KR20190134884A - 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템 - Google Patents

사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20190134884A
KR20190134884A KR1020180051737A KR20180051737A KR20190134884A KR 20190134884 A KR20190134884 A KR 20190134884A KR 1020180051737 A KR1020180051737 A KR 1020180051737A KR 20180051737 A KR20180051737 A KR 20180051737A KR 20190134884 A KR20190134884 A KR 20190134884A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
private cloud
profile
smart farm
farm system
horticulture
Prior art date
Application number
KR1020180051737A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102130987B1 (ko
Inventor
강경봉
Original Assignee
강경봉
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 강경봉 filed Critical 강경봉
Priority to KR1020180051737A priority Critical patent/KR102130987B1/ko
Publication of KR20190134884A publication Critical patent/KR20190134884A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102130987B1 publication Critical patent/KR102130987B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/02—Agriculture; Fishing; Mining
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L63/00—Network architectures or network communication protocols for network security
    • H04L63/02—Network architectures or network communication protocols for network security for separating internal from external traffic, e.g. firewalls

Abstract

본 발명은 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템은, 농가 또는 시설원예 운영자의 필드에 하나의 분산 서버 형태로 구축되며, 프로파일 기반의 조합형으로 구성되고, 메모리에 저장되는 프로파일의 구성에 따라 내부 사설 네트워크의 형태가 구성 또는 변경되며, 자동 제어 시퀀스 기반으로 온실의 내부 환경을 컨트롤하는 사설 클라우드 스마트 팜 시스템; 상기 사설 클라우드 스마트 팜 시스템과 인터넷을 통해 접속되고, 내부에 상기 사설 클라우드 스마트 팜 시스템을 등록, 모니터링, 수동제어, 자동제어 및 CCTV 화면을 디스플레이할 수 있는 UI(User Interface)가 탑재되어 있으며, 상기 UI를 이용하여 상기 사설 클라우드 스마트 팜 시스템을 등록, 모니터링, 수동 및 자동 제어하는 사용자 단말기; 및 제3의 기업 또는 기관에 설치되어 상기 사설 클라우드 스마트 팜 시스템과 인터넷을 통해 접속되며, 원예시설 빅 데이터 분석을 위해 상기 사설 클라우드 스마트 팜 시스템의 내부 메모리에 저장된 데이터에 액세스하는 제3의 기업/기관 서버를 포함한다.

Description

사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템{Smart farm system based on profile for facility horticulture, equipped with private cloud}
본 발명은 시설원예용 스마트 팜(smart farm) 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 시스템의 SD 카드에 저장되는 프로파일의 구성에 따라 내부 사설 네트워크 형태가 구성 및 변경되고, 사용자의 스마트폰 UI(user interface)는 해당 프로파일의 구성에 따라 자동으로 생성, 변경 및 조합되며, 자동제어 시퀀스 기반으로 온실의 내부 환경을 컨트롤할 수 있는 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템에 관한 것이다.
오늘날, 정보통신기술(ICT)이 급속히 발전하면서 농업 분야에도 많은 기술이 적용되고 있다. 스마트 팜, 식물공장 등 많은 자동화 기술을 농업에 적용시켜 농업의 생산성을 향상시키고 있다.
현재 제공되고 있는 스마트 팜에는 ICT와의 결합을 통하여 다양한 농업 ICT 제품(예를 들면, 환경 제어 복합기)이 보급되고 있다. 이를 통해, 사용자(농장 관리주)는 시설재배 내의 환경을 모니터링하거나 또는 원격지에서 환경 제어 복합기를 통하여 사용자가 수동적으로 농작물 재배 환경을 제어할 수 있다.
하지만, 현재 제공되고 있는 다양한 농업 ICT 제품은 개별적/폐쇄적 서비스 플랫폼을 사용하기 때문에, 다양한 농업 ICT 제품 및 환경제어 시스템 간 호환/통합/연동이 매우 어렵다.
또한, 현재의 스마트 팜 환경에서는, 농작물의 품질 향상과 생산성 증대를 위한 생육 최적화 환경을 제공하지 못하고 있는 바, 이를 해소하기 위한 대책 마련이 요청된다.
온실 농업(시설원예)은 인위적으로 환경을 조정하고 작물에 양분을 공급하여 재배하는 방식으로 노동력 절감, 생산 증대 및 재배 작물의 고품질을 제공한다. 그러나 이와 관련한 환경 제어 및 양액(養液) 제어 기술이 작물의 특성, 생육 단계, 지역 환경 및 시설종류와 형태에 따라 다르며, 이에 따라 운영의 복잡도와 난이도가 매우 높다.
따라서 농업기술센터를 중심으로 기술 교육 및 컨설팅이 제공되고 있으나, 온실 농가의 요구를 충분히 반영하지 못하고 있어 온실 농가에서는 여러 다양한 루트를 통해 별도로 재배 컨설팅을 받고 있는 실정이다.
