KR20080110941A

KR20080110941A - 이동 통신 모뎀 및 무선 근거리 통신 모듈을 구비한게이트웨이 장치를 활용한 온실 관리 방법

Info

Publication number: KR20080110941A
Application number: KR1020050099036A
Authority: KR
Inventors: 신용식
Original assignee: 에스케이 텔레콤주식회사
Priority date: 2005-10-20
Filing date: 2005-10-20
Publication date: 2008-12-22

Abstract

본 발명은 이동 통신 모뎀 및 무선 근거리 통신 모듈을 구비한 게이트웨이 장치를 활용한 온실 관리 방법에 관한 것이다.

본 발명의 이동 통신 모뎀 및 무선 근거리 통신 모듈을 구비한 게이트웨이 장치를 활용한 온실 관리 방법은, 이동 통신망을 통해 원격의 온실 관리 서버로 접속하기 위한 이동 통신 모뎀과, 온실 내 센서 및 온실 내 환경 조절을 위한 장치인 온실 자동화 디바이스와의 무선 근거리 통신을 위한 무선 근거리 통신 모듈을 구비하는 게이트웨이 장치를 활용하여 온실을 관리하는 방법으로서, 상기 게이트웨이 장치가 무선 근거리 통신을 통해 상기 온실 내 센서의 센서 데이터를 수집하고, 이동 통신망을 통해 상기 온실 관리 서버로 상기 수집된 센서 데이터를 해당 센서의 아이디 정보와 함께 전송하는 제1단계와; 상기 게이트웨이 장치로 상기 이동 통신망을 통해 상기 온실 내의 특정 자동화 디바이스를 제어하기 위한 상기 자동화 디바이스 정보 및 제어 정보가 수신되면, 무선 근거리 통신을 통해 해당 자동화 디바이스로 상기 제어 정보를 전송하는 제2단계; 및 상기 자동화 디바이스가 상기 게이트웨이 장치로부터 수신한 제어 정보에 따른 제어를 수행하는 제3단계; 를 포함함에 기술적 특징이 있다.

Description

이동 통신 모뎀 및 무선 근거리 통신 모듈을 구비한 게이트웨이 장치를 활용한 온실 관리 방법{Method for Managing Greenhouse Applying Gateway Apparatus Having Mobile Communication Modem and Wireless Short-Distance Communication Module}

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 온실 관리 네트워크의 구성도,

도 2는 도 1의 게이트웨이 장치의 구성도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따르는 게이트웨이 장치와 온실 관리 서버 간 초기 시동 과정을 나타낸 흐름도,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따르는 온실 관리 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 게이트웨이 장치 110 : 이동 통신 모뎀부

130 : 이동 통신 모뎀 인터페이스 모듈

150 : 응용 프로세스 모듈 151 : 메인 프로세서

152 : 홈 네트워크 프로세서 153 : M2M 프로세서

155 : 게이트웨이 관리 프로세서 170 : 무선 근거리 인터페이스 모듈

190 : 무선 근거리 코디네이터 모듈 200 : 온실 관리 서버

210 : 이동 통신 단말 300 : 센서

400 : 온실 자동화 디바이스 310, 410 : 무선 근거리 노드 모듈

본 발명은 이동 통신 모뎀 및 무선 근거리 통신 모듈을 구비한 게이트웨이 장치를 활용한 온실 관리 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 온실 내 센서들과, 온실 내 환경을 조절하기 위한 온실 자동화 디바이스들에 무선 근거리 통신 모듈을 내장하고, 상기 센서 및 자동화 디바이스들과 통신하기 위한 무선 근거리 통신 모듈 및 원격 온실 관리 서버와 통신하기 위한 이동 통신 모뎀을 갖는 게이트웨이 장치를 활용하여 상기 온실 내 환경을 관리할 수 있도록 하는 이동 통신 모뎀 및 무선 근거리 통신 모듈을 구비한 게이트웨이 장치를 활용한 온실 관리 방법에 관한 것이다.

현재, 산업, 농업, 물류, 디지털 홈 네트워크 등 여러 분야의 시스템에서 각종 디바이스에 대한 원격 모니터링 및 제어, 상태 관리가 이루어지고 있으며, 상기 원격 모니터링 및 제어를 위한 통신 수단으로는 주로 유선 라인(전화 라인, LAN선)이 이용되고 있다.

