KR20210111405A - 비닐하우스 개폐 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비닐하우스 개폐 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 비닐하우스 내부 환경에 따라 관리자의 조작 없이 비닐하우스 개폐시스템 스스로 설정된 방법 및 각각의 센서의 감지된 값에 따라 비닐하우스 좌·우측 개폐용 비닐을 자동으로 열고 닫는 것을 특징으로 하는 비닐하우스 개폐 시스템에 관한 것이다.

Description

비닐하우스 개폐 시스템{Vinyl house opening and closing system}

본 발명은 비닐하우스 개폐 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 비닐하우스 내부 환경에 따라 관리자의 조작 없이 비닐하우스 개폐시스템 스스로 설정된 방법 및 각각의 센서의 센싱된 값에 따라 비닐하우스 좌·우측 개폐용 비닐을 자동으로 열고 닫는 것을 특징으로 하는 비닐하우스 개폐 시스템에 관한 것이다.

비닐하우스는 도 2와 같이 골조를 이루는 파이프와 앞 또는 뒤쪽 출입문과 골조를 덮고 있는 비닐 및 좌·우측 하단에는 바람막이용 비닐을 설치하여 좌·우측 비닐을 닫았을 경우, 하단 틈새로 바람이 스며드는 것을 차단하며, 환기를 위하여 좌·우측을 개방 할 수 있도록 좌·우측 비닐 끝단에 파이프를 달아, 감아서 말아 올려, 열고 닫을 수 있도록 하며, 비닐을 말아올리는 방법으로는, 말아올리는 파이프 끝에, 수동 핸들 개폐기를 부착하여 손으로 돌려서 말아 올리는 방법과, 전동 모터 개폐기를 부착하여 모터의 힘으로 말아 올려 열고 닫는 방법을 사용 한다.

이러한 비닐하우스는 가축의 축사 또는 농작물을 재배하는데 다양하게 사용되고 있다.

농작물을 재배하는 데 있어서, 생육환경에 따라, 좌·우측 비닐을 자주 개방하여 환기시켜 주어야 한다.

즉 온도가 낮거나, 비가 올 경우에는 좌·우측 개방된 비닐을 닫아 주고, 온도가 높을 경우에는 열어 주어야 한다.

따라서, 농작물을 재배하는 관리자는 농작물의 생육환경에 따라 수시로 비닐하우스의 좌.우측 비닐을 열고 닫아야 한다.

비닐하우스의 좌·우측 비닐의 끝단을 파이프에 감아서 좌측 전체를 또는 우측 전체를 말아올리는 방법을 사용하는데, 말아 올리는 방법은 앞서 설명한 바와 같이 크게 2가지로 구분 된다.

첫째는 비닐을 말아 올리는 파이프 끝에 핸들 개폐기를 부착하여 손으로 돌려서 말아 올려, 열고 닫는 방법이며.

둘째는 비닐을 말아 올리는 파이프 끝에 전동 모터를 부착하여 모터의 힘으로 말아 올려서 열고 닫는 방법이 있다.

전동 모터를 사용할 경우, 모터의 회전 방향과 역회전 방향에 회전을 제한하는 스위치가 부착되어 있어서 비닐하우스의 열리고 닫히는 길이를 조절할 수 있게 되어 있으며, 또한 모터의 회전 방향에 따라 전원을 on/off 하는 스위치를 부착하여 열림 방향의 스위치를 on 하면, 모터가 열림 방향으로 회전하면서 비닐을 말아올려서 비닐하우스의 측면을 여는 것이며, 일정 길이만큼 열리면 회전 제한 스위치에 의하여 모터는 자동으로 회전을 멈춘다.

또한, 반대로 닫힘 방향의 스위치를 on 하면, 모터가 닫힘 방향으로 회전하면서 말린 비닐을 풀어서 비닐하우스의 측면을 닫는 것이며, 일정 길이만큼 닫히면 회전 제한 스위치에 의하여 모터는 자동으로 회전을 멈춘다.

좀 더 자세하게는, 전동 개폐용 모터의 전원 스위치를 on 하면, 비닐하우스의 좌.우측 개폐용 비닐이 최대로 열리고 또는 최대로 닫히는 것이다.