한편, 한국 공개특허공보 제10-2016-0080889호(특허문헌 1)에는 "다수의 온실 환경 정보를 이용한 클라우드 온실 제어 시스템 및 그 방법"이 개시되어 있는바, 이에 따른 클라우드 온실 제어 시스템은, 온실 내 환경 정보를 수집하여 온실 내 환경을 모니터링하고, 모니터링 결과에 따라 온실 내 환경을 제어하는 복수의 온실 제어 시스템; 온실 외부의 환경 정보를 측정하는 외부 기상대; 및 네트워크를 통해 상기 복수의 온실 제어 시스템으로부터 온실 내부 환경 정보와 온실 내 환경 제어를 위한 운영정보를 수집하고, 네트워크를 통해 상기 외부 기상대로부터 온실 외부의 환경 정보를 수집하며, 수집되는 온실 내외부 환경 정보와 온실의 운영 정보를 분석하여 온실의 이상 발생 및 재해 발생이 판단되는 경우 경보를 발생하고 대응되는 조치를 수행하는 클라우드 온실 제어 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 특허문헌 1의 경우, 다양한 온실 조건에 따른 최적의 온실 환경 및 양액 제어값에 대한 정보를 주위의 다른 온실의 현장에서 실제로 적용되는 정보를 바탕으로 제공함으로써, 정보의 신뢰성을 높이고, 고가의 컨설팅 비용을 절감할 수 있는 효과가 있을지는 모르겠으나, 시스템 전체를 총체적으로 제어하는 클라우드 온실 제어 서버가 특정 원격지에 단독으로 존재하면서 필드에 분산되어 있는 복수의 온실 제어 시스템으로부터 정보를 수집 및 복수의 온실 제어 시스템을 제어하도록 구성되어 있어, 클라우드 온실 제어 서버를 운영하는 스마트 팜 서비스 공급자의 폐업으로 발생하는 서비스 단절, 외부의 해킹으로 인한 클라우드 온실 제어 서버 셧다운, 접속자의 증가로 인한 불안정한 접속 장애, 서비스 업체에 대한 높은 의존성 등의 문제를 내포하고 있다.
한국 공개특허공보 제10-2016-0080889호(2016.07.08. 공개)
본 발명은 상기와 같은 사항을 종합적으로 감안하여 창출된 것으로서, ICT 스마트 팜 구성을 위한 서버가 원격지에 단독 또는 분산 형태로 대규모로 존재하는 것이 아니라 실제 농가 필드마다 경량 임베디드 시스템이 소규모 사설 클라우드를 구성하여 분산 서버 형태로 존재하고, 시스템의 SD 카드에 저장되는 프로파일의 구성에 따라 내부 사설 네트워크 형태가 구성 및 변경되며, 사용자의 스마트폰 UI(user interface)는 해당 프로파일의 구성에 따라 자동으로 생성, 변경 및 조합되고, 자동제어 시퀀스 기반으로 온실의 내부 환경을 컨트롤할 수 있는 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템은,
농가 또는 시설원예 운영자의 필드에 하나의 분산 서버 형태로 구축되며, 프로파일 기반의 조합형으로 구성되고, 메모리에 저장되는 프로파일의 구성에 따라 내부 사설 네트워크의 형태가 구성 또는 변경되며, 자동 제어 시퀀스 기반으로 온실의 내부 환경을 컨트롤하는 사설 클라우드 스마트 팜 시스템;
상기 사설 클라우드 스마트 팜 시스템과 인터넷을 통해 접속되고, 내부에 상기 사설 클라우드 스마트 팜 시스템을 등록, 모니터링, 수동제어, 자동제어 및 CCTV 화면을 디스플레이할 수 있는 UI(User Interface)가 탑재되어 있으며, 상기 UI를 이용하여 상기 사설 클라우드 스마트 팜 시스템을 등록, 모니터링, 수동 및 자동 제어하는 사용자 단말기; 및
제3의 기업 또는 기관에 설치되어 상기 사설 클라우드 스마트 팜 시스템과 인터넷을 통해 접속되며, 원예시설 빅 데이터 분석을 위해 상기 사설 클라우드 스마트 팜 시스템의 내부 메모리에 저장된 데이터에 액세스하는 제3의 기업/기관 서버를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 메모리는 SD(Secure Digital) 카드로 구성될 수 있다.
또한, 상기 사설 클라우드 스마트 팜 시스템은 자동 제어를 위한 스마트 팜 시스템의 시퀀스 동작 알고리즘을 스크립트(script) 형태로 상기 SD(Secure Digital) 카드에 저장, 변경, 삭제할 수 있다.
