KR102586237B1 - Monotoring and environment controlling system for breeding silkworm - Google Patents

Monotoring and environment controlling system for breeding silkworm Download PDF

Info

Publication number
KR102586237B1
KR102586237B1 KR1020200178560A KR20200178560A KR102586237B1 KR 102586237 B1 KR102586237 B1 KR 102586237B1 KR 1020200178560 A KR1020200178560 A KR 1020200178560A KR 20200178560 A KR20200178560 A KR 20200178560A KR 102586237 B1 KR102586237 B1 KR 102586237B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
silkworm
information
growth
image
environmental
Prior art date
Application number
KR1020200178560A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20220087976A (en
Inventor
이아영
임종국
서영욱
김밝금
Original Assignee
대한민국
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대한민국 filed Critical 대한민국
Priority to KR1020200178560A priority Critical patent/KR102586237B1/en
Publication of KR20220087976A publication Critical patent/KR20220087976A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102586237B1 publication Critical patent/KR102586237B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/02Agriculture; Fishing; Forestry; Mining
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K1/00Housing animals; Equipment therefor
    • A01K1/0047Air-conditioning, e.g. ventilation, of animal housings
    • A01K67/033
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/04Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/0405Programme-control specially adapted for machine tool control and not otherwise provided for
    • G06T5/007
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T5/00Image enhancement or restoration
    • G06T5/90Dynamic range modification of images or parts thereof
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/10Segmentation; Edge detection
    • G06T7/11Region-based segmentation
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/10Segmentation; Edge detection
    • G06T7/136Segmentation; Edge detection involving thresholding
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10LSPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L17/00Speaker identification or verification techniques
    • G10L17/26Recognition of special voice characteristics, e.g. for use in lie detectors; Recognition of animal voices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Marine Sciences & Fisheries (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 누에 생육 모니터링 및 환경 제어 시스템은 누에생육케이지, 상기 누에생육케이지를 촬영하여 영상정보를 획득하는 영상획득장치, 환경정보 측정장치, 환경제어장치, 중앙제어장치 및 상기 장치들로부터 수신된 영상정보 및 환경정보를 기초로 누에생육상태 정보 및 누에생육환경 정보를 생성하여 사용자 단말기로 제공하는 생육관리 서버를 포함하고, 상기 누에생육상태 정보에는 상기 영상정보를 분석하여 산출된 남아 있는 뽕잎의 양 정보가 포함된다.The silkworm growth monitoring and environment control system according to an embodiment of the present invention includes a silkworm growth cage, an image acquisition device for acquiring image information by photographing the silkworm growth cage, an environmental information measurement device, an environmental control device, a central control device, and the above. It includes a growth management server that generates silkworm growth status information and silkworm growth environment information based on image information and environmental information received from the devices and provides them to a user terminal, and the silkworm growth status information is calculated by analyzing the image information. Information on the amount of remaining mulberry leaves is included.

Description

누에 생육 모니터링 및 환경 제어 시스템{MONOTORING AND ENVIRONMENT CONTROLLING SYSTEM FOR BREEDING SILKWORM}Silkworm growth monitoring and environmental control system {MONOTORING AND ENVIRONMENT CONTROLLING SYSTEM FOR BREEDING SILKWORM}

본 발명은 누에 생육 모니터링 및 환경 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 누에생육상태 및 누에생육환경을 실시간 모니터링하고 누에생육환경을 제어할 수 있는 누에 생육 모니터링 및 환경 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a silkworm growth monitoring and environment control system, and more specifically, to a silkworm growth monitoring and environment control system that can monitor silkworm growth conditions and the silkworm growth environment in real time and control the silkworm growth environment.

농업인 고령화, 농촌 노동력 부족 및 인건비 상승에 따른 인력 수급 부족 등의 문제가 양잠농가에도 나타나고 있다.Problems such as aging farmers, labor shortage in rural areas, and shortage of manpower due to rising labor costs are also appearing in sericulture farms.

누에사육은 5령기(10~15일 내외)에 집중적으로 노동력이 투입되어야 하는데, 농업인 고령화과 농촌 노동력 부족 등의 문제로 비정기 단기간 인력을 구하기가 힘든 상황이다.Silkworm rearing requires intensive labor during the 5th instar stage (about 10 to 15 days), but it is difficult to secure short-term labor on an irregular basis due to problems such as aging farmers and a shortage of labor in rural areas.

이러한 문제를 해결하기 위하여 한국등록특허 제10-0261043호는 뽕잎공급시기가 도래하면 큰누에사육수단에 잔류된 누에똥과 뽕잎잔류물은 각기 똥갈이판과 뽕잎잔류물제거수단에 제거되며 큰누에는 선별되어 누에이송수단에 의해 뽕잎누에공급수단에 공급되고, 그와 동시에 뽕잎채취수단에 의해 채취되어 뽕잎저장빈에 저장된 뽕잎은 뽕잎확산수단에 경유하여 뽕잎누에공급수단에 공급되면 전술된 누에와 함께 뽕잎이 큰누에사육수단에 공급되도록 구성되는 큰누에 자동사육장치를 개시하고 있다.To solve this problem, Korean Patent No. 10-0261043 states that when the time to supply mulberry leaves arrives, the silkworm dung and mulberry leaf residues remaining in the large silkworm breeding means are removed by the dung change plate and mulberry leaf residue removal means, respectively, and the large silkworms are The mulberry leaves are selected and supplied to the mulberry leaf silkworm supply means by the silkworm transport means, and at the same time, the mulberry leaves collected by the mulberry leaf collection means and stored in the mulberry leaf storage bin are supplied to the mulberry leaf silkworm supply means via the mulberry leaf dispersion means along with the aforementioned silkworms. An automatic large silkworm rearing device is being disclosed that is configured to supply mulberry leaves to the large silkworm rearing means.

상기 종래의 자동사육장치는 누에이송수단 및 뽕잎채취수단을 구비하여 일부 자동화를 하였지만 원격에서 누에의 사육상태 및 사육환경을 실시간으로 모니터링하고 사육환경을 제어하지는 못하는 한계가 있었다.Although the conventional automatic rearing device was equipped with a means for transporting silkworms and a means for collecting mulberry leaves and was partially automated, it had limitations in that it could not remotely monitor the rearing status and rearing environment of silkworms in real time and control the rearing environment.

또한, 종래의 자동사육장치는 누에의 발육 상태 및 뽕잎의 남아 있는 양을 자동으로 파악하여 누에의 급이량 및 급이간격을 정확하게 제어하지 못하는 점에서 한계가 있었다.In addition, the conventional automatic rearing device had limitations in that it could not accurately control the feeding amount and feeding interval by automatically determining the development status of the silkworms and the remaining amount of mulberry leaves.

