KR20070071842A

KR20070071842A - Ｕｓｎ을 이용한 농작물 관리 시스템

Info

Publication number: KR20070071842A
Application number: KR1020050135629A
Authority: KR
Inventors: 김민영
Original assignee: 브이케이 주식회사
Priority date: 2005-12-30
Filing date: 2005-12-30
Publication date: 2007-07-04

Abstract

본 발명은 USN을 이용한 농작물 관리 시스템에 관한 것으로, 특히 농작물을 재배하는데 있어서 필요한 온도, 습도, 빛, 유량, 시간 및 시기 등을 이동통신 단말기로 관리할 수 있도록 한 USN을 이용한 농작물 관리 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 USN을 이용한 농작물 관리 시스템은 농작물이 재배되는 소정 공간에 설치되며, 주변 환경정보를 감지하여 감지신호를 무선으로 출력하는 센서노드; 상기 감지신호를 취합하여 광대역 통신망으로 출력하는 게이트웨이 및 상기 광대역 통신망을 통하여 수신되는 상기 감지신호를 확인하여 문제 발생시 문제 발생 사실을 벨소리, 진동 또는 화면으로 안내하는 이동통신 단말기를 포함하여 이루어진다.

핸드폰, 휴대폰, 이동통신 단말기, 농사, 재배, 농촌, USN, 센서노드

Description

ＵＳＮ을 이용한 농작물 관리 시스템{Farm produce control system using USN}

도 1a 및 도 1b는 각각 본 발명에 적용될 수 있는 이동통신 단말기의 외관을 보인 정면도와 배면도,

도 2는 본 발명에 적용될 수 있는 이동통신 단말기의 전기적인 블록 구성도,

도 3은 본 발명에 적용되는 USN의 네트워크 구성도,

도 4는 본 발명에 적용될 수 있는 센서노드의 전기적인 블록 구성도,

도 5는 본 발명에 따른 USN을 이용한 농작물 관리 시스템을 계략적으로 보인 도이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

100, 200: 이동통신 단말기 110: 본체

112: 숫자/문자키 버튼 113: 마이크 홀

114: 음량 버튼 115: 센서노드 제어 버튼

116: 표준접속단자 슬롯 117: 카메라 렌즈

118: 플래시 119: 적외선 통신소자

120: 슬라이더 121: 기능키 버튼

122: 평판 표시기 123: 스피커 홀

130: 안테나 140: 배터리팩

143: 충전단자 210: 제어부

220: 무선주파 송/수신부 222: 안테나

230: 키입력부 232: 기능키

234: 숫자/문자키 240: 메모리

242: 프로그램 저장부 244: 데이터 저장부

250: 음성신호 처리부 252: 마이크

254: 스피커 260: 평판 표시기 구동부

262: 평판 표시기 270: 진동 발생부

272: 진동모터 274: LED 구동부

276: LED 280: 카메라 구동부

282: 카메라 284: 영상 처리부

286: 적외선 송/수신부 288: USN 통신부

310: 관리장치 320: 게이트웨이

330: 싱크노드 340: 센서노드

341: 마이컴 342: 메모리

343: 센서부 344: 무선 송/수신부

345: 유선통신 포트 346: 경로탐색부

347: 배터리 350: 센서필드

500: 비닐하우스 510: 농작물 재배 장치

본 발명은 USN을 이용한 농작물 관리 시스템에 관한 것으로, 특히 농작물을 재배하는데 필요한 온도, 습도, 빛, 유량, 시간 및 시기 등을 이동통신 단말기로 관리할 수 있도록 한 USN을 이용한 농작물 관리 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 각종 농작물을 재배하는 비닐하우스에 있어 가장 중요시하는 것이 바로 실내 온도, 습도, 빛 및 유량 등을 일정하게 유지하고 시기에 맞춰 공급해줘야 식물이 잘 생장한다는 것은 이미 주지된 사실이다.

그러므로 종래에는 농작물 재배 장치 등을 가동시켜 실내를 온도, 습도, 빛 및 유량를 제어하였다.

그러나 이러한 농작물 재배 장치 예를 들어 냉/난방 장치를 이용한 비닐하우스의 온도조절방식에 의하면 냉/난방 장치의 작동시간을 적절히 조절할 수 없으므로 낮과 밤의 변화에 따른 적절한 온도의 조절이 불가능한 문제점이 있었다.

