KR20120108625A - 실내 환경 제어 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실내 환경 제어 방법 및 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실내 공간(예를 들어, 온실 등)의 환경적 요인을 실시간으로 모니터링하고, 이상상황이 발생하면 해당 이상상황을 해결할 수 있도록 실내 환경을 개선하는 제어를 수행하도록 것이다.
특히, 본 발명은 해당 이상상황의 발생요인이 센서 및/또는 설비(장치)의 오작동에 의한 것인지를 판별하고, 센서 및/또는 설비(장치)의 오작동에 의하여 이상상황이 발생한 경우에는 해당 감지데이터를 폐기하고, 센서 및/또는 설비(장치)가 정상적으로 작동될 경우에만 해당 감지데이터에 의한 실내 환경을 제어함으로써, 실내 환경 제어 시스템의 신뢰성을 향상시키고 해당 센서 및/또는 감지대상장치(설비)의 오작동 여부를 신속하고 정확하게 판단할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 실내 환경 제어 방법 및 시스템은 이미 설치되어 있는 시스템에도 적용이 용이하며, 사무실이나 공장 등의 실내 공기 조화 시스템, 원격 방법 시스템과 같은 다양한 분야에 적용이 가능하다.
따라서 실내 공기 조화 시스템 분야를 비롯한 다양한 원격 감시 시스템 분야 등에 대한 경쟁력을 향상시키는 효과가 있다.

Description

실내 환경 제어 방법 및 시스템{Method and system for control of indoor environment}
본 발명은 실내 환경 제어 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실내 공간(예를 들어, 온실 등)의 환경적 요인을 실시간으로 모니터링하고, 이상상황이 발생하면 해당 이상상황을 해결할 수 있도록 실내 환경을 개선하는 제어를 수행하는 것이다.
특히, 본 발명은 이상상황의 발생요인이 센서 및/또는 설비(장치)의 오작동에 의한 것인지를 판별하고, 센서 및/또는 설비(장치)의 오작동에 의하여 이상상황이 발생한 경우에는 해당 감지데이터를 폐기하고, 센서 및/또는 설비(장치)가 정상적으로 작동될 경우에만 해당 감지데이터에 기초하여 실내 환경을 제어함으로써, 실내 환경 제어 시스템의 신뢰성을 향상시키는 것이다.
비닐하우스 등의 온실에서 농작물을 재배함에 있어, 해당 작물이 보다 잘 자라도록 온실의 내부 환경을 조절해줄 필요가 있다.
이를 위하여, 온실 환경을 조절하기 위한 시스템은 다양한 센서 및 엑츄에이터(Actuator)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서로는 광합성 정도를 확인하기 위한 산소/이산화탄소 감지센서, 광량을 확인하기 위한 조도센서, 토양의 상태(온도, 습도, 전기전도도 등)를 확인하기 위한 토양센서, 실내 공기에 포함된 습도를 확인하기 위한 습도센서, 농작물의 상태를 파악하기 위한 엽온, 엽습온 센서 등을 구비할 수 있다. 그리고 엑츄에이터는 각 센서들의 감지데이터에 따라 창문의 개폐, 광원의 세기 조절, 냉온풍기 작동, 환풍기 작동 및 램프 작동 등을 수행할 수 있다.
한편, 해당 시스템은 각 센서들로부터 전송되는 감지데이터의 정당성(유효성)을 스스로 판단할 수 있는 방법이 없었다.
다시 말해, 센서가 오동작을 하여 잘못된 감지데이터가 수신되는 경우에도, 해당 시스템은 수신된 감지데이터에 따라 내부 설비들을 제어하게 되므로, 오히려 잘못된 실내 환경 제어를 수행하는 경우가 빈번하게 발생하였다.
이를 해결하기 위한 방법으로, 각 센서마다 별도의 오작동 감지 모듈 등을 탑재할 수도 있으나, 온실 내부에 설치되는 센서의 개수가 많아짐에 따라 전체적인 설비비용이 급격하게 증가하게 되어, 해당 시스템을 설치 및 운용하고자 하는 사용자에게는 부담이 될 수밖에 없었다.
