KR20210077510A - 센서보드의 전원 노이즈가 감소된 스마트팜 복합환경 제어시스템 - Google Patents

센서보드의 전원 노이즈가 감소된 스마트팜 복합환경 제어시스템 Download PDF

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Abstract

스마트팜 복합환경 제어시스템은 미리 설정된 전문가풀에 의한 수동재배 데이터를 제공하다가 소정의 범위 이상의 학습 데이터가 축적되는 시점부터 상기 학습 데이터를 기반으로한 자동재배 데이터를 제공하는 원격재배 컨설팅 시스템과, 온도센서 및 습도센서를 포함하는 센서보드를 구비하고, 상기 수동재배 데이터 및 상기 자동재배 데이터를 토대로 식물의 생육환경을 제어하는 자동화 제어 시스템을 포함하고, 상기 센서보드는, 내부 회로부에 연결된 디커플링 캐패시터에 연결되어 저항값이 가변되면서 전원에 의한 공진 노이즈를 감소시키는 전원 노이즈 처리부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

센서보드의 전원 노이즈가 감소된 스마트팜 복합환경 제어시스템{Smart farm environment control applying power noise reduction technology of sensor board}
본 발명은 스마트팜 복합환경 제어시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 센서보드의 전원 노이즈가 감소된 스마트팜 복합환경 제어시스템에 관한 것이다.
국내 농가, 농가인구의 감소, 농가 소득 정체, 기후변화로 인한 생산량 감소 등으로 인해 농업 관련 산업이 약화되고 있는 추세로 농업기술 경쟁력 강화를 위한 기술개발 추진이 요구되고 있다.
통계청 자료에 따르면, 2019년 농가(수)는 전체 가구 수 대비 5.3% 수준에 불과하며, 농가인구 역시 4.7% 수준인 약 242만명 수준인 것으로 나타나고 있다. 농가 고령화율은(65세 이상 인구비중) 2019년 기준 42.3%로 2010년 보다 10.7% 상승한 것으로 나타나고 있다.
이러한 현실에서 농업 생산량을 안정적으로 확보하기 위해, 정보통신 기술을 융합하여 스마트 팜(Smart Farm)을 구축하는 프로젝트가 많이 진행되고 있다.
한국 공개특허 공개번호 제10-2011-0111073호의 “작물 생장 주기에 따라 작물을 관리하는 자동화 관리 시스템”은 작물의 전체 생장 주기, 즉 파종에서 수확까지의 전 과정에 대한 완전 자동화를 구축할 수 있으므로, 작물을 효율적으로 관리할 수 있으며, 관리자의 편의를 도모할 수 있는 점을 제시하고 있다.
하지만 한국 공개특허 공개번호 제10-2011-0111073호 등과 같은 종래의 스마트팜에 관련된 시스템은, 단순히 온도, 습도, 조도, 산소, 및 이산화탄소에 관한 정보와 같은 환경 데이터 위주로 수집된 데이터를 활용하여 자동 재배를 지원하는데 머무르고 있다.
즉, 종래의 스마트팜 시스템은 생산량 증대, 품질 향상을 위한 의사결정에 필요한 정보를 생성하지 못하는 단점이 있다.
한편, 스마트팜 복합환경 제어시스템에는 식물의 생장환경을 확인하기 위해 다양한 센서가 장착된다. 즉, 온도센서, 습도센서, 이산화탄소센서, 조도센서, 산소센서를 측정하기 위한 센서보드가 구비된다.
센서보드는 외부환경에 노출될 수 있으므로 노이즈 발생이 예상되는데, 클럭신호, 제어신호, 전원전원 등의 왜곡이 발생할 경우 센서보드의 수명 및 신뢰성에 영향을 줄 수 있으므로, 신호의 노이즈를 방지, 제거하거나 감소시킬 수 있는 노이즈 방지기술이 적용되어야 한다.
KR 10-2011-0111073 A
본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 디커플링 캐패시터에 연결되어 저항값이 가변되면서 전원에 의한 공진 노이즈를 감소시키는 센서보드가 구비된 스마트팜 복합환경 제어시스템을 제공한다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 미리 설정된 전문가풀에 의한 수동재배 데이터를 제공하다가 소정의 범위 이상의 학습 데이터가 축적되는 시점부터 상기 학습 데이터를 기반으로한 자동재배 데이터를 제공하는 원격재배 컨설팅 시스템과, 온도센서 및 습도센서를 포함하는 센서보드를 구비하고, 상기 수동재배 데이터 및 상기 자동재배 데이터를 토대로 식물의 생육환경을 제어하는 자동화 제어 시스템을 포함하고, 센서보드는, 내부 회로부에 연결된 디커플링 캐패시터에 연결되어 저항값이 가변되면서 전원에 의한 공진 노이즈를 감소시키는 전원 노이즈 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 스마트팜 복합환경 제어시스템이 제공된다.
또한 본 발명에 포함되는 전원 노이즈 처리부는, 전원 전압 및 접지 전압을 공급받는 상기 내부 회로부와, 내부 회로부의 상기 전원 전압의 입력부와 일단이 연결되는 상기 디커플링 캐패시터와, 상기 디커플링 커패시터의 타단과 상기 접지 전압의 입력부 사이에 연결되어, 상기 전원 전압 또는 상기 접지 전원과 상기 내부 회로부로 인입되는 전원 전압 또는 접지 전원 사이의 전압 레벨차가 최소가 되도록, 상기 내부 회로부에 공급되는 전원 전압 또는 접지 전압에 대응하여 공진 노이즈를 감소시키는 저항값이 가변되는 가변 저항부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 포함되는 가변 저항부는, 병렬로 연결된 복수의 저항 소자와, 복수의 저항 소자를 선택하는 스위칭 소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 포함되는 복수의 저항 소자는, 드레인단이 상기 디커플링 커패시터에 연결되고, 소스단이 상기 접지 라인으로 연결되는 복수의 엔모스 트랜지스터와, 드레인단이 상기 디커플링 커패시터에 연결되고, 소스단이 상기 접지 라인으로 연결되며, 게이트단으로 전원전압이 인가되는 엔모스 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에서 식물의 생육상태를 모니터하며, 모니터링 데이터를 원격재배 컨설팅 시스템 및 자동화 제어 시스템 중 적어도 어느 하나 이상에 제공하는 생육분석 시스템을 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 스마트팜 복합환경 제어시스템은, 디커플링 캐패시터에 연결되어 저항값이 가변되면서 전원에 의한 공진 노이즈를 감소시키는 센서보드가 구비된다.