따라서 이러한 문제를 극복하고자 비닐하우스용 온도 콘트롤러시스템이 2001년 특허 등록번호 제297592호에 개시되었는바, 온도를 시간대별로 설정하도록 하여 낮과 밤의 변화에 대처하며, 문제 발생시 이를 부저 또는 유선전화로 알려줌으로써 비닐하우스내의 온도관리를 보다 효율적으로 할 수 있게 되었다.

그러나 종래의 하우스용 온도 콘트롤러시스템에 따르면, 비닐하우스내의 온도를 시간대별로 자동조절하며, 문제 발생시 이를 작업자에게 부저 또는 유선전화 로 알려줄 수 있는 장점이 있는 반면에 외부의 갑작스런 날씨의 변화 등으로 인해 비닐하우스 내부에 문제가 발생하는 경우 이에 따른 부저를 듣지 못하거나 유선전화를 받지 못하는 상황에서는 작업자가 문제발생 사실을 알 수 없어 즉각적인 문제해결이 불가능하며, 이후 작업자가 부저 또는 유선전화를 통하여 문제 발생 사실을 인지했더라도 문제해결을 위해서는 작업자가 비닐하우스가 있는 곳까지 가야하기에 문제를 해결하는데 시간이 걸리는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 비닐하우스 내부에 설치되어 온도, 습도, 빛 및 유량 등을 제어하는 농작물 재배 장치와 연결되며, 온도, 습도, 빛 및 유량 등을 감지하여 감지신호를 출력하는 센서노드 및 센서노드로부터 수신된 감지신호를 확인하여 상황에 따라 디스플레이해주며, 센서노드를 원격으로 제어할 수 있는 이동통신 단말기를 이용함으로써 농작물을 재배하는데 있어서 필요한 온도, 습도, 빛, 유량, 시간 및 시기 등을 관리할 수 있도록 한 USN을 이용한 농작물 관리 시스템를 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 USN을 이용한 농작물 관리 시스템은 농작물이 재배되는 소정 공간에 설치되며, 주변 환경정보를 감지하여 감지신호를 무선으로 출력하는 센서노드; 상기 감지신호를 취합하여 광대역 통신망으로 출력하는 게이트웨이 및 상기 광대역 통신망을 통하여 수신되는 상기 감지신호를 확인하여 문제 발생시 문제 발생 사실을 벨소리, 진동 또는 화면으로 안내하는 이동통신 단말기를 포함하여 이루어진 USN을 이용한 농작물 관리 시스템을 제공한다.

이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 USN을 이용한 농작물 관리 시스템에 대해서 상세하게 설명한다.

먼저 현대인에게 필수품이라 할 수 있는 이동통신 단말기는 꾸준한 발전으로 소형화 및 경량화를 이루었을 뿐만 아니라 mp3, 카메라 및 네비게이션 등의 다양한 기능을 겸비한 복합 통신 단말기로 거듭나고 있다. 더하여 이러한 이동통신 단말기는 2000년도 전후를 기점으로 해서 20대 ~ 30대 젊은 층을 중심으로 사용자가 늘어났으며, 현재는 사용연령층이 10대부터 60대까지 다양해 졌으며, 서비스지역도 도시지역에서 농촌지역으로 확대되고 있다.

도 1a 및 도 1b는 각각 본 발명에 적용될 수 있는 이동통신 단말기의 외관을 보인 정면도와 배면도인바, 슬라이드 방식의 이동통신 단말기를 예시하고 있다. 물론 본 발명이 이러한 방식과 구조의 단말기에 국한되어 적용되는 것이 아님을 밝혀둔다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용될 수 있는 이동통신 단말기(이하 줄여서 "단말기"라고도 한다)(100)는 크게 주회로가 내장되어 있는 본체(110)와 평판 표시기(122)를 탑재한 채로 본체(110)에서 상하로 슬라이딩되는 슬라이더(120)를 포함하여 이루어질 수 있다.