또한, 해당 시스템은 센서가 정상적으로 작동한 상태에서, 내부 설비의 동작에 따라 일시적으로 이상상황이 발생한 경우에도 이에 따른 감지데이터를 정당한 데이터로 판단(센서는 정상으로 작동하므로)하여 추가적으로 설비를 제어하게 되고, 일시적인 이상상황이 사라진 이후에도 불필요한 설비의 제어가 지속적으로 수행되므로, 원하는 환경 제어가 효율적으로 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 센서로부터 이상상황이 감지될 경우, 해당 센서의 감지데이터를 분석하여 센서 및 설비(장치)의 오작동 여부를 판단하고, 그 결과에 따라 실내 환경을 신속하고 효율적으로 제어할 수 있는 실내 환경 제어 방법 및 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 센서 및 설비(장치)의 오작동 여부 판단 방법으로, 별도의 오작동 감지 모듈을 적용하지 않고, 해당 센서로부터 전송되는 감지데이터의 분석에 의해 판단함으로써, 시스템의 설비비용을 최소화할 수 있는 실내 환경 제어 방법 및 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
특히, 본 발명에 의한 실내 환경 제어 방법 및 시스템은 이미 설치되어 있는 시스템에도 적용이 용이하도록 하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 실내 환경 제어 방법은, a) 대상물에 상응하는 환경조건 기준정보를 기초로 다수의 센서를 통해 전송된 감지데이터를 확인하는 단계; b) 상기 다수의 센서 중 적어도 하나를 통해 해당 환경조건에 대한 이상상황을 감지한 경우, 해당 감지데이터를 분석하고, 상기 다수의 센서와 다수의 제어대상장치 중 적어도 하나의 정상동작 여부를 확인하는 단계; c) 상기 확인 결과에 기초하여, 해당 감지데이터의 유효성을 판단하는 단계; 및 d) 해당 감지데이터가 유효한 경우, 상기 이상상황에 대응하는 이상상황 해결방법에 기초하여 상기 확인결과에 따라 정상동작이 가능한 제어대상장치 중 적어도 하나를 제어하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 a) 단계는, a-1) 상기 다수의 센서 및 제어대상장치 중 적어도 하나의 오작동 여부를 검사하는 과정; a-2) 상기 검사결과에 기초하여, 전체 시스템의 제어 가능여부를 확인하는 과정; 및 a-3) 상기 확인결과, 해당 시스템의 제어가 가능한 경우 자동제어를 실행하는 과정을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 a-3) 과정은, 상기 확인결과, 해당 시스템의 제어가 불가능한 경우 수동입력된 정보에 대응하여 제어대상장치를 제어하는 과정을 더 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 a-1) 과정 이전에 상기 다수의 센서 및 다수의 제어대상장치 중 적어도 하나를 초기화할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 상기 a-2) 과정은, a-2-1) 상기 검사결과를 출력하는 과정; a-2-2) 해당 시스템의 제어 가능여부를 입력받는 과정; 및 a-2-3) 상기 입력받은 정보에 따라 해당 시스템의 제어 가능여부를 확인하는 과정을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 d) 단계는, 해당 감지데이터가 유효하지 않은 경우, 상기 전송된 감지데이터를 폐기하는 과정을 더 포함할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 상기 d) 단계는, d-1) 상기 이상상황 해결방법에 기초하여 제어대상장치를 검색하는 과정; 및 d-2) 상기 검색된 제어대상장치 중 우선순위가 높은 제어대상장치를 제어하는 과정을 더 포함할 수 있다.
또 다른 일 실시예에서, 상기 d) 단계는, d-1) 상기 이상상황 해결방법에 기초하여 제어대상장치를 검색하는 과정; d-2) 상기 검색결과, 해당 제어대상장치가 없는 경우 대용 가능한 제어대상장치를 검색하는 과정; 및 d-3) 상기 대용가능한 제어대상장치를 제어하는 과정을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 b) 단계는, b-1) 상기 감지데이터를 분석하여 센싱(Sensing)값 및 블록 평균값을 산출하는 과정; b-2) 이전 센싱값과 현재 센싱값의 차이가 제1 기준값보다 크고, 현재 센싱값과 블록 평균값의 차이가 제2 기준값보다 큰 경우, 센서오류카운트를 증가시키는 과정; 및 b-3) 상기 센서오류카운트가 제1 임계값 이상인 경우 해당 센서가 오작동한 것으로 판단할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 상기 b) 단계는, b-1) 상기 감지데이터를 분석하여 센싱(Sensing)값 및 블록 평균값을 산출하는 과정; b-2) 이전 센싱값과 현재 센싱값의 차이가 제1 기준값보다 작고, 이전 블록 평균값과 현재 블록 평균값의 차이가 제3 기준값보다 작은 경우, 장치오류카운트를 증가시키는 과정; 및 b-3) 상기 장치오류카운트가 제2 임계값 이상인 경우 해당 제어대상장치가 오작동한 것으로 판단하는 과정을 더 포함할 수 있다.
또 다른 일 실시예에서, 상기 b) 단계는, b-1) 상기 감지데이터를 분석하여 센싱(Sensing)값, 블록 평균값 및 섹터 평균값을 산출하는 과정; b-2) 이전 센싱값과 현재 센싱값의 차이가 제1 기준값보다 크고, 현재 센싱값과 현재 블록 평균값의 차이가 제2 기준값보다 작으며, 블록 평균값과 섹터 평균값의 차이가 제4 기준값보다 큰 경우, 장치오류카운트를 확인하는 과정; 및 b-3) 상기 확인결과, 장치오류카운트가 ＇0＇보다 큰 경우 해당 장치오류카운트를 감소시키고 해당 제어대상장치의 제어를 유지하는 과정을 더 포함할 수 있다.