또한, 센서보드는 내부회로 보호부를 통해 정전기를 외부로 방출시킴으로써 내부회로를 보호할 수 있다.
또한, 스마트팜 복합환경 제어시스템은 미리 설정된 전문가풀에 의한 수동재배 데이터를 제공하다가 소정의 범위 이상의 학습 데이터가 축적되는 시점부터 학습 데이터를 기반으로한 자동재배 데이터를 제공할 수 있다.
따라서 생산량 증대, 품질 향상을 위한 의사결정에 필요한 정보를 축적된 학습 데이터를 기반으로 자동화 시킬 수 있는 장점이 있다.
즉, 최초에는 전문가풀에 의한 수동재배 데이터를 제공하고 식물의 생육환경을 제어하면서 식물의 생육상태를 모니터링하다가, 모니터링 결과를 피드백하여 학습 데이터를 계속해서 축적한다.
학습 데이터가 충분히 축적된 이후에는 학습 데이터를 기반으로 인공지능(AI, Artificial Intelligence)화된 자동재배 데이터를 제공함으로써, 기후변화나 환경변화가 발생하더라도 해당 식물의 성장조건을 자동 조절할 수 있다. 궁극적으로 스마트팜 복합환경 제어시스템을 통해 자동으로 재배 의사결정을 할 수 있는 솔루션을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트팜 복합환경 제어시스템(1)의 개념도
도 2는 스마트팜 복합환경 제어시스템(1)의 좀 더 상세한 구성도
도 3은 자동화 제어 시스템(200)에 포함된 센서보드의 구성도
도 4는 센서보드에 포함된 전원 노이즈 처리부(42)의 회로도
도 5는 전원 노이즈 처리부(42)의 감쇄부의 제1 실시예
도 6은 전원 노이즈 처리부(42)의 감쇄부의 제2 실시예
도 7은 센서보드에 포함된 내부 보호부(41)의 구성도
도 8은 내부회로 보호부(16)의 개략적인 구성도
도 9는 내부회로 보호부(16)의 회로도
도 10은 원격재배 컨설팅 시스템(100)의 개념도
도 11은 유체역학을 고려한 환경분석 과정의 예시를 나타낸 도면
도 12는 영상을 이용한 생육측정 방식을 나타낸 도면
도 13은 영상을 이용한 생육측정 과정의 예시를 나타낸 도면
도 14는 획득된 영상이미지로 식물의 생육 및 스트레스를 측정하는 방식을 나타낸 도면
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트팜 복합환경 제어시스템(1)의 개념도이고, 도 2는 스마트팜 복합환경 제어시스템(1)의 좀 더 상세한 구성도이다.
본 실시예에 따른 스마트팜 복합환경 제어시스템(1)은 제안하고자 하는 기술적인 사상을 명확하게 설명하기 위한 간략한 구성만을 포함하고 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 스마트팜 복합환경 제어시스템(1)은 원격재배 컨설팅 시스템(100)과, 자동화 제어 시스템(200)과, 생육분석 시스템(300)을 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성되는 스마트팜 복합환경 제어시스템(1)의 주요동작을 살펴보면 다음과 같다.
본 발명에 따른 스마트팜 복합환경 제어시스템(1)은 농업에 대한 국제 기술 경쟁력을 확보하고, 단순 재배환경에서 벗어나, 농업가에 재배 컨설팅 나아가 자동으로 재배 의사결정을 할 수 있는 솔루션을 제공한다.
스마트팜 복합환경 제어시스템(1)은 단순 원거리에서 농장을 관리하는 것이 아닌, 생육환경 빅데이터를 축적하고 이를 활용한 생산성 제고에 기여할 수 있다.
스마트팜 복합환경 제어시스템(1)은 인공지능(AI, Artificial Intelligence) 기술과 농업전문가 풀을 활용한 원격재배 컨설팅 시스템(100), 농가에서 환경제어를 하는 자동화 제어 시스템(200), 생육분석 시스템(300) 등 세 부분으로 구분할 수 있다.
원격재배 컨설팅 시스템(100)은 기후변화에 따른 환경, 재배 작물 등의 변화를 온/오프라인으로 컨설팅할 수 있는 시스템이다. 퇴직 농업전문가, 지역별 농업 마스터 등으로 이루어진 농업 전문가 Pool을 통해 오프라인으로 수집된 데이터를 기계에게 학습지도(Supervised Learning)하고 분석하며, O2O 원격 재배컨설팅 플랫폼 및 전자 매뉴얼 기반 식물생산 ERP를 지원한다.
식물생산을 관리하는 ERP, 측정된 생육환경을 분석하는 재배컨설팅 모듈로 이 모듈에는 카메라로 촬영된 생육의 크기 및 생육스트레스를 측정하는 생육분석이 포함된다. 또한 실시간으로 재배환경 및 제어를 수행하는 대시보드와 복합 제어용 룰엔진이 적용된다.
초기에는 측정 데이터를 머신러닝에 학습하기 위해 상황인지를 전문가 풀에서 수행한다.
즉, 원격재배 컨설팅 시스템(100)은 미리 설정된 전문가풀에 의한 수동재배 데이터를 제공하다가 소정의 범위 이상의 학습 데이터가 축적되는 시점부터 학습 데이터를 기반으로한 자동재배 데이터를 제공한다.
자동화 제어 시스템(200)의 모든 하드웨어와 소프트웨어는 표준 프로토콜과 오픈 기반으로 개발되고, 농가에서 직접 설치 및 유지보수 가능한 형태로 개발된다. 자동화 제어 시스템(200)은 복합환경제어 동작을 Rule 기반 엔진을 사용하여 프로그램 변경 없이 사용이 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 자동화 제어 시스템(200)은 센싱, 작업 등에 발생하는 사건(event) 및 동작을 룰(rule)로 관리한다.
자동화 제어 시스템(200)은 수동재배 데이터 및 자동재배 데이터를 토대로 식물의 생육환경을 제어하는데, 실시간 식물생산, 생육분석용 데시보드 시스템이 적용된다.
즉, 농가에서 쉽게 조작이 가능한 직관적인 그래픽 기반의 데시보드가 적용되고, 실시간 ERP, 생산공정 및 작업 모니터링 시스템이 적용된다. 또한, HTML 5 기반의 Web & 모바일 통합 UI 관리가 적용된다.
또한, 자동화 제어 시스템(200)은 온도센서, 습도센서, 이산화탄소센서, 조도센서, 산소센서를 측정하기 위한 센서보드(센서모듈)가 구비된다.