전술한 구성에서, 본체(110)의 전면에는 숫자 및 문자를 입력받는데 사용되는 숫자/문자 키버튼(112)이 배치되어 있고, 상면에는 안테나가 배치되며, 하부의 적소에는 내부의 마이크(미도시)와 연통되어 있는 마이크 홀(113)이 천공되어 있다. 본체(110)에는 또한 배면의 적소, 예를 들어 상부에는 카메라 렌즈(117) 및 야간 촬영시의 조명을 위한 플래시(118)가 설치되어 있고, 그 하부에는 배터리팩(140)이 분리 가능한 구조로 장착되어 있으며, 본체(110)의 하면에는 타 단말기와 데이터를 송/수신하거나 본체(110)에 결합된 배터리팩(140)을 충전하기 위한 전력이 전달되는 표준접속단자 슬롯(116)이 구비된다.

한편 슬라이더(120)의 전면에는 이동통신 단말기(100)의 조작 및 동작 상태를 나타내는 각종 문자나 그래픽 요소 및 정지 화상과 동영상 등을 표시하는 평판 표시기(122)가 배치되어 있고, 그 하부에는 단말기(100)에 구비된 각종 기능을 선택 또는 입력받는데 사용되는 기능 키버튼(121)이 배치되어 있다. 나아가, 슬라이더(120)의 적소, 예를 들어 평판 표시기(122)의 상부에는 내부의 스피커(미도시)와 연통되어 있는 스피커 홀(123)이 천공되어 있다. 도면에서 미설명 부호 114는 음량 버튼을 나타내고, 115는 센서노드 제어 버튼을 나타내며, 143은 배터리팩(140)의 하부에 노출되어 있는 충전단자를 나타낸다.

도 2는 본 발명에 적용될 수 있는 이동통신 단말기의 전기적인 블록 구성도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명이 적용될 수 있는 이동통신 단말기의 전기적인 구성은 안테나(222)를 통해 기지국과 무선주파신호를 송/수신하는 무선주파 송/수신부(220), 숫자/문자 키버튼(112)과 기능 키버튼(121)의 조작시에 상응하는 키신호를 발생시키는 기능키 입력부(232)와 숫자/문자키 입력부(234)를 포함하여 이루어진 키입력부(230), 센서노드 제어 프로그램 및 농작물 관리 프로그램 등과 같은 각종 어플리케이션 프로그램을 저장하는 프로그램 저장부(242)와 연산 과정에서 발생하는 데이터를 일시 저장하거나 사용자가 설정한 데이터를 저장하는 데이터 저장부(244)를 포함하여 이루어진 메모리(240), 외부의 음파를 상응하는 아날로그 형태의 음성 신호로 변환하는 마이크(252), 단말기 내부에서 발생되는 아날로그 형태의 음성 신호를 음파로 변환하는 스피커(254), 마이크(252)로부터 입력된 아날로그 형태의 음성 신호를 상응하는 디지털 음성 신호로 변환하고 디지털 음성 신호를 상응하는 아날로그 음성 신호로 변환하여 스피커(254)로 출력하는 음성신호 처리부(250), 평판 표시기(262)와 이를 구동하는 평판표시기 구동부(260), 단말기(100)가 진동 모드로 동작할 때 진동을 발생시키는 진동 모터(272)와 그 구동부(270), 호나 메시지 수신 등의 이벤트 발생시에 이를 시각적으로 표시하는 LED(276)와 그 구동부(274), 센서노드로부터 감지신호를 입력받으며, 사용자의 명령에 따라 센서노드를 제어하기위한 신호가 출력되는 USN 통신부(288) 및 이들을 총괄적으로 제어하는 제어부(210)를 포함하여 이루어질 수 있다.

이외에도 본 발명이 적용되는 이동통신 단말기에는 본체(110)나 슬라이더(120)의 적소에 설치되는 카메라(282), 제어부(210)의 제어에 따라 카메라(282)를 구동하는 카메라 구동부(280), 카메라(282)로부터 출력된 이미지 데이터를 처리하는 영상 처리부(284)가 필요에 따라 더 구비될 수 있을 것이다.