또 다른 일 실시예에서, 상기 b) 단계는, b-1) 상기 감지데이터를 분석하여 센싱(Sensing)값, 블록 평균값 및 섹터 평균값을 산출하는 과정; 및 b-2) 이전 센싱값과 현재 센싱값의 차이가 제1 기준값보다 크고, 현재 센상값과 현재 블록 평균값의 차이가 제2 기준값보다 작으며, 블록 평균값과 섹터 평균값의 차이가 제4 기준값보다 작은 경우, 해당 제어대상장치의 제어를 중단하는 과정을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실내 환경 제어 시스템은, 적어도 하나의 섹터, 상기 섹터에 포함되는 적어도 하나의 블록, 상기 블록에 포함되는 적어도 하나의 센서 및 제어대상장치; 및 상기 적어도 하나의 센서를 통해 전송된 감지데이터를 확인하고, 해당 센서로부터 이상상황을 감지한 경우, 해당 감지데이터를 분석하고, 상기 적어도 하나의 센서 및 제어대상장치 중 적어도 하나의 정상동작 여부를 확인하여 해당 감지데이터의 유효성을 판단하는 환경제어서버를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 환경제어서버는 상기 확인결과, 감지데이터가 유효한 경우 상기 이상상황에 대응하는 이상상황 해결방법에 기초하여 상기 확인결과에 따라 정상동작이 가능한 제어대상장치 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 상기 환경제어서버는 상기 확인결과, 감지데이터가 유효하지 않은 경우 해당 감지데이터를 폐기할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 센서 및 제어대상장치는 실내공간의 일측에 이동가능하도록 설치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제어대상장치는 적어도 하나의 촬영장치를 포함하고, 상기 환경제어서버는 상기 센서로부터 이상상황을 감지한 경우, 상기 촬영장치를 이동시켜 상기 이상상황이 감지된 지역을 촬영할 수 있다. 다른 예로, 상기 환경제어서버는 상기 촬영된 영상을 분석하여 이상상황의 원인을 분석하고, 상기 분석결과에 따른 이상상황 해결방법을 결정할 수 있다. 또 다른 예로, 상기 실내 환경 제어 시스템은 사용자단말기를 더 포함하고, 상기 환경제어서버는 상기 촬영된 영상을 상기 사용자단말기로 전송할 수 있다. 또 다른 예로, 상기 환경제어서버는 상기 사용자단말기로부터 전송된 영상에 따른 이상상황 해결방법을 수신할 수 있다.
상기와 같은 해결수단에 의해, 본 발명은 센서 및 감지대상장치의 내부에 오작동 감지 모듈이 없더라도, 센서에서 전송되는 감지데이터를 분석하여 해당 센서 및/또는 감지대상장치(설비)의 오작동 여부를 신속하고 정확하게 판단할 수 있다.
따라서 상대적으로 저가의 센서를 사용하더라도 효율적으로 실내의 환경적 요인에 대한 제어를 충분히 달성할 수 있는 효과가 있다.
특히, 본 발명에 의한 실내 환경 제어 방법 및 시스템은 이미 설치되어 있는 시스템에도 적용이 용이하다는 장점이 있다. 다시 말해, 기존에 설치된 시스템의 프로그램을 업데이트 하는 것만으로도 본 발명의 효과를 충분히 얻을 수 있다.
또한, 일시적인 이상상황에 의하여 불필요한 제어가 수행되는 것을 방지함으로써, 효율적인 자원관리가 가능해짐은 물론 불필요한 에너지의 낭비를 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 본 발명의 실시예에서 설명된 온실뿐만 아니라. 다양한 네트워크 시스템에 적용이 용이하다. 예를 들어, 사무실이나 공장 등의 실내 공기 조화 시스템에도 적용이 가능하며, 원격 방법 시스템과 같은 다양한 분야에 적용이 가능한 것이다.
따라서 실내 공기 조화 시스템 분야를 비롯한 다양한 원격 감시 시스템 분야 등에 대한 경쟁력을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 실내 환경 제어 방법의 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.
도 2는 도 1을 수행하기 위한 전처리 과정에 대한 일 실시예를 설명하는 순서도이다.
도 3은 본 발명에 의한 실내 환경 제어 방법의 다른 실시예를 설명하는 순서도이다.
도 4는 도 3의 이상상황 발생에 따른 해결방법에 대한 일 실시예를 설명하는 순서도이다.
도 5는 도 3의 이상상황 발생에 따른 해결방법에 대한 다른 실시예를 설명하는 순서도이다.
도 6은 도 1의 단계 ＂S120＂에 대한 일 실시예를 설명하는 순서도이다.
도 7은 본 발명에 의한 실내 환경 제어 시스템의 일 실시예를 설명하는 구성도이다.
도 8은 도 7을 적용한 온실 감시 시스템의 일 실시예를 설명하는 개념도이다.
본 발명에 따른 실내 환경 제어 방법 및 시스템에 대한 예는 다양하게 적용할 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시 예에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 실내 환경 제어 방법의 일 실시예를 설명하는 흐름도이다. 이하에서 본 발명에 의한 실내 환경 제어 방법은 환경 제어 대상 지역에 설치된 서버(예를 들어, 도 7의 도면부호 ＇120＇ 환경제어서버)에서 수행될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 실내 환경 제어 방법은, 대상물에 상응하는 환경조건 기준정보를 기초로 다수의 센서를 통해 전송된 감지데이터를 확인한다(단계 S110). 예를 들어, 대상물은 농작물을 포함할 수 있고, 환경조건 기준정보는 해당 농작물이 잘 자라는 환경에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이때, 센서는 광합성 정도를 확인하기 위한 산소/이산화탄소 감지센서, 광량을 확인하기 위한 조도센서, 토양의 상태(온도, 습도, 전기전도도 등)를 확인하기 위한 토양센서, 실내 공기에 포함된 습도를 확인하기 위한 습도센서, 농작물의 상태를 파악하기 위한 엽온, 엽습온 센서를 포함할 수 있다.
만약, 다수의 센서 중 적어도 하나를 통해 해당 환경조건에 대한 이상상황을 감지한 경우, 해당 감지데이터를 분석하고, 다수의 센서와 다수의 제어대상장치 중 적어도 하나의 정상동작 여부를 확인한다(단계 S120). 예를 들어, 제어대상장치는 병충해 등의 이상상태를 확인하기 위한 카메라 등의 촬영장치, 센서 및 촬영장치를 이동시키는 이송장치, 물이나 병충해 방지 및 치료약을 분사하는 분사장치를 포함할 수 있다.
그리고 상기 확인 결과에 기초하여, 해당 감지데이터의 유효성을 판단한다(단계 S130). 일 실시예에서, 해당 센서에서 전송된 감지데이터에서 추출된 값들과 기준값을 비교하고, 비교 결과에 따라 현재 상태를 분석 및 유추할 수 있다. 감지데이터에서 추출된 값들과 기준값을 비교하고 현재 상태를 유추하는 방법에 대한 구체적인 실시예는 하기에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
만약, 해당 감지데이터가 유효한 경우, 상기 이상상황에 대응하는 이상상황 해결방법에 기초하여 확인결과에 따라 정상동작이 가능한 제어대상장치 중 적어도 하나를 제어한다(단계 S140). 일 실시예에서, 동일한 기능을 수행하는 제어대상장치가 다수개 존재하면 이중 하나를 선택하여 제어할 수 있다. 다른 일 실시예에서, 요구되는 제어대상장치가 존재하지 않는 경우 해당 제어대상장치와 동일한 기능을 수행하지는 않으나 유사한 기능을 수행하는 제어대상장치가 존재하는 경우 해당 제어대상장치를 제어할 수 있다.
도 2는 도 1을 수행하기 위한 전처리 과정에 대한 일 실시예를 설명하는 순서도이다.
도 2를 참조하면, 실내 환경 제어 시스템이 가동되면, 해당 시스템에 포함된 다수의 센서 및 제어대상장치를 초기화할 수 있고(단계 S201), 요구되는 환경조건 기준정보를 호출할 수 있다(단계 S202).
이후, 센서는 작동되고 제어대상장치는 작동되지 않는 상태에서 센서의 오작동 여부를 검사할 수 있다(단계 S203). 일 실시예에서, 센서의 오작동 여부는 센서로부터 전송되는 감지데이터를 일정시간동안 확인한 후, 입력되는 감지데이터와 이전에 입력된 감지데이터들을 비교하여 판단할 수 있다. 예를 들어, 이전 감지데이터와 현재 감지데이터의 차이가 큰 경우 환경의 변화보다는 센서가 오작동한 것으로 판단하는 것이 바람직하다. 보다 정확한 판단을 위해서는 해당 센서가 위치한 지역과 인접한 지역의 감지데이터와 비교하고, 두 지역의 감지데이터 차이가 작은 경우 환경이 변화된 것으로 판단할 수 있고, 두 지역의 감지데이터 차이가 큰 경우 해당 센서가 오작동한 것으로 판단할 수 있다. 이러한 판단 기준은 하기에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
시스템에 포함된 센서의 오작동 검사가 완료되면(단계 S203), 해당 검사결과를 출력한다(단계 S204). 일 실시예에서, 검사결과의 출력은 대상지역에 설치된 환경제어서버를 통해 출력될 수 있다. 다른 일 실시예에서, 검사결과의 출력은 원격지의 사용자단말기로 전송되어 출력될 수 있다.
센서의 오작동 검사 결과, 정상적으로 작동되는 센서들을 이용하여 해당 시스템의 감시 및 제어가 가능한 경우(단계 S205), 해당 시스템에 포함된 다수의 제어대상장치에 대한 자동제어를 실행할 수 있다(단계 S206). 일 실시예에서, 해당 시스템의 감시 및 제어 가능여부의 판단은 환경제어서버에서 수행될 수 있다. 다른 일 실시예에서, 해당 시스템의 감시 및 제어 가능여부의 판단은 사용자(관리자)에 의해 결정되어 사용자단말기로부터 전송받을 수 있다.
만약, 적어도 일부의 센서들이 오작동하여 해당 시스템의 자동제어가 어려운 경우(단계 S205), 해당 시스템에 포함된 제어대상장치들은 원격지에서 사용자가 사용자단말기를 통해 수동제어할 수 있다(단계 S207). 예를 들어, 사용자단말기는 PC, PAD, 스마트폰 및 셀룰러폰을 포함할 수 있다.
이후, 제어대상장치가 동작하면 센서 및 제어대상장치의 오동작 여부를 지속적으로 확인할 수 있다.
도 3은 본 발명에 의한 실내 환경 제어 방법의 다른 실시예를 설명하는 순서도이다.
도 3을 참조하면, 도 2의 과정을 통해 제어대상장치의 자동제어가 실행되면(단계 S301) 센서로부터 감지데이터를 전송받아 분석할 수 있고(단계 S302), 이상상황 발생 여부를 확인할 수 있다(단계 S303). 일 실시예에서, 이상상황이 발생하지 않은 경우 현재의 제어대상장치에 대한 제어를 지속할 수 있다.
이상상황이 발생한 경우(단계 S303), 센서의 오작동 여부를 확인할 수 있다(단계 S304).
만약, 센서의 오작동이 확인되면(단계 S305) 단계 ＂S302＂에서 전송된 감지데이터는 폐기할 수 있다(단계 S306), 일 실시예에서, 감지데이터가 폐기되면 해당 센서로부터 전송되는 감지데이터를 일정시간동안 수신하지 않을 수 있다. 다른 일 실시예에서, 감지데이터가 폐기되면 해당 센서로부터 전송되는 감지데이터를 지속적으로 수신하여 해당 센서의 정상작동 여부를 확인할 수 있다. 여기서, 해당 센서의 동작이 정상적으로 복구될 때까지 전송되는 감지데이터는 확인과정이 끝나면 바로 폐기될 수 있다.