이때, 상기 사설 클라우드 스마트 팜 시스템은 해당 스크립트에 기반하여 자동 제어 시퀀스 기반으로 온실의 내부 환경을 컨트롤할 수 있다.
또한, 상기 사설 클라우드 스마트 팜 시스템은 경량 임베디드 기반 서버로 동작하며, 외부에서 접속되는 포트는 사용자용, 관리자용, 데이터 수집용 및 디버깅용 포트를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 사설 클라우드 스마트 팜 시스템은,
게이트웨이 역할을 수행하는 것으로, 내부 SD 카드에 환경 정보 및 디바이스 로그 정보를 기록하고, 프로파일 정보를 저장하며, 사설 클라우드(네트워크) 스마트 팜을 관리하는 메인 컨트롤러;
PC 기반의 프로그램으로서 필드를 구성하는 프로파일을 생성하고, 생성된 프로파일의 파일을 상기 메인 컨트롤러에 실장하는 프로파일 생성기;
상기 메인 컨트롤러와 전기적으로 연결되며, 다양한 센서를 지원하기 위한 다중 전원 및 다중 인터페이스를 제공하는 센서 노드;
상기 메인 컨트롤러와 전기적으로 연결되며, 스마트 팜 시스템 내의 직류 및 교류 전동기, 직류 및 교류 전원을 제어하는 액츄에이터 노드;
상기 메인 컨트롤러와 전기적으로 연결되며, 필드의 센싱 정보 및 필드 구성요소들의 동작 및 상태 정보를 화면에 표시하는 디스플레이 노드;
상기 메인 컨트롤러와 전기적으로 연결되며, 스위치 이벤트를 생성하는 스위치 노드; 및
상기 메인 컨트롤러와 전기적으로 연결되며, 리미트 스위치 기반으로 시설 하우스의 창문 등의 위치를 인식하는 위치 인식 노드를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 프로파일 생성기에 의해 생성되는 프로파일에는 엔트리(노드)의 종류 및 구성과, 노드를 구성하는 디바이스 리스트가 내장될 수 있다.
또한, 상기 사용자 단말기의 UI에는 해당 자동제어 스크립트 기반 파라미터 등의 정보가 자동으로 생성, 변경 및 조합될 수 있다.
또한, 상기 사용자 단말기의 UI는 상기 사설 클라우드 스마트 팜 시스템의 메모리에 저장되는 해당 프로파일의 구성에 따라 자동으로 생성, 변경 및 조합되는 형태로 구성될 수 있다.
또한, 상기 사용자 단말기의 UI는 농장 추가, 모니터링, 제어, CCTV 화면 표시, 자동제어를 수행할 수 있는 각각의 메뉴 화면을 구비할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 서버의 추가적인 유지/보수 비용 및 SMS(short message service) 서비스 이용료가 없어 농가의 경제적인 부담을 줄일 수 있고, 농가 필드마다 경량 임베디드 시스템이 소규모 사설 클라우드를 구성함에 따라 임베디드 방화벽으로 인해 외부로부터의 해킹을 원천적으로 차단할 수 있다.
또한, 기존 스마트 팜 공급자의 폐업으로 인해 발생하는 서비스 단절 문제가 발생하지 않으며, 이에 따라 서비스 단절에 따른 농가의 피해 발생을 방지할 수 있고, 필드를 구성하는 모든 요소(센서노드, 제어노드)는 프로파일 기반으로 재조합이 가능하여 다양한 온실에 유연하게 대응할 수 있으며, 이에 따라 이동성, 확장성 및 편의성을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템의 사설 클라우드 스마트 팜 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템에 있어서, 사용자 단말기의 UI의 농장 추가 메뉴 화면을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템에 있어서, 사용자 단말기의 UI의 모니터링 메뉴 화면을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템에 있어서, 사용자 단말기의 UI의 제어 메뉴 화면을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템에 있어서, 사용자 단말기의 UI의 CCTV 메뉴 화면을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템에 있어서, 사용자 단말기의 UI의 자동제어 메뉴 화면을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템에 있어서, 프로파일 제너레이터를 도식적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템에 있어서, 시스템 파라미터 정의를 표로 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템에 있어서, 사설 클라우드 통신기술 정의를 표로 나타낸 도면이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되지 말아야 하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템(100)은 사설 클라우드 스마트 팜 시스템(110a∼110n), 사용자 단말기(120a∼120n), 제3의 기업/기관 서버(130)를 포함하여 구성된다.