중간에 관리자가 육안으로 비닐의 열리고 닫힘 정도를 확인하며 조절할 수 있다. 이때에는, 전동 개폐용 모터의 전원 스위치를 off로 하면 특정 위치에서 멈춘다.

최근에는 좀 더 진보된 기술을 도입하여, 비닐하우스 내부에 온도센서를 구비하고, 온도에 따라 자동으로 비닐하우스를 개폐하는 시스템이 도입되었으며, 원격지에서 관리자가 비닐하우스의 전동개폐용 모터를 조작할 수 있게 되었다.

그러나 현재의 온도센서를 구비하고 자동으로 열고. 닫는 시스템은, 비닐하우스의 좌.우측 개폐용 비닐을 온도 조절 시 최대로 열고 또는 최대로 닫는다.

즉, 온도에 따라 조금 열어야 할지 또는 많이 열어야 할지를 구분하지 못한다.

상황에 따라서는 아주 조금만 열어야 할 경우도 있을 것이며, 또는 절반만 열어야하는등 여러가지 상황이 발생 할 수 있을 것이다.

따라서, 이럴 경우 현재의 자동화된 시스템이라고 할지라도 관리자가 육안으로 확인하며, 상황에 맞게 조절할 필요가 있으며, 이것은 수시로 관리자의 개입이 필요하며, 관리자를 비닐하우스 관리로부터 자유롭게 하지 못한다.

대한민국 등록특허 10-1469650 대한민국 등록특허 10-1687819 대한민국 등록특허 10-1708204 대한민국 공개특허 10-2017-0077947

본 발명은 비닐하우스 개폐시스템에 관한 것으로, 비닐하우스의 내부 환경에 따라 자동으로 비닐하우스의 좌.우측 비닐을 열고 닫는것을 특징으로 한다.

본 발명은 비닐하우스의 좌·우측 비닐이 최대로 열리는 길이만큼 근접센서를 일정한 간격으로 설치하여, 센서의 감지 신호로 비닐의 개폐정도를 확인 하여

열리고 닫히는 길이를 조절할 수 있는 방법을 제공하여, 관리자의 관여 없이 비닐하우스 개폐 시스템이 내부환경에 따라 좌·우측 비닐의 개폐 정도를 조절할 수 있게 하는 것이다.

본 발명은, 비닐하우스 개폐 시스템에서, 개폐시스템은 서버; 를 구비하여 서버로부터 기초 자료(비닐을 열고 닫는 기준이 되는 온도 값, 습도 값, 히터 동작 온도 값, 관 수 펌프 동작 시간표, 주·야 전환 기준 조도 값 등)와 제어 명령을 각각의 비닐하우스 개폐기에 전송하고, 각각의 비닐하우스 내부의 환경자료( 온도, 습도, 조도 값에 의한 주·야 전환 시간, 관 수 시간 등)를 각각의 비닐하우스 개폐기로부터 전송받아 축적하고, 관리자용 단말기; 는 서버에 축적된 자료를 검색하며, 각각의 비닐하우스 개폐기를 원격으로 조작한다. 비닐하우스 개폐기; 에 있어 비닐하우스 개폐기의 통신부는 서버 및 관리자용 단말기와 자료를 주고받는 통신을 담당하며, 비닐하우스 개폐기 센서 제어부;는 비닐하우스 좌·우측에 각각 1조씩 근접센서(센서 바);를 구비하여 비닐의 개폐 정도를 감지하고, 우적 감지 센서; 를 구비하여 비가 오는 것을 감지한다. 또한, 조도센서를 구비하여 주·야간을 판별하고, 온·습도센서를 구비하여 비닐하우스 내부의 온·습도 변화를 감지한다. 비닐하우스 개폐기 모터 제어부; 는 좌·우 비닐 개폐용 모터; 와 관 수용 모터; 를 제어한다. MCU(Main Control Unit)는 통신부를 통하여 서버로부터 전송된 기초자료와 센서 제어부를 통하여 각종 센서로부터 수집된 자료를 바탕으로, 모터 제어부를 통하여 좌·우 비닐 개폐용 모터; 와 관 수용 모터; 를 제어 한다.

