KR20210068658A - LoRA 통신을 이용한 축사 제어 통합 모니터링시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LoRA 통신을 이용한 축사 제어 통합 모니터링시스템에 관한 것이다. 본 발명은 상기 축사 내부의 유해가스의 존재량을 측정하여 제어부로 측정데이터를 전송하는 센서부와 상기 축사 내부의 온도 및 습도의 정보를 LoRA 게이트웨이로부터 전송받아 모니터링하여 제어하는 원격제어 모니터링부와 상기 축사의 정보를 수집, 저장하여 상기 원격제어 모니터링부로 LTE 또는 이더넷(ethernet)망을 이용하여 전송하는 LoRA 게이트웨이와 내부에는 팬-모터가 내장되며, 상기 팬모터의 상태와 온습도의 정보를 상기 LoRa 게이트웨이를 거쳐 상기 원격제어 모니터링부로 전송하는 제어부와 상기 원격제어 모니터링부로부터 상기 축사의 정보를 전송받는 중앙제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

LoRA 통신을 이용한 축사 제어 통합 모니터링시스템 {Total monitoring system of cattle shed control using LoRA Communication}

본 발명은 LoRA 통신을 이용한 축사 제어 통합 모니터링시스템에 관한 것이다. 더욱 자세하게는 축사의 내부를 원격에서의 제어와 온도와 습도정보를 모니터링할 수 있는 LoRA 통신을 이용한 축사의 상황을 제어하는 통합 모니터링시스템에 관한 것이다.

축사란 돼지, 닭, 소 등과 같은 가축을 사육하는 시설이다. 이러한 축사는 가축들의 안정된 사육환경을 조성하기 위하여 환기 및 온도 조절장치를 사용하는 것은 매우 필수적인 것이라 하겠다.

따라서, 축사는 가축관리의 능률화와 자연환경으로부터 가축을 보호하는 두 가지 기능을 가진다. 따라서 축사의 요건은 위치, 방향, 통풍, 채광, 환기, 보온이 양호하고 사료주기, 청소, 위생관리에 적절한 설비가 갖추어져야 한다.

이중 환기방식도 중요한 것 중의 하나인데, 일반적으로 축사의 환기방식은 공기흐름의 자연적인 현상을 이용하는 자연환경 응용방식과 기계력을 이용하는 강제 환기방식 및 이들 두 가지 방식을 상호 보완적으로 사용하는 절출방식으로 구분되며, 축사의 일반적인 형태인 돈사를 예로 든다면, 대개 비육(肥肉) 돈사(豚舍)에는 자연환경 응용방식이 사용되고 무창돈사(창문없는 돈사라는 뜻이지만, 온도나 습도 등의 내부 환경요인을 자동으로 제어하여 돼지가 성장하기 적합한 상태로 유지하는 환경 제어형 돈사)에는 강제 환기방식이 사용된다.

축사에 사용되는 환기장치는 축사의 크기에 따라 1개 또는 다수개의 환풍기를 설치하여 축사의 공기를 외부로 배출하고 환풍기가 회전하면서 외부로부터 공기가 유입되어 축사 내부에 강제환기시키도록 하고 있는 것이 매우 일반적이다.

그러나, 종래의 축사용 환기장치에서는 외부의 온도조건이나 4계절 상태와는 관계없이 운전스위치의 조작만으로 다수의 환풍기 전체를 전속력으로 구동시키기 때문에, 동절기나 환절기에 환풍기를 가동시키는 경우에는 외부 온도에 관계없이 다수의 환풍기 전체를 전속력으로 가동시키게 되어 축사 내부의 온도를 적절하게 유지하기 어려운 문제가 있었다.

그리고, 가축의 수 또는 환풍기의 고장 등에 따라 다수의 환풍기 중에서 일부를 동작을 오프(OFF)시키기 위해서 각 환풍기에 차단기 스위치와 중앙 제어 판넬까지 배선을 하여야 하므로 장치가 복잡하고 비경제적이며, 중간정도의 속력으로 구동해도 충분한데도 불구하고, 전속력으로 구동하거나 전원을 차단하여 동작하게 되어 불필요한 전력이 소비될 뿐만 아니라, 과도한 내부공기의 배출에 의해 적정온도의 유지가 어렵다는 문제점이 있다.

