KR102570774B1 - 지능형 통합 컨버터를 이용한 자율 사료 공급 시스템 및 방법 - Google Patents
지능형 통합 컨버터를 이용한 자율 사료 공급 시스템 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 지능형 통합 컨버터를 이용한 자율 사료 공급 시스템으로서, 양식장 내 복수의 센서 데이터를 입력으로 복수의 프로그램을 이용하여 양식장 내 수조별 및 시간별 사료 공급 정보 및 액츄에이터 정보를 생성하는 서버와 상기 서버와의 연결 단절이 감지되면 상기 연결 단절 이전의 제1 특정 시간 동안의 특정 범위의 센서 데이터-상기 센서 데이터는 상기 양식장 내 복수의 센서 데이터 중 일부의 센서 데이터-를 불러와 저장하고, 상기 연결 단절 이후의 제2 특정 시간 동안의 상기 특정 범위의 센서 데이터를 불러와 저장하고, 상기 서버로부터 수신되는 상기 양식장 내 수조별 및 시간별 사료 공급 정보 및 액츄에이터 정보를 전송하는 지능형 통합 컨버터 및 상기 지능형 통합 컨버터로부터 수신된 상기 양식장 내 수조별 및 시간별 사료 공급 정보에서 사료가 공급될 수조 선택 신호와 사료 무게 값을 분류하고, 액츄에이터를 제어하여 상기 수조 선택 신호에 따라 선택된 수조에 상기 사료 무게 값에 해당되는 사료 무게를 공급하는 사료공급 장치를 포함한다.
Description
본 발명은 사료 공급 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 스마트 양식장의 시스템과 외부 서버 간의 통신이 단절된 경우 스마트 양식장 내 설치된 지능형 통합 컨버터 및 사료공급 장치가 통신 복구 전까지 자율적으로 최적의 사료량을 공급할 수 있는 자율 사료 공급 장치 및 방법에 관한 것이다.
양식장이 스마트화 되면서 양식장 관리의 주요한 기능들이 대용량의 연산이 가능한 서버에 전가되고 있다. 예를 들면, 서버가 양식장에서 전송되는 실시간 환경 센서 데이터 및 어류 움직임 동영상을 수신하여, 어류의 섭이도를 인공지능으로 도출하고, 상기 도출된 섭이도와 양식장에서 수집된 환경 센서 데이터 및 양식 전문가 지식을 입력으로 하여 계산되는 퍼지 추론 엔진을 이용하여 최적의 사료 공급량을 생성하여 양식장 관리 시스템에 전송하는 것과 같은 정밀한 사료 공급 기능을 제공하고 있다.
그러나, 만일 서버와 양식장 간의 통신이 단절되는 경우에는 서버로부터의 사료 공급량 제어 및 환경 제어와 같은 명령을 받을 수 없거나, 통신 단절 된 이후 관리자의 잘못된 사료 공급량 또는 환경 제어로 인하여 양식장 내 수조의 어류의 폐사, 질병 발생, 정상적인 생육에 치명적인 영향을 가져올 수 있다.
또한, 현재 시스템에는 인터넷 통신망의 단절, 센서부의 오동작, 전원 시스템의 불량과 같은 비정상 상태 발생 시 대응 가능한 자율적 기능은 보유하지 못하고 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기술적 과제는 서버와 양식장 관리 시스템 간의 통신 단절 시 양식장 내 설치된 지능형 통합 컨버터 및 사료공급 장치가 자율적으로 최적의 사료공급을 수행할 수 있는 지능형 통합 컨버터 기반 자율 사료 공급 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 서버와 양식장 관리 시스템 간의 통신 단절 및 양식장 내 센서 장치의 비정상 동작 시 양식장 내 설치된 지능형 통합 컨버터 및 사료공급 장치가 최적의 사료공급을 실시할 수 있는 지능형 통합 컨버터 기반 자율 사료 공급 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 지능형 통합 컨버터를 이용한 자율 사료 공급 시스템은 양식장 내 복수의 센서 데이터를 입력으로 복수의 프로그램을 이용하여 양식장 내 수조별 및 시간별 사료 공급 정보 및 액츄에이터 정보를 생성하는 서버와 상기 서버와의 연결 단절이 감지되면 상기 연결 단절 이전의 제1 특정 시간 동안의 특정 범위의 센서 데이터-상기 센서 데이터는 상기 양식장 내 복수의 센서 데이터 중 일부의 센서 데이터-를 불러와 저장하고, 상기 연결 단절 이후의 제2 특정 시간 동안의 상기 특정 범위의 센서 데이터를 불러와 저장하고, 상기 서버로부터 수신되는 상기 양식장 내 수조별 및 시간별 사료 공급 정보 및 액츄에이터 정보를 전송하는 지능형 통합 컨버터 및 상기 지능형 통합 컨버터로부터 수신된 상기 양식장 내 수조별 및 시간별 사료 공급 정보에서 사료가 공급될 수조 선택 신호와 사료 무게 값을 분류하고, 액츄에이터를 제어하여 상기 수조 선택 신호에 따라 선택된 수조에 상기 사료 무게 값에 해당되는 사료 무게를 공급하는 사료공급 장치를 포함한다.
