KR20170111137A - Greenhouse monitoring system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 온실에서 재배되는 식물이 생장과 온실의 상태를 모니터링하는 시스템으로, 식물이 재배되는 온도, 습도, 일사량 또는 대기상태를 포함하는 생장환경정보를 검출하고, 영상을 촬영하되, 이동체에 탑재되어 상기 온실에 설치되어 있는 레일을 따라서 이동하는 센싱부, 센싱부로부터 입력되는 데이터를 저장하고, 데이터를 이용하여 온실을 제어하며, 촬영된 영상을 이동체의 위치와 매칭시켜 영상데이터를 생성하는 제어부 및 제어부와 무선통신을 통해서 연결되어 식물의 생장환경정보 또는 영상데이터를 실시간으로 전송 받는 휴대용 단말을 포함하되, 센싱부는 온습도센서, 광도센서 또는 이산화탄소(CO2)측정센서를 이용하여 생장환경정보를 생성하는 생장환경 측정센서모듈, 식물이나 재배환경 영상을 촬영하여 촬영영상을 생성하는 카메라 모듈 및 생장환경정보 또는 영상데이터를 제어부에 무선으로 전송하는 무선통신모듈을 포함하는 온실 모니터링 시스템을 제공할 수 있다.The present invention relates to a system for monitoring the growth and greenhouse conditions of a plant cultivated in a greenhouse, comprising: detecting growth environment information including a temperature, a humidity, a radiation dose or an atmospheric state in which a plant is grown, capturing an image, A sensing unit for moving along a rail provided in the greenhouse, a control unit for storing data inputted from the sensing unit, controlling the greenhouse using data, and matching the photographed image with the position of the moving object, And a portable terminal connected to the control unit through wireless communication to receive plant growth environment information or image data in real time, wherein the sensing unit generates the growth environment information using a temperature / humidity sensor, a light intensity sensor, or a carbon dioxide A sensor module for measuring the growth environment, a car that shoots images of plants and cultivation environments and generates shot images Referred to the module and the growth environment information or the image data can provide a greenhouse monitoring system including a wireless communication module for transmitting wirelessly to the control unit.
Description
본 발명은 비닐하우스 모니터링 시스템에 관한 것으로, 온실에서 재배되는 식물의 생장을 모니터링하여 자동으로 재배환경을 설정하고, 모니터링된 데이터를 휴대용 단말에 제공할 수 있는 온실 모니터링 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a greenhouse monitoring system, and more particularly, to a greenhouse monitoring system capable of monitoring the growth of a plant grown in a greenhouse, automatically setting a cultivation environment, and providing monitored data to a portable terminal.
온실에서 재배되는 작물은 온도, 습도, 일사량 및 대기 상태 등에 영향을 받아 작물의 크기, 성장속도, 수확량 및 맛 등을 포함하는 작물의 생장 상태 및 생장 속도가 달라질 수 있다. 따라서, 온도, 습도, 일사량 및 대기상태 등을 포함하는 환경 정보 및 작물의 생장 상태 정보를 통해 수확량을 예측할 수 있으며, 예측된 수확량을 통해 작물의 가격 및 작물의 수출입 양을 예측할 수 있다.Crops grown in greenhouses can be affected by temperature, humidity, radiation and atmospheric conditions, which can affect crop growth and growth rates, including crop size, growth rate, yield and taste. Therefore, the crop yield can be predicted through the environmental information including temperature, humidity, irradiation and atmospheric conditions, and crop growth status information, and the predicted yield can be used to predict the price of the crop and the import / export amount of the crop.
일반적으로 작물 생장과 생장 속도 등을 관측하기 위한 방법으로 사람의 육안에 의존하는 계측 방법을 사용하여 왔다. 기상 변화에 따른 작물 생장 관측 및 수확량 예측을 보다 정확히 하기 위하여 산간오지의 작물 생장 등도 정확히 측정하는 것이 필수적임에도 불구하고, 이를 매 순간마다 정확히 측정할 수 있는 수단이 없으며, 사람이 매번 일일이 관측하여야 하는 불편함이 있었기 때문에, 정확한 작물 생장 자료를 관측 및 저장하는데 곤란한 문제점이 있다.In general, we have used measurement methods that depend on human eyes as a method for observing crop growth and growth rate. Although it is essential to accurately measure the growth of crops in mountainous hillsides in order to more precisely estimate crop yields and crop yields due to weather changes, there is no means to accurately measure them every minute, Because of the inconvenience, there are difficulties in observing and storing accurate crop growth data.
한국공개특허 제10-2013-0035794호(센서 이동형 작물생장환경 모니터링 장치 및 그 방법)는 작물의 크기를 측정할 수 있는 이동형 적외선 센서 및 시스템이 개시되어 있다. 한국공개특허 제10-2013-0035794호의 경우 작물의 생장 환경 정보를 획득할 수 없는 문제점이 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0035794 (sensor-moving type crop environmental monitoring apparatus and method) discloses a portable infrared sensor and system capable of measuring the size of crops. Korean Patent Laid-Open No. 10-2013-0035794 has a problem that it is not possible to obtain information on the growth environment of the crop.
또한, 최근 폭설 등으로 인하여 비닐하우스 등의 붕괴되어 재산상의 손실이 발생하고 있으나, 이를 적절하게 모니터링 할 수 있는 기술은 개발되지 않고 있는 실정이다.In addition, recently, due to heavy snow, collapse of a vinyl house and the like have caused loss of property, but a technology capable of properly monitoring this has not been developed.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 온실 내의 식물 생장과 온실 천장을 모니터링 할 수 있는 온실 모니터링 시스템을 제공하는 데 있다.A problem to be solved by the present invention is to provide a greenhouse monitoring system capable of monitoring plant growth in a greenhouse and a greenhouse ceiling.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 온실에서 재배되는 식물이 생장과 온실의 상태를 모니터링하는 시스템으로, 식물이 재배되는 온도, 습도, 일사량 또는 대기상태를 포함하는 생장환경정보를 검출하고, 영상을 촬영하되, 이동체에 탑재되어 상기 온실에 설치되어 있는 레일을 따라서 이동하는 센싱부; 상기 센싱부로부터 입력되는 데이터를 저장하고, 상기 데이터를 이용하여 온실을 제어하며, 상기 촬영된 영상을 상기 이동체의 위치와 매칭시켜 영상데이터를 생성하는 제어부; 및 상기 제어부와 무선통신을 통해서 연결되어 식물의 생장환경정보 또는 영상데이터를 실시간으로 전송 받는 휴대용 단말을 포함하되, 상기 센싱부는 온습도센서, 광도센서 또는 이산화탄소(CO2)측정센서를 이용하여 생장환경정보를 생성하는 생장환경 측정센서모듈; 식물이나 재배환경 영상을 촬영하여 촬영영상을 생성하는 카메라 모듈; 및 상기 생장환경정보 또는 상기 영상데이터를 상기 제어부에 무선으로 전송하는 무선통신모듈을 포함하는 온실 모니터링 시스템을 제공할 수 있다.In order to solve the above problems, the present invention provides a system for monitoring the growth and greenhouse condition of a plant grown in a greenhouse, which detects growth environment information including temperature, humidity, A sensing unit mounted on a moving body and moving along a rail provided in the greenhouse; A control unit that stores data input from the sensing unit, controls the greenhouse using the data, and generates image data by matching the photographed image with the position of the moving object; And a portable terminal connected to the control unit through wireless communication to receive plant growth environment information or image data in real time, wherein the sensing unit is configured to detect growth environment information using a temperature / humidity sensor, a photosensor or a carbon dioxide A growth environment measurement sensor module for generating a growth environment; A camera module for photographing a plant or cultivated environment image to generate a photographed image; And a wireless communication module for wirelessly transmitting the growth environment information or the image data to the control unit.
상기 제어부는 상기 센싱부에서 실시간으로 데이터를 전송받는 통신인터페이스; 상기 센서모듈에서 센싱된 생장환경정보를 이용하여 온도, 습도, 입사광의 광도 또는 이산화탄소의 농도를 조절하는 제어신호를 전송하는 환경제어부; 및 상기 영상데이터를 통해 생장이상이 발생한 식물을 판정하고, 상기 휴대용 단말로 전송하는 영상테이터처리모듈을 포함할 수 있다.Wherein the control unit comprises: a communication interface for receiving data in real time from the sensing unit; An environment control unit for transmitting a control signal for controlling temperature, humidity, luminous intensity of incident light or concentration of carbon dioxide using the sensed growth environment information in the sensor module; And an image data processing module for determining a plant in which a growth error has occurred through the image data and transmitting the image data to the portable terminal.
상기 이동체는 상기 센싱부를 수용하는 센서 수용부; 상기 센서 수용부를 고정하도록 상기 센서 수용부의 상부에 형성되며, 동력수단을 탑재한 동력수용부; 상기 동력수용부의 상부에 형성되고, 상기 온실 내에 설치된 적어도 하나의 레일에 거치되도록 이동하도록, 상기 레일의 양측면에 밀착되어 상기 동력수단에서 공급된 동력에 의해 회전하는 이송용 바퀴; 및 상기 동력수용부의 상부면에 형성되고, 상기 레일로부터 이탈을 방지하도록 상기 이송용 바퀴의 전단 또는 후단에 형성되는 거치용 바퀴를 포함할 수 있다.Wherein the moving body comprises: a sensor receiving portion for receiving the sensing portion; A power receiving portion formed on the sensor receiving portion for fixing the sensor receiving portion and having power means mounted thereon; A conveying wheel which is formed on an upper portion of the power receiving portion and which is brought into close contact with both side surfaces of the rail and is rotated by the power supplied from the power means so as to be mounted on at least one rail installed in the greenhouse; And a mounting wheel formed on a top surface of the power receiving portion and formed at a front end or a rear end of the conveying wheel to prevent a deviation from the rail.
상기 센싱부는 상기 온실 천정의 변형도를 측정하도록 설치되는 변형도 측정센서모듈;을 더 포함하되, 상기 변형도 측정센서모듈은 상기 온실 천정으로 광을 공급하고, 상기 온실 천정에서 반사된 반사광의 세기 또는 파장을 상기 제어부에 제공할 수 있다.The deformation degree measuring sensor module supplies light to the greenhouse ceiling and detects the intensity of the reflected light reflected from the greenhouse ceiling, Or wavelength to the control unit.
상기 제어부는 상기 변형도측정 센서모듈에서 입력되는 상기 반사광을 이용하여 상기 온실 천정의 변형도를 측정하고, 측정결과 상기 온실 천정에 변형이 발생된 경우 상기 휴대용 단말에 알람을 전송하는 알람부를 포함할 수 있다.The control unit may include an alarm unit for measuring the degree of deformation of the greenhouse ceiling using the reflected light input from the deformation degree measurement sensor module and transmitting an alarm to the portable terminal when a change occurs in the greenhouse ceiling .
상기 알람부는 상기 반사광의 세기가 이전시간에 입력된 반사광의 세기와 비교하여 더 크거나, 미리 설정된 기준값에 비해 더 클 경우 상기 온실 천정에 눈이 쌓인 것으로 판단할 수 있다.The alarm unit can determine that the snow is accumulated on the greenhouse ceiling when the intensity of the reflected light is larger than the intensity of the reflected light inputted at the previous time or larger than a predetermined reference value.
상기 알람부는 상기 반사광의 파장을 이용하여 상기 온실 천정과 상기 이동체 사이의 거리를 측정하여 기준거리에 비해 작을 경우 상기 온실 천정에 눈이 쌓인 것으로 판단할 수 있다.The alarm unit may measure the distance between the greenhouse ceiling and the moving object by using the wavelength of the reflected light and may determine that snow is accumulated on the greenhouse ceiling when the distance is smaller than the reference distance.
본 발명의 실시 예에 따른 온실 모니터링 시스템은 센싱부가 이동체에 설치되어 온실 내부를 이동하면서 식물생장환경을 수신하여 이에 적절한 동작들을 자동으로 수행할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 온실 모니터링 시스템은 원격으로 센싱부를 이동시키고, 원하는 식물을 실시간으로 촬영하여 이에 대한 정보를 제공할 수 있다.In the greenhouse monitoring system according to the embodiment of the present invention, the sensing unit is installed in the mobile body, receives the plant growth environment while moving inside the greenhouse, and can automatically perform appropriate operations. In addition, the greenhouse monitoring system according to the embodiment of the present invention can remotely move the sensing unit, capture a desired plant in real time, and provide information on the desired plant.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 온실 모니터링 시스템은 온실 천정의 변형도를 측정하여 눈이 온실 천정 외부에 쌓일 경우 미리 휴대용 단말에 알람을 제공하여 온실의 붕괴 위험을 예방할 수 있다.In addition, the greenhouse monitoring system according to the embodiment of the present invention can measure the degree of deformation of the greenhouse ceiling and prevent the risk of collapse of the greenhouse by providing an alarm to the portable terminal in advance when snow is accumulated outside the greenhouse ceiling.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 온실 모니터링 시스템을 도시한 시스템도.
도 2는 도 1에 도시된 온실 모니터링 시스템의 센싱부를 도시한 블록도.
도 3은 도 1에 도시된 센싱부가 탑재된 이동체를 도시한 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 이동체를 확대하여 도시한 사시도.
도 5는 및 도 6은 도 2에 도시된 변형도측정 센서모듈에서 온실천정의 변형도를 측정하는 방법을 도시한 도면들.
도 7은 도 1에 도시된 제어부의 구성을 구체적으로 도시한 블록도.
도 8은 도 1에 도시된 온실 모니터링 시스템의 동작을 설명하기 위한 블록도.1 is a system diagram illustrating a greenhouse monitoring system in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a sensing unit of the greenhouse monitoring system shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing a moving body mounted with the sensing unit shown in FIG. 1;
Fig. 4 is an enlarged perspective view of the moving body shown in Fig. 3; Fig.
FIG. 5 and FIG. 6 are diagrams illustrating a method for measuring the deformation of a greenhouse ceiling in the strain measuring sensor module shown in FIG. 2;
7 is a block diagram specifically showing the configuration of the control unit shown in Fig.
FIG. 8 is a block diagram for explaining the operation of the greenhouse monitoring system shown in FIG. 1; FIG.
이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the description of the present invention with reference to the drawings is not limited to a specific embodiment, and various transformations can be applied and various embodiments can be made. It is to be understood that the following description covers all changes, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the present invention.
이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.In the following description, the terms first, second, and the like are used to describe various components and are not limited to their own meaning, and are used only for the purpose of distinguishing one component from another component.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.Like reference numerals used throughout the specification denote like elements.
본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. It is also to be understood that the terms " comprising, "" comprising, "or" having ", and the like are intended to designate the presence of stated features, integers, And should not be construed to preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도 1 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 8 attached hereto.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 온실 모니터링 시스템의 기능을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating functions of a greenhouse monitoring system according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 온실 모니터링 시스템은 온실에서 재배되는 식물의 생장을 모니터링 할 뿐만 아니라, 온실 천정의 변형도를 모니터링할 수 있다. 이를 통하여, 식물이 재배되는 온실 내부의 온도, 습도, 일사량, 대기상태, 식물생장영상 등의 정보를 포함하는 생장환경 정보를 검출하여 이를 휴대용 단말에 제공할 수 있다. 또한, 식물이 재배되는 온실 천정의 변형도를 모니터링하여 외부 기상환경에 따른 온실 붕괴 위험을 미리 감지할 수 있다.As shown in FIG. 1, the greenhouse monitoring system according to the embodiment of the present invention not only monitors the growth of plants grown in the greenhouse, but also monitors the degree of deformation of the greenhouse ceiling. Through this, it is possible to detect growth environment information including information such as temperature, humidity, solar radiation amount, atmospheric condition, and plant growth image inside the greenhouse where the plant is grown, and provide it to the portable terminal. Also, by monitoring the deformation of a greenhouse ceiling where plants are grown, the risk of greenhouse collapse due to external weather conditions can be detected in advance.
구체적으로, 온실 모니터링 시스템은 센싱부(100), 제어부(200) 및 휴대용 단말(300)을 포함할 수 있다.Specifically, the greenhouse monitoring system may include a
센싱부(100)는 식물이 재배되는 온도, 습도, 일사량 또는 대기상태를 포함하는 생장환경정보를 검출하고, 영상을 촬영할 수 있다.The
특히, 센싱부(100)는 이동체에 탑재되어 온실에 설치되어 있는 레일을 따라서 이동할 수 있다. 이에 대한 설명은 도 2 내지 도 6을 참조하여 다시 하기로 한다.In particular, the
휴대용 단말(300)은 스마트폰, 휴대폰 등의 이동통신망을 사용하거나, WiFi모듈 등의 데이터 통신모듈이 구비된 휴대가 가능한 단말을 포함할 수 있다. The
휴대용 단말(300)은 제어부(200)와 무선통신을 통해서 연결되어 식물의 생장환경정보 또는 영상데이터를 실시간으로 전송 받을 수 있다. 또한, 휴대용 단말(300)은 제어부(200)에서 제공되는 알람신호를 수신할 수 있다.The
제어부(200)는 센싱부(100)로부터 입력되는 데이터를 저장하고, 데이터를 이용하여 온실을 제어할 수 있다. 제어부(200)는 센싱부(100)에 포함된 카메라 모듈의 촬영위치와 촬영영상을 매칭시켜 영상데이터를 생성할 수 있다. The
제어부(200)는 센싱부(100)에서 입력되는 온실 천정의 변형도를 수신하고, 미리 저장된 기준값과 비교하고, 비교결과 기준값을 벗어날 경우 알람을 발생시킬 수 있다. The
제어부(200)는 센싱부(100)로부터 입력되는 데이터를 이용하여 개폐기(a), 관수펌프(b), 양액기(c) 등을 제어할 수 있다. 제어부(200)는 센싱부(100)로부터 입력되는 온도가 설정된 온도와 맞지 않는 경우에 개폐기(a)를 통해 창을 여/닫거나, 냉/온팬을 가동시키는 신호를 생성하여 주변장치를 조절할 수 있다. 또한, 제어부(200)는 센싱부(100)로부터 입력되는 습도가 설정된 습도와 맞지 않는 경우 관수펌프(b)를 동작시키는 신호를 생성하여 가동시킬 수 있다. 제어부(200)는 센싱부(100)로부터 입력되는 입사광의 광도와 설정된 광도를 비교하여 설정범위를 벗어난 경우에 차광막을 가동시키는 신호를 생성하는 등의 자동제어가 가능하도록 할 수 있다.The
제어부(200)는 센싱부(100)에서 입력되는 영상을 변환하여 휴대용 단말(300)에 제공할 수 있다. 이때, 제어부(200)는 입력되는 영상과 축적된 영상을 비교하여 식물의 상태를 파악하고, 이를 휴대용 단말(300)에 제공할 수 있다.The
상기 제어부(200)는 컨트롤 박스 형태 또는 서버로 구현될 수 있다.The
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 온실 모니터링 시스템은 식물생장환경을 자동으로 제어할 수 있으며, 촬영된 영상에서 재배되는 식물의 상태를 확인할 수 있다.As described above, the greenhouse monitoring system according to the embodiment of the present invention can automatically control the plant growth environment, and can confirm the state of plants grown in the photographed image.
이하, 도 2 내지 도 8을 참조하여 각 구성부들에 대하여 더 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, each of the components will be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 8. FIG.
도 2는 도 1에 도시된 센싱부의 각 구성을 도시한 블록도이다.2 is a block diagram showing each configuration of the sensing unit shown in FIG.
도 2를 참조하면, 생장환경측정 센서모듈(110), 카메라 모듈(120), 무선통신모듈(130), 마이크로컨트롤유닛(140) 및 변형도측정 센서모듈(150)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the apparatus may include a growth environment
구체적으로, 생장환경측정 센서모듈(110)은 온도센서, 습도센서, 광도센서, 이산화탄소 측정센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 생장환경측정 센서모듈(110)은 식물생장에 영향을 줄 수 있는 요인들 중 온도, 습도, 일사량, 이산화탄소농도 등을 실시간으로 측정하여 제어부(200)에 전송할 수 있다.Specifically, the growth environment
온도센서는 열전쌍, 온도측정 저항체, 서미스터, 금속식 온도계 등이 사용될 수 있다. 온도센서는 NQR(핵4중극공명), 초음파, 광섬유를 사용한 센서를 사용할 수도 있다.The temperature sensor may be a thermocouple, a temperature measuring resistor, a thermistor, or a metallic thermometer. The temperature sensor may be a sensor using an NQR (nuclear quadrupole name), an ultrasonic wave, or an optical fiber.
습도센서는 공기 중의 수분에 관련된 여러 가지 현상(물리/화학현상)을 이용하여 습도를 검출하기 위해서 사용되는 센서등이 사용될 수 있다. 습도센서는 다공질 세라믹스나 고분자막으로 흡수됨으로써 일어나는 전기저항이나 정전용량의 변화를 이용하는 센서 또는, 진동자에 설치한 흡수 물질의 중량변화에 의한 진동자의 공진주파수의 변화를 이용하여 습도를 센싱하는 센서가 사용될 수 있다.The humidity sensor may be a sensor used for detecting humidity by using various phenomena related to moisture in the air (physical / chemical phenomenon). The humidity sensor may be a sensor using a change in electrical resistance or capacitance caused by absorption by a porous ceramics or a polymer membrane or a sensor for sensing humidity using a change in the resonance frequency of the vibrator due to a change in weight of an absorbing material provided in the vibrator .
습도센서는 건습구 습도계, 모발 습도계, 염화 리튬 습도센서, 전해 습도센서 (P2O5 습도센서), 고분자막 습도 센서, 수정진동식 습도센서, 산화알루미늄 습도센서, 세라믹 습도센서, 서미스터 습도센서, 마이크로파 습도센서, 결로센서, 노점센서 등일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Humidity sensors can be used for humidity sensors such as dry gauge hygrometer, hair hygrometer, lithium chloride humidity sensor, electrolytic humidity sensor (P2O5 humidity sensor), polymer membrane humidity sensor, quartz oscillation humidity sensor, aluminum oxide humidity sensor, ceramic humidity sensor, Condensation sensors, dew point sensors, and the like, but is not limited thereto.
광도센서는 유입되는 빛의 양을 측정하는 센서로, 광도센서는 빛이 입사하면 전기가 흐르는 광도전센서 등이 사용될 수 있다.A light intensity sensor is a sensor that measures the amount of light that is input, and a light intensity sensor may be a photoconductive sensor in which electricity flows when light is incident.
이산화탄소 측정센서는 공기중에 이산화탄소농도를 측정하는 센서이다. 이산화탄소 측정센서를 통해 식물의 광합성이 원활히 일어날 수 있는 최적의 이산화탄소 농도를 유지하고 있는지를 판단할 수 있다.The carbon dioxide measuring sensor is a sensor for measuring the concentration of carbon dioxide in the air. It is possible to determine whether the carbon dioxide measuring sensor maintains the optimum carbon dioxide concentration at which the photosynthesis of the plant can be smoothly performed.
카메라 모듈(120)은 재배환경 영상을 촬영한다. 카메라 모듈(120)은 PTZ(Pan & Tilt & Zoom) 카메라 일 수 있으며, 좌우, 상하, 줌 기능을 포함하고 있는 전방향 감시 카메라를 포함할 수 있다.The
변형도측정 센서모듈(150)은 온실 천정의 높이 변화를 측정한다. 변형도측정 센서모듈(150)은 레이져 또는 음파 등을 이용하여 천정의 높이 변화를 측정할 수 있다. The strain
예를 들면, 변형도측정 센서모듈(150)은 광원과 수광부가 구비된 센서가 구비될 수 있다. 광원에서 방출된 광이 온실 천정에서 반사된 광을 수광부에서 수신하여 수신된 값을 제어부(200)에 전송한다. 여기서, 광원은 LED 또는 단파장 레이저 광원을 사용할 수 있다. 수광부는 광전변환소자가 사용될 수 있다. 이때, 변형도측정 센서모듈(150)은 온실 천정의 변형도를 측정하도록 반사된 광의 파장 또는 세기를 검출하여 제어부(200)에 전송할 수 있다. For example, the deformation degree
여기서, 변형도측정 센서모듈(150)은 설정된 시간마다 주기적으로 천정의 변형도를 측정하여 마이크로컨트롤유닛(140)에 전송하거나, 휴대용 단말(300)에서 전송되는 원격신호를 수신하여 동작할 수 있다. 특히, 변형도측정 센서모듈(150)은 온실 천정의 양측의 변형도를 모두 측정할 수 있도록 적어도 2개의 광원과 수광부가 구비될 수 있다.Here, the deformation degree
변형도측정 센서모듈(150)은 도 5에 도시된 바와 같이, 온실 천정의 하부면에 광원을 조사하고, 온실 천정에서 반사되는 반사광을 수신한다. 이때, 온실 천정의 외부에 눈이 내리지 않은 경우 반사광의 세기는 작은 값을 가진다. 이와 반대로, 온실 천정에 눈이 내린 경우 반사광의 세기는 눈이 내리지 않은 경우의 반사광의 세기보다 큰 값을 가진다. 이렇게 측정된 반사광의 세기는 제어부(200)에 전송된다.5, the deformation degree
또한, 온실 천정에서 반사된 반사광의 파장을 측정하여 제어부(200)에 전송한다. 이후, 도 6에 도시된 바와 같이, 눈이 내려 온실 천정이 일부 변형될 경우 반사광의 파장을 측정하여 제어부(200)에 전송한다.Further, the wavelength of the reflected light reflected from the greenhouse ceiling is measured and transmitted to the
마이크로컨트롤유닛(140)은 특정 시스템을 제어하기 위한 전용 프로세서를 의미하며, 센싱부(100)의 두뇌역할을 한다. 보다 상세하게는 생장환경측정 센서모듈(110)을 통해서 입력되는 각종 정보를 가공하거나 변형하는 기능을 담당한다. 또한, 마이크로컨트롤유닛(140)은 카메라 모듈(120)의 촬영위치와 촬영영상을 조합하여 영상데이터를 생성한다. 이때 카메라 모듈(120)의 촬영위치는 아래 설명할 온실 내부의 레일에 설치되어 있는 식별센서 또는 Wifi, 블루투스(bluetooth) 등을 활용할 수 있다.The
센싱부(100)는 생장환경정보 또는 영상데이터를 상기 제어부(200)에 무선으로 전송하는 무선통신모듈(130)을 포함하며, 무선통신모듈(130)로는 Wifi통신모듈, 3G, 4G통신모듈이 사용될 수 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.The
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 센싱부(100)는 이동체(430)에 탑재된다. 즉 이동체(430)에는 센서모듈(110), 카메라모듈(120), 마이크로컨트롤유닛(140) 또는 무선통신모듈(130)이 탑재될 수 있다.3 and 4, the
이동체(430)는 온실에 설치되어 있는 레일(440)을 따라서 이동하도록 설치될 수 있다. The moving
레일(440)은 'I'자 형태의 긴 프레임 등이 사용될 수 있으며, 이동체(430)의 이동로로 사용된다. 레일(440)은 온실의 길이방향으로 적어도 하나가 설치되거나, 복수의 레일이 분리되게 형성될 수 있다.The
이동체(430)는 센서 수용부(432), 동력수용부(434), 이송용 바퀴(436) 및 거치용 바퀴(438)를 구비할 수 있다.The moving
센서 수용부(432)는 상기 센서모듈(110), 카메라모듈(120) 및 마이크로컨트롤유닛(140) 등의 센싱부(100)를 탑재할 수 있다. 이때, 센서 수용부(432)는 반구형태로 형성될 수 있다.The sensor
동력수용부(434)는 이송용 바퀴(436) 또는 거치용 바퀴(438)에 동력을 전달하도록 모터 등의 동력수단이 수용될 수 있다. 동력수용부(434)는 상부면에 이송용 바퀴(436) 및 거치용 바퀴(438)가 설치될 수 있다.The
이송용 바퀴(436)는 2개의 바퀴가 동력수용부(434)의 상부면과 수평방향으로 회전하도록 설치되어 'I'형 레일(440)의 세로 부분의 양측에 밀착되어 회전될 수 있다. 이송용 바퀴(436)는 동력수용부(434)에 설치된 모터 등이 동력수단으로부터 동력을 제공받아 회전함으로써 이동체(430)가 레일(440)을 따라 이동하도록 할 수 있다.The conveying
거치용 바퀴(438)는 전단에 2개 후단에 2개가 설치되며, 'I'형 레일(440)의 하단 가로 부분의 상부면에 밀착되도록 설치된다. 이에 따라, 이송용 바퀴(436)는 이동체(430)의 이동시 레일(440)에서 이탈되지 않도록 하며, 레일(440)을 따라 용이하게 이동할 수 있도록 한다.Two mounting
이동체(430)의 움직임은 서버(200)에서 제어된다. 보다 자세하게, 서버(200)는 유무선으로 모터를 제어하거나 이동체(430) 내부의 동력수단을 제어할 수 있다.The movement of the moving
한편, 레일(440)에는 적어도 하나의 식별센서(460)가 설치될 수 있다. 식별센서(460)는 이동체(430)의 거치용 바퀴(438)가 밟고 지나가면 이동체(430)는 식별센서(460)가 설치된 위치를 지나갔음을 알 수 있고 개략적인 이동체(430)의 위치추정이 가능하다.Meanwhile, at least one
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제어부의 상세블록도이며, 도 8은 도 1에 도시된 온실 모니터링 시스템의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.FIG. 7 is a detailed block diagram of a control unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a block diagram illustrating an operation of the greenhouse monitoring system shown in FIG.
도 7 및 도 8을 참조하면, 제어부(200)는 통신인터페이스부(210), 환경제어부(200), 영상데이터처리부(230), 저장부(240) 및 알람부(250)를 포함할 수 있다.7 and 8, the
구체적으로, 통신인터페이스부(210)는 실시간으로 센싱부(100)에서 전송되는 생장환경정보와 영상데이터정보를 전송받는다. 유선통신도 가능하나 무선통신을 이용하는 것이 보다 바람직하다. 무선통신에 대한 상세한 설명은 생략한다.Specifically, the
환경제어부(200)는 환경제어부(220)은 센서모듈(110)에서 센싱된 생장환경정보를 이용하여 온도, 습도, 입사광의 광도 또는 이산화탄소의 농도를 조절하는 제어신호를 생성하여 각 장치에 전송한다. 다시 도 1로 돌아가서 살펴보면, 제어부(200)와 연결되어 있는 개폐기(a), 관수펌프(b), 양액기(c) 등을 제어하는 신호를 환경제어부(220)에서 생성한다.The
예를 들어, 온도가 기 설정된 온도와 맞지 않는 경우에는 개폐기(a)를 통해 창을 여/닫거나 냉/온팬을 가동시키는 신호를 생성하여 주변장치를 조절한다. 또한, 습도가 맞지 않은 경우에도 관수펌프(b)를 동작시키는 신호를 생성하여 가동시키거나 입사하는 광도가 설정범위를 벗어난 경우에 차광막을 가동시키는 신호를 생성하는 등의 자동제어가 가능하도록 한다.For example, if the temperature does not match the preset temperature, the peripheral device is controlled by opening / closing the window through the switch (a) or by generating a signal to activate the cold / warm fan. In addition, even when the humidity is not matched, a signal for operating the irrigation pump (b) is generated and activated, or an automatic control such as generating a signal for activating the light shielding film when the incident light intensity is out of the set range is made possible.
영상데이터처리부(230)는 생장이상이 발생한 식물을 판정한다. 식물의 생장에 이상이 발생하게 되면 잎사귀 표면의 색이 변색 되거나 탈색되는 현상이 발생한다. 또한, 잎사귀의 형태가 급격하게 바뀌거나 쪼그라드는 등의 시각적으로 확인가능한 이상현상이 발생하기도 한다. 영상데이터처리부(230)는 이미 축적되어 있는 영상데이터와 현재 촬영에 의해 생성되는 영상데이터를 비교하여 색깔의 변화가 생겼는지 잎사귀의 형태가 급격하게 변화했는지를 다양한 알고리즘을 통해 파악할 수 있다.The image
또한, 상태호전 등의 변화된 상황을 보다 자세히 촬영하여 판단할 수 있도록 하기 위해 영상데이터처리부(230)는 센싱부(100)에 있는 카메라 모듈(120)을 제어하여 줌 인, 줌 아웃영상을 선택적으로 촬영하도록 한다. 동시에 영상데이터처리부(230)에 의해서 카메라 모듈(120)이 탑재되어 있는 이동체(430)의 움직임이 제어될 수 있다.In order to allow a more detailed photographing of a changed state such as a state improvement, the image
저장부(240)는 사용자에 의해서 입력되는 온도, 습도, 광도 또는 이산화탄소 농도 등에 대한 정보를 저장하고 영상데이터를 저장한다. The
식물을 재배할 때, 재배를 위한 최적의 온도, 습도, 광도 또는 이산화탄소 농도를 입력하면 저장부(240)에 저장되고, 센싱부(100)에서 입력되는 실시간 생장환경정보가 제어부(200)로 전송되면 제어부(200)는 생장환경정보가 저장부(240)에 저장된 최적의 온도, 습도, 광도 또는 이산화탄소 농도 범위 내에 있는지를 판정하게 된다.When the plant is cultivated, the optimal temperature, humidity, light intensity or carbon dioxide concentration for cultivation is input and stored in the
저장부(240)에 저장된 영상데이터는 영상데이터처리부(230)에서 비정상적인 성장형태를 보이는 식물을 찾기 위한 비교자료(reference data)로 활용하기 위해 저장된다.The image data stored in the
또한, 저장부(240)는 변형도측정 센서모듈(150)에서 수집된 천정의 변형도 정보를 저장할 수 있다.In addition, the
알람부(250)는 변형도측정 센서모듈(150)에서 입력되는 신호들을 이용하여 온실 천정의 변형도를 계산할 수 있다. 이때, 알람부(250)는 반사광의 세기가 기준값이 비해 클 경우 눈이 쌓인 것으로 판단한다. 이후, 변형도측정 센서모듈(150)에서 입력되는 광파장을 이용하여 이동체(430)와 온실 천정간 거리를 계산할 수 있다. 이때, 알람부(250)는 이동체(430)와 온실 천정간 기준 거리값과 비교하여 변형도를 측정한다. 이때, 기준 거리값은 저장부(240)에 저장되며, 기준 거리값은 날씨가 맑은날 수신된 광파장을 이용한 거리값 또는 이전 수신된 광파장을 이용한 거리값일 수 있다.The
알람부(250)는 기준 거리값에 비해 측정된 거리값이 작을 경우 변형이 발생한 것으로 인식하여 휴대용 단말(300)에 알람신호를 전송할 수 있다.The
한편, 알람부(250)는 온실 천정에 차광막이 설치되는 경우에도 상기와 같이, 알람신호가 발생되므로, 이때, 알람부(250)는 휴대용 단말(300)에서 차광막을 동작시킨 것을 인식하도록 차광막 동작 신호를 동시에 전송할 수 있다.The
상기와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 온실 모니터링 시스템은 센싱부가 이동체에 설치되어 온실 내부를 이동하면서 식물생장환경을 수신하여 이에 적절한 동작들을 자동으로 수행할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 온실 모니터링 시스템은 원격으로 센싱부를 이동시키고, 원하는 식물을 실시간으로 촬영하여 이에 대한 정보를 제공할 수 있다.As described above, in the greenhouse monitoring system according to the embodiment of the present invention, the sensing unit is installed in the mobile unit, receives the plant growth environment while moving inside the greenhouse, and can automatically perform appropriate operations. In addition, the greenhouse monitoring system according to the embodiment of the present invention can remotely move the sensing unit, capture a desired plant in real time, and provide information on the desired plant.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 온실 모니터링 시스템은 온실 천정의 변형도를 측정하여 눈이 온실 천정 외부에 쌓일 경우 미리 휴대용 단말에 알람을 제공하여 온실의 붕괴 위험을 예방할 수 있다.In addition, the greenhouse monitoring system according to the embodiment of the present invention can measure the degree of deformation of the greenhouse ceiling and prevent the risk of collapse of the greenhouse by providing an alarm to the portable terminal in advance when snow is accumulated outside the greenhouse ceiling.
100: 센싱부
110: 생장환경측정 센서모듈
120: 카메라 모듈
130: 무선통신모듈
140: 마이크로컨트롤유닛
150: 변형도측정 센서모듈
200: 제어부
210: 통신인터페이스부
220: 환경제어부
230: 영상데이터처리부
240: 저장부
250: 알람부
430: 이동체
432: 센서 수용부
434: 동력수용부
436: 이송용 바퀴
438: 거치용 바퀴
440: 레일
460: 식별센서100: sensing part
110: Growth environment measurement sensor module
120: camera module
130: Wireless communication module
140: Micro control unit
150: Deformation Measurement Sensor Module
200:
210:
220: environment control unit
230: image data processing section
240:
250: Alarm section
430: mobile body
432:
434: Power receiving portion
436: Feeding wheel
438: Mounting wheels
440: rail
460: Identification sensor
Claims (7)
식물이 재배되는 온도, 습도, 일사량 또는 대기상태를 포함하는 생장환경정보를 검출하고, 영상을 촬영하되, 이동체에 탑재되어 상기 온실에 설치되어 있는 레일을 따라서 이동하는 센싱부;
상기 센싱부로부터 입력되는 데이터를 저장하고, 상기 데이터를 이용하여 온실을 제어하며, 상기 촬영된 영상을 상기 이동체의 위치와 매칭시켜 영상데이터를 생성하는 제어부; 및
상기 제어부와 무선통신을 통해서 연결되어 식물의 생장환경정보 또는 영상데이터를 실시간으로 전송 받는 휴대용 단말을 포함하되,
상기 센싱부는
온습도센서, 광도센서 또는 이산화탄소(CO2)측정센서를 이용하여 생장환경정보를 생성하는 생장환경 측정센서모듈;
식물이나 재배환경 영상을 촬영하여 촬영영상을 생성하는 카메라 모듈; 및
상기 생장환경정보 또는 상기 영상데이터를 상기 제어부에 무선으로 전송하는 무선통신모듈을 포함하는 온실 모니터링 시스템.