또한, 비닐하우스 개폐시스템은 CCTV(Closed-Circuit TeleVision);와 NVR(Network Video Recorder);을 구비하여 CCTV는 비닐하우스 내. 외부 및 비닐의 개폐상황과 농작물의 생육환경을 촬영하고, NVR에 녹화하며, 비닐하우스 개폐상황을 육안으로 볼 수 있도록 관리자용 단말기에 실시간으로 제공 한다.

본 발명은 이상과 같이 비닐하우스 개폐 시스템에 서버;, 관리자용 단말기;, 비닐하우스 개폐기(통신부, 센서 제어부, 모터 제어부, MCU);, 근접센서;, 우적 감지 센서;, 조도센서;, 온·습도 센서;, 좌·우 비닐 개폐용 모터;, 관수용 모터;, CCTV;, NVR; 등을 제공하여 기술적 과제를 해결하고자 한다.

본 발명의 비닐하우스 개폐시스템은 농작물 관리를 보다 더 과학적으로 관리하기 위하여, 비닐하우스 내부 환경 자료(온·습도, 일조량(조도센서), 강우 횟수)를 서버에 축적하여, 다음번 농작물 재배를 위한 자료로 제공하며, 농작물을 능동적으로 관리함으로써, 관리자의 관여를 최소화하여 많은 일손을 줄일 수 있으며, 줄어든 일손으로 인하여, 생산 비용을 낮추고, 더욱더 많은 비닐하우스를 관리하거나 여가 시간을 늘려줄 수 있으므로, 농작물 생산성 향상 및 생산 비용을 절감하고, 많은 여가시간을 갖음으로 인하여 관리자의 삶의 질을 향상 시킬수 있다.

도 1은 비닐하우스 개폐 시스템 구성도.
도 2는 비닐하우스 조감도.
도 3은 센서 바(Bar) 설치 및 측면 비닐 70% 개폐 예시.
도 4는 센서 바(Bar)

상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 실시 예를 통하여 더욱 분명해질 것이다.

이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들은 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다.

그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다.

상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다.

어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

반면에, 어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 또는 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않은 것으로 이해되어야 할 것이다.

구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "사이에"와 "바로 사이에" 또는"에 인접하는"과 "에 직접 인접하는" 등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서 "포함하다." 또는 "가지다." 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 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 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

먼저, 비닐하우스 개폐시스템은 다음과 같이 구성된다.

비닐하우스 개폐 시스템은 서버; 를 구비하여 서버로부터 기초 자료(비닐을 열고 닫는 기준이 되는 온도 값, 습도 값, 히터 동작 온도 값, 관 수 펌프 동작 시간표, 주·야 전환 기준 조도 값 등)와 제어 명령을 통신망에 연결된 비닐하우스 개폐기; 에 전송하고, 비닐하우스 내부의 환경자료( 온도, 습도, 조도 값에 의한 주·야 전환 시간, 조도센서에 의한 일조량, 관 수 시간 등)를 비닐하우스 개폐기; 로부터 전송받아 축적하고, 관리자용 단말기; 는 서버에 축적된 자료를 검색하거나, 비닐하우스 개폐기를 원격에서 조작한다. 비닐하우스 개폐기; 에 있어 비닐하우스 개폐기의 통신부; 는 통신망에 연결된 서버 및 관리자용 단말기와 자료를 주고받는 통신을 담당하며, 비닐하우스 개폐기 센서 제어부; 는 비닐하우스 좌·우측에 각각 1조씩 근접센서(센서 바); 구비하여 비닐의 개폐 정도를 감지하고, 우적 감지 센서; 로 부터 비가 오는 것을 감지한다. 또한, 조도센서; 를 구비하여 주·야간을 판별하고 일조량을 감시하며, 온·습도센서; 를 구비하여 비닐하우스 내부의 온·습도 변화를 감지한다. 비닐하우스 개폐기 모터 제어부; 는 좌·우 비닐 개폐용 모터; 와 관수용 모터; 를 제어한다. MCU(Main Control Unit); 는 통신부를 통하여 서버로부터 전송된 기초자료와 센서 제어부를 통하여 각종 센서로부터 수집된 자료를 바탕으로, 모터 제어부를 통하여 좌·우 비닐 개폐용 모터와 관수용 모터를 제어 한다.