또한, 상기 지능형 통합 컨버터에는 상기 서버와의 연결 단절이 감지되면 상기 연결 단절 이전의 상기 제1 특정 시간 동안의 상기 특정 범위의 센서 데이터를 불러와 저장하는 제1 저장부 및 상기 연결 단절 이후의 상기 제2 특정 시간 동안의 상기 특정 범위의 센서 데이터를 불러와 저장하는 제2 저장부를 포함한다.
또한, 상기 지능형 통합 컨버터는 상기 제1 저장부에 저장된 상기 제1 특정 시간 동안의 상기 특정 범위의 센서 데이터와 상기 제2 저장부에 저장된 상기 제2 특정 시간 동안의 상기 특정 범위의 센서 데이터를 비교하는 센서정보 일치 판단부를 포함하며, 상기 제1 저장부에 저장된 상기 제1 특정 시간 동안의 상기 특정 범위의 센서 데이터와 상기 제2 저장부에 저장된 상기 제2 특정 시간 동안의 상기 특정 범위의 센서 데이터의 차이가 사전 정해진 임계값 이내인 경우에는 상기 제1 저장부에 저장된 상기 제1 특정 시간 동안의 사료 공급 정보를 상기 사료공급 장치에 전송하는 것을 포함한다.
또한, 상기 지능형 통합 컨버터는 상기 제1 저장부에 저장된 상기 제1 특정 시간 동안의 상기 특정 범위의 센서 데이터와 상기 제2 저장부에 저장된 상기 제2 특정 시간 동안의 상기 특정 범위의 센서 데이터의 차이가 사전 정해진 임계값을 초과하는 경우에는 관리자 단말기로부터 액츄에이터 수동제어 정보를 수신하는 액츄에이터 수동모드 조정부를 포함하며, 상기 액츄에이터 수동모드 조정부는 상기 관리자 단말기로부터 수신된 상기 액츄에이터 수동제어 정보를 액츄에이터 인터페이스를 통하여 양식장 환경관리 장치로 전송하는 것을 포함한다.
또한, 상기 지능형 통합 컨버터는 상기 액츄에이터 수동모드 조정부를 이용하여 양식장 환경관리장치를 상기 관리자 단말기를 통하여 수동으로 제어하고, 상기 액츄에이터 수동모드 조정부를 이용하여 상기 양식장 환경관리장치를 상기 관리자 단말기를 통하여 수동으로 제어한 이후에, 상기 양식장 내 복수의 센서로부터 수집된 특정 범위의 센서 데이터와 상기 제1 저장부에 저장된 상기 제1 특정 시간 동안의 상기 특정 범위의 센서 데이터와의 차이가 사전 정해진 임계값을 초과하는 경우에는 상기 양식장 내 복수의 센서로부터 수집된 상기 특정 범위의 센서 데이터를 입력으로 하여 최적의 사료량 정보를 산출하는 퍼지 추론 엔진을 더 포함하며, 상기 산출된 최적의 사료량 정보를 상기 사료공급 장치로 전송한다.
또한, 상기 사료공급 장치는 상기 지능형 통합 컨버터에서 제공하는 사료 공급 정보에서 수조 선택 신호 및 수조별 공급할 사료 무게 값을 분류하는 정보 분류부와 사료 무게를 계측하는 무게 센서와 계측된 사료를 이송하는 복수의 슬라이딩 액츄에이터를 포함하는 복수의 사료통 및 상기 수조 선택 신호에 따라 상기 복수의 사료통 중 최종단의 사료통을 선택된 수조에 위치시키는 액츄에이터를 가지는 수조 선택부를 포함한다.
또한, 상기 복수의 프로그램은 신경망 모델 또는 퍼지 추론 엔진을 포함한다.
또한, 상기 양식장 내 복수의 센서 데이터들은 수조별 및 시간별로 측정되는 수온, 용존 산소, 질소량, 암모니아 및 염도 중 적어도 하나를 포함한다.