그러나, 유선 라인의 경우 일일이 설치되어야 함에 따라 제한이 따르게 되며, 단선에 의한 서비스 중단, 설치 비용 및 지속적인 유지 보수 비용 부담 등의 문제점이 발생하였다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 온실 내 센서 데이터를 원격의 온실 관리 서버로 전송하고, 온실 관리 서버로부터 제어 정보를 수신하여 온실 자동화 디바이스 제어를 수행하는 게이트웨이 장치와 상기 원격의 온실 관리 서버 간에 유선 라인이 아닌 이동 통신망을 이용함으로써, 설치 제한이 없고 간편하며 단선에 의한 서비스 중단 염려가 없는 이동 통신 모뎀 및 무선 근거리 통신 모듈을 구비한 게이트웨이 장치를 활용한 온실 관리 방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은 이동 통신망을 통해 원격의 온실 관리 서버로 접속하기 위한 이동 통신 모뎀과, 온실 내 센서 및 온실 내 환경 조절을 위한 장치인 온실 자동화 디바이스와의 무선 근거리 통신을 위한 무선 근거리 통신 모듈을 구비하는 게이트웨이 장치를 활용하여 온실을 관리하는 방법으로서, 상기 게이트웨이 장치가 무선 근거리 통신을 통해 상기 온실 내 센서의 센서 데이터를 수집하고, 이동 통신망을 통해 상기 온실 관리 서버로 상기 수집된 센서 데이터를 해당 센서의 아이디 정보와 함께 전송하는 제1단계와; 상기 게이트웨이 장치로 상기 이동 통신망을 통해 상기 온실 내의 특정 자동화 디바이스를 제어하기 위한 상기 자동화 디바이스 정보 및 제어 정보가 수신되면, 무선 근거리 통신을 통해 해당 자동화 디바이스로 상기 제어 정보를 전송하는 제2단계; 및 상기 자동화 디바이스가 상기 게이트웨이 장치로부터 수신한 제어 정보에 따른 제어를 수행하는 제3단계; 를 포함하는 이동 통신 모뎀 및 무선 근거리 통신 모듈을 구비한 게이트웨이 장치를 활용한 온실 관리 방법에 의해 달성된다.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

먼저, 도 1은 본 발명을 설명하기 위한 온실 관리 네트워크의 구성도이고, 도 2는 도 1의 게이트웨이 장치의 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 게이트웨이 장치(100)는 온실 내 재배 작물에 대한 생장 환경의 최적화를 유지하기 위해 필요로 하는 각종 센서(300)의 측정 데이터를 수집하여 이동 통신망(10)을 통해 온실 관리 서버(200) 또는 관리자 이동 통신 단말(210)로 전송하고, 상기 온실 관리 서버(200) 또는 관리자 이동 통신 단말(210)이 상기 센서 데이터를 토대로 하여 온실 내 환경을 조절하기 위한 온실 자동화 디바이스(400)의 제어 정보를 전송하면, 이에 따라 해당 온실 자동화 디바이스(400)를 제어한다.

본 발명에서, 온실 내 센서(300)는 온도 센서, 습도 센서, 이산화탄소량 측정 센서, 일사량 측정 센서, 미세먼지농도센서, 진동 센서 등이 될 수 있고, 온실 자동화 디바이스(400)는 천창 개폐기나, 측창, 커튼, 차광막, 미스트 펌프 등의 온실 환경을 조절하기 위한 장치를 말한다.

한편, 상기 게이트웨이 장치(100)는 상기 센서(300) 및 센서 측정 데이터를 근거로 하여 온실 내 환경 조절을 위해 구동되는 온실 자동화 디바이스(400)와의 무선 근거리 통신을 위한 수단과, 상기 온실 관리 서버(200) 또는 관리자의 이동 통신 단말(210)과 이동 통신망(10)을 통하여 상기 센서 데이터 전송 및 제어 정보 수신을 수행할 수 있도록 하는 이동 통신 모뎀을 구비하여야 하며, 도 2를 통해 기능별 구성 요소를 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 게이트웨이 장치(100)는 이동 통신 모뎀부(110), 이동 통신 모뎀 인터페이스 모듈(130), 응용 프로세스 모듈(150), 무선 근거리 인터페이스 모듈(170), 무선 근거리 코디네이터 모듈(190)로 구성된다.

상기 이동 통신 모뎀부(110)는 점대점 프로토콜(Point-to-Point Protocol: PPP)을 이용한 TCP/IP 소켓 통신으로 센서(300)의 측정 데이터를 온실 관리 서버(200)로 전송하며, 상기 온실 관리 서버(200) 또는 관리자 이동 통신 단말(210)로부터 온실 자동화 디바이스(400)의 제어 정보를 수신한다.

