KR20200115732A - 빅데이터를 활용한 양계장의 조명제어 장치 - Google Patents

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KR20200115732A
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Abstract

본 발명의 빅데이터를 활용한 양계장의 조명제어 장치는 양계장 내 닭의 행동 패턴을 탐지하는 탐지수단과 상기 양계장 내 닭을 조명하는 광원부 및 상기 탐지수단(10)이 탐지한 행동 패턴을 미리 저장된 빅데이터와 비교하여 닭의 생장 상태를 판단하고, 판단된 값을 기초로 상기 광원을 조절하는 제어부를 포함하고, 닭의 성장 조건과 관련된 빅데이터를 활용하여, 닭의 성장에 최적화 된 환경을 효과적으로 조성할 수 있다.

Description

빅데이터를 활용한 양계장의 조명제어 장치{lighting control apparatus for chicken farm using big data}
본 발명은 빅데이터를 활용한 양계장의 조명제어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 닭의 성장 조건과 관련된 빅데이터를 활용하여, 닭의 성장에 최적화된 환경을 효과적으로 조성할 수 있도록 하는 빅데이터를 활용한 양계장의 조명제어 장치에 관한 것이다.
통계청에 게시된 닭 용도별 사육 규모는 최근 10년간의 꾸준히 증가하는 추세이다. 최근 식품으로서의 닭의 수요 또한 크게 증가하는 추세이다. 이에 따라 양계장을 운영하는 농가에서는 단위 면적당 닭의 사육량 및 사료 투입량 대비 체중 변화율을 증가시키기 위해 노력하고 있다.
한편, 양계장을 운영하는 농가에서는 닭의 성장 발육을 향상시키기 위해 다양한 방법들을 사용하고 있으며, 그 방법의 일환으로 조명을 제어하는 방법을 사용하고 있다. 한국특허공개 2013-0049109호에 개시된 바와 같이, 조명의 파장 및 주기를 제어하여 닭의 성장 효율을 높이는 방법을 사용한다.
그러나, 닭의 시신경은 매우 예민하여, 조명의 점등과 점멸시 주의를 요한다. 즉, 조명의 세기의 변화가 자연광처럼 닭이 느끼는 역치값보다 작게 변화하여 인지하지 못하도록 조도의 세기를 조금씩 증가 또는 감소시키는 것이 중요하다.
또한, 닭은 성장 효율을 증대시키기 위해서는 조명만으로는 한계가 있으며, 온도, 사료의 양과 질 등 다양한 조건을 고려했을 때, 매우 큰 효과를 볼 수 있다.
대한민국 특허 공개 2013-0049109호 (2013.05.13)
닭의 성장 조건과 관련된 빅데이터를 활용하여, 닭의 성장에 최적화 된 환경을 효과적으로 조성할 수 있도록 하는 빅데이터를 활용한 양계장의 조명제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 빅데이터를 활용한 양계장의 조명제어 장치(1)는 양계장 내 닭의 행동 패턴을 탐지하는 탐지수단(10); 상기 양계장 내 닭을 조명하는 광원부(20); 및 상기 탐지수단(10)이 탐지한 행동 패턴을 미리 저장된 빅데이터와 비교하여 닭의 생장 상태를 판단하고, 판단된 값을 기초로 상기 광원부(20)를 조절하는 제어부(30)를 포함할 수 있다.
상기 행동 패턴은, 소정 시간 동안의 닭의 활동량, 먹이 활동, 울음 횟수, 주변 닭에 대한 공격 횟수, 수면 시간 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 빅데이터를 활용한 양계장의 조명제어 장치(1)는 상기 양계장 내 닭의 중량을 측정하는 중량측정부(50); 및 사료의 양을 조절하는 사료조절부(60)를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 중량측정부(50)에서 측정된 닭의 중량과 상기 빅데이터 서버(40)에 저장된 사료-체중 변화율 데이터와 비교한 값을 기초로, 상기 사료조절부(60)를 제어하여 사료의 양을 조절하고, 상기 광원부(20)를 제어하여 상기 닭의 중량 범위에 따라 성장에 적합한 조도 또는 지속시간을 조절할 수 있다.
본 발명의 빅데이터를 활용한 양계장의 조명제어 장치(1)는 상기 양계장 내에서 사육되는 닭의 산란주기를 측정하는 산란주기측정부(70)를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 산란주기측정부(70)에서 측정된 산란주기와 상기 빅데이터 서버(40)에 저장된 광원-산란주기 데이터와 비교하고, 상기 광원부(20)를 제어하여 닭의 산란주기 범위에 따라 산란에 적합한 조도 또는 지속시간을 조절할 수 있다.
본 발명의 빅데이터를 활용한 양계장의 조명제어 장치(1)는 상기 양계장 내 조도를 측정하기 위한 조도센서(80); 및 디지털 음원을 재생하기 위한 음원재생수단(90)을 더 포함할 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 조도센서(80)가 측정한 값에 매칭되는 디지털 음원을 상기 빅데이터 서버(40)로부터 제공받아 상기 음원재생수단(90)을 통해 재생할 수 있다.
상기 제어부(30)는, 미리 정해진 시간대별로 요구되는 조도의 값을 상기 빅데이터 서버(40)로부터 제공받아 상기 광원부(20)를 제어하며, 상기 시간대별 조도에 매칭되는 디지털 음원을 상기 빅데이터 서버(40)로부터 제공받아 상기 음원재생수단(90)을 통해 재생할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 빅데이터를 활용한 양계장의 조명제어 장치의 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 빅데이터를 활용한 양계장의 조명제어 장치가 구비된 양계장의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 빅데이터를 활용한 양계장의 제어 장치의 제어 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 빅데이터를 활용한 양계장의 조명제어 장치의 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 빅데이터를 활용한 양계장의 조명제어 장치의 제어 흐름도이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 등의 용어는 발명상에 기재된 특징, 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시예에 따른 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 실시예에 따라 제시된 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 발명 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 빅데이터를 활용한 양계장의 조명제어 장치(1)를 설명하기로 한다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 빅데이터를 활용한 양계장의 조명제어 장치(1)는 양계장 내 닭의 행동 패턴을 탐지하는 탐지수단(10)과 양계장 내 닭을 조명하는 광원부(20) 및 탐지수단(10)이 탐지한 행동 패턴을 미리 저장된 빅데이터와 비교하여 닭의 생장 상태를 판단하고, 판단된 값을 기초로 광원부(20)를 조절하는 제어부(30)를 포함할 수 있다.
탐지수단(10)은 카메라와 영상분석 툴로 구성될 수 있다. 영상분석 툴은 부피가 클 수 있으며, 빅데이터 서버(40)에 구현될 수 있다.
행동 패턴은, 소정 시간 동안의 닭의 활동량, 먹이 활동, 울음 횟수, 주변 닭에 대한 공격 횟수, 수면 시간 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
광원부(20)는 양계장의 형태에 따라 설치 다양한 형태로 배열될 수 있다. 넒은 면적에서 사육하는 경우, 양계장의 천정에 다양한 형태로 배열될 수 있으며, 계단식 사육부스 형태일 경우 부스의 상부에 개별적으로 배열될 수 있다.
광원부(20)는 LED와 양자점을 이용한 광원 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 한편, 본 발명의 광원부(20)는 상기 LED나 양자점을 이용한 광원에 한정하는 것이 아니며, 파장 및 광도를 조절할 수 있는 광원이면 대체 가능하다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 빅데이터를 활용한 양계장의 조명제어 장치(1)는 양계장 내 닭의 중량을 측정하는 중량측정부(50)와 사료의 양을 조절하는 사료조절부(60)를 더 포함할 수 있다.
양계장 내 중량측정부(50)와 사료조절부(60)가 구비되는 곳은 육계를 사육하는 곳일 수 있다.
중량측정부(50)와 사료조절부(60)는 제어부(30)와 연결되어 있다. 제어부(30)는 중량측정부(50)에서 측정된 닭의 중량과 상기 빅데이터 서버(40)에 저장된 사료-체중 변화율 데이터와 비교한 값을 기초로, 상기 사료조절부(60)를 제어하여 사료의 양을 조절하고, 상기 광원부(20)를 제어하여 상기 닭의 중량 범위에 따라 성장에 적합한 조도 또는 지속시간을 조절할 수 있다.
여기서, 광원에 의해 닭의 성장 속도가 빠른 경우 즉, 체중이 기준치 보다 높을 경우 사료의 양을 줄일 수 있으므로, 경제적으로 효과적인 운영을 할 수 있다. 또한, 광원-체중-사료에 대한 데이터를 얻음으로써 양계장의 정밀한 제어가 가능하다는 장점이 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 빅데이터를 활용한 양계장의 조명제어 장치(1)는 양계장 내에서 사육되는 닭의 산란주기를 측정하는 산란주기측정부(70)를 더 포함할 수 있다.
양계장 내 산란측정부가 구비되는 곳은 산란계를 사육하는 곳일 수 있으며, 제어부(30)와 연결될 수 있다.
제어부(30)는, 산란주기측정부(70)에서 측정된 산란주기와 빅데이터 서버(40)에 저장된 광원-산란주기 데이터와 비교하고, 광원을 제어하여 닭의 산란주기 범위에 따라 산란에 적합한 조도 또는 지속시간을 조절할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 빅데이터를 활용한 양계장의 조명제어 장치(1)는 양계장 내 조도를 측정하기 위한 조도센서(80)와 디지털 음원을 재생하기 위한 음원재생수단(90)을 더 포함할 수 있다.
조도센서(80)와 음원재생수단(90)은 제어부(30)와 연결될 수 있다. 제어부(30)는, 조도센서(80)가 측정한 값에 매칭되는 디지털 음원을 빅데이터 서버(40)로부터 제공받아 음원재생수단(90)을 통해 재생할 수 있다.
산란이 잘 안될 때는 차분한 음악, 산란이 잘 될 때는 즐거운 음악, 발정기 패턴을 보이면 수탉의 울음 소리, 산란을 유도하는 병아리 소리 등을 음원재생수단(90)을 통해 재생시킬 수 있다.