센서보드는 실제 측정대상과 직/간접적으로 접촉하여 물리적인 신호를 수집하는 부분으로 외부에 직접적으로 노출되며, 그로인해 외부에 영향을 가장 많이 받는 부분이다.
센서보드는 실제 측정을 담당하는 센서, 외부노이즈(충격, 이물유입 등)의 영향을 최소화하기 위한 기구(케이스 또는 브라켓) 및 각종 케이블이 한 세트로 구성되며, 그 중 외부 데이터의 신뢰성을 확보하기 위해 최적의 측정조건을 형성해야함과 더불어 외부의 영향을 최소화 할 수 있는 구조적 설계가 가장 중요한 부분을 차지하고 있다.
따라서 본 발명에서는 스마트팜 복합환경 제어시스템에 적용되는 센서보드의 노이즈를 감소시키고 내부를 보호하기 위한 기술을 제안한다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
생육분석 시스템(300)은 식물체에 영향을 주지 않고 식물의 형태 및 생육상태를 재배시설에서 측정한다.
생육분석 시스템(300)은 비파괴 및 스트레스를 주지 않고 생육측정을 위한 비전장치를 포함하여, 식물체 형태 및 생육 스트레스 측정한다. 생육분석 시스템(300)은 식물의 생육상태를 모니터하며, 모니터링 데이터를 원격재배 컨설팅 시스템 및 자동화 제어 시스템 중 적어도 어느 하나 이상에 제공한다.
생육분석 시스템(300)은 스마트팜 제어를 위한 표준 프로토콜을 사용하며, 센서 및 제어용 표준 인터페이스가 적용된다.
특히, 식물영상(Viable, NIR, IR) 획득용 카메라 모듈은 복수 개가 구비될 수 있다. 즉, 가시광선 영역 촬영 카메라, 근적외선 영역 촬영 카메라, 장파적외선 영역 촬영 카메라를 이용하여 식물영상을 촬영하고 분석할 수 있다.
도 3은 자동화 제어 시스템(200)에 포함된 센서보드의 구성도이다.
센서보드는 온도센서, 습도센서, 이산화탄소센서, 조도센서, 산소센서를 측정하기 위한 보드로 정의된다. 도 3의 실시예에서는 온도센서 및 습도센서만이 구비된 보드를 도시하였다.
즉, 센서보드는 온도센서, 습도센서, 전원 공급부, 내부 보호부(41) 및 전원 노이즈 처리부(42)를 포함하여 구성된다.
센서보드는 외부환경에 노출될 수 있으므로 노이즈 발생이 예상되는데, 클럭신호, 제어신호, 전원전원 등의 왜곡이 발생할 경우 센서보드의 수명 및 신뢰성에 영향을 줄 수 있으므로, 신호의 노이즈를 방지, 제거하거나 감소시킬 수 있는 노이즈 방지기술이 적용되어야 한다.
참고적으로 온도센서의 예시로써, 온도센서는 전압 발생부와, 온도코드출력부를 포함하여 구성될 수 있다.
전압 발생부는 소정의 제1 저항수치를 갖는 제1 온도소자와, 제2 저항수치를 갖는 제2 온도소자를 구비하고, 제1 및 제2 온도소자에 의해 온도변화에 따라 전압레벨이 변경되는 온도대응전압을 생성한다. 또한, 전압 발생부는 온도변화가 발생하더라도 구동전압레벨에 따라 일정한 전압레벨을 유지하는 기준전압을 생성한다.
또한, 온도코드출력부는 기준전압과 온도대응전압을 비교하여 다수의 온도코드를 생성한다. 즉, 온도코드에 온도정보가 포함되는 방식이다.
온도센서의 다른 예시로써, 온도센서는 레퍼런스전압 출력부와, 디지털-아날로그 변환부와, 비교부와, 디지털 신호 발생부와, 저장부와, 데이터 출력부를 포함하여 구성될 수 있다.
레퍼런스전압 출력부는 온도에 대응하여 변하는 레퍼런스 전압을 발생한다.
디지털-아날로그 변환부는 N(1이상의 정수) 비트 디지털 신호를 아날로그 센싱 전압으로 변환하여 출력한다.
비교부는 레퍼런스 전압과 아날로그 센싱 전압을 비교하여, 비교결과를 출력한다.
디지털 신호 발생부는 비교부의 비교결과에 따라 디지털 신호를 가변하고, 저장부는 제1 온도에서의 디지털 신호 발생부의 출력신호를 저장한다.
데이터 출력부는 제2 온도에서의 디지털 신호 발생부의 출력신호 및 제1 저장부의 출력신호에 따라, 제2온도에 대응하는 데이터를 출력한다.
즉, 제안된 센서보드는 전원 노이즈 처리부(42)를 포함한다. 전원 노이즈 처리부(42)는 디커플링 캐패시터에 연결되어 저항값이 가변되면서 전원에 의한 공진 노이즈를 감소시키는 역할을 수행한다.
도 4는 센서보드에 포함된 전원 노이즈 처리부(42)의 회로도이다.
도 4를 참조하면, 전원 노이즈 처리부(42)는 내부 회로부와 , 전원(VDD) 라인 및 접지(VSS) 라인을 통해 회로부로 전원전압을 공급하기 위해 내부 회로부와 전기적으로 접속되는 전원전압 공급 패드(VDD Pad) 및 접지전압 공급 패드(VSS Pad)와, 내부 회로부와 병렬 접속되며, 내부 회로부와 전원전압 공급 패드(VDD Pad)를 연결하는 전원(VDD) 라인에 연결되는 디커플링 커패시터(Cde-cap) 및 가변 저항부(R)를 포함한다.
참고적으로 내부 회로부는 센서보드에 포함됨 소자를 모두 지칭하는 것이나, 본 실시예에서는 전원 노이즈의 영향을 많이 받는 메모리라고 가정하고 설명한다.
내부 회로부가 있는 위치에서의 전압의 값은 동일 위치에서의 임피던스 값과 회로가 소모하는 동작 전류의 곱으로 표현할 수 있으므로, 회로가 소모하는 전류가 정해져 있다면 결국 전압의 변동폭은 임피던스 값의 크기에 비례하며, 디커플링 커패시터(Cde-cap)의 기생 저항(Rde-cap) 값이 커질수록 공진에서의 임피던스 값은 작아진다.
이러한 결과는 기생 저항(Rde-cap) 값이 클수록 공진에서의 손실이 커지기 때문에 나타나는 현상이며, 메탈 저항(Rdie) 값이 큰 경우에도 유사한 결과를 얻을 수 있게 되지만, 메탈 저항(Rdie) 값이 커지면 DC 전류에 의한 전압 강하가 커지게 되므로 바람직하지 않다.