A system in which plants grown in a greenhouse monitor the growth and condition of the greenhouse,
A sensing unit for sensing growth environment information including temperature, humidity, solar radiation, or atmospheric condition in which the plant is grown and moving along a rail mounted on the moving body, the station being mounted on the moving body;
A control unit that stores data input from the sensing unit, controls the greenhouse using the data, and generates image data by matching the photographed image with the position of the moving object; And
And a portable terminal connected to the controller through wireless communication to receive plant growth environment information or image data in real time,
The sensing unit
A growth environment measurement sensor module for generating growth environment information using a temperature / humidity sensor, a light intensity sensor, or a carbon dioxide (CO2) measurement sensor;
A camera module for photographing a plant or cultivated environment image to generate a photographed image; And
And a wireless communication module for wirelessly transmitting the growth environment information or the image data to the control unit.
상기 제어부는
상기 센싱부에서 실시간으로 데이터를 전송받는 통신인터페이스;
상기 센서모듈에서 센싱된 생장환경정보를 이용하여 온도, 습도, 입사광의 광도 또는 이산화탄소의 농도를 조절하는 제어신호를 전송하는 환경제어부; 및
상기 영상데이터를 통해 생장이상이 발생한 식물을 판정하고, 상기 휴대용 단말로 전송하는 영상테이터처리모듈을 포함하는 온실 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
The control unit
A communication interface for receiving data in real time from the sensing unit;
An environment control unit for transmitting a control signal for controlling temperature, humidity, luminous intensity of incident light or concentration of carbon dioxide using the sensed growth environment information in the sensor module; And
And an image data processing module for determining a plant in which a growth error has occurred through the image data and transmitting the image data to the portable terminal.
상기 이동체는
상기 센싱부를 수용하는 센서 수용부;
상기 센서 수용부를 고정하도록 상기 센서 수용부의 상부에 형성되며, 동력수단을 탑재한 동력수용부;
상기 동력수용부의 상부에 형성되고, 상기 온실 내에 설치된 적어도 하나의 레일에 거치되도록 이동하도록, 상기 레일의 양측면에 밀착되어 상기 동력수단에서 공급된 동력에 의해 회전하는 이송용 바퀴; 및
상기 동력수용부의 상부면에 형성되고, 상기 레일로부터 이탈을 방지하도록 상기 이송용 바퀴의 전단 또는 후단에 형성되는 거치용 바퀴를 포함하는 온실 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
The moving body
A sensor receiving portion for receiving the sensing portion;
A power receiving portion formed on the sensor receiving portion for fixing the sensor receiving portion and having power means mounted thereon;
A conveying wheel which is formed on an upper portion of the power receiving portion and which is brought into close contact with both side surfaces of the rail and is rotated by the power supplied from the power means so as to be mounted on at least one rail installed in the greenhouse; And
And a mounting wheel formed on an upper surface of the power receiving portion and formed at a front end or a rear end of the conveying wheel to prevent the rail from escaping from the rail.
상기 센싱부는
상기 온실 천정의 변형도를 측정하도록 설치되는 변형도 측정센서모듈;을 더 포함하되,
상기 변형도 측정센서모듈은
상기 온실 천정으로 광을 공급하고, 상기 온실 천정에서 반사된 반사광의 세기 또는 파장을 상기 제어부에 제공하는 것을 특징으로 하는 온실 모니터링 시스템.
The method according to claim 1,
The sensing unit
And a deformation degree measurement sensor module installed to measure the deformation degree of the greenhouse ceiling,
The deformation degree measuring sensor module
Wherein the control unit supplies the light to the greenhouse ceiling and provides the intensity or wavelength of the reflected light reflected from the greenhouse ceiling to the control unit.
상기 제어부는
상기 변형도측정 센서모듈에서 입력되는 상기 반사광을 이용하여 상기 온실 천정의 변형도를 측정하고, 측정결과 상기 온실 천정에 변형이 발생된 경우 상기 휴대용 단말에 알람을 전송하는 알람부를 포함하는 온실 모니터링 시스템.
5. The method of claim 4,
The control unit
And an alarm unit for measuring the degree of deformation of the greenhouse ceiling using the reflected light input from the deformation degree measurement sensor module and transmitting an alarm to the portable terminal when a change occurs in the greenhouse ceiling, .
상기 알람부는
상기 반사광의 세기가 이전시간에 입력된 반사광의 세기와 비교하여 더 크거나, 미리 설정된 기준값에 비해 더 클 경우 상기 온실 천정에 눈이 쌓인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 온실 모니터링 시스템.
6. The method of claim 5,
The alarm unit
Wherein the control unit determines that snow is accumulated on the greenhouse ceiling when the intensity of the reflected light is greater than the intensity of the reflected light input at a previous time or greater than a preset reference value.
상기 알람부는
상기 반사광의 파장을 이용하여 상기 온실 천정과 상기 이동체 사이의 거리를 측정하여 기준거리에 비해 작을 경우 상기 온실 천정에 눈이 쌓인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 온실 모니터링 시스템.
6. The method of claim 5,
The alarm unit
Wherein the distance between the greenhouse ceiling and the moving object is measured using the wavelength of the reflected light, and when it is smaller than the reference distance, it is determined that snow is accumulated on the greenhouse ceiling.
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