KR20190056510A - Iot 기반의 축산 악취물질 측정기 및 악취저감 통합 모니터링 시스템 - Google Patents

Abstract

IOT 기반의 축산 악취물질 측정기에 있어서,
센서를 하나의 노드 형태로 제작하기 위한 소형화된 센서와 환경요소 측정방법의 정밀성을 높이기 위한 화학식과 NDIR 방식의 센서를 사용하여 환경에 따른 적응성, 재현성, 재구동 시간, 정밀성 등을 높여 보다 많은 데이터의 수집과 처리를 하여 최적 생육환경을 센싱,
근거리 무선통신 응용네트워크인 센서 네트워크를 기반으로 구성,
각종 환경 센서를 탑재한 센서노드(Sens Node)모듈,
최적 환경 조성을 위한 각종 제어 가능한 제어노드 (ACT Node)모듈,
센서노드와 제어노드의 데이터 송수신을 위한 베이스 스테이션(base station)모듈,
원격지에서 축사 내 환경 모니터링 및 데이터 처리를 위한 서버(management server - middleware),
기타 뷰어 모듈로 구성;
되는 것을 특징으로 하는 IOT 기반의 축산 악취물질 측정기.

Description

IOT 기반의 축산 악취물질 측정기 및 악취저감 통합 모니터링 시스템 { Integrated Monitorring System for Livestock Farm }

본 발명은 IOT 기반의 축산 악취물질 측정기 및 악취저감 통합 모니터링 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 축사 환경 변화를 측정하는 IOT 기반의 축산 악취물질 측정기와, 다수의 센서를 갖는 IOT 기반의 축산 악취물질 측정기 정보를 이용하여 축사의 악취저감을 시행하는 통합 모니터링 시스템을 제공하기 위한 것이다.

IOT 기반의 축산 악취물질 측정기에 있어서,

센서를 하나의 노드 형태로 제작하기 위한 소형화된 센서와 환경요소 측정방법의 정밀성을 높이기 위한 화학식과 NDIR 방식의 센서를 사용하여 환경에 따른 적응성, 재현성, 재구동 시간, 정밀성 등을 높여 보다 많은 데이터의 수집과 처리를 하여 최적 생육환경을 센싱,

근거리 무선통신 응용네트워크인 센서 네트워크를 기반으로 구성,

각종 환경 센서를 탑재한 센서노드(Sens Node)모듈,

최적 환경 조성을 위한 각종 제어 가능한 제어노드 (ACT Node)모듈,

센서노드와 제어노드의 데이터 송수신을 위한 베이스 스테이션(base station)모듈,

원격지에서 축사 내 환경 모니터링 및 데이터 처리를 위한 서버(management server - middleware),

기타 뷰어 모듈로 구성;

되는 것을 특징으로 하는 IOT 기반의 축산 악취물질 측정기.

본 발명에 따르는 경우, 축사 환경 변화를 측정하는 IOT 기반의 축산 악취물질 측정기와, 다수의 센서를 갖는 IOT 기반의 축산 악취물질 측정기 정보를 이용하여 축사의 악취저감을 시행하는 통합 모니터링 시스템이 제공된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 IOT 기반의 축산 악취물질 측정기 및 악취저감 통합 모니터링 시스템 구성도.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 IOT 기반의 축산 악취물질 측정기 및 악취저감 통합 모니터링 시스템 구성도.

축사에서 주로 발생하는 환경요인을 측정하기 위한 센서로 이산화탄소(CO2), 휘발성유기 화합물(VOCs), 암모니아(NH3), 황화수소(H2S), 불꽃(Flame), 온도(Temperature), 습도(Humidity) 센서를 필요

현재의 생육환경 모니터링을 위해 사용되는 센서는 각기 다른 제조사로 구성된 하나의 모듈 형태를 사용하여 데이터의 처리와 가공에 많은 비용이 소모되는 문제 발생

센서를 하나의 노드 형태로 제작하기 위한 소형화된 센서와 환경요소 측정방법의 정밀성을 높이기 위한 화학식과 NDIR 방식의 센서를 사용하여 환경에 따른 적응성, 재현성, 재구동 시간, 정밀성 등을 높여 보다 많은 데이터의 수집과 처리를 하여 최적 생육환경을 센싱

근거리 무선통신 응용네트워크인 센서 네트워크를 기반으로 구성

각종 환경 센서를 탑재한 센서노드(Sens Node)모듈

최적 환경 조성을 위한 각종 제어 가능한 제어노드 (ACT Node)모듈

센서노드와 제어노드의 데이터 송수신을 위한 베이스 스테이션(base station)모듈

원격지에서 축사 내 환경 모니터링 및 데이터 처리를 위한 서버(management server - middleware)

기타 뷰어 모듈로 구성

축사에서의 환경적 요인을 측정하여 최적 환경 유지를 위해 미들웨어 서버에서는 환경 센서노드로부터 수신된 데이터에 따라 제어노드를 구동

1. 현재 환경정보의 수신

2. 수신된 데이터의 빠른 처리

3. 수신된 데이터의 정보 저장

4. 수신된 데이터와 축사 내 가축의 최적 요건 비교

5. 기준 수치 내의 제어 정보 동작

6. 계절별, 출입문 개/폐, 날씨 등의 정보 수집

7. 시료액 제어 등을 수행해야 함.

n개의 센서 노드에 각각 8개의 센서로 구성하고, n개의 제어노드에 최소 2개의 엑츄레이터 제어

각각의 센서 노드와 제어 노드는 근거리 무선통신인 WIPI를 사용하여 통신하고, 데이터의 수집 및 명령전달은 베이스 스테이션(base station)에서 수행

베이스 스테이션은 모바일 뷰어나, 관리 서버로 데이터를 전송

현재 국내 대부분의 농가는 가축이 주로 생활하는 축사와 관리사가 따로 떨어져 있어 관리사에서 축사내의 환경 정보 모니터링 및 제어를 요구

<제2 실시예>

환경정보 센서 노드 구성 : 3개의 프로세스로 구성,

“Signal process”는 베이스 스테이션으로 부터 수신된 명령을 기반으로 수행 센싱을 하거나, 데이터를 전송하는 역할,

“Phase process”는 샌싱채널을 확인하여 “process”에 데이터를 전송,

“Sensing process”는 실제 센싱을 하고, 센싱된 데이터값을 패키징 하거나, 보정된 데이터를 전송하는데, 보정된 데이터에서의 최종 RAW packaging하여 전송,

축사환경 모니터링과 제어를 하나의 통합 시스템으로 구성하여 보다 정확하고 신속하며 향후 추가될 센서와 제어장치를 유기적으로 조합할 수 있도록 주변환경 제어 노드를 개발,

축사환경 제어 노드는 시료액 제공를 위한 배출 벨브(chemical valve), 응수 용량 제어를 위한 워터벨브(water valve), 시료액 분사를 위한 분사밸브(Sprinkler valve)를 제어,

환경 제어 노드에서 수행된 제어를 베이스스테이션으로 전송하고, 환경정보 센서 노드의 센싱 데이터를 기반으로 최적 환경 조건을 유지 하도록 실시간 모니터링 및 제어

환경제어 노드 모듈은

장치 들(Actuator),

전원관리 모듈

제어 모듈

프로세서 모듈

통신 모듈을 통합

환경에서 원활한 제어가 가능하도록 다음과 같은 활동 준비 상태여야 함.

베이스 스테이션으로부터 데이터를 수신하기 위한 제어 데이터 수집 모듈의 대기

장치 제어를 위한 데이터 분할

PWM 구동 모듈의 대기

제어 상태를 게이트웨이로 전송하기 위한 전송 및 제어 명령 대기 상태

본 발명은 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명됐지만, 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위에 의하여 정하여지는 것으로 본 발명과 균등 범위에 속하는 다양한 수정 및 변형을 포함할 것이다.

아래의 특허청구범위에 기재된 도면부호는 단순히 발명의 이해를 보조하기 위한 것으로 권리범위의 해석에 영향을 미치지 아니함을 밝히며 기재된 도면부호에 의해 권리범위가 좁게 해석되어서는 안될 것이다.

Claims (6)

1. IOT 기반의 축산 악취물질 측정기에 있어서,
   센서를 하나의 노드 형태로 제작하기 위한 소형화된 센서와 환경요소 측정방법의 정밀성을 높이기 위한 화학식과 NDIR 방식의 센서를 사용하여 환경에 따른 적응성, 재현성, 재구동 시간, 정밀성 등을 높여 보다 많은 데이터의 수집과 처리를 하여 최적 생육환경을 센싱,
   근거리 무선통신 응용네트워크인 센서 네트워크를 기반으로 구성,
   각종 환경 센서를 탑재한 센서노드(Sens Node)모듈,
   최적 환경 조성을 위한 각종 제어 가능한 제어노드 (ACT Node)모듈,
   센서노드와 제어노드의 데이터 송수신을 위한 베이스 스테이션(base station)모듈,
   원격지에서 축사 내 환경 모니터링 및 데이터 처리를 위한 서버(management server - middleware),
   기타 뷰어 모듈로 구성;
   되는 것을 특징으로 하는 IOT 기반의 축산 악취물질 측정기.
   