따라서 본 발명에서는 디커플링 커패시터(Cde-cap)에 직렬 가변 저항부(R)를 연결하여, 디커플링 커패시터(Cde-cap)의 기생 저항(Rde-cap) 값이 커질때와 마찬가지로 공진에서의 임피던스 값을 감소시켜, 공진으로 인한 전압 강하를 제한한다.
가변 저항부(R)는 디커플링 커패시터(Cde-cap)와 접지(VSS)라인을 연결하며, 전원전압 공급 패드(VDD Pad)로 공급되는 전원과 내부 회로부로 인입되는 전원 간 레벨 차이가 최소가 되도록 저항값을 가변시켜 사용할 수 있도록 구성된다.
도 5는 전원 노이즈 처리부(42)의 감쇄부(421)의 제1 실시예이고, 도 6은 전원 노이즈 처리부(42)의 감쇄부의 제2 실시예이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 우선 도 5는 각각 디커플링 커패시터(Cde-cap)와 직렬 연결되며 고정 저항값을 갖는 복수의 저항 소자(R1~R4)로 구현한 것으로, 스위치 온/오프를 통해 가변 저항부(R)의 저항값을 가변시킬 수 있다. 이때, 각 저항 소자(R1 ~ R4)는 서로 다른 저항값을 갖는 것을 사용하여, 전압 강하를 최소화할 수 있는 저항 소자를 선택할 수 있도록 하는 것이 바람직할 것이다.
다음으로, 도 6은 디커플링 커패시터(Cde-cap)에 복수의 엔모스 트랜지스터(T1~T4)를 연결하고, 복수의 엔모스 트랜지스터(T1~T3)의 게이트에 외부의 가변 저항 조절 로직(10)으로부터 출력되는 온/오프 제어신호(a1, a2, a3)를 입력하여 온/오프 제어 신호(a1, a2, a3)의 레벨에 따라 각 트랜지스터가 턴온/턴오프 되도록 한 구조이다.
이때, 온/오프 제어 신호(a1, a2, a3)의 레벨이 모두 로우 레벨인 경우 디커플링 커패시터(Cde-cap)와 접지 라인 간의 연결이 해제되므로, 마지막 엔모스 트랜지스터(T4)의 게이트로는 전원전압이 인가되도록 하였다.
한편, 저항 조절부(10)는 디커플링 커패시터(Cde-cap)에 연결되어 있는 각 트랜지스터들(T1, T2, T3)을 턴온 또는 턴오프시키기 위한 온/오프 제어 신호(a1, a2, a3)를 출력하는 로직으로서, 트레이닝 과정에서 외부로부터의 커맨드 신호(COMMAND)에 의해 인에이블되어 각 제어 신호(a1, a2, a3)가 가질 수 있는 논리 레벨의 조합을 출력하여 노이즈가 가장 작은 조합을 선택할 수 있도록 하며, 선택된 조합의 제어신호(a1, a2, a3)를 상기 각 트랜지스터들(T1, T2, T3)의 게이트로 입력한다.
따라서 전원 노이즈 처리장치(42)를 통해 메탈 저항 값이 줄어들어 공진으로 인한 문제가 이슈가 되는 경우 공진으로 인한 전원 노이즈를 감쇄시킬 수 있게 되며, 이에 따라 저전압 고속 동작 메모리의 구동전원을 안정적으로 처리할 수 있다.
또한, 가변 저항부의 다른 실시예로써, 스위칭 동작과 가변저항소자로의 기능을 가지는 스위칭 가변 저항수단이 사용될 수 있다. 즉, 스위칭 가변 저항수단은 제어신호에 따라 가변진폭 출력펄스를 생성하는 출력펄스 생성부와, 가변진폭 출력펄스를 입력받아 스위칭 동작과 저항값이 변화하는 가변 저항으로 구성될 수 있다.
또한, 가변 저항부의 다른 실시예로써, 가변 저항부의 내부에 복수의 저항 세그멘트들을 포함하고, 가변 저항부가 가질 수 있는 복수의 저항값 후보들을 크기 순으로 정렬하는 경우, 복수의 저항값 후보들이 같은비수열(geometric sequence)을 이루도록 구성될 수 있다. 즉,가변 저항부는 복수 개의 저항 세그먼트들과, 복수 개의 저항 세그먼트들에 연결된 복수의 스위치들로 구성되는데, 복수 개의 스위치들은 N비트 제어 신호의 각 비트 또는 각 비트의 조합에 의하여 복수 개의 저항 세그먼트들의 연결 상태를 제어하고, 가변 저항부의 저항 값은 N 비트 제어 신호에 기반하는 지수 함수에 따라 결정될 수 있다. 따라서 사용자가 제어 코드를 통해 저항값 변화로 인한 결과를 직관적으로 파악하기 용이하다.
또한, 센서보드는 내부 보호부(41)를 포함하고 있는데, 센서보드는 내부회로 보호부(41)를 통해 정전기 또는 의도치 않은 고전압/전류 성분을 외부로 방출시킴으로써 내부회로를 보호할 수 있다
도 7은 센서보드에서 내부 보호부(41)의 구성도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 내부 보호부(41)는 고전압 생성부(12), 파워업 신호 조절부(14), 파워다운모드신호 조절부(18) 및 내부 회로 보호부(16)를 포함한다.
고전압 생성부(12)는 외부로부터 인가되는 구동전압(VDD)을 펌핑하여 고전압(HVDD)을 생성하고, 생성된 고전압을 내부회로 보호부(16)로 제공한다. 이때, 고전압 생성부(12)는 내부 회로에서 생성할 수 있는 가장 높은 고전압을 생성함으로써, 내부 회로의 오동작을 방지할 수 있다.
파워업 신호 조절부(14)는 외부로부터 인가되는 구동전압(VDD)에 응답하여 전원 전압의 전위가 일정 전위 이상이 됨을 감지하여 파워업 신호(Powerup)를 생성한다.
또한, 파워업 신호 조절부(14)는 생성된 파워업 신호(Powerup)의 하이 레벨 구간을 일정 시간 지연시켜 파워업 지연신호(PWRUP_DLY)를 생성하고, 생성된 파워업 지연신호(PWRUP_DLY)를 내부 회로 보호부(16)로 제공한다.