제어부(30)는 미리 정해진 시간대별로 요구되는 조도의 값을 빅데이터 서버(40)로부터 제공받아 광원부(20)를 제어하며, 상기 시간대별 조도에 매칭되는 디지털 음원을 상기 빅데이터 서버(40)로부터 제공받아 상기 음원재생수단(90)을 통해 재생할 수 있다.
밀폐된 양계장을 최대한 외부 자연조건과 비슷하도록 낮과 밤을 구분해 주는 것이 광원의 목적이며, 아침에는 힘찬 노래, 자기 전에는 차분한 노래 등을 플레이 해줌으로서, 닭의 스트레스를 해소하는 것이 음원재생수단(90)의 목적이 될 수 있다.
본 발명의 빅데이터를 활용한 양계장의 조명제어 장치(1)는 제어부(30)와 연결되고, 양계장 내에서 사육되는 닭의 모래샤워를 수행하는 모래투하부을 더 포함할 수 있다.
닭은 모래샤워를 통해 털에 붙은 진드기, 해충 등을 털어낸다. 이러한 행위는 닭의 스트레스를 감소시키고, 닭의 성장에도 긍정적인 영향을 끼쳐 양질의 육계을 생산할 수 있으며, 산란계의 산란율도 향상시킬 수 있다.
제어부(30)는, 광원부(20)를 점등시킬 경우, 목표 광도까지 광도을 점차 증가시키며, 상기 광원를 소등시킬 경우, 광도가 점차 감소되도록 하여 소등을 수행할 수 있다.
닭의 시신경은 매우 예민하기 때문에, 빠른 점멸과 점등을 시행할 경우 스트레스를 받아 성장에 악영향을 줄 수 있다. 그러므로, 태양이 뜨고 지는 형태처럼 광도를 시간에 따라 천천히 변화시켜 닭의 시신경에 주는 데미지를 최소화하는 것은 닭의 생장에 매우 중요하다.
다른 실시예로, 도 4를 참조하면, 본 발명의 빅데이터를 활용한 양계장의 조명제어 장치(1)는 닭의 생장 정보를 포함하는 빅데이터부(110); 빅데이터부(110)의 정보를 활용하여 양계장을 제어하는 제어부(120); 양계장 내에 구비되고, 빅데이터부(110)의 생장 정보에 따라 제어부(120)에 의해서 광도 변화가 제어되는 광원부(130); 빅데이터부(110)의 생장 정보에 따라 제어부(120)에 의해서 온도 변화가 제어되는 온도부(140); 빅데이터부(110)의 생장 정보에 따라 제어부(120)에 의해서 산란율이 제어되는 산란부(150); 빅데이터부(110)의 생장 정보에 따라 제어부(120)에 의해서 사료의 양이 제어되는 사료부(160)를 포함할 수 있다.
빅데이터부(110)는, 광원부(130), 온도부(140), 산란부(150) 및 사료부(160)로부터 받은 모든 데이터를 분석하여 닭의 생장에 기여하는 데이터를 판단하는 피드백부(111); 피드백부에서 선택한 데이터를 저장하는 저장부(112)를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른 빅데이터를 활용한 양계장의 조명제어 장치(1)는 실제 양계장을 운영하면서 빅데이터를 지속적으로 쌓을 수 있으므로, 시간이 갈수록 효율적으로 운영될 수 있다.
도 5를 참조하면, 광원부(130)는 양계장 내의 광도를 측정하는 광도측정부(131); 광도측정부(131)의 데이터를 제어부(120)로 전송하는 광도전송부(132); 제어부(120)에 의해 광도가 조절되는 LED부(133)를 더 포함할 수 있다.
온도부(140)는 양계장의 온도을 측정하는 온도측정부(141); 측정된 정보를 제어부(30)로 전송하는 온도전송부(142); 제어부(120)에 의해 온도를 조절하는 냉온조절부(143)를 포함할 수 있다.
사료부(160)는 닭의 중량을 측정하는 중량측정부(161); 측정된 정보를 제어부(30)로 전송하는 중량전송부(162); 제어부(120)에 의해 사료의 양을 조절하는 사료조절부(163)를 포함할 수 있다.
제어부(120)는 상기 광도측정부(131)에서 측정된 데이터를 상기 광도전송부(132)에 의해 전달받고, 빅데이터부(110)에 저장된 생장에 적합한 광도-성장율 데이터와 비교하여 상기 LED부(133)를 제어하여 광도를 조절할 수 있다.
또한, 제어부(120)는 온도측정부(141)에서 측정된 데이터를 온도전송부(142)에 의해 전달받고, 빅데이터부(110)에 저장된 온도-성장율 데이터와 비교하여 냉온조절부(143)를 제어하여 양계장 내의 온도를 조절할 수 있다.
또한, 제어부(120)는 중량측정부(161)에서 측정된 데이터를 중량전송부(162)에 의해 전달받고, 빅데이터부(110)에 저장된 사료-체중 변화율 데이터와 비교하여 사료조절부(163)를 제어하여 사료의 양을 조절할 수 있다.
마지막으로, 제어부(120)는 상기 피드백부에 의해 축적된 생장에 적합한 체중-온도-광도, 체중-사료-광도 및 산란율-광도 데이터를 활용하여, 광원부(130)를 제어할 수 있다.
앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 권리범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경이 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한, 본 발명의 권리범위에 속하게 될 것이다.
1 : 빅데이터를 활용한 양계장의 조명제어 장치
10 : 탐지수단 20 : 광원부
30 : 제어부 40 : 빅데이터 서버
50 : 중량측정부 60 : 사료조절부
70 : 산란주기측정부 80 : 조도센서
90 : 음원재생수단 110 : 빅데이터부
111 : 피드백부 112 : 저장부
120 : 제어부 130 : 광원부
131 : 광도측정부 132 : 광도전송부
133 : LED부 140 : 온도부
141 : 온도측정부 142 : 온도전송부
143 : 냉온조절부 150 : 산란부
160 : 사료부 161 : 중량측정부
162 : 중량전송부 163 : 사료조절부