2. 제1항에 있어서,
   축사에서의 환경적 요인을 측정하여 최적 환경 유지를 위해 미들웨어 서버에서는 환경 센서노드로부터 수신된 데이터에 따라 제어노드를 구동
   1. 현재 환경정보의 수신
   2. 수신된 데이터의 빠른 처리
   3. 수신된 데이터의 정보 저장
   4. 수신된 데이터와 축사 내 가축의 최적 요건 비교
   5. 기준 수치 내의 제어 정보 동작
   6. 계절별, 출입문 개/폐, 날씨 등의 정보 수집
   7. 시료액 제어 등을 수행;
   하는 것을 특징으로 하는 IOT 기반의 축산 악취물질 측정기.
   
3. 제1항에 있어서,
   n개의 센서 노드에 각각 8개의 센서로 구성하고, n개의 제어노드에 최소 2개의 엑츄레이터 제어,
   각각의 센서 노드와 제어 노드는 근거리 무선통신인 WIPI를 사용하여 통신하고, 데이터의 수집 및 명령전달은 베이스 스테이션(base station)에서 수행,
   베이스 스테이션은 모바일 뷰어나, 관리 서버로 데이터를 전송,
   현재 국내 대부분의 농가는 가축이 주로 생활하는 축사와 관리사가 따로 떨어져 있어 관리사에서 축사내의 환경 정보 모니터링 및 제어;
   하는 것을 특징으로 하는 IOT 기반의 축산 악취물질 측정기.
   
4. IOT 기반의 악취저감 통합 모니터링 시스템에 있어서,
   환경정보 센서 노드 구성 : 3개의 프로세스로 구성,
   “Signal process”는 베이스 스테이션으로 부터 수신된 명령을 기반으로 수행 센싱을 하거나, 데이터를 전송하는 역할,
   “Phase process”는 샌싱채널을 확인하여 “process”에 데이터를 전송,
   “Sensing process”는 실제 센싱을 하고, 센싱된 데이터값을 패키징 하거나, 보정된 데이터를 전송하는데, 보정된 데이터에서의 최종 RAW packaging하여 전송,
   
   축사환경 모니터링과 제어를 하나의 통합 시스템으로 구성하여 보다 정확하고 신속하며 향후 추가될 센서와 제어장치를 유기적으로 조합할 수 있도록 주변환경 제어 노드를 개발,
   축사환경 제어 노드는 시료액 제공를 위한 배출 벨브(chemical valve), 응수 용량 제어를 위한 워터벨브(water valve), 시료액 분사를 위한 분사밸브(Sprinkler valve)를 제어,
   ;하는 것을 특징으로 하는 IOT 기반의 악취저감 통합 모니터링 시스템.
   
   
5. 제4항에 있어서,
   환경 제어 노드에서 수행된 제어를 베이스스테이션으로 전송하고, 환경정보 센서 노드의 센싱 데이터를 기반으로 최적 환경 조건을 유지 하도록 실시간 모니터링 및 제어
   환경제어 노드 모듈은
   1.장치 들(Actuator),
   2. 전원관리 모듈,
   3. 제어 모듈,
   4. 프로세서 모듈,
   5. 통신 모듈을 통합;
   하는 것을 특징으로 하는 IOT 기반의 악취저감 통합 모니터링 시스템.
   
6. 제4항에 있어서,
   환경에서 원활한 제어가 가능하도록 다음과 같은 활동 준비 상태.
   1. 베이스 스테이션으로부터 데이터를 수신하기 위한 제어 데이터 수집 모듈의 대기,
   2. 장치 제어를 위한 데이터 분할,
   3. PWM 구동 모듈의 대기,
   4. 제어 상태를 게이트웨이로 전송하기 위한 전송 및 제어 명령 대기 상태;
   인 것을 특징으로 하는 하는 것을 특징으로 하는 IOT 기반의 악취저감 통합 모니터링 시스템.
   

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