파워다운(Deep Power Down: 이하 PWRDN라 칭함) 모드 신호 조절부(18)는 센서보드가 동작하지 않는 대기 상태에서 전력 소모를 감소시킬 수 있도록 내부의 불필요한 회로들을 비활성화 시키기 위해 외부로부터 인가되는 CAS(Column Access Strobe), RAS(Row Access Strobe) 등의 명령 신호들의 조합에 의해 생성된 커맨드(command)에 응답하여 딥 파워 다운 신호(PWRDN, 이하 파워다운모드신호라 칭함)를 생성한다.
그리고, 파워다운모드신호 조절부(18)는 생성된 파워다운모드신호(PWRDN)의 하이 레벨 구간을 일정 시간 지연시켜 파워다운모드 지연신호(PWRDN_Delay)를 생성한다.
이처럼, 본 발명은 파워업 신호 및 파워다운모드신호(PWRDN)의 하이 레벨 구간을 일정 시간을 지연시킬 수 있다. 이는, 센서보드의 초기화 시 외부 구동전압 및 고전압 등이 0 레벨에서 기설정된 레벨로 점차적으로 증진하게 된다. 그러나, 고전압이 기설정된 레벨에 도달하기도 전에 파워업 신호 및 딥 파워 신호가 활성화됨으로써, 트랜지스터들의 누설 전류가 발생하게 되고, 이에 따라 센서보드의 오동작이 초래된다. 따라서 본 발명은 각 신호의 활성 시간을 고전압이 기 설정된 레벨에 도달할 때까지 지연(Delay)시켜 트랜지스터들의 누설 전류를 방지할 수 있다.
한편, 내부 회로 보호부(16)는 고전압 생성부(12)로부터 입력된 고전압에 기초하여 파워업 신호 조절부(14)로부터 인가된 파워업 지연신호(PWRUP_DLY)와, 파워다운모드신호 조절부(18)로부터 인가된 파워다운모드신호(PWRDN) 및 파워다운모드 지연신호(PWRDN_Delay)를 인가받아 과전류가 내부 회로로 유입되는 것을 방지한다.
도 8은 내부회로 보호부(16)의 구성도이고, 도 9는 내부회로 보호부(16)의 회로도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 내부 회로 보호부(16)는 레벨 시프팅부(16_2) 및 정전기(Electrostatic discharge) 방지부(16_4)를 포함한다.
레벨 시프팅부(16_2)는 고전압 생성부(12)로부터 인가되는 고전압에 응답하여 파워다운모드신호 조절부(18)로부터 인가되는 파워다운모드신호(PWRDN)의 레벨을 고전압의 레벨로 시프트(Shift)시킨다.
이때, 레벨 시프팅부(16_2)는 파워다운모드신호(PWRDN)의 레벨을 고전압의 레벨로 시프트 시키는 것은, 내부 회로에서 흐를 수 있는 가장 높은 전류를 흘려주어, 정전기 방지부(16_4)의 제1 PMOS 트랜지스터(T5)에서의 누설 전류를 방지할 수 있고, 구동전압(VDD)의 레벨을 낮춤으로써 내부 회로의 오동작을 방지할 수 있다.
정전기 방지부(16_4)는 파워업 지연신호(PWRUP_DLY)와 파워다운모드 지연신호(PWRDN_Delay)의 조합 신호에 응답하여 과전류가 내부 회로로 유입되는 것을 방지한다.
이처럼, 본 발명에 따른, 내부 보호부(41)는 내부에서 생성할 수 있는 가장 높은 전압을 생성하여 파워다운모드신호(PWRDN)의 레벨을 고전압의 레벨로 시프트시키고, 시프트된 고전압 레벨과 전원 전압의 레벨을 비교하여 과전류를 외부로 방출시킴으로써, 내부 회로의 오동작을 방지할 수 있다.
레벨 시프팅부(16_2)는 파워다운모드신호(PWRDN)의 반전 레벨과, 파워다운모드신호(PWRDN)을 입력으로 하는 제1 및 제2 입력 트랜지스터(T3, T4)와, 고전압을 흘려주는 미러 트랜지스터(T1, T2)를 포함한다.
이때, 레벨 시프팅부(16_2)는 파워다운모드신호(PWRDN)의 레벨을 반전시켜 제1 입력 트랜지스터(T3)로 인가하는 제1 인버터부(IV1)와, 파워다운모드신호(PWRDN)를 제2 입력 트랜지스터(T4)로 인가하는 제2 인버터부(IV2)를 더 포함한다.
정전기 방지부(16_4)는, 내부 회로로 인가되는 전류의 량을 조절하여 내부 회로의 파괴를 방지한다.
이러한, 정전기 방지부(16_4)는, 파워업 지연신호(PWRUP_DLY)와 파워다운모드 지연신호(PWRDN_Delay)를 조합하여 조합 신호를 생성하는 조합부(NOR1), 전원 전압단(VDD)과 접지 전압단(VSS) 사이에 연결되며 레벨 시프팅부(16_2)의 출력 신호를 입력으로 하는 제1 PMOS 트랜지스터(T5), 조합부(NOR1)로부터 출력되는 조합 신호의 반전 레벨을 입력으로 하는 제2 PMOS 트랜지스터(T6), 조합 신호를 입력으로 하는 제1 NMOS 트랜지스터(T7)를 포함한다.
이하, 본 실시예에 따른 내부 회로 보호부(16)의 동작을 살펴본다.
먼저, 일 예로 센서보드의 내부 회로 보호부(16)가 초기화 동작을 수행하는 경우를 설명하기로 한다.
레벨 시프팅부(16_2)는 파워다운모드신호 조절부(18)와 고전압 생성부(12) 각각으로부터 파워다운모드신호(PWRDN) 및 고전압(H_VDD)을 인가받는다.
이때, 고전압(H_VDD)과 구동전압(VDD)은 기설정된 레벨까지 도달하지 못한 상태이므로, 과전류가 유입되지 않게 되어 내부 회로 보호부(16)는 동작하지 않는다.
그러므로 레벨 시프팅부(16_2)의 출력 신호는 계속 플로팅(Floating)되고, 정전기 방지부(16_4)의 제2 PMOS 트랜지스터(T6)와 제1 NMOS 트랜지스터(T7)는 동작하지 않는다.