또한, 팬제어기와 같은 제어장치가 돈사 등과 같은 축사의 내부에 위치하기 때문에 팬의 상태나 작동을 위하여 반드시 축사에 들어가서 확인해야 하는 불편함도 있었다.

대한민국 특허공개 제2019-0037757호 대한민국 특허공개 제2012-0105702호 대한민국 특허공개 제2008-0090774호

따라서, 본 발명은 축사내의 환풍기 사이에 일정한 통신을 통하여 각 환풍기의 회전속도를 개별적으로 제어하여 축사에서 사육되는 가축수 또는 환풍기 고장등에 따라 동작되는 환풍기 수를 조절하고, 축사 내부온도에 따라 적절히 환기되는 풍량을 조절하여 환기중에도 축사내부를 일정 온도로 유지하며, 불필요한 전력의 소비를 줄일수 있는 LoRA 통신을 이용하여 원격으로 축사의 제어 및 통합 모니터링시스템을 제공할 수 있는 것을 목적으로 한다.

또한, 축사를 Lora통신을 이용하여 원격으로 스마트 제어하게 되므로서, 항상 쾌적한 축사환경을 유지하도록 하여 돼지 등과 같은 가축의 사육에 도움을 주는 LoRA 통신을 이용한 축사 제어 통합 모니터링시스템을 제공할 수 있는 것을 목적으로 한다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 LoRA 통신을 이용하여 원격으로 축사의 제어 및 통합 모니터링시스템에 있어서, LoRA 통신을 이용하여 원격으로 축사의 제어 및 통합 모니터링시스템에 있어서, 상기 축사 내부의 유해가스의 존재량과 공기청정도를 측정하여 LoRA 게이트웨이에 측정데이터를 전송하는 센서부와 상기 축사 내부의 온도 및 습도의 정보를 제어부로부터 전송받아 모니터링하여 제어하는 원격제어 모니터링부와 상기 축사의 정보를 상기 센서부와 상기 원격제어 모니터링부로 부터 수집, 저장하여 LTE 또는 이더넷(ethernet)망을 이용하여 모바일폰에 전송하는 LoRA 게이트웨이와 내부에는 팬-모터가 내장되며, 상기 팬모터의 상태와 온습도의 정보를 상기 LoRa 게이트웨이를 통해 상기 원격제어 모니터링부로 전송하는 제어부와 상기 원격제어 모니터링부로부터 상기 축사의 정보를 전송받는 중앙제어부와 상기 센서부로부터 수신한 공기청정도의 측정결과와 유해가스 존재유무를 상기 LoRa 게이트웨이를 통해 수신받고 상기 축사 내부의 환기를 제어하는 모바일폰을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 상기 제어부에는 LoRA통신모듈이 더 내장되며, 상기 LoRA통신모듈은 제어신호를 입출력하는 하나 이상의 입출력 단자와 485통신신호와 로라 기반 프로토콜 무선통신 신호를 상호 변환하는 컨버터와 네트워크망에 무선통신되어 LoRA 무선통신망으로 연결되도록 안테나를 구비한 모듈송수신부를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 상기 원격제어 모니터링부는 상기 제어부로부터 전송된 정보를 통해 상기 팬모터의 제어와 고장 상태를 체크하고 상기 중앙제어부에 체크 정보를 전달하는 것을 특징으로 하는 것이다.

그리고, 상기 팬모터는 상기 축사 내부의 온도와 습도에 따라 자동으로 작동하는 온도계 및 습도계가 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

그리고, 상기 LoRA 게이트웨이와 상기 제어부는 ISM주파수 통신의 WAN(광대역 네트워크)로 연결된 것을 특징으로 하는 것이다.

더 나아가, 상기 센서부는 공기청정도와 유해가스의 존재 유무를 무선통신으로 상기 LoRA 게이트웨이에 전송하고, 상기 LoRA 게이트웨이는 상기 센서부로부터 수신한 상기 공기청정도의 측정 및 유해가스의 존재유무를 상기 모바일폰에 전송하는 것을 특징으로 하는 것이다.

따라서, 본 발명은 축사 내부의 온습도등의 정보를 전송할 수 있으며, 수집된 정보를 농장주 등에게 통보하여 모니터링할수 있어, 스마트한 사육을 할 수 있는 효과가 있는 것이다.