전술한 구성에서 농작물 관리 프로그램은 농작물에 따라 일별, 주별 또는 월별로 작업해야할 내용이 저장되어 있어 작업자로부터 입력되는 데이터 즉, 농작물 종류 또는 재배시작 시기 등에 따라 농약 투하 등 소정 작업을 해야할 시기에 벨, 진동 또는 평판 표시기(262)를 통해서 안내를 해주는 프로그램으로 달성되며, 센서노드 제어 프로그램은 센서노드로부터 전달되는 감지신호를 확인하여 소정 기준치 예를 들어 10℃ 이상 또는 이하인 경우 감지신호가 입력된 상황을 평판 표시기에 표시해주며, 사용자의 명령에 따라 해당 센서노드로 제어 신호를 출력시키는 프로그램으로 달성된다.

상술한 센서노드는 USN(Ubiquitous Sensor Network: USN)기술에서 이용되는 장치인바, 유비쿼터스 센서 네트워크란, 사물에 대한 인식정보 또는 주변의 환경정보를 감지할 수 있는 센서가 탑재된 센서 노드가 센서를 통해 입력되는 정보를 실시간으로 네트워크에 연결하여 정보를 관리하는 것을 의미한다. 궁극적으로 모든 사물에 컴퓨팅 및 통신 기능을 부여하여 언제(anytime), 어디서나(anywhere), 네트워크, 디바이스, 서비스에 관계없이 통신이 가능한 환경을 구현하기 위한 것이다.

도 3은 본 발명에 적용되는 USN의 네트워크 구성도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 유비쿼터스 센서 네트워크의 구성은 사물에 대한 인식정보 또는 주변의 환경정보를 실시간으로 감지하는 센서 노드(340)의 집합인 센서 필드(350) 및 센서 필드(350)에서 수집된 정보를 광대역 통신망을 통해 관리 장치(310) 즉, 이동통신 단말기(100)로 전송하는 게이트웨이(320)로 전달하는 싱크 노드(330)를 포함하여 이루어질 수 있다. 전술한 구성에서, 싱크 노드(330)는 위성통신, 무선랜, 블루투스, 유선 인터넷과 같은 기존의 인프라로 게이트웨이와 연결될 수 있다.

도 4는 본 발명에 적용될 수 있는 센서노드의 전기적인 블록 구성도이다.

도 4에 도시된 바와 같이 센서노드(340)의 구성은 기온, 습도, 유량, 기압 또는 진동 등과 같은 물리량을 감지하며, 상기 물리량을 디지털 신호로 변환하는 센서부(343); 이웃한 센서 노드(340) 및 싱크 노드(330)의 위치를 탐색하는 경로 탐색부(336); 이웃한 센서 노드(340)로부터 RF 신호를 수신받아 싱크 노드(330) 또는 이웃한 다른 센서 노드(340)로 재전송하거나 센서부(343)로부터 감지된 디지탈 신호를 RF 신호로 변조하여 이웃한 센서노드(340) 또는 싱크 노드(330)로 전송하는 무선 송/수신부(344); 센싱, 라우팅 및 프로토콜에 관련된 데이터 및 프로그램이 저장되는 메모리(342) 및 센서부(343), 경로 탐색부(336), 무선 송/수신부(344) 및 메모리(342)를 제어하는 마이컴(341)을 포함하여 이루어진다. 더하여 상기 각 부는 일반적으로 일회용 건전지로 달성되는 배터리(347)로부터 전력을 공급받아 동작하며, 센서 노드(340) 소정 위치에는 시리얼 포트 등으로 달성되는 유선 통신 포트(345)가 노출되게 배치되어 외부기기와 유선 통신을 할 수 있다.

따라서 센서 노드(340)는 유선 통신 포트(345)를 통하여 외부기기로부터 수신된 신호, 이웃한 센서 노드(340)나 싱크 노드(330)로부터 무선으로 수신된 신호 또는 센서부(343)로부터 감지된 신호를 무선 송/수신부(344)를 통하여 이웃한 다른 센서 노드(340) 또는 싱크 노드(330)로 전달하거나 유선 통신 포트(345)를 통하여 외부기기로 전달한다.

도 5에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 USN을 이용한 농작물 관리 시스템은비닐하우스 내부에 설치되어 온도, 습도, 빛 또는 유량 등을 제어하기 위한 농작물 재배 장치(510)와 연결되며, 온도, 습도, 빛 및 유량 등을 감지하여 감지신호를 무선으로 출력하는 센서노드(340), 센서노드(340)로부터 전달되는 감지신호를 취합하여 광대역 통신망으로 출력하는 게이트웨이(320) 및 광대역 통신망을 통하여 게이트웨이(320)로부터 전달되는 감지신호를 확인한 후 문제 발생시 문제발생 사실을 안내하며, 사용자의 명령에 따라 소정 제어신호를 출력하는 이동통신 단말기(100)를 포함하여 이루어진다.

전술한 구성에서 상술한 농작물 재배 장치(510)는 냉풍기, 온풍기, 가습기, 차광장치 또는 물펌프 등으로 달성될 수 있으며, 상술한 문제는 예를 들어 비닐하우스(500) 내부 온도가 10℃를 유지해야하는데 센서노드(340)로부터 전달된 감지신호를 확인한 결과 10℃가 아닌 경우로 달성될 수 있다. 또한 상술한 안내는 벨 발생, 진동 발생 또는 평판 표시기(262) 표시 등으로 달성된다.

한편, 상술한 센서노드(430)는 싱크노드(330) 기능이 포함된 센서노드(430)로 달성됨으로써, 상황에 따라 각 역할이 자동 또는 수동으로 설정된다.

따라서, 센서노드(430)는 비닐하우스(500) 내부의 온도, 습도, 빛 또는 유량 등을 감지하여 감지신호를 게이트웨이(320)를 통하여 이동통신 단말기(100)로 전달하며, 이동통신 단말기(100)는 전달된 감지신호를 확인한 결과 문제가 발생한 경우 이사실을 사용자에게 알린다.

이후 이동통신 단말기(100)를 통하여 비닐하우스(500) 내부에 문제가 발생한 사실을 인지한 사용자는 이동통신 단말기(100)를 이용하여 해당 농작물 재배 장치(510)와 연결된 센서노드(340)로 게이트웨이(320)를 통하여 제어신호를 출력함으로써 해당 농장물 재배 장치(510)를 제어하여 원격으로 문제를 해결한다.

한편, 농작물 관리 프로그램에 의해 소정 작업 시기 예를 들어 농약 투하 시기 또는 물 방출 시기 등을 안내받아 이동통신 단말기(100)를 이용하여 해당 농작물 재배 장치와 연결된 센서노드(340)로 제어신호를 출력함으로써 해당 농작물 재배 장치를 제어하여 원격으로 작업을 수행할 수 있다.

본 발명의 USN을 이용한 농작물 관리 시스템은 전술한 실시예에 국한 되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 USN을 이용한 농작물 관리 시스템에 따르면, 갑작스런 날씨의 변화 등으로 인해 비닐하우스 내부에 문제가 발생하는 경우 즉각적인 문제 해결이 가능하며, 문제해결을 위해서 작업자가 비닐하우스가 있는 곳까지 가야하는 문제점이 개선되는 효과가 있다.

Claims

농작물이 재배되는 소정 공간에 설치되며, 주변 환경정보를 감지하여 감지신호를 무선으로 출력하는 센서노드;

상기 감지신호를 취합하여 광대역 통신망으로 출력하는 게이트웨이 및

상기 광대역 통신망을 통하여 수신되는 상기 감지신호를 확인하여 문제 발생시 문제 발생 사실을 벨소리, 진동 또는 화면으로 안내하는 이동통신 단말기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 USN을 이용한 농작물 관리 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 주변 환경정보는 온도, 습도, 빛 또는 유량인 것을 특징으로 하는 USN을 이용한 농작물 관리 시스템.
제 2항에 있어서,

상기 문제 발생은 상기 감지신호가 상기 이동통신 단말기에 미리 저장된 소정 신호와 동일한 경우 또는 상기 이동통신 단말기에 미리 저장된 소정 기준치의 허용 오차범위를 벗어난 경우인 것을 특징으로 하는 USN을 이용한 농작물 관리 시스템.
제 3항에 있어서,

상기 센서노드는 상기 주변 환경정보를 변화시킬 수 있는 농작물 재배 장치와 연결되며,

상기 이동통신 단말기는 키버튼으로부터 입력되는 신호에 따라 상기 센서노드로 제어신호를 출력하여 상기 농작물 재배 장치가 제어되는 것을 특징으로 하는 USN을 이용한 농작물 관리 시스템.