KR20200055295A - Irrigation automatic control equipment for crops on bare ground based on self-charging and long-range wireless networks - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양광을 이용한 자가 충전 시스템과 플러그앤플레이(Plug&Play) 방식의 무선통신 시스템에 기반하여 구성되는 노지 농작물 관수 자동화 시스템에 관한 것으로서,The present invention relates to an automated system for irrigating agricultural crops constructed on the basis of a self-charging system using solar power and a wireless communication system of a Plug & Play method,
더욱 상세하게는 자가 충전시스템을 통한 노지 농작물 관수 자동화 시스템으로서, 태양광을 이용한 플러그앤플레이(Plug&Play) 방식의 무선통신 시스템과, 양수모터, 밸브 오작동을 방지하기 위한 고장 허용 기술과, 플러그앤플레이(Plug&Play) 방식의 모니터링 소프트웨어 기술을 포함하여 노지 농산물 관리에 필요한 물 절약과, 균등한 농작물 생장 및 관리와 일손 경감의 효과를 갖는 자가 충전 및 장거리 무선 네트워크 기반 노지 농작물 관수 자동화 시스템에 관한 것이다.More specifically, as an automated system for irrigating agricultural crops through a self-charging system, a plug and play wireless communication system using sunlight, fault-tolerant technology to prevent malfunction of pumping motors and valves, and plug and play It is a self-charging and long-range wireless network-based field crop irrigation automation system that has the effect of saving water required for management of open-field agricultural products, including equal monitoring software technology, and equally growing and managing crops and reducing labor.
현재 우리나라 농업 현황은 농촌인구의 감소와 고령화, 곡물자급률 하락, FTA 체결이후 나타난 농가의 소득 정체 현상, 한반도 기후변화 심화 등으로 인해 어려움을 겪고 있다.The current state of agriculture in Korea is experiencing difficulties due to the decrease and aging of the rural population, the fall in the grain self-sufficiency rate, the stagnation of farm household income after the FTA, and the deepening of climate change on the Korean Peninsula.
2014년 농림어업조사 결과에 따르면 농가 고령화율은 2014년 12월 기준 39.1%로 전년보다 1.8% 높아졌으며, 수입 농산물은 매년 증가하고 있고 전체 산업에서 농업의 비중은 계속 낮아지고 있는 실정이다.According to the results of the 2014 Agriculture, Forestry and Fisheries Survey, the aging rate of farm households was 39.1% as of December 2014, up 1.8% from the previous year, and imported agricultural products are increasing every year, and the share of agriculture in the entire industry continues to decrease.
65세 이상 노인 비율이 42% 이상을 차지하고 있는 농가 고령화, 농가 인구 및 농지 감소, 농업 경쟁력 약화, 기상이변에 따른 여러 문제점 봉착 등을 해결하기 위한 노력의 일환으로 ICT 기반의 스마트 팜(Smart Farm)대한 투자와 시장이 확대되고 있다.ICT-based smart farms are part of efforts to address aging farming households, where the proportion of the elderly aged 65 and over is 42% or more, decreasing farming population and farmland, weakening agricultural competitiveness, and confronting various problems caused by extreme weather. Korean investment and market are expanding.
스마트 팜은 정보통신 기술을 온실, 축사, 과수원 등에 접목해 원격 및 자동으로 작물과 가축의 생육환경을 적절히 제어하는 것으로, 노지농업, 시설원예 및 축산분야에서 농업 ICT 융합기술을 적용한 것이다.The smart farm is a remote and automatic control of the growth environment of crops and livestock by grafting information and communication technology into greenhouses, barns, orchards, and applying agricultural ICT convergence technology in the fields of agricultural, horticultural and livestock.
최근 온실, 축사에 대한 스마트 팜 산업은 많은 연구 개발과 여러 제품이 출시되어 있으나, 노지농업 분야에서의 스마트 팜 관련 제품 및 연구는 아직 도입 단계이다.In recent years, the smart farm industry for greenhouses and cattle farms has been researched and developed and several products have been released, but the smart farm related products and research in the field of farming are still in the introduction stage.
전남 지역은 노지 재배에 기후적 여건이 매우 좋아 전국에서 가장 많은 노지 농산물을 생산하고 있다. 특히, 관수 자동화 시스템이 요구되는 노지채소 및 과수의 경우 재배 면적이 약 38,840 헥타르로 전국에서 가장 넓다.The Jeonnam region has the most favorable climatic conditions for cultivating the open land, producing the largest number of agricultural products in the country. In particular, in the case of open-air vegetables and fruit trees that require an automatic watering system, the cultivation area is about 38,840 hectares, which is the largest in the country.
노지 농산물의 경우 재배 과정에서 가장 많은 일손과 시간을 필요로 하는 것이 관수 제어로써, 넓은 밭에 관수를 위해 시간에 따라 주기적으로 돌아가며 펌프와 밸브를 작동시켜야 한다.In the case of open-air agricultural products, it is the irrigation control that requires the most work and time in the cultivation process, and the pumps and valves must be operated periodically rotating over time for irrigation in a large field.
또한 넓은 지역에 대해 관수 펌프, 파이프, 밸브, 스프링클러 등의 시설물을 고정형으로 설치하는 것은 비용부담이 매우 크기 때문에 현재 대부분의 농가에서는 파이프, 밸브, 스프링클러를 이동시키며 관수를 수동으로 하고 있다.In addition, installation of facilities such as irrigation pumps, pipes, valves, and sprinklers for a large area is very expensive, so most farmers currently move pipes, valves, and sprinklers to manually irrigate them.
본 발명은 이러한 불편함을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 저렴한 비용으로 넓은 지역의 노지에 관수제어를 자동화하는“자가충전 및 장거리 무선네트워크를 지원하는 노지 농작물 관수 자동화 시스템”을 제공하고자 한다.The present invention has been developed to solve this inconvenience, and to provide an "autonomous crop irrigation automation system supporting a self-charging and long-range wireless network" that automates irrigation control to a wide area of low-cost areas at a low cost.
본 발명은 태양광을 이용한 플러그앤플레이(Plug&Play) 방식의 무선통신 시스템과, 양수모터, 밸브 오작동을 방지하기 위한 고장 허용 기술과, 플러그앤플레이(Plug&Play) 방식의 모니터링 소프트웨어 기술을 포함하여 노지 농산물 관리에 필요한 물 절약과, 균등한 농작물 생장 및 관리가 가능하며, 일손 경감의 효과를 갖는 자가 충전 및 장거리 무선 네트워크 기반 노지 농작물 관수 자동화 시스템을 제공하고자 하는 것을 발명의 목적으로 한다.The present invention includes a plug-and-play (Plug & Play) wireless communication system using sunlight, a fault-tolerant technology to prevent malfunction of a pumping motor and a valve, and a plug-and-play (Plug & Play) monitoring software technology. It is an object of the present invention to provide a self-charging and long-distance wireless network-based field crop irrigation automation system capable of saving water required for management, equally growing and managing crops, and having a reduction effect.
상기 목적을 달성하고자,To achieve the above object,
본 발명은 플러그앤플레이(Plug&Play) 방식의 무선통신부와,The present invention is a plug and play (Plug & Play) wireless communication unit,
태양광 발전을 통한 자가충전부와,Self-charging unit through solar power generation,
양수기와 스프링쿨러 사이를 연결하는 수관에 설치되어, 상기 수관을 개폐하여 물의 공급량을 제어하는 전자밸브와,A solenoid valve installed in a water pipe connecting the water pump and the sprinkler to open and close the water pipe to control the amount of water supplied,
상기 각부 장치를 내부에 장착하여 외형을 이루는 하우징으로 구성되는 관수 자동화 제어노드;Irrigation automation control node consisting of a housing forming the outer shape by mounting the respective device inside;
상기 관수 자동화 제어노드와 통합제어부 사이를 통신 연결하는 게이트웨이;A gateway for communication connection between the irrigation automation control node and the integrated control unit;
온도와 습도를 동시에 측정하는 온습도센서와, 토양의 습윤량을 측정하는 토양습윤센서와, 양수기 펌프의 동작유무, 압력을 감지하며 펌프를 동작시키는 양수모터를 감지하는 압력센서를 포함하는 센서부와,A sensor unit including a temperature and humidity sensor that measures temperature and humidity at the same time, a soil wetness sensor that measures the amount of moisture in the soil, and a pressure sensor that detects the presence or absence of a pump of a water pump and a pump and a pumping motor that operates a pump. ,
플러그앤플레이(Plug&Play) 방식의 무선통신부와,Plug & Play wireless communication unit,
상기 센서부를 통해 측정된 값을 디스플레이를 통해 모니터링하고, 제어신호를 상기 관수 자동화 제어노드로 송출하여 관수시점과 물(water)의 공급량, 양수모터 및 전자밸브를 제어하는 제어부로 구성되는 통합제어부;로 구성되는 것임을 특징으로 하는 자가 충전 및 장거리 무선 네트워크 기반 노지 농작물 관수 자동화 시스템을 제공한다.An integrated control unit consisting of a control unit that monitors a value measured through the sensor unit through a display and sends a control signal to the irrigation automation control node to control an irrigation time point and a water supply amount, a pumping motor, and a solenoid valve; It provides a self-charging and long-range wireless network-based farmland irrigation automation system characterized by consisting of.
본 발명에 따른 자가 충전 및 장거리 무선 네트워크를 지원하는 노지 농작물 관수 자동화 시스템은 다음의 효과를 갖는다.An automatic farm water irrigation system supporting self-charging and a long-range wireless network according to the present invention has the following effects.
첫째. 플러그앤플레이(Plug&Play) 방식의 무선통신 모듈과, 기기 및 센서들 간의 편리한 무선 네트워크 구성 및 보안 설정 소프트웨어와, 버튼을 이용한 플러그앤플레이(Plug&Play) 방식의 간편한 기기 및 센서들 간의 연결 그룹 설정과, 1km 이상의 노드 간 무선통신 제공으로 대규모 노지에서 활용 가능한 기술과, 다른 그룹과의 혼선 또는 충돌 방지기능을 갖는 무선 통신 소프트웨어가 통합적으로 구성됨으로써, 적량, 적시에 자동으로 노지 농작물에 물 공급이 가능하여, 노지 농작물 관리에 소요되는 물(water)을 절약할 수 있고, 균등한 농작물 생장 및 관리가 가능하며, 노지 농작물의 관수 자동화에 따른 일손 경감의 효과를 갖는다. first. Plug & Play type wireless communication module, convenient wireless network configuration and security setting software between devices and sensors, and plug-and-play simple device and sensor connection group setting between buttons and By providing wireless communication between nodes of 1km or more, technology that can be used in large-scale fields and wireless communication software that prevents crosstalk or collision with other groups are integrated, so it is possible to automatically and properly supply water to agricultural crops in a timely manner. , It is possible to save water required for the management of agricultural crops, it is possible to grow and manage the agricultural crops evenly, and it has the effect of reducing hands by automating irrigation of agricultural crops.
둘째. 플러그앤플레이(Plug&Play) 방식의 무선통신 시스템과 자가충전 시스템이 하나로 통합된 노지관수 제어노드를 사용함으로써, 기존의 관제 제어시스템의 설치 및 활용이 어려운 문제점을 해결하여 노지관수 제어노드의 추가 및 변경이 용이하다는 장점을 갖는다.second. Adding and changing the control node of the field control by solving the problem that it is difficult to install and utilize the existing control control system by using the control node of the plug and play type wireless communication system and the self-charging system integrated into one. It has the advantage of being easy.
셋째. 대규모의 노지에 활용할 수 있도록 자가 충전과 Lora 기반의 장거리 무선 통신 기술이 적용됨에 따라 기존의 시설하우스 위주의 관수 제어 시스템과 차별화된 노지 농작물 관수 자동화 시스템을 제공한다.third. As self-charging and Lora-based long-distance wireless communication technology are applied to be used for large-scale fields, it provides an irrigation control system based on the existing facility house and an automation system for irrigation of farmland.
넷째. 3일간 연속 흐리거나 비로 인해 태양광 패널을 통한 전원 공급이 중단되더라도 동작이 가능한 소형화된 BMS가 기술이 적용된 자가발전 기술에 의한 안정적인 시스템 운영이 가능하다.fourth. Even if the power supply through the solar panel is interrupted due to cloudy or rain for 3 days in a row, the compacted BMS that can be operated is capable of stable system operation by self-powered technology with applied technology.
다섯째. 압력센서를 이용한 양수모터 오작동 방지와 장거리 무선통신 오류로 인한 밸브 오작동에 대비한 고장 허용 기술이 적용됨에 따른 안정적인 시스템 운영이 가능하다.fifth. It is possible to operate a stable system by applying a fault-tolerant technology to prevent malfunction of the pump motor using a pressure sensor and to prevent malfunction of the valve due to a long-range wireless communication error.
여섯째. 노지에서 재배되는 작물의 관수 제어로 활용하여 농가의 노동력 절감과 고품질의 작물 생산에 크게 기여할 수 있다.Sixth. It can be used to control the irrigation of crops cultivated in the open land, which can significantly reduce the labor force of farmers and produce high-quality crops.
일곱째. 노지, 시설하우스, 과수원, 다원의 다양한 재배 환경에 접목함으로써 농가 경쟁력을 높이고 관련 산업 활성화에 기여할 수 있다.Seventh. By grafting to various cultivation environments of open land, facility houses, orchards, and tea gardens, it is possible to increase farm competitiveness and contribute to the revitalization of related industries.
도 1은 본 발명에 따른 자가 충전 및 장거리 무선 네트워크 기반 노지 농작물 관수 자동화 시스템의 전체 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 자가 충전 및 장거리 무선 네트워크 기반 노지 농작물 관수 자동화 시스템의 플러그앤플레이(Plug&Play) 방식의 무선통신 시스템 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 자가 충전 및 장거리 무선 네트워크 기반 노지 농작물 관수 자동화 시스템을 구성하는 관수 자동화 제어노드의 개념도.
도 4는 본 발명에 따른 관수 자동화 제어노드의 외부 및 내부 구성을 보인 도면.
도 5는 본 발명에 따른 통합제어부의 외부 및 내부 구성을 보인 도면.
도 6은 본 발명에 따른 토양습윤센서의 구조를 보인 측단면도.1 is an overall configuration of a self-charging and long-range wireless network-based agricultural crop irrigation automation system according to the present invention.
Figure 2 is a conceptual diagram of a plug and play (Plug & Play) wireless communication system of a self-charging and long-range wireless network-based farmland irrigation automation system according to the present invention.
3 is a conceptual diagram of an irrigation automation control node constituting an autonomous charging and long-range wireless network-based agricultural crop irrigation automation system according to the present invention.
Figure 4 is a view showing the external and internal configuration of the irrigation automation control node according to the present invention.
5 is a view showing the external and internal configuration of the integrated control unit according to the present invention.
Figure 6 is a side cross-sectional view showing the structure of the soil wetness sensor according to the present invention.
이하, 본 발명에 따른 자가 충전 및 장거리 무선 네트워크 기반 노지 농작물 관수 자동화 시스템(1)에 대한 구체적인 내용을 도면과 함께 살펴보도록 한다.Hereinafter, a detailed description of the self-charging and long-range wireless network-based agricultural crop
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자가 충전 및 장거리 무선 네트워크 기반 노지 농작물 관수 자동화 시스템(1)은 플러그앤플레이(Plug&Play) 방식의 무선통신부(101)와,As shown in Figure 1, the self-charging and long-range wireless network-based farmland
태양광 발전을 통한 자가충전부(102)와,Self-
양수기와 스프링쿨러 사이를 연결하는 수관에 설치되어, 상기 수관을 개폐하여 물의 공급량을 제어하는 전자밸브(103)와,A solenoid valve (103) installed in a water pipe connecting the pump and a sprinkler to open and close the water pipe to control the water supply.