상기 이동 통신 모뎀 인터페이스 모듈(130)은 상기 이동 통신 모뎀부(110) 정합 모듈로서, AT 커맨드를 이용하여 데이터망 연동 시스템(IWF)에 접속하여 상기 온실 관리 서버(200)와 패킷 데이터 및 단문 메시지 송수신 기능을 수행함으로써, 상기 이동 통신 모뎀부(110)를 통해 상기 온실 관리 서버(200)로 게이트웨이 장치(100)가 관리하는 센서(300)의 측정 데이터를 전송하고, 상기 온실 관리 서버(200) 및 관리자 이동 통신 단말(210)로부터 제어 정보를 수신한다.

상기 응용 프로세스 모듈(150)은 메인 프로세서(151), M2M 프로세서(153) 및 게이트웨이 관리 프로세서(155)로 구성된다.

상기 메인 프로세서(151)는 게이트웨이 장치(100)의 메인 응용 프로세서로서, 미리 설정된 구성 정보에 따라 상기 M2M 프로세서(153)를 기동시키며, 상기 이동 통신 모뎀 인터페이스 모듈(130)과 정합하여 상기 온실 관리 서버(200)와 메시지를 송수신하여 해당 응용 프로세서를 제어한다.

M2M 프로세서(153)는 상기 메인 프로세서(151)의 제어 하에 M2M용 디바이스 즉, 센서(300) 및 온실 자동화 디바이스(400)의 온라인/온디맨드 상태 데이터 취합 및 제어를 수행하며, 무선 근거리 인터페이스 모듈(170)과 정합하여 그 기능을 수행한다.

게이트웨이 관리 프로세서(155)는 게이트웨이 장치(100)의 상태 관리 및 주기적인 타이머 동작 운용을 위한 프로세서로서, 웹을 통한 구성 정보 설정 및 원격 모니터링 기능 등을 제공한다.

상기 무선 근거리 코디네이터 모듈(190)은 지그비, 블루투스 등의 무선 근거리 통신 방식으로 온실 내 센서(300) 및 온실 자동화 디바이스(400)의 무선 근거리 노드 모듈(310, 410)과 통신하여, 센서(300)로부터 센서 측정 데이터를 획득하고, 상기 온실 자동화 디바이스(400)로 제어 신호를 전송하는 모듈이다.

무선 근거리 인터페이스 모듈(170)은 상기 무선 근거리 코디네이터 모듈(190)과의 정합 모듈로서, 다양한 종류의 무선 근거리 노드 모듈(310, 410)이 장착된 센서(300) 및 온실 자동화 디바이스(400)를 제어하는 무선 근거리 코디네이터 모듈(190)과 UART(RS-232C) 포트 등을 통하여 정합한다.

다음, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따르는 게이트웨이 장치와 온실 관리 서버 간 초기 시동 과정을 나타낸 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따르는 온실 관리 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 게이트웨이 장치(100)는 온실 관리 서버(200) 측에서 게이트웨이 장치(100)를 관리할 수 있도록 하기 위하여, 초기 시동 시(S201) 이동 통신 모뎀 인터페이스 모듈(130)을 초기화하고, 이동 통신 모뎀부(110)를 이용한 TCP/IP 소켓 통신을 수행하여 자신의 고유한 장치 아이디를 상기 온실 관리 서버(200)로 전송하며(S203), 상기 온실 관리 서버(200)는 상기 게이트웨이 장치(100)의 아이디를 인증 및 등록한다(S205).

다음, 상기 온실 관리 서버(200)는 상기 아이디의 인증 및 등록이 완료된 상기 게이트웨이 장치(100)로 운용 모드 정보를 전송하며(S207), 이에 따라 상기 게이트웨이 장치(100)는 상기 온실 관리 서버(200)로부터 전송된 운용 모드 정보에 따라, 해당 프로세서를 구동시키기 위해 운용 모드를 설정하고(S209), 운용 모드의 설정이 완료되면 상기 온실 관리 서버(200)로 자신이 관리하는 센서(300) 및 온실 자동화 디바이스(400)의 정보를 포함하는 디바이스 구성 정보를 전송한다(S211).

상기 온실 관리 서버(200)는 상기 게이트웨이 장치(100)로부터 수신한 디바이스 구성 정보를 등록하고(S213), 상기 게이트웨이 장치(100)로 정보 등록 완료 응답 메시지를 전송한다(S215).

