KR20170032154A - Variable Data Conversion Systems - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 가변형 데이터 변환 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 데이터 수집 및 제어장비와 전산시스템을 융복합하여 저비용의 자동화 시스템을 구현하기 위한 표준 데이터 프로토콜을 탑재하여 데이터를 변환하고 제어장비를 표준방식으로 제어할 수 있는 가변형 데이터 변환 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a variable data conversion system, and more particularly, to a variable data conversion system that incorporates a standard data protocol for implementing a low-cost automation system by combining data collection and control equipment and a computer system, To a variable data conversion system.
최적의 육상양식장 운영을 위하여 최초 입식에서 출하까지 생장환경의 지속적인 모니터링과 제어는 양질의 양식어종을 생산하는 기본적인 조건이다. 통신기술의 발달과 네크워크 인프라의 확산으로 빌딩형 양식장의 모니터링과 제어 기기들은 IoT 기술기반의 중앙집중식 자동화에 대한 요구가 지속적으로 증가하고 있으며, 모니터링된 데이터와 제어기의 동작이력을 데이터베이스로 구축하여 어종별 최적의 양식패턴설정을 위한 연구가 진행되고 있다. 또한, 통신기술과 더불어 센싱과 제어기술의 발전으로 양식장 자동화를 위한 사회적, 전산적 기반환경은 구축되어 있다.Continuous monitoring and control of the growth environment from initial stocking to shipment is the basic condition for producing high quality aquaculture species for optimum onshore farm operation. With the development of communication technology and the spread of network infrastructure, the demand for centralized automation based on IoT technology is continuously increasing in the monitoring and control devices of building farms, and the operation history of the monitored data and controller is constructed as database, Research is underway to establish optimum pattern patterns. In addition, with the development of communication technology and sensing and control technology, a social and computationally based environment for farm automation has been established.
그러나 통신, 센싱, 제어의 기술은 양식장만을 위한 기술이 아닌 범용적인 목적으로 형성된 기술들로써 상기의 기술들을 융·복합하여 자동화된 양식장을 구성하는 것에는 문제점 내포하고 있다. 즉, 센서와 제어기의 동작 및 데이터 패턴이 정형화되지 않았으며, 통합관리시스템이 말단장비에 종속적이며 설치 및 유지보수에 많은 비용이 발생한다. 또한, 복잡하고 긴 연장의 배선으로 운영의 효율성이 떨어진다.However, the technology of communication, sensing, and control is not a technology for a farm only, but a general purpose technology. That is, the operation and data patterns of the sensor and the controller are not formalized, and the integrated management system is dependent on the end equipment, and the installation and maintenance costs are high. In addition, the complexity and long extension of wiring reduces operational efficiency.
따라서 자동화된 양식장에서 생산된 데이터를 기반으로 최적의 생장패턴을 도출하기 위하여 각 기기들로부터 독립적이고 유연한 모니터링, 제어 통합환경 구축을 위한 데이터 변환 및 통합 기술이 요구된다.Therefore, in order to derive the optimal growth pattern based on the data produced in the automated farm, data conversion and integration technology for independent and flexible monitoring and control integration environment is required from each device.
상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 제어계측장비의 운영환경을 소형화, 집약화하여 중복적인 장비설치를 방지할 수 있는 SoB 기반의 가변형 데이터 변환 장치를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a SoB-based variable data conversion apparatus capable of preventing installation of redundant equipment by downsizing and intensifying an operating environment of a control and measurement equipment.
본 발명의 다른 목적은 제어계측장비의 설치 및 유지보수에 저비용으로 적용할 수 있는 제어계측업계의 데이터 표준화를 통한 가변형 데이터 변환 장치를 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide a variable data conversion apparatus which can be applied at low cost to the installation and maintenance of control instrumentation equipment, through data standardization in the control and measurement industry.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가변형 데이터 변환 장치는, 적어도 두 개의 다른 형태의 말단장치, 말단장치와 각각 독립적으로 연결되는 가변형 데이터 변환기, 가변형 데이터 변환기와 유무선으로 연결되는 서버그룹을 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a variable data conversion apparatus including at least two different types of end devices, a variable data converter connected independently to the end devices, a variable data converter, and a group of wired / .
또한, 말단장치는 급이기, 수온센서, 무게센서, 공기분사기 및 용존산소공급기 중 어느 하나 이상의 센서를 포함한다.Further, the end device includes at least one of a feeder, a water temperature sensor, a weight sensor, an air injector, and a dissolved oxygen feeder.
또한, 가변형 데이터 변환기는 드라이브 라이브러리와 연결된다.In addition, the variable data converter is connected to the drive library.
또한, 드라이버는 UPnP(Universal Plug & Play) 기능을 탑재하여 서버그룹의 부하를 절감하고 외부장치(Web Browser, Mobile App)에서 직접 연결하여 모니터링 및 제어가 가능하다.In addition, the driver is equipped with UPnP (Universal Plug & Play) function, which reduces the load on the server group and can be monitored and controlled by connecting directly from an external device (Web browser, Mobile App).
또한, 가변형 데이터 변환기는 데이터 프레임을 해석하여 상기 서버그룹으로 전송할 수 있다.In addition, the variable data converter can interpret the data frame and transmit it to the server group.
또한, 가변형 데이터 변환기는 전원 이상 알림 센서와 연결될 수 있다.In addition, the variable data converter can be connected to the power failure notification sensor.
또한, 가변형 데이터 변환기는 유무선 랜(LAN)으로 상기 서버그룹과 통신연결될 수 있다.In addition, the variable data converter may be communicatively coupled to the server group via a wired / wireless LAN.
또한, 서버그룹은 통합관제서버, 데이터베이스, 유저데이터베이스 및 드라이브 라이브러리 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.In addition, the server group may include at least one of an integrated control server, a database, a user database, and a library of drives.
또한, 가변형 데이터 변환기는 상기 다수의 말단장치별로 프레임구간을 나누어 데이터 프로토콜을 전송할 수 있다.The variable data converter may transmit a data protocol by dividing a frame interval for each of the plurality of end devices.
본 발명에 따른 가변형 데이터 변환 시스템은 말단장치에 독립적으로 작용하여 안정적이고 저비용으로 양어장 등의 관리를 할 수 있는 장점이 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The variable data conversion system according to the present invention is advantageous in that it can operate stably and inexpensively in fish farms by acting independently on the end device.
또한, 하나의 데이터 변환 장치로 다수의 센서류 및 제어류를 자동으로 제어할 수 있어 유지보수가 편리하고 다양한 말단장치의 추가가 가능한 장점이 있다.In addition, since a plurality of sensors and control devices can be automatically controlled by a single data conversion device, maintenance is easy and various end devices can be added.
도 1 본 발명에 따른 가변형 데이터 변환 시스템의 시스템도,
도 2 본 발명의 일실시예에 따른 제 1 가변형 데이터 변환기 대 제 2 가변형 데이터 변환기의 데이터 및 기능 연계를 나타내는 구성도,
도 3 본 발명의 일 실시예에 따른 수조현장 모니터링 및 자동제어를 위한 구성도,
도 4 도 본 발명의 일실시예에 따른 표준 프로토콜을 정의하는 개념도이다.1 is a system diagram of a variable data conversion system according to the present invention,
FIG. 2 is a configuration diagram showing data and function associations of a first variable data converter versus a second variable data converter according to an embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a configuration diagram for a water tank monitoring and automatic control according to an embodiment of the present invention;
4 is a conceptual diagram for defining a standard protocol according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . In addition, suffixes "module" and " part "for the components used in the following description are given merely for convenience of description, and do not give special significance or role in themselves. Accordingly, the terms "module" and "part" may be used interchangeably.
또한, 이하 본 발명의 실시예는 양어장 자동 급이 및 양어장 생태환경 제어에 관련된 설명으로 한정하고 있으나, 가변형 데이터 변환 시스템의 응용분야에 다양하게 적용될 수 있음은 당연하다.In addition, although the embodiments of the present invention are limited to the description related to the control of the automatic fish farm and the ecology environment control of the fish farm, it is obvious that the embodiments of the present invention can be variously applied to the application fields of the variable data conversion system.
도 1은 본 발명에 따른 가변형 데이터 변환 시스템의 시스템도이다.1 is a system diagram of a variable data conversion system according to the present invention.
동 1을 참조하면, 말단장치(10), 가변형 데이터 변환기(100) 및 서버그룹(200)을 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, it can be configured to include the
상기 말단장치(10)는 양식장 내의 양식환경과 양식어 상태를 인식하여 양식정보를 수집하기 위한 먹이급이기, 수온센서, 모니터링 센서, 무게센서, 공기분사기, 용존산소 측정기 등을 포함한 다양한 센서류 및 제어기류일 수 있다. 이를 이용하여 양식장의 여러 환경과 양식장 내 양식어의 양식상태를 인식하여 이를 정보화 함으로써 양식장과 양식어 상태의 관리를 가능하게 할 수 있다.The
상기 가변형 데이터 변환기(100)는 다수의 말단장치(10)와 각각 독립적으로 연결되어 연계될 수 있으며, GPIO(General-purpose input/output)기반 디지털, 아날로그 제어 기술 및 시리얼(Serial) 통신기반 센싱 신호 처리 모듈이 탑재될 수 있다. 또한, 가변형 데이터 변환 장치(100)는 드라이버 라이브러리와 연결되어 구성될 수 있으며, 상기 드라이버는 UPnP(Universal Plug & Play) 기능을 탑재하여 서버그룹(200)의 부하를 절감하고 외부장치(Web Browser, Mobile App)에서 직접 연결하여 모니터링 및 제어가 가능하다.The
상기 서버그룹(200)은 통합관제서버(210), 드라이버 라이브러리, 데이터베이스 및 유저데이터베이스 등을 포함할 수 있다. 상기 통합관제서버(210)는 어종별, 양식설비 구조별, 계절별 조건, 어류상태별 및 급이종류 등을 포함할 수 있으며, 양식장내 환경을 모니터링 하여 자동제어 또는 자동제어와 경보가 가능하도록 모니터링 장치(50) 및 경보알람장치(250)와 연동될 수 있다.The
또한, 상기 데이터베이스는 양식장내의 측정값, 동작이력 정보 등을 포함한 데이터일 수 있으며, 상기 유저데이터베이스는 사용자 로그인 정보 등일 수 있다.Also, the database may be data including a measurement value in the farm, operation history information, etc., and the user database may be user login information and the like.
한편, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 다수의 말단장치(10)와 통신을 위한 배선이 유무선 랜(LAN)으로 일원화되어 설치에 용이하며, 긴 연장의 배선으로 인한 데이터 오류현상을 절감할 수 있다.Meanwhile, according to a preferred embodiment of the present invention, wiring for communication with a plurality of
또한, 본 발명의 근거리 통신망은 2.45GHz 대역의 지그비(zigbee) 통신망, 지그비 프로, IEEE802.15.4 c/d, 또는 IEEE 802.15. NAN 기반의 지그비 통신망과, IEEE 802. 15. 4, 지그비, Z-wave, INSTEON, 또는 Wavents 기반의 저전력 저속의 WPAN과, 자체 솔루션에 센서 네트워크를 이용한 RFID/USN 통합 플랫폼 기반의 통신망을 적용할 수 있음은 당업자에 의해 자명하다 할 것이다.In addition, the local area network of the present invention may be a ZigBee communication network of 2.45 GHz band, ZigBee Pro, IEEE 802.15.4 c / d, or IEEE 802.15. NAN-based ZigBee communication network, IEEE 802.14.4, ZigBee, Z-wave, INSTEON, or Wavents based low-power low-speed WPAN and RFID / USN integrated platform network using sensor network Will be apparent to those skilled in the art.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제 1 가변형 데이터 변환기 대 제 2 가변형 데이터 변환기의 데이터 및 기능 연계를 나타내는 구성도이다.FIG. 2 is a configuration diagram illustrating data and function association of a first variable data converter versus a second variable data converter according to an embodiment of the present invention; FIG.
도 2를 참조하면, 본 발명은 다수의 가변형 데이터 변환기(100)가 연계되어 동작될 수 있다.Referring to FIG. 2, a plurality of
즉, 제 1 가변형 데이터 변환기(100'), 제 2 가변형 데이터 변환기(100")가 서로 연계될 수 있다. 예를 들어, 제 2 가변형 데이터 변환기(100")에 산소를 공급하기 위해 제 1 가변형 데이터 변환기(100')에 연결된 6번 센서 정보를 요청하고, 이에 따라 제2 가변형 데이터 변환기에 연결된 폭기조가 동작할 수 있는 것이다.In other words, the first variable data converter 100 'and the second variable data converter 100' may be linked to each other. For example, in order to supply oxygen to the second variable data converter 100 '', Request the sensor information of No. 6 connected to the data converter 100 ', and thus the aeration tank connected to the second variable data converter can operate.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수조현장 모니터링 및 자동제어를 위한 구성도이다.3 is a block diagram of a water tank monitoring and automatic control system according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 양어장에서 특정 수조(1)의 생태환경을 센싱한 데이터를 가변형 데이터 변환기(100)로 전송한다. 이때, 시리얼 번호를 달리함으로써 양어장내 다수의 수조 중 특정 수조(1)의 생태환경임을 알 수 있다.Referring to FIG. 3, data that senses the ecological environment of the
통합관제서버(210)는 센싱된 특정 수조(1) 생태환경에 필요한 조치를 위하여 가변형 데이터 변환기로 임계값을 전송할 수 있으며, 바람직하게는 소켓(Socket)으로 연결되어 다른 통신 환경과 데이터를 송수신한다. 그리고 가변형 데이터 변환기(100)는 통합관제서버로(210)부터 전송된 임계값으로부터 GPIO(General Purpose Input/Output)로 연결된 경보기알람(250), 산소공급기(260) 등과 같은 다양한 제어장치를 자동으로 제어할 수 있다. 바람직하게는, 상기 제어장치와 가변형 데이터 변환기(100)는 릴레이(150)를 통하여 연결됨으로써 통합관제서버(210)로부터 전송된 임계값에 따라 ON, OFF 될 수 있다.The integrated
또한, 가변형 데이터 변환기(100)는 모니터링 장치(50)와 소켓으로 연결될 수 있으며, 상기 모니터링 장치(50)는 Web, App 등으로 표시되어 사용자 단말기로 전송될 수 있다.In addition, the variable-
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 표준 프로토콜을 정의하는 개념도이다.4 is a conceptual diagram for defining a standard protocol according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 0~31까지의 프레임을 임계값, 알람, 오류, 단위, 스케일 및 영점조정 등에 대한 설정된 값을 온도센서, 산소공급기 등의 다수의 다양한 말단장치별로 프레임구간을 나누어 표준프로토콜을 정의할 수 있다. 따라서, 다수의 다양한 말단장치가 하나의 가변형 데이터 변환기를 통하여 각각 제어를 할 수 있는 것이다.Referring to FIG. 4,
상기 본 발명에 따른 가변형 데이터 변환기는 하나의 모듈로 구현될 수 있으며 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. The variable data converter according to the present invention can be implemented as a single module or as a computer-readable code on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of the computer-readable recording medium include a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device, and the like, and may be implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission via the Internet) .
또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.In addition, the computer-readable recording medium may be distributed over network-connected computer systems so that computer readable codes can be stored and executed in a distributed manner. And functional programs, codes, and code segments for implementing the present invention can be easily inferred by programmers skilled in the art to which the present invention pertains.
또한, 이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불가하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined by the claims.
1 : 수조
10 : 말단장치
50 : 디스플레이장치
100 : 가변형데이터변환기
150 : 릴레이
250 : 경보기알람
200 : 서버그룹
210 : 통합관제서버1: water tank 10: end device
50: display device 100: variable data converter
150: relay 250: alarm alarm
200: Server group 210: Integrated control server
Claims (9)
상기 말단장치와 각각 독립적으로 연결되는 가변형 데이터 변환기;
상기 가변형 데이터 변환기와 유무선으로 연결되는 서버그룹을 포함하는 가변형 데이터 변환 시스템.
At least two different types of end devices;
A variable data converter connected independently to the end device;
And a server group connected to the variable data converter by wired / wireless connection.
상기 말단장치는 급이기, 수온센서, 무게센서, 공기분사기 및 용존산소공급기 중 어느 하나 이상을 포함하는 센서인 것을 특징으로 하는 가변형 데이터 변환 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the end device is a sensor including at least one of a feeder, a water temperature sensor, a weight sensor, an air injector, and a dissolved oxygen supplier.
상기 가변형 데이터 변환기는 드라이브 라이브러리와 연결되는 것을 특징으로 하는 가변형 데이터 변환 시스템.
The method according to claim 1,
And the variable data converter is connected to a drive library.
상기 드라이버는 UPnP(Universal Plug & Play) 기능을 탑재하여 서버그룹의 부하를 절감하고 외부장치(Web Browser, Mobile App)에서 직접 연결하여 모니터링 및 제어가 가능한 것을 특징으로 하는 가변형 데이터 변환 시스템.
The method of claim 3,
Wherein the driver is equipped with a UPnP (Universal Plug & Play) function to reduce the load on a server group and can be monitored and controlled by connecting directly from an external device (Web browser, Mobile App).
상기 가변형 데이터 변환기는 데이터 프레임을 해석하여 상기 서버그룹으로 전송하는 것을 특징으로 하는 가변형 데이터 변환 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the variable data converter interprets a data frame and transmits the data frame to the server group.
상기 가변형 데이터 변환기는 전원 이상 알림 센서와 연결되는 것을 특징으로 하는 가변형 데이터 변환 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the variable data converter is connected to a power failure notification sensor.
상기 가변형 데이터 변환기는 유무선 랜(LAN)으로 상기 서버그룹과 통신연결되는 것을 특징으로 하는 가변형 데이터 변환 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the variable data converter is communicatively coupled to the server group via a wired or wireless local area network (LAN).
상기 서버그룹은 통합관제서버, 데이터베이스, 유저데이터베이스 및 드라이브 라이브러리 중 어느하나 이상을 포함하는 가변형 데이터 변환 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the server group includes at least one of an integrated control server, a database, a user database, and a library of drives.
상기 가변형 데이터 변환기는 상기 다수의 말단장치별로 프레임구간을 나누어 데이터 프로토콜을 전송하는 것을 특징으로 하는 가변형 데이터 변환 시스템.6. The method according to claim 1 or 5,
Wherein the variable data converter transmits a data protocol by dividing a frame interval for each of the plurality of end devices.
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