KR20110045727A

KR20110045727A - 자동 농약 살포 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20110045727A
Application number: KR1020090102414A
Authority: KR
Inventors: 박대헌; 박장우
Original assignee: 순천대학교 산학협력단
Priority date: 2009-10-27
Filing date: 2009-10-27
Publication date: 2011-05-04

Abstract

본 발명은 온실에서 해충을 박멸하기 위해 덫에 포획된 해충을 자동으로 인식하여 농약을 살포하기 위한 자동 농약 살포 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 덫에 포획된 해충의 촬영을 위한 촬영부와; 상기 촬영부에서 촬영된 영상의 이진처리를 위한 영상 처리부와; 상기 영상 처리부에서 이진 처리된 영상의 판별을 위해 비교되는 적어도 하나 이상의 해충 이진처리 영상이 저장되고, 촬영된 상기 해충이 판별되면 박멸을 위한 적어도 하나 이상의 농약 정보를 저장하는 저장부 및; 상기 촬영부에서 촬영된 해충의 이진처리 영상과 상기 저장부에 저장된 적어도 하나 이상의 해충 이진처리 영상을 비교하여 상기 촬영된 해충의 종류와 개체수를 판별하고, 상기 판별된 해충의 박멸을 위해 적합한 농약을 상기 저장부에서 선택하여 상기 적합한 농약의 살포량과 살포시간을 결정하기 위한 제어부를 포함한다.

통합 해충 관리, 초기 해충 감지, 비디오 센서 네트워크

Description

자동 농약 살포 시스템 및 방법{AUTOMATIC PESTICIDE APPLICATOR SYSTEM AND METHOD}

최근 들어, 식물의 온실 재배가 증가하고 있다.

특히, 국내의 자연환경에서 재배하기 힘든 아열대 기후 작물들의 온실재배가 그것이다.

병해충이 발생하기 좋은 온도를 갖춘 온실에서는 매해마다 병해충의 피해가 많이 발생하며, 농작물에 발생하는 문제 병해충 및 잡초를 방제하며 피해를 최소화하기 위해 농약을 살포한다.

그러나 농약은 다소간 차이는 있으나 독성이 있는 물질로서 해당 작물이나 적용 병해충에 대한 안전사용을 준수하지 않고 사용하는 경우에는 농작물의 고사 등 약해는 물론 농약성분 잔류로 인한 인축피해, 토양, 수질오염 등의 문제점이 있었다.

이에 본 발명으로 정보를 공유하고 농업 현장에서 널리 활용토록 함으로써 농약 오용으로 인한 피해를 줄이고 농약 안전사용에 대한 인식을 제고시킨다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 특히 온실 내부의 작물들에게 생기는 병해충을 판별하여 농작물에 사용하는 농약을 줄이며, 나아가 농약 오용으로 발생한 농작물 피해와 토양, 수질 오염 등 농약 오용으로 인한 피해를 줄이고 농약 안전사용에 대한 인식을 제고시키기 위한 자동 농약 살포 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

이를 위해 본 발명에 따르는 자동 농약 살포 시스템은, 덫에 포획된 해충의 촬영을 위한 촬영부와; 상기 촬영부에서 촬영된 영상의 이진처리를 위한 영상 처리부와; 상기 영상 처리부에서 이진 처리된 영상의 판별을 위해 비교되는 적어도 하나 이상의 해충 이진처리 영상이 저장되고, 촬영된 상기 해충이 판별되면 박멸을 위한 적어도 하나 이상의 농약 정보를 저장하는 저장부 및; 상기 촬영부에서 촬영된 해충의 이진처리 영상과 상기 저장부에 저장된 적어도 하나 이상의 해충 이진처리 영상을 비교하여 상기 촬영된 해충의 종류와 개체수를 판별하고, 상기 판별된 해충의 박멸을 위해 적합한 농약을 상기 저장부에서 선택하여 상기 적합한 농약의 살포량과 살포시간을 결정하기 위한 제어부를 포함한다.

또한, 이를 위해 본 발명에 따르는 자동 농약 살포 방법은 해충을 촬영하는 과정과; 상기 촬영된 해충의 종류를 판단하는 과정과; 상기 판단된 해충의 박멸을 위한 농약의 종류와 살포량 및 살포시간을 결정하는 과정과; 상기 결정된 정보에 따라 농약을 살포하는 과정을 포함하여 구성된다.

