KR20200034650A - A/s가 용이한 스마트 팜 시스템 - Google Patents

A/s가 용이한 스마트 팜 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 A/S가 용이한 스마트 팜 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 재배환경과 목표하는 환경과의 차이를 기준으로 재배대상 식물에 최적화된 환경으로 조절해가는 환경제어 방식(스마트 팜)의 제어판넬 및 제어보드를 사용자가 쉽고 간단하게 설치 및 교체할 수 있도록 하고, 제어판넬 및 제어보드의 환경설정을 미리 원격서버에 저장하고 고장이나 교체시 원격서버에 저장된 정보를 자동을 로딩하여 이전에 설정해둔 환경설정을 적용함으로써 유지보수 및 A/S가 용이한 스마트 팜 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 A/S가 용이한 스마트 팜 시스템은 제어용 전기판넬을 표준화 시킴으로서 설치 및 A/S가 간편하고 A/S가 필요할 때 원거리의 제작사에서 A/S를 함으로서 즉각적인 A/S지연 및 원거리 출장에 의한 서비스 비용 증가 부분을 줄여줌으로서 농가의 비용을 줄이고 A/S 시간을 단축시키는 효과가 있다.
또한, 스마트팜 확산 장애요인인 A/S지연 문제를 해결할 수 있으며 기존 농가를 대상으로 스마트팜을 단계적으로 접근하기 쉽도록 하는 시스템 구성을 할 수 있다.

Description

A/S가 용이한 스마트 팜 시스템{A smart farm system with easy A/S}
본 발명은 A/S가 용이한 스마트 팜 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 재배환경과 목표하는 환경과의 차이를 기준으로 재배대상 식물에 최적화된 환경으로 조절해가는 환경제어 방식(스마트 팜)의 제어판넬 및 제어보드를 사용자가 쉽고 간단하게 설치 및 교체할 수 있도록 하고, 제어판넬 및 제어보드의 환경설정을 미리 원격서버에 저장하고 고장이나 교체시 원격서버에 저장된 정보를 자동을 로딩하여 이전에 설정해둔 환경설정을 적용함으로써 유지보수 및 A/S가 용이한 스마트 팜 시스템에 관한 것이다.
스마트팜 제어시스템은 별도의 시스템으로 구성되어 있거나, 제어판넬에 일체형으로 구성되어 있으며, A/S 및 설치를 쉽게 하기 위한 시스템 구성이 차별화되지 못하여 제조사의 출장 A/S에 의존하는 체계이므로 설치업체에서도 개별농가의 A/S 상황에 실시간 대처하기 어려운 문제가 있다.
국내 시설원예농가의 약 82%가 호당 시설면적이 0.5ha 미만으로서 국내 농가의 대부분이 스마트팜 시스템을 적용하기 어려운 실정이다.
이러한 시설원예농가에 스마트팜 확산을 위해서는 설치가 간편하고, 시스템 설치비가 농가 경영에 적합한 규모가 필요하지만 현재 농가에 보급되고 있는 스마트팜 시스템은 설치 및 A/S가 불편하고 다양한 규모에 적합한 시스템이 부족한 실정이다.
대한민국 등록특허 10-1799995 대한민국 등록특허 10-1885058
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 시설하우스의 자동제어전기판넬을 설치 시 입출력 단자를 표준화하고 향후 스마트팜으로 전환 시 연결이 쉽도록 함으로써 설치 규격화가 이루어지고 스마트팜 전환 시 비용을 절감할 수 있으며 농가들이 스마트팜 확산 및 보급의 큰 장애요인인 A/S 지연 문제를 해결할 수 있는 A/S가 용이한 스마트 팜 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 자동제어전기판넬 부분에서 전자개폐기와 전자릴레이를 포함하는 판넬 부분과 전자개폐기 동작을 유도하는 제어신호 생성부를 분리하고 연결부를 별도로 구성하여 스마트팜 제어부를 설치할 때 상호 접속을 간편하게 할 수 있는 A/S가 용이한 스마트 팜 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 자동제어전기판넬과 스마트팜 제어부를 분리하고 그 연결 부위를 원터치로 탈부착할 수 있도록 하여 향후 스마트팜으로 전환하고자 하는 농가에 현장에서 스마트팜 제어부를 추가적으로 설치함으로써 스마트팜으로의 전환을 용이하게 할 수 있으며, 고장 등 A/S 상황이 발생하면 사용자가 직접 스마트팜 제어부를 쉽게 탈부착할 수 있도록 하여 A/S를 용이하게 할 수 있는 A/S가 용이한 스마트 팜 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 A/S가 용이한 스마트 팜 시스템은 비닐하우스 내의 환경을 조절하기 위한 환경조절부와; 상기 비닐하우스 내부에 설치되어 비닐하우스 내의 환경정보를 획득하는 제1센싱부와; 상기 비닐하우스 외부에 설치되어 풍향, 풍속, 일사량, 강우 정보를 획득하는 제2센싱부와; 상기 제1센싱부 및 상기 제2센싱부에서 획득한 환경정보를 수집하는 정보수집부와; 상기 비닐하우스의 측면 및 천장에 각각 설치되는 측창부 및 천장부를 각각 개폐하기 위한 복수의 구동기를 구비하는 구동유닛과; 상기 비닐하우스의 내부 환경을 자동으로 조절하기 위한 환경제어정보가 설정되어 있고, 상기 환경제어정보에 따라 상기 환경조절부와 상기 구동유닛의 동작을 각각 독립적으로 제어하며, 고유식별아이디가 부여된 통합제어부와; 복수의 상기 통합제어부와 통신 가능하고, 상기 통합제어부에 각각 부여된 상기 고유식별아이디 및 상기 고유식별아이디별로 상기 통합제어부에 각각 설정된 환경제어정보가 저장된 원격서버;를 구비하고, 상기 통합제어부는 A/S 발생이나 H/W 교체시 상기 원격서버로부터 상기 환경제어정보를 자동으로 로딩하여 복구할 수 있게 된 것을 특징으로 한다.
상기 통합제어부는 스마트팜으로 전환 또는 스마트팜의 확장을 위해 스마트팜 제어부를 연결할 수 있는 스마트팜 연결부가 더 구비되고, 상기 스마트팜 연결부는 상기 통합제어부의 자동제어전기판넬에 상기 스마트팜 제어부를 순차적으로 접속시킬 수 있도록 지원하는 것을 특징으로 한다.
상기 통합제어부는 상기 구동기의 전기적 접속 안정성 확보 및 상기 구동기 상호간의 간섭 및 역전류에 의한 간섭을 배제하기 위한 기계식릴레이보드를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 통합제어부는 상기 구동기를 수동 작동시에도 상기 구동기의 동작량을 계측하여 기록하는 것을 특징으로 한다.
상기 통합제어부는 상기 구동기의 자동 및 수동 작동 전환시 데이터로 자동 기록하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 A/S가 용이한 스마트 팜 시스템은 제어용 전기판넬을 표준화 시킴으로서 설치 및 A/S가 간편하고 A/S가 필요할 때 원거리의 제작사에서 A/S를 함으로서 즉각적인 A/S지연 및 원거리 출장에 의한 서비스 비용 증가 부분을 줄여줌으로서 농가의 비용을 줄이고 A/S 시간을 단축시키는 효과가 있다.
또한, 스마트팜 확산 장애요인인 A/S지연 문제를 해결할 수 있으며 기존 농가를 대상으로 스마트팜을 단계적으로 접근하기 쉽도록 하는 시스템 구성을 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 A/S가 용이한 스마트 팜 시스템의 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 A/S가 용이한 스마트 팜 시스템의 제어계통을 나타낸 블록도.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 A/S가 용이한 스마트 팜 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2에는 본 발명에 따른 A/S가 용이한 스마트 팜 시스템이 도시되어 있다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 A/S가 용이한 스마트 팜 시스템은 환경조절부와, 제1센싱부(30)와, 제2센싱부(40)와, 정보수십부와, 구동유닛(60)과, 통합제어부(100)와, 촬영부(70)와, 녹화부(80)와, 관리유닛(90)을 구비한다.
환경조절부는 비닐하우스의 내부 환경을 조절하기 위한 각종 장치들로서, 비닐하우스 내에 온풍을 공급하는 온풍공급부(10)와, 비닐하우스 내의 토양에 양액을 공급하는 양액공급부(20) 등과 같이 비닐하우스에서 재배되는 작물의 생육환경을 조절하는 각종 장치들을 포함할 수 있다.
제1센싱부(30)는 비닐하우스 내부에 설치되어 비닐하우스 내의 온도, 습도, 조도, 이산화탄소 및 토양정보, 양액정보를 포함하는 환경정보를 획득한다.
제2센싱부(40)는 비닐하우스 외부에 설치되어 풍향, 풍속, 일사량, 강우 정보를 획득한다.
정보수집부(50)는 제1센싱부(30) 및 제2센싱부(40)에서 획득한 환경정보를 수집하여 통합제어부(100) 및 관리유닛(90)으로 전송한다.
구동유닛(60)은 비닐하우스의 측면, 천장을 각각 개폐할 수 있도록 비닐하우스의 측면, 수평커튼, 천창에 복수의 구동기를 구비한다.
통합제어부(100)는 비닐하우스의 내부 환경을 작물의 생육 환경에 맞게 환경조절부 및 구동유닛(60)의 동작을 각각 독립적으로 제어한다.
촬영부(70)는 비닐하우스 내부에 설치되어 비닐하우스 내부 및 외부의 영상을 촬영한다.
녹화부(80)는 촬영부(70)에서 촬영된 영상을 저장하며, 통합제어부(100) 및 관리유닛(90)으로 전송한다.
관리유닛(90)은 통합제어부(100)에 제어신호를 제공 및 설정할 수 있게 지원하고, 녹화부(80)에 저장된 영상을 수신 및 비닐하우스 및 통합제어부(100)의 동작 상태를 관리 및 모니터링한다.
본 발명에 따른 스마트팜 시스템의 통합제어부(100)는 기상상태와 온실환경에 따라 비닐하우스 측면에 설치되어 측면을 개폐하는 측창개폐부와, 천장을 개폐하는 천장개폐부를 구동하는 복수의 구동기 및 온풍공급부(10), 양액공급부(20) 등과 같은 비닐하우스 내부의 환경을 조절하기 위한 각종 장치들을 각각 독립적으로 작동되도록 제어하는 자동제어전기판넬(110)을 구비한다.
통합제어부(100)는 자동제어전기판넬(110)과 스마트팜 구동을 위한 스마트팜 제어부(170)를 분리하고 상호간의 연결 및 접속 부위를 원터치로 탈부착할 수 있도록 하여 시설원예현대화로 시설을 먼저하고 나중에 스마트팜으로 전환 또는 스마트팜의 영역을 확장하고자 하는 농가에 현장에서 스마트팜 제어부(170)를 직접 추가 설치함으로서 스마트팜 전환이 가능하게 하며, 고장 등 A/S 상황이 발생하면 스마트팜 제어부(170)를 쉽게 탈부착하여 원격 A/S를 할 수 있도록 지원한다.
스마트팜 제어부(170)는 전자식 릴레이보드(171) 및 MCU(172)를 구비한다.
자동제어전기판넬(110)에는 스마트팜 제어부(170)의 설치 및 A/S를 쉽게 하기 위해 스마트팜 제어부(170)로부터 릴레이 동작 신호를 자동제어전기판넬(110)에 구비된 전자개폐기에 전달할 수 있도록 연결하는 스마트팜 연결부(150)가 구비된다.
그리고, 통합제어부(100)는 스마트팜 연결부(150)에 연결된 스마트팜 제어부(170)로부터 구동기의 작동을 유도하는 전자개폐기가 작동될 때 구동기가 동작할 수 있도록 전원을 공급받는 구동기연결부(140)가 더 구비된다.
그리고, 통합제어부(100)는 각각의 구동기와 연결되는 복수의 개별퓨즈가 마련된 퓨즈박스(120)부가 더 구비되고, 스마트팜 제어부(170)에는 전자릴레이를 통해 구동신호를 보내는 무접점 전자릴레이보드를 구성하는 전자식릴레이보드(171)가 설치되며, 통합제어부(100)에는 스마트팜 제어부(170)와의 전기적 안정성을 제공하기 위해 기계식릴레이(130)보드가 설치된다.
기계식릴레이(130)보드에 설치되는 릴레이는 구동기의 용량을 감안하여 10A의 전원을 감당할 수 있어야 하고 구동기로부터의 역전류를 차단할 수 있도록 안정성이 있는 표준품을 사용한다.
본 발명에 따른 스마트 팜 시스템은 원격서버(200)에 농가의 환경제어정보 및 농가 개별적으로 부여된 고유식별정보가 각각 저장되고, 통합제어부(100)는 A/S 발생이나 H/W 교체시 원격 서버에 접속하여 고유식별정보에 해당하는 환경제어정보를 자동으로 로딩하여 복구한다.
스마트팜 연결부(150)는 자동제어전기판넬(110)의 구성 일부를 분리하여 스마트팜 제어부(170)에 할당하기 위한 것으로서, 전자개폐기의 동작 전원선을 스마트팜 연결부(150)를 통해 연결하여 스마트팜 제어부(170)와 자동제어전기판넬(110)을 상호 연결하고, 스마트팜 연결부(150)를 제어 순서대로 한번에 접속시킬 수 있도록 한다.
스마트팜 제어부(170)에 직접 하우스의 측창 또는 천장을 개폐하는 구동기를 연결하지 않고, 통합제어부(100)에 구비된 기계식릴레이(130)보드를 거처 제어되게 함으로써 전기적인 안정성을 확보하고 구동기 상호간의 간섭 및 역전류에 의한 간섭을 배제할 수 있다.
통합제어부(100)는 자동제어전기판넬(110)에서 스마트팜 제어를 하지 않고 자동제어전기판넬(110)에서 측창 또는 천장을 개폐하는 구동기를 수동 작동할 시에도 각 구동기의 동작량을 계측하여 기록하며, 자동제어전기판넬(110)에서 자동 및 수동 작동 전환시 작동방법을 데이터로 자동 기록한다.
스마트팜 제어부(170)와 구동기 동작을 하게 하는 자동제어전기판넬(110)과 직접적인 연결이 되도록 하는 스마트팜 연결부(150)를 설치 및 스마트팜 스마트팜 제어부(170)와 스마트팜 연결부(150) 상호를 접속과 탈착이 원터치로 가능하게 함으로서 설치 및 A/S가 쉽도록 한다.
스마트팜 운영 도중 고장 및 장애가 발생하였을 때 사용자가 자동제어전기판넬(110)의 주전원을 내리고 원터치식으로 스마트팜 제어부(170)를 분리하여 택배 등의 운송수단을 이용하여 제조사의 A/S센터로 보내고 단지 내, 또는 지역 대리점등에 보관중인 여벌의 스마트팜 제어부(170)를 장착함으로써 자가 A/S가 가능하게 한다.
이때에 개별농가의 스마트팜 환경제어정보는 지역 또는 광역단위의 현장지원센터 또는 원격서버(200)에 실시간 보관 및 저장되도록 하고 A/S 상황이 발생하여 스마트팜 제어부(170)를 교체시 개별농가의 고유식별아이디 또는 IP 주소에 따라 기 설정되어 있던 환경제어 설정값이 자동으로 복구되도록 한다.
제1센싱부(30) 및 제2센싱부(40)를 통한 데이터의 수집은 내부 센서 값 및 외부 센서 값, 환경제어 설정값, 구동기 동작값, 센서값에 의해 계산된 이슬점, 수분부족분, 절대수분함량 등과 같은 2차 연산 값, 각 구동기 동작 상태 값 등을 자체저장 및 원격의 현장지원센터 또는 원격서버(200)에 저장하여 이용한다.
본 발명에 따른 A/S가 용이한 스마트 팜 시스템은 시설현대화 사업으로 시설 설치 후 스마트팜 시스템을 추가 설치할 때 자동제어전기판넬(110) 수정 작업비용 절감 및 설치시간을 줄일 수 있는 장점이 있으며 설치비용은 기존에 비해 75% 이상 절감할 수 있다.
현대화 사업으로 자동제어전기판넬(110)을 설치하고 5년 이내에 스마트팜 추가 설치시 자동제어전기판넬(110)을 이중지원하게 되어 설치가 불가하나 표준 제어판넬을 설치 시 스마트팜 제어부(170)만 추가 설치가 가능한 장점이 있다. 또한, 설치 후 고장 등 A/S발생시 원격 A/S를 실시할 경우 출장 수리에 의한 비용을 80% 이상 절감할 수 있다.
그리고, 설치가 간편하고 사후관리가 편리하여 농가 접근성이 좋다. 따라서 스마트팜 확산 보급정책에 탄력성을 부여할 수 있는 장점이 있다. 또한, 소형 단동하우스의 ICT 융복합 기술투입이 가능하고 단계적 규모화, 정밀농업 실현 가능하다.