또한, 농장 주인 등과 같은 관리자에 의해 축사의 환경에 맞도록 적절한 시스템을 가동하여 가축의 성장 환경이 좋아지며, 축사에서 발생되는 에러상태(고장, 과동작, 멈춤 등)를 바로 알려줌으로 시스템 정지에 따라 발생될 수 있는 문제점을 해소할 수 있는 효과도 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 LoRA 통신을 이용한 축사 제어 통합 모니터링시스템의 전체적인 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 공기청정도를 모터링하는 흐름도.
도 3은 LoRa 네트워크 통신망의 구성을 나타낸 사진.
도 4는 제어기와 LoRa 게이트 웨이가 광대역 네트워크(WAN)로 연결되어 있는 것을 나타내는 사진.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 제어부의 구성도.
도 6은 축사의 내부환기를 위해 제어하는 방법의 흐름도.
도 7은 본 발명에 의한 원격모니터링 방법의 흐름도.

이하에서는 본 발명의 양호한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시가 되더라도 가능한 한 동일 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위하여 사용된 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현도 의미하는 것임을 미리 밝혀두고자 한다.

도 1은 본 발명에 의한 LoRA 통신을 이용한 축사 제어 통합 모니터링시스템의 전체적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 공기청정도를 모터링하는 흐름도이고, 도 3은 LoRa 네트워크 통신망의 구성을 나타낸 사진이고, 도 4는 제어기와 LoRa 게이트 웨이가 광대역 네트워크(WAN)로 연결되어 있는 것을 나타내는 사진이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 제어부의 구성도이고, 도 6은 축사의 내부환기를 위해 제어하는 방법의 흐름도이고, 도 7은 본 발명에 의한 원격모니터링 방법의 흐름도이다.

이하에서는 본 발명의 명세서 상에 자주 등장하는 용어 중의 하나인 하나로 나오는 로라(LoRa: Long Range)망에 관하여 설명하기로 한다.

LoRa(Long Range)망 기술은 900MHz대 주파수를 사용하는 저전력 원거리 통신 프로토콜로서 많은 리피터 및 AP가 필요 없어 인프라 구축 비용이 감소되며, 네트워크에 비해 임베디드 애플리케이션을 위한 보다 높은 확장가능성과 비용 효율성을 제공할수 있는 통신 프로토콜을 의미한다.

이러한 LoRa 기술이 적용된 IoT(사물인터넷) 시스템은 LoRa 디바이스, 네트워크 서버 및 어플리케이션 서버 등으로 구현될 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 LoRA 통신을 이용하여 원격으로 축사의 제어 및 통합 모니터링시스템(100)의 전체적인 구성은,

LoRA 통신을 이용하여 원격으로 축사의 제어 및 통합 모니터링시스템(100)에 있어서, 상기 축사(10) 내부의 유해가스의 존재량과 공기청정도를 측정하여 LoRA 게이트웨이(40)에 측정데이터를 전송하는 센서부(20)와 상기 축사(10) 내부의 온도 및 습도의 정보를 제어부(50)로부터 전송받아 모니터링하여 제어하는 원격제어 모니터링부(30)와 상기 축사(10)의 정보를 상기 센서부(20)와 상기 원격제어 모니터링부(30)로 부터 수집, 저장하여 LTE 또는 이더넷(ethernet)망을 이용하여 모바일폰(80)에 전송하는 LoRA 게이트웨이(40)와 내부에는 팬-모터(55)가 내장되며, 상기 팬모터(55)의 상태와 온습도의 정보를 상기 LoRa 게이트웨이(40)를 통해 상기 원격제어 모니터링부(30)로 전송하는 제어부(50)와 상기 원격제어 모니터링부(30)로부터 상기 축사의 정보를 전송받는 중앙제어부(70)와 상기 센서부(20)로부터 수신한 공기청정도의 측정결과와 유해가스 존재 유무를 상기 LoRa 게이트웨이(40)를 통해 수신받고 상기 축사(10) 내부의 실내 환기를 제어하는 모바일폰(80)으로 구성된다.

참고로, 본 명세서 상에서 등장하는 모바일폰(80)은 스마트폰과 같은 이동전화 또는 이동통신 단말기를 의미한다는 것을 미리 밝혀두고자 한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구성요소와 작동관계에 대한 설명을 하기로 한다.