상기와 같은 운용 모드 및 디바이스 구성 정보의 설정이 완료되면, 상기 게이트웨이 장치(100)는 상기 운용 모드 및 디바이스 구성 정보에 따라, 해당 응용 프로세서를 구동시키며, 주기적으로 또는 상기 온실 관리 서버(200)나 관리자 이동 통신 단말(210)로부터의 요청 시 해당 센서(300)의 측정 데이터를 상기 온실 관리 서버(200) 및/또는 관리자 이동 통신 단말(210)로 전송하고, 온실 관리 서버(200)나 관리자 이동 통신 단말(210)로부터의 제어 정보 수신에 의해 각 디바이스를 제어할 수 있게 된다.

도 3과 같은 과정에 의해 게이트웨이 장치(100)와 온실 관리 서버(200) 간에 디바이스 구성 정보 등록 및 운용 모드 설정이 완료된 후의 온실 자동화 디바이스(400) 제어 과정을 도 4를 통해 설명하면 다음과 같다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 게이트웨이 장치(100)는 서버(200)나 관리자 이동 통신 단말(210)의 요청에 따라, 또는 주기적으로 온실 내 센서(300)의 무선 근거리 노드 모듈(310)로 센서 데이터를 요청하며, 센서(300)의 무선 근거리 노드 모듈(310)은 해당 센서 측정 데이터를 획득하고(S301), 센서(300)의 아이디와 함께 상기 게이트웨이 장치(100)로 전송한다(S303).

상기 게이트웨이 장치(100)는 무선 근거리 통신을 통해 수신한 센서 데이터를 수집하여(S305), 이동 통신망을 통해 상기 온실 관리 서버(200)로 상기 수집된 센서 데이터를 해당 센서의 아이디 정보와 함께 전송하며(S307), 온실 관리 서버(200)는 상기 수신한 센서 데이터를 내부 데이터베이스에 저장함과 아울러, 해당 센서 데이터를 분석한다(S309).

이때, 상기 센서 데이터의 분석 결과 온실 환경을 제어할 필요가 있다고 판단되면, 상기 온실 관리 서버(200)는 상기 게이트웨이 장치(100)로부터 수신한 센 서 데이터에 근거하여, 제어할 자동화 디바이스(400)를 선택하고, 제어 정보를 생성하여 이동 통신망을 통해 상기 게이트웨이 장치(100)로 전송한다(S311).

이를 위해, 상기 온실 관리 서버(200)는 해당 온실 내 각 센서(300)의 측정 데이터를 근거로 한 제어 기준 등에 대한 정보를 저장하고 있어야 하며, 도면에는 온실 관리 서버(200)가 직접 제어 정보를 전송하는 것으로 도시하였으나, 상기 센서 데이터를 관리자가 직접 분석하고, 관리자가 자신의 이동 통신 단말(210)을 이용하여 게이트웨이 장치(100)로 제어 정보를 전송할 수도 있다.

또한, 상기 온실 관리 서버(200)는 상기 게이트웨이 장치(100)로 제어 정보를 전송하기 위하여, 상기 게이트웨이 장치(100)와 온실 관리 서버(200) 간에 소켓이 연결된 상태인지를 판단하고, 소켓이 연결되지 않은 상태인 경우 상기 게이트웨이 장치(100)로 소켓 연결을 요청하는 단문 메시지(SMS)를 전송하여, 상기 게이트웨이 장치(100)가 상기 온실 관리 서버(200)로 소켓을 연결하도록 한다.

다음, 상기 게이트웨이 장치(100)는 이동 통신망을 통해 상기 온실 내의 특정 자동화 디바이스를 제어하기 위한 자동화 디바이스 정보 및 제어 정보가 수신되면, 무선 근거리 통신을 통해 해당 자동화 디바이스(400)의 무선 근거리 노드 모듈(410)로 상기 제어 정보를 전송하며(S313), 상기 무선 근거리 노드 모듈(410)은 수신한 제어 정보에 따라 온실 자동화 디바이스(400)를 제어한다(S315).

여기서, 상기 제어 정보는 온실 자동화 디바이스(400)의 작동 상태를 조절하기 위한 설정 값 등이 될 수 있다.

한편, 상기와 같이 해당 온실 자동화 디바이스(400)의 제어가 완료되면, 상 기 무선 근거리 노드 모듈(410)은 제어 결과 정보를 무선 근거리 통신을 통해 상기 게이트웨이 장치(100)로 전송하며(S317), 게이트웨이 장치(100)는 상기 제어 결과 정보를 이동 통신망을 통해 상기 온실 관리 서버(200) 및 운용자 이동 통신 단말(210)로 전송한다(S319).