사설 클라우드 스마트 팜 시스템(110a∼110n)은 농가 또는 시설원예 운영자의 필드에 하나의 분산 서버 형태로 구축되며, 프로파일 기반의 조합형으로 구성되고, 메모리에 저장되는 프로파일의 구성에 따라 내부 사설 네트워크의 형태가 구성 또는 변경되며, 자동 제어 시퀀스 기반으로 온실의 내부 환경을 컨트롤한다. 여기서, 상기 메모리는 SD(Secure Digital) 카드로 구성될 수 있다. 또한, 상기 사설 클라우드 스마트 팜 시스템(110a∼110n)은 자동 제어를 위한 스마트 팜 시스템의 시퀀스 동작 알고리즘을 스크립트(script) 형태로 상기 SD(Secure Digital) 카드에 저장, 변경, 삭제할 수 있다. 이때, 상기 사설 클라우드 스마트 팜 시스템(110a∼110n)은 해당 스크립트에 기반하여 자동 제어 시퀀스 기반으로 온실의 내부 환경을 컨트롤할 수 있다. 또한, 이상과 같은 사설 클라우드 스마트 팜 시스템(110a∼110n)은 경량 임베디드 기반 서버로 동작하며, 외부에서 접속되는 포트는 사용자용, 관리자용, 데이터 수집용 및 디버깅용 포트를 포함하여 구성될 수 있다. 이와 같은 사설 클라우드 스마트 팜 시스템(110a∼110n)에 대해서는 뒤에서 다시 설명하기로 한다.
사용자 단말기(120a∼120n)는 상기 사설 클라우드 스마트 팜 시스템(110a∼110n)과 인터넷을 통해 접속되고, 내부에 상기 사설 클라우드 스마트 팜 시스템 (110a∼110n)을 등록, 모니터링, 수동제어, 자동제어 및 CCTV 화면을 디스플레이할 수 있는 UI(User Interface)가 탑재되어 있으며, 상기 UI를 이용하여 상기 사설 클라우드 스마트 팜 시스템(110a∼110n)을 등록, 모니터링, 수동 및 자동 제어하는 역할을 수행한다. 여기서, 이와 같은 사용자 단말기(120a∼120n)의 UI에는 해당 자동제어 스크립트 기반 파라미터 등의 정보가 자동으로 생성, 변경 및 조합될 수 있다. 또한, 상기 사용자 단말기(120a∼120n)의 UI는 상기 사설 클라우드 스마트 팜 시스템(110a∼110n)의 메모리(예컨대, SD 카드)에 저장되는 해당 프로파일의 구성에 따라 자동으로 생성, 변경 및 조합되는 형태로 구성될 수 있다. 또한, 상기 사용자 단말기(120a∼120n)의 UI는 농장 추가, 모니터링, 제어, CCTV 화면 표시, 자동제어를 수행할 수 있는 각각의 메뉴 화면을 구비할 수 있다. 여기서, 이상과 같은 사용자 단말기(120a∼120n)는 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 PC 등을 포함할 수 있다.
제3의 기업/기관 서버(130)는 제3의 기업 또는 기관에 설치되어 상기 사설 클라우드 스마트 팜 시스템(110a∼110n)과 인터넷을 통해 접속되며, 원예시설 빅 데이터 등의 분석을 위해 사설 클라우드 스마트 팜 시스템(110a∼110n)의 내부 메모리에 저장된 데이터에 액세스한다. 즉, 제3의 기업 또는 기관의 특정 사용자는 사설 클라우드 스마트 팜 시스템(110a∼110n)의 메인 사용자(주인)의 권한에 의해 원예시설 빅 데이터 등의 분석을 위해 사설 클라우드 스마트 팜 시스템(110a∼110n)의 내부 메모리에 저장된 데이터에 액세스만 할 수 있으며, 사설 클라우드 스마트 팜 시스템(110a∼110n)을 모니터링 및 제어할 수는 없다. 이상과 같은 제3의 기업/기관 서버(130)는 일반적인 PC로 구성될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템의 사설 클라우드 스마트 팜 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 사설 클라우드 스마트 팜 시스템(110a)(편의상 A 시설원예사설 클라우드 스마트 팜 시스템을 대표로 설명함)은 메인 컨트롤러(111), 프로파일 생성기(112), 센서 노드(113), 액츄에이터 노드(114), 디스플레이 노드(115), 스위치 노드(116), 위치 인식 노드(117)를 포함하여 구성될 수 있다.
메인 컨트롤러(111)는 게이트웨이 역할을 수행하는 것으로, 내부 SD 카드에 환경 정보 및 디바이스 로그 정보를 기록하고, 프로파일 정보를 저장하며, 사설 클라우드(네트워크) 스마트 팜을 관리한다. 이와 같은 메인 컨트롤러(111)는 마이크로프로세서 등을 구비하는 별도의 장치로 구성될 수도 있고, 일반적인 컴퓨터가 메인 컨트롤러(111)로 사용될 수도 있다.