도 1을 보면, 축사(畜舍)는 돼지 또는 소등과 같은 동물들을 내부에 수용하여 기르기 위하여 설치되는 건물이다. 축사(10)의 내부에는 센서부(20)와 제어부(50)가 설치되어 있다.

상기 센서부(20)는 축사 내부의 유해가스의 존재량을 측정하여 제어부(50)로 측정데이터를 전송하게 되는데, 유해가스의 존재량을 측정하여 이에 따른 적절한 조치를 하게 되는 데, 예로서 선풍기(미도시) 등과 같은 전기기기를 원격제어 모니터링부(30) 또는 제어부(50)로 하여금 원격제어로 동작시켜 유해가스를 외부로 배출시킨다거나 축사(10) 내에 물을 공급하는 급수장치(미도시)를 동작시켜 유해가스를 물과 함께 외부로 배출되도록 할수 있는 것이다.

또한, 상기 센서부(20)는 실내 공기청정도를 측정하는데, 예를 들어, 실내 온도, 습도, CO 농도, CO2 농도, 휘발성 유기 화합물(Total Volatile Organic Carbon, TVOC) 농도, 가정 난방/취사 연료인 LPG 농도, 또는 LNG 농도 등을 측정한다. 이후, 측정 결과를 근거리 무선 통신을 통하여 상기 LoRa 게이트웨이(40)에 전송할 수 있다.

상기 센서부(20) 및 상기 LoRa 게이트웨이(40)는 서로 근거리 무선 통신이 가능하도록 각각 근거리 무선 통신모듈(미도시), 예를 들어 지그비 모듈을 구비한다. 본 실시예에서는 상기 근거리 무선 통신으로서 지그비 통신 방식을 사용하는 것이 바람직하지만, 지그비 통신 방식 외에 블루투스, 무선랜 통신, UWB 통신, 또는 NFC 통신 등이 사용될 수 있다.

또한, 상기 LoRa 게이트웨이(40)는 유, 무선 공유기, 또는 xDSL 등의 인터넷 전용선과 연결되어 인터넷과 접속하며, 상기 센서부(20)로부터 수신한 상기 공기청정도 측정 결과를 상기 인터넷 및 이동통신망을 통하여 모바일폰(80)으로 전송할 수 있다.

상기 축사(10) 내부의 온도 및 습도의 정보를 LoRA 게이트웨이(40)로부터 전송받아 모니터링하여 제어하는 원격제어 모니터링부(30)가 형성되어 있다.

더 나아가, 상기 축사(10) 내부의 공기청정도를 LoRa게이트웨이(40)를 이용하여 모바일폰(80)을 통해서 모니터링할 수 있다.

이하에서는, 도 2를 참조를 하여 축사(10) 내부의 공기청정도를 모바일폰(80)을 이용하여 모니터링하는 방법에 대하여 설명한다.

먼저, 모바일폰(80)이 상기 LoRA게이트웨이(40)로 공기청정도를 측정할 것을 요청한다(S10).

상기 요청 메시지(S10)는 ip 주소를 보유한 채, 인터넷과 접속되는 LoRA 게이트웨이(40)로 전송된다.

상기 LoRA 게이트웨이(40)는 상기 공기청정도 측정 요청 메시지를 근거리 무선 통신을 통하여 상기 센서부(20)로 전송한다(S20).

상기 센서부(20)는 공기청정도를 측정하고(S30), 측정 결과를 근거리 무선 통신을 통하여 상기 LoRA 게이트웨이(40)에 전송한다(S40).

상기 LoRA 게이트웨이(40)는 상기 센서부(20)로부터 수신한 상기 공기청정도 측정 결과를 인터넷 등과 같은 통신망이나 이동통신망(미도시)을 통하여 모바일폰(80)으로 전송한다.

상기와 같은 방식으로 모바일폰(80)의 사용자는 상기 수신된 측정결과로부터 축사(10)의 실내 공기 오염도를 모니터링할 수 있다.

그리고, 상기 원격제어 모니터링부(30)는 축사(10) 내부에 있는 제어부(50)의 팬모터(55)와 서로 원격으로 제어 가능하며, 온도와 습도의 정보를 모니터링하는 기능과 역할을 하는 것이다.