한편, 센서보드의 초기화 시 레벨 시프팅부(16_2)로 인가되는 외부 구동전압 및 고전압 등이 0 레벨에서 기설정된 레벨로 점차적으로 증진하게 된다. 종래에는, 고전압이 기설정된 레벨에 도달하기도 전에 파워업 신호 및 딥 파워 신호가 활성화됨으로써, 트랜지스터들의 누설 전류가 발생하게 되고, 이에 따라 센서보드의 오동작이 발생하였다. 따라서 발명은 파워업 신호 및 파워다운모드신호(PWRDN)의 활성 시간을 고전압이 기 설정된 레벨에 도달할 때까지 지연(Delay)시켜 정전기 방지부(16_4)에 인가시킴으로써, 트랜지스터들의 누설 전류를 방지할 수 있다.
그 다음, 다른 예로, 내부 회로 보호부(16)가 초기화 동작 후 정상 동작을 수행할 경우를 설명하기로 한다.
레벨 시프팅부(16_2)는 파워다운모드신호 조절부(18)와 고전압 생성부(12) 각각으로부터 파워다운모드신호(PWRDN) 및 고전압(H_VDD)을 인가받는다.
레벨 시프팅부(16_2)는 정상 동작 시, 파워다운모드신호 조절부(18)로부터 로우 레벨의 파워다운모드신호(PWRDN)를 입력받게 되는데, 입력된 로우 레벨의 파워다운모드신호(PWRDN)는 제1 인버터부(IV1)에 의해 하이 레벨의 파워다운모드신호(PWRDN)로 출력되게 된다.
하이 레벨의 파워다운모드신호(PWRDN)는 제1 노드(N1)를 통해 제1 입력 트랜지스터(T3)로 입력되고, 하이 레벨의 파워다운모드신호(PWRDN)는 제2 인버터부(IV2)를 거쳐 다시 로우 레벨로 반전되어 제2 입력 트랜지스터(T4)로 입력된다.
레벨 시프팅부(16_2)에서는 하이 레벨의 파워다운모드신호(PWRDN)가 제1 입력 트랜지스터(T3)의 문턱 전압 이상으로 증가하게 되면, 제1 입력 트랜지스터(T3)는 턴온된다. 그렇게 되면, 제2 노드(N2)의 레벨이 제2 미러 트랜지스터(T2)의 게이트로 입력되게 되고, 그에 따라 제2 미러 트랜지스터(T2)가 턴온하게 된다.
그러나, 제2 입력 트랜지스터(T4)는 로우 레벨의 파워다운모드신호(PWRDN)가 입력되기 때문에 제4 노드(N4)에는 하이 레벨의 출력 신호가 출력하게 된다.
그러면, 정전기 방지부(16_4)는 레벨 시프팅부(16_2)로부터 제1 PMOS 트랜지스터(T5) 문턱 전압 이상의 파워다운모드신호가 입력되기 때문에, 제1 PMOS 트랜지스터(T5)가 동작하지 않게 된다.
이때, 정전기 방지부(16_4)의 조합부(NOR1)는 노멀 모드 시 로우 레벨을 가지는 파워업 지연신호(PWRUP_DLY) 및 파워다운모드 지연신호(PWRDN_Delay)를 조합하여 조합 신호를 출력하게 되는데, 정전기 방지부(16_4)는 조합부(NOR1)로부터 출력된 조합 신호에 의해 제2 PMOS 트랜지스터(T6)와 제1 NMOS 트랜지스터(T7)가 턴온되긴 하지만, 제1 PMOS 트랜지스터(T5)가 동작하지 않기 때문에 전류를 방출시키지 않게 된다.
마지막으로, 또 다른 예로, 센서보드의 내부 회로 보호부(16)가 전원 전압의 과도 상승 시 동작을 수행할 경우를 설명하기로 한다.
레벨 시프팅부(16_2)는 파워다운모드신호 조절부(18)와 고전압 생성부(12) 각각으로부터 파워다운모드신호(PWRDN) 및 고전압(H_VDD)을 인가받는다.
이때, 레벨 시프팅부(16_2)는 내부 전압 과도 상승 시, 파워다운모드신호 조절부(18)로부터 하이 레벨의 파워다운모드신호(PWRDN)를 입력 받게 되는데, 입력된 하이 레벨의 파워다운모드신호(PWRDN)는 제1 인버터부(IV1)에 의해 로우 레벨의 파워다운모드신호(PWRDN)로 출력되게 된다.
이렇게 출력된, 로우 레벨의 파워다운모드신호(PWRDN)는 제1 노드(N1)를 통해 제1 입력 트랜지스터(T3)로 입력됨과 동시에, 제2 인버터부(IV2)를 거쳐 다시 하이 레벨의 파워다운모드신호(PWRDN)로 반전되어 제2 입력 트랜지스터(T4)로 입력된다.
레벨 시프팅부(16_2)는 로우 레벨의 파워다운모드신호(PWRDN)가 제1 입력 트랜지스터(T3)의 문턱 전압 이하로 감소하면, 제1 입력 트랜지스터(T3)는 동작하지 않는다. 그렇게 되면 제2 노드(N2) 레벨이 제2 미러 트랜지스터(T2)로 출력되게 되고, 그에 따라 제2 미러 트랜지스터(T2)도 동작하지 않게 된다.
그러나 레벨 시프팅부(16_2)는 제2 입력 트랜지스터(T4)로 하이 레벨의 파워다운모드신호(PWRDN)가 입력되기 때문에, 제2 입력 트랜지스터(T4)가 턴온되고 그에 의해 제4 노드(N4)의 레벨은 로우 레벨로 되고, 그에 의해 로우 레벨의 출력 신호가 출력하게 된다.
그러면, 정전기 방지부(16_4)는 레벨 시프팅부(16_2)로부터 제1 PMOS 트랜지스터(T5) 문턱 전압 이하의 로우 레벨의 출력 신호가 입력되게 되면, 제1 PMOS 트랜지스터(T5)가 턴-온된다.
이때, 정전기 방지부(16_4)의 조합부(NOR1)는 VDD 과다 상승 시에도 로우 레벨을 가지는 파워업 지연신호(PWRUP_DLY) 및 파워다운모드 지연신호(PWRDN_Delay) 입력 받아 조합 신호를 출력하게 되는데, 정전기 방지부(16_4)는 조합부(NOR1)로부터 출력된 조합 신호에 의해 제2 PMOS 트랜지스터(T6)와 제1 NMOS 트랜지스터(T7)가 턴-온되기 때문에 전원 전압의 레벨이 낮아지도록 전류를 방출시킬 수 있다.
이처럼, 본 발명에 따른 내부 보호부(41)는 내부에서 생성할 수 있는 가장 높은 전압을 생성하여 파워다운모드신호의 레벨을 시프트시키고, 시프트된 전압 레벨과 전원 전압의 레벨을 비교하여 과전류를 외부로 방출시킴으로써, 내부 회로의 오동작을 방지할 수 있다.
도 10은 원격재배 컨설팅 시스템(100)의 개념도이다.
도 10을 참조하면, 원격재배 컨설팅 시스템(100)은 식물생산관리를 위한 ERP과 수집된 데이터를 기계학습부분으로 구성된다.
즉, 원격재배 컨설팅 시스템(100)은 미리 설정된 전문가풀에 의한 수동재배 데이터를 제공하다가 소정의 범위 이상의 학습 데이터가 축적되는 시점부터 학습 데이터를 기반으로한 자동재배 데이터를 제공할 수 있다.
따라서 생산량 증대, 품질 향상을 위한 의사결정에 필요한 정보를 축적된 학습 데이터를 기반으로 자동화 시킬 수 있는 장점이 있다.
즉, 최초에는 전문가풀에 의한 수동재배 데이터를 제공하고 식물의 생육환경을 제어하면서 식물의 생육상태를 모니터링하다가, 모니터링 결과를 피드백하여 학습 데이터를 계속해서 축적한다.
학습 데이터가 충분히 축적된 이후에는 학습 데이터를 기반으로 인공지능(AI, Artificial Intelligence)화된 자동재배 데이터를 제공함으로써, 기후변화나 환경변화가 발생하더라도 해당 식물의 성장조건을 자동 조절한다. 궁극적으로 스마트팜 복합환경 제어시스템을 통해 자동으로 재배 의사결정을 할 수 있는 솔루션을 제공할 수 있다.
따라서 원격재배 컨설팅 시스템(100)을 통해 최적화된 식물재배 전자 매뉴얼에 따른 종합식물생산관리가 가능하고, 기후변화로 환경, 설비, 생산 작물의 변경에 적용할 수 있는 전자 매뉴얼 자동작성된다. 또한, 온라인과 오프라인으로 원격재배 컨설팅 지원이 가능하다.
또한, 식물생육, 재배환경, 병충해, 재배작업 등에 대한 정형 및 비정형 정보 수집 분석이 가능하고, 테스트베드 재배에 수집된 정보를 기계학습하기 위한 생육전문가의 학습지도(Supervised Learning) 및 분석이 가능한다.
특히, 형태(morphology), 식물스트레스(NDVI: Normalized Difference Vegetation Index), 영양소 결핍 분석 등의 실시간 분석으로 재배 조언 및 작업지시가 가능(자동재배 데이터, 수동재배 데이터)하다.
도 11은 유체역학을 고려한 환경분석 과정의 예시를 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 스마트팜 복합환경 제어시스템(1)은 전산 유체 역학 프로그램을 활용한 온실내의 자연 대류 및 강제 환풍에 대한 실내 내부온도 변화 분석 후 측정 장치의 선정, 위치, 동작 방식 등의 결정요소 추출할 수 있다.
예를 들어 시설하우스의 자연 대류 및 강제 환풍에 따른 내부온도 변화 분석할 수 있고, 농업의 증가되는 에너지에 절감을 위해 제어 따른 사용 에너지 분석이 가능하다.
즉, 시간, 온도, 습도 등의 단순 제어 요소(factor)에서 탈피하여, 룰(rule) 엔진에 기반을 두어 요소와의 관계, 시계열 분석, 에너지 사용량 등의 다양하고 복합적인 요소에 의한 관리 기준을 자동 제공할 수 있다.
도 12는 영상을 이용한 생육측정 방식을 나타낸 도면이다
도 12를 참조하면, 카메라 촬영영상을 토대로 형태분석, 색상분석, 파장 분석을 진행할 수 있다.
즉, 식물체의 형태를 추출하여 생육크기, 모양을 자동측정하고, 식물체를 구분하고, 생육성장에 따른 수확량을 자동예측할 수 있다.
또한, 식물체의 색상 및 색소를 히스토그램으로 분석하여 식물체를 구분하고, 품질을 판별하며, 광합성 색소를 자동분석할 수 있다.
또한, 식물체의 빛 파장대역별 흡수량을 측정하여 생육 및 원소함량을 분석하고, 식물 스트레스 및 광합성 상태를 자동분석할 수 있다.
이렇게 측정된 데이터는 원격재배 컨설팅 시스템(100)으로 전달되어 영상에 의한 식물의 생육상태 및 스트레스 정보 분석에 활용되고, 테스트베드에서 재배 시 수집된 정보를 기계학습하기 위한 생육전문가의 학습지도 및 분석에 활용되어 최적 생육 온도, 수확량 예측, 양액공급에 사용될 수 있다.
도 13은 영상을 이용한 생육측정 과정의 예시를 나타낸 도면이다.
도 13을 참조하면, 종래에는 기존의 잎면적 측정 방식은 단위 입면적의 합으로, 잎의 구별과 잎이 겹치는 경우에 오류가 발생하였다.
따라서 스마트팜 복합환경 제어시스템(1)에서는 식물체 단위의 잎의 전체 표면적으로 측정하여 정확도를 높일 수 있다.
즉, 복수의 카메라(가시광선 영역 촬영 카메라, 근적외선 영역 촬영 카메라, 장파적외선 영역 촬영 카메라)를 이용하여 식물영상을 촬영한 후, 식물체의 거리를 측정하고 식물체의 키 및 잎의 전체 표면적을 고려하여 생육상태 및 영양소 결핍상태를 예측할 수 있다.
여기에서 식물체 단위의 잎의 전체 표면적은 모든 잎의 외곽 윤곽선을 검출(촬영된 화면에서 검출되는 외곽 윤곽선임)하여 실 표면적을 추정하는 방식으로 정의된다. 여기에 식물의 키를 대입하여 현재 생육상태를 예측할 수 있다.
특히, 원격재배 컨설팅 시스템(100)은 frangi filter를 기반으로 한 알고리즘을 이용하여 모든 잎의 외곽 윤곽선 검출에 사용할 수 있다. 즉, frangi filter 를 이용할 경우, 연속적인 형체의 가장자리가 더욱 명확하게 구분되는 장점이 있다. 따라서 잎의 형체를 더 빠르고 정확하게 검출할 수 있다.
도 14는 획득된 영상이미지로 식물의 생육 및 스트레스를 측정하는 방식을 나타낸 도면이다.
도 14를 참조하면, 스마트팜 복합환경 제어시스템(1)의 원격재배 컨설팅 시스템(100)에는 원격재배컨설팅의 기초가 되는 식물생육측정 및 머신러닝을 활용한 식물의 병징후를 검출하는 기술이 적용된다. 즉, 촬영영상을 바탕으로 식물체의 형태(morphology), 식물스트레스(NDVI: Normalized Difference Vegetation Index), 영양소 결핍을 자동분석한다.
또한, 촬영 파장별로 분류하고, 복수의 카메라(가시광선 영역 촬영 카메라, 근적외선 영역 촬영 카메라, 장파적외선 영역 촬영 카메라)를 이용하여 식물영상을 촬영한 후 영양결핍을 자동 분석한다.
참고적으로 0.3초 간격 ~ 60초 간격 중 선택된 간격으로 식물체를 촬영할 수 있는 타임랩스(time lapse) 촬영 카메라가 추가될 경우, 원격재배 컨설팅 시스템(100)은 복수의 식물체의 타임랩스 영상을 분석한다.
즉, 원격재배 컨설팅 시스템(100)은 각각의 잎의 성장속도와 각 잎의 성장순서와, 식물체의 성장속도, 꽃의 개화속도, 열매의 성장속도에 따른 열매의 품질의 각 상관관계를 분석한 후, 이를 분석 데이터로써 제공할 수 있다. 또한, 타임랩스 영상의 식물체 각 파트별 성장속도를 바탕으로 식물의 병징후를 예측하여 분석 데이터로써 제공할 수 있다. 또한, 타임랩스 영상의 식물체의 열매 색상변화를 바탕으로 최적의 수확시기를 예측하여 분석 데이터로써 제공할 수 있다.
한편, 이러한 영상은 사용자의 휴대용 단말기에 표시될 수 있는데, 휴대용 단말기의 화면에 표시된 작물영상의 실제영상정보에 대응되는 가상객체가 표시될 수 있다. 가상객체가 터치될 경우, 터치된 부위에 해당하는 미리 설정된 가상객체의 움직임이 재생될 수 있다. 예를 들면, 꽃이 가상객체로 표시되고 해당부분을 터치하면 꽃이 개화하는 장면이 재생될 수 있다.
이때, 휴대용 단말기의 화면에 표시된 작물영상의 실제영상정보에 대응되는 가상객체가 표시될 경우, 가상객체의 좌표는 실제영상정보에 대한 공간 좌표계에서 휴대용 단말기의 모바일 좌표계로 변경되고, 선택 해제된 가상객체의 좌표는 휴대용 단말기의 모바일 좌표계에서 실제영상정보에 대한 공간 좌표계로 변경될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 스마트팜 복합환경 제어시스템은, 디커플링 캐패시터에 연결되어 저항값이 가변되면서 전원에 의한 공진 노이즈를 감소시키는 센서보드가 구비된다.
또한, 센서보드는 내부회로 보호부를 통해 정전기를 외부로 방출시킴으로써 내부회로를 보호할 수 있다.
또한, 스마트팜 복합환경 제어시스템은, 미리 설정된 전문가풀에 의한 수동재배 데이터를 제공하다가 소정의 범위 이상의 학습 데이터가 축적되는 시점부터 학습 데이터를 기반으로한 자동재배 데이터를 제공할 수 있다.
따라서 생산량 증대, 품질 향상을 위한 의사결정에 필요한 정보를 축적된 학습 데이터를 기반으로 자동화 시킬 수 있는 장점이 있다.
즉, 최초에는 전문가풀에 의한 수동재배 데이터를 제공하고 식물의 생육환경을 제어하면서 식물의 생육상태를 모니터링하다가, 모니터링 결과를 피드백하여 학습 데이터를 계속해서 축적한다.
학습 데이터가 충분히 축적된 이후에는 학습 데이터를 기반으로 인공지능(AI, Artificial Intelligence)화된 자동재배 데이터를 제공함으로써, 기후변화나 환경변화가 발생하더라도 해당 식물의 성장조건을 자동 조절한다. 궁극적으로 스마트팜 복합환경 제어시스템을 통해 자동으로 재배 의사결정을 할 수 있는 솔루션을 제공할 수 있다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 원격재배 컨설팅 시스템
200 : 자동화 제어 시스템
300 : 생육분석 시스템

Claims (5)

  1. 미리 설정된 전문가풀에 의한 수동재배 데이터를 제공하다가 소정의 범위 이상의 학습 데이터가 축적되는 시점부터 상기 학습 데이터를 기반으로한 자동재배 데이터를 제공하는 원격재배 컨설팅 시스템; 및
    온도센서 및 습도센서를 포함하는 센서보드를 구비하고, 상기 수동재배 데이터 및 상기 자동재배 데이터를 토대로 식물의 생육환경을 제어하는 자동화 제어 시스템;을 포함하고,
    상기 센서보드는, 내부 회로부에 연결된 디커플링 캐패시터에 연결되어 저항값이 가변되면서 전원에 의한 공진 노이즈를 감소시키는 전원 노이즈 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 스마트팜 복합환경 제어시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전원 노이즈 처리부는,
    전원 전압 및 접지 전압을 공급받는 상기 내부 회로부;
    상기 내부 회로부의 상기 전원 전압의 입력부와 일단이 연결되는 상기 디커플링 캐패시터; 및
    상기 디커플링 커패시터의 타단과 상기 접지 전압의 입력부 사이에 연결되어, 상기 전원 전압 또는 상기 접지 전원과 상기 내부 회로부로 인입되는 전원 전압 또는 접지 전원 사이의 전압 레벨차가 최소가 되도록, 상기 내부 회로부에 공급되는 전원 전압 또는 접지 전압에 대응하여 공진 노이즈를 감소시키는 저항값이 가변되는 가변 저항부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트팜 복합환경 제어시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가변 저항부는,
    상기 병렬로 연결된 복수의 저항 소자; 및
    상기 복수의 저항 소자를 선택하는 스위칭 소자;를 포함하는 것을 특징하는 스마트팜 복합환경 제어시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 저항 소자는,
    드레인단이 상기 디커플링 커패시터에 연결되고, 소스단이 상기 접지 라인으로 연결되는 복수의 엔모스 트랜지스터; 및
    드레인단이 상기 디커플링 커패시터에 연결되고, 소스단이 상기 접지 라인으로 연결되며, 게이트단으로 전원전압이 인가되는 엔모스 트랜지스터;를 포함하는 스마트팜 복합환경 제어시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 식물의 생육상태를 모니터하며, 모니터링 데이터를 상기 원격재배 컨설팅 시스템 및 상기 자동화 제어 시스템 중 적어도 어느 하나 이상에 제공하는 생육분석 시스템을 더 포함하는 스마트팜 복합환경 제어시스템.
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