KR20170084834A - 모바일 클라우드 컴퓨팅 환경하에서 사물인터넷을 이용한 지능형 축사 관리 환경 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 ICT(Information & Communicication Technology, 정보통신기술) 융복합 기술을 접목한 지능형 축사관리 시스템으로서,
언제·어디서나 인터넷이 연결된 곳에서 RFID(Radio Frequency Identification)나 USN(Ubiquitous Sensor Network: 유비쿼터스 센서 네트워크)으로 이루어지는 센서 네트워크를 통해 실시간으로 모니터링 중계되는 음성과 영상 데이터나 온도·습도·이산화탄소 등의 환경 데이터, 생육 데이터 등 가축을 생육하기 위한 환경요소로서 가축 모니터링, 먹이 관리, 온습도 환기 관리, 식수 관리를 포함하는 축사의 생육 환경정보를 실시간으로 수집하고 이를 모바일 통신을 통하여 대규모 정보처리와 저장가 가능한 클라우드 컴퓨터에 제공하고 클라우드 컴퓨터에서는 데이터를 수집, 분석하여 센서 네트 워크를 통해 측정된 축사 환경정보를 기반으로 인터넷을 통하여 축사시설을 자동 또는 수동으로 제어하여 최적의 쾌적한 가축 사육 환경을 유지시켜 최적의 사양관리를 통하여 축사 관리의 효율 및 생산성을 향상시켜 주는 모바일 클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing) 환경하에서 사물인터넷(IoT)을 이용한 지능형 축사 관리 환경 시스템이다.
언제·어디서나 인터넷이 연결된 곳에서 RFID(Radio Frequency Identification)나 USN(Ubiquitous Sensor Network: 유비쿼터스 센서 네트워크)으로 이루어지는 센서 네트워크를 통해 실시간으로 모니터링 중계되는 음성과 영상 데이터나 온도·습도·이산화탄소 등의 환경 데이터, 생육 데이터 등 가축을 생육하기 위한 환경요소로서 가축 모니터링, 먹이 관리, 온습도 환기 관리, 식수 관리를 포함하는 축사의 생육 환경정보를 실시간으로 수집하고 이를 모바일 통신을 통하여 대규모 정보처리와 저장가 가능한 클라우드 컴퓨터에 제공하고 클라우드 컴퓨터에서는 데이터를 수집, 분석하여 센서 네트 워크를 통해 측정된 축사 환경정보를 기반으로 인터넷을 통하여 축사시설을 자동 또는 수동으로 제어하여 최적의 쾌적한 가축 사육 환경을 유지시켜 최적의 사양관리를 통하여 축사 관리의 효율 및 생산성을 향상시켜 주는 모바일 클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing) 환경하에서 사물인터넷(IoT)을 이용한 지능형 축사 관리 환경 시스템이다.
Description
본 발명은 모바일 클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing) 환경하에서 사물인터넷(IoT)을 이용한 지능형 축사 관리 환경 시스템에 관한 것으로서,
ICT(Information & Communicication Technology, 정보통신기술) 융복합 기술을 접목한 지능형 축사관리 시스템인바,
언제·어디서나 인터넷이 연결된 곳에서 RFID(Radio Frequency Identification)나 USN(Ubiquitous Sensor Network: 유비쿼터스 센서 네트워크)으로 이루어지는 센서 네트워크를 통해 실시간으로 모니터링 중계되는 음성과 영상 데이터나 온도·습도·이산화탄소 등의 환경 데이터, 생육 데이터 등 가축을 생육하기 위한 환경요소로서 가축 모니터링, 먹이 관리, 온습도 환기 관리, 식수 관리를 포함하는 축사의 생육 환경정보를 실시간으로 수집하고 이를 모바일 통신을 통하여 대규모 정보처리와 저장가 가능한 클라우드 컴퓨터에 제공하고 클라우드 컴퓨터에서는 데이터를 수집, 분석하여 센서 네트 워크를 통해 측정된 축사 환경정보를 기반으로 인터넷을 통하여 축사시설을 자동 또는 수동으로 제어하여 최적의 쾌적한 가축 사육 환경을 유지시켜 최적의 사양관리를 통하여 축사 관리의 효율 및 생산성을 향상시켜 주는 모바일 클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing) 환경하에서 사물인터넷(IoT)을 이용한 지능형 축사 관리 환경 시스템이다.
FTA 등 개방화로 국내외 환경변화가 축산업에 불리하게 돌아가고 고령화와 농촌 일손 부족, 겨울철 긴 농한기에다 경쟁국에 비해 작은 영농규모 등 우리 전통 축산업은 수없이 많은 약점과 한계를 안고 있어 시장 개방화에 대응하고, 우리 축산업의 약점을 극복하기 위한 축산 농가의 경쟁력의 강화가 절실하다.
즉 우리 축산업은 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.