상기와 같은 모니터링 과정을 통하여 축사(10)의 내부에 수요되어 있는 돼지 등과 같은 가축의 성장에 맞는 온도 설정을 할수 있도록 도움으로서, 돼지의 성장등의 사육에 있어서도 긍정적인 효과를 줄 수가 있는 것이다.

상기 원격제어 모니터링부(30)는 제어부(50)로부터 정보를 전송받아 제어부(50) 내부에 내장된 팬모터(55)의 풍향 세기(강풍, 중풍, 미풍등)의 제어와 고장 상태를 체크하는 것이다. 따라서, 고장 등과 같은 비상이 발생하면 제어부(50)를 통보되어 LoRa게이트웨이(40)를 통해 모바일폰(80)으로 전송하여 관리자가 확인하는 방법 등이 있는 것이다.

그리고, 상기 상기 원격제어 모니터링부(30)로부터 상기 축사의 정보를 전송받는 중앙제어부(70)가 형성되어 있다.

상기 중앙제어부(70)는 상기 원격제어 모니터링부(30)로부터 전송되는 정보데이터를 해석하여 해석한 정보를 디스플레이하며, 상기 해석된 정보를 토대로 해당되는 구성요소인 원격제어 모니터링부(30) 또는 제어부(50)에 조작명령을 전송한다.

또한, 중앙제어부(70)는 처리한 데이터를 수신하고 수신된 정보를 디스플레이하며 각종 전기장치 또는 전기기계의 온오프 조작명령을 입력받아, 비상상태 발생할 경우, 자동으로 외부 또는 현장에 있는 감시자 또는 등록된 사용자의 스마트 폰등으로 긴급상황을 통보해줄 수도 있는 것이다. 상기에 관한 구성과 작동은 이미 공지된 기술이므로 자세한 설명은 생략한다.

상기와 같은 역할을 하는 상기 원격제어 모니터링부(30)에 LoRA 게이트웨이(40)에서 상기 축사(10)의 정보(온도, 습도, 유해가스 농도 등)를 수집, 저장해서 LTE 또는 이더넷(ethernet)망을 이용하여 전송한다. 즉, LoRa 게이트웨이(40)에서는 축사(10) 내부의 정보를 수집하여 원격에 있는 중앙제어부(70)에게 전달하고, 상기 중앙제어부(70)는 모바일폰(80)을 통해 수신할 수 있도록 것이다.

여기서, 상기 LoRA 게이트웨이(40)가 상기 축사(10)의 정보를 수집 저장하기 위해서는 LoRA통신을 이용하는 것이다. 이하, 이에 관하여 설명하기로 한다.

본 발명에 의한 통합 모니터링 시스템(100)에 있어, 중요한 특징 중 하나는 축사(10) 전체를 하나의 무선통신망으로 묶어서 운영된다는 점이다.

그러나, 기존의 저전력 무선통신인 지그비(Zigbee) 또는 블루투스를 통해서는 축사(10)의 전체를 하나의 네트워크로 구성하기 어려웠지만, LoRa 통신을 기반으로 하게 되면 축사 전체를 하나의 무선 통신망으로 네트워크를 형성할 수 있는 것이다.

도 3은 본 발명에 의한 원격 축사의 제어 및 통합 모니터링 시스템(100)의 LoRa 네트워크를 구성하기 위한 구성망인 것이다. 상기 도 3에 나타난 바와 같이, LoRa 통신을 이용하여 축사의 환경에 최적화된 통신 프로토콜을 구현할수 있도록 하기 위하여 최근까지의 기본 구조인 별(star)형 네트워크만이 아니라 그물망(mesh) 형태의 네트워크의 구성이 가능한 것이다.

도 4를 참조하면, 상기 LoRA 게이트웨이(40)와 상기 제어부(50)는 ISM주파수 통신의 WAN(광대역 네트워크)로 연결된 것을 특징으로 한다. 즉, 광대역 통신이 가능하여, 최대 20km까지 송수신이 가능한 사물인터넷(IoT) 통신망을 응용한 것이다. 그러므로, 정확하면서도 신속한 전달이 가능한 것이다.

따라서, 제어부(50)는 내부에 팬모터(55)가 내장되며, 상기 팬모터(55)의 상태와 온도 및 습도의 정보를 상기의 기능을 하는 LoRa 게이트웨이(40)를 통하여 상기 원격제어 모니터링부(30)로 역시 전송하는 역할을 한다.

상기와 같은 기능과 역할을 할수 있도록, 상기 제어부(50)에는 LoRA통신모듈(M)이 더 내장되어 있다. 이를 설명하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 LoRA통신모듈(M)은 제어신호를 입출력하는 하나 이상의 입출력 단자(61)와 485통신신호와 LoRA 기반 프로토콜 무선통신 신호를 상호 변환하는 컨버터(57)와 네트워크망에 무선통신되어 LoRA 무선통신망(미도시)으로 연결되도록 안테나(미도시)를 구비한 모듈송수신부(56)로 이루어진다.

상기 모듈송수신부(56)는 공용화된 로라 통신용 칩셋(미도시)을 포함하여 구성될 수 있으며 상기 칩셋 및 안테나는 공지의 요소들이 적용될 수 있을 것이다.

그리고, 상기 LoRA통신모듈(M)은 특정 영역에 배치되어 유선 또는 무선으로 연결되는 각각의 장비들과 비교적 적은 양의 데이터를 송수신함으로써 통합적인 제어가 가능하도록 하는 효과도 있다.

더 나아가, 상기 제어부(50)에 있는 팬모터(55)는 상기 축사(10) 내부의 온도와 습도를 측정할수 있도록 하기 위하여 자동으로 작동하는 온도계(미도시) 및 습도계(미도시)가 내장되어 있다.

따라서, 상기 제어부(50)가 작동함에 따라, 팬모터(55)는 이에 연동하면서 상기 온도계와 습도계는 역시 작동을 하게 된다.

상기 온도계와 습도계의 온도조절에 대하여 예를 들어 설명하면, 축사(10)의 내부를 온도조절을 함에 있어서, 온도가 적정온도 이상이면, 온도를 낮추어야 하므로 환기구(미도시)를 열고, 팬모터(55)를 작동시켜 축사 내부의 더운 열기를 외부로 배출하여 축사(10)의 내부 온도를 낮출수 있으며, 축사(10) 내의 온도가 적정한 온도 이하가 되면 상기 팬모터(55)의 작동을 멈추게 하여 환기구를 폐쇄함으로서, 내부 온도를 일정하게 유지시킬 수가 있는 것이다. 상기 환기구와 팬모터를 작동시키는 기술에 대한 자세한 설명은 널리 공지된 것이므로 생략하기로 한다.

또한, 모바일폰(80)을 이용하여 축사(10) 내부의 환기를 제어할수 있다.

이하, 도 6을 참조하여 상기 축사(10) 내부의 실내환기를 LoRa게이트웨이(40)와 모바일폰(80)을 이용하여 제어하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 모바일폰(80)은 실내 환기를 위해 축사(10)의 제어부(50)에 대한 제어 명령을 전달하기 위하여 먼저, 이동통신망 및 인터넷을 통하여 LoRa게이트웨이(40)로 전송한다(S110).

이후, 상기 제어명령을 수신한 LoRa게이트웨이(40)는 수신된 제어 명령을 근거리 무선 통신을 통하여 제어부(50)로 전송한다(S120).

이후, 상기 제어부(50)는 상기 제어 명령에 따라 동작하게 된다(S130).

예를 들어, 상기 제어 명령에 따라, 축사(10) 내부 환기장치(미도시)를 열거나 닫을 수 있으며, 모터팬(55)의 운전속도를 조절할 수 있다. 따라서, 상기 환기장치는 상기 제어 명령에 따라 온/오프되거나, 송풍량을 여러 단계로 조절할 수 있다.

따라서, 상기 모바일폰(80) 사용자는 외부에서 상기 모바일폰(80)을 통하여 축사(10)의 환기를 제어할 수 있다.

예를 들어, 상기 사용자는, 상기 모바일폰(10)에 구비되는, 실내 환기 시스템 제어 소프트웨어에 해당하는 프로그램을 구동하여 송풍량 단계 중 임의의 어느 한 단계를 선택한다.

상기 프로그램은 상기 선택된 단계의 송풍량으로 상기 환기장치가 동작하게 하는 제어메시지를 생성하고, 이를 이동통신망 및 인터넷 망의 네트워크를 통하여 전송한다.

상기 제어메시지는 LoRa게이트웨이(40) 및 LoRa통신모듈(M)을 통하여 환기장치로 전달된다.

상기 제어부(50)는 상기 제어 메시지에 따라 상기 환기장치가 선택된 단계의 송풍량으로 동작하도록 상기 환기장치를 제어한다.

한편, 상기 환기장치는 상기 제어명령에 따른 동작제어가 완료되면, 상기 환기장치가 선택된 단계의 송풍량으로 동작하도록 제어가 완료되었다는 메시지를 생성하고, 이를 네트워크를 통하여 역으로 모바일폰(80)에 송신할 수 있다.

즉, 상기 환기장치에서 생성된 메시지는 상기 LoRa통신모듈(M) 및 LoRa게이트 웨이(40)를 통하여 전송되어, 인터넷 망 및 이동통신 망을 통하여 모바일폰(80)에 전달된다.

따라서, 모바일폰(80)의 사용자는 환기장치에 대한 제어 메시지를 송신한 후에, 상기 환기장치가 상기 제어 메시지에 따라 동작되고 있음을 확인할 수 있다.

상기와 같이, 축사(10) 내부의 온도와 습도 등은 물론이고, 환기상태 등과 같은 현재의 정보를 원격제어 모니터링부(30)가 중앙제어부(70)에 전송시켜서, 수시로 관리자의 모바일폰(80)을 통해 모니터링할 수 있도록 하여 돼지 등과 같은 가축의 사육에 있어 가장 중요한 요소 중의 하나인 축사(10)의 내부 온도와 습도를 실시간으로 체크할 수 있도록 하는 것이다.

또한, 상기 제어부(50)에서 측정된 데이터 및 정보도 LoRa 게이트웨이(40)를 통해 실시간으로 상기 중앙제어부(70)에 전송하며, 상기 중앙제어부(70)에서 모든 전송되는 데이터들을 데이터베이스화하여 이를 종합적으로 관리하게 되어 중앙집중식 관리를 통한 효율적인 관리체계를 구축할 수 있는 장점이 있는 것이다.

이하에서는 도 7을 참조하여 본 발명에 의한 원격 모니터링 방법에 관하여 설명하기로 한다. 앞서 설명한 내용과 중복되는 부분의 설명은 어느정도 생략하기로 한다.

먼저, 축사(10)에 형성된 cctv카메라 등의 영상촬영장치(미도시)로 축사(10)의 내부를 촬영한다. (제1단계)

상기 제1단계를 통해 cctv등과 같은 장치로서 축사(10)의 영상을 모니터링을 하여 화재 등과 같은 돌발상황이 발생하면, 소방서 등과 같은 유관기관에 제어부가(50)가 통보하여 주는 것이다.

그리고, 축사(10) 내의 센서부(20)를 통하여 유해가스의 농도를 측정하는 것이다. (제2단계)

상기 단계에서 센서부(20)는 제어부(50)로 LoRa 게이트웨이(40)를 통해 측정된 농도 데이터를 전송한다. 상기 제어부(50)는 일정농도 이상이면 팬모터(55)를 가동시키거나 선풍기 등과 같은 전기기기를 작동시켜 외부로 배출시키는 것이다.

그리고, 다음 단계로 LoRa 게이트웨이(40)가 상기 축사(10) 내부의 온도와 습도를 모니터링하여 모니터링부(30)로 전송하는 단계를 거친다. (제3단계)

따라서, 상기 모니터링부(30)에서는 일정한 온도와 습도의 수치 범위를 미리 설정시켜 놓은 것이 바람직할 것이다.

온도와 습도가 상기 제어부(50) 내의 수치범위를 넘어선다고 판단되면, 상기 제어부(50)에서 이를 수치범위 내로 조절하여, 앞에서 설명한 팬모터(55)의 구동으로 혼기구를 개폐하는 방식이나 관리자가 모바일폰(80)을 통해 일정한 액션을 취하여 항상 일정한 온도와 습도가 되도록 제어하는 역할을 하는 것이다.

다음 단계로, 상기 제어부(50) 내에 형성되어 있는 팬모터(55)의 상태를 상기 원격제어 모니터링부(30)에서 일정한 주기로 감지하여 중앙제어부(70)에 통보한다. (제4단계)

상기 중앙제어부(70)는 만약에 상기 팬모터(55)가 정상 상태가 아니고 고장등의 상태에 있다고 상기 원격제어 모니터링부(30)로부터 전달받으면, 지체없이 담당자 또는 관리자에게 모바일폰(80)으로 알림 등의 경보 또는 문자메세지 등으로 통보하여 상기 담당자나 관리자가 축사(10) 내부를 상기 모바일폰(80)을 통해 제어할수 있도록 하거나, 적절한 조치를 취하게 함으로서 항상 유지보수를 할수 있도록 하는 것이다.

이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 상기 기술한 실시 예는 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 첨부된 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 축사 20 : 센서부
30 : 원격제어 모니터링부 40 : LoRA 게이트웨이
50 : 제어부 55 : 팬모터
56 : 모듈송수신부 57 : 컨버터
M : LoRA통신모듈 61 : 입출력 단자
70 : 중앙제어부 80 : 모바일폰
100 : 축사 제어 통합모니터링 시스템

Claims (6)

1. LoRA 통신을 이용하여 원격으로 축사의 제어 및 통합 모니터링시스템(100)에 있어서,
   상기 축사(10) 내부의 유해가스의 존재량과 공기청정도를 측정하여 LoRA 게이트웨이(40)에 측정데이터를 전송하는 센서부(20);
   상기 축사(10) 내부의 온도 및 습도의 정보를 제어부(50)로부터 전송받아 모니터링하여 제어하는 원격제어 모니터링부(30);
   상기 축사(10)의 정보를 상기 센서부(20)와 상기 원격제어 모니터링부(30)로 부터 수집, 저장하여 LTE 또는 이더넷(ethernet)망을 이용하여 모바일폰(80)에 전송하는 LoRA 게이트웨이(40);
   내부에는 팬-모터(55)가 내장되며, 상기 팬모터(55)의 상태와 온습도의 정보를 상기 LoRa 게이트웨이(40)를 통해 상기 원격제어 모니터링부(30)로 전송하는 제어부(50);
   상기 원격제어 모니터링부(30)로부터 상기 축사의 정보를 전송받는 중앙제어부(70);
   상기 센서부(20)로부터 수신한 공기청정도의 측정결과와 유해가스 존재유무를 상기 LoRa 게이트웨이(40)를 통해 수신받고 상기 축사(10) 내부의 환기를 제어하는 모바일폰(80)을 포함하는 것을 특징으로 하는 LoRa 통신을 이용한 축사 제어 통합 모니터링시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 센서부(20)는 공기청정도와 유해가스의 존재 유무를 무선통신으로 상기 LoRA 게이트웨이(40)에 전송하고, 상기 LoRA 게이트웨이(40)는 상기 센서부(20)로부터 수신한 상기 공기청정도의 측정 및 유해가스의 존재유무를 상기 모바일폰(80)에 전송하는 것을 특징으로 하는 LoRA 통신을 이용한 축사 제어 통합 모니터링시스템.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 제어부(50)에는 LoRA통신모듈(M)이 더 내장되며, 상기 LoRA통신모듈(M)은 제어신호를 입출력하는 하나 이상의 입출력 단자(61)와 485통신신호와 LoRa기반 프로토콜 무선통신 신호를 상호 변환하는 컨버터(57)와 네트워크망에 무선통신되어 LoRA 무선통신망으로 연결되도록 안테나를 구비한 모듈송수신부(56)를 구비하는 것을 특징으로 하는 LoRA 통신을 이용한 축사 제어 통합 모니터링시스템.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 원격제어 모니터링부(30)는 상기 제어부(50)로부터 전송된 정보를 통해 상기 팬모터(55)의 제어와 고장 상태를 체크하고 상기 중앙제어부(70)에 체크 정보를 전달하는 것을 특징으로 하는 LoRA 통신을 이용한 축사 제어 통합 모니터링시스템.
   
5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
   상기 팬모터(55)는 상기 축사(10) 내부의 온도와 습도를 측정할 수 있도록 온도계 및 습도계가 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 LoRA 통신을 이용한 축사 제어 통합 모니터링시스템.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 LoRA 게이트웨이(40)와 상기 제어부(50)는 ISM주파수 통신의 WAN(광대역 네트워크)로 연결된 것을 특징으로 하는 LoRA 통신을 이용한 축사 제어 통합 모니터링시스템.
   
   
   
   
   

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