프로파일 생성기(112)는 PC 기반의 프로그램으로서 필드를 구성하는 프로파일을 생성하고, 생성된 프로파일의 파일을 상기 메인 컨트롤러(111)에 실장한다. 이와 같은 프로파일 생성기(112)는 상기 메인 컨트롤러(111) 내부에 구축될 수도 있고, 외부의 다른 컨트롤러 또는 PC에 구축될 수도 있다. 여기서, 이와 같은 프로파일 생성기(112)에 의해 생성되는 프로파일에는 엔트리(노드)의 종류 및 구성과, 노드를 구성하는 디바이스 리스트가 내장될 수 있다.
센서 노드(113)는 상기 메인 컨트롤러(111)와 전기적으로(예컨대, 무선통신으로) 연결되며, 다양한 센서를 지원하기 위한 다중 전원(예를 들면, 24V, 12V, 9V, 5V, 3.3V 등) 및 다중 인터페이스(예를 들면, 12C, UART, RS485, DIO, 1Wired 등)를 제공한다.
액츄에이터 노드(114)는 상기 메인 컨트롤러(111)와 전기적으로(무선통신으로) 연결되며, 스마트 팜 시스템 내의 직류 및 교류 전동기, 직류 및 교류 전원을 제어한다.
디스플레이 노드(115)는 상기 메인 컨트롤러(111)와 전기적으로(무선통신으로) 연결되며, 필드의 센싱 정보 및 필드 구성요소들의 동작 및 상태 정보를 화면에 표시한다.
스위치 노드(116)는 상기 메인 컨트롤러(111)와 전기적으로(무선통신으로) 연결되며, 스위치 이벤트를 생성한다.
위치 인식 노드(117)는 상기 메인 컨트롤러(111)와 전기적으로(무선통신으로) 연결되며, 리미트 스위치 기반으로 시설 하우스(온실)의 창문 등의 위치를 인식한다.
여기서, 이상과 같은 메인 컨트롤러(111)와 다수의 노드들(113∼117) 간에 무선통신으로 연결되는 것으로 설명하였으나, 무선통신으로 연결되는 것으로 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라서는 유선으로 연결될 수도 있다.
도 3은 본 발명에 따른 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템에 있어서, 사용자 단말기의 UI의 농장 추가 메뉴 화면을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, (A)는 농장 추가를 위한 초기 화면으로, 왼쪽에서 오른쪽으로 슬라이딩하면 농장 리스트가 나오며, (+) 버튼은 농장을 추가하는 페이지를 표시한다. 또한, 오른쪽 위의 설정 버튼을 누르면 기존 농장의 편집 화면이 나온다.
(B)는 새로운 농장 추가 화면으로, 화면에서 농장명은 (A) 화면의 농장 리스트에 표시되는 이름이다. 시리얼 번호는 STM32 내부의 유니크한 ID이다. DDNS는 IPTIME의 공유기의 DDNS 이름이다. 분산관리 개수는 메인 컨트롤러(PAN) 개수를 나타낸다. "...1번..."에서의 이름은 1번동의 이름을 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템에 있어서, 사용자 단말기의 UI의 모니터링 메뉴 화면을 나타낸 도면이다.
도 4의 (A)를 참조하면, 이는 탭 기반으로 페이지를 표시한다. 즉, 센서 노드 기반으로 표시되며, 풀 다운 버튼에 의해 내부 모든 센서는 표시된다. (B)와 같이, 상위의 그래프 표시 버튼 클릭 시 그래프가 표시된다. (B) 화면에서는 온도 센서, 습도 센서 및 조도 센서의 3개의 센서가 표시된 것을 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템에 있어서, 사용자 단말기의 UI의 제어 메뉴 화면을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, (A)는 전체 제어 기능을 나타낸 것으로, 시퀀스 제어는 하나의 PAN(Personal Area Network) 내에서만 동작한다. 이와 같은 시퀀스 제어는 다양한 제어기가 시간 순서대로 순차적으로 동작하는 제어이다. 리미터 상태는 "위치정보(인식) 노드" 또는 시간 기반으로 열림 위치를 결정한다. 제어기는 파라미터를 설정할 수 있으며, 이를 위해 해당 제어기의 오른쪽 설정 버튼을 누른다. 여기서, 제어 화면에서 알람이 존재할 경우, 알람 사항을 푸시(push) 서비스로 제공한다.
또한, 리미트 설정이 있을 경우 해당 아이콘을 표시하며, 리미트 설정에 어떠한 문제가 있으면 "limit_status" 값에 의하여 아이콘을 주의 아이콘으로 변경하고, 정보 문자열 색상을 알아보기 쉽게 변경한다. (B)는 개별 제어기의 파라미터 설정 화면을 나타낸 것이다. 이때, 프로파일 버전이 다를 경우 프로파일 갱신 작업을 수행한다. 프로파일 갱신 시 갱신 정보를 표시하고, 제어상태 표시화면으로 이동한다.
도 6은 본 발명에 따른 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템에 있어서, 사용자 단말기의 UI의 CCTV 메뉴 화면을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, (A)와 같이 각 동의 CCTV 화면을 한 눈에 알아볼 수 있도록 썸네일(thumbnail)로 표시한다. (B)는 각 CCTV 화면을 클릭 시 큰 화면으로 표시된 것을 나타낸다. 이때, CCTV의 제어가 가능하면 관련 버튼을 표시한다.
도 7은 본 발명에 따른 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템에 있어서, 사용자 단말기의 UI의 자동제어 메뉴 화면을 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 이는 전체 자동제어 설정을 할 수 있는 메뉴로서, 물론 개별 자동제어 설정도 가능하다. 여기서, 자동제어 스크립트는 프로파일에 포함되어 있다. 또한, 해당 스크립트의 파라미터가 본 화면에 표시된다.
도 8은 본 발명에 따른 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템에 있어서, 프로파일 제너레이터를 도식적으로 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 프로파일 제너레이터(112)(도 2 참조)가 생성한 프로파일에는, 전술한 바와 같이, 엔트리(노드)의 종류 및 구성, 그리고 노드를 구성하는 디바이스 리스트가 내장된다. 도 8에서 좌측의 적색박스 표시 부분은 사설 클라우드를 구성하는 프로파일 구성을 나타낸 것이고, 중앙의 적색 박스 표시 부분은 프로파일을 구성하는 노드 목록을 나타낸 것이며, 우측의 적색 박스 표시 부분은 노드를 구성하는 디바이스 목록을 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템에 있어서, 시스템 파라미터 정의를 표로 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 액츄에이터의 파라미터, 시퀀스 제어, 그리고 자동제어는 설정할 수 있는 모바일 UI 화면이 존재하며, 해당 화면은 표에서와 같이 파라미터 종류를 기반으로 이루어진다.
도 10은 본 발명에 따른 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템에 있어서, 사설 클라우드 통신기술 정의를 표로 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 전술한 바와 같이 사설 클라우드는 경량 임베디드 기반 서버로 동작하므로, 외부에서 접속하는 포트는 표에서와 같이 정의된다.
표에서 0∼4번의 소켓은 동일 포트로 정의하여 동일 시간에 5명이 동시에 접속할 수 있다. 하지만, 모바일 UI에서는 필요 시에만 짧은 시간 동안 접속이 이루어지므로 시분할 방식으로 접속 시 동시 접속자는 더욱 더 많이 접속할 수 있게 된다.
이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템은, ICT 스마트 팜 구성을 위한 서버가 원격지에 단독 또는 분산 형태로 대규모로 존재하는 것이 아니라 실제 농가 필드마다 경량 임베디드 시스템이 소규모 사설 클라우드를 구성하여 분산 서버 형태로 존재하고, 시스템의 SD 카드에 저장되는 프로파일의 구성에 따라 내부 사설 네트워크 형태가 구성 및 변경되며, 사용자의 스마트폰 UI(user interface)는 해당 프로파일의 구성에 따라 자동으로 생성, 변경 및 조합되고, 자동제어 시퀀스 기반으로 온실의 내부 환경을 컨트롤할 수 있도록 구성됨으로써, 다음과 같은 장점 내지는 효과를 갖는다.
첫째, 서버의 추가적인 유지/보수 비용 및 SMS(short message service) 서비스 이용료가 없어 농가의 경제적인 부담을 줄일 수 있다.
둘째, 농가 필드마다 경량 임베디드 시스템이 소규모 사설 클라우드를 구성함에 따라 임베디드 방화벽으로 인해 외부로부터의 해킹을 원천적으로 차단할 수 있다.
셋째, 기존 스마트 팜 공급자의 폐업으로 인해 발생하는 서비스 단절 문제가 발생하지 않으며, 이에 따라 서비스 단절에 따른 농가의 피해 발생을 방지할 수 있다.
넷째, 필드를 구성하는 모든 요소(센서노드, 제어노드)는 프로파일 기반으로 재조합이 가능하여 다양한 온실에 유연하게 대응할 수 있고, 이에 따라 이동성, 확장성 및 편의성을 제공할 수 있다.
이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110a∼110n: 사설 클라우드 스마트 팜 시스템
111: 메인 컨트롤러 112: 프로파일 생성기
113: 센서 노드 114: 액츄에이터 노드
115: 디스플레이 노드 116: 스위치 노드
117: 위치 인식 노드 120a∼120n: 사용자 단말기
130: 제3의 기업/기관 서버

Claims (10)

  1. 농가 또는 시설원예 운영자의 필드에 하나의 분산 서버 형태로 구축되며, 프로파일 기반의 조합형으로 구성되고, 메모리에 저장되는 프로파일의 구성에 따라 내부 사설 네트워크의 형태가 구성 또는 변경되며, 자동 제어 시퀀스 기반으로 온실의 내부 환경을 컨트롤하는 사설 클라우드 스마트 팜 시스템;
    상기 사설 클라우드 스마트 팜 시스템과 인터넷을 통해 접속되고, 내부에 상기 사설 클라우드 스마트 팜 시스템을 등록, 모니터링, 수동제어, 자동제어 및 CCTV 화면을 디스플레이할 수 있는 UI(User Interface)가 탑재되어 있으며, 상기 UI를 이용하여 상기 사설 클라우드 스마트 팜 시스템을 등록, 모니터링, 수동 및 자동 제어하는 사용자 단말기; 및
    제3의 기업 또는 기관에 설치되어 상기 사설 클라우드 스마트 팜 시스템과 인터넷을 통해 접속되며, 원예시설 빅 데이터 분석을 위해 상기 사설 클라우드 스마트 팜 시스템의 내부 메모리에 저장된 데이터에 액세스하는 제3의 기업/기관 서버를 포함하는 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메모리는 SD(Secure Digital) 카드로 구성된 것을 특징으로 하는 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 사설 클라우드 스마트 팜 시스템은 자동 제어를 위한 스마트 팜 시스템의 시퀀스 동작 알고리즘을 스크립트(script) 형태로 상기 SD 카드에 저장, 변경, 삭제하는 것을 특징으로 하는 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 사설 클라우드 스마트 팜 시스템은 해당 스크립트에 기반하여 자동 제어 시퀀스 기반으로 온실의 내부 환경을 컨트롤하는 것을 특징으로 하는 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 사설 클라우드 스마트 팜 시스템은 경량 임베디드 기반 서버로 동작하며, 외부에서 접속되는 포트는 사용자용, 관리자용, 데이터 수집용 및 디버깅용 포트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 사설 클라우드 스마트 팜 시스템은,
    게이트웨이 역할을 수행하는 것으로, 내부 SD 카드에 환경 정보 및 디바이스 로그 정보를 기록하고, 프로파일 정보를 저장하며, 사설 클라우드(네트워크) 스마트 팜을 관리하는 메인 컨트롤러;
    PC 기반의 프로그램으로서 필드를 구성하는 프로파일을 생성하고, 생성된 프로파일의 파일을 상기 메인 컨트롤러에 실장하는 프로파일 생성기;
    상기 메인 컨트롤러와 전기적으로 연결되며, 다양한 센서를 지원하기 위한 다중 전원 및 다중 인터페이스를 제공하는 센서 노드;
    상기 메인 컨트롤러와 전기적으로 연결되며, 스마트 팜 시스템 내의 직류 및 교류 전동기, 직류 및 교류 전원을 제어하는 액츄에이터 노드;
    상기 메인 컨트롤러와 전기적으로 연결되며, 필드의 센싱 정보 및 필드 구성요소들의 동작 및 상태 정보를 화면에 표시하는 디스플레이 노드;
    상기 메인 컨트롤러와 전기적으로 연결되며, 스위치 이벤트를 생성하는 스위치 노드; 및
    상기 메인 컨트롤러와 전기적으로 연결되며, 리미트 스위치 기반으로 시설 하우스의 창문의 위치를 인식하는 위치 인식 노드를 포함하는 것을 특징으로 하는 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프로파일 생성기에 의해 생성되는 프로파일에는 엔트리(노드)의 종류 및 구성과, 노드를 구성하는 디바이스 리스트가 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 단말기의 UI에는 해당 자동제어 스크립트 기반 파라미터 의 정보가 자동으로 생성, 변경 및 조합되는 것을 특징으로 하는 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 단말기의 UI는 상기 사설 클라우드 스마트 팜 시스템의 메모리에 저장되는 해당 프로파일의 구성에 따라 자동으로 생성, 변경 및 조합되는 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 단말기의 UI는 농장 추가, 모니터링, 제어, CCTV 화면 표시, 자동제어를 수행할 수 있는 각각의 메뉴 화면을 구비하는 것을 특징으로 하는 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템.