센서가 정상적으로 작동한 경우(단계 S305), 이동가능하도록 설치된 카메라를 해당 센서의 감지대상지역의 위치로 이동시켜 해당 감지대상지역의 영상을 획득할 수 있다(단계 S307).
획득된 영상은 해당 센서로부터 전송된 감지데이터와 더불어 환경제어서버 또는 사용자단말기에 출력될 수 있다(단계 S308).
사용자(관리자)는 출력된 영상 및 감지데이터를 확인하고 해당 이상상황(예를 들어, 병충해)에 대한 정보를 분석할 수 있다(단계 S309). 일 실시예에서, 환경제어서버는 해당 영상을 영상인식처리하여 해당 이상상황을 분석할 수 있다.
분석 결과, 해당 이상상황을 해결하는 방법이 존재할 경우(단계 S310), 해당 해결 방법에 따른 제어대상장치를 선택하여 제어할 수 있고(단계 S311), 해당 제어대상장치의 제어가 완료되면 그 결과를 화면에 디스플레이할 수 있다(단계 S312).
도 4는 도 3의 이상상황 발생에 따른 해결방법에 대한 일 실시예를 설명하는 순서도이다.
도 4를 참조하면, 센서를 통해 전송된 감지데이터의 분석결과, 이상상황이 발생하면(단계 S401), 해결방법을 확인하고 이에 따른 제어대상장치의 목록을 검색할 수 있다(단계 S402). 일 실시예에서, 이상상황별 해결방법은 환경제어서버에 저장될 수 있다. 다른 일 실시예에서, 이상상황별 해결방법은 원격지의 사용자단말기로부터 전송받을 수 있다.
검색이 완료되면, 목록에 포함된 제어대상장치들의 우선순위를 확인할 수 있다(단계 S403). 일 실시예에서, 우선순위는 감지대상지역에 인접한 순서대로 부여될 수 있다. 다른 일 실시예에서, 우선순위는 해결방법에 대응하여 부여될 수 있다.
우선순위가 확인되면, 목록에 포함된 제어대상장치들 중 우선순위가 가장 높은 제어대상장치의 오작동 여부를 확인할 수 있고(단계 S404), 해당 제어대상장치가 정상적으로 작동하면 해당 제어대상장치를 제어할 수 있고(단계 S408), 그 결과를 화면에 디스플레이할 수 있다(단계 S409).
만약, 최우선순위의 제어대상장치가 정상적으로 작동하지 않은 경우, 다음 우선순위의 제어대상장치에 대하여 오작동 여부를 확인할 수 있다(단계 S406). 일 실시예에서, 다음 우선순위의 제어대상장치도 정상적으로 작동하지 않은 경우, 그 다음 우선순위의 제어대상장치에 대하여 오작동 여부를 확인할 수 있으며, 정상적으로 작동하는 제어대상장치가 검색될 때까지 반복할 수 있다.
정상적으로 작동하는 제어대상장치를 확인하면(단계 S407), 해당 제어대상장치를 제어할 수 있고(단계 S408), 그 결과를 화면에 디스플레이할 수 있다(단계 S409).
이상에서, 도 4는 동일한 기능을 수행하는 제어대상장치가 복수개 존재하는 경우에 대하여 설명하였으며, 동일한 기능을 수행하는 제어대상장치가 없는 경우에 대해서는 하기에서 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
도 5는 도 3의 이상상황 발생에 따른 해결방법에 대한 다른 실시예를 설명하는 순서도이다.
도 5를 참조하면, 센서를 통해 전송된 감지데이터의 분석결과, 이상상황이 발생하면(단계 S501) 해결방법을 확인할 수 있고(단계 S502) 이에 따른 제어대상장치를 검색하여(단계 S503) 오작동 여부를 확인할 수 있다(단계 S504).
해당 제어대상장치가 정상적으로 작동하면 해당 제어대상장치를 제어할 수 있고(단계 S506), 그 결과를 화면에 디스플레이할 수 있다(단계 S510).
만약, 해당 제어대상장치가 정상적으로 작동하지 않으면, 유사한 기능을 수행할 수 있는 대응장치를 검색할 수 있고(단계 S507), 검색된 대응장치를 제어할 수 있으며(단계 S509), 그 결과를 화면에 디스플레이할 수 있다(단계 S510).
이때, 대응장치가 검색되지 않은 경우(단계 S508), 사용자(관리자)에게 이를 알려주는 메시지를 출력할 수 있다(단계 S510).
도 6은 도 1의 단계 ＂S120＂에 대한 일 실시예를 설명하는 순서도이다.
도 6을 참조하면, 환경제어서버는 전송받은 감지데이터를 분석하여 센싱(Sensing)값, 블록 평균값 및 섹터 평균값을 산출할 수 있다(단계 S601). 일 실시예에서, 전체 대상지역은 적어도 두 개의 섹터로 구획할 수 있고, 하나의 섹터는 적어도 두 개의 블록으로 구획할 수 있으며, 하나의 블록은 적어도 두 개의 센서를 포함할 수 있다.
이전 센싱값(BD, BeforeData)과 현재 센싱값(CD, CurrentData)의 차이가 제1 기준값(예를 들어, 3)보다 크고(단계 S602), 현재 센싱값과 블록 평균값(BA, BlockAve)의 차이가 제2 기준값(예를 들어, 3)보다 큰 경우(단계 S603), 센서오류카운트(SEC, SensorErrCount)를 증가(예를 들어, 0.5)시킬 수 있다(단계 S604).