Claims (6)

  1. 양계장 내 닭의 행동 패턴을 탐지하는 탐지수단;
    상기 양계장 내 닭을 조명하는 광원부; 및
    상기 탐지수단이 탐지한 행동 패턴을 미리 저장된 빅데이터와 비교하여 닭의 생장 상태를 판단하고, 판단된 값을 기초로 상기 광원을 조절하는 제어부;
    를 포함하는 빅데이터를 활용한 양계장의 조명제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 행동 패턴은,
    소정 시간 동안의 닭의 활동량, 먹이 활동, 울음 횟수, 주변 닭에 대한 공격 횟수, 수면 시간 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 빅데이터를 활용한 양계장의 조명제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 양계장 내 닭의 중량을 측정하는 중량측정부; 및
    사료의 양을 조절하는 사료조절부를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 중량측정부에서 측정된 닭의 중량과 상기 빅데이터 서버에 저장된 사료-체중 변화율 데이터와 비교한 값을 기초로, 상기 사료조절부를 제어하여 사료의 양을 조절하고, 상기 광원부를 제어하여 상기 닭의 중량 범위에 따라 성장에 적합한 조도 또는 지속시간을 조절하는 것을 특징으로 하는 빅데이터를 활용한 양계장의 조명제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 양계장 내에서 사육되는 닭의 산란주기를 측정하는 산란주기측정부를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 산란주기측정부에서 측정된 산란주기와 상기 빅데이터 서버에 저장된 광원-산란주기 데이터와 비교하고, 상기 광원부를 제어하여 닭의 산란주기 범위에 따라 산란에 적합한 조도 또는 지속시간을 조절하는 것을 특징으로 하는 빅데이터를 활용한 양계장의 조명제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 양계장 내 조도를 측정하기 위한 조도센서; 및
    디지털 음원을 재생하기 위한 음원재생수단을 더 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 조도센서가 측정한 값에 매칭되는 디지털 음원을 상기 빅데이터 서버로부터 제공받아 상기 음원재생수단을 통해 재생하는 것을 특징으로 하는 빅데이터를 활용한 양계장의 조명제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    미리 정해진 시간대별로 요구되는 조도의 값을 상기 빅데이터 서버로부터 제공받아 상기 광원을 제어하며,
    상기 시간대별 조도에 매칭되는 디지털 음원을 상기 빅데이터 서버로부터 제공받아 상기 음원재생수단을 통해 재생하는 것을 특징으로 하는 빅데이터를 활용한 양계장의 조명제어 장치.




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