KR1020180051737A 2018-05-04 2018-05-04 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템 KR102130987B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180051737A KR102130987B1 (ko) 2018-05-04 2018-05-04 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180051737A KR102130987B1 (ko) 2018-05-04 2018-05-04 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190134884A true KR20190134884A (ko) 2019-12-05
KR102130987B1 KR102130987B1 (ko) 2020-07-07

Family

ID=69002355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180051737A KR102130987B1 (ko) 2018-05-04 2018-05-04 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102130987B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102273721B1 (ko) * 2021-01-28 2021-07-06 주식회사 볼드코퍼레이션 컨테이너 조경수 생산 및 유통 관리를 위한 erp 시스템과 그 방법
KR102314880B1 (ko) 2021-05-10 2021-10-19 농업회사법인 유한회사 더자람 슬레이브 채널의 자유로운 확장이 가능한 스마트팜 제어 시스템
KR102331141B1 (ko) * 2021-01-05 2021-12-01 농업회사법인 주식회사 편농 개량형 스마트팜 관리시스템
WO2023085546A1 (ko) * 2021-11-11 2023-05-19 한국전자기술연구원 분산 ai 서비스 간 연계 분석을 통한 스마트 팜 서비스 관리 방법 및 스마트 팜 서비스를 제공하는 전자장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160080889A (ko) 2014-12-29 2016-07-08 주식회사 케이티 다수의 온실 환경 정보를 이용한 클라우드 온실 제어 시스템 및 그 방법
KR20160137730A (ko) * 2015-05-20 2016-12-01 전자부품연구원 컨넥티드 팜에서 생육 최적 환경 제공을 위한 자율 제어 방법 및 시스템
KR20170012815A (ko) * 2015-07-24 2017-02-03 (주)유비엔 농수축산 시설 자동화용 분산 네트워크 시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160080889A (ko) 2014-12-29 2016-07-08 주식회사 케이티 다수의 온실 환경 정보를 이용한 클라우드 온실 제어 시스템 및 그 방법
KR20160137730A (ko) * 2015-05-20 2016-12-01 전자부품연구원 컨넥티드 팜에서 생육 최적 환경 제공을 위한 자율 제어 방법 및 시스템
KR20170012815A (ko) * 2015-07-24 2017-02-03 (주)유비엔 농수축산 시설 자동화용 분산 네트워크 시스템

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
황정환 외 2인. 빅데이터를 활용한 온실 관리 시스템에 관한 연구. 한국통신학회 학술대회논문집. 한국통신학회. 2014년 11월, pp.166-167 (2014.11.) 1부.* *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102331141B1 (ko) * 2021-01-05 2021-12-01 농업회사법인 주식회사 편농 개량형 스마트팜 관리시스템
KR102273721B1 (ko) * 2021-01-28 2021-07-06 주식회사 볼드코퍼레이션 컨테이너 조경수 생산 및 유통 관리를 위한 erp 시스템과 그 방법
KR102314880B1 (ko) 2021-05-10 2021-10-19 농업회사법인 유한회사 더자람 슬레이브 채널의 자유로운 확장이 가능한 스마트팜 제어 시스템
WO2023085546A1 (ko) * 2021-11-11 2023-05-19 한국전자기술연구원 분산 ai 서비스 간 연계 분석을 통한 스마트 팜 서비스 관리 방법 및 스마트 팜 서비스를 제공하는 전자장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR102130987B1 (ko) 2020-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102130987B1 (ko) 사설 클라우드가 구축된 시설원예용 프로파일 기반 스마트 팜 시스템
KR101682066B1 (ko) IoT 기술을 활용한 하우스 운영 관리 시스템
KR100801698B1 (ko) 온실 제어 시스템
Arshad et al. Intelligent greenhouse monitoring and control scheme: An arrangement of Sensors Raspberry Pi based Embedded System and IoT platform
JP2018525889A (ja) デバイス署名ペアリングを含むホームオートメーションシステム及び関連方法
KR101671588B1 (ko) 임베디드 기반으로 한 농업 자동화 시스템
CN106230636A (zh) 无线电监测网全网设备监控系统
US11563594B2 (en) Method for controlling a home-automation facility
KR101412184B1 (ko) 농작물 관리 시스템 및 방법
JP2013192532A (ja) 灌水監視装置及び灌水監視システム
JP5972846B2 (ja) 農用機器制御方法、プログラム、システム、および装置
KR102331141B1 (ko) 개량형 스마트팜 관리시스템
KR20190143680A (ko) IoT 기반 온실 내 작물 생육상태 실시간 모니터링 시스템
KR20190120023A (ko) 새싹 인삼 재배를 위한 아이씨티 기반의 스마트 팜 제어 시스템
US20150296024A1 (en) Wireless Sensor Mesh Network with Dual-Homed Router and Control through Mobile Devices
CN105163089A (zh) 基于wifi的家庭庭院智能看护装置
CN113191914A (zh) 用于日光温室精准监测的数字孪生体构造系统
Ramaprasad et al. Intelligent Crop Monitoring and Protection System in Agricultural fields Using IoT
KR102537688B1 (ko) 스마트팜 환경 제어시스템
CN105549398A (zh) 根据触发策略定时驱动对应装置的控制系统及其方法
US20230229373A1 (en) Systems and methods for remotely monitoring electronic displays
KR102105185B1 (ko) 사용자 편의성을 고려한 온실 통합환경제어시스템
KR102154591B1 (ko) 모바일 어플리케이션을 이용한 ＩｏＴ 모듈 제어를 위한 장치 및 방법
US20180287813A1 (en) Method for recording a central control unit belonging to a home-automation facility
US20230157217A1 (en) Heuristic plant production systems, methods, and associated devices

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant