KR20200105080A - ＬＰＷＡＮ(ＬｏＲａ)와 ＢＬＥ를 활용한 소 신체 정보 수집 시스템 - Google Patents

ＬＰＷＡＮ(ＬｏＲａ)와 ＢＬＥ를 활용한 소 신체 정보 수집 시스템 Download PDF

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마송훈
고재성
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 LPWAN(LoRa)와 BLE를 활용한 소 신체 정보 수집 시스템은 축산 농가의 가축 개체 식별을 위해 가축 개체의 귀에 부착되며, 상기 가축 개체의 체온 및 활동량 중 적어도 하나를 포함하는 센싱 데이터를 검출하는 개체용 센서 모듈, 및 상기 센싱 데이터를 BLE 통신을 통해 전송하는 BLE 통신 모듈을 포함하는 이어 태그(Ear Tag); 상기 BLE 통신을 통해 상기 이어 태그로부터 전송된 센싱 데이터를 수집하고, 상기 수집된 센싱 데이터를 LPWAN(Low-Power Wide-Area Network)을 통해 전송하는 이어 태그 AP(Access Point); 상기 수집된 센싱 데이터를 분석하여 상기 가축 개체의 건강 상태를 예측하는 서버; 및 상기 이어 태그 AP와 상기 LPWAN을 통해 통신 연결되고 상기 서버와 인터넷을 통해 통신 연결되며, 상기 이어 태그 AP 및 상기 서버 사이에서 상기 수집된 센싱 데이터를 중계하는 AP 게이트웨이를 포함한다.

Description

ＬＰＷＡＮ(ＬｏＲａ)와 ＢＬＥ를 활용한 소 신체 정보 수집 시스템{COW BODY INFORMATION COLLECTION SYSTEM USING LPWAN(LoRa) and BLE}
본 발명의 실시예들은 LPWAN(LoRa)와 BLE를 활용한 소 신체 정보 수집 시스템에 관한 것이다.
축산업무는 축우의 성장 및 사육 단계에 따라 순차적으로 패턴화 되어 있는 순차 업무와 돌발적으로 발생한 상황에 대응해야 하는 단발 업무가 복합적으로 나타난다. 모든 축우가 똑같이 성장할 수 없기 때문에 농장의 규모가 클수록 업무 간의 관계와 스케쥴링이 복잡하게 얽혀서 필수적인 업무임에도 불구하고 이를 놓치게 되는 경우가 많다. 이러한 업무 지연은 작게는 20여 일 가량의 수태일 지연 및 우유생산 저하, 크게는 축우의 질병 및 도태에 의한 폐사로 이어질 수 있다.
이처럼 축산에 있어서 수정 적기를 잘 판단하는 것은 매우 중요한데, 발정이 온 후 가장 임신의 가능성이 높은 시기는 보통 10시간이 채 안 되는 경우가 대부분이며, 이 시간을 놓치게 되면 다음 임신 주기까지 약 20여 일을 더 기다려야 한다. 그렇게 되면 임신이 늦어지는 만큼 우유의 생산량은 줄어들게 되고 송아지의 생산도 늦어지게 된다. 그리고 이는 곧 축산농가의 생산성 저하와 비용의 증가로 이어지게 된다. 그러므로 자동화된 축산업무 스케쥴링과 알림 기능은 매우 중요하다.
기존의 축산 스마트 시스템들의 경우 위와 같은 실시간 건강정보 확인 및 알림 기능에서 그치고 있으며, 검정자료와 유량 및 사료섭취량 등의 분석은 포함하고 있지 않기에 그 정확성이 떨어지는 문제점이 있다. 따라서, 축우 개체의 월별, 일자별, 실시간의 건강 정보 등을 종합하여 분석함으로써 정확도와 신뢰성을 높이고, 위험 및 관리요망의 알림에 그치지 않고 보다 진보된 관리 서비스를 제공할 필요성이 대두되고 있다.
관련 선행기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-0926577(발명의 명칭: 온도센서가 탑재된 가축용 이표를 이용한 가축 관리장치, 등록일자: 2009.11.05)가 있다.
본 발명의 일 실시예는 축산 개체의 온도, 활동량 등을 포함하는 센싱 데이터를 이용하여 축산 개체의 건강 상태를 예측하고 그 결과를 토대로 보다 정확한 건강 정보를 제공할 수 있는 LPWAN(LoRa)와 BLE를 활용한 소 신체 정보 수집 시스템을 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 LPWAN(LoRa)와 BLE를 활용한 소 신체 정보 수집 시스템은 축산 농가의 가축 개체 식별을 위해 가축 개체의 귀에 부착되며, 상기 가축 개체의 체온 및 활동량 중 적어도 하나를 포함하는 센싱 데이터를 검출하는 개체용 센서 모듈, 및 상기 센싱 데이터를 BLE 통신을 통해 전송하는 BLE 통신 모듈을 포함하는 이어 태그(Ear Tag); 상기 BLE 통신을 통해 상기 이어 태그로부터 전송된 센싱 데이터를 수집하고, 상기 수집된 센싱 데이터를 LPWAN(Low-Power Wide-Area Network)을 통해 전송하는 이어 태그 AP(Access Point); 상기 수집된 센싱 데이터를 분석하여 상기 가축 개체의 건강 상태를 예측하는 서버; 및 상기 이어 태그 AP와 상기 LPWAN을 통해 통신 연결되고 상기 서버와 인터넷을 통해 통신 연결되며, 상기 이어 태그 AP 및 상기 서버 사이에서 상기 수집된 센싱 데이터를 중계하는 AP 게이트웨이를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 LPWAN(LoRa)와 BLE를 활용한 소 신체 정보 수집 시스템은 상기 건강 상태에 관한 예측 정보를 상기 서버로부터 수신하여 화면에 표시하는 농장주 단말기를 더 포함할 수 있다.
상기 서버는 검정사업소의 서버로부터 상기 축산 개체와 관련한 검정 자료를 수신하고, 상기 수신된 검정 자료 및 상기 수집된 센싱 데이터를 연동 분석하여 상기 가축 개체의 건강 상태를 예측할 수 있다.
상기 개체용 센서 모듈은 상기 이어 태그 AP가 설치된 위치의 좌표 정보, 및 상기 이어 태그 AP와 송수신한 신호의 시간차를 이용하여 상기 이어 태그 AP로부터 상기 축산 개체까지의 거리를 결정하고, 상기 거리 및 상기 좌표 정보를 이용하여 상기 축산 개체까지의 방향을 결정하며, 상기 거리 및 방향을 이용하여 상기 축산 개체의 활동량를 센싱할 수 있다.
상기 이어 태그는 상기 개체용 센서 모듈 및 상기 BLE 통신 모듈에 전원을 공급하는 건전지를 더 포함하고, 상기 건전지의 잔량을 측정하여 생성된 잔량 정보를 상기 BLE 통신 모듈을 통해 상기 이어 태그 AP 및 상기 AP 게이트웨이를 경유하여 상기 서버에 전송하고, 상기 서버는 상기 잔량 정보를 농장주 단말기에 전송하되, 상기 잔량 정보가 미리 설정된 기준치 이하인 경우에는 잔량 부족 경고 메시지를 전송하여 상기 건전지의 교체에 관한 알림 정보를 제공할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 축산 개체의 온도, 활동량 등을 포함하는 센싱 데이터를 이용하여 축산 개체의 건강 상태를 예측하고 그 결과를 토대로 보다 정확한 건강 정보를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LPWAN(LoRa)와 BLE를 활용한 소 신체 정보 수집 시스템을 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1의 이어 태그의 상세 구성을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 이어 태그 AP의 상세 구성을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 검정 자료와 센싱 데이터의 연동 분석을 통한 축산 개체의 건강 상태에 관한 예측 정보를 스마트폰의 화면에 나타낸 일례를 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 LPWAN(LoRa)와 BLE를 활용한 소 신체 정보 수집 시스템을 이용한 소 건강 관리 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 기 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능 구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능 구성을 위주로 설명한다. 만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능 구성 중에서 종래에 기 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성 요소와 본 발명을 위해 추가된 구성 요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.