한국등록특허 제10-0261043호(2000.04.15)Korean Patent No. 10-0261043 (April 15, 2000)

본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 상세하게는 누에생육상태 정보 및 누에생육환경 정보를 실시간으로 모니터링하고 원격으로 누에생육환경을 제어할 수 있는 누에 생육 모니터링 및 환경 제어 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is intended to solve the above problems, and specifically, to provide a silkworm growth monitoring and environment control system that can monitor silkworm growth status information and silkworm growth environment information in real time and remotely control the silkworm growth environment. The purpose.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 누에 생육 모니터링 및 환경 제어 시스템은 누에 및 뽕잎을 수용할 수 있는 누에생육케이지; 상기 누에생육케이지의 생육환경을 촬영하여 영상정보를 획득하는 영상획득장치; 상기 누에생육케이지의 환경정보를 측정하는 환경정보 측정장치; 상기 누에생육케이지의 환경을 제어하는 환경제어장치; 상기 영상획득장치, 상기 환경정보 측정장치 및 상기 환경제어장치의 구동을 제어하는 중앙제어장치; 및 상기 중앙제어장치로부터 상기 영상획득장치, 상기 환경정보 측정장치 및 상기 환경제어장치로부터 수신된 정보를 전달받아 누에생육상태 정보 및 누에생육환경 정보를 생성하여 사용자 단말기로 제공하는 생육관리서버를 포함하고, 상기 누에생육상태 정보에는 상기 영상획득장치에서 획득된 상기 영상정보와, 상기 영상정보를 분석하여 산출된 남아 있는 뽕잎의 양 정보가 포함될 수 있다.The silkworm growth monitoring and environment control system according to an embodiment of the present invention to solve the above problems includes a silkworm growth cage capable of accommodating silkworms and mulberry leaves; An image acquisition device that acquires image information by photographing the growth environment of the silkworm growth cage; An environmental information measuring device that measures environmental information of the silkworm growth cage; An environmental control device that controls the environment of the silkworm growth cage; a central control device that controls operation of the image acquisition device, the environmental information measurement device, and the environmental control device; And a growth management server that receives information received from the image acquisition device, the environmental information measurement device, and the environmental control device from the central control device, generates silkworm growth status information and silkworm growth environment information and provides them to the user terminal. In addition, the silkworm growth status information may include the image information acquired from the image acquisition device and information on the amount of remaining mulberry leaves calculated by analyzing the image information.

상기 생육관리서버는 상기 영상 정보의 RGB 데이터를 기초로 ExG 지수를 산출하고, 상기 산출된 ExG 지수를 기초로 이진화 알고리즘을 이용하여 상기 영상정보를 뽕잎과 그 외의 부분으로 이진화하고, ROI 영역의 전체 픽셀 개수에 대한 이진화된 뽕잎 영역의 픽셀 값을 나누어 뽕잎 분포율을 계산할 수 있다.The growth management server calculates the ExG index based on the RGB data of the image information, binarizes the image information into the mulberry leaf and other parts using a binarization algorithm based on the calculated ExG index, and divides the entire ROI area. The mulberry leaf distribution rate can be calculated by dividing the pixel value of the binarized mulberry leaf area by the number of pixels.

상기 이진화 알고리즘은 오츠 스레시홀딩(Otsh Thresholding) 알고리즘일 수 있다.The binarization algorithm may be the Otsh Thresholding algorithm.

상기 생육관리서버는 상기 뽕잎 분포율이 미리 설정된 기준값보다 낮은 경우 상기 사용자 단말기로 급이 시간임을 알리는 알람 정보를 전송할 수 있다.The growth management server may transmit alarm information notifying that it is feeding time to the user terminal when the mulberry leaf distribution rate is lower than a preset reference value.

상기 생육관리서버는 상기 영상정보에서 딥러닝 기반의 객체 검출 알고리즘을 이용하여 누에 객체 이미지를 검출하고, 검출된 누에 객체 이미지에 대하여 이미지 세그멘테이션을 통해 누에 영역과 배경 영역을 이진화하고, 이진화된 우에 영역에 대한 픽셀 개수를 산출하고, 미리 구축된 실제 누에 개체의 길이, 폭, 무게 값과 누에 픽셀 개수 사이의 회귀식에 상기 산출된 픽셀 개수를 입력하여 상기 검출된 누에 객체의 길이, 폭, 무게 값을 포함하는 상기 누에생육상태 정보를 생성하여 상기 사용자 단말기로 제공할 수 있다.The growth management server detects a silkworm object image from the image information using a deep learning-based object detection algorithm, binarizes the silkworm area and the background area through image segmentation for the detected silkworm object image, and binarizes the binarized right area. calculate the number of pixels, and input the calculated number of pixels into a regression equation between the length, width, and weight values of the pre-built actual silkworm object and the number of silkworm pixels to obtain the length, width, and weight values of the detected silkworm object. The silkworm growth status information including can be generated and provided to the user terminal.

상기 환경정보 측정장치는 온도 센서, 습도센서 및 이산화탄소 센서를 포함할 수 있다.The environmental information measuring device may include a temperature sensor, a humidity sensor, and a carbon dioxide sensor.

상기 환경제어장치는 냉난방기, 가습기, 제습기 및 송풍기를 포함할 수 있다.The environmental control device may include an air conditioner, a humidifier, a dehumidifier, and a blower.

또한 본 발명의 일실시예에 따른 누에 생육 모니터링 및 환경 제어 시스템은 상기 누에생육케이지에서 발생하는 소리정보를 획득하는 소리획득장치를 더 포함하고, 상기 중앙제어장치는 상기 누에생육케이지로부터 수신된 상기 소리정보를 상기 생육관리서버로 전송하고, 상기 생육관리서버는 상기 소리정보의 데시벨의 크기를 더 고려하여 상기 뽕잎의 양 정보를 산출할 수 있다.In addition, the silkworm growth monitoring and environment control system according to an embodiment of the present invention further includes a sound acquisition device for acquiring sound information generated from the silkworm growth cage, and the central control device is configured to control the sound information received from the silkworm growth cage. Sound information is transmitted to the growth management server, and the growth management server can calculate the amount information of the mulberry leaves by further considering the decibel level of the sound information.

상기 생육관리서버는 상기 중앙제어장치를 통하여 상기 영상획득장치가 미리 설정된 주기로 상기 생육환경의 촬영 이미지를 획득하도록 하고, 상기 촬영 이미지 및 상기 뽕잎의 양 정보를 포함하는 누에의 일자별, 시간별 상기 누에생육상태 정보와 상기 누에생육환경정보를 상기 사용자 단말기로 제공하고, 상기 사용자 단말기로부터 수신되는 제어 요청에 따라 상기 중앙제어장치로 상기 영상획득장치, 상기 환경정보 측정장치 및 상기 환경제어장치의 제어 명령을 전송할 수 있다.The growth management server causes the image acquisition device to acquire captured images of the growth environment at a preset cycle through the central control device, and monitors the silkworm growth by date and time of the silkworms including the captured images and the amount information of the mulberry leaves. State information and the silkworm growth environment information are provided to the user terminal, and control commands for the image acquisition device, the environmental information measurement device, and the environmental control device are sent to the central control device according to a control request received from the user terminal. Can be transmitted.

상기 생육관리서버는, 누에의 일자별, 시간별 상기 누에생육상태 정보와 상기 누에생육환경정보 및 상기 뽕잎의 양 정보에 대한 빅데이터를 구축하고, 누에의 성장율이 높아지도록 하는 누에생육환경 정보 제어 기준값을 구축할 수 있다.The growth management server builds big data on the silkworm growth status information by date and time, the silkworm growth environment information, and the amount information of the mulberry leaves, and sets a standard value for controlling silkworm growth environment information to increase the growth rate of silkworms. It can be built.

본 발명의 일실시예에 따른 누에 생육 모니터링 및 환경 제어 시스템은 누에생육상태 정보 및 누에생육환경 정보를 실시간으로 모니터링하고 원격으로 누에생육환경을 제어할 수 있다.The silkworm growth monitoring and environment control system according to an embodiment of the present invention can monitor silkworm growth status information and silkworm growth environment information in real time and remotely control the silkworm growth environment.

또한 본 발명의 일실시예에 따른 누에 생육 모니터링 및 환경 제어 시스템은 누에생육케이지를 촬영한 영상정보를 분석하여 남아 있는 뽕잎의 양 정보를 자동으로 파악하여 누에의 급이량 및 급이간격을 정확하게 제어할 수 있다.In addition, the silkworm growth monitoring and environment control system according to an embodiment of the present invention analyzes video information captured in silkworm growth cages and automatically determines information on the amount of remaining mulberry leaves to accurately determine the amount and feeding interval of silkworms. You can control it.

또한 본 발명의 일실시예에 따른 누에 생육 모니터링 및 환경 제어 시스템은 누에생육케이지를 촬영한 영상정보를 분석하여 누에의 길이, 폭, 무게 값을 자동으로 산출하여 누에생육상태 정보를 자동으로 파악하고 빅데이터를 구축함으로써 최적의 누에생육환경을 구축할 수 있다.In addition, the silkworm growth monitoring and environment control system according to an embodiment of the present invention analyzes video information captured in the silkworm growth cage and automatically calculates the length, width, and weight of the silkworm, automatically determines silkworm growth status information, and automatically calculates the length, width, and weight of the silkworm. By building big data, the optimal silkworm growth environment can be established.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.The effects according to the present invention are not limited to the contents exemplified above, and further various effects are included in the present specification.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 누에 생육 모니터링 및 환경 제어 시스템의 개략 구성도이다.
도 2는 도 1의 생육관리 서버의 상세 구성도이다.
도 3는 본 발명의 일실시예에 따른 누에 생육 모니터링 및 환경 제어 시스템의 일실시예에 따른 동작을 설명하는 개략 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 누에 생육 모니터링 및 환경 제어 시스템이 사용자 단말기에 제공하는 실시간 촬영 영상을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2의 뽕잎 분포율 산출부의 이미지 처리 방법의 예시 도면이다.
도 6 및 도 7은 도 2의 누에생육상태 정보 산출부의 이미지 처리 방법의 예시 도면이다.
도 8은 도 2의 출력부가 사용자 단말기에 제공하는 일자별 누에 급이량 및 누에 길이를 나타내는 그래프이다.
도 9는 도 2의 출력부가 사용자 단말기에 제공하는 일자별 누에 급이량 및 누에 폭을 나타내는 그래프이다.
도 10은 도 2의 출력부가 사용자 단말기에 제공하는 일자별 누에 급이량 및 누에 무게를 나타내는 그래프이다.
1 is a schematic diagram of a silkworm growth monitoring and environmental control system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a detailed configuration diagram of the growth management server of Figure 1.
Figure 3 is a schematic flowchart explaining the operation of an embodiment of the silkworm growth monitoring and environment control system according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram showing real-time captured images provided to a user terminal by the silkworm growth monitoring and environment control system according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is an example diagram of an image processing method of the mulberry leaf distribution rate calculation unit of Figure 2.
Figures 6 and 7 are exemplary diagrams of an image processing method of the silkworm growth state information calculation unit of Figure 2.
Figure 8 is a graph showing the daily silkworm feeding amount and silkworm length provided to the user terminal by the output unit of Figure 2.
Figure 9 is a graph showing the daily silkworm feeding amount and silkworm width provided to the user terminal by the output unit of Figure 2.
Figure 10 is a graph showing the daily silkworm feeding amount and silkworm weight provided to the user terminal by the output unit of Figure 2.

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.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms. The present embodiments are merely provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to be understood by those skilled in the art. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하, 본 발명의 실시예들에 따른 누에 생육 모니터링 및 환경 제어 시스템에 대하여 도면들을 참고하여 설명하도록 한다.Hereinafter, the silkworm growth monitoring and environment control system according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 누에 생육 모니터링 및 환경 제어 시스템의 개략 구성도이며, 도 2는 도 1의 생육관리 서버의 상세 구성도이다.Figure 1 is a schematic diagram of a silkworm growth monitoring and environment control system according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is a detailed diagram of the growth management server of Figure 1.

도 1을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 누에 생육 모니터링 및 환경 제어 시스템(10)은 누에생육케이지(100), 중앙제어장치(200), 생육관리서버(300)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, the silkworm growth monitoring and environment control system 10 according to an embodiment of the present invention includes a silkworm growth cage 100, a central control device 200, and a growth management server 300.

누에생육케이지(100)는 영상획득장치(120), 소리획득장치(140), 환경정보 측정장치(160) 및 환경제어장치(180)를 포함하여 구성된다.The silkworm growth cage 100 includes an image acquisition device 120, a sound acquisition device 140, an environmental information measurement device 160, and an environmental control device 180.

누에생육케이지(100)는 누에 및 뽕잎을 수용할 수 있는 수용 공간을 구비하여 누에를 생육할 수 있도록 한다. 예를 들어, 누에생육케이지(100)는 누에 뽕잎을 올려 놓을 수 있는 바닥 플레이트 및 상기 바닥 플레이트에 연결되는 복수 개의 기둥으로 형성될 수 있다.The silkworm growth cage 100 is provided with a space to accommodate silkworms and mulberry leaves, allowing silkworms to grow. For example, the silkworm growth cage 100 may be formed of a bottom plate on which silkworm mulberry leaves can be placed and a plurality of pillars connected to the bottom plate.

영상획득장치(120)는 누에생육케이지(100)의 생육환경을 촬영하여 영상정보를 획득하는 역할을 한다.The image acquisition device 120 functions to acquire image information by photographing the growth environment of the silkworm growth cage 100.

영상획득장치(120)는 카메라 모듈을 포함하여 구성되어 누에생육케이지(100)의 누에 및 뽕잎을 포함하는 생육환경을 실시간으로 촬영하여 후술할 중앙제어장치(200)로 전송할 수 있으며, 미리 설정된 간격으로 촬영 이미지를 생성하여 중앙제어장치(200)로 전송할 수 있다.The image acquisition device 120 is configured to include a camera module and can capture real-time images of the growth environment including silkworms and mulberry leaves in the silkworm growth cage 100 and transmit them to the central control device 200, which will be described later, at preset intervals. A captured image can be created and transmitted to the central control device 200.

영상획득장치(120)는 누에생육케이지(100)의 기둥 등의 프레임에 설치될 수 있으며 중앙제어장치(200)의 제어 신호에 의하여 누에생육케이지(100)의 바닥 플레이트의 상부에서 상하 또는 좌우로 슬라이딩 이동 가능하도록 설치될 수 있다.The image acquisition device 120 can be installed on a frame such as a pillar of the silkworm growth cage 100 and moves up and down or left and right from the top of the bottom plate of the silkworm growth cage 100 according to a control signal from the central control device 200. It can be installed to enable sliding movement.

예를 들어, 영상획득장치(120)는 중앙제어장치(200)의 제어 신호에 의하여 누에생육케이지(100)에 대하여 상하 또는 좌우로 슬라이딩 이동하면서 생육환경을 촬영할 수 있으며, 필요한 경우 사용자 단말기(400)로부터 전송되는 제어 신호에 따라서 영상획득장치(120)의 카메라 모듈의 카메라 렌즈 방향이 조절되거나 카메라 렌즈의 배율 확대가 제어될 수 있다.For example, the image acquisition device 120 can film the growth environment while sliding up and down or left and right with respect to the silkworm growth cage 100 by a control signal from the central control device 200, and if necessary, the user terminal 400 ) The direction of the camera lens of the camera module of the image acquisition device 120 may be adjusted or the magnification of the camera lens may be controlled according to the control signal transmitted from the.

소리획득장치(140)는 누에생육케이지(100)에서 발생하는 소리정보를 획득하여 중앙제어장치(200)로 전송하는 역할을 한다.The sound acquisition device 140 serves to acquire sound information generated from the silkworm growth cage 100 and transmit it to the central control device 200.

소리획득장치(140)는 소리를 획득할 수 있는 마이크 모듈 등을 포함하여 구성될 수 있으며 누에생육케이지(100)의 프레임에 설치될 수 있다.The sound acquisition device 140 may be configured to include a microphone module capable of acquiring sound, and may be installed on the frame of the silkworm growth cage 100.

소리획득장치(140)는 영상획득장치(120)와 별개의 모듈로 구성될 수도 있지만 하나의 모듈로 형성되어 영상 및 소리 정보를 동시에 획득할 수 있는 형태도 가능하다.The sound acquisition device 140 may be composed of a separate module from the image acquisition device 120, but may also be formed as a single module to acquire image and sound information simultaneously.

환경정보측정장치(160)는 누에생육케이지(100)의 환경정보를 측정하는 역할을 한다.The environmental information measuring device 160 serves to measure environmental information of the silkworm growth cage 100.

예를 들어, 환경정보측정장치(160)는 온도 센서, 습도 센서 및 이산화탄소 센서 등을 포함하여 구성될 수 있다. For example, the environmental information measuring device 160 may be configured to include a temperature sensor, a humidity sensor, and a carbon dioxide sensor.

환경제어장치(180)는 누에생육케이지(100)의 환경을 제어하는 역할을 한다.The environmental control device 180 serves to control the environment of the silkworm growth cage 100.

예를 들어, 환경제어장치(180)는 냉난방기, 가습기, 제습기 및 송풍기 등을 포함하여 구성될 수 있다.For example, the environmental control device 180 may include an air conditioner, a humidifier, a dehumidifier, and a blower.

중앙제어장치(200)는 영상획득장치(120), 소리획득장치(140), 환경정보 측정장치(160) 및 환경제어장치(180)의 구동을 제어하는 역할을 한다.The central control device 200 serves to control the operation of the image acquisition device 120, the sound acquisition device 140, the environmental information measurement device 160, and the environmental control device 180.

또한, 중앙제어장치(200)는 영상획득장치(120), 소리획득장치(140), 환경정보 측정장치(160) 및 환경제어장치(180)로부터 데이터를 수집하여 생육관리서버(300)로 전송할 수 있다.In addition, the central control device 200 collects data from the image acquisition device 120, the sound acquisition device 140, the environmental information measurement device 160, and the environmental control device 180 and transmits it to the growth management server 300. You can.

중앙제어장치(200)는 영상획득장치(120), 소리획득장치(140), 환경정보 측정장치(160) 및 환경제어장치(180)에게 유무선 네트워크로 연결되어 이들의 구동을 제어할 수 있도록 누에생육케이지(100)의 내부 또는 외부에 인접하여 배치될 수 있다.The central control device 200 is connected to the image acquisition device 120, the sound acquisition device 140, the environmental information measurement device 160, and the environmental control device 180 through a wired or wireless network to control their operation. It may be placed inside or adjacent to the outside of the growth cage 100.

생육관리서버(300)는 중앙제어장치(200) 및 사용자 단말기(400)와 유무선 네트워크로 연결되어 누에생육상태 정보 및 누에생육환경 정보를 사용자 단말기(400)로 전송하고, 사용자 단말기(400)로부터의 제어 요청에 따라 제어 신호를 중앙제어장치(200)로 전송하는 역할을 한다.The growth management server 300 is connected to the central control device 200 and the user terminal 400 through a wired or wireless network and transmits silkworm growth status information and silkworm growth environment information to the user terminal 400, and transmits silkworm growth status information and silkworm growth environment information to the user terminal 400. It serves to transmit a control signal to the central control device 200 according to the control request.

생육관리서버(300)는 중앙제어장치(200)로부터 영상획득장치(120), 소리획득장치(140), 환경정보 측정장치(160) 및 환경제어장치(180)로부터 수신된 정보를 전달받아 누에생육상태 정보 및 누에생육환경 정보를 생성하여 사용자 단말기(400)로 제공할 수 있다.The growth management server 300 receives information received from the image acquisition device 120, the sound acquisition device 140, the environmental information measurement device 160, and the environmental control device 180 from the central control device 200, and Growth status information and silkworm growth environment information can be generated and provided to the user terminal 400.

도 2를 참조하면 생육관리서버(300)는 뽕잎 분포율 산출부(310), 누에생육상태 정보 산출부(330), 제어부(350) 및 출력부(370)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 2, the growth management server 300 includes a mulberry leaf distribution rate calculation unit 310, a silkworm growth status information calculation unit 330, a control unit 350, and an output unit 370.

누에생육상태 정보에는 남아 있는 뽕잎의 양 정보가 포함될 수 있는데, 뽕잎의 양 정보는 영상획득장치(120)에서 획득된 영상정보와, 소리획득장치(140)에서 획득된 소리정보 중 적어도 하나를 분석하여 산출될 수 있다.Silkworm growth status information may include information on the amount of mulberry leaves remaining, and the information on the amount of mulberry leaves is analyzed by analyzing at least one of the image information obtained from the image acquisition device 120 and the sound information obtained from the sound acquisition device 140. It can be calculated as follows.

뽕잎 분포율 산출부(310)는 상기와 같이 뽕잎의 남아 있는 양 정보를 산출하는 역할을 한다. 뽕잎 분포율 산출부(310)는 수집된 영상정보 및 소리정보 중 어느 하나를 이용하여 뽕잎의 남아 있는 양을 산출하거나 두 가지 정보를 모두 이용하여 뽕잎의 남아 있는 양을 산출할 수 있다.The mulberry leaf distribution rate calculation unit 310 serves to calculate information on the remaining amount of mulberry leaves as described above. The mulberry leaf distribution rate calculation unit 310 can calculate the remaining amount of mulberry leaves using either the collected image information and sound information, or can calculate the remaining amount of mulberry leaves using both pieces of information.

먼저, 영상획득장치(120)에서 획득된 영상정보를 이용하여 뽕잎 분포율을 산출하는 방법을 설명하면 다음과 같다.First, a method of calculating the mulberry leaf distribution rate using the image information acquired by the image acquisition device 120 will be described as follows.

뽕잎 분포율 산출부(310)는 수집된 영상정보의 RBG 데이터를 기초로 ExG(Excess Green) 지수를 산출하고, 산출된 ExG 지수를 기초로 이진화 알고리즘을 이용하여 수집된 영상정보를 뽕잎 부분과 그 외의 부분으로 이진화하고, ROI(Region of Interests) 영역의 전체 픽셀 개수에 대한 이진화된 뽕잎 영역의 픽셀 값을 나누어 뽕잎 분포율을 계산할 수 있다.The mulberry leaf distribution rate calculation unit 310 calculates the ExG (Excess Green) index based on the RBG data of the collected image information, and uses a binarization algorithm based on the calculated ExG index to divide the collected image information into the mulberry leaf part and other areas. The distribution rate of the mulberry leaf can be calculated by binarizing it into parts and dividing the pixel value of the binarized mulberry leaf area by the total number of pixels in the ROI (Region of Interests) area.

상기 ExG 지수는 아래 수학식 1에 의하여 계산될 수 있다.The ExG index can be calculated by Equation 1 below.

상기 수학식 1에서 R*, G*, B*는 RGB 색상 값을 0에서 1 사이의 값으로 정규화시킨 값으로 R, G, B는 각 채널을 기반으로 한 이미지의 실제 색상 값이고, Rm, Gm, Bm은 225로 각 채널의 최대 색상 값을 의미한다.In Equation 1, R * , G *, B * are RGB color values normalized to values between 0 and 1, R, G, B are the actual color values of the image based on each channel, and R m , G m , and B m are 225, which means the maximum color value of each channel.

이때, 상기 이진화 알고리즘은 오츠 스레시홀딩(Otsh Thresholding) 알고리즘을 이용할 수 있다.At this time, the binarization algorithm may use the Otsh Thresholding algorithm.

상기와 같이 ExG 지수 산출 및 오츠 스레시홀딩 방법을 사용함으로써 영상정보로부터 녹색영역인 뽕잎 영역을 효과적으로 추출할 수 있다.By calculating the ExG index and using the Otsu threshold holding method as described above, the mulberry leaf area, which is a green area, can be effectively extracted from image information.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 누에 생육 모니터링 및 환경 제어 시스템이 사용자 단말기에 제공하는 실시간 촬영 영상을 나타내는 도면이며, 도 5는 도 2의 뽕잎 분포율 산출부의 이미지 처리 방법의 예시 도면이다.Figure 4 is a diagram showing a real-time captured image provided to the user terminal by the silkworm growth monitoring and environment control system according to an embodiment of the present invention, and Figure 5 is an example diagram of an image processing method of the mulberry leaf distribution rate calculation unit of Figure 2.

본 발명의 일실시예에 따른 누에 생육 모니터링 및 환경 제어 시스템(10)은 도 4에 도시된 바와 같이 사용자 단말기(400)에 누에생육케이지(100)의 누에생육상태를 보여주는 실시간 영상정보를 제공할 수 있다. The silkworm growth monitoring and environment control system 10 according to an embodiment of the present invention provides real-time image information showing the silkworm growth status of the silkworm growth cage 100 to the user terminal 400, as shown in FIG. 4. You can.

사용자 단말기(400)는 데스크탑 컴퓨터, 노트북, 스마트폰 등의 단말기일 수 있으며, 생육관리 서버(300)는 인터넷 사이트 또는 어플리케이션을 통하여 실시간 영상정보를 제공하는 플랫폼을 사용자 단말기(400)를 통하여 사용자에게 제공할 수 있다.The user terminal 400 may be a terminal such as a desktop computer, laptop, or smartphone, and the growth management server 300 provides a platform that provides real-time image information through an Internet site or application to the user through the user terminal 400. can be provided.

웹사이트 또는 어플리케이션에는 도 4의 좌측 하단 부분과 같이 상기 실시간으로 제공되는 영상 이미지의 영역을 조절하기 위한 사용자 인터페이스(UI)가 제공될 수 있으며, 사용자가 UI 아이콘을 클릭하는 경우 영상획득장치(120)의 위치가 상하 또는 좌우로 이동하거나 영상획득장치(120)의 카메라 모듈의 렌즈 방향이 변경되거나 배율의 확대가 조절될 수 있다.The website or application may be provided with a user interface (UI) for controlling the area of the video image provided in real time, as shown in the lower left part of FIG. 4, and when the user clicks on the UI icon, the image acquisition device (120) ) may be moved up and down or left and right, the direction of the lens of the camera module of the image acquisition device 120 may be changed, or the magnification may be adjusted.

사용자가 이렇게 사용자 인터페이스를 조작함으로써 실시간으로 원하는 영역의 사육상태를 모니터링할 수 있다.By manipulating the user interface in this way, the user can monitor the breeding status of the desired area in real time.

도 5의 (a)는 누에 생육환경을 촬영한 영상 이미지이며, (b)는 해당 이미지를 상기 ExG 지수 산출하여 오츠 스레시홀딩 이진화 알고리즘을 통하여 이진화된 이미지가 도시되어 있다.Figure 5 (a) is a video image of the silkworm growth environment, and (b) shows the image binarized through the Otsu threshold holding binarization algorithm by calculating the ExG index of the image.

도 5의 (b)와 같이 원본 이미지가 이진화되면 전체 이미지의 영역에서 흰색 영역이 뽕잎이 위치한 영역으로 검은색 부분이 나머지 영역으로 판단될 수 있다. 도 5의 (b)의 이미지에서 뽕잎 분포율은 41.91%로 산출되었다.When the original image is binarized as shown in (b) of Figure 5, the white area in the entire image area can be determined to be the area where the mulberry leaf is located, and the black area can be determined to be the remaining area. In the image in Figure 5 (b), the mulberry leaf distribution rate was calculated to be 41.91%.

또한, 뽕잎 분포율 산출부(310)는 소리획득장치(140)로부터 수신되는 소리 정보를 활용하여 뽕잎의 양을 산출할 수도 있다.In addition, the mulberry leaf distribution rate calculation unit 310 may calculate the amount of mulberry leaves using sound information received from the sound acquisition device 140.

많은 수의 누에들이 동시에 뽕잎을 갉아먹고 있는 경우에는 사람의 귀로도 갉아먹는 소리를 들을 수 있다. 뽕잎의 양에 따라서 이러한 갉아먹는 소리의 크기가 달라질 수 있는데 본 발명은 기준 누에 마리수를 기준으로 뽕잎의 양에 따른 누에생육케이지(100)에서 발생하는 소리를 미리 데이터베이스화하여 구축하고 측정되는 소리정보의 데시벨 크기를 구축된 데이터베이스와 비교하여 남아 있는 뽕잎의 양을 산출할 수 있다.When a large number of silkworms are gnawing on mulberry leaves at the same time, the gnawing sound can be heard even with human ears. The size of this gnawing sound may vary depending on the amount of mulberry leaves. The present invention builds a database in advance of the sounds generated from the silkworm growth cage 100 according to the amount of mulberry leaves based on the standard number of silkworms, and the sound is measured. By comparing the decibel size of the information with the constructed database, the amount of mulberry leaves remaining can be calculated.

남아 있는 뽕잎의 양을 산출함에 있어서 상기 영상정보를 분석하는 방법만을 이용하거나 소리정보를 분석하는 방법만을 이용하거나 두 가지 정보를 모두 반영하는 방법을 사용할 수 있다.In calculating the amount of remaining mulberry leaves, only the method of analyzing the image information can be used, only the method of analyzing the sound information can be used, or a method that reflects both information can be used.

만약, 두 가지 정보를 모두 사용하는 경우에는 미리 설정된 기준에 따라 영상정보에 의한 남은 양 정보와 소리정보에 의한 남은 양 정보에 각각의 가중치를 부여하여 최종 값을 산출하도록 할 수 있다.If both types of information are used, the final value can be calculated by assigning weights to the remaining amount information based on image information and the remaining amount information based on sound information according to preset standards.

생육관리서버(300)는 남아 있는 뽕잎의 양이 미리 설정된 기준값보다 낮은 경우 사용자 단말기(400)로 급이 시간임을 알리는 알람 정보를 실시간으로 전송할 수 있다.When the amount of remaining mulberry leaves is lower than a preset standard value, the growth management server 300 can transmit alarm information indicating that it is feeding time to the user terminal 400 in real time.

누에생육상태 정보 산출부(330)는 영상획득장치(120), 소리획득장치(140), 환경정보 측정장치(160)로부터 수신된 정보를 기초로 누에생육상태 정보를 생성하는 역할을 한다.The silkworm growth status information calculation unit 330 serves to generate silkworm growth status information based on information received from the image acquisition device 120, the sound acquisition device 140, and the environmental information measurement device 160.

누에생육상태 정보에는 누에 객체의 길이, 폭, 무게 값 등이 포함될 수 있는데 이러한 값들은 다음과 같은 방법으로 산출될 수 있다.Silkworm growth status information may include the length, width, and weight of the silkworm object, and these values can be calculated in the following manner.

누에생육상태 정보 산출부(330)는 영상획득장치(120)에서 수신된 영상정보에서 딥러닝 기반의 객체 검출 알고리즘을 이용하여 누에 객체 이미지를 검출하고, 검출된 객체 이미지에 대하여 이미지 세그멘테이션(Image Segmentation)을 통해 누에 영역과 배경 영역을 이진화하고, 이진화된 누에 영역에 대한 픽셀 개수를 산출하고, 미리 구축된 실제 누에 객체의 길이, 폭, 무게 값과 누에 픽셀 개수 사이의 회귀식에 산출된 픽셀 개수를 입력하여 누에 객체의 길이, 폭, 무게 값을 산출할 수 있다.The silkworm growth status information calculation unit 330 detects a silkworm object image using a deep learning-based object detection algorithm from the image information received from the image acquisition device 120, and performs image segmentation on the detected object image. ), binarize the silkworm area and the background area, calculate the number of pixels for the binarized silkworm area, and calculate the number of pixels in the regression equation between the length, width, and weight values of the pre-built actual silkworm object and the number of silkworm pixels. You can calculate the length, width, and weight of the silkworm object by entering .

도 6 및 도 7은 도 2의 누에생육상태 정보 산출부의 이미지 처리 방법의 예시 도면이다.Figures 6 and 7 are exemplary diagrams of an image processing method of the silkworm growth state information calculation unit of Figure 2.

도 6에는 딥러닝 기반의 객체 검출 알고리즘을 통하여 각각 검출된 누에 객체 이미지가 표시되어 있으며, 도 7에는 특정 누에 객체에 대하여 이미지 세그멘테이션으로 누에 영역과 배경 영역을 이진화한 이미지가 도시되어 있다.Figure 6 shows images of silkworm objects each detected through a deep learning-based object detection algorithm, and Figure 7 shows an image in which the silkworm area and background area are binarized through image segmentation for a specific silkworm object.

이때, 누에 객체의 길이, 폭 및 무게 값은 파악되는 누에 객체들의 길이, 폭, 무게 값들의 평균값일 수 있다.At this time, the length, width, and weight values of the silkworm object may be the average value of the length, width, and weight values of the identified silkworm objects.

누에생육상태 정보 산출부(300)는 미리 설정된 시간 간격으로 누에 객체의 길이, 폭 및 무게 값을 포함하는 누에생육상태 정보를 생성할 수 있다.The silkworm growth status information calculation unit 300 may generate silkworm growth status information including the length, width, and weight values of the silkworm object at preset time intervals.

이렇게 생성된 누에생육상태 정보를 도 8 내지 도 10에서 확인할 수 있다. 도 8은 도 2의 출력부가 사용자 단말기에 제공하는 일자별 누에 급이량 및 누에 길이를 나타내는 그래프이며, 도 9는 도 2의 출력부가 사용자 단말기에 제공하는 일자별 누에 급이량 및 누에 폭을 나타내는 그래프이며, 도 10은 도 2의 출력부가 사용자 단말기에 제공하는 일자별 누에 급이량 및 누에 무게를 나타내는 그래프이다.The silkworm growth status information generated in this way can be confirmed in Figures 8 to 10. Figure 8 is a graph showing the daily silkworm feeding amount and silkworm length provided to the user terminal by the output unit of Figure 2, and Figure 9 is a graph showing the daily silkworm feeding amount and silkworm width provided by the output unit of Figure 2 to the user terminal. , and FIG. 10 is a graph showing the daily silkworm feeding amount and silkworm weight provided to the user terminal by the output unit of FIG. 2.

이와 같은 방법으로 누에생육상태 정보들을 지속적으로 수집함으로써 본 발명의 일실시예에 따른 누에 생육 모니터링 및 환경 제어 시스템(10)은 누에 생육 일자별, 급이량별 누에 길이, 폭 및 무게 값들에 대한 빅데이터를 구축할 수 있다. By continuously collecting silkworm growth status information in this way, the silkworm growth monitoring and environmental control system 10 according to an embodiment of the present invention collects big data on silkworm length, width, and weight values by silkworm growth date and feeding amount. can be built.

이런 빅데이터는 누에생육케이지(100)의 환경정보들과 함께 구축되어 누에의 생육이 최적화되도록 하는 환경정보를 산출하고, 생육시간별 누에성장단계를 보다 더 정확하게 파악할 수 있다. 이에 따라 여러 효능을 가지고 있는 5령 3일 누에 객체를 검출하는 부가적인 효과 또한 기대할 수 있다.This big data is built together with the environmental information of the silkworm growth cage 100 to calculate environmental information that optimizes the growth of silkworms, and can more accurately identify silkworm growth stages by growth time. Accordingly, the additional effect of detecting 5-instar, 3-day silkworm objects with various efficacy can also be expected.

출력부(370)는 누에생육상태 정보 산출부(300)로부터 수신된 누에생육상태 정보, 영상획득장치(120)로부터 수신된 영상정보, 환경정보 측정장치(160)로부터 수신된 온도, 습도, 이산화탄소 정보 등의 환경정보를 기초로 누에생육상태 정보 및 누에생육환경 정보를 생성하여 사용자 단말기(400)로 전송하는 역할을 한다.The output unit 370 includes silkworm growth status information received from the silkworm growth status information calculation unit 300, image information received from the image acquisition device 120, and temperature, humidity, and carbon dioxide received from the environmental information measurement device 160. It serves to generate silkworm growth status information and silkworm growth environment information based on environmental information such as information and transmit them to the user terminal 400.

제어부(350)는 중앙제어장치(200)로부터 수신된 정보를 기초로 미리 설정된 알고리즘에 의하여 자동으로 누에생육케이지(100)의 생육환경 제어값을 산출하여 중앙제어장치로(200)로 전송하거나 사용자 단말기(400)로부터 수신되는 제어 요청에 따라서 중앙제어장치(200)로 제어 신호를 전송하는 역할을 한다.The control unit 350 automatically calculates the growth environment control value of the silkworm growth cage 100 according to a preset algorithm based on the information received from the central control device 200 and transmits it to the central control device 200 or sends it to the user. It serves to transmit a control signal to the central control device 200 according to the control request received from the terminal 400.

예를 들어 제어부(350)는 중앙제어장치(200)로 냉난방기, 가습기, 제습기의 제어 신호를 전송할 수 있다. 하지만 이런 원격 제어 뿐만 아니라 현장에서도 제어가 가능한데 이 경우는 사용자가 직접 누에생육케이지(100)에 인접하게 배치된 중앙제어장치(200)의 컨트롤 패널을 조작하여 현장 제어가 가능할 수 있다.For example, the control unit 350 may transmit control signals for an air conditioner, a humidifier, and a dehumidifier to the central control device 200. However, in addition to remote control, control is also possible on site. In this case, on-site control may be possible by the user directly manipulating the control panel of the central control device 200 located adjacent to the silkworm growth cage 100.

도 3는 본 발명의 일실시예에 따른 누에 생육 모니터링 및 환경 제어 시스템의 일실시예에 따른 동작을 설명하는 개략 순서도이다.Figure 3 is a schematic flowchart explaining the operation of an embodiment of the silkworm growth monitoring and environment control system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 누에 생육 모니터링 및 환경 제어 시스템(10)는 누에생육케이지(100)의 영상 및 소리정보를 수집하고(S510), 누에생육케이지(100)의 환경정보를 측정한다(S520).The silkworm growth monitoring and environment control system 10 according to an embodiment of the present invention collects image and sound information of the silkworm growth cage 100 (S510) and measures environmental information of the silkworm growth cage 100 (S510) S520).

영상정보 및 소리정보의 적어도 하나를 이용하여 남아 있는 뽕잎 양을 산출하고(S530), 영상정보를 분석하여 누에의 길이, 폭 및 무게를 산출한다(S540).The amount of remaining mulberry leaves is calculated using at least one of the image information and sound information (S530), and the length, width, and weight of the silkworm are calculated by analyzing the image information (S540).

남아 있는 뽕잎 양이 산출되고, 누에의 길이, 폭 및 무게가 산출되면 이러한 값들과 누에생육케이지(100)에서 측정된 환경정보들을 종합하여 누에생육상태 및 누에생육환경 정보를 생성하고(S550), 생성된 누에생육상태 및 누에생육환경 정보를 사용자 단말기(400)로 전송한다(S560).Once the amount of remaining mulberry leaves is calculated and the length, width, and weight of the silkworm are calculated, these values and the environmental information measured in the silkworm growth cage 100 are combined to generate silkworm growth status and silkworm growth environment information (S550), The generated silkworm growth status and silkworm growth environment information is transmitted to the user terminal 400 (S560).

생육관리서버(300)는 사용자 단말기(400)로부터 제어 요청을 수신하고(S570), 이 제어 요청에 따라 중앙제어장치(200)로 제어 신호를 전송하여 누에생육케이지(100)의 생육환경을 제어한다(S580).The growth management server 300 receives a control request from the user terminal 400 (S570) and transmits a control signal to the central control device 200 according to the control request to control the growth environment of the silkworm growth cage 100. Do it (S580).

본 발명은 위와 같은 방법으로 누에생육케이지(100)를 영상정보를 포함하여 실시간 모니터링하고 현장 또는 원격으로 제어할 수 있으며, 영상정보 등을 포함하여 누에생육상태를 자동으로 산출하여 사용자에게 제공할 수 있으며, 빅데이터를 구축하여 최적의 상태로 누에생육환경을 제어할 수 있도록 할 수 있다.The present invention can monitor the silkworm growth cage 100 in real time, including video information, and control it on-site or remotely using the above method, and can automatically calculate the silkworm growth status including video information and provide it to the user. By establishing big data, it is possible to control the silkworm growth environment in an optimal state.

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.Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing its technical idea or essential features. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims described below rather than the detailed description above, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.

10: 누에 생육 모니터링 및 환경 제어 시스템
100: 누에생육케이지 120: 영상획득장치
140: 소리획득장치 160: 환경정보 측정장치
180: 환경제어장치 200: 중앙제어장치
300: 생육관리서버 310: 뽕잎 분포율 산출부
330: 누에생육상태 정보 산출부 350: 제어부
370: 출력부 400: 사용자 단말기
10: Silkworm growth monitoring and environmental control system
100: Silkworm growth cage 120: Image acquisition device
140: Sound acquisition device 160: Environmental information measurement device
180: environmental control device 200: central control device
300: Growth management server 310: Mulberry leaf distribution rate calculation unit
330: Silkworm growth status information calculation unit 350: Control unit
370: output unit 400: user terminal

Claims (10)

누에 및 뽕잎을 수용할 수 있는 누에생육케이지;
상기 누에생육케이지의 생육환경을 촬영하여 영상정보를 획득하는 영상획득장치;
상기 누에생육케이지의 발생하는 소리정보를 획득하는 소리획득장치;
상기 누에생육케이지의 환경정보를 측정하는 환경정보 측정장치;
상기 누에생육케이지의 환경을 제어하는 환경제어장치;
상기 영상획득장치, 상기 소리획득장치, 상기 환경정보 측정장치 및 상기 환경제어장치의 구동을 제어하는 중앙제어장치; 및
상기 영상정보, 상기 소리정보 및 상기 환경정보를 이용하여 누에생육상태 정보 및 누에생육환경 정보를 생성하여 사용자 단말기로 제공하는 생육관리서버를 포함하고,
상기 누에생육상태 정보에는 상기 영상획득장치에서 획득된 상기 영상정보와, 상기 영상정보 및 상기 소리정보를 분석하여 산출된 남아 있는 뽕잎의 양 정보가 포함되고,
상기 생육관리서버는 상기 영상정보에 의해 산출된 남아 있는 뽕잎의 양 정보와 상기 소리정보에 의해 산출된 남아 있는 뽕잎의 양 정보에 미리 설정된 각각의 가중치를 적용하여 남아 있는 뽕잎의 양의 최종 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 누에 생육 모니터링 및 환경 제어 시스템.
Silkworm growth cage that can accommodate silkworms and mulberry leaves;
An image acquisition device that acquires image information by photographing the growth environment of the silkworm growth cage;
A sound acquisition device that acquires sound information generated by the silkworm growth cage;
An environmental information measuring device that measures environmental information of the silkworm growth cage;
An environmental control device that controls the environment of the silkworm growth cage;
A central control device that controls the operation of the image acquisition device, the sound acquisition device, the environmental information measurement device, and the environmental control device; and
It includes a growth management server that generates silkworm growth status information and silkworm growth environment information using the image information, the sound information, and the environment information and provides them to the user terminal,
The silkworm growth status information includes the image information acquired from the image acquisition device, and information on the amount of remaining mulberry leaves calculated by analyzing the image information and the sound information,
The growth management server applies preset weights to the amount information of the remaining mulberry leaves calculated by the image information and the amount information of the remaining mulberry leaves calculated by the sound information to determine the final value of the amount of the remaining mulberry leaves. Silkworm growth monitoring and environmental control system, characterized in that
제1항에 있어서,
상기 생육관리서버는 상기 영상 정보의 RGB 데이터를 기초로 ExG 지수를 산출하고, 상기 산출된 ExG 지수를 기초로 이진화 알고리즘을 이용하여 상기 영상정보를 뽕잎과 그 외의 부분으로 이진화하고, ROI 영역의 전체 픽셀 개수에 대한 이진화된 뽕잎 영역의 픽셀 값을 나누어 뽕잎 분포율을 계산하는 누에 생육 모니터링 및 환경 제어 시스템.
According to paragraph 1,
The growth management server calculates the ExG index based on the RGB data of the image information, binarizes the image information into the mulberry leaf and other parts using a binarization algorithm based on the calculated ExG index, and divides the entire ROI area. A silkworm growth monitoring and environmental control system that calculates the mulberry leaf distribution rate by dividing the pixel value of the binarized mulberry leaf area by the number of pixels.
제2항에 있어서,
상기 이진화 알고리즘은 오츠 스레시홀딩(Otsh Thresholding) 알고리즘인 것을 특징으로 하는 누에 생육 모니터링 및 환경 제어 시스템.
According to paragraph 2,
A silkworm growth monitoring and environmental control system, wherein the binarization algorithm is an Otsh Thresholding algorithm.
제2항에 있어서,
상기 생육관리서버는 상기 뽕잎 분포율이 미리 설정된 기준값보다 낮은 경우 상기 사용자 단말기로 급이 시간임을 알리는 알람 정보를 전송하는 누에 생육 모니터링 및 환경 제어 시스템.
According to paragraph 2,
The growth management server is a silkworm growth monitoring and environment control system that transmits alarm information indicating feeding time to the user terminal when the mulberry leaf distribution rate is lower than a preset reference value.
제2항에 있어서,
상기 생육관리서버는 상기 영상정보에서 딥러닝 기반의 객체 검출 알고리즘을 이용하여 누에 객체 이미지를 검출하고, 검출된 누에 객체 이미지에 대하여 이미지 세그멘테이션을 통해 누에 영역과 배경 영역을 이진화하고, 이진화된 누에 영역에 대한 픽셀 개수를 산출하고,
미리 구축된 실제 누에 개체의 길이, 폭, 무게 값과 누에 픽셀 개수 사이의 회귀식에 상기 산출된 픽셀 개수를 입력하여 상기 검출된 누에 객체의 길이, 폭, 무게 값을 포함하는 상기 누에생육상태 정보를 생성하여 상기 사용자 단말기로 제공하는 누에 생육 모니터링 및 환경 제어 시스템.
According to paragraph 2,
The growth management server detects a silkworm object image from the image information using a deep learning-based object detection algorithm, binarizes the silkworm area and the background area through image segmentation for the detected silkworm object image, and binarizes the binarized silkworm area. Calculate the number of pixels for
The silkworm growth state information including the length, width, and weight values of the detected silkworm object by inputting the calculated number of pixels into a regression equation between the length, width, and weight values of the actual silkworm object built in advance and the number of silkworm pixels. A silkworm growth monitoring and environmental control system that generates and provides to the user terminal.
제2항에 있어서,
상기 환경정보 측정장치는 온도 센서, 습도센서 및 이산화탄소 센서를 포함하는 누에 생육 모니터링 및 환경 제어 시스템.
According to paragraph 2,
The environmental information measuring device is a silkworm growth monitoring and environmental control system including a temperature sensor, a humidity sensor, and a carbon dioxide sensor.
제6항에 있어서,
상기 환경제어장치는 냉난방기, 가습기, 제습기 및 송풍기를 포함하는 누에 생육 모니터링 및 환경 제어 시스템.
According to clause 6,
The environmental control device is a silkworm growth monitoring and environmental control system including an air conditioner, a humidifier, a dehumidifier, and a blower.
삭제delete 제2항에 있어서,
상기 생육관리서버는 상기 중앙제어장치를 통하여 상기 영상획득장치가 미리 설정된 주기로 상기 생육환경의 촬영 이미지를 획득하도록 하고,
상기 촬영 이미지 및 상기 뽕잎의 양 정보를 포함하는 누에의 일자별, 시간별 상기 누에생육상태 정보와 상기 누에생육환경정보를 상기 사용자 단말기로 제공하고,
상기 사용자 단말기로부터 수신되는 제어 요청에 따라 상기 중앙제어장치로 상기 영상획득장치, 상기 환경정보 측정장치 및 상기 환경제어장치의 제어 명령을 전송하는 누에 생육 모니터링 및 환경 제어 시스템.
According to paragraph 2,
The growth management server causes the image acquisition device to acquire captured images of the growth environment at a preset cycle through the central control device,
Providing the silkworm growth status information and the silkworm growth environment information by date and time of the silkworm, including the captured image and the amount information of the mulberry leaf, to the user terminal,
A silkworm growth monitoring and environment control system that transmits control commands of the image acquisition device, the environmental information measurement device, and the environmental control device to the central control device in accordance with a control request received from the user terminal.
제9항에 있어서,
상기 생육관리서버는,
누에의 일자별, 시간별 상기 누에생육상태 정보와 상기 누에생육환경정보 및 상기 뽕잎의 양 정보에 대한 빅데이터를 구축하고, 누에의 성장율이 높아지도록 하는 누에생육환경 정보 제어 기준값을 구축하는 누에 생육 모니터링 및 환경 제어 시스템.
According to clause 9,
The growth management server,
Silkworm growth monitoring that builds big data on the silkworm growth status information, silkworm growth environment information, and amount information of the mulberry leaves by date and time, and establishes a standard value for controlling silkworm growth environment information to increase the growth rate of silkworms, and Environmental control system.
KR1020200178560A 2020-12-18 2020-12-18 Monotoring and environment controlling system for breeding silkworm KR102586237B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200178560A KR102586237B1 (en) 2020-12-18 2020-12-18 Monotoring and environment controlling system for breeding silkworm

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200178560A KR102586237B1 (en) 2020-12-18 2020-12-18 Monotoring and environment controlling system for breeding silkworm

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220087976A KR20220087976A (en) 2022-06-27
KR102586237B1 true KR102586237B1 (en) 2023-10-11

Family

ID=82247232

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200178560A KR102586237B1 (en) 2020-12-18 2020-12-18 Monotoring and environment controlling system for breeding silkworm

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102586237B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240151464A (en) * 2023-04-11 2024-10-18 국립순천대학교산학협력단 Cricket breeding facility

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102154180B1 (en) * 2019-11-05 2020-09-09 에스피테크놀러지 주식회사 Larva age discriminating process system and control method thereof

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100261043B1 (en) 1998-05-14 2000-07-01 김강권 Auto-rearing apparatus for silk worms
KR20200031966A (en) * 2018-09-17 2020-03-25 농업회사법인 주식회사 뽕을품은누에 A traditional sericulture factory system using containers
US20220071186A1 (en) * 2018-12-26 2022-03-10 Foodyworm. Inc. Insect breeding control device and method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102154180B1 (en) * 2019-11-05 2020-09-09 에스피테크놀러지 주식회사 Larva age discriminating process system and control method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220087976A (en) 2022-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102169393B1 (en) Devices, systems, programs, methods, and data structures for estimating waste quality
KR101984983B1 (en) System and method for monitoring wild animals
CN109145032A (en) A kind of bee raising intelligent monitoring method and system
CN113223035B (en) Intelligent inspection system for cage chickens
CN109040693B (en) Intelligent alarm system and method
KR101118245B1 (en) A preconsideration management system of fruit tree insect pest by extracting insect type and distribution from photograph images
CN111310596A (en) Animal diseased state monitoring system and method
CN108829762B (en) Vision-based small target identification method and device
KR102586237B1 (en) Monotoring and environment controlling system for breeding silkworm
CN107403180A (en) A kind of numeric type equipment detection recognition method and system
CN115661650A (en) Farm management system based on data monitoring of Internet of things
CN112850396A (en) Elevator foreign matter detection method and system, computer storage medium and elevator
CN112861734A (en) Trough food residue monitoring method and system
KR102307478B1 (en) A Computer Vision for the Prediction System of Livestock Diseases and Their Methods
CN104007733B (en) It is a kind of that the system and method being monitored is produced to intensive agriculture
CN108874910B (en) Vision-based small target recognition system
González et al. Real-time monitoring of poultry activity in breeding farms
KR102172347B1 (en) Method and system for determining health status of farm livestock
CN112669302A (en) Dropper defect detection method and device, electronic equipment and storage medium
CN115359050B (en) Method and device for detecting abnormal feed intake of livestock
CN205608801U (en) Automatic device of grading of milk cow body condition
WO2023007535A1 (en) Sewage pipe interior abnormality diagnosis assistance system, client machine and server machine for sewage pipe interior abnormality diagnosis assistance system, and related method
KR20190075253A (en) Livestock Disease Detection System Using Thermographic Images
Du et al. An automatic detection method for abnormal laying hen activities using a 3D depth camera
CN114971378A (en) Agricultural and pastoral product quality analysis system based on deep learning

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant