KR20160056857A - Two-way active cultivation under structure control system facilitates a remote control - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 원격제어가 용이한 양방향 능동형 시설재배구조물 제어 시스템에 관한 것으로 더욱 상세히는 인위적으로 작물의 재배환경을 조절하면서 재배하는 유리온실이나 비닐하우스 등의 시설재배구조물에서 구조물 내의 온도와 습도를 원격으로 제어가 용이하도록 함으로써 작물 생장에 적합한 생육환경을 제공할 수 있도록 함과 동시에 농촌의 부족한 일손을 조금이나마 경감시킬 수 있는 원격제어가 용이한 양방향 능동형 시설재배구조물 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a bidirectional active facility structure control system that is easy to remotely control, and more particularly, to a system and method for controlling the temperature and humidity of a structure in a facility, such as a glasshouse or a vinyl house, The present invention relates to a bi-directional active plant cultivating structure control system which can easily control the biomass of a plant, thereby providing a growth environment suitable for growing crops,
현재 국내 농업인구는 농림어업 취업자의 152만 명 중 약 61%에 달하는 92.6만 명이 60세 이상으로 집계되고 있으며, 국내 농경지는 2000년 19.0%에서 2013년 17.1%로 지속적으로 하락하고 있는 실정이며, 전체 취업자 중 농림어업 종사자 비중이 10.6%에서 5.7%로 빠르게 감소하고 있다.At present, domestic agriculture population is about 60% of 926,000 people out of 1522,000 of agriculture and forestry fishermen who work in agriculture and forestry fishing, and domestic farmland is continuously falling from 19.0% in 2000 to 17.1% in 2013, The share of agriculture, forestry and fishery workers among all employed is rapidly declining from 10.6% to 5.7%.
또한, 국내 총 생산 중 농림어업이 차지하는 비중이 2000년에 4.4%에서 2013년에는 2.3%로 급감해 국내 농업 활성화를 위한 대책마련이 시급한 상황이며, FTA 등 시장개방에 따라 농업 경쟁력제고를 위해 마련한 자구책으로 전통적인 생산방식에서 벗어나 농업을 전통적인 방식에 IT(정보통신), BT(바이오), ET(환경), NT(나노) 등 융합기술을 접목한 산업이 6차 산업이 주목을 받고 있다.In addition, the share of agriculture and forestry fishery in total production in Korea declined from 4.4% in 2000 to 2.3% in 2013, and it is urgent to prepare countermeasures to revitalize domestic agriculture. Sixth industry has been attracting attention in the industry where the traditional method of production has been shifted away from traditional production methods and the convergence technology such as IT (information communication), BT (bio), ET (environment), NT (nano)
현재 6차 산업과 관련하여 국내에서는 이동통신사 SKT를 중심으로 원격지원 온실제어기(이하 스마트 팜) 보급사업이 시행중에 있으며, SKT에서 보급중인 스마트 팜은 원격제어, 실시간 모니터링을 지원하여 농가에 도움을 주고있다.At present, in relation to the 6th industry, a remote support greenhouse controller (hereinafter referred to as smart farm) is being implemented in the mobile telecommunication company SKT, and Smart Farm, which is being distributed by SKT, provides remote control and real time monitoring to help farmers have.
그러나 상기 스마트 팜 시스템은 외장형 LTE / 3G 모뎀기반의 기술이어서 주기적 시스템 리부팅이 필요하고, 해킹에 취약하다는 단점이 있으며, 해커들에게 감염된 기기에 지속적인 은밀한 접속을 유지할 수 있는 방법을 제공함으로써 PC, 노트북과 태블릿에 치명적인 취약점을 안겨줄 수 있는 문제점이 있었다.However, since the Smart Palm system is based on an external LTE / 3G modem technology, it requires periodic system rebooting, is vulnerable to hacking, and provides a way for hackers to maintain a continuous and covert connection to an infected device. And the tablet could have a fatal vulnerability.
[그림 1 SKT의 스마트 팜 시스템][Figure 1 SKT's smart farm system]
실제 스마트 팜 사용농가에서 더미 데이타(Dummy Data) 수신으로 요금이 과 부과되는 사례가 나타나고 있는 실정이며, 사용자 요구에 의해서만 동작하는 방식이므로 제어시점(일출, 일몰, 기상, 기후변화) 미인지(未認知)시, 폭설, 폭우에 대한 대비책이 극도로 미흡하다는 문제점이 있다.Actual smart farm farms are receiving dummy data due to receiving dummy data. Since the method is operated only by the user's request, the control point (sunrise, sunset, weather, climate change) Cognition), there is a problem that measures against heavy snowfall and heavy rainfall are extremely insufficient.
그리고 국외 기술동향을 살펴보면 네덜란드의 PRIVA, 일본의 그란파 등이 있으며, 상기 PRIVA는 50년간 축적된 온실 환경제어 기술을 보유한 곳으로 세계최고의 환경 제어 기술을 지원하고 시설 내부 다수의 블록을 동일한 조건으로 제어할 수 있도록 한 것으로, 재배자의 작물 상태 확인 및 재배자가 원하는 방향으로 환경 제어 기능을 수행할 수 있고, 센서 및 제어기의 손쉬운 확장성을 활용하여 원하는 공간에 동일한 조건으로 제어 가능하다는 장점이 있는 반면, 대단위 단지 스마트팜 적용시 통신료가 과다발생하며, PC-PLC 기반이므로 고가의 시설 투자비가 발생한다는 단점이 있다.PRIVA in the Netherlands and Granpa in Japan. The PRIVA has 50 years of accumulated greenhouse environment control technology. It supports the world's best environment control technology and supports many blocks in the facility under the same conditions. It is possible to perform the environmental control function in the direction of the grower and to check the condition of the crops of the grower, and it is possible to control the same condition in the desired space by utilizing the scalability of the sensor and the controller , The large amount of communication charges are excessive when smart farm is applied, and there is a disadvantage that expensive facility investment costs arise because it is based on PC-PLC.
[그림 2 네덜란드 PRIVA의 스마트 팜 시스템][Picture 2 PRIVA Smart Farm System in the Netherlands]
또한 일본의 그란파는 에어돔 모양의 식물 공장을 개발하여 2014년 1월부터 요코하마시에 돔형 하우스를 설치하고, 도시에서의 돔 하우스 농업 실증 실험을 실시하고 있으며, 돔 하우스 내에는 IT 기술을 통해 수온, 온도, pH, 비료 농도가 자동조절 돼도록 한 시스템이다.In addition, Japan's Granpa developed an air dome-shaped plant factory, and from January 2014, a dome-shaped house was installed in Yokohama City, and a dome house agriculture experiment was conducted in the city. In the dome house, , Temperature, pH, and fertilizer concentration.
한편, 본원 발명과 같은 국내 선행기술로는 특허출원 제10-2013-0166525호(발명의 명칭 : 농작물 관리 시스템 및 방법) 및 특허출원 제10-2011-0068546호(발명의 명칭 : 작물의 생육상태 모니터링 방법 및 특허출원 제10-2011-0027884호(발명의 명칭 : 유비쿼터스 센서 네트워크를 연동한 하이브리드 과원 관리 장치) 및 특허출원 제10-2010-0125943호(발명의 명칭 : 유에스엔을 활용한 이동형 재배 환경 모니터링 로봇)가 있다.On the other hand, domestic prior art such as the present invention includes patent application No. 10-2013-0166525 (title of the invention: crop management system and method) and patent application No. 10-2011-0068546 (title of invention: Monitoring Method and Patent Application No. 10-2011-0027884 (Title of the Invention: Hybrid Grassland Management Device Linked to Ubiquitous Sensor Network) and Patent Application No. 10-2010-0125943 (Title of invention: Environmental monitoring robot).
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 일소키 위해 안출한 것으로, 급변하는 이상기후 발생시 시설재배 관리자에게 통보와 동시에 시설재배구조물을 능동적으로 개폐할 수 있도록 함으로써 각종 자연재해를 사전에 방지할 수 있도록 함과 동시에 시설유지관리비를 대폭 절감하여 농가의 부담을 최소화할 수 있는 원격제어가 용이한 양방향 능동형 시설재배구조물 제어 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is possible to prevent various natural disasters by making it possible to actively open / The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a bidirectional active facility structure control system which can minimize the burden on farmers by greatly reducing facility maintenance costs.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본원 발명의 원격제어가 용이한 양방향 능동형 시설재배구조물 제어 시스템(S)은,In order to accomplish the above object, a bidirectional active facility structure control system (S) for remote control of the present invention comprises:
micom을 기반으로 구성되며, 관리자의 스마트폰 앱(20)과 카메라(30)와 이더넷(90)으로 연결되어 정보를 송수신하는 컨트롤 보드(10)와, 상기 컨트롤 보드(10) 및 시설재배구조물 내, 외부에 설치되는 카메라(30)와 이더넷으로 연결되어 실시간으로 정보가 송수신 용이하도록 구성되며, 컨트롤 보드(10)와 카메라(30)에 접속하여 수시로 원격제어를 할 수 있도록 구성되는 스마트폰 앱(20)과, 시설재배구조물(80)의 사각지대를 포함하는 취약지역 없이 고르게 분포 및 설치되며, 각 카메라 마다 ip 주소가 할당되는 카메라(30)와, 시설재배구조물(80)의 내, 외측에 설치되며, 측정한 데이터를 컨트롤 보드(10)로 실시간 송신하는 온도센서(40)와, 시설재배구조물(80)의 내, 외측에 설치되며, 측정한 데이터를 컨트롤 보드(10)로 실시간 송신하는 습도센서(50)와, 시설재배구조물(80)의 내, 외측에 설치되며, 측정한 데이터를 컨트롤 보드(10)로 실시간 송신하는 이산화탄소센서(60)와, 시설재배구조물(80)의 창문을 개폐하거나 급·배수를 제어하는 개폐수단(70)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.a
또한 상기 개폐수단(70)은 서보모터와 연결되어 구동하는 볼스크류 및 전자밸브로 구성되는 것을 특징으로 한다.The opening /
본원 발명에서 제공하는 원격제어가 용이한 양방향 능동형 시설재배구조물 제어 시스템은 급변하는 이상기후 발생시 시설재배 관리자에게 통보와 동시에 시설재배구조물을 능동적으로 개폐할 수 있어 각종 자연재해를 사전에 방지할 수 있으며, 통신료 등을 포함하는 시설유지관리비를 대폭 절감할 수 있어 농가에서 떠안아야 하는 부담을 최소화할 수 있는 효과가 있다.The bidirectional active facility management structure control system provided by the present invention provides a facility management manager with the ability to actively open and close the facility structure at the same time when a sudden and unusual weather condition occurs and thus various natural disasters can be prevented in advance , And communication charges, etc., can be greatly reduced, thereby minimizing the burden on farm households.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시 예를 보인 시스템 구성도
도 2는 본 발명이 바람직한 일실시 예 중 컨트롤 보드를 도시한 구성도
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시 예 중 스마트폰용 앱을 도시한 구성도1 is a system configuration diagram showing a preferred embodiment of the present invention;
2 is a block diagram showing a control board according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram illustrating an application for a smartphone according to a preferred embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면 및 바람직한 실시 예에 따라 본원 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and preferred embodiments.
먼저 본원 발명에서 제공하는 원격제어가 용이한 양방향 능동형 시설재배구조물 제어 시스템(S) 핵심은 급변하는 기후 변화에 따라 능동적으로 시설재배구조물(70)의 창문이나 급·배수 장치를 개폐하거나, 실시간으로 시설재배구조물에서 발생된 정보를 시설재배 관리자에게 전송하도록 함에 있다.First, the bidirectional active facility management structure control system (S), which is easy to remotely control, provided in the present invention is to actively open and close windows, water supply and drainage devices of the facility cultivation structure (70) And to transmit the information generated from the facility structure to the facility manager.
이를 위해 본원 발명에서는 micom을 기반으로 구성되며, 관리자의 스마트폰 앱(20)과 카메라(30)와 이더넷(90)으로 연결되어 정보를 송수신하는 컨트롤 보드(10)가 구성된다.To this end, the present invention comprises a micom-based
상기 컨트롤 보드(10)에는 온도와, 습도, 이산화탄소에 대한 계절별 설정 값이 입력될 수 있으며, 온도센서(40), 습도센서(50), 이산화탄소센서(60)에서 측정한 정보를 실시간으로 시설재배 관리자에게 송신할 수 있다.The
뿐만 아니라, 시설재배 관리자가 휴대한 스마트폰앱(20)으로 부터 원격제어가 용이하도록 구성된다. 이때 원격제어라 함은 시설재배 구조물의 환기를 위한 창문의 개폐와, 급·배수용 전자밸브의 개폐가 될 수 있다. 물론, 스마트폰앱을 통한 원격제어가 가능하다고 하는 것이지만, 컨트롤 보드(10) 자체적으로 시설재배 구조물의 환기를 위한 창문의 개폐와, 급·배수용 전자밸브의 개폐를 제어할 수 있다.In addition, it is configured to facilitate remote control from the
상기 컨트롤 보드(10) 및 시설재배구조물 내, 외부에 설치되는 카메라(30)와 이더넷으로 연결되어 실시간으로 정보가 송수신 용이하도록 구성되며, 컨트롤 보드(10)와 카메라(30)에 접속하여 수시로 원격제어를 할 수 있도록 구성되는 스마트폰 앱(20)이 구성된다.The
도 3에서 도시된 바와 같이 시설재배 관리자가 휴대한 스마트폰앱(20)을 통해 시설재배 구조물의 원격제어는 물론, 각각의 카메라에 접속하여 실시간으로 영상정보를 확인할 수 있다.As shown in FIG. 3, the
또한 시설재배구조물(80)의 사각지대를 포함하는 취약지역 없이 고르게 분포 및 설치되는 카메라(30)는 스마트폰앱(20)을 통해 영상정보를 확인할 수 있도록 각각의 카메라마다 ip주소가 할당된다.In addition, the
또한 시설재배구조물(80)의 내, 외측에는 온도와, 습도, 이산화탄소의 상태를 실시간으로 측정함과 동시에 측정한 데이터를 컨트롤 보드(10)로 실시간 송신하는 온도센서(40)와, 습도센서(50), 이산화탄소센서(60)가 구성된다.A
상기 센서들 이외에도 기후변화에 신속하게 대응할 수 있는 각종 환경센서를 언제든 채용할 수 있다.In addition to the above sensors, various environmental sensors capable of quickly responding to climate change can be employed at any time.
또한 상기와 같이 각 센서(40,50,60)에 측정한 결과치와 컨트롤 보드(10)에 설정된 값이 서로 동일하지 않을 경우 시설재배구조물(80)의 창문을 개폐하거나 급·배수를 제어하는 개폐수단(70)이 도 1에서 도시된 바와 같이 시설재배구조물(80)에 설치되는바, 개폐수단(70)은 서보모터와 연결되어 구동하는 볼스크류 및 전자밸브로 구성될 수 있다.When the measured values of the
물론, 상기 개폐수단(70)은 볼스크류와 전재밸브 이외에도 동일한 기능을 수행할 수 있는 기계, 기구물을 채용하여 설치할 수 있다.Of course, the opening and closing means 70 can be installed by employing a machine or a mechanism that can perform the same function in addition to the ball screw and the feed valve.
S:제어시스템
10:컨트롤 보드
20:스마트폰용 앱
30:카메라
40:온도센서
50:습도센서
60:이산화탄소센서
70:개폐수단
80:시설재배구조물 90:이더넷S: Control system 10: Control board
20: Apps for smartphones 30: Camera
40: Temperature sensor 50: Humidity sensor
60: carbon dioxide sensor 70: opening / closing means
80: Facility Cultivation Structure 90: Ethernet
Claims (2)
상기 컨트롤 보드(10) 및 시설재배구조물 내, 외부에 설치되는 카메라(30)와 이더넷으로 연결되어 실시간으로 정보가 송수신 용이하도록 구성되며, 컨트롤 보드(10)와 카메라(30)에 접속하여 수시로 원격제어를 할 수 있도록 구성되는 스마트폰 앱(20);
시설재배구조물(80)의 사각지대를 포함하는 취약지역 없이 고르게 분포 및 설치되며, 각 카메라 마다 ip 주소가 할당되는 카메라(30);
시설재배구조물(80)의 내, 외측에 설치되며, 측정한 데이터를 컨트롤 보드(10)로 실시간 송신하는 온도센서(40);
시설재배구조물(80)의 내, 외측에 설치되며, 측정한 데이터를 컨트롤 보드(10)로 실시간 송신하는 습도센서(50);
시설재배구조물(80)의 내, 외측에 설치되며, 측정한 데이터를 컨트롤 보드(10)로 실시간 송신하는 이산화탄소센서(60);
시설재배구조물(80)의 창문을 개폐하거나 급·배수를 제어하는 개폐수단(70);
을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 원격제어가 용이한 양방향 능동형 시설재배구조물 제어 시스템.a control board 10 based on micom, which is connected to the smartphone app 20 of the administrator and the camera 30 via an Ethernet 90 to transmit / receive information;
The control board 10 and the camera 30 are connected to the control board 10 and the camera 30 installed in the outside of the facility building structure via Ethernet to be able to transmit and receive information in real time. A smartphone application 20 configured to be able to perform control;
A camera (30) uniformly distributed and installed without a vulnerable area including a blind spot of the facility cultivation structure (80), in which an IP address is assigned to each camera;
A temperature sensor 40 installed inside and outside the facility cultivation structure 80 for transmitting the measured data to the control board 10 in real time;
A humidity sensor (50) installed inside and outside the facility cultivation structure (80) for transmitting the measured data to the control board (10) in real time;
A carbon dioxide sensor 60 installed inside and outside the facility cultivation structure 80 for transmitting the measured data to the control board 10 in real time;
Opening / closing means (70) for opening / closing the window of the facility cultivation structure (80) or controlling the supply / drainage;
Wherein the control system is configured to control the operation of the two-way active facility structure.
상기 개폐수단(70)은 서보모터와 연결되어 구동하는 볼스크류 및 전자밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 원격제어가 용이한 양방향 능동형 시설재배구조물 제어 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the opening and closing means (70) is constituted by a ball screw and an electromagnetic valve connected to the servo motor, and the valve is easily remotely controllable.
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KR1020160053806A KR20160056857A (en) | 2016-05-02 | 2016-05-02 | Two-way active cultivation under structure control system facilitates a remote control |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN107122901A (en) * | 2017-04-26 | 2017-09-01 | 中国水利水电科学研究院 | A kind of determination method of the crucial growing stage of region of no relief field-crop draining |
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WO2019108948A1 (en) * | 2017-12-01 | 2019-06-06 | Honeywell International Inc. | Dynamically establishing communication between mobile equipment and a process controller |
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2016
- 2016-05-02 KR KR1020160053806A patent/KR20160056857A/en not_active Application Discontinuation
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