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

따라서, 본 발명의 이동 통신 모뎀 및 무선 근거리 통신 모듈을 구비한 게이트웨이 장치를 활용한 온실 관리 방법에 의하면, 온실 내 각종 센서 및 자동화 디바이스의 상태 관리 및 제어를 수행하는 게이트웨이 장치와 원격의 온실 관리 서버 간에 유선 라인이 아닌 이동 통신망을 이용함으로써, 설치 제한이 없고 간편하며 단선에 의한 서비스 중단 염려가 없다는 효과가 있다.

Claims

이동 통신망을 통해 원격의 온실 관리 서버로 접속하기 위한 이동 통신 모뎀과, 온실 내 센서 및 온실 내 환경 조절을 위한 장치인 온실 자동화 디바이스와의 무선 근거리 통신을 위한 무선 근거리 통신 모듈을 구비하는 게이트웨이 장치를 활용하여 온실을 관리하는 방법으로서,

상기 게이트웨이 장치가 무선 근거리 통신을 통해 상기 온실 내 센서의 센서 데이터를 수집하고, 이동 통신망을 통해 상기 온실 관리 서버로 상기 수집된 센서 데이터를 해당 센서의 아이디 정보와 함께 전송하는 제1단계와;

상기 게이트웨이 장치로 상기 이동 통신망을 통해 상기 온실 내의 특정 자동화 디바이스를 제어하기 위한 상기 자동화 디바이스 정보 및 제어 정보가 수신되면, 무선 근거리 통신을 통해 해당 자동화 디바이스로 상기 제어 정보를 전송하는 제2단계; 및

상기 자동화 디바이스가 상기 게이트웨이 장치로부터 수신한 제어 정보에 따른 제어를 수행하는 제3단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 모뎀 및 무선 근거리 통신 모듈을 구비한 게이트웨이 장치를 활용한 온실 관리 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1단계 이후, 제2단계 이전에,

상기 온실 관리 서버가 상기 게이트웨이 장치로부터 수신한 센서 데이터에 근거하여, 제어할 자동화 디바이스를 선택하고, 제어 정보를 생성하여 상기 이동 통신망을 통해 상기 게이트웨이 장치로 전송하는 단계;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 모뎀 및 무선 근거리 통신 모듈을 구비한 게이트웨이 장치를 활용한 온실 관리 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제3단계 이후,

상기 자동화 디바이스가 상기 제어를 수행함에 따른 제어 결과 정보를 무선 근거리 통신을 통해 상기 게이트웨이 장치로 전송하는 단계와;

상기 게이트웨이 장치가 상기 제어 결과 정보를 상기 이동 통신망을 통해 상기 온실 관리 서버와 운용자 이동 통신 단말 중 적어도 하나로 전송하는 단계;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 모뎀 및 무선 근거리 통신 모듈을 구비한 게이트웨이 장치를 활용한 온실 관리 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제1단계 이전에,

상기 게이트웨이 장치가 초기 시동 시 상기 이동 통신 모뎀을 통해 자신의 고유한 장치 아이디를 상기 온실 관리 서버로 전송하는 단계와;

상기 온실 관리 서버가 상기 게이트웨이 장치의 아이디를 인증 및 등록하고, 상기 게이트웨이 장치로 운용 모드 정보를 전송하는 단계와;

상기 게이트웨이 장치가 상기 온실 관리 서버로부터 전송된 운용 모드 정보에 따라, 해당 프로세서를 구동시키기 위해 운용 모드를 설정하는 단계와;

상기 게이트웨이 장치가 상기 설정된 운용 모드에 따라 자신이 관리하는 상기 온실 내 센서 및 온실 자동화 디바이스의 정보를 포함하는 디바이스 구성 정보를 상기 온실 관리 서버로 전송하는 단계와;

상기 온실 관리 서버가 상기 게이트웨이 장치로부터 수신한 디바이스 구성 정보를 등록하고, 상기 게이트웨이 장치로 정보 등록 완료 응답 메시지를 전송하는 단계;

를 더 포함하여 이루어져, 상기 게이트웨이 장치가 상기 운용 모드 및 디바이스 구성 정보에 따라, 주기적으로 또는 상기 온실 관리 서버의 요청 시 해당 센서 및 온실 자동화 디바이스의 상태 데이터를 상기 온실 관리 서버로 전송하도록 하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 모뎀 및 무선 근거리 통신 모듈을 구비한 게이트웨이 장치를 활용한 온실 관리 방법.