또한, 상기 양식장 내 수조별 및 시간별 사료 공급 정보는 수조별 및 시간별로 공급될 사료 무게, 사료 종류 및 사료 공급 시간 중 적어도 하나를 포함한다.
또한, 상기 액츄에이터 정보들에는 온/오프(on/off), 입력/출력(Input/Output)의 동작방향, PWM(Pulse Width Modulation) 속도 제어 및 레벨 컨트롤(Level control) 중 적어도 하나를 포함한다.
또한, 상기 복수의 환경관리장치에는 산소공급기, 수차, 냉각기팬, 보일러 및 사료공급 장치 중 적어도 하나를 포함한다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 실시예들에 따른 지능형 통합 컨버터 기반 사료 공급 시스템 및 방법에 따르면, 양식장 운영에 있어서 서버와의 통신 단절 시에도 끊김 없는 어류 생육을 가능하게 함으로써 어류의 폐사 및 질병 발생을 방지할 수 있는 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 지능형 통합 컨버터 기반 사료 공급 시스템 및 방법에 따르면, 서버와의 통신 단절 시에도 단절 직전의 수조 환경을 유지하여 어류의 생장을 지속시킬 수 있는 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 기존의 지능형 통합 컨버터의 구성도를 보여주는 도면이다.
도 2은 기존의 지능형 통합 컨버터 기반 스마트 양식장 관리 시스템의 구성도 및 동작을 보여주는 도면이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예로 지능형 통합 컨버터 기반 사료 공급 시스템의 구성도 및 동작을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예로 지능형 통합 컨버터 기반 사료 공급 시스템의 상세 구성도 및 동작을 보여주는 도면이다.
도 5a, 5b, 5c는 본 발명의 일 실시예로 비정상적인 인터넷 환경에서의 지능형 통합 컨버터 기반 사료 공급 시스템의 구성도 및 동작 절차를 보여주는 도면이다.
도 6a, 6b, 6c는 본 발명의 일 실시예로 비정상적인 인터넷 환경 및 센서 오류에서의 지능형 통합 컨버터 기반 사료 공급 시스템의 구성도 및 동작 절차를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예로 지능형 통합 컨버터와 연동되는 사료공급 장치의 동작을 보여주는 그림이다.
도 2은 기존의 지능형 통합 컨버터 기반 스마트 양식장 관리 시스템의 구성도 및 동작을 보여주는 도면이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예로 지능형 통합 컨버터 기반 사료 공급 시스템의 구성도 및 동작을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예로 지능형 통합 컨버터 기반 사료 공급 시스템의 상세 구성도 및 동작을 보여주는 도면이다.
도 5a, 5b, 5c는 본 발명의 일 실시예로 비정상적인 인터넷 환경에서의 지능형 통합 컨버터 기반 사료 공급 시스템의 구성도 및 동작 절차를 보여주는 도면이다.
도 6a, 6b, 6c는 본 발명의 일 실시예로 비정상적인 인터넷 환경 및 센서 오류에서의 지능형 통합 컨버터 기반 사료 공급 시스템의 구성도 및 동작 절차를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예로 지능형 통합 컨버터와 연동되는 사료공급 장치의 동작을 보여주는 그림이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러가지 실시예들을 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들이 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 발명에서 사용한 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도, 판례, 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 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.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 기존의 통합 컨버터의 구성도를 보여주는 도면이다.
도 1의 통합 컨버터를 사용함으로써 양식 어가는 센서나 구동기의 제조사에 따른 개별적 제어를 위한 고비용의 노력과 시간를 절약할 수 있으며, 특정 제조사에 종속되지 않기 때문에 시스템 장애 시 현장 상황에 맞게 장치를 자유롭게 선택하여 교체함으로서 장시간 노출될 시간적 위험을 최소화할 수 있고 저비용의 유지 보수에 따른 경제성을 향상 시킬 수 있다.
도 1의 지능형 통합 컨버터는 다양한 환경센서(수온, PH, DO 등)와 센서 인터페이스 방식(analog, digital, modbus 등), 다양한 구동요소(사료공급기, 산소공급기, 모터펌프 등)와 구동요소 인터페이스(digital, PWM, speed, dir, schedule), 다양한 전원사용(3.3v, 5v 등, 220v, 380v 등)을 효율적으로 관리할 수 있는 표준형 하드웨어(HW)인 지능형 통합 컨버터보드와 다수의 센서를 수용하기 위해 확장하는 동일한 기능과 원거리용 중계기보드(HW), 그 보드에서 동작하는 센서 들을 표준적으로 모니터링하고 데이터를 관리하는 소프트웨어(SW), 구동요소(엑츄에이터)를 표준적으로 관리하는 소프트웨어(SW)를 포함할 수 있다.
도 2는 기존의 통합 컨버터 기반 스마트 양식장 관리 시스템의 구성도 및 동작을 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 통합 컨버터 기반 스마트 양식장 관리 시스템(100)은 서버(110), 통합 센터(120), 통합 컨버터(130), 복수의 관리 장치(140), 복수의 수조부(150), 복수의 센서부(160)로 구성되어, 수조별로 최적의 환경을 형성하고 최적의 사료량을 공급하는 시스템이다.
통합 컨버터 기반 스마트 양식장 관리 시스템(100)을 구성하는 장치 간의 통신 방법을 살펴보면, 서버(110)와 통합 컨버터(130)는 인터넷으로 연결되어 정보를 교환하며, 통합 센터(120)도 서버(100)와의 인터넷 통신을 통하여 통합 컨버터(130)와 정보를 교환한다.
양식장 내의 통합 컨버터(130)는 양식장 내의 복수의 센서부(160)와 연결되어 복수의 수조부(150)의 수조별 환경 센서 데이터(수온, 용존산소, 질소량, 암모니아, 염도 변화 등을 포함)를 수집하여 서버(110)에 전송하고, 또한, 양식장 내 복수의 관리 장치(140)(산소공급기, 수차, 냉각기팬, 보일러, 사료공급 장치등을 포함)와 연결되어 서버(110)로부터 수신되는 액츄에이터 신호(온/오프(on/off), 입력/출력(Input/Output)의 동작방향, PWM(Pulse Width Modulation) 속도 제어, 레벨 컨트롤(Level control) 등을 포함함)를 복수의 관리 장치(130)로 전송한다.
양식장 내에서는 통합 컨버터(130)와 복수의 관리 장치(140), 복수의 센서부(160)는 유선 또는 LAN(Local Area Network) 기반으로 통신을 하게 된다.
서버(110)의 기능 중에는 수조별로 촬영된 어류의 동영상을 인공지능으로 학습된 모델에 입력하여 현재 어류의 섭이도 정도를 추출하고, 상기 추출된 섭이도와 복수의 센서부(160)에서 측정한 수조 환경 데이터 및 양식 전문가 지식을 입력으로 하여 퍼지 추론 엔진을 이용하여 최적의 사료량을 도출하고, 상기 최적의 사료량을 공급하기 위해 사료공급 장치를 구동하는 액츄에이터 제어 값을 생성하여 양식장으로 전송하는 기능을 포함한다. 또한, 서버(110)는 운영자가 입력하는 출하 목표 즉 판매 시 최대 수익이 가능한 시점, 출하 무게 등을 달성할 수 있도록 시간별 생육 환경 제어 데이터를 생성하여 양식장 관리 장치를 위한 액츄에이터 신호를 생성하여 지능형 통합 컨버터에 전송한다.
도 3는 본 발명의 일 실시예로 지능형 통합 컨버터 기반 사료 공급 시스템의 구성도 및 동작을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예로 지능형 통합 컨버터 기반 사료 공급 시스템의 상세 구성도 및 동작을 보여주는 도면이다.
도 3 및 4를 참조하면, 지능형 통합 컨버터 기반 사료 공급 시스템(200)은 서버(210)의 일부 기능을 양식장 내의 지능형 통합 컨버터(220) 또는 사료 공급 장치 (230)에서 수행할 수 있는 시스템이다. 도 4를 참조하여, 상세한 구성을 살펴보면, 서버(210)에는 신경망 모델 및 제1 퍼지 추론 엔진(201), 사료공급 스케쥴러(202), 생육 환경관리 스케쥴러(203)를 포함할 수 있으며, 신경망 모델 및 제1 퍼지 추론 엔진(2010은 실제 현장의 환경 데이터를 이용하여 사료공급 스케쥴러(202)에 사료공급 정보(2)를 전송하고, 서버(210) 내 별도의 알고리즘은 출하 목표(출하 시기, 출하 무게 등을 포함함)를 달성하기 위해 생육 환경제어 정보(3) 및 액츄에이터 제어 정보(4)를 산출하여 생육 환경관리 스케쥴러(203)에 전송한다. 여기서, 사료공급 정보(2)에는 수조별 시간별로 공급될 사료 공급 무게, 사료 종류, 사료 공급 시간을 포함하며, 생육 환경제어 정보(3)에는 수조별 시간별로 유지되어야 할 수온, 용존 산소, 염도, 아질산 나트륨의 범위를 포함할 수 있으며, 액츄에이터 제어 정보(4)에는 수온, 용존 산소, 염도, 아질산 나트륨의 범위를 공급하는 산소공급기, 수차, 냉각기팬, 보일러, 히트펌프 제어 값 데이터를 포함할 수 있다.
실제 현장의 복수의 센서부(250)에서 수집되는 센서 데이터(1)는 지능형 통합 컨버터(220)에서 일괄 수신하여, 서버(210)에 전송한다. 여기서, 센서 데이터(1)에는 수조별 시간별로 센싱된 수온, 용존산소, 염도, 아질산 나트륨 데이터 및 어류 이미지 및 어류 움직임 동영상을 포함할 수 있다.
지능형 통합 컨버터(220)의 센서 데이터 저장부(221)는 복수의 센서부(250)로부터 수신된 센서 데이터(1)를 서버(210)에 전송함과 동시에 실시간 또는 주기적으로 수집 및 저장한다.
사료량 정보 저장부(222)는 서버(210)에서 전송하는 사료공급 정보(2)를 수신하여 저장하고, 사료공급기 인터페이스부(224)로 수조별로 공급될 사료 무게 정보(5)를 전송한다.
환경관리 장치 제어 정보 저장부(223)는 서버(210)의 생육환경 관리 스케쥴러(203)에서 전송하는 생육환경 제어 정보(3) 및 액츄에이터 제어 정보(4)를 수신하여 저장하고, 액츄에이터 제어 정보(4)를 액츄에이터 인터페이스부(225)에 전송한다.
사료 공급 장치(230)의 정보 분류부(231)는 지능형 통합 컨버터(220)로부터 수신된 수조별 공급될 사료 무게 정보(5)를 수조 선택 신호와 사료 무게 신호로 분류하여 각각 수조 선택부(232)와 사료무게 조정 및 이송부(233)로 전송하게 된다.
지능형 통합 컨버터 기반 사료 공급 시스템(200)에서 통합 센터(260), 서버(210) 및 지능형 통합 컨버터(220)는 인터넷을 통하여 연결되며, 복수의 센서부(250), 지능형 통합 컨버터(220), 관리자 단말기(270), 환경관리 장치(280)는 근거리 통신망, LAN(Local Area Network) 또는 유선망을 이용하여 통신을 하게 된다.
도 5a, 5b, 5c는 본 발명의 일 실시예로 비정상적인 인터넷 환경에서의 지능형 통합 컨버터 기반 사료 공급 시스템의 구성도 및 동작 절차를 보여주는 도면이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예로 비정상적인 인터넷 환경 이후 측정되는 현재 센서 데이터와 직전 센서 데이터가 일치하는 경우의 동작 절차를 보여준다.
도 5a를 참조하면, 지능형 통합 컨버터(220)가 서버(210)와의 인터넷 단절을 감지하면, 지능형 통합 컨버터(220)의 제1 저장부(221_1)는 센서 데이터 저장부(221), 사료량 정보 저장부(222) 및 환경관리 장치 제어 정보 저장부(223)에서 인터넷 단절 직전의 특정 시간 동안의 특정 범위의 센서 데이터를 불러와 저장하며, 제2 저장부(221_2)는 센서 데이터 저장부(221)에서 인터넷 단절 직후의 특정 시간 동안의 특정 범위의 센서 데이터를 불러와 저장하게 된다. 그 이후, 센서 정보 일치 판단부(226)는 제1 저장부(221_1)와 제2 저장부(221_2)에 저장된 특정 시간 동안의 특정 범위의 센서 데이터를 비교하여 사전에 정해진 임계값 이하인 경우에는 직전 액츄에이터 제어 정보(4)를 유지하면서 제1 저장부(221_1)에 저장된 직전 사료공급 정보(5)를 지능형 사료공급 장치(230)로 전송한다. 예를 들면, 통신 단절 30분전의 센서 데이터와 단절 이후 10분 내의 센서 데이터 중 수온, 용존 산소의 차이가 +/- 5% 이내이면 통신 단절 이전의 마지막으로 전송한 히트펌프, 열원, 산소공급기에 대한 액츄에이터 값을 유지하면서, 단절 직전 마지막으로 공급한 사료 무게 정보를 사료공급 장치(230)로 전송한다.
도 5b는 비정상적인 인터넷 환경 이후 측정되는 현재 센서 데이터와 직전 센서 데이터를 일치 시켜 직전 사료공급 정보(5)를 공급하는 구성도 및 동작 절차를 보여준다.
도 5b를 참조하면, 지능형 통합 컨버터(220)가 서버(210)와의 인터넷 단절을 감지하면, 지능형 통합 컨버터(220)의 제1 저장부(221_1)는 센서 데이터 저장부(221), 사료량 정보 저장부(222) 및 환경관리 장치 제어 정보 저장부(223)에서 인터넷 단절 직전의 특정 시간 동안의 특정 범위의 센서 데이터를 불러와 저장하며, 제2 저장부(221_2)는 센서 데이터 저장부(221)에서 인터넷 단절 직후의 특정 시간 동안의 특정 범위의 센서 데이터를 불러와 저장하게 된다. 그 이후, 센서 정보 일치 판단부(226)는 제1 저장부(221_1)와 제2 저장부(221_2)에 저장된 특정 시간 동안의 특정 범위의 센서 데이터를 비교하여 사전에 정해진 임계값을 초과하는 경우에는 관리자는 관리자 단말기(270)를 통하여 또는 지능형 통합 컨버터(220)의 액츄에이터 수동 모도 조정부(227)를 직접 조정하여 액츄에이터 값을 변화시켜 액츄에이터 인터페이스부(225)로 전송한다. 상기 액츄에이터 값 변경 후 센서 데이터 저장부(221)에 저장된 특정 범위의 센서 데이터와 제1 저장부(221_2)에 저장된 특정 시간 동안의 특정 범위의 센서 데이터를 비교하여 사전에 정해진 임계값 이하인 경우에는 직전 사료공급 정보(5)를 지능형 사료공급 장치(230)로 전송한다.
도 5c는 본 발명의 일 실시예로 비정상적인 인터넷 환경 이후 측정되는 현재 센서 데이터와 직전 센서 데이터가 불일치 할 경우의 구성도 및 동작 절차를 보여준다.
도 5c를 참조하면, 지능형 통합 컨버터(220)가 서버(210)와의 인터넷 단절을 감지하면, 지능형 통합 컨버터(220)의 제1 저장부(221_1)는 센서 데이터 저장부(221), 사료량 정보 저장부(222) 및 환경관리 장치 제어 정보 저장부(223)에서 인터넷 단절 직전의 특정 시간 동안의 특정 범위의 센서 데이터를 불러와 저장하며, 제2 저장부(221_2)는 센서 데이터 저장부(221)에서 인터넷 단절 직후의 특정 시간 동안의 특정 범위의 센서 데이터를 불러와 저장하게 된다. 그 이후, 센서 정보 일치 판단부(226)는 제1 저장부(221_1)와 제2 저장부(221_2)에 저장된 특정 시간 동안의 특정 범위의 센서 데이터를 비교하여 사전에 정해진 임계값을 초과하는 경우에는 관리자는 관리자 단말기(270)를 통하여 또는 지능형 통합 컨버터(220)의 액츄에이터 수동 모도 조정부(227)를 직접 조정하여 액츄에이터 값을 변화시켜 액츄에이터 인터페이스부(225)로 전송한다. 상기 액츄에이터 값 변경 후 센서 데이터 저장부(221)에 저장된 특정 범위의 센서 데이터와 제1 저장부(221_2)에 저장된 특정 시간 동안의 특정 범위의 센서 데이터를 비교하여 사전에 정해진 임계값을 초과하는 경우에는 지능형 통합 컨버터(220) 내부에 탑재된 제2 퍼지 추론 엔진(228)을 이용하여 최적의 사료 공급량을 결정하여 지능형 사료공급 장치(230)에 제공한다. 상기 제2 퍼지 추론 엔진(228)은 서버(100)에 탑재된 제1 퍼지 추론 엔진에 필요한 입력 데이터 중 섭이도를 제외한 수온, 용존 산소 데이터를 이용하여 최적의 사료량을 산출 하게 된다.
도 6a, 6b, 6c는 본 발명의 일 실시예로 비정상적인 인터넷 환경 및 센서 오류에서의 지능형 통합 컨버터 기반 사료 공급 시스템의 구성도 및 동작 절차를 보여주는 도면이다.
도 6a를 참조하면, 지능형 통합 컨버터(220)가 비정상적인 인터넷 환경 및 복수의 센서부(250)의 오류를 감지한 경우에, 지능형 통합 컨버터(220)의 제1 저장부(221_1)는 센서 데이터 저장부(221), 사료량 정보 저장부(222) 및 환경관리 장치 제어 정보 저장부(223)에서 인터넷 단절 직전 또는 센서 오류 직전의 특정 시간 동안의 특정 범위의 센서 데이터를 불러와 저장한다. 그 이후 양식장 관리자는 수동으로 양식장의 수조 내 수온 및 용존 산소를 측정하여 그 측정된 값을 지능형 통합 컨버터(220)의 수동 센서 데이터 입력부(229)를 통하여 제2 저장부(221_2)에 데이터를 저장한다. 제2 저장부에 저장된 상기 데이터와 제1 저장부(221_1)에 저장된 인터넷 단절 직전 또는 센서 오류 직전의 특정 시간 동안의 특정 범위의 센서 데이터와의 비교에서, 사전에 정해진 임계값 이하인 경우에는 직전 사료무게 정보(5)를 사료공급 장치(230)에 전송한다.
도 6b를 참조하면, 상기 제1 저장부(221_1)에 저장된 데이터와 상기 제2 저장부(221_2)에 저장된 데이터의 비교에서, 사전에 정해진 임계값을 초과하는 경우에는 관리자가 액츄에티터 수동 모드 조정부(227)를 조작하고, 상기 액츄에이터의 수동 조작 이후 측정된 데이터를 수동 센서 데이터 입력부(229)를 통하여 제2 저장부(221_2)에 재저장한다. 상기 제1 저장부(221_1)에 저장된 데이터와 제2 저장부)221_2)에 저장된 상기 재저장된 데이터를 비교하여 사전에 정해진 임계값 이하일 경우에는 직전의 사료무게 정보(5)를 사료공급 장치(230)에 전송한다. 만일, 상기 제1 저장부(221_1)에 저장된 데이터와 제2 저장부)221_2)에 저장된 상기 재저장된 데이터를 비교하여 사전에 정해진 임계값을 초과하는 경우에는, 도 6c에서처럼, 제2 퍼지 추론 엔진을 이용하여 측정된 수온, 용존 산소 데이터를 이용하여 최적의 사료 공급량 정보를 산출하여 사료공급 장치(230)에 전송한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예로 지능형 통합 컨버터와 연동되는 사료공급 장치의 동작을 보여주는 그림이다.
도 7을 참조하면, 사료공급 장치(230)는 지능형 통합 컨버터(220)에서 제공하는 사료공급 정보(5)에서 수조별 공급할 사료 무게 값을 도출하고, 그 이후 사료공급 장치(230)는 사료공급 장치(230) 내의 사료통 1의 슬라이드를 개방하여 사료통 1의 사료를 사료통 2로 이송시키며, 사료통 2에 채워지는 사료의 무게 값이 상기 도출된 수조별 공급할 사료 무게 값에 도달하게 되면, 사료통 1의 슬라이드를 닫은 후 상기 사료공급 정보(5)에서 도출된 수조 선택 신호에 따라 제2 사료통을 수조 투입구에 위치시킨 후 송풍기를 동작시켜 사료를 선택된 수조에 공급하게 된다.
Claims (11)
- 양식장 내 복수의 센서 데이터를 입력으로 복수의 프로그램을 이용하여 양식장 내 수조별 및 시간별 사료 공급 정보 및 액츄에이터 정보를 생성하는 서버;
상기 서버와의 연결 단절이 감지되면 상기 연결 단절 이전의 제1 특정 시간 동안의 특정 범위의 센서 데이터 - 상기 센서 데이터는 상기 양식장 내 복수의 센서 데이터 중 일부의 센서 데이터-를 불러와 저장하고, 상기 연결 단절 이후의 제2 특정 시간 동안의 상기 특정 범위의 센서 데이터를 불러와 저장하고, 상기 서버로부터 수신되는 상기 양식장 내 수조별 및 시간별 사료 공급 정보 및 액츄에이터 정보를 전송하는 지능형 통합 컨버터; 및
상기 지능형 통합 컨버터로부터 수신된 상기 양식장 내 수조별 및 시간별 사료 공급 정보에서 사료가 공급될 수조 선택 신호와 사료 무게 값을 분류하고, 액츄에이터를 제어하여 상기 수조 선택 신호에 따라 선택된 수조에 상기 사료 무게 값에 해당되는 사료 무게를 공급하는 사료공급 장치를 포함하는 지능형 통합 컨버터 기반 자율 사료공급 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 지능형 통합 컨버터에는 상기 서버와의 연결 단절이 감지되면 상기 연결 단절 이전의 상기 제1 특정 시간 동안의 상기 특정 범위의 센서 데이터를 불러와 저장하는 제1 저장부 및 상기 연결 단절 이후의 상기 제2 특정 시간 동안의 상기 특정 범위의 센서 데이터를 불러와 저장하는 제2 저장부를 포함하는 지능형 통합 컨버터 기반 자율 사료공급 시스템. - 제2항에 있어서,
상기 지능형 통합 컨버터는
상기 제1 저장부에 저장된 상기 제1 특정 시간 동안의 상기 특정 범위의 센서 데이터와 상기 제2 저장부에 저장된 상기 제2 특정 시간 동안의 상기 특정 범위의 센서 데이터를 비교하는 센서정보 일치 판단부를 포함하며,
상기 제1 저장부에 저장된 상기 제1 특정 시간 동안의 상기 특정 범위의 센서 데이터와 상기 제2 저장부에 저장된 상기 제2 특정 시간 동안의 상기 특정 범위의 센서 데이터의 차이가 사전 정해진 임계값 이내인 경우에는 상기 제1 저장부에 저장된 상기 제1 특정 시간 동안의 사료 공급 정보를 상기 사료공급 장치에 전송하는 것을 포함하는 지능형 통합 컨버터 기반 자율 사료공급 시스템. - 제2항에 있어서,
상기 지능형 통합 컨버터는
상기 제1 저장부에 저장된 상기 제1 특정 시간 동안의 상기 특정 범위의 센서 데이터와 상기 제2 저장부에 저장된 상기 제2 특정 시간 동안의 상기 특정 범위의 센서 데이터의 차이가 사전 정해진 임계값을 초과하는 경우에는 관리자 단말기로부터 액츄에이터 수동제어 정보를 수신하는 액츄에이터 수동모드 조정부를 포함하며,
상기 액츄에이터 수동모드 조정부는 상기 관리자 단말기로부터 수신된 상기 액츄에이터 수동제어 정보를 액츄에이터 인터페이스를 통하여 양식장 환경관리 장치로 전송하는 것을 포함하는 지능형 통합 컨버터 기반 자율 사료공급 시스템. - 제4항에 있어서,
상기 지능형 통합 컨버터는
상기 액츄에이터 수동모드 조정부를 이용하여 양식장 환경관리장치를 상기 관리자 단말기를 통하여 수동으로 제어하고,
상기 액츄에이터 수동모드 조정부를 이용하여 상기 양식장 환경관리장치를 상기 관리자 단말기를 통하여 수동으로 제어한 이후에, 상기 양식장 내 복수의 센서로부터 수집된 특정 범위의 센서 데이터와 상기 제1 저장부에 저장된 상기 제1 특정 시간 동안의 상기 특정 범위의 센서 데이터와의 차이가 사전 정해진 임계값을 초과하는 경우에는 상기 양식장 내 복수의 센서로부터 수집된 상기 특정 범위의 센서 데이터를 입력으로 하여 최적의 사료량 정보를 산출하는 퍼지 추론 엔진을 더 포함하며,
상기 산출된 최적의 사료량 정보를 상기 사료공급 장치로 전송하는 지능형 통합 컨버터 기반 자율 사료공급 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 사료공급 장치는
상기 지능형 통합 컨버터에서 제공하는 사료 공급 정보에서 수조 선택 신호 및 수조별 공급할 사료 무게 값을 분류하는 정보 분류부;
사료 무게를 계측하는 무게 센서와 계측된 사료를 이송하는 복수의 슬라이딩 액츄에이터를 포함하는 복수의 사료통; 및
상기 수조 선택 신호에 따라 상기 복수의 사료통 중 최종단의 사료통을 선택된 수조에 위치시키는 액츄에이터를 가지는 수조 선택부를 포함하는 지능형 통합 컨버터 기반 자율 사료공급 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 프로그램은 신경망 모델 또는 퍼지 추론 엔진을 포함하는 지능형 통합 컨버터 기반 자율 사료공급 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 양식장 내 복수의 센서 데이터들은 수조별 및 시간별로 측정되는 수온, 용존 산소, 질소량, 암모니아 및 염도 중 적어도 하나를 포함하는 지능형 통합 컨버터 기반 자율 사료공급 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 양식장 내 수조별 및 시간별 사료 공급 정보는 수조별 및 시간별로 공급될 사료 무게, 사료 종류 및 사료 공급 시간 중 적어도 하나를 포함하는 지능형 통합 컨버터 기반 자율 사료공급 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 액츄에이터 정보들에는 온/오프(on/off), 입력/출력(Input/Output)의 동작방향, PWM(Pulse Width Modulation) 속도 제어 및 레벨 컨트롤(Level control) 중 적어도 하나를 포함하는 지능형 통합 컨버터 기반 자율 사료공급 시스템. - 제1항에 있어서,
산소공급기, 수차, 냉각기팬, 보일러 및 사료공급 장치 중 적어도 하나를 포함하는 환경관리장치를 더 포함하는 지능형 통합 컨버터 기반 자율 사료공급 시스템.
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