그리고, 외부 환경센서는 2세트를 설치하고 상호 보완 및 공동활용이 가능하게 하는 것이 바람직하다.
자동제어전기판넬(110)은 각각의 구동기와 연결되는 전자개폐기 동작용 릴레이 개수만큼 접속단자대가 구성되고, 구동기에는 고유의 일련번호가 부여되며, 측창, 천창 등 구동기 고유의 일련번호를 확인 후 구동기의 연결 위치를 확인하는 것이 바람직하다.
그리고, 비닐하우스의 측창, 천창 등 구동기의 연결부에 일반적으로 이용되는 온도, 습도, 시간 등 일반 소형제어기(160) 또는 스마트 팜 제어기를 선택적으로 부착 가능하다.
스마트팜 제어부(170)의 설정값과 환경데이터는 현장지원센터와 연계, 실시간 데이터 전송 및 보관할 수 있으며, 단지 내 간이 모니터링실을 설치하여 실시간 그래프확인 및 컨설팅 시 활용 가능하다.
그리고, 개별농가 A/S 발생시 스마트팜 제어부(착탈이 쉬운 보드로 설치)는 수리완료 때까지 여벌의 보드로 교체 후, 현장지원센터 또는 원격서버(200)로부터 설정데이터를 자동수신 및 적용함으로써 환경 제어기를 즉시 작동시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 A/S가 용이한 스마트 팜 시스템은 첨부된 도면을 참조로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 비닐하우스 내의 환경을 조절하기 위한 환경조절부와;
    상기 비닐하우스 내부에 설치되어 비닐하우스 내의 환경정보를 획득하는 제1센싱부와;
    상기 비닐하우스 외부에 설치되어 풍향, 풍속, 일사량, 강우 정보를 획득하는 제2센싱부와;
    상기 제1센싱부 및 상기 제2센싱부에서 획득한 환경정보를 수집하는 정보수집부와;
    상기 비닐하우스의 측면 및 천장에 각각 설치되는 측창부 및 천장부를 각각 개폐하기 위한 복수의 구동기를 구비하는 구동유닛과;
    상기 비닐하우스의 내부 환경을 자동으로 조절하기 위한 환경제어정보가 설정되어 있고, 상기 환경제어정보에 따라 상기 환경조절부와 상기 구동유닛의 동작을 각각 독립적으로 제어하며, 고유식별아이디가 부여된 통합제어부와;
    복수의 상기 통합제어부와 통신 가능하고, 상기 통합제어부에 각각 부여된 상기 고유식별아이디 및 상기 고유식별아이디별로 상기 통합제어부에 각각 설정된 환경제어정보가 저장된 원격서버;를 구비하고,
    상기 통합제어부는 A/S 발생이나 H/W 교체시 상기 원격서버로부터 상기 환경제어정보를 자동으로 로딩하여 복구할 수 있게 된 것을 특징으로 하는 A/S가 용이한 스마트 팜 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통합제어부는 스마트팜으로 전환 또는 스마트팜의 확장을 위해 스마트팜 제어부를 연결할 수 있는 스마트팜 연결부가 더 구비되고,
    상기 스마트팜 연결부는 상기 통합제어부의 자동제어전기판넬에 상기 스마트팜 제어부를 순차적으로 접속시킬 수 있도록 지원하는 것을 특징으로 하는 A/S가 용이한 스마트 팜 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 통합제어부는 상기 구동기의 전기적 접속 안정성 확보 및 상기 구동기 상호간의 간섭 및 역전류에 의한 간섭을 배제하기 위한 기계식릴레이보드를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 A/S가 용이한 스마트 팜 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 통합제어부는 상기 구동기를 수동 작동시에도 상기 구동기의 동작량을 계측하여 기록하는 것을 특징으로 하는 A/S가 용이한 스마트 팜 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 통합제어부는 상기 구동기의 자동 및 수동 작동 전환시 데이터로 자동 기록하는 것을 특징으로 하는 A/S가 용이한 스마트 팜 시스템.

KR1020190117073A 2018-09-21 2019-09-23 A/s가 용이한 스마트 팜 시스템 KR102364819B1 (ko)

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