1. FTA로 인하여 축산농가의 경쟁력저하
2. 소규모 농장에서 점차 대규모 사육으로 전환
3. 전문인력 조달의 한계 (농가의 노령화)
4. 체계적인 관리와 품질관리가 불가
5. 탄소 거래제로 운영비 부담
최근 축산 농가가 대형화되고 기업화됨에 따라 축사 시설이 대규모로 건축되고 다량의 가축을 밀집된 환경에서 집단 사육하게 됨으로써 축사의 운영을 자동화하고 에너지를 절감하기 위한 축사시설 자동화 등 가축들이 정상적으로 생장할 수 있도록 적절한 사육 환경을 제공할 수 있게끔 대규모 사육농가를 중심으로 축사형태가 최신식 설비를 갖추는 등 점차 선진형 구조로 바뀌고 있다.
가축을 관리하기 위한 축사는 보다 높은 생산성과 안정된 관리를 위해해당 농장의 생물에 최적의 생육 환경 조건을 조성해 주고 관리를 하는데 이런 조건 조성과 관리를 위한 주요시설들로서 온도, 습도, 가스, 환기 등의 환경적 요인들의 적정 수준을 유지해주는 조절장치가 구비된다.,
그러나 종래 기술의 축사는 축사시설구조개선 및 사료 및 음수, 환경관리 자동화 등 자동화에 따른 생산성 향상으로 가축의 사육여건을 향상시키는 등 여러 가지 장점이 있음에도 불구하고,
축사의 운영 방식이 폐쇄적으로서 수집된 축산 정보가 공유되지 못하고 내부 및 외부 환경에 따라 동적으로 변하는 축사의 사육 환경에 대한 많고 다양한 정보의 감지가 어려웠고 비전문적인 현장인력에 의존한 직접적인 수동제어 방식으로 작동되고 있어 고장이나 비정상적인 작동시 신속하고 정확한 원인파악이 어려워 신속한 조치가 미흡하고 가축의 생육과 생산성에 대한 효과나 영향평가를 체계적으로 나타낼 수 있는 수치화된 데이터를 실시간대로 파악할 수 없어 정확한 생산성 분석이 어려우며, 축사가 대형화됨에 따는 축사 내부의 온도, 습도 등 구역별 환경 정보나 가축 사육을 위해 소모하는 사료나 식수가 가축이 필요로 하는 시간에 공급이 안 되는 등 가축들이 정상적으로 성장할 수 있도록 적절한 사육 환경을 제공하지 못하고 위치, 방향, 통풍, 채광, 환기, 보온이 양호하고, 사료 주기, 청소, 위생관리에 적절한 복합 기능의 축사 종합 용도 요구 특성을 충족시키지 못하여 가축 관리의 능률화와 자연의 기상(氣象)으로부터 가축을 보호하는 축사 기능을 충족시키지 못하는 문제점이 있다.
또한 상기한 문제점을 해소한 문제점을 감안하여 다양한 센서 네트워크를 구축하여 사육 환경의 환경 정보를 수집하고 이를 통해 축사의 사육 환경을 모니터링 및 제어함으로써 관리자가 보다 편리하게 농장을 관리하도록 되어 있도록 개발된 유비쿼터스기반의 축사 가축 사육 환경 시스템도 무인 자동 제어가 불가능하고 데이터도 공유 되지 못하는 문제점이 있었다
즉 종래의 축사 환경 시스템에서는, 단순히 축사 내부의 환경만을 모니터링하고 그 결과에 따라 축사 시설을 구동시켜 가축의 성장에 방해되는 위험요소를 제거하거나 축사 환경을 원격으로 제어할 수 있는 기술이 대부분으로, 가축 질병에 대한 대처와 정확한 관리/측정이 어려운 문제점이 있다.
IoT(Internet of Things)라고 불리우는 사물인터넷은 사물에 센서를 부착해 실시간으로 데이터를 인터넷으로 주고받는 기술이나 환경을 일컫는데 최근 소비자들의 스마트 단말 이용, 무선통신 기술이나 센서 기술 등의 발전에 따른 설비 구축비용 감소, 보안 서비스와 에너지 관리에 대한 관심 증대로 사물인터넷 서비스가 급부상하고 있는바 이는 소비자들의 스마트 단말 이용, 특히 스마트폰의 보급 확대로 고가의 전용 제어 패널의 역할을 모바일 단말 및 앱이 대체하고 있을 뿐만 아니라 모바일 단말 조작에 익숙한 소비자들로서도 보다 손쉽게 서비스 이용이 가능해졌기 때문이며 IoT 시대에는 많은 양의 다양한 데이터가 빠른 속도로 한꺼번에 생성돼 한 곳에 저장되고 분석되어 축산 경영 성과가 최적화될 수 있다.
또한 사물인터넷이 확산되면서 빅데이터와 클라우드 컴퓨팅이 더욱 각광을 받고 있는데 사물인터넷(IoT)이 확산되면서 센서를 통한 데이터가 모여 빅데이터가 발생하게 되고, 이 데이터가 클라우드에 저장되면서 인프라 측면에서 클라우드 컴퓨팅이 절대적으로 필요하기 때문이다.
클라우드 컴퓨팅은 클라우드로 표현되는 인터넷상의 서버에서 데이터 저장, 처리, 네트워크, 콘텐츠 사용 등 IT 관련 서비스를 한번에 제공하는 혁신적인 컴퓨팅 기술이다.
따라서 본 발명자는 전술한 종래 기술의 문제점을 종합적으로 해결하고자 노력한 결과 축산에 ICT기술을 접목하여 사료 및 음수, 환경관리 등을 원격, 자동제어 할 수 있는 모바일 클라우드 컴퓨팅 환경하에서 사물인터넷을 이용한 지능형 축사 관리 환경 시스템의 제공으로 정보통신기술(ICT)을 활용하여 과학적 축산을 할 수 있게 함으로써 새로운 부가가치를 창출하고 축산업의 경쟁력을 높이게 되는 본 발명을 완성하게 되었다.
전술한 바와 같이 종래의 기술의 축사 관리 환경 시스템은 문제점이 많은바,
각종 센서 및 영상기기, 제어기기, 통신기기가 하나로 연결되어 연동되는 축사시설 자동제어로 축사 내외부 환경 감시 및 자동제어로 축사의 쾌적한 사육 환경을 조성하되,
여기에 더하여 축사환경 센서, 가축 생체정보 인식 센서, 영상정보 인식 센서, 급이 시설 시스템 센서 등에서 얻는 축산 데이터를 인터넷상으로 안정적이고 확장성이 높은 클라우드 컴퓨터에서 수집한 Big Data 분석을 통해 기초적인 가축 사육정보수집에서 사육환경제어에 이르기까지 전반적인 ICT 기술 융합을 통하여 가축의 질병 예방 및 관리의 효율성을 높여 축산 농가의 편의성과 생산량을 증대시키기 위한 사물인터넷기반의 지능형 축사 환경 관리 시스템을 개발하여야 하는 기술적 과제를 해결한 것이다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서,
ICT(Information & Communicication Technology, 정보통신기술) 융복합 기술을 접목한 지능형 축사관리 시스템에 있어서,,
언제·어디서나 인터넷이 연결된 곳에서 RFID(Radio Frequency Identification)나 USN(Ubiquitous Sensor Network: 유비쿼터스 센서 네트워크)으로 이루어지는 센서 네트워크를 통해 실시간으로 모니터링 중계되는 음성과 영상 데이터나 온도·습도·이산화탄소 등의 환경 데이터, 생육 데이터 등 가축을 생육하기 위한 환경요소로서 가축 모니터링, 먹이 관리, 온습도 환기 관리, 식수 관리를 포함하는 축사의 생육 환경정보를 실시간으로 수집하고 이를 모바일 통신을 통하여 대규모 정보처리와 저장가 가능한 클라우드 컴퓨터에 제공하고 클라우드 컴퓨터에서는 데이터를 수집, 분석하여 센서 네트 워크를 통해 측정된 축사 환경정보를 기반으로 인터넷을 통하여 축사시설을 자동 또는 수동으로 제어하여 최적의 쾌적한 가축 사육 환경을 유지시켜 최적의 사양관리를 통하여 축사 관리의 효율 및 생산성을 향상시켜 주는 모바일 클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing) 환경하에서 사물인터넷(IoT)을 이용한 지능형 축사 관리 환경 시스템을 제공하는데 목적이 있다
이와 같이 된 본 발명의 모바일 클라우드 컴퓨팅 환경하에서 사물인터넷을 이용한 지능형 축사 관리 환경 시스템은, 결국 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
1. FTA로 인한 축산농가의 경쟁력 향상
2. 실시간 모니터링 및 관리로 대규모 사육체제로 전환
3. 체계적인 정보시스템으로 관리와 품질의 향상
4. 축사의 자동화시스템 구축의 가속화 가능 (적은 인력으로 대량사육 가능)
5. 에너지관리, 실내 온습도 및 환기시스템 관리로 원가절감 가능
6. CO2감축으로 탄소포인트로 인한 운영비 절약 및 환경개선
7. 체계적인 축사 관리와 건강관리로 품질향상, 생산성향상 가능
8. 빅데이터를 활용한 시장, 가격, 거래처 및 신기술 정보를 활용하여 경쟁
특히 본 발명의 지능형 축사관리시스템은 ICT 융복합 기술을 적용해 축사 환경관리를 시행하는 시스템으로서,
축산 농가 간 데이터가 공유되지 않는 종래의 시스템에 비하여 특히 아이피를 가진 센서나 자동화된 설비 제어 장치 등과 상호 호환 연동되는 본 발명의 모바일 클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing) 환경하에서 사물인터넷(IoT)을 이용한 지능형 축사 관리 환경 시스템은 축사의 온도와 습도, 이산화탄소 농도나 분만·출하·폐사·항생제투여 실적 등을 데이터화해 클라우드 컴퓨터를 이용하여 분석 및 예측 관리할 수 있고, 외출하였을 때에도 클라우드 컴퓨터에 연동되는 앱 내장 스마트폰을 이용하여 실시간으로 점검해 적정 사양관리를 할 수 있는데, 이 시스템은 축사환경이 비정상으로 변화하면 신속히 대응하여 피해를 최소화할 수 있는 시스템으로 축사 환경이 클라우드 컴퓨터에 연중 기록되고, 데이터가 쌓이면서 이력을 빅데이터로 관리하고 폐사나 사료량 급증과 같은 이상 현상의 변화나 그동안 발생했던 사고유형 등을 신속히 파악 분석하여 가축 사육으로 발생하는 각종 문제를 찾아내 사람의 도움 없이 해결함으로써 축사 환경관리를 최적화할 수 있다.
또한 본 발명은 축적된 축사 현장의 온도·습도·이산화탄소 모니터링의 빅 데이터 활용으로 무수한 데이터를 실시간으로 분석하고 사료 및 급수 관리, 생산 이력관리, 위험관리 데이터 등을 체계화시키고 사람 없이도 의사를 결정해 장비 효율성 제고는 물론 원격·자동으로 가축 생육환경을 조정할 수 있어 농가의 재정부담 경감 및 최적의 사양관리를 통한 생산성 향상으로 노동력·에너지·사료 등을 종래 기술 관리 방식보다 적게 투입해도 생산성과 품질을 높일 수 있으며 사양관리, 생산계획, 이력관리 등을 통한 경영계획 수립 및 분석 등 경영관리에 활용하여 사육된 가축이 원활하게 유통되도록 축사 경영 시스템을 지원할 수 있다.
즉 본 발명은 클라우드 컴퓨터에서 축사의 영업정보, 재고정보, 사육정보, 생산정보 및 원가정보를 저장하고 축사에서 사육되는 가축, 소비되는 물품, 가축에게서 생산되는 생산품, 축사 영업 관리를 종합적으로 수행하면서 저장된 정보를 사용자의 요구에 따라 제공할 수 있다.
또한 단말기와 축사 내외의 여러 센싱 정보들을 통하여 획득한 정보를 통하여 가축의 활동에 따른 운동 패턴 분석 및 질병 패턴을 예찰할 수도 있으며 에너지를 효율적으로 관리하여 에너지 효율성도 향상된다.
도 1은 본 발명의 모바일 클라우드 컴퓨팅 환경하에서 사물인터넷을 이용한 지능형 축사 관리 환경 시스템 전체 시스템 구성을 도시한 구성도
도 2는 본 발명의 전체 시스템 구성을 도시한 블럭 구성도
도 2는 본 발명의 전체 시스템 구성을 도시한 블럭 구성도
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성을 첨부 도면에 의해 상세하게 설명하면 다음과 같다
또한 본 발명에서 기술하는 이하의 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서, 여러가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 ICT(Information & Communicication Technology, 정보통신기술) 융복합 기술을 접목한 지능형 축사관리 시스템에 있어서,,
언제·어디서나 인터넷이 연결된 곳에서 RFID(Radio Frequency Identification)나 USN(Ubiquitous Sensor Network: 유비쿼터스 센서 네트워크)으로 이루어지는 센서 네트워크를 통해 실시간으로 모니터링 중계되는 음성과 영상 데이터나 온도·습도·이산화탄소 등의 환경 데이터, 생육 데이터 등 가축을 생육하기 위한 환경요소로서 가축 모니터링, 먹이 관리, 온습도 환기 관리, 식수 관리를 포함하는 축사의 생육 환경정보를 실시간으로 수집하고 이를 모바일 통신을 통하여 대규모 정보처리와 저장가 가능한 클라우드 컴퓨터에 제공하고 클라우드 컴퓨터에서는 데이터를 수집, 분석하여 센서 네트 워크를 통해 측정된 축사 환경정보를 기반으로 인터넷을 통하여 축사시설을 자동 또는 수동으로 제어하여 최적의 쾌적한 가축 사육 환경을 유지시켜 최적의 사양관리를 통하여 축사 관리의 효율 및 생산성을 향상시켜 주는 모바일 클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing) 환경하에서 사물인터넷(IoT)을 이용한 지능형 축사 관리 환경 시스템이다.
본 발명은 축사 설비 장치 및 축사 센서 장치 전체를 제어하는 축사 제어 시스템(100)을 중심으로 식수관리시스템(110), 가축모니터링시스템 (120) 축사 환경 관리시스템(130) 및 먹이 관리 시스템(140)이 RFID(Radio Frequency Identification)나 USN(Ubiquitous Sensor Network: 유비쿼터스 센서 네트워크)으로 이루어지는 센서 네트워크의 무선 통신망에 의하여 하나로 연결되어 가축 모니터링, 먹이 관리, 온습도 환기 관리, 식수 관리를 포함하는 축사의 가축 사육 환경정보를 실시간으로 수집하고 생육환경을 자동으로 제어하고 있으며, 상기 축사 제어시스템(100)의 사육 환경 모니터링 정보와 제어 정보는 인터넷을 통하여 확장성이 좋은 클라우드 컴퓨터(200)에 연결되어 축사 사육 및 환경 정보 이력을 주고받아 빅 데이터로 관리되며 상기 클라우드 컴퓨터(200)는 사용자의 모바일 기기(400)에 인터넷으로 연결되고 수집된 빅 데이터(Big Data)를 분석하여 작물의 생육에 가장 좋은 환경을 조성하는 데이터 값을 찾아서 개별 축사에서 적용할 수 있도록 모바일 기기(400)에 데이터를 전송하여 복합적인 축사 환경 원격 모니터링 및 사육단계별 최적 급이, 음수관리의 사양관리 등 복합적이고 지능적인 환경제어가 가능한 모바일 클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing) 환경하에서 사물인터넷(IoT)을 이용한 지능형 축사 관리 환경 시스템을 구성하여 언제·어디서나 인터넷이 연결된 곳에서 센서를 통해 측정된 축사 환경정보를 기반으로 축사시설을 자동 또는 수동으로 제어하여 최적의 가축 사육 환경을 유지시켜 축사 관리의 효율 및 생산성을 증대시켜 주게 된다.
또한 상기한 클라우드 컴퓨터(200)에 내장된 빅 데이터는 축사의 영업정보, 재고정보, 사육정보, 생산정보 및 원가정보를 저장하고 축사에서 사육되는 가축, 소비되는 물품, 가축에게서 생산되는 생산품, 축사 영업 관리를 종합적으로 수행하면서 저장된 정보를 사용자의 요구에 따라 제공하고 스마트 폰 등 모바일 기기(400)의 앱에 연동되어 축사(300)의 경영계획 수립 및 분석 등 경영관리에 활용하여 사육된 가축이 원활하게 유통되도록 축사 경영 시스템을 지원할 수 있게 된다.
본 발명에 있어서 상기 축사 제어 시스템(100)은 식수관리시스템(110), 가축모니터링시스템 (120) 및 축사 환경 관리시스템(130), 먹이 관리 시스템(140)에 구비되는 축사 설비 장치 및 축사 센서 장치 전체를 제어하여 가축 모니터링, 먹이 관리, 온습도 환기 관리, 식수 관리를 포함하는 축사의 가축 사육 환경정보를 실시간으로 수집하고 축사시설을 자동 또는 수동으로 제어하여 최적의 쾌적한 가축 사육 환경을 유지시켜 최적의 사양관리를 통하여 축사 관리의 효율 및 생산성을 향상시켜 주게 된다.
상기 축사 제어 시스템(100)은 소정의 프로그램이 내장된 마이크로 프로세서의 제어부(101)를 중심으로 주변회로로서 식수정보 수집부(102), 영상정보 수집부(103), 가축정보수집부(104), 축사 환경정보 수집부(105), 먹이정보 수집부(106), 데이터를 송수신하기 위한 통신부(107), 구동 전원을 공급하는 전원부(108), 축사 관리 데이터를 저장하는 저장부(109)가 구비되어 전체 시스템을 구성하게 되는데,
본 발명에서는 상기 식수정보 수집부(102), 영상정보 수집부(103), 가축정보수집부(104), 축사 환경정보 수집부(105), 먹이정보 수집부(106)에서 발생하는 정보를 제어부(101)에서 선별하여 전송함으로써 모든 데이터를 클라우드까지 보내 저장, 분석하는 게 아닌 실제 빠른 분석을 해야 할 데이터만 상기한 클라우드 컴퓨터(200)로 보내 더 빠른 처리를 하게 된다.
또한 상기 축사 제어 시스템(100)의 제어부(101)에서는 상기 센서 등 감기수단으로부터 무선으로 전송되는 센서값을 전달받아 설정되어 있는 기준값과 비교한 후 기준값에 센서값이 일치될 때까지 해당 장치에 명령 정보를 전달하여 축사 설비 장치들을 작동시키게 된다.
상기 축사 제어 시스템(100)에 연결된 식수관리시스템(110)은 감지 수단으로 수위측정기(111)와 식수오염 측정기(112)와 이에 연동되는 구동 축사 시설로서 식수자동공급기(113)로 구성되어 축사 제어 시스템(100)의 제어로 일정 주기로 감지되는 수위 및 오염 정보에 따라 모터 펌프를 구동 깨끗하고 안정적인 식수를 공급하여 자동으로 음수 관리를 수행하게 되며 수집된 식수 정보는 축사 제어 시스템(100)의 식수정보 수집부(102)에 전송되고 축사 제어 시스템(100)에서는 식수 정보를 주기적으로 상기한 클라우드 컴퓨터(200)에 전송하여 정보 분석 및 예측 관리를 가능하게 하며 동시에 사용자 모바일 기기(400)에 데이터를 전송한다.
또한 가축모니터링시스템(120)은 영상촬영기(121), 체온을 측정하기 위한 열화상촬영기(122) 및 무게측정기(123)를 구비하고 인식표(RFID)가 각각 구비된 가축 개체별 행동분석, 번식징후, 질병관리, 습성 등을 화상이나 무게 등으로 파악하고 이를 통한 개체관를 하게 되며 이들의 개체 습성들에 대하여 데이터화하고 하여 종합관리 하는 것으로서,
상기 가축모니터링 정보는 축사 제어 시스템(100)의 영상정보 수집부(103)나 가축 정보 수집부(104)에 전송되고 축사 제어 시스템(100)에서는 획득한 정보를 주기적으로 상기한 클라우드 컴퓨터(200)에 전송하여 정보 분석 및 예측 관리를 가능하게 하며 동시에 사용자 모바일 기기(400)에 데이터를 전송한다.
상기 영상 촬영기(121)는 축사 내부 곳곳에 설치되어 가축이 사육되는 모습을 촬영할 수 있으며 열화상 촬영기(122)는 가축의 피부 표면의 온도를 측정하여 이를 영상으로 표시할 수 있어 체온이 정상 범위 이상으로 상승하는 가축의 건강 이상 유무를 감지하게 되는데 가축의 체감 온도는 카메라와 컴퓨터에 의한 영상처리기술을 종합 판단한다.
또한 가축 등을 무게 측정기(123)로 측정 성장 단계에 맞게 사료량을 조절하거나 분만·출하·폐사·항생제투여 실적 등을 데이터화하여 병을 조기에 감지하고 예방하는 사양관리(가축 분만, 출산, 질병 예찰 등)가 가능한데 가축의 무게Qsn 아니라 배설물의 무게도 감지할 수 있다.
상기 RFID(Radio Frequency Identification)는 IC칩과 무선을 통해 정보를 관리할 수 있는 차세대 인식 기술로서 가축의 피부를 관통하여 부착되어 체온, 맥박, 운동량 등 상기 가축의 상태를 모니터링 하여 무선으로 전송하게 된다.
상기 축사 환경괸리 시스템(130)은 온도센서(131), 습도센서(132), 이산화 탄소 및 메탄 등 모든 가스를 포함하여 이를 센싱하는 유해가스센서(133), 조도센서(134)로 이루어진 감지부 및 구동 시설 장치로서 가습장치(135), 냉난방장치(136), 환기장치(137), 조명장치(138)로 구성되어 시설 내 온도와 습도 및 조명 가스 농도를 자동 조절해 주고 축사 내부 온습도를 적정하게 유지시켜 축사 내 사육 환경을 쾌적하게 유지시켜 주는데 미도시한 화재 감지 센서나 적외선의 인 감지 센서를 추가적으로 구비하여 스프링 클러의 소화설비나 도난 방지 기능, 소독제 스프레이 장치에 의하여 병원 물질과 같은 유해한 물질들이 축사 내부로 유입되는 경로 차단 등 가축의 성장 환경을 위생적으로 관리하는 부가 기능을 수행할 수 있다.
상기 온도 센서(131) 및 습도 센서(132)는 축사 공간 내부의 곳곳에 설치되어 해당 구역의 온도 정보 및 습도 정보를 감지하게 되며 유해가스 센서(133)는 게이트 등에 설치되어 유해가스의 유입 여부를 감지할 수 있으며 상기 조도 센서(144)는 햇빛/빛의 양을 측정하게 된다.
상기한 냉난방장치(136)는 시설에 필요한 에너지를 공급할 수 있는 에너지원으로서 전기나 경유 등을 사용할 수 있으나 우수 탱크 등을 구비하고 히트펌프나 태양광 등의 열 중계장치를 이용하여 축열시켜 시용하는 방법으로 환경친화적이고 에너지 절약적으로 구동할 수 있는데 열교환 환기시설를 이용하게 되면 겨울철에 버려지는 배기열을 흡수 재활용하여 에너지를 절감할 수 있다.
특히 자연에너지를 이용한 냉난방시스템의 개발은 축사용 화석에너지 절약과 환경오염을 동시에 해결할 수 있다.
상기 우수 탱크는 전처리 여과 장치를 포함할 수 있으며 이 경우 중수 용도로 사용할 수 있다.
결국 상기 축사 환경 관리시스템(130)은 축사의 온도와 습도, 이산화탄소 농도 등을 컴퓨터를 이용하여 관리할 수 있고, 전국 어느 곳이나 외출하였을 때에도 스마트폰 등 모바일 기기를 이용하여 실시간으로 점검해 적정 사양관리를 할 수 있는데, 이 시스템은 고온이나 저온, 유해가스 등의 발생으로 축사환경이 비정상으로 변화하면 신속히 대응하여 피해를 최소화할 수 있는 시스템으로 축사 환경이 연중 기록되고, 온습도 등 변화를 분석하여 축사환경관리를 최적화한다.
또한 상기 먹이관리시스템(140)은 사료레벨측정기(141)와 이에 연동되는 사료자동공급기(142)로 구성되어 자동화 급이시스템에 따른 사료 공급을 전자동화하게 되며 사료의 입출내역은 데이터화 되어 개체별 사료 급이량 파악 및 조절을 가능하게 하여 효율적인 급이에 따른 사료을 비용을 절감하게 한다.
상기 축사 제어 시스템(100)의 정보는 인터넷을 통하여 클라우드 컴퓨터(200)에 전송되며 이러한 정보는 하나의 이동 단말기로서 사용자 모바일 기기(300)인 스마트 폰의 앱에 연동하여 원격 축사관리를 실현할 수 있게 되며 이러한 자동화된 축산관리를 통하여 획기적인 축사 관리를 실현할 수 있게 된다.
또한 상기 클라우드 컴퓨터(200)에서는 분산된 개별 축사 서버에서 수집된 빅 데이터(Big Data)를 분석하여 가축의 생육에 가장 좋은 환경을 조성하는 데이터 값을 찾아서 개별 축사에서 적용할 수 있도록 데이터를 전송하게 되는데 각 센서를 통해 수집된 데이터가 단순히 한 시점의 환경을 체크하는 것이 아닌, 수집된 원시 데이터(Raw data)를 분석하여 각 가축 개체가 성장하는데 가장 좋은 환경을 갖출 수 있도록 하여 생산성의 증가 및 고품질의 가축을 생산할 수 있도록 한다.
또한 클라우드 컴퓨터(200)에서는 축사 경영을 위해서 축사에서 사육되는 가축, 소비되는 물품, 가축에게서 생산되는 생산품, 축사 영업 관리를 종합적으로 수행하면서 사용자에게 가축의 거래 시기 등이나 폭우, 폭설, 태풍, 또는 한파의 기상 데이터 등의 빅 데이터를 제공하여 축사를 효율적으로 경영하기 위한 IoT 기반의 축사 경영 관리 시스템을 제공하게 된다.
상기 모바일 기기(400)는 인터넷과 같은 통신 회선인 클라우드 네트워크를 통하여 연결되는데 개체 및 위치 정보와 함께 전송되는 클라우드 컴퓨터 전송 축사 데이터를 수집 사용자의 현재의 축사 환경 상태가 정상인지 또는 제어가 요구되는 상황인지를 손쉽게 판단할 수 있게 하여 원격의 사용자가 사육 환경을 실시간으로 모니터링 및 제어할 수 있게 되며 앱이 가축 생육 환경 관리용 전용 앱이 내장된 단말기로 명령, 응답 및 통보를 포함한 SMS(Short MessageService)를 송수신하여 생육 환경 정보를 모니터링하거나 제어하게 되는데 그 종류는 한정되지 않으나 바람직하게는 일반적인 휴대폰 또는 스마트 모바일 플랫폼 형식의 스마트폰/테블릿 중 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
결국 본 발명은 모든 센서 및 제어 정보가 클라우드 컴퓨터 에 저장되어 편리하게 인터넷 접속을 통해 바로 확인할 수 있고 스마트폰 웹에서도 확인가능하여 축사이든 자택이든 외부에 나가 있든 어디서나 확인 및 제어가 가능하게 되어 축사관리가 편리하면서도 안전하게 되는데빅데이터를 통해 가축에 대한 다양한 정보가 사용자들에게 제공된다.
또한 기기와 제어부 간의 통신은 근거리 무선 통신의 즉, 블루투스(Bluetooth)나 지그비(Zigbee), 적외선 통신(IrDA), RF(Radio Frequency), RFID(Radio Frequency Identification)등을 포함한다.
사물인터넷(IoT)이 확산되면 센서를 통한 데이터가 모여 빅데이터가 발생하게 되고, 이 데이터는 클라우드에 저장되면서
멀리 있거나 흩어져 있는 각 농가들의 생육환경 및 생장정보 등이 각 농가의 각종 센서를 통해 수집되며, 수집된 데이터는 LTE망등의 무
선 네트워크를 통해 전송하여 IoT 서버에 자동 저장하고 농업인들은 자신의 PC나 스마트폰으로 실시간으로 자신의 농장에 대한 정보를 받아 볼 수 있게
할 수 있다. 또한 IoT 서버를 통해 기상정보와 농작물 빅데이터를 통해 각종 농작물에 대한 수확량 예측과 같은 다양한 정보가 농업인들에게 제공된다.
천장에 레일식 자동분무장치를 설비해 자동으로 안개분무가 되도록 설계한 시스템이며 축사 내 먼지방지, 만성소모성 질병 사전예방 및 가축 방역비용 절감 등의 기대효과를 거둘 수 있다
주에너지원으로서 주행 압력 에너지와 보조 에너지원으로서 풍력 에너지를 유기적으로 연계 결합하여 풍차나 가로등, 히터 등에 용도별로 유용한 에너지를 적절히 공급하므로서 에너지 이용 효율을 극대화시킬 수 있으며 도로 전체에서 발생하는 다양한 에너지 수요(동일 수요처)를 도로 자체에서 생성한 전기만으로 동시에 충족할 수 있음은 물론 잉여전력을 얻게 되는 효과가 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었는데 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다.
100:축사 제어시스템 101:제어부
102:식수정보 수집부 103:영상정보 수집부
104:가축정보수집부 105:축사 환경정보 수집부
106:먹이정보 수집부 107:통신부
108:전원부 109:저장부
110:식수관리시스템 111:수위측정기
112:식수오염 측정기 113:식수자동공급기
120:가축모니터링시스템 121:영상촬영기
122:열화상촬영기 123:무게측정기
130:축사환경관리시스템110:식수관리시스템
131:온도센서 132:습도센서
133:유해가스센서 134:조도센서
135:가습장치 136:냉난방장치
137:환기장치 138:조명장치
140:먹이관리시스템 141:사료레벨측정기
142:사료자동공급기
200:클라우드 컴퓨터
300:축사
400:모바일기기
102:식수정보 수집부 103:영상정보 수집부
104:가축정보수집부 105:축사 환경정보 수집부
106:먹이정보 수집부 107:통신부
108:전원부 109:저장부
110:식수관리시스템 111:수위측정기
112:식수오염 측정기 113:식수자동공급기
120:가축모니터링시스템 121:영상촬영기
122:열화상촬영기 123:무게측정기
130:축사환경관리시스템110:식수관리시스템
131:온도센서 132:습도센서
133:유해가스센서 134:조도센서
135:가습장치 136:냉난방장치
137:환기장치 138:조명장치
140:먹이관리시스템 141:사료레벨측정기
142:사료자동공급기
200:클라우드 컴퓨터
300:축사
400:모바일기기
Claims (2)
- 축사 설비 장치 및 축사 센서 장치 전체를 제어하는 축사 제어 시스템(100)을 중심으로 식수관리시스템(110), 가축모니터링시스템 (120) 축사 환경 관리시스템(130) 및 먹이 관리 시스템(140)이 RFID(Radio Frequency Identification)나 USN(Ubiquitous Sensor Network: 유비쿼터스 센서 네트워크)으로 이루어지는 센서 네트워크의 무선 통신망에 의하여 하나로 연결되어 가축 모니터링, 먹이 관리, 온습도 환기 관리, 식수 관리를 포함하는 축사의 가축 사육 환경정보를 실시간으로 수집하고 생육환경을 자동으로 제어하고 있으며, 상기 축사 제어시스템(100)의 사육 환경 모니터링 정보와 제어 정보는 인터넷을 통하여 확장성이 좋은 클라우드 컴퓨터(200)에 연결되어 축사 사육 및 환경 정보 이력을 주고받아 빅 데이터로 관리되며 상기 클라우드 컴퓨터(200)는 사용자의 모바일 기기(400)에 인터넷으로 연결되고 수집된 빅 데이터(Big Data)를 분석하여 작물의 생육에 가장 좋은 환경을 조성하는 데이터 값을 찾아서 개별 축사에서 적용할 수 있도록 모바일 기기(400)에 데이터를 전송하여 복합적인 축사 환경 원격 모니터링 및 사육단계별 최적 급이, 음수관리의 사양관리 등 복합적이고 지능적인 환경제어가 가능한 구성임을 특징으로 하는 모바일 클라우드 컴퓨팅 환경하에서 사물인터넷을 이용한 지능형 축사 관리 환경 시스템
- 제 1항에 있어서,
상기 축사 제어 시스템(100)은 소정의 프로그램이 내장된 마이크로 프로세서의 제어부(101)를 중심으로 주변회로로서 식수정보 수집부(102), 영상정보 수집부(103), 가축정보수집부(104), 축사 환경정보 수집부(105), 먹이정보 수집부(106), 데이터를 송수신하기 위한 통신부(107), 구동 전원을 공급하는 전원부(108), 축사 관리 데이터를 저장하는 저장부(109)가 구비되어 전체 시스템을 구성하게 되는데,
상기 식수정보 수집부(102), 영상정보 수집부(103), 가축정보수집부(104), 축사 환경정보 수집부(105), 먹이정보 수집부(106)에서 발생하는 정보를 제어부(101)에서 선별하여 전송함으로써 모든 데이터를 클라우드까지 보내 저장, 분석하는 게 아닌 실제 빠른 분석을 해야 할 데이터만 상기한 클라우드 컴퓨터(200)로 보내빠른 처리를 하는 구성을 특징으로 하는 모바일 클라우드 컴퓨팅 환경하에서 사물인터넷을 이용한 지능형 축사 관리 환경 시스템
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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