
상기 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수 대비 의심 범위에 해당하는 픽셀의 개수가 특정 비율 이하이고 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수 대비 위험 범위에 해당하는 픽셀의 개수가 특정 비율 이하이면, 모니터링 대상 식물의 상태가 정상 상태라고 판단하는 단계;
정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수 대비 의심 범위에 해당하는 픽셀의 개수가 특정 비율 이상이고, 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수 대비 위험 범위에 해당하는 픽셀의 개수가 특정 비율 이하이고, 의심 범위에 해당하는 픽셀의 평균 픽셀 값이 노란색 픽셀 값범위 또는 그레이 픽셀 값 범위에 해당하면 모니터링 대상 식물에 이상이 발생하였다고 판단하는 단계;
상기 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수 대비 의심 범위에 해당하는 픽셀의 개수가 특정 비율 이하이고, 정상 범위에 해당하는 픽셀의 개수 대비 위험 범위에 해당하는 픽셀의 개수가 특정 비율 이상이고, 위험 범위에 해당하는 픽셀의 평균 픽셀 값이 갈색 범위에 해당하면 모니터링 대상 식물에 이상이 발생하였다고 판단하는 단계를 포함하고,
상기 의심 범위에 해당하는 픽셀의 평균 픽셀 값이 노란색 범위에 해당하면 모니터링 대상 식물의 잎이 초록색 면적 대비 노란색 면적이 많아 졌다고 판단하여 모니터링 대상 식물의 건조 문제가 발생하였다고 판단하여 관수용 벨브 및 막음 부재를 동작시켜 내부 환경을 제어하는 단계; 및
상기 의심 범위에 해당하는 픽셀의 평균 픽셀 값이 브라운 범위에 해당하면 모니터링 대상 식물의 잎이 초록색 면적 대비 브라운 면적이 많아 졌다고 판단하여 모니터링 대상 식물의 과습 문제가 발생하였다고 판단하여 관수용 벨브 및 막음 부재를 동작시켜 내부 환경을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
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|---|---|---|---|---|
| KR20210154108A (ko) * | 2020-06-11 | 2021-12-20 | 유한회사 동방이노베이션 | 치유를 위한 이동형 스마트팜 서비스 제공 방법 및 이를 실행하는 시스템 |
| KR102397375B1 (ko) * | 2021-10-28 | 2022-05-12 | 애프터레인 주식회사 | 인공지능을 이용한 통합 식물관리시스템 |
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2022
- 2022-07-07 KR KR1020220083737A patent/KR102504512B1/ko active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210154108A (ko) * | 2020-06-11 | 2021-12-20 | 유한회사 동방이노베이션 | 치유를 위한 이동형 스마트팜 서비스 제공 방법 및 이를 실행하는 시스템 |
| KR102397375B1 (ko) * | 2021-10-28 | 2022-05-12 | 애프터레인 주식회사 | 인공지능을 이용한 통합 식물관리시스템 |
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