센서오류카운트가 제1 임계값(LSEC, LimitSensorErrCount) 이상인 경우(단계 S605) 해당 센서가 오작동한 것으로 판단할 수 있고(단계 S606), 그 결과를 화면에 디스플레이할 수 있다(단계 S611).
이전 센싱값과 현재 센싱값의 차이가 제1 기준값보다 작고(단계 S602), 이전 블록 평균값과 현재 블록 평균값의 차이가 제3 기준값(예를 들어, 3)보다 작은 경우(단계 S607), 장치오류카운트를 증가시킬 수 있다(단계 S608).
장치오류카운트가 제2 임계값(LDEC, LimitDeviceErrCount) 이상인 경우(단계 S609) 해당 제어대상장치가 오작동한 것으로 판단할 수 있고(단계 S610), 그 결과를 화면에 디스플레이할 수 있다(단계 S611).
이전 센싱값과 현재 센싱값의 차이가 제1 기준값보다 크고(단계 S602), 현재 센싱값과 현재 블록 평균값의 차이가 제2 기준값보다 작으며(단계 S603), 블록 평균값과 섹터 평균값(SA, SectorAve)의 차이가 제4 기준값(예를 들어, 3)보다 큰 경우(단계 S612), 장치오류카운트를 확인할 수 있다.
확인결과, 장치오류카운트가 ＇0＇보다 큰 경우(단계 S612) 해당 장치오류카운트를 감소(예를 들어, 1 감소)시키고(단계 S614) 해당 제어대상장치의 제어를 유지할 수 있다(단계 S615).
이전 센싱값과 현재 센싱값의 차이가 제1 기준값보다 크고(단계 S602), 현재 센싱값과 현재 블록 평균값의 차이가 제2 기준값보다 작으며(단계 S603), 블록 평균값과 섹터 평균값의 차이가 제4 기준값보다 작은 경우(단계 S604), 해당 제어대상장치의 제어를 중단할 수 있다.
도 7은 본 발명에 의한 실내 환경 제어 시스템의 일 실시예를 설명하는 구성도이다.
도 7을 참조하면, 실내 환경 제어 시스템(100)은 센서(110), 환경제어서버(120), 사용자단말기(130) 및 제어대상장치(140)를 포함한다.
센서(110)는 감지대상지역에 설치되어 감지대상요소에 대응하여 구비될 수 있다. 예를 들어, 감지대상지역에 농작물이 재배되고 감지대상요소가 광합성량, 광량, 토양정보, 대기 습도, 농작물 상태를 포함할 경우, 센서는 산소/이산화탄소 센서, 조도센서, 토양센서, 습도센서, 엽온/엽습온 센서를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 센서(110)는 다수의 센서(110)가 하나의 모듈로 구성되어 각 블록마다 설치될 수 있다. 예를 들어, 모듈화된 센서(110)는 해당 블록 내에서 이동가능하도록 설치될 수 있다. 다른 예로, 모듈화된 센서(110)는 해당 블록을 포함하는 섹터 내에서 이동가능하도록 설치될 수 있다.
환경제어서버(120)는 적어도 하나의 센서(110)를 통해 전송된 감지데이터를 확인하고, 해당 센서(110)로부터 이상상황을 감지한 경우, 해당 감지데이터를 분석하고, 적어도 하나의 센서(110) 및 제어대상장치(140) 중 적어도 하나의 정상동작 여부를 확인하여 해당 감지데이터의 유효성을 판단한다. 다시 말해, 환경제어서버(120)는 전체 감지대상지역에 대한 센서의 감지데이터를 수집하여 분석하고, 그에 따른 제어대상장치(140)의 동작 제어를 수행할 수 있다.
환경제어서버(120)는 수집된 감지데이터의 확인결과, 감지데이터가 유효한 경우 이상상황에 대응하는 이상상황 해결방법에 기초하여 해당 확인결과에 따라 정상동작이 가능한 제어대상장치(140) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 환경제어서버(120)는 분석하여 확인된 감지데이터가 유효하지 않은 경우 해당 감지데이터를 폐기할 수 있다.
환경제어서버(120)는 센서(110) 및 제어대상장치(140)와 근거리 유선 통신망으로 연결될 수 있으며, 사용자단말기(130)와 유무선 통신망으로 연결될 수 있다. 환경제어서버(120)의 구체적인 내부 구성은 연결되는 각 구성요소 및 당업자의 요구에 따라 다양하게 변형되어 적용될 수 있으므로, 본 발명에서는 특정한 것에 한정하지 않음은 당연하다.
사용자단말기(130)는 환경제어서버(120)와 연동하여 센서(110)의 감지데이터를 확인하고 필요에 따라 제어대상장치(140)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 사용자단말기(130)는 개인용컴퓨터(131), 셀룰러폰(132), PDA(133) 및 스마트폰(134)을 포함할 수 있다.
사용자단말기(130)는 제어대상장치(140) 중 촬영장치로부터 전송되는 영상을 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자는 사용자단말기(130)를 통해 촬영장치의 이동 및 움직임을 제어하여 원하는 지역의 영상을 확인할 수 있다.
제어대상장치(140)는 이상상황에 대응하는 해결방법이 수행될 수 있도록 동작될 수 있다. 예를 들어, 제어대상장치(140)는 창문개폐장치, 광원제어장치, 이동형 영상취득장치(촬영장치), 냉온풍기, 환풍기, 이산화탄소 공급장치 및 관수장치를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 해결방법이 환기인 경우 실내공기를 환기시킬 수 있도록 창문을 개방하고 환풍기를 동작시킬 수 있다. 다른 일 실시예에서, 해결방법이 광량 증가인 경우 실내에 설치된 조명등을 턴온시킬 수 있다. 일 실시예에서, 제어대상장치(140)는 센서(110)와 함께 모듈화되어 구성될 수 있다.
도 8은 도 7을 적용한 온실 감시 시스템의 일 실시예를 설명하는 개념도이다.
도 8을 참조하면, 농작물을 재배하는 온실(예를 들어, 비닐하우스)(800)의 내부에는 센서(111), 카메라(141), 이동레일(142), 조명등(143), 환풍기(144), 관수노즐(145) 및 관수라인(146)이 설치될 수 있다.
센서(111) 및 카메라(141)는 모듈로 일체화되어 이동레일(142)에 이동가능하도록 설치될 수 있다. 일 실시예에서, 하나의 이동레일(142)에는 동일한 센서(111) 및 카메라(141) 모듈이 다수개 설치될 수 있다. 예를 들어, 온실(800)의 전체지역에 하나의 이동레일(142)을 설치하고, 이동레일(142)에 설치된 다수의 모듈이 섹터 또는 블록별로 이동가능하도록 설치될 수 있다. 일 실시예에서, 센서(111) 및 카메라(141)를 포함하는 모듈은 회동가능하도록 구성될 수 있다. 다른 일 실시예에서, 카메라(141)는 상하회전이 가능하도록 설치될 수 있다. 또 다른 일 실시예에서, 모듈은 상하이동이 가능하도록 구성될 수 있다.
이동레일(142)은 온실(800)의 상부에 고정되어 설치될 수 있다. 일 실시예에서, 이동레일(142)은 온실(800) 상부의 중앙에 길이방향으로 설치될 수 있다. 다른 일 실시예에서, 이동레일(142)은 온실(800) 상부의 양측에 길이방향으로 설치될 수 있다. 또 다른 일 실시예에서, 이동레일(142)은 온실(800) 상부의 둘레를 이어서 설치될 수 있다. 이 외에도 당업자의 요구에 따라 다양한 형태로 이동레일(142)을 설치할 수 있다. 따라서 카메라(141)는 다양한 형태로 설치된 이동레일(142)을 따라 이동하면서, 이상상황이 발생한 지역을 촬영하여 전송할 수 있다.
조명등(143) 및 환풍기(144)도 환경제어서버(120)의 제어에 의해 턴온 및 턴오프 동작되며, 관수노즐(145)의 개폐도 환경제어서버(120)에서 제어될 수 있다.
일 실시예에서, 관수라인(146)이 플랙시블 형태의 관으로 설치될 경우, 관수노즐(145)을 센서(111) 및 카메라(141) 모듈에 포함하여 설치할 수 있다.
이 외에도, 대상물의 종류 및 당업자의 요구에 따라 다양한 센서 및 제어대상장치가 온실(800)에 설치될 수 있으며, 설치되는 모든 구성요소는 환경제어서버(120)에 의해 오동작 여부 확인 및 동작 제어가 이루어질 수 있다.
이상에서 본 발명에 의한 실내 환경 제어 방법 및 시스템에 대하여 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지는 것이므로, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 실내 환경 제어 시스템
110 : 센서 120 : 환경제어서버
130 : 사용자단말기 140 : 제어대상장치

Claims (20)

  1. a) 대상물에 상응하는 환경조건 기준정보를 기초로 다수의 센서를 통해 전송된 감지데이터를 확인하는 단계;
    b) 상기 다수의 센서 중 적어도 하나를 통해 해당 환경조건에 대한 이상상황을 감지한 경우, 해당 감지데이터를 분석하고, 상기 다수의 센서와 다수의 제어대상장치 중 적어도 하나의 정상동작 여부를 확인하는 단계;
    c) 상기 확인 결과에 기초하여, 해당 감지데이터의 유효성을 판단하는 단계; 및
    d) 해당 감지데이터가 유효한 경우, 상기 이상상황에 대응하는 이상상황 해결방법에 기초하여 상기 확인결과에 따라 정상동작이 가능한 제어대상장치 중 적어도 하나를 제어하는 단계를 포함하는 실내 환경 제어 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 a) 단계는
    a-1) 상기 다수의 센서 및 제어대상장치 중 적어도 하나의 오작동 여부를 검사하는 과정;
    a-2) 상기 검사결과에 기초하여, 전체 시스템의 제어 가능여부를 확인하는 과정; 및
    a-3) 상기 확인결과, 해당 시스템의 제어가 가능한 경우 자동제어를 실행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 환경 제어 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 a-3) 과정은
    상기 확인결과, 해당 시스템의 제어가 불가능한 경우 수동입력된 정보에 대응하여 제어대상장치를 제어하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 환경 제어 방법.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 a-1) 과정 이전에
    상기 다수의 센서 및 다수의 제어대상장치 중 적어도 하나를 초기화하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 환경 제어 방법.
  5. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 a-2) 과정은
    a-2-1) 상기 검사결과를 출력하는 과정;
    a-2-2) 해당 시스템의 제어 가능여부를 입력받는 과정; 및
    a-2-3) 상기 입력받은 정보에 따라 해당 시스템의 제어 가능여부를 확인하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 환경 제어 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 d) 단계는
    해당 감지데이터가 유효하지 않은 경우, 상기 전송된 감지데이터를 폐기하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 환경 제어 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 d) 단계는
    d-1) 상기 이상상황 해결방법에 기초하여 제어대상장치를 검색하는 과정; 및
    d-2) 상기 검색된 제어대상장치 중 우선순위가 높은 제어대상장치를 제어하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 환경 제어 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 d) 단계는
    d-1) 상기 이상상황 해결방법에 기초하여 제어대상장치를 검색하는 과정;
    d-2) 상기 검색결과, 해당 제어대상장치가 없는 경우 대용 가능한 제어대상장치를 검색하는 과정; 및
    d-3) 상기 대용가능한 제어대상장치를 제어하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 환경 제어 방법.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 b) 단계는
    b-1) 상기 감지데이터를 분석하여 센싱(Sensing)값 및 블록 평균값을 산출하는 과정;
    b-2) 이전 센싱값과 현재 센싱값의 차이가 제1 기준값보다 크고, 현재 센싱값과 블록 평균값의 차이가 제2 기준값보다 큰 경우, 센서오류카운트를 증가시키는 과정; 및
    b-3) 상기 센서오류카운트가 제1 임계값 이상인 경우 해당 센서가 오작동한 것으로 판단하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 환경 제어 방법.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 b) 단계는
    b-1) 상기 감지데이터를 분석하여 센싱(Sensing)값 및 블록 평균값을 산출하는 과정;
    b-2) 이전 센싱값과 현재 센싱값의 차이가 제1 기준값보다 작고, 이전 블록 평균값과 현재 블록 평균값의 차이가 제3 기준값보다 작은 경우, 장치오류카운트를 증가시키는 과정; 및
    b-3) 상기 장치오류카운트가 제2 임계값 이상인 경우 해당 제어대상장치가 오작동한 것으로 판단하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 환경 제어 방법.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 b) 단계는
    b-1) 상기 감지데이터를 분석하여 센싱(Sensing)값, 블록 평균값 및 섹터 평균값을 산출하는 과정;
    b-2) 이전 센싱값과 현재 센싱값의 차이가 제1 기준값보다 크고, 현재 센싱값과 현재 블록 평균값의 차이가 제2 기준값보다 작으며, 블록 평균값과 섹터 평균값의 차이가 제4 기준값보다 큰 경우, 장치오류카운트를 확인하는 과정; 및
    b-3) 상기 확인결과, 장치오류카운트가 ＇0＇보다 큰 경우 해당 장치오류카운트를 감소시키고 해당 제어대상장치의 제어를 유지하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 환경 제어 방법.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 b) 단계는
    b-1) 상기 감지데이터를 분석하여 센싱(Sensing)값, 블록 평균값 및 섹터 평균값을 산출하는 과정; 및
    b-2) 이전 센싱값과 현재 센싱값의 차이가 제1 기준값보다 크고, 현재 센싱값과 현재 블록 평균값의 차이가 제2 기준값보다 작으며, 블록 평균값과 섹터 평균값의 차이가 제4 기준값보다 작은 경우, 해당 제어대상장치의 제어를 중단하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내 환경 제어 방법.
  13. 적어도 하나의 섹터, 상기 섹터에 포함되는 적어도 하나의 블록, 상기 블록에 포함되는 적어도 하나의 센서 및 제어대상장치; 및
    상기 적어도 하나의 센서를 통해 전송된 감지데이터를 확인하고, 해당 센서로부터 이상상황을 감지한 경우, 해당 감지데이터를 분석하고, 상기 적어도 하나의 센서 및 제어대상장치 중 적어도 하나의 정상동작 여부를 확인하여 해당 감지데이터의 유효성을 판단하는 환경제어서버를 포함하는 실내 환경 제어 시스템.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 환경제어서버는
    상기 확인결과, 감지데이터가 유효한 경우 상기 이상상황에 대응하는 이상상황 해결방법에 기초하여 상기 확인결과에 따라 정상동작이 가능한 제어대상장치 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 실내 환경 제어 시스템.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 환경제어서버는
    상기 확인결과, 감지데이터가 유효하지 않은 경우 해당 감지데이터를 폐기하는 것을 특징으로 하는 실내 환경 제어 시스템.
  16. 제 13항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 센서 및 제어대상장치는 실내공간의 일측에 이동가능하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 실내 환경 제어 시스템.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 제어대상장치는 적어도 하나의 촬영장치를 포함하고,
    상기 환경제어서버는
    상기 센서로부터 이상상황을 감지한 경우, 상기 촬영장치를 이동시켜 상기 이상상황이 감지된 지역을 촬영하는 것을 특징으로 하는 실내 환경 제어 시스템.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 환경제어서버는
    상기 촬영된 영상을 분석하여 이상상황의 원인을 분석하고, 상기 분석결과에 따른 이상상황 해결방법을 결정하는 것을 특징으로 하는 실내 환경 제어 시스템.
  19. 제 17항에 있어서, 상기 실내 환경 제어 시스템은 사용자단말기를 더 포함하고,
    상기 환경제어서버는
    상기 촬영된 영상을 상기 사용자단말기로 전송하는 것을 특징으로 하는 실내 환경 제어 시스템.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 환경제어서버는
    상기 사용자단말기로부터 전송된 영상에 따른 이상상황 해결방법을 수신하는 것을 특징으로 하는 실내 환경 제어 시스템.
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