KR20170005671A - 무선 네트워크를 이용하는 축사 관리 시스템 - Google Patents

무선 네트워크를 이용하는 축사 관리 시스템 Download PDF

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KR20170005671A
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최진규
장필재
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한남대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 무선 네트워크를 이용하는 축사 관리 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일예와 관련된 축사 관리 시스템은 보온등 및 환기팬이 설치된 축사를 관리하는 시스템에 있어서, 상기 축사 내부의 온도 및 습도를 감지하기 위한 온습도센서부; 상기 축사 내부의 암모니아 가스 수치를 감지하기 위한 가스감지센서부; 상기 온습도센서부로부터 상기 온도 및 상기 습도 데이터를 수신하고 상기 온도 및 상기 습도 데이터를 이용하여 상기 보온등을 제어하며, 상기 가스감지센서부로부터 상기 가스 수치 데이터를 수신하고 가스 수치 데이터를 이용하여 상기 환기팬을 제어하는 무선 제어기; 상기 무선 제어기와 무선으로 연결되어 통신하는 무선 중계기; 및 상기 무선 중계기와 무선으로 연결되어 통신하는 통합 제어기;를 포함하되, 상기 무선 제어기 및 상기 무선 중계기 각각은 지그비(Zig-bee) 모듈을 포함하여 지그비 통신 방식으로 상호 통신하고, 상기 무선 중계기 및 상기 통합 제어기 각각은 RF(Radio Frequency)모듈을 포함하여 RF 통신 방식으로 상호 통신하며, 상기 무선 중계기는 상기 무선 제어기로부터 수신한 지그비 데이터를 RF데이터로 변환하여 상기 통합 제어기로 송신하고, 상기 통합 제어기로부터 수신한 RF데이터를 지그비 데이터로 변환하여 상기 무선 제어기로 송신할 수 있다.

Description

무선 네트워크를 이용하는 축사 관리 시스템{Cattle shed managing system using wireless network}
본 발명은 무선 네트워크를 이용하는 축사 관리 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지그비 통신과 RF통신을 모두 사용하여 원거리에서도 복수의 축사를 효율적으로 관리할 수 있는 축사 관리 시스템에 관한 것이다.
돼지고기는 1997년 1월 이후 수입쿼터가 철폐되고 수입이 전면 개방 되었다. 돼지고기는 우리 국민이 소비하는 육류의 50%이상을 점유하고 있는 중요한 단백질 공급원으로 1985년 8.4㎏이었던 국민 1인당 돼지고기 소비량은 2000년에는 16.6㎏으로 무려 2배나 증가하였다.
1996년에 33,000호에 달했던 양돈 농가가 2000년에 24,000호, 그리고 2009년에는 1996년 사육농가의 약 23.6%에 불과한 7,800호로 급속히 감소하였다. 반면 돼지의 사육두수는 1996년에 6,516천두에서 2000년 8,214천두, 그리고 2009년에는 9,391천두로 꾸준히 증가추이를 보여 2009년에는 1996년에 비해 사육 두수가 43.9% 증가하였고, 그 결과 호당 사육두수는 1996년 197두에서 2000년 342두, 그리고 2009년에는 1996년에 비해 6.1배 증가된 1,203두로 지난 10년 동안 급격한 규모화가 이루어 줬다. 현재 FTA로 인해 국내 양돈업계의 품질향상 및 경쟁력이 요구되지만 양돈농가의 인력부족과 농촌인구의 노령화 등 에 의한 일손 부족으로 경쟁력 강화에 어려움이 많다.
이런 어려움을 해결하기 위해 돈사의 환경을 자동으로 제어해 주는 자동화 시스템이 필요하게 되지만, 이에 대한 구체적인 기술은 도입되지 않고 있었다.
돈사시설에서 가장 우선되어야 하는 부분은 높은 외부환경 온도차이 변화에 대처하기 위한 시설(단열) 보완이 첫째일 것이다.
다음으로 돼지에게 영향을 미치는 돈사내부 환경(환기관리)관리에 중점을 두어야 한다.
돼지는 넓은 범위(15～33℃전후)의 환경온도에도 불구하고 일정한 체온을 유지하는 항온성동물이다.
따라서 돈사내부 온도는 가축의 열손실에 직접적으로 영향을 미치며 특히 밀폐된 돈사에서 동물의 열손실은 환경온도와 수분 함유량에 영향을 미친다.
물론 온도는 환기율을 결정하는 두 번째 변수이며 돈사외부 온도가 돈사내부보다 낮으면 최소 환기율의 조건 하에서는 돈사 내 적정한 환경온도를 유지하고자 돼지의 몸에서는 열(현열) 발생된다.
그리고 적정 환경온도(예 : 20℃ 기준)를 기준으로 했을 때 환경온도 차이에 의하여 돼지의 체지방 분포의 차이가 나타난다.
보통 10℃ 이상의 일교차는 돼지의 저항력을 저하시켜 각종 질병 감염을 용이하게 하므로 일교차를 최대한 줄여 주는 관리가 필요한 시기이다.
그러므로 분만사와 이유 자돈사는 일교차 5℃ 내외, 기타 자돈사는 일교차 10℃내외로 줄여 주어야한다.
또한 각 돈사별로 최고, 최저 온도계를 필히 비치하여 1일 1회 온도를 확인하고 돈사 내 온도 일교차를 점검하여 매일 기록하고 분석 비교하여 돈사환경 관리에 반영해야 한다.
환절기 특히 낮 시간대에는 상대습도가 50% 이하로 내려가는 경우가 많은데 이럴 때 호흡기계통의 질병 발생률이 높아진다.
따라서 돈사 내 상대습도는 항상 50 ~ 70% 사이가 유지 되도록 관리 해주고 각 돈사별로 건/습구 온도계를 설치하여 최고 최저 온도계와 함께 1일 2회 이상 점검 기록해야 한다.
겨울철보다 돈사 내/외부 온도가 상승하므로 돈사 내 가스 발생량이 증가하고, 또한 습도저하로 인해 돈사 내 먼지 발생량이 증가 하므로 환기의 필요성이 더욱 높아지는 시기이므로 수시로 환기에 신경을 써야한다.
그리고 각 돈사별로 암모니아 가스(20ppm), 이산화탄소(3,000ppm), 유화수소등을 수시로 측정하여 돈사 내 미세먼지나 유해가스가 과하지 않도록 반드시 환기가 필요하다.
돈사 내 환기는 돈사 내에 신선한 공기를 계속 적정하게 공급하고, 고온 시에는 과도한 열에너지를 돈사 밖으로 배출하고, 과도한 습기와 해로운 냄새나는 성분을 돈사 내에서 제거하기 위한 것이다.
적정한 환기는 유익하게 작용하여 궁극적으로는 돼지와 작업자에게 쾌적한 환경을 제공 생산성을 향상시킨다.
특히 습도, 공기속도, 온도를 관리함에 있어서 환절기 때 돈사 내 환기가 불충분하면 돈사 내 저질의 공기는 마이코플라스마(호흡기질병을 유발시키는 미생물 이름)와 다른 병원균의 성장을 향상시키고, 결국 폐렴을 유발시키며, 과도한 환기는 열환경의 악화를 가져온다.
특히 폐렴은 환절기에 많이 발병하며 특히 어린 돼지의 경우 매우 민감하게 영향을 미치는 대부분의 돈사는 환절기를 위한 특별한 환기시스템은 없으므로 보온과 온/습도, 유해가스 배출에 적합한 보온 & 환기방식 설계가 가장 중요하다.
이러한 문제를 해결하기 위해 축사를 관리할 수 있는 시스템에 제안된 바 있으나, 종래의 유선 방식을 사용하는 축사 관리시스템은 설치가 매우 번거롭다는 문제가 있었고, 종래의 무선 방식을 사용하는 축사 관리시스템은 지그비 통신 방식만을 사용하여 음영지역이 생기는 경우 통신 오류가 발생하고, 장거리 통신이 곤란하다는 문제가 있었다.
따라서 무선통신 방식을 사용하고, 장거리 통신도 가능한 축사 관리시스템의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 원거리에서 축사를 관리할 수 있는 시스템을 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.
구체적으로, 다채널 통신이 가능한 지그비 방식과 원거리 통신이 가능한 RF통신방식을 모두 사용하여 두 가지 방식의 장점을 모두 갖출 수 있는 무선 네트워크를 이용한 축사 관리시스템을 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일예와 관련된 축사 관리 시스템은 보온등 및 환기팬이 설치된 축사를 관리하는 시스템에 있어서, 상기 축사 내부의 온도 및 습도를 감지하기 위한 온습도센서부; 상기 축사 내부의 암모니아 가스 수치를 감지하기 위한 가스감지센서부; 상기 온습도센서부로부터 상기 온도 및 상기 습도 데이터를 수신하고 상기 온도 및 상기 습도 데이터를 이용하여 상기 보온등을 제어하며, 상기 가스감지센서부로부터 상기 가스 수치 데이터를 수신하고 가스 수치 데이터를 이용하여 상기 환기팬을 제어하는 무선 제어기; 상기 무선 제어기와 무선으로 연결되어 통신하는 무선 중계기; 및 상기 무선 중계기와 무선으로 연결되어 통신하는 통합 제어기;를 포함하되, 상기 무선 제어기 및 상기 무선 중계기 각각은 지그비(Zig-bee) 모듈을 포함하여 지그비 통신 방식으로 상호 통신하고, 상기 무선 중계기 및 상기 통합 제어기 각각은 RF(Radio Frequency)모듈을 포함하여 RF 통신 방식으로 상호 통신하며, 상기 무선 중계기는 상기 무선 제어기로부터 수신한 지그비 데이터를 RF데이터로 변환하여 상기 통합 제어기로 송신하고, 상기 통합 제어기로부터 수신한 RF데이터를 지그비 데이터로 변환하여 상기 무선 제어기로 송신할 수 있다.
또한, 상기 무선 제어기는, 상기 온습도 센서부가 감지한 온도가 기준 온도보다 낮은 경우 및 상기 온습도 센서부가 감지한 습도가 기준 습도보다 낮은 경우 중 적어도 하나가 발생하면, 상기 보온등의 밝기를 높일 수 있다.
또한, 상기 무선 제어기는, 상기 온습도 센서부가 감지한 온도 및 습도가 상기 기준 온도 및 상기 기준 습도에 근접할수록 상기 보온등의 밝기를 순차적으로 낮추어 상기 축사의 온도 및 습도가 상기 기준 온도 및 상기 기준 습도로 유지되도록 상기 보온등을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어기에 상기 기준 온도 및 상기 기준 습도 중 적어도 하나를 설정하는 제 1 설정데이터는 상기 통합제어기에 의해 생성되어, 상기 RF 통신 방식으로 상기 무선 중계기에 전송되고, 상기 제 1 설정데이터는 상기 무선 중계기에 의해 상기 무선 제어기에 상기 지그비 통신 방식으로 전송되어, 상기 제어기에 상기 기준 온도 및 상기 기준 습도 중 적어도 하나가 설정될 수 있다.
또한, 상기 무선 제어기는, 상기 가스감지센서부가 감지한 가스 수치가 기준 가스 수치보다 높은 경우, 상기 환기팬의 속도를 높일 수 있다.
또한, 상기 무선 제어기는, 상기 가스감지센서부가 감지한 가스 수치가 상기 기준 가스 수치에 근접할수록 상기 환기팬의 속도를 순차적으로 낮추어 상기 가스 수치가 상기 기준 가스 수치로 유지되도록 상기 환기팬을 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어기에 상기 기준 가스 수치를 설정하는 제 2 설정데이터는 상기 통합제어기에 의해 생성되어, 상기 RF 통신 방식으로 상기 무선 중계기에 전송되고, 상기 제 2 설정데이터는 상기 무선 중계기에 의해 상기 무선 제어기에 상기 지그비 통신 방식으로 전송되어, 상기 제어기에 상기 기준 온도, 상기 기준 습도 및 상기 기준 가스 수치 중 적어도 하나가 설정될 수 있다.
또한, 상기 통합 제어기는 디스플레이부를 포함하고, 상기 무선 제어기는 상기 수신한 상기 온도 및 상기 습도 데이터 및 상기 가스수치 데이터를 상기 지그비 통신 방식으로 상기 무선 중계기에 전송하고, 상기 무선 중계기는 상기 무선 제어기로부터 수신한 상기 온도 및 상기 습도 데이터 및 상기 가스수치 데이터를 상기 RF 통신 방식으로 상기 통합 제어기에 전송하며, 상기 통합 제어기는 상기 수신한 온도, 습도 및 가스수치 데이터를 상기 디스플레이부에 표시할 수 있다.
본 발명은 원거리에서 축사를 관리할 수 있는 시스템을 사용자에게 제공할 수 있다.
구체적으로, 다채널 통신이 가능한 지그비 방식과 원거리 통신이 가능한 RF통신방식을 모두 사용하여 두 가지 방식의 장점을 모두 갖출 수 있는 무선 네트워크를 이용한 축사 관리시스템을 사용자에게 제공할 수 있다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시례를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 종래의 무선네트워크를 이용하는 축사 관리 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 무선 네트워크를 이용하는 축사 관리 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 축사 관리시스템에서 보온등을 제어하는 것을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 축사 관리시스템에서 환기팬을 제어하는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시례에 따른 축사 관리시스템의 무선 제어기, 무선 중계기 및 통합제어기의 연결관계를 나타낸 블록도이다.
도 1은 종래의 무선 네트워크를 이용하는 축사 관리 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면 종래의 무선 네트워크를 이용하는 축사 관리시스템은 다채널 통신이 가능한 지그비 통신을 사용하였다. 이러한 지그비 통신 방식을 사용함으로써 복수의 축사, 축사 내 복수의 보온등, 환기팬 등을 제어할 수 있었다.
그러나 지그비 통신 방식은 근거리 통신을 위한 것으로 장거리로 데이터를 전송할 수 없을 뿐만 아니라, 축사의 위치적인 환경이나 시설 환경상 통신 음영지역이 발생하여 커버리지가 한정된다는 문제가 있었다.
따라서 본 명세서에서는 이러한 종래의 문제를 보완하는 무선 네트워크를 이용하는 축사 관리시스템을 제안하고자 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시례에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일실시례는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 무선 네트워크를 이용하는 축사 관리 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 무선 네트워크를 이용하는 축사 관리 시스템은 온습도센서부(100), 가스감지센서부(200), 무선 제어기(300), 무선 중계기(400) 및 통합 제어기(500) 등을 포함할 수 있다.
다만, 도 1에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 축사 관리 시스템이 구현될 수도 있다.
먼저, 온습도센서부(100)는 축사 내에 설치되어 축사 내부의 온도 및 습도를 감지하는 구성이다.
전술한 바와 같이 돼지와 같은 가축은 적정 온도와 습도 환경 내에서 관리되어야 한다. 이러한 온도, 습도 환경은 가축의 질병감염, 체지방 분포, 폐사율 등에 영향을 미치기 때문이다.
온습도센서부(100)에 의해 측정된 온도 및 습도 데이터는 무선 제어기(300)로 전송되며, 무선 제어기(300)는 수신한 온도 및 습도 데이터를 이용하여 보온등의 밝기를 제어한다. 즉, 무선 제어기(300)는 온도와 습도를 높이기 위해 보온등의 밝기를 높이는 것이며, 이에 대한 상세한 내용은 후술한다.
다음으로, 가스감지센서부(200)는 축사 내에 설치되어 축사 내부의 가스 수치를 감지하는 구성이다.
축사 내에는 분뇨 등으로 인해 암모니아 가스, 이산화탄소, 유화수소 등의 수치가 높아질 수 있으며, 이러한 가스들은 병원균의 성장을 향상시키고, 가축에게 호흡기질병을 유발시킬 수 있다. 따라서 축사 내의 가스 수치를 관리하는 것은 중요하다.
이러한 가스감지센서부(200)에 의해 측정된 가스 수치는 무선 제어기(300)로 전송되며, 무선 제어기(300)는 수신한 가스 수치 데이터를 이용하여 환기팬의 속도를 제어한다. 즉, 무선 제어기(300)는 가스 수치를 낮추기 위해 환기팬의 속도를 높이는 것이며, 이에 대한 상세한 내용은 후술한다.
다음으로, 무선 제어기(300)는 온습도센서부(100) 및 가스감지센서부(200)로부터 온도 데이터, 습도 데이터 및 가스 수치 데이터를 수신하여 축사의 보온등 및 환기팬을 제어하는 구성으로서 축사가 복수개 존재하는 경우 각각의 축사를 관리하기 위해 복수개 구비될 수 있으며, 온습도 설정부(310), 가스수치 설정부(320), 제어부(330) 및 지그비(Zig-bee) 모듈(340) 등을 포함할 수 있다.
먼저, 온습도 설정부(310)는 무선 중계기(400)로부터 수신한 온도 설정 데이터, 습도 설정 데이터(무선 중계기(400)는 통합 제어기(500)로부터 수신한 설정 데이터를 무선 제어기(300)로 전송함) 중 적어도 하나의 데이터를 이용하여 기준 온도 및 기준 습도를 설정하는 구성이다.
그리고 가스수치 설정부(320)는 무선 중계기(400)로부터 수신한 가스수치 설정 데이터(무선 중계기(400)는 통합 제어기(500)로부터 수신한 설정 데이터를 무선 제어기(300)로 전송함)를 이용하여 기준 가스수치를 설정하는 구성이다.
다음으로, 제어부(330)는 설정된 온습도센서부(100)가 감지한 온도 및 습도와 설정된 기준 온도 및 기준 습도를 비교하여 보온등의 밝기를 제어하고, 가스감지센서부(200)가 감지한 가스수치와 설정된 기준 가스수치를 비교하여 환기팬의 속도를 제어하는 구성이다. 제어부(330)가 보온등 및 환기팬을 제어하는 구체적인 방법에 대해서는 후술한다.
다음으로, 지그비(Zig-bee) 모듈(340)은 무선 제어기(300)가 지그비 통신을 하기 위한 구성이다.
지그비 모듈은 온습도센서부(100) 및 가스감지센서부(200)로부터 지그비 통신방식으로 온도 데이터, 습도데이터 및 가스수치 데이터를 수신할 수 있다.
또한, 제어부(330)가 보온등 및 환기팬을 제어하기 위한 제어신호를 전송할 때에도 지그비 통신방식으로 제어신호를 전송할 수 있고, 무선 제어기(300)와 무선 중계기(400) 상호간 지그비 통신을 위해 사용된다.
지그비 통신방식은 다채널 통신이 가능하여 제어부(330)가 복수개의 보온등 및 환기팬을 제어하고, 복수의 온습도센서부(100) 및 가스감지센서부(200)로부터 데이터를 수신하기에 적절한 통신방식이다.
이하에서는 제어부(330)가 보온등의 밝기를 제어하는 과정에 대해서 도 3의 순서도를 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 축사 관리시스템에서 보온등을 제어하는 것을 나타낸 순서도이다.
먼저, 온습도 설정 데이터를 수신한다(S110).
이 단계에서는 기준 온도 또는 기준 습도를 설정하기 위해 지그비 모듈(340)이 무선 중계기(400)로부터 온습도 설정 데이터를 수신하는 것이다. 이 단계에서 수신하는 온습도 설정 데이터는 온도 설정 데이터 및 습도 설정 데이터 중 하나만의 설정 데이터일 수 있다.
다음으로, 수신한 온습도 설정 데이터를 이용하여 기준 온도 및 기준 습도를 설정한다(S120).
수신한 온습도 설정 데이터를 이용하여 온습도 설정부(310)가 기준 온도 및 기준 습도를 설정하는 것이다. 전 단계에서 수신한 설정데이터가 온도 설정 데이터 및 습도 설정 데이터 중 어느 하나만이라면 그 하나만을 설정할 수 있다.
다음으로, 온습도센서부(100)가 감지한 온도 및 습도 데이터를 수신한다(S130).
온도 및 습도 데이터를 수신할 때에도 지그비 모듈(340)을 사용하여 무선으로 수신할 수 있다.
다음으로, 수신한 온도 및 습도를 설정된 기준 온도 및 기준 습도와 비교한다(S140).
온도 및 습도가 기준 온도 및 습도보다 낮은 경우, 제어부(330)는 보온등의 밝기를 높인다(S150).
즉, 축사 내의 온도가 기준 온도보다 낮은 경우 및 축사 내의 습도가 기준 습도보다 낮은 경우 중 어느 하나가 발생하면 보온등의 밝기를 높이는 것이다.
한편, 제어부(330)는 실시간 또는 일정 주기마다 온습도 센서가 감지한 온도 및 습도 데이터를 수신하고, 이를 기준 온도 및 기준 습도와 비교할 수 있다.
그리고 온도 및 습도가 기준 온도 및 습도보다 낮아서 보온등의 밝기를 높이면 온도 및 습도가 상승하여 기준 온도 및 습도에 근접하게 되는데, 이와 같이 근접할수록 보온등의 밝기를 순차적으로 낮추어 축사 내의 온도 및 습도가 기준 온도 및 습도보다 과도하게 높아지지 않도록 보온등을 제어할 수 있다.
예를 들어, 현재 온도가 기준 온도의 90%정도까지 도달한 경우, 보온등의 밝기를 50%정도로 낮추어 온도가 상승하는 속도를 낮출 수 있다.
이하에서는 제어부(330)가 환기팬의 속도를 제어하는 과정에 대해서 도 4의 순서도를 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 축사 관리시스템에서 환기팬을 제어하는 흐름도이다.
먼저, 가스수치 설정 데이터를 수신한다(S210).
이 단계에서는 기준 가스수치를 설정하기 위해 지그비 모듈(340)이 무선 중계기(400)로부터 가스수치 설정 데이터를 수신하는 것이다. 이 단계에서 수신하는 가스수치 설정 데이터는 암모니아뿐만 아니라 이산화탄소 등 축사환경에 영향을 미치는 어떠한 가스에 대하여
다음으로, 수신한 가스수치 설정 데이터를 이용하여 기준 가스수치를 설정한다(S220).
수신한 가스수치 설정 데이터를 이용하여 가스수치 설정부(320)가 기준 가스수치를 설정하는 것이다.
다음으로, 가스감지센서부(200)가 감지한 가스수치 데이터를 수신한다(S230).
가스수치 데이터를 수신할 때에도 지그비 모듈(340)을 사용하여 무선으로 수신할 수 있다.
다음으로, 수신한 가스수치를 설정된 기준 가스수치와 비교한다(S240).
가스수치가 기준 가스수치보다 높은 경우, 제어부(330)는 환기팬의 속도를 높인다(S250).
즉, 축사 내의 가스수치가 기준 가스수치보다 높은 경우 가스수치를 낮추기 위해 환기팬의 속도를 높이는 것이다.
한편, 제어부(330)는 실시간 또는 일정 주기마다 가스감지 센서가 감지한 가스수치 데이터를 수신하고, 이를 기준 가스수치와 비교할 수 있다.
그리고 가스수치가 기준 가스수치보다 높아서 환기팬의 속도를 높이면 가스수치가 낮아져서 기준 가스수치에 근접하게 되는데, 이와 같이 근접할수록 환기팬의 속도를 순차적으로 낮추어 축사 내의 가스수치가 기준 가스수치보다 과도하게 낮아지지 않도록 환기팬을 제어할 수 있다.
다음으로, 무선 중계기(400)는 통합 제어기(500)가 무선 제어기(300)를 제어할 때 중간 매개체 역할을 하는 구성이다. 이를 위해, 무선 중계기(400)는 지그비 모듈(410), 데이터 변환부(420) 및 RF통신 모듈(430) 등을 포함할 수 있다.
지그비 모듈(410)은 무선 제어기(300)와 지그비 통신 방식으로 통신하는 구성이다. 전술한 바와 같이 지그비 통신방식은 다채널 통신이 가능하여 무선 중계기(400)가 복수의 무선 제어기(300)와 연결되도록 할 수 있다.
그리고 데이터 변환부(420)는 무선 제어기(300)로부터 수신한 지그비 통신 데이터를 RF통신 모듈(430)이 통합 제어기(500)로 데이터를 전송할 수 있도록 RF 통신 데이터로 변환하고, 통합 제어기(500)로부터 수신한 RF 통신 데이터를 지그비 모듈이 무선 제어기(300)로 데이터를 전송할 수 있도록 지그비 통신 데이터로 변환하는 구성이다.
또한, RF(Radio Frequency)통신 모듈(430)은 무선 중계기(400)가 통합 제어기(500)와 RF 통신을 할 수 있도록 하는 구성이다.
RF통신방식은 지그비 통신 방식에 비해 통신거리가 매우 길고, 회절성이 높아서 통신 음영지역이 거의 발생하지 않는다. 따라서 원거리에서 안정적으로 데이터를 송수신할 수 있다는 장점이 있다.
다음으로, 통합 제어기(500)는 무선 중계기(400)를 통해 무선 제어기(300)를 제어하는 구성이다. 즉, RF 통신 방식으로 무선 제어기(300)를 제어하는 신호를 무선 중계기(400)로 전송하고, 무선 중계기(400)가 수신한 신호를 지그비 통신 방식으로 무선 제어기(300)에 전송하도록 하는 것이다.
이를 위해서 통합 제어기(500)는 무선 중계기(400)와 통신하기 위한 RF통신 모듈(510)을 포함할 수 있다. 통합 제어기(500)는 전술한 기준 온도 데이터, 기준 습도 데이터 및 기준 가스수치 데이터를 생성할 수 있고, 이러한 기준 데이터를 RF 통신 방식으로 무선 중계기(400)에 전송할 수 있다. 기준 데이터가 생성될 때에는 사용자의 입력에 의해 생성될 수 있다.
한편, 통합 제어기(500)는 무선 중계기(400)를 통해 온습도센서부(100) 및 가스감지센서부(200)가 감지한 온도, 습도 및 가스수치 데이터를 수신할 수 있는데, 수신한 온도, 습도 및 가스수치 데이터를 디스플레이부(520)를 통해 표시할 수도 있다. 이 뿐만 아니라 무선 제어기(300)가 제어하는 보온등의 밝기와 환기팬의 속도에 대한 데이터 또한 무선 중계기(400)를 통해 수신하여 디스플레이부(520)를 통해 표시할 수 있다.
이하에서는 도 5를 참조하여 무선 제어기(300), 무선 중계기(400) 및 통합 제어기(500)의 연결관계를 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시례에 따른 축사 관리시스템의 무선 제어기(300), 무선 중계기(400) 및 통합 제어기(500)의 연결관계를 나타낸 블록도이다.
도 5에 도시된 바와 같이 통합 제어기(500)와 무선 중계기(400)는 RF 통신 모듈에 의해 RF 통신 방식으로 상호 통신할 수 있다.
또한, 무선 중계기(400)는 데이터 변환부를 이용하여 RF통신 데이터를 지그비 통신 데이터로 변환 및 역변환한다.
그리고 무선 중계기(400)는 복수의 무선 제어기(300)와 지그비 모듈을 사용하여 지그비 통신 방식으로 상호 통신하게 된다.
상기와 같이 설명된 축사 관리 시스템은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
전술한 구성을 적용한 본 발명은 원거리에서 축사를 관리할 수 있는 시스템을 사용자에게 제공할 수 있다.
구체적으로, 다채널 통신이 가능한 지그비 방식과 원거리 통신이 가능한 RF통신방식을 모두 사용하여 두 가지 방식의 장점을 모두 갖출 수 있는 무선 네트워크를 이용한 축사 관리시스템을 사용자에게 제공할 수 있다.
100 : 온습도 센서부
200 : 가스감지 센서부
300 : 무선 제어기
310 : 온습도 설정부
320 : 가스수치 설정부
330 : 제어부
340 : 지그비 모듈
400 : 무선 중계기
410 : 지그비 모듈
420 : 데이터 변환부
430 : RF통신 모듈
500 : 통합 제어기
510 : RF통신 모듈
520 : 디스플레이부

Claims (8)

  1. 보온등 및 환기팬이 설치된 축사를 관리하는 시스템에 있어서,
    상기 축사 내부의 온도 및 습도를 감지하기 위한 온습도센서부;
    상기 축사 내부의 암모니아 가스 수치를 감지하기 위한 가스감지센서부;
    상기 온습도센서부로부터 상기 온도 및 상기 습도 데이터를 수신하고 상기 온도 및 상기 습도 데이터를 이용하여 상기 보온등을 제어하며, 상기 가스감지센서부로부터 상기 가스 수치 데이터를 수신하고 가스 수치 데이터를 이용하여 상기 환기팬을 제어하는 무선 제어기;
    상기 무선 제어기와 무선으로 연결되어 통신하는 무선 중계기; 및
    상기 무선 중계기와 무선으로 연결되어 통신하는 통합 제어기;를 포함하되,
    상기 무선 제어기 및 상기 무선 중계기 각각은 지그비(Zig-bee) 모듈을 포함하여 지그비 통신 방식으로 상호 통신하고,
    상기 무선 중계기 및 상기 통합 제어기 각각은 RF(Radio Frequency)모듈을 포함하여 RF 통신 방식으로 상호 통신하며,
    상기 무선 중계기는 상기 무선 제어기로부터 수신한 지그비 데이터를 RF데이터로 변환하여 상기 통합 제어기로 송신하고, 상기 통합 제어기로부터 수신한 RF데이터를 지그비 데이터로 변환하여 상기 무선 제어기로 송신하는 것을 특징으로 하는 축사 관리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 제어기는,
    상기 온습도 센서부가 감지한 온도가 기준 온도보다 낮은 경우 및 상기 온습도 센서부가 감지한 습도가 기준 습도보다 낮은 경우 중 적어도 하나가 발생하면, 상기 보온등의 밝기를 높이는 것을 특징으로 하는 축사 관리 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 무선 제어기는,
    상기 온습도 센서부가 감지한 온도 및 습도가 상기 기준 온도 및 상기 기준 습도에 근접할수록 상기 보온등의 밝기를 순차적으로 낮추어 상기 축사의 온도 및 습도가 상기 기준 온도 및 상기 기준 습도로 유지되도록 상기 보온등을 제어하는 것을 특징으로 하는 축사 관리 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어기에 상기 기준 온도 및 상기 기준 습도 중 적어도 하나를 설정하는 제 1 설정데이터는 상기 통합 제어기에 의해 생성되어, 상기 RF 통신 방식으로 상기 무선 중계기에 전송되고,
    상기 제 1 설정데이터는 상기 무선 중계기에 의해 상기 무선 제어기에 상기 지그비 통신 방식으로 전송되어, 상기 제어기에 상기 기준 온도 및 상기 기준 습도 중 적어도 하나가 설정되는 것을 특징으로 하는 축사 관리 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 제어기는,
    상기 가스감지센서부가 감지한 가스 수치가 기준 가스 수치보다 높은 경우, 상기 환기팬의 속도를 높이는 것을 특징으로 하는 축사 관리 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 무선 제어기는,
    상기 가스감지센서부가 감지한 가스 수치가 상기 기준 가스 수치에 근접할수록 상기 환기팬의 속도를 순차적으로 낮추어 상기 가스 수치가 상기 기준 가스 수치로 유지되도록 상기 환기팬을 제어하는 것을 특징으로 하는 축사 관리 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어기에 상기 기준 가스 수치를 설정하는 제 2 설정데이터는 상기 통합 제어기에 의해 생성되어, 상기 RF 통신 방식으로 상기 무선 중계기에 전송되고,
    상기 제 2 설정데이터는 상기 무선 중계기에 의해 상기 무선 제어기에 상기 지그비 통신 방식으로 전송되어, 상기 제어기에 상기 기준 온도, 상기 기준 습도 및 상기 기준 가스 수치 중 적어도 하나가 설정되는 것을 특징으로 하는 축사 관리 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 통합 제어기는 디스플레이부를 포함하고,
    상기 무선 제어기는 상기 수신한 상기 온도 및 상기 습도 데이터 및 상기 가스 수치 데이터를 상기 지그비 통신 방식으로 상기 무선 중계기에 전송하고,
    상기 무선 중계기는 상기 무선 제어기로부터 수신한 상기 온도 및 상기 습도 데이터 및 상기 가스 수치 데이터를 상기 RF 통신 방식으로 상기 통합 제어기에 전송하며,
    상기 통합 제어기는 상기 수신한 온도, 습도 및 가스수치 데이터를 상기 디스플레이부에 표시하는 것을 특징으로 하는 축사 관리 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101885865B1 (ko) * 2017-12-20 2018-08-21 금양산업개발 (주) 원방설비의 감시 및 제어 시스템
CN109407624A (zh) * 2018-07-19 2019-03-01 天津农学院 一种基于温湿度指数的牛舍环境调控系统及其调控方法

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