본 발명에 따르면, 온실 내부 작물의 생장에 방해요소로 작용하는 병충해 및 잡초를 방제하여 피해를 최소화하고, 농약의 적당량 살포를 통하여 농약성분 잔류로 인한 피해를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 병충해에 맞는 농약을 자동 살포함으로써, 농가에서 인력 및 인건비를 감축시키는 효과가 있다.

마지막으로 본 발명으로 인하여 데이터베이스를 공유하고 농업 현장에서 널리 활용토록 함으로서, 작물에 피해를 주는 새로운 병충해 발생시기와 그에 따른 적절한 방제대책을 세울 수 있어 주변피해를 최소화할 수 있는 효과도 있다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 무인 농약 살포 시스템 및 방법을 상세히 설명한다.

본 발명의 기본 원리는, 온실 내 작물에 피해를 주는 해충을 방제하기 위하여 해충의 종류를 자동 수집 및 판단 후, 기 설정된 해충의 종류에 따른 농약을 자동 선택하여 살포하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따르는 자동 농약 살포 시스템을 보여주는 블록도이다.

도 1을 참조하면 본 발명에 따르는 자동 농약 살포 시스템(100)은 덫(A)에 채집된 해충을 촬영하는 촬영부(110)와, 촬영부(110)가 촬영한 영상을 이진 처리하는 영상 처리부(120)와, 적어도 하나 이상의 해충의 정보와 농약 정보가 저장되는 저장부(130)와, 상기 이진처리 된 영상과 저장부(130)에 저장된 해충 정보를 비교하여 상기 영상의 해충 종류를 판단하여 방제에 가장 적합한 농약을 지정하고, 상기 해충의 수를 판단하여 상기 농약의 살포시간 또는 살포량을 결정하는 제어부(140)와, 제어부(140)가 결정한 상기 농약을 살포하기 위해 농약 살포부(160)가 기동하도록 전기적으로 도통시키는 릴레이(150)와, 제어부(140)가 결정한 상기 농약 살포 시간 동안 릴레이(150)를 전기적으로 도통시키고 살포 시간이 종료되면 릴레이(150)를 전기적으로 오픈시키도록 살포 시간을 조절하는 조절부(170)를 포함하여 구성된다.

도 1과 같이 구성된 본 발명에 따르는 자동 농약 살포 시스템(100)의 동작은 다음과 같다.

우선 촬영부(110)는 온실 내에 설치된 적어도 하나 이상의 덫(A)에 채집된 해충의 영상을 촬영한다.

바람직하게, 덫(A)은 해충이 지나칠 경우 움직일 수 없도록 바닥면에 끈끈이와 같은 물질을 도포하여 제조할 수 있다.

한편, 촬영부(110)는 촬영된 상기 채집된 해충의 영상을 주기적으로 영상 처 리부(120)로 전송한다.

그러면, 영상 처리부(120)는 상기 채집된 해충의 영상을 흑과 백으로 처리한다.

즉, 상기 덫(A)의 바탕색을 백색으로 변화시키고 채집된 해충은 흑으로 변화시켜 백색과 흑색 부분의 이미지를 2진수로 처리하여 저장부(130)의 정보와 비교하여 해충의 종류와 개체 수를 확인한다.

이와 같이 이진 처리된 영상은 저장부(130)에 기 저장된 해충의 정보와 비교된다.

예를 들면, 저장부(130)에는 다양한 종류의 해충의 영상의 각각의 영상이 이진정보로 저장되어 있다.

즉, 적어도 하나 이상 해충의 정면, 좌우 측면, 후면, 하면 등의 영상이 이진 정보로 저장된다.

바람직하게 상기 이진 정보는 영상의 좌표값으로 표시되는 픽셀의 0 또는 1의 정보로 표현될 수 있다.

그러면 상기 채집된 해충의 이진 처리된 영상이 예를 들어 해충 온실가루와 데이터가 일치한다면, 제어부(140)는 채집된 해충을 온실가루이라고 판단한다.

또한, 저장부(130)에는 특정 해충의 방제를 위한 농약 정보도 포함하고 있다.

한편, 제어부(140)는 상기 채집된 해충의 영상으로 해충의 수를 파악하여 농약의 살포시간을 설정하여 조절부(170)로 전송한다.

바람직하게, 조절부(170)에는 설정된 시간만큼 릴레이(150)를 전기적으로 도통시키도록 타이머와 같은 수단을 구비하고 있다.

또한, 바람직하게, 제어부(140)와 영상 처리부(120), 저장부(130), 릴레이(150) 및 조절부(170)는 인터넷이나 직렬포트통신 또는 유에스비(Universal Serial Bus, USB)통신과 같은 유선 방식이나 안테나를 통한 무선 링크 방식의 통신을 사용할 수도 있다.

한편, 제어부(140)는 제어자가 상기 수신된 해충정보와 그에 따라 선택된 농약의 정보를 확인할 수 있도록 디스플레이하는 디스플레이를 더 구비한다.

만약, 저장부(130)에 존재하지 않거나 파악되지 않는 해충 데이터가 있어 문제가 발생하는 경우, 상기 디스플레이 상기 제어자에게 깜박임과 같은 수단을 사용하여 현재 상황을 경보할 수 있다.

그러면, 상기 제어자는 시스템을 조절하기 위한 적당한 제어명령을 입력할 수도 있다.

이와 같이 상기 제어부(140)는 릴레이(150)를 전기적으로 도통시켜 농약 살포부(160)를 기동할 수 있다.

바람직하게, 릴레이(150)는 농약 살포부(160)의 기동을 위한 일종의 스위치(Switch) 역할을 한다.

한편, 조절부(170)는 릴레이(150)와 연결되어 제어부(140)가 결정한 농약의 살포량 또는 살포시간을 판단한다.

예를 들면, 릴레이(150)는 조절부(170)와 연결되어 있는 타이머와 같은 수단 을 구비하여 설정시간이 경과하면 타이머의 동작을 중지시킴으로써 릴레이를 농약 살포부(160)와 전기적으로 오픈시킨다.

또한, 조절부(170)는 농약 살포부(150)에 구비된 농약의 양을 게이지와 같은 수단으로 인식하여 설정된 농약의 양이 초과하면 릴레이(150)를 농약 살포부(160)와 전기적으로 오픈시킴으로써 살포를 중단한다.

따라서 조절부(170)는 릴레이(150)를 제어하여 설정된 농약의 양 또는 시간만큼 살포되었는지 조절하는 역할을 한다.

다음은 도 1에 도시한 주요 구성요소들을 도 2 내지 도 4에 도시하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따르는 도 1의 제어부(140)를 세부적으로 보여주는 세부 블록도이다.

도 2는 도 1의 동일부재에 대해서 동일한 참조번호를 기재하였다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따르는 제어부(140)는 영상 처리부(120)와 저장부(130)에서 해충정보 및 농약정보를 수신하고, 조절부(170)로 결정된 농약의 종류와 살포시간 또는 살포량을 송신하는 제1 송수신기(141)와, 제1 송수신기(141)에서 수신한 해충의 종류에 따라 최적의 방제 농약을 선택하고, 상기 해충의 수에 따라 농약의 살포량 또는 살포시간을 계산하는 연산기(142)와, 연산기(142)에서 연산된 결과를 디스플레이하는 디스플레이(143)와, 제어자가 디스플레이(143)에 표시되는 결과에 따라 수동으로 설정을 변경하기 위한 입력기(144)와, 상기 설정된 방제 농약과 농약의 살포량 또는 살포시간 정보를 저장하는 저장기(145)를 포함하여 구성된다.

도 2와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따르는 제어부(140)의 동작은 다음과 같다.

우선, 덫(A)에 포획된 해충은 촬영부(110)에서 실시간으로 촬영된다.

그러면, 영상 처리부(110)는 촬영된 해충의 영상을 이진 변환하여 제1 송수신기(141)로 전송한다.

그러면 연산기(142)는 수신된 영상 정보를 저장부(130)로 전송하여 기 저장된 적어도 하나 이상의 해충정보와 비교하여 촬영된 영상의 해충 종류를 판단한다.

그 후 저장부(130)는 판단된 해충을 박멸하기 위한 최적의 농약을 선택하여 제1 송수신기(141)로 송신한다.

한편, 연산기(142)는 수신된 영상 정보를 토대로 해충의 수를 판단하여 상기 해충의 박멸에 적당한 농약량과 살포시간을 연산한다.

예를 들면, 일정한 공간에 포획된 해충의 수가 많을수록 이진데이터가 증가하는 것을 이용할 수 있다.

이와 같이 농약의 종류와 살포 농약량 또는 살포시간이 연산되면 그 결과를 제1 송수신기(141)가 조절부(170)로 송신한다.

바람직하게 제1 송수신기(141)의 송수신 방법은 무선 또는 유선 방식을 사용한다.

여기서, 제어자의 요청에 의해 연산된 결과를 디스플레이(143)에 표시할 수 있다.

그러면, 제어자는 입력기(144)를 통해 설정을 수동으로 조작할 수도 있다.

이와 같이 농약의 종류와 살포 농약량 또는 살포시간이 결정되면 저장기(145)에 저장한다.

이는 차후에 시스템(100)의 성능을 갱신하기 위한 자료로 활용될 수 있다.

또한, 저장기(145)는 하드디스크 드라이버와 같은 수단이 이용될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따르는 도 1의 제어부(140)에서 연산된 결과를 처리하기 위한 조절부(170)를 세부적으로 보여주는 블록도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면 본 발명의 실시 예에 따르는 도 1의 조절부(170)는 제1 송수신기(141)에서 농약의 종류와 살포 농약량 또는 살포시간 정보를 수신받는 제2 송수신기(171)와, 제2 송수신기(171)에서 수신된 농약의 살포시간 정보를 토대로 타이머(172)의 시간을 설정하고, 살포 농약량을 체크하기 위해서 농약 게이지 센서(173)를 확인하는 제어기(174)를 포함하여 구성된다.

도 3과 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따르는 조절부(170)의 동작은 다음과 같다.

우선, 제2 송수신기는 제1 송수신기(141)에서 농약의 종류와 살포 농약량 또는 살포시간 정보를 수신받는다.

그러면, 제어기(174)는 상기 살포시간 정보에 따라 타이머(172)를 설정한다.

여기서 타이머(172)는 릴레이(150)를 전기적으로 도통시키는 시간만큼 설정 된다.

즉, 릴레이(150)가 전기적으로 도통되면 농약 살포부(160)는 상기 설정된 시간만큼 기동하게 된다.

여기서 농약 살포부(160)를 전기적으로 도통하여 기동시키는 릴레이(150)와 타이머(172)의 상세한 설명은 다음의 도면들을 통해서 설명하기로 한다.

한편, 제어기(174)는 살포 농약량 정보에 따라 수신된 상기 농약의 종류가 담긴 용기의 게이지를 감시한다.

즉, 제어기(174)는 수신된 상기 살포 농약량만큼 농약이 살포되는지 감시하는 것이다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따르는 도 3의 조절부(170)에서 설정된 농약의 살포시간 및 살포량만큼 농약 살포부(160)가 실행하게끔 제어하는 릴레이(150)를 보여주는 블록도이다.

도 3과 도 4를 참조하면, 릴레이(150)는 타이머(172)와 농약 게이지 센서(173)와 전기적으로 연결되어 있다.

따라서 제어기(174)가 타이머(172)와 농약 게이지 센서(173)를 설정하면 릴레이(150)는 상기 설정된 시간 또는 설정된 농약의 양만큼이 살포되기까지 동작한다.

여기서 릴레이(150)의 동작은 농약 살포부(160)가 농약을 살포하도록 농약 살포부(160)를 전원(151)과 전기적으로 쇼트시키는 것을 의미한다.

따라서 본 발명에 따르는 자동 농약 살포 시스템(100)은 무인으로 기 설정되 는 값에 의해 온실의 해충을 박멸하기 위하여 농약을 살포할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따르는 자동 농약 살포 방법을 보여주는 순서도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따르는 자동 농약 살포 방법(500)은 해충감지 과정(S510)과, 해충판단 과정(S520)과, 농약 살포시간 및 살포량의 결정과정(S530) 및; 농약 살포과정(S540)을 포함하여 구성된다.

도 5와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따르는 자동 농약 살포 방법(500)의 진행은 다음과 같다.

우선 온실 내에 해충을 감식하기 위해 구비된 덫에 해충이 포획되면 실시간으로 촬영하여 해충을 감지한다(S510).

여기서, 촬영된 해충의 영상은 이진 변환되어 해충정보가 저장된 데이터베이스에서 촬영된 해충정보와 일치하는 해충의 종류를 검색한다(S520).

상기 검색에 따라 해충의 종류가 파악되면 상기 해충의 박멸에 적합한 농약을 선택한다(S530).

바람직하게, 상기 이진 변환된 데이터의 양에 따라 해충의 수를 파악할 수 있기 때문에 상기 적합한 농약의 살포량도 결정할 수 있다.

S530 과정에서는 해충의 종류와 농약의 종류 및 살포량이 결정된다.

따라서 상기 농약의 종류 및 살포량 정보를 토대로 농약 살포기를 기동하여 농약을 살포한다(S540).

이때, 농약 살포기에서 살포되는 농약의 양과 시간을 릴레이 또는 게이지 감지 센서를 통해 제어하여 필요한 만큼의 농약을 살포한다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따르는 자동 농약 살포 시스템을 보여주는 블록도.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따르는 도 1의 제어부(140)를 세부적으로 보여주는 세부 블록도.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따르는 도 1의 제어부(140)에서 연산된 결과를 처리하기 위한 조절부(170)를 세부적으로 보여주는 블록도.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따르는 도 3의 조절부(170)에서 설정된 농약의 살포시간 및 살포량만큼 농약 살포부(160)가 실행하게끔 제어하는 릴레이(150)를 보여주는 블록도.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따르는 자동 농약 살포 방법을 보여주는 순서도.

Claims

덫에 포획된 해충의 촬영을 위한 촬영부와;

상기 촬영부에서 촬영된 영상의 이진처리를 위한 영상 처리부와;

상기 영상 처리부에서 이진 처리된 영상의 판별을 위해 비교되는 적어도 하나 이상의 해충 이진처리 영상이 저장되고, 촬영된 상기 해충이 판별되면 박멸을 위한 적어도 하나 이상의 농약 정보를 저장하는 저장부 및;

상기 촬영부에서 촬영된 해충의 이진처리 영상과 상기 저장부에 저장된 적어도 하나 이상의 해충 이진처리 영상을 비교하여 상기 촬영된 해충의 종류와 개체수를 판별하고, 상기 판별된 해충의 박멸을 위해 적합한 농약을 상기 저장부에서 선택하여 상기 적합한 농약의 살포량과 살포시간을 결정하기 위한 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동 농약 살포 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 자동 농약 살포 시스템은

상기 제어부가 결정한 상기 적합한 농약의 농약 살포량 및 살포시간 정보를 수신받아 타이머로 농약의 살포시간을 설정하고 농약 게이지 센서로 농약의 살포량을 조절하기 위한 조절부와;

상기 조절부에 의해 상기 살포시간이 설정된 타이머와 상기 살포량이 설정된 농약 게이지 센서와 연결되어 상기 살포시간이 경과하거나 또는 상기 살포량이 초 과하면 전기적으로 오픈되는 릴레이 및;

상기 릴레이에 의해 전기적으로 도통되어 기동함으로써 상기 살포시간 또는 상기 살포량만큼 농약을 살포하는 농약 살포부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동 농약 살포 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 이진처리는

상기 덫은 백색(0)으로 표현하고, 상기 해충의 영상은 검정(1)으로 표시하는 는 것을 특징으로 하는 자동 농약 살포 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 제어부는

설정된 내용을 보여주기 위한 디스플레이와, 제어자가 설정을 변경할 수 있도록 제어명령을 입력하기 위한 입력부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 농약 살포 시스템.
해충을 촬영하는 과정과;

상기 촬영된 해충의 종류를 판단하는 과정과;

상기 판단된 해충의 박멸을 위한 농약의 종류와 살포량 및 살포시간을 결정 하는 과정과;

상기 결정된 정보에 따라 농약을 살포하는 과정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자동 농약 살포 방법.
제 5항에 있어서, 상기 해충의 종류를 판단하는 과정은

상기 촬영된 해충의 영상을 흑과 백으로 이진 처리하여 적어도 하나 이상의 해충의 정보가 담긴 영상들과 비교함으로써 상기 비교 정보가 가장 유사한 해충을 선택하여 상기 해충의 종류를 판단하는 것을 특징으로 하는 자동 농약 살포 방법.
제 5항에 있어서, 상기 농약을 살포하는 과정은

기 설정된 상기 살포시간 동안 타이머를 동작시켜 농약을 살포하는 기계와 전기적으로 연결된 릴레이를 전기적으로 도통시켜 타이머에 설정된 시간만큼 농약을 살포하는 것을 특징으로 하는 자동 농약 살포 방법.
제 5항에 있어서, 상기 농약을 살포하는 과정은

기 설정된 상기 살포량만큼을 감지하여 기 설정된 양만큼의 농약이 살포되도록 농약을 살포하는 기계와 전기적으로 연결된 릴레이를 전기적으로 도통시켜 상기 기계를 기동하게 하여 설정된 양만큼의 농약을 살포하는 것을 특징으로 하는 자동 농약 살포 방법.