상기 각부 장치를 내부에 장착하여 외형을 이루는 하우징(104)으로 구성되는 관수 자동화 제어노드(10);Irrigation
상기 관수 자동화 제어노드(10)와 통합제어부(30) 사이를 통신 연결하는 게이트웨이(20);A
온도와 습도를 동시에 측정하는 온습도센서와, 토양의 습윤량을 측정하는 토양습윤센서와, 양수기 펌프의 동작유무, 압력을 감지하며 펌프를 동작시키는 양수모터를 감지하는 압력센서를 포함하는 센서부(301)와,A sensor unit including a temperature and humidity sensor for simultaneously measuring temperature and humidity, a soil moisture sensor for measuring the amount of moisture in the soil, and a pressure sensor for detecting the presence or absence of the pump of the water pump and the pumping motor for operating the pump ( 301) and,
플러그앤플레이(Plug&Play) 방식의 무선통신부(302)와,Plug & Play (Plug & Play)
상기 센서부(301)를 통해 측정된 값을 디스플레이를 통해 모니터링하고, 제어신호를 상기 관수 자동화 제어노드(10)로 송출하여 관수시점과 물(water)의 공급량, 양수모터 및 전자밸브를 제어하는 제어부(303)로 구성되는 통합제어부(30);로 구성된다.Monitoring the measured value through the
상기 노지 농작물 관수 자동화 시스템(1)을 구성하는 관수 자동화 제어노드(10), 게이트웨이(20) 및 통합제어부(30)는 모두 이동식으로 노지에 설치되는 것으로서, 이하에서 각 부 기술 구성에 대해 구체적으로 살펴보도록 한다.The irrigation
[ 관수 자동화 제어노드(10) ][Irrigation automation control node (10)]
상기 관수 자동화 제어노드(10)는 무선통신부(101), 자가충전부(102), 전자밸브(103) 및 하우징(104)으로 구성된다.The irrigation
{ 무선통신부(101) }{Wireless Communication Department 101}
상기 무선통신부(101)는 저전력 장거리 무선통신 LoRa를 이용하여 최소 1 ㎞ 이상의 무선통신이 이루어지며, 이를 통해 밸브를 제어하는 노드들과의 통신이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.The
LoRa(Long Range)는 2015년 초에 LoRa Alliance에서 발표한 표준으로, 비동기식 저전력 원거리 통신망이다. 이 기술은 저비용, 저전력, 장거리 통신이 가능하다는 장점을 갖는다. LoRaWAN R1.o 개방형 표준이다. IEEE 802.15.4g 기반의 표준이다. LoRa (Long Range) is a standard released by the LoRa Alliance in early 2015 and is an asynchronous low-power telecommunication network. This technology has the advantage of low cost, low power, and long distance communication. LoRaWAN R1.o is an open standard. It is a standard based on IEEE 802.15.4g.
LoRa는 CSS(Chirp Spread Spectrum) 변조를 기반으로 하며 FSK 변조와 동일한 저전력 특성을 유지하지만 통신 범위를 상당히 확장시킨다.LoRa is based on chirp spread spectrum (CSS) modulation and maintains the same low power characteristics as FSK modulation, but significantly extends the communication range.
LoRa의 통신 가능거리는 도심지역에서는 2 ~ 15km, LoS가 확보된 지역에서 30Km, 지하는 1~2Km, 실내에서는 2~3Km이다. 대역폭은 125kHz, 최대송신전력은 14dBm이며 주파수 ISM 대역에서 동작하고 전송속도는 낮으며 수신감도가 최대 -138dBm가 되도록 대역확산 방식으로 설계되어 있다.The communication distance of LoRa is 2 ~ 15km in the downtown area, 30Km in the area where LoS is secured, 1 ~ 2Km in the basement, and 2 ~ 3Km indoors. The bandwidth is 125 kHz, the maximum transmit power is 14 dBm, operates in the frequency ISM band, has a low transmission rate, and is designed with a spread spectrum method so that the reception sensitivity is up to -138 dBm.
LoRa의 기본적인 네트워크 구성은 프로토콜을 사용하는 수많은 단말이 하나의 게이트웨이에 연결되고, 이를 통하여 이동통신망에 연결되어 데이터가 분석, 활용되는 구조이다. 이와 같은 LoRa 통신망을 이용하여 1 Km 이상의 무선통신 거리를 제공하게 된다.The basic network configuration of LoRa is a structure in which a large number of terminals using a protocol are connected to a single gateway, through which data is analyzed and utilized by connecting to a mobile communication network. Using this LoRa communication network, a wireless communication distance of 1 Km or more is provided.
상기 무선통신부(101)는 LoRa 통신망을 이용하여 대규모 노지에서 1 Km 이상의 원거리 무선 통신이 가능하며, 또한 플러그앤플레이(Plug&Play) 방식의 네트워크를 통해 노드 인식 및 제어가 간편하게 이루어질 수 있도록 구성된다. The
상기 무선통신부(101)의 무선통신에 의한 관수 자동화 제어노드(10)의 응답시간은 2초 내에 이루어지며, 무선 통신 장애 인지시간은 무선 통신 장애 발생시로부터 5초 이내에 인지하고 이에 대한 처리가 이루어질 수 있도록 구성된다.The response time of the irrigation
이와 같은 내용을 정리하여 살펴보면 다음의 표 1과 같다.The following is a summary of the contents as shown in Table 1 below.
(주요성능 Spec)Evaluation items
(Main Performance Spec)
단위
unit
측정값
Measures
평가(측정)방법
Evaluation (measurement) method
한국산업기술 시험원(KTL) 시험성적
Korea Industrial Technology Institute (KTL) test results
이때 무선통신거리는 관수 자동화 제어노드(10)와 게이트웨이(20)와의 거리이며, GPS를 활용하여 1 Km 이상의 거리에서 무선 통신이 이루어진다.At this time, the wireless communication distance is the distance between the irrigation
상기 관수 자동화 제어노드(10) 응답시간은 밸브 개폐에 대한 명령을 통합제어부에서 전송하고, 이에 대한 응답 메시지가 통합제어부(30)에 도착하기까지의 시간이다.The response time of the irrigation
그리고 상기 무선통신장애 인지시간은 상기 관수 자동화 제어노드(10)에서 무선 통신이 이루어지지 않는 경우 이를 인지하는데 걸리는 시간이다.In addition, the wireless communication failure recognition time is a time taken to recognize when wireless communication is not performed in the irrigation
그리고 본 발명에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 플러그앤플레이(Plug&Play) 방식의 무선통신을 통해 대규모의 노지 농작물 재배지역에 대한 다수의 관수 자동화 제어노드(10)에 대한 간편한 그룹 관리와 그룹간의 통신 혼합을 제어할 수 있다.And in the present invention, as shown in Figure 2, through the plug-and-play (Plug & Play) wireless communication through a simple group management and multiple groups for multiple irrigation
또한 관수 자동화 제어노드(10) 간의 연결 그룹 범위 설정 및 해제는 통합제어부(30)와 관수 자동화 제어노드(10)의 Set 버튼과 Run 버튼을 통해 용이하게 이루어질 수 있다.In addition, the connection group range setting and release between the irrigation
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이,4 and 5,
관수 자동화 제어노드(10)와 통합제어부(30)에는 각각 Set 버튼이 형성된다. 상기 Set 버튼을 통해 관수 자동화 제어노드(10)의 연결 그룹 설정이 이루어진다.Set buttons are formed on the irrigation
연결 그룹 설정은 먼저 통합제어부(30)의 Set 버튼을 누른 후, 연결 그룹으로 설정하고자 하는 관수 자동화 제어노드(10)의 Set 버튼을 누르면 연결 그룹으로 설정된 해당 노드의 번호가 상기 통합제어부(30)의 디스플레이에 나타나면서 그룹 범위로 설정된다.To set the connection group, first press the Set button of the
예를 들어, 통합제어부(30)의 Set 버튼을 누른 후, 여러 개의 번호로 지정된 관수 자동화 제어노드(10) 중 1번 관수 자동화 제어노드(10)의 Set 버튼을 누르면 통합제어부(30)의 모니터에 1번이 나타나면서 등록된다.For example, after pressing the Set button of the
다시 통합제어부(30)의 Set 버튼을 누른 후, 여러 개의 번호로 지정된 관수 자동화 제어노드(10) 중 10번 관수 자동화 제어노드(10)의 Set 버튼을 누르면 통합제어부(30)의 모니터에 10번이 나타나면서 등록된다.After pressing the Set button of the
이 상태는 상기 1번과 10번의 관수 자동화 제어노드(10)가 하나의 연결 그룹으로 설정된 상태이다. 이와 같은 방식으로 원하는 관수 자동화 제어노드(10)를 그룹으로 설정할 수 있다.In this state, the irrigation
그리고 연결 그룹 해제는 통합제어부(30)의 Set 버튼을 누른 후 Run 버튼을 누르면 모든 설정되었던 연결 그룹이 해제된다.And to release the connection group, press the Set button of the
이와 같은 방식을 통해, 사용자 또는 관리자는 관수 자동화 제어노드(10) 간의 연결 그룹 범위 설정 및 해제가 용이하게 이루어지고, 이와 같은 구성을 포함하고 있는 관수 자동화 시스템을 통한 노지 농산물의 관리가 보다 손쉽게 이루어질 수 있다.Through this method, a user or an administrator can easily set and release a connection group range between irrigation
{ 자가충전부(102) }{Self-Charging Unit (102)}
상기 자가충전부(102)는 태양광을 전기에너지로 변환시키는 태양광패널(102a)과,The self-charging
상기 태양광패널(102a)로부터 생산된 전기에너지를 배터리관리부(BMS)의 제어하에 선태적으로 충전하는 배터리부(102b)와,And the
상기 배터리부(102b)의 상태를 관리하는 배터리관리부(BMS)(102c)로 구성된다.It is composed of a battery management unit (BMS) 102c that manages the state of the
상기 자가충전부(102)에 의해 상기 관수 자동화 제어노드(10)는 외부 전력 공급이 없더라도 자체적으로 생산된 전력을 이용하여 구동이 가능하며, 또한 3일간 연속 흐리거나 비로 인해 태양광 패널을 통한 전원 공급이 중단되더라도 구동이 가능하도록 배터리 용량을 설정한다.By the self-charging
상기 배터리관리부(BMS)(102c)의 'BMS'는 배터리 관리 시스템의 약자로써 리튬코발트, 리튬망간, 리튬니켈망간코발트, 리튬인산철 등의 리튬이온 계열 배터리들이 과충전, 외부 충격, 과열, 과방전으로 인해 폭발하는 위험성을 제어하여 배터리를 보호하기 위한 시스템이다.The 'BMS' of the battery management unit (BMS) 102c is an abbreviation of the battery management system, and lithium ion-based batteries such as lithium cobalt, lithium manganese, lithium nickel manganese cobalt, and lithium iron phosphate are overcharged, external shocked, overheated, overdischarged. This is a system to protect the battery by controlling the risk of explosion.
이와 같은 배터리관리부(BMS)(102c)는 습기에 의한 고장과 부식이 발생할 경우 기능을 제대로 발휘하기 어렵고, 더욱이 노지에서의 관수 공급환경에서 수분에 노출될 위험이 있어 본 발명에서는 상기 배터리관리부(BMS)(102c)를 흡습용 하우징(102c-1) 내부에 밀폐수용한다.The battery management unit (BMS) 102c is difficult to properly function in the event of failure and corrosion due to moisture, and furthermore, there is a risk of being exposed to moisture in the irrigation supply environment in the field. In the present invention, the battery management unit (BMS) ) 102c is enclosed in a
상기 흡습용 하우징(102c-1)은 폴리아미드 수지 80.0 ~ 90.0 wt%와, 유리 섬유 5.0 ~ 15.0 wt%와, 적니의 무기충전제 1.0 ~ 13.0 wt%와, 카본블랙(Carbon black) 0.5 ~ 5.5 wt%와, 탈크(Talc) 0.5 ~ 5.5 wt%와, 계면활성제 0.1 ~ 5.0 wt%를 포함하는 혼합물로 구성되어, 상기 배터리관리부(BMS)(102c)로 수분이 침투하는 것을 차단하는 역할을 한다.The moisture absorption housing (102c-1) is polyamide resin 80.0 ~ 90.0 wt%, glass fiber 5.0 ~ 15.0 wt%, red mud inorganic filler 1.0 ~ 13.0 wt%, carbon black (Carbon black) 0.5 ~ 5.5 wt %, Talc (Talc) is composed of a mixture containing 0.5 ~ 5.5 wt%, surfactant 0.1 ~ 5.0 wt%, and serves to block the penetration of moisture into the battery management unit (BMS) (102c).
상기 폴리아미드 수지의 사용량이 80.0 wt% 미만인 경우에는 흡습용 하우징(102c-1)의 흡습성이 떨어지고, 성형이 제대로 이루어지기 어려우며, 90.0 wt%를 초과하게 되는 경우에는 내구성이 떨어질 수 있으므로, 상기 폴리아미드 수지의 사용량은 혼합물에 대해 80.0 ~ 90.0 wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.When the amount of the polyamide resin used is less than 80.0 wt%, the hygroscopicity of the
상기 유리섬유는 원형 타입(Circular type)으로서 단면의 직경이 7 ~ 13 ㎛인 것을 사용한다. 상기 유리섬유의 사용량이 5.0 wt% 미만인 경우에는 흡습용 하우징(102c-1)의 내구성 향상을 기대하기 어렵고, 15.0 wt%를 초과하게 되는 경우에는 점도의 상승으로 인해 성형이 제대로 이루어지기 어렵다는 문제가 있으므로, 상기 유리섬유의 사용량은 혼합물에 대해 5.0 ~ 15.0 wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.The glass fiber is a circular type (Circular type) having a cross-sectional diameter of 7 ~ 13 ㎛ is used. When the amount of the glass fiber used is less than 5.0 wt%, it is difficult to expect durability improvement of the
상기 계면활성제는 글리세릴 디스테아레이트, 폴리옥시에틸렌소르비탄 모노스테아레이트 또는 디아세틸 모노글리세리드 중 선택하여 사용한다.The surfactant is selected from glyceryl distearate, polyoxyethylene sorbitan monostearate or diacetyl monoglyceride.
상기 흡습용 하우징(102c-1)을 이루는 혼합물의 구체적인 배합예는 다음의 표 2와 같다.Specific blending examples of the mixture constituting the
수지Polyamide
Suzy
{ 전자밸브(103) }{Solenoid valve (103)}
상기 전자밸브(103)는 관수제어를 위한 것으로서, 양수기와 스프링쿨러 사이를 연결하는 수관에 설치하여, 수관의 개폐를 통해 물의 공급량을 제어하는 역할을 한다.The
상기 전자밸브(103)는 전자릴레이와 연결되며, 통합제어부(30)의 제어신호를 통해 전자릴레이를 온(on) 또는 오프(off) 상태로 유지시킴으로써, 상기 관수를 전자밸브(103)를 통해 자동으로 제어하게 된다.The
또한 관리자에 의해 기설정된 날짜별 또는 시간별 물(water) 공급 스케줄 테이블에 따라 양수기 및 상기 전자 밸브를 자동제어가 가능하며, 필요에 따라서는 상기 양수기 및 전자 밸브를 수동제어할 수 있도록 구성된다.In addition, it is possible to automatically control the water pump and the solenoid valve according to a water supply schedule table set by the administrator by date or time, and if necessary, it is configured to manually control the water dispenser and the solenoid valve.
{ 하우징(104) }{Housing 104}
상기 하우징(104)은 상기 제시된 무선통신부(101)와, 자가충전부(102)와, 전자밸브(103)를 내부에 탑재하여 관수 자동화 제어노드(10)의 외형을 이루는 것이다.The
상기 관수 자동화 제어노드(10)는 필요시 들어서 이동시킬 수 있기 때문에 연속적으로 작물을 재배하지 않는 노지 재배의 특성에 적합하다. 또한 플러그 형태로 교체나 추가가 가능하여 사용자의 편의성을 높일 수 있다.Since the irrigation
상기 하우징(104)은 노지에서 사용되고, 이동이 용이해야 하며, 외부 충격에 쉽게 파손되지 않아야 하는 관수 자동화 제어노드(10)의 특성을 고려하여, 경량성, 내부식성, 고내구성의 특성을 갖는다.The
더욱 상세하게는,More specifically,
저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 15.0 ~ 35.0 wt%와, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 15.0 ~ 35.0 wt%와, 폴리프로필렌(PP) 15.0 ~ 35.0 wt%와, 폴리스티렌(PS) 15.0 ~ 35.0 wt%의 혼합으로 조성된 100.0 wt%의 폐플라스틱 45.0 ~ 60.0 wt%와,It was composed of a mixture of low density polyethylene (LDPE) 15.0 to 35.0 wt%, high density polyethylene (HDPE) 15.0 to 35.0 wt%, polypropylene (PP) 15.0 to 35.0 wt%, and polystyrene (PS) 15.0 to 35.0 wt%. 100.0 wt% of waste plastic 45.0 ~ 60.0 wt%,
인장강도 35.7 MPa, 탄성계수 2.0×103 ~ 2.4×103 MPa, 신장량 1.3 ~ 1.8 %, 밀도 1.7 ~ 1.8 g/㎤인 탄소섬유(Carbon fiber) 8.0 ~ 20.0 wt%와, Tensile strength 35.7 MPa, modulus of elasticity 2.0 × 10 3 to 2.4 × 10 3 MPa, elongation 1.3 to 1.8%, carbon fiber 8.0 to 20.0 wt% with a density of 1.7 to 1.8 g /
에스이비에스(Styrene ethylene butylene block copolymer, SEBS), 에스비에스(Styrene butadiene styrene block copolymer, SBS), 이피알(Ethylene proplyene rubber, EPR)의 혼합으로 조성된 상용화제 4.0 ~ 10.0 wt%와, Compatibilizing agent composed of Styrene ethylene butylene block copolymer (SEBS), SB (Styrene butadiene styrene block copolymer, SBS), Ethylene proplyene rubber (EPR) 4.0 ~ 10.0 wt%,
적니의 무기충전제 1.0 ~ 15.0 wt%와, 1.0 ~ 15.0 wt% of red mud filler,
카본블랙(Carbon black) 0.5 ~ 5.5 wt%와, Carbon black (0.5 to 5.5 wt%),
탈크(Talc) 0.5 ~ 5.5 wt%와,Talc 0.5 ~ 5.5 wt%,
칼슘 카보네이트(Calcium carbonate) 0.5 ~ 5.5 wt%를 혼합하여 조성된 혼합물로 이루어진다.Calcium carbonate (Calcium carbonate) consisting of a mixture of 0.5 to 5.5 wt%.
상기 하우징(104)을 이루는 혼합물의 구체적인 배합예는 다음의 표 3과 같다.Specific blending examples of the mixture constituting the
카보네이트calcium
Carbonate
상기 표 3에서, 폐플라스틱은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 25.0 wt%와, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 25.0 wt%와, 폴리프로필렌(PP) 25.0 wt%와, 폴리스티렌(PS) 25.0 wt%의 혼합으로 조성된 것을 사용한다.In Table 3, the waste plastic is composed of 25.0 wt% of low density polyethylene (LDPE), 25.0 wt% of high density polyethylene (HDPE), 25.0 wt% of polypropylene (PP), and 25.0 wt% of polystyrene (PS). Use that.
그리고 상용화제는 에스이비에스(Styrene ethylene butylene block copolymer, SEBS)를 단독으로 사용한다.And as a compatibilizer, SB (Styrene ethylene butylene block copolymer, SEBS) is used alone.
이와 같이 제시된 관수 자동화 제어노드(10)를 정리하자면, 플러그앤플레이(Plug&Play) 방식의 무선통신 시스템과 자가충전 시스템이 하나로 통합 결합 구성을 이루고 있는 것으로서, 구체적인 사양은 다음의 표 4와 같다.To summarize the proposed irrigation
무선통신
Wireless communication
센서
sensor
Self-charging
[ 게이트웨이(20) ][Gateway 20]
상기 게이트웨이(20)는 상기 관수 자동화 제어노드(10)와 통합제어부(30) 사이를 통신 연결하는 것으로서, 플러그앤플레이(Plug&Play) 방식의 간편한 연결을 지원하는 장거리 무선 통신 시스템을 통해 이루어진다.The
버튼을 누르는 방식을 통해 관수 자동화 노드와 게이트웨이 간의 상호 인지 후 자동으로 그룹으로 등록되는 플러그앤플레이 방식의 무선 네트워크 구성을 이루고 있어, 상기 관수 자동화 제어노드(10)의 교체나 추가가 용이하다.After the mutual recognition between the irrigation automation node and the gateway through a method of pressing a button, a wireless network configuration of a plug-and-play method that is automatically registered as a group is formed, so that the irrigation
또한 다른 그룹 또는 노드와의 무선 통신 시 발생할 수 있는 혼선 또는 충돌 회피 기능을 갖는 무선 통신 프로토콜 및 소프트웨어를 사용한다.In addition, it uses wireless communication protocols and software with crosstalk or collision avoidance that may occur during wireless communication with other groups or nodes.
[ 통합제어부(30) ][Integrated control unit 30]
{ 센서부(301) }{Sensor unit 301}
상기 센서부(301)는 온도와 습도를 동시에 측정하는 온습도센서(301a)와, 토양의 습윤량을 측정하는 토양습윤센서(301b)와, 양수기 펌프의 동작유무, 압력을 감지하며 펌프를 동작시키는 양수모터를 감지하는 압력센서(301c)를 포함한다.The
상기 온습도센서(301a)는 온도와 습도를 한 번에 취득할 수 센서로서, 구체적인 예로서 DHT22를 사용한다.The temperature and humidity sensor 301a is a sensor capable of acquiring temperature and humidity at a time, and uses DHT22 as a specific example.
상기 DHT22의 특징은 다음과 같다.The characteristics of the DHT22 are as follows.
- 공급전압: 3.3 ~ 6 V DC-Supply voltage: 3.3 ~ 6 V DC
- 출력신호: 디지털 시그널 비아 싱글-버스(digital signal via single-bus)-Output signal: digital signal via single-bus
- 동작범위: 습도(humidity) 0 ~ 100% RH(상대 습도, Relative Humidity), 온도(temperature) 40 ~ 80 ℃ -Operating range: Humidity 0 ~ 100% RH (Relative Humidity), Temperature 40 ~ 80 ℃
- 정확도: 습도(humidity) ± 2% RH(상대 습도, Relative Humidity), 온도(temperature) < ± 0.5 ℃-Accuracy: Humidity ± 2% RH (Relative Humidity), temperature <± 0.5 ℃
- 신호주기: 평균 2S(초)-Signal period: average 2S (seconds)
상기 토양습윤센서(301b)는 토양의 수분을 측정하기 위한 것으로서, 토양과 접촉하여야 한다. 측정할 때 매설하기 때문에 센서의 형태는 토양 내 수분의 이동을 가능한 방해하지 않으면서 토양의 수분 함량에 따른 전기적 변화량을 최대한 검출할 수 있어야 한다.The
토양의 수분도는 토양 상태를 나타내는 가장 중요한 지표 중 하나로서, 현재 개발된 토양의 수분도를 측정하는 방법으로는 건토 중량법, TDR(Time Domain Reflectometry) 및 FDR(Frequency Domain Reflectometry), 수분 장력 방법, EC(Electrial Conductivity) 측정 방법 등이 있다.The moisture level of the soil is one of the most important indicators of soil condition, and the methods of measuring the moisture level of the currently developed soil include dry weight, TDR (Time Domain Reflectometry) and FDR (Frequency Domain Reflectometry), moisture tension method, EC ( Electrial Conductivity).
상기 TDR(Time Domain Reflectometry) 및 FDR(Frequency Domain Reflectometry) 방식의 토양수분센서는 모두 토양 내에 고주파를 내보내 되돌아오는 반사파를 수신하게 되는데 TDR 방식은 되돌아오는 반사파의 시간 차이를 이용하며, FDR 방식은 되돌아오는 반사파의 세기에 따른 정전용량(Electric Capacity) 변화를 이용한다. TDR 및 FDR은 다른 센서 방식에 비해 성능이 뛰어나나 고주파를 사용하여 토양의 수분도를 측정하기 때문에, TDR 및 FDR 센서는 가격이 비싸다. 따라서 우리나라 대다수의 농가인 토경 중심의 중소형 온실 또는 노지재배 농가에 사용되기 어렵다.The soil moisture sensors of the TDR (Time Domain Reflectometry) and the FDR (Frequency Domain Reflectometry) method both receive high-frequency and return reflected waves in the soil, and the TDR method uses the time difference between the reflected waves, and the FDR method returns. It uses the change in electric capacity according to the intensity of the reflected wave. TDR and FDR are more expensive than other sensor methods, so TDR and FDR sensors are expensive because they measure the moisture content of the soil using high frequency. Therefore, it is difficult to be used for small and medium sized greenhouses or land cultivation farming centered on land, which is the majority of farms in Korea.
따라서 본 발명에서는 가격이 저렴하면서 비교적 정확한 수분도를 측정할 수 있는 토양습윤센서를 사용한다.Therefore, in the present invention, a soil wetness sensor capable of measuring a relatively accurate moisture level at a low price is used.
상기 토양습윤센서(301b)는 도 6에 도시된 바와 같이,The soil wetness sensor (301b), as shown in Figure 6,
기판(301b-1)과,A
상기 기판(301b-1) 상부에 0.3 ~ 0.8 ㎛ 두께로 알루미늄을 증착하여 형성된 하부전극(301b-2)과,A
폴리아믹산을 스핀코터(spin coater)를 사용하여 2,500 ~ 8,000 rpm으로 20 ~ 40 초 동안 1.5 ~ 2.4 ㎛의 두께로 상기 하부전극 상부에 코팅처리하여 코팅막을 형성한 후, 포토리소그래피 공정(Photolithography process)을 통해 상기 코팅막에 300 ~ 700 ㎛ 직경을 갖는 다수의 홀을 형성하고, 79 ~ 82 ℃에서 60 ~ 100 초 동안 1차 베이크(bake)하고, 95 ~ 100 ℃에서 60 ~ 100 초 동안 2차 베이크(bake)하여 경화시키고, 280 ~ 300 ℃에서 30 ~ 50 분 동안 커링(curing)하여 0.6 ~ 0.8 ㎛로 두께를 조절하여 폴라이미드(Polyimide) 필름을 이루는 감습층(301b-3)과,A polyamic acid is coated on the lower electrode to a thickness of 1.5 to 2.4 μm for 20 to 40 seconds at 2,500 to 8,000 rpm using a spin coater to form a coating film, followed by a photolithography process. To form a plurality of holes having a diameter of 300 ~ 700 ㎛ in the coating film through, the first bake (bake) for 60 ~ 100 seconds at 79 ~ 82 ℃, second bake for 60 ~ 100 seconds at 95 ~ 100 ℃ (Bake) to cure, and cured at 280 ~ 300 ℃ for 30 ~ 50 minutes (curing) to adjust the thickness to 0.6 ~ 0.8 ㎛ to form a polyimide (Polyimide) moisture-sensitive layer (301b-3),
상기 감습층(301b-3) 상부에 0.3 ~ 0.8 ㎛ 두께로 알루미늄을 증착하여 형성되는 상부전극(301b-4)으로 구성되는 것으로서,It consists of an upper electrode (301b-4) formed by depositing aluminum to a thickness of 0.3 ~ 0.8 ㎛ on the upper portion of the moisture-sensitive layer (301b-3),
상기 폴리이미드(Polyimide)는 반응기에 엔-메틸-2-피롤리디논(N-methyl-2-pyrrolidone)의 용매와 4,4'-옥시디어닐린(4,4’-oxydianiline)의 디아민(Diamine)를 넣은 후, 60 ~ 80 rpm으로 40 ~ 50 분 동안 교반하고,The polyimide is a solvent of n-methyl-2-pyrrolidone and 4,4'-oxydianiline (4,4'-oxydianiline) diamine in the reactor. ), And stirred at 60 ~ 80 rpm for 40 ~ 50 minutes,
상기 반응기에 무수물 BPDA(3,3’-4,4’-biphenyltetracarboxylic dianhydride)와 BTDA(3,3’-4,4’-benzophenone tetracarboxylic dianhydride)를 동 중량비율로 넣어 2 ~ 3 시간 동안 반응시켜 합성한 것을 사용한다.Synthesis by adding anhydrous BPDA (3,3'-4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride) and BTDA (3,3'-4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride) to the reactor at the same weight ratio for 2 to 3 hours. Use one.
이와 같이 제작된 토양습윤센서(301b)는 뛰어난 전기적 성능을 가지고 있으며 저가 공정 및 제조가 용이하다.The
상기 압력센서(301c)는 전자밸브의 동작 여부를 자체적으로 확인하도록 설치하는 것으로서, 이를 통해 양수모터의 오동작을 방지할 수 있도록 한다.The
즉 관수 제어 중 일정 수치 이상의 압력이 상기 압력센서(301c)를 통해 감지되는 경우 통합제어부(30)의 제어신호에 따라 자동으로 상기 양수모터를 제어함과 동시에 관리자에게 알람을 전송하여 양수모터가 파손되는 것을 방지할 수 있도록 한다.That is, when a pressure above a certain value is detected through the
상기 통합제어부(30)는 센서부(301)를 통해 측정된 값을 디스플레이를 통해 모니터링하고, 제어신호를 상기 관수 자동화 제어노드(10)로 송출하여 관수시점과 물(water)의 공급량, 양수모터 및 전자밸브를 제어한다.The
본 발명에 따른 자가 충전 및 장거리 무선 네트워크 기반 노지 농작물 관수 자동화 시스템은 플러그앤플레이(Plug&Play) 방식의 무선통신을 지원함으로써 관수 자동화 제어노드의 추가 및 변경이 편리하여 기존의 관제 제어 시스템의 설치 및 활용의 어려운 문제를 해결할 수 있어, 연속적으로 작물을 재배하지 않는 노지 재배의 특성에 적합하게 운용할 수 있으며, 대규모의 노지에 활용될 수 있도록 자가 충전과 장거리 무선 통신을 지원함으로써 기존의 시설하우스 위주의 관수 제어 시스템과 차별화될 수 있다.Self-charging and long-distance wireless network-based farmland irrigation automation system according to the present invention supports plug-and-play wireless communication, making it easy to add and change irrigation automation control nodes to install and utilize existing control control systems As it can solve the difficult problems of the farm, it can be operated appropriately for the characteristics of cultivation of land that does not continuously cultivate crops, and supports self-charging and long-range wireless communication so that it can be used for large-scale fields. It can be differentiated from irrigation control system.
또한 노지에서 재배되는 작물의 관수 제어로 활용하여 농가의 노동력 절감과 고품질의 작물 생산에 크게 기여할 수 있고, 노지, 시설하우스, 과수원, 다원의 다양한 재배 환경에 접목시킴으로써 농가의 경쟁력을 높일 수 있어 산업상 이용가능성이 크다.Also, it can be used as irrigation control of crops cultivated in the open land to greatly reduce the labor force of farmers and to produce high-quality crops, and it can increase the competitiveness of farms by grafting it into various cultivation environments in the field, facility houses, orchards, and multiple fields. The award is highly available.
10: 관수 자동화 제어노드
20: 게이트웨이
30: 통합제어부
101: 무선통신부
102: 자가충전부
103: 전자밸브
104: 하우징
301: 센서부
302: 무선통신부
303: 제어부10: Irrigation automation control node
20: gateway
30: integrated control unit
101: wireless communication unit
102: self-charging unit
103: solenoid valve
104: housing
301: sensor unit
302: wireless communication unit
303: control unit
Claims (7)
태양광 발전을 통한 자가충전부(102)와,
양수기와 스프링쿨러 사이를 연결하는 수관에 설치되어, 상기 수관을 개폐하여 물의 공급량을 제어하는 전자밸브(103)와,
상기 각부 장치를 내부에 장착하여 외형을 이루는 하우징(104)으로 구성되는 관수 자동화 제어노드(10);
상기 관수 자동화 제어노드(10)와 통합제어부(30) 사이를 통신 연결하는 게이트웨이(20);
온도와 습도를 동시에 측정하는 온습도센서(301a)와, 토양의 습윤량을 측정하는 토양습윤센서(301b)와, 양수기 펌프의 동작유무, 압력을 감지하며 펌프를 동작시키는 양수모터를 감지하는 압력센서(301c)를 포함하는 센서부(301)와,
플러그앤플레이(Plug&Play) 방식의 무선통신부(302)와,
상기 센서부(301)를 통해 측정된 값을 디스플레이를 통해 모니터링하고, 제어신호를 상기 관수 자동화 제어노드(10)로 송출하여 관수시점과 물(water)의 공급량, 양수모터 및 전자밸브를 제어하는 제어부(303)로 구성되는 통합제어부(30);로 구성되는 것임을 특징으로 하는 자가 충전 및 장거리 무선 네트워크 기반 노지 농작물 관수 자동화 시스템.
Plug & Play (Plug & Play) transmission and reception wireless communication unit 101,
Self-charging unit 102 through solar power generation,
A solenoid valve (103) installed in a water pipe connecting the pump and a sprinkler to open and close the water pipe to control the water supply.
Irrigation automation control node 10 consisting of a housing 104 to form an external shape by mounting the respective device inside;
A gateway 20 for communication connection between the irrigation automation control node 10 and the integrated control unit 30;
A temperature and humidity sensor (301a) that measures temperature and humidity at the same time, a soil wetness sensor (301b) that measures the amount of moisture in the soil, and a pressure sensor that senses the presence or absence of a pump water pump, and a pumping motor that senses pressure and operates the pump. A sensor unit 301 including (301c),
Plug & Play (Plug & Play) wireless communication unit 302,
Monitoring the measured value through the sensor unit 301 through a display, and sending a control signal to the irrigation automation control node 10 to control the irrigation point and the amount of water supplied, the pumping motor and the solenoid valve Integrated control unit 30 consisting of a control unit 303; self-charging and long-range wireless network-based farmland irrigation automation system characterized by consisting of.
자가충전부(102)는 태양광을 전기에너지로 변환시키는 태양광패널(102a)과,
상기 태양광패널(102a)로부터 생산된 전기에너지를 배터리관리부(BMS)의 제어하에 선태적으로 충전하는 배터리부(102b)와,
상기 배터리부(102b)의 상태를 관리하는 배터리관리부(BMS)(102c)로 구성되되,
상기 배터리관리부(BMS)(102c)는 폴리아미드와 유리섬유를 포함하는 흡습용 하우징(102c-1) 내부에 밀폐수용되어 수분에 의한 BMS의 손상 또는 부식 방지 기능을 갖는 것으로서,
상기 흡습용 하우징(102c-1)은 폴리아미드 수지 80.0 ~ 90.0 wt%와, 유리 섬유 5.0 ~ 15.0 wt%와, 적니의 무기충전제 1.0 ~ 13.0 wt%와, 카본블랙(Carbon black) 0.5 ~ 5.5 wt%와, 탈크(Talc) 0.5 ~ 5.5 wt%와, 계면활성제 0.1 ~ 5.0 wt%를 포함하는 혼합물로 구성된 것임을 특징으로 하는 자가 충전 및 장거리 무선 네트워크 기반 노지 농작물 관수 자동화 시스템.
The method according to claim 1,
The self-charging unit 102 includes a solar panel 102a that converts sunlight into electrical energy,
And the battery unit 102b to charge the electrical energy produced from the solar panel (102a) under the control of the battery management unit (BMS),
It consists of a battery management unit (BMS) (102c) for managing the state of the battery unit (102b),
The battery management unit (BMS) 102c is sealed inside the moisture absorbing housing 102c-1 including polyamide and glass fiber, and has a function of preventing damage or corrosion of BMS due to moisture.
The moisture absorption housing (102c-1) is polyamide resin 80.0 ~ 90.0 wt%, glass fiber 5.0 ~ 15.0 wt%, red mud inorganic filler 1.0 ~ 13.0 wt%, carbon black (Carbon black) 0.5 ~ 5.5 wt %, Talc (Talc) 0.5 ~ 5.5 wt%, and 0.1 ~ 5.0 wt% of the surfactant, self-charging and long-range wireless network-based field crop irrigation automation system, characterized in that consisting of.
하우징(104)은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 15.0 ~ 35.0 wt%와, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 15.0 ~ 35.0 wt%와, 폴리프로필렌(PP) 15.0 ~ 35.0 wt%와, 폴리스티렌(PS) 15.0 ~ 35.0 wt%의 혼합으로 조성된 100.0 wt%의 폐플라스틱 45.0 ~ 60.0 wt%와,
인장강도 35.7 MPa, 탄성계수 2.0×103 ~ 2.4×103 MPa, 신장량 1.3 ~ 1.8 %, 밀도 1.7 ~ 1.8 g/㎤인 탄소섬유(Carbon fiber) 8.0 ~ 20.0 wt%와,
에스이비에스(Styrene ethylene butylene block copolymer, SEBS), 에스비에스(Styrene butadiene styrene block copolymer, SBS), 이피알(Ethylene proplyene rubber, EPR)의 혼합으로 조성된 상용화제 4.0 ~ 10.0 wt%와,
적니의 무기충전제 1.0 ~ 15.0 wt%와,
카본블랙(Carbon black) 0.5 ~ 5.5 wt%와,
탈크(Talc) 0.5 ~ 5.5 wt%와,
칼슘 카보네이트(Calcium carbonate) 0.5 ~ 5.5 wt%를 혼합하여 조성된 혼합물의 경량, 내부식 및 고내구성 소재로 이루어져 이동이 용이하고 사용안정성이 뛰어남을 특징으로 하는 자가 충전 및 장거리 무선 네트워크 기반 노지 농작물 관수 자동화 시스템.
The method according to claim 1,
Housing 104 is low density polyethylene (LDPE) 15.0 ~ 35.0 wt%, high density polyethylene (HDPE) 15.0 ~ 35.0 wt%, polypropylene (PP) 15.0 ~ 35.0 wt%, polystyrene (PS) 15.0 ~ 35.0 wt% 100.0 wt% of the waste plastic composed of a mixture of 45.0 ~ 60.0 wt%,
Tensile strength 35.7 MPa, modulus of elasticity 2.0 × 10 3 to 2.4 × 10 3 MPa, elongation 1.3 to 1.8%, carbon fiber 8.0 to 20.0 wt% with a density of 1.7 to 1.8 g / cm 3,
Compatibilizers composed of a mixture of Styrene ethylene butylene block copolymer (SEBS), Styrene butadiene styrene block copolymer (SBS), Ethylene proplyene rubber (EPR), 4.0 to 10.0 wt%,
1.0 ~ 15.0 wt% of red mud filler,
Carbon black (0.5 to 5.5 wt%),
Talc 0.5 ~ 5.5 wt%,
Self-charging and long-distance wireless network-based field crop irrigation, characterized by ease of movement and excellent stability, made of lightweight, corrosion-resistant and high-durability material of a mixture composed of 0.5 to 5.5 wt% of calcium carbonate Automation system.
관수 자동화 제어노드(10)는 플러그 형태로 교체 또는 추가할 수 있도록 구성되는 것임을 특징으로 하는 자가 충전 및 장거리 무선 네트워크 기반 노지 농작물 관수 자동화 시스템.
The method according to claim 1,
Irrigation automation control node 10 is a self-charging and long-range wireless network-based field crop irrigation automation system characterized in that it is configured to be replaced or added in the form of a plug.
관수 자동화 제어노드(10) 간의 연결 그룹 범위 설정은 통합제어부(30)의 Set 버튼을 누른 후, 그룹으로 설정하고자 하는 관수 자동화 제어노드(10)의 Set 버튼을 누르면 해당 관수 자동화 제어노드(10)의 노드 번호가 통합제어부(30)의 디스플레이에 나타나면서 그룹 범위로 설정되고,
그룹 범위 해제는 상기 통합제어부(30)의 Set 버튼을 누른 후 Run 버튼을 누르면 설정되었던 모든 그룹이 해제되도록 구성되는 것임을 특징으로 하는 자가 충전 및 장거리 무선 네트워크 기반 노지 농작물 관수 자동화 시스템.
The method according to claim 1,
To set the connection group range between the irrigation automation control nodes 10, press the Set button of the integrated control unit 30, and then press the Set button of the irrigation automation control node 10 to be set as a group. The node number of appears on the display of the integrated control unit 30 and is set to the group range,
Self-charging and long-range wireless network-based field crop irrigation automation system, characterized in that the group range release is configured to release all the groups that have been set by pressing the Run button after pressing the Set button of the integrated control unit 30.
통합제어부(30)는 관리자에 의해 기설정된 날짜별 또는 시간별 물(water) 공급 스케줄 테이블에 따라 전자밸브(103)에 연결된 전자릴레이를 온(on) 또는 오프(off) 상태로 유지시켜 관수를 자동으로 제어하는 것임을 특징으로 하는 자가 충전 및 장거리 무선 네트워크 기반 노지 농작물 관수 자동화 시스템.
The method according to claim 1,
The integrated control unit 30 automatically maintains the electromagnetic relay connected to the solenoid valve 103 in an on or off state according to a water supply schedule table for each date or time set by the administrator, and automatically irrigates water. Self-charging and long-distance wireless network-based farmland irrigation automation system characterized by being controlled by.
토양습윤센서(301b)는
기판(301b-1)과,
상기 기판(301b-1) 상부에 0.3 ~ 0.8 ㎛ 두께로 알루미늄을 증착하여 형성된 하부전극(301b-2)과,
폴리아믹산을 스핀코터(spin coater)를 사용하여 2,500 ~ 8,000 rpm으로 20 ~ 40 초 동안 1.5 ~ 2.4 ㎛의 두께로 상기 하부전극 상부에 코팅처리하여 코팅막을 형성한 후, 포토리소그래피 공정(Photolithography process)을 통해 상기 코팅막에 300 ~ 700 ㎛ 직경을 갖는 다수의 홀을 형성하고, 79 ~ 82 ℃에서 60 ~ 100 초 동안 1차 베이크(bake)하고, 95 ~ 100 ℃에서 60 ~ 100 초 동안 2차 베이크(bake)하여 경화시키고, 280 ~ 300 ℃에서 30 ~ 50 분 동안 커링(curing)하여 0.6 ~ 0.8 ㎛로 두께를 조절하여 폴라이미드(Polyimide) 필름을 이루는 감습층(301b-3)과,
상기 감습층(301b-3) 상부에 0.3 ~ 0.8 ㎛ 두께로 알루미늄을 증착하여 형성되는 상부전극(301b-4)으로 구성되는 것으로서,
상기 폴리이미드(Polyimide)는 반응기에 엔-메틸-2-피롤리디논(N-methyl-2-pyrrolidone)의 용매와 4,4'-옥시디어닐린(4,4’-oxydianiline)의 디아민(Diamine)를 넣은 후, 60 ~ 80 rpm으로 40 ~ 50 분 동안 교반하고,
상기 반응기에 무수물 BPDA(3,3’-4,4’-biphenyltetracarboxylic dianhydride)와 BTDA(3,3’-4,4’-benzophenone tetracarboxylic dianhydride)를 동 중량비율로 넣어 2 ~ 3 시간 동안 반응시켜 합성한 것임을 특징으로 하는 자가 충전 및 장거리 무선 네트워크 기반 노지 농작물 관수 자동화 시스템.
The method according to claim 1,
Soil wetness sensor (301b)
A substrate 301b-1,
A lower electrode 301b-2 formed by depositing aluminum with a thickness of 0.3 to 0.8 μm on the substrate 301b-1;
A polyamic acid is coated on the lower electrode with a thickness of 1.5 to 2.4 μm for 20 to 40 seconds at 2,500 to 8,000 rpm using a spin coater to form a coating film, followed by a photolithography process. To form a plurality of holes having a diameter of 300 ~ 700 ㎛ in the coating film through, the primary bake (bake) for 60 ~ 100 seconds at 79 ~ 82 ℃, secondary bake for 60 ~ 100 seconds at 95 ~ 100 ℃ (Bake) to cure, and cured at 280 ~ 300 ℃ for 30 ~ 50 minutes (curing) to adjust the thickness to 0.6 ~ 0.8 ㎛ to form a polyimide (Polyimide) moisture-sensitive layer (301b-3),
It consists of an upper electrode (301b-4) formed by depositing aluminum to a thickness of 0.3 ~ 0.8 ㎛ on the upper portion of the moisture-sensitive layer (301b-3),
The polyimide is a diamine of 4,4'-oxydianiline and a solvent of N-methyl-2-pyrrolidone and 4,4'-oxydianiline in the reactor. ), And stirred at 60 ~ 80 rpm for 40 ~ 50 minutes,
The reactor was synthesized by adding anhydrous BPDA (3,3'-4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride) and BTDA (3,3'-4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride) at the same weight ratio for 2 to 3 hours. Self-charging and long-distance wireless network-based automated farming water irrigation system, which is characterized by being one.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020180138785A KR20200055295A (en) | 2018-11-13 | 2018-11-13 | Irrigation automatic control equipment for crops on bare ground based on self-charging and long-range wireless networks |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20230079529A (en) | 2021-11-29 | 2023-06-07 | 이광선 | Irrigation Control System for Overcomeing Submergence and Drought |
Citations (2)
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---|---|---|---|---|
KR200422968Y1 (en) | 2006-05-19 | 2006-08-01 | 이재경 | Irrigation automatic control equipment of grow bag |
KR20110087543A (en) | 2010-01-26 | 2011-08-03 | 대한민국(농촌진흥청장) | Rainfall storage automatic irrigation system |
-
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- 2018-11-13 KR KR1020180138785A patent/KR20200055295A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (2)
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KR200422968Y1 (en) | 2006-05-19 | 2006-08-01 | 이재경 | Irrigation automatic control equipment of grow bag |
KR20110087543A (en) | 2010-01-26 | 2011-08-03 | 대한민국(농촌진흥청장) | Rainfall storage automatic irrigation system |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20230079529A (en) | 2021-11-29 | 2023-06-07 | 이광선 | Irrigation Control System for Overcomeing Submergence and Drought |
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