또한, 이하의 설명에 있어서, 신호 또는 정보의 "전송", "통신", "송신", "수신" 기타 이와 유사한 의미의 용어는 일 구성요소에서 다른 구성요소로 신호 또는 정보가 직접 전달되는 것뿐만이 아니라 다른 구성요소를 거쳐 전달되는 것도 포함한다. 특히 신호 또는 정보를 일 구성요소로 "전송" 또는 "송신"한다는 것은 그 신호 또는 정보의 최종 목적지를 지시하는 것이고 직접적인 목적지를 의미하는 것이 아니다. 이는 신호 또는 정보의 "수신"에 있어서도 동일하다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LPWAN(LoRa)와 BLE를 활용한 소 신체 정보 수집 시스템을 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 LPWAN(LoRa)와 BLE를 활용한 소 신체 정보 수집 시스템(100)은 이어 태그(Ear Tag)(110), 이어 태그 AP(Access Point)(120), AP 게이트웨이(Gateway, G/W)(130), 및 서버(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 이어 태그(110)는 축산 농가의 가축 개체 식별을 위해 가축 개체의 귀에 부착될 수 있다. 본 실시예에서는 상기 가축 개체를 소에 한정하여 설명하기로 한다. 다만, 이는 설명의 편의 및 용이한 이해를 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위함이 아님은 자명하다.
상기 이어 태그(110)는 도 2에 도시된 바와 같이 개체용 센서 모듈의 일 실시예인 체온 측정 센서(210), BLE 통신 모듈(220), 및 건전지(230)를 포함하여 구성될 수 있다. 참고로, 도 2는 도 1의 이어 태그(110)의 상세 구성을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
상기 체온 측정 센서(210)는 상기 가축 개체의 체온에 관한 센싱 데이터를 검출할 수 있다. 도면에서는 상기 개체용 센서 모듈의 일 실시예로 체온 측정 센서(210)만이 도시되어 있지만, 상기 개체용 센서 모듈은 활동량에 관한 센싱 데이터를 검출할 수도 있다.
즉, 상기 개체용 센서 모듈은 상기 가축 개체의 체온 및 활동량, 위치 중 적어도 하나를 포함하는 센싱 데이터를 검출할 수 있다. 여기서, 상기 가축 개체의 체온에 관한 센싱 데이터는 상기 체온 측정 센서(210)에 의해 검출될 수 있지만, 상기 가축 개체의 활동량 및 위치에 관한 센싱 데이터는 아래와 같은 방식으로 검출될 수 있다.
이하에서는 상기 가축 개체의 활동량 및 위치에 관한 센싱 데이터를 검출하는 방법들에 대해 구체적으로 설명한다.
첫 번째 방법으로, 상기 개체용 센서 모듈은 상기 이어 태그 AP(120)가 설치된 위치의 좌표 정보(미리 지정됨), 및 상기 이어 태그 AP(120)와 송수신한 신호의 시간차를 이용하여 상기 이어 태그 AP(120)로부터 상기 축산 개체까지의 거리를 결정할 수 있다.
상기 개체용 센서 모듈은 상기 이어 태그 AP(120)로부터 상기 축산 개체까지의 거리 및 상기 이어 태그 AP(120)가 설치된 위치의 좌표 정보를 이용하여 상기 축산 개체까지의 방향을 결정할 수 있다.
상기 개체용 센서 모듈은 상기 이어 태그 AP(120)로부터 상기 축산 개체까지의 거리 및 상기 축산 개체까지의 방향을 이용하여 상기 축산 개체의 활동량 및 위치를 센싱할 수 있다.
두 번째 방법으로, 상기 개체용 센서 모듈은 상기 자이로 센서 및 가속도 센서를 통해 상기 축산 개체의 모션(Motion)에 따른 각속도 및 가속도를 측정하여 상기 축산 개체의 활동량 및 위치를 센싱할 수도 있다. 이를 위해, 상기 개체용 센서 모듈은 자이로 센서, 가속도 센서 등을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 개체용 센서 모듈은 상기 이어 태그 AP(120) 각각이 설치된 위치의 좌표 정보를 기준으로, 자이로 센서 및 가속도 센서 중 적어도 하나를 이용하여 상기 축산 개체의 이동 변위를 측정하고, 상기 측정된 이동 변위를 이용하여 상기 축산 개체의 활동량 및 위치를 센싱할 수 있다.
다시 말해, 상기 개체용 센서 모듈은 상기 자이로 센서 및 상기 가속도 센서를 통해 센싱된 각속도와 가속도를 이용하여 상기 축산 개체의 방향 및 거리에 관한 이동 변위를 측정하되, 이때 상기 이어 태그 AP(120) 각각이 위치한 좌표 정보를 기준으로 상기 이동 변위를 보다 정확하게 측정할 수 있다. 상기 개체용 센서 모듈은 상기 축산 개체의 방향 및 거리에 관한 이동 변위의 측정값을 이용하여 상기 축산 개체의 활동량 및 위치를 센싱할 수 있다.
세 번째 방법으로, 상기 개체용 센서 모듈은 상기 이어 태그 AP(120) 각각이 설치된 위치의 좌표 정보, 및 상기 이어 태그 AP(120) 각각으로부터 수신되는 신호의 세기(RSSI)를 이용하여 상기 축산 개체의 활동량 및 위치를 센싱할 수 있다.
다시 말해, 상기 개체용 센서 모듈은 상기 이어 태그 AP(120) 각각으로부터 수신되는 신호의 세기(RSSI)를 이용하여, 상기 이어 태그 AP(120) 각각으로부터 상기 축산 개체까지의 거리를 결정할 수 있으며, 이때 상기 이어 태그 AP(120) 각각이 설치된 위치의 좌표 정보를 이용하여, 상기 이어 태그 AP(120) 각각으로부터 상기 축산 개체까지의 방향을 결정할 수 있다.
한편, 상기 개체용 센서 모듈은 상기 축산 개체의 소리를 센싱하여 소리 데이터를 검출하는 마이크를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 마이크는 상기 축산 개체의 되새김질 시나 사료 섭취 시, 발정 시 등에 발생되는 소리를 센싱하여 상기 소리 데이터를 검출할 수 있다.
여기서, 상기 소리 데이터는 상기 센싱 데이터와 마찬가지로, 상기 축산 개체의 질병, 발정 등에 관한 건강 상태를 분석하기 위한 기초 자료로서 활용될 수 있다. 참고로, 상기 소리 데이터는 질병이나 발정 등이 나타난 축산 개체의 경우 되새김질 시나 사료 섭취 시, 발정 시 등 각각에 따라 모두 다른 특정 패턴을 가질 수 있으며, 상기 이어 태그 AP(120)의 내장 운영 프로그램(도 3의 "330" 참조)에 의한 패턴 분석을 통해 의미 있는 데이터인지(질병, 발정 등) 여부가 판단될 수 있다.
상기 BLE 통신 모듈(220)은 상기 축산 개체의 체온, 활동량, 위치 등에 관한 센싱 데이터를 BLE(Bluetooth Low Energy) 통신을 통해 상기 이어 태그 AP(120)에 전송할 수 있다. 이때, 상기 BLE 통신 모듈(220)은 지정된 시간 간격으로 상기 센싱 데이터를 상기 이어 태그 AP(120)에 전송할 수 있다.
상기 건전지(230)는 상기 개체용 센서 모듈의 일 실시예인 체온 특정 센서(210) 및 상기 BLE 통신 모듈(220)에 전원을 공급하는 역할을 한다.
상기 이어 태그(110)는 상기 건전지(230)의 잔량을 측정하여 잔량 정보를 생성하고, 상기 생성된 잔량 정보를 상기 BLE 통신 모듈(220)을 통해 상기 이어 태그 AP(120) 및 상기 AP 게이트웨이(130)를 경유하여 상기 서버(140)에 전송할 수 있다.
상기 이어 태그 AP(120)는 상기 축산 개체가 활동하는 공간 내에 설치될 수 있다. 이때, 상기 이어 태그 AP(120)는 각각 서로 일정 간격 떨어져 배치될 수 있다. 그리고, 상기 이어 태그 AP(120) 각각에는 앞서 언급한 바와 같이 그것들이 설치된 위치의 좌표 정보가 미리 설정될 수 있으며, 이러한 좌표 정보는 상기 이어 태그(110)에 전달되어 상기 축산 개체의 활동량과 위치 등을 센싱하는 데에 활용될 수 있다.
상기 이어 태그 AP(120)는 상기 BLE 통신을 통해 상기 이어 태그(110)로부터 전송된 센싱 데이터를 수집하고, 상기 수집된 센싱 데이터를 LPWAN(Low-Power Wide-Area Network)을 통해 상기 AP 게이트웨이(130)에 전송할 수 있다.
이를 위해, 상기 이어 태그 AP(120)는 도 3에 도시된 바와 같이 BLE AP(310), LPWAN 통신 모듈(320), 내장 운영 프로그램(330) 및 DC 어댑터(340)를 포함하여 구성될 수 있다. 참고로, 도 3은 도 1의 이어 태그 AP(120)의 상세 구성을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
상기 BLE AP(310)는 BLE 통신을 통해 상기 이어 태그(110)와 데이터 통신을 수행하여 상기 이어 태그(110)로부터 상기 센싱 데이터를 수신할 수 있다. 또한, 상기 BLE AP(310)는 BLE 통신을 통해 상기 이어 태그(110)와 데이터 통신을 수행하여 상기 이어 태그(110)로부터 상기 소리 데이터를 수신할 수 있다.
상기 LPWAN 통신 모듈(320)은 저전력 장거리 통신망(LPWAN)을 통해 상기 이어 태그(110)로부터 수신된 센싱 데이터 및 소리 데이터를 상기 AP 게이트웨이(130)에 전송할 수 있다.
상기 내장 운영 프로그램(330)은 AP용 프로세서(미도시)와 연계하여 작동할 수 있다. 상기 내장 운영 프로그램(330)은 상기 센싱 데이터에 대한 정보 처리의 부하를 분산시키기 위하여, 상기 센싱 데이터를 가공하는 밸런싱(Balancing) 과정을 수행할 수 있다.
일 실시예로서, 상기 내장 운영 프로그램(330)은 상기 센싱 데이터에 대해 노이즈 필터링(Noise Filtering)을 수행하여 노이즈를 제거할 수 있다. 예를 들어, 상기 내장 운영 프로그램(330)은 상기 이어 태그 AP(120) 자체에서 발생하는 노이즈 데이터, 상기 축산 개체의 활동량 정보 중 무의미할 만큼 작은 흔들림 같은 정보 등은 상기 서버(140)로 전송하기 전에 자체적으로 노이즈 필터링을 통해 삭제할 수 있다.
상기 내장 운영 프로그램(330)은 상기 이어 태그 AP(120)가 설치된 주변의 환경 정보에 기초하여, 상기 축산 개체가 활동하는 공간 내의 환경적 특성에 따른 가중치를 계산할 수 있다.
예를 들어, 여름과 같은 고온다습한 계절의 경우 상기 축산 개체의 온도는 올라가고 활동량은 줄어들게 되는 반면에, 겨울과 같은 추운 계절의 경우 상기 축산 개체의 온도는 내려가고 활동량은 늘어나게 되는 경향이 있다. 따라서, 본 실시예에서는 이러한 계절 등의 환경적 요인을 고려하여 상기 노이즈가 제거된 센싱 데이터의 온도, 활동량, 위치 등을 보정할 필요가 있다.
이를 위해, 상기 내장 운영 프로그램(330)은 상기 환경 정보 내 온도 및 습도에 기초하여 상기 축산 개체가 활동하는 공간 내의 환경적 특성에 따른 가중치를 계산할 수 있다.
상기 내장 운영 프로그램(330)은 상기 환경적 특성에 따른 가중치를 이용하여 상기 노이즈가 제거된 센싱 데이터를 보정할 수 있다. 예를 들어, 상기 내장 운영 프로그램(330)은 상기 환경적 특성에 따른 가중치를 반영하여, 상기 노이즈가 제거된 센싱 데이터의 온도, 활동량, 위치 등의 값을 보다 환경적 특성에 맞게 보정할 수 있다.
다른 실시예로서, 상기 내장 운영 프로그램(330)은 기상청 서버(미도시)와 연계하여, 상기 축산 개체가 활동하는 공간이 포함된 지역의 기상 정보를 획득할 수 있다. 예를 들면, 상기 내장 운영 프로그램(330)은 상기 기상청 서버로부터 상기 축산 개체가 활동하는 공간이 포함된 지역의 동네 날씨(온도, 습도 등)를 상기 기상 정보로서 획득할 수 있다.
상기 내장 운영 프로그램(330)은 상기 기상 정보에 기초하여 상기 축산 개체가 활동하는 공간과 관련한 지역적 특성에 따른 가중치를 계산할 수 있다. 상기 지역적 특성에 따른 가중치를 계산하는 방법은 상기 환경적 특정에 따른 가중치를 계산하는 방법과 동일 또는 유사하므로, 이에 대한 상세 설명은 생략한다.
상기 내장 운영 프로그램(330)은 상기 지역적 특성에 따른 가중치를 이용하여 상기 노이즈가 제거된 센싱 데이터를 보정할 수 있다. 예를 들어, 상기 내장 운영 프로그램(330)은 상기 환경적 특성에 따른 가중치를 반영하여, 상기 노이즈가 제거된 센싱 데이터의 온도, 활동량, 위치 등의 값을 보다 지역적 특성에 맞게 보정할 수 있다.
또 다른 실시예로서, 상기 내장 운영 프로그램(330)은 상기 환경 정보 내 소리에 기초하여 상기 축산 개체가 활동하는 공간 내의 환경적 특성에 따른 가중치를 계산할 수 있다. 상기 내장 운영 프로그램(330)은 상기 환경적 특성에 따른 가중치를 이용하여 상기 소리 데이터를 보정할 수 있다.
상기 내장 운영 프로그램(330)은 상기 소리 데이터를 상기 내장 운영 프로그램(330)과 연동하는 AP용 메모리(미도시)에 기 저장된 소리 패턴(발정, 질병 등과 관련된 소리 패턴)과 비교하는 패턴 분석을 통해 상기 소리 데이터가 의미 있는 데이터인지를 판단할 수 있다. 즉, 상기 내장 운영 프로그램(330)은 상기 소리 데이터가 상기 AP용 메모리에 기 저장된 소리 패턴와 일치하면 상기 소리 데이터가 의미 있는 데이터인 것으로 판단하고, 일치하지 않으면 의미 없는 데이터인 것으로 판단할 수 있다.
상기 내장 운영 프로그램(330)은 상기 소리 데이터가 의미 있는 데이터인 경우, 상기 소리 데이터를 상기 서버(140)에 전송하도록 명령할 수 있다. 이에 따라, 상기 이어 태그 AP(120)는 상기 AP 게이트웨이(130)를 통해 상기 소리 데이터를 상기 서버(140)에 전송할 수 있다.
이때, 상기 내장 운영 프로그램(330)은 상기 서버(140)의 과부하를 고려하여 상기 소리 데이터의 해당 소리 패턴의 횟수와 시간에 관한 정보만을 상기 서버(140)에 전송하도록 명령할 수 있다. 이에 따라, 상기 이어 태그 AP(120)는 상기 AP 게이트웨이(130)를 통해 상기 해당 소리 패턴의 횟수와 시간에 관한 정보만을 상기 서버(140)에 전송할 수 있다.
상기 DC 어댑터(340)는 상기 이어 태그 AP(120)에 공급되는 전원을 DC 전류로 변환할 수 있다.
상기 AP 게이트웨이(130)는 상기 이어 태그 AP(120) 및 상기 서버(140) 사이에서 상기 수집된 센싱 데이터를 중계하는 역할을 한다. 이를 위해, 상기 AP 게이트웨이(130)는 상기 이어 태그 AP(120)와 상기 LPWAN을 통해 통신 연결되고 상기 서버(140)와 인터넷을 통해 통신 연결될 수 있다.
상기 서버(140)는 상기 수집된 센싱 데이터를 분석하여 상기 가축 개체의 건강 상태를 예측할 수 있다. 또한, 상기 서버(140)는 상기 수집된 소리 데이터를 분석하여 상기 가축 개체의 건강 상태를 예측할 수도 있다.
이때, 상기 서버(140)는 검정사업소의 서버로부터 상기 축산 개체와 관련한 검정 자료를 수신하고, 상기 수신된 검정 자료 및 상기 수집된 센싱 데이터를 연동 분석하여 상기 가축 개체의 건강 상태를 예측할 수 있다.
상기 서버(140)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 건강 상태에 관한 예측 정보를 농장주 소유의 스마트폰, 즉 농장주 단말기에 전송하여 해당 농장주가 스마트폰의 화면에 표시된, 축우 개체의 건강 상태에 관한 예측 정보를 확인하도록 할 수 있다. 참고로, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 검정 자료와 센싱 데이터의 연동 분석을 통한 축산 개체의 건강 상태에 관한 예측 정보를 스마트폰의 화면에 나타낸 일례를 도시한 도면이다.
상기 서버(140)는 상기 이어 태그(110)의 건전지 잔량 정보를 상기 농장주 단말기에 전송할 수도 있다. 이때, 상기 서버(140)는 상기 건전지의 잔량 정보가 미리 설정된 기준치 이하인 경우에는 잔량 부족 경고 메시지를 상기 농장주 단말기에 전송하여, 상기 건전지의 교체에 관한 알림 정보를 제공할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성 요소, 소프트웨어 구성 요소, 및/또는 하드웨어 구성 요소 및 소프트웨어 구성 요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성 요소는, 예를 들어, 프로세서, 컨트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 LPWAN(LoRa)와 BLE를 활용한 소 신체 정보 수집 시스템을 이용한 소 건강 관리 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
여기서 설명하는 소 건강 관리 방법은 본 발명의 하나의 실시예에 불과하며, 그 이외에 필요에 따라 다양한 단계들이 부가될 수 있고, 하기의 단계들도 순서를 변경하여 실시될 수 있으므로, 본 발명이 하기에 설명하는 각 단계 및 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
도 1, 도 5 및 도 6을 참조하면, 단계(610)에서 상기 소 신체 정보 수집 시스템(100)의 이어 태그(110)가 가축 개체의 체온 및 활동량 중 적어도 하나를 포함하는 센싱 데이터를 검출할 수 있다.
다음으로, 단계(620)에서 상기 소 신체 정보 수집 시스템(100)의 이어 태그(110)가 상기 센싱 데이터를 BLE 통신을 통해 LPWAN Live Tag AP(120)에 전송할 수 있다. 여기서, 상기 LPWAN Live Tag AP(120)는 도 1의 이어 태그 AP(120)에 대응되는 구성요소로서 동일한 기능을 수행할 수 있다.
다음으로, 단계(630)에서 상기 소 신체 정보 수집 시스템(100)의 LPWAN Live Tag AP(120)는 상기 BLE 통신을 통해 상기 이어 태그(110)로부터 전송된 센싱 데이터를 수집하고, 상기 수집된 센싱 데이터를 LPWAN(Low-Power Wide-Area Network)을 통해 IoT 플랫폼 클라우드 서버(140)에 전송할 수 있다. 여기서, 상기 IoT 플랫폼 클라우드 서버(140)는 도 1의 서버(140)에 대응되는 구성요소로서 동일한 기능을 수행할 수 있다.
다음으로, 단계(640)에서 상기 소 신체 정보 수집 시스템(100)의 IoT 플랫폼 클라우드 서버(140)는 검정사업소(510)의 서버로부터 상기 축산 개체와 관련한 검정 자료를 수신할 수 있다.
다음으로, 단계(650)에서 상기 소 신체 정보 수집 시스템(100)의 IoT 플랫폼 클라우드 서버(140)는 상기 수신된 검정 자료 및 상기 수집된 센싱 데이터를 연동 분석하여 가축 개체의 건강 상태를 예측할 수 있다.
다음으로, 단계(660)에서 상기 소 신체 정보 수집 시스템(100)의 IoT 플랫폼 클라우드 서버(140)는 상기 건강 상태에 관한 예측 정보(정보 분석 정보)를 농장주 단말기(150)에 제공할 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CDROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
110: 이어 태그
120: 이어 태그 AP, LPWAN Live Tag AP
130: AP 게이트웨이
140: 서버, IoT 플랫폼 클라우드 서버
150: 농장주 단말기
210: 체온 측정 센서
220: BLE 통신 모듈
230: 건전지
310: BLE AP
320: LPWAN 통신 모듈
330: 내장 운영 프로그램
340: DC 어댑터
510: 검정 사업소

Claims (5)

  1. 축산 농가의 가축 개체 식별을 위해 가축 개체의 귀에 부착되며, 상기 가축 개체의 체온 및 활동량 중 적어도 하나를 포함하는 센싱 데이터를 검출하는 개체용 센서 모듈, 및 상기 센싱 데이터를 BLE 통신을 통해 전송하는 BLE 통신 모듈을 포함하는 이어 태그(Ear Tag);
    상기 BLE 통신을 통해 상기 이어 태그로부터 전송된 센싱 데이터를 수집하고, 상기 수집된 센싱 데이터를 LPWAN(Low-Power Wide-Area Network)을 통해 전송하는 이어 태그 AP(Access Point);
    상기 수집된 센싱 데이터를 분석하여 상기 가축 개체의 건강 상태를 예측하는 서버; 및
    상기 이어 태그 AP와 상기 LPWAN을 통해 통신 연결되고 상기 서버와 인터넷을 통해 통신 연결되며, 상기 이어 태그 AP 및 상기 서버 사이에서 상기 수집된 센싱 데이터를 중계하는 AP 게이트웨이
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 LPWAN(LoRa)와 BLE를 활용한 소 신체 정보 수집 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 건강 상태에 관한 예측 정보를 상기 서버로부터 수신하여 화면에 표시하는 농장주 단말기
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LPWAN(LoRa)와 BLE를 활용한 소 신체 정보 수집 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 서버는
    검정사업소의 서버로부터 상기 축산 개체와 관련한 검정 자료를 수신하고, 상기 수신된 검정 자료 및 상기 수집된 센싱 데이터를 연동 분석하여 상기 가축 개체의 건강 상태를 예측하는 것을 특징으로 하는 LPWAN(LoRa)와 BLE를 활용한 소 신체 정보 수집 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 개체용 센서 모듈은
    상기 이어 태그 AP가 설치된 위치의 좌표 정보, 및 상기 이어 태그 AP와 송수신한 신호의 시간차를 이용하여 상기 이어 태그 AP로부터 상기 축산 개체까지의 거리를 결정하고, 상기 거리 및 상기 좌표 정보를 이용하여 상기 축산 개체까지의 방향을 결정하며, 상기 거리 및 방향을 이용하여 상기 축산 개체의 활동량를 센싱하는 것을 특징으로 하는 LPWAN(LoRa)와 BLE를 활용한 소 신체 정보 수집 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이어 태그는
    상기 개체용 센서 모듈 및 상기 BLE 통신 모듈에 전원을 공급하는 건전지를 더 포함하고, 상기 건전지의 잔량을 측정하여 생성된 잔량 정보를 상기 BLE 통신 모듈을 통해 상기 이어 태그 AP 및 상기 AP 게이트웨이를 경유하여 상기 서버에 전송하고,
    상기 서버는
    상기 잔량 정보를 농장주 단말기에 전송하되, 상기 잔량 정보가 미리 설정된 기준치 이하인 경우에는 잔량 부족 경고 메시지를 전송하여 상기 건전지의 교체에 관한 알림 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 LPWAN(LoRa)와 BLE를 활용한 소 신체 정보 수집 시스템.
KR1020190023722A 2019-02-28 2019-02-28 ＬＰＷＡＮ(ＬｏＲａ)와 ＢＬＥ를 활용한 소 신체 정보 수집 시스템 KR20200105080A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20220075851A (ko) * 2020-11-30 2022-06-08 (주)아이오티뉴테크 LoRa통신에 의한 단말기 및 AP간 데이터 전송 방법

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