또한, 비닐하우스 개폐시스템은 CCTV(Closed-Circuit TeleVision);와 NVR(Network Video Recorder);를 구비하여 CCTV는 비닐하우스 내. 외부 및 비닐의 개폐상황과 농작물의 생육환경을 촬영하고, NVR에 녹화하며, 비닐하우스 개폐상황을 육안으로 볼 수 있도록 관리자용 단말기에 실시간으로 제공 한다.

따라서, 본 발명의 비닐하우스 개폐 시스템은 서버;, 관리자용 단말기;, 비닐하우스 개폐기(통신부, 센서 제어부, 모터 제어부, MCU);, 근접센서;, 우적 감지 센서;, 조도센서;, 온·습도 센서;, 좌·우 비닐 개폐용 모터;, 관수용 모터;, CCTV;, NVR; 등으로 구성 되어 있다.

다음은 본 발명의 각각의 구성품에 대하여 상세하게 설명한다.

서버; 는 통신망에 연결되어 각각의 비닐하우스에 설치된 비닐하우스 개폐기에 기초 자료(좌·우측 비닐을 열고 닫는 기준이 되는 온도 값, 습도 값, 히터 동작 온도 값, 관 수 펌프 동작 시간표, 주·야 전환 기준 조도 값 등)와 제어 명령을 전송하고, 비닐하우스 내부의 환경자료( 온도, 습도, 조도 값에 의한 주·야 전환 시간, 조도센서에 의한 일조량, 관 수 시간 등) 자료를 비닐하우스 개폐기로부터 수집하여 저장 축적하고 각각의 비닐하우스 개폐기의 상태를 실시간으로 감시(monitoring) 한다.

따라서, 서버는 통신망에 접속할 수 있는 통신부와 저장장치를 갖춘 컴퓨터이며, 그 종류는 특정 장비로 한정 하지는 않는다.

통신망; 은 본 발명에서 각각의 구성품을 유기적으로 연결하는 역할을 하며, 유선망과 무선망으로 구분할 수 있으며, 어느 한 종류로 한정하지는 않는다.

설치 환경에 따라 유선망(LAN, RS-485 등), 또는 무선망(WIFE, BLUETOOTH 등)과 유.무선 복합망으로 구성 될 수 있을 것이다.

관리자용 단말기; 는 서버에 저장된 기초자료를 수정하거나(예를 들어 비닐하우스의 비닐개폐 기준 온도를 25도에서 30도로 변경하는 등) 축적된 자료(일조량, 일조시간, 비닐하우스 내부 온. 습도 등)를 검색 하며, 비닐하우스의 개폐 상태를 감시하며, 비닐하우스 개폐기의 동작 방법(자동, 수동 등)을 설정하거나, 또는 직접 동작 시킨다.

또한, 원격지에서 농작물의 생육 상태나, 비닐하우스 개폐 상태를 CCTV를 통하여 실시간 모니터링 하거나, NVR에 녹화된 영상을 검색할 수 있다.

따라서, 관리자용 단말기는 통신망에 접속할 수 있는 개인용컴퓨터나, 모바일 PC(mobile PC), 태블릿 PC, 스마트폰(smart phone) 등이 될 수 있으며, 특정 장비로 한정하지는 않는다.

NVR(Network Video Recorder);은 통신망에 연결되어 각각의 비닐하우스에 설치된 CCTV(Closed-Circuit TeleVision)의 영상을 녹화한다.

녹화된 영상은 관리자용 단말기로 검색할 수 있도록 서비스를 제공한다.

따라서, NVR은 통신망에 접속 가능한 통신부와 녹화기능을 갖춘 비디오 녹화기로서, 최근에는 관리, 도난, 분실 파손 등을 우려하여 통신 서비스 회사 등에서 클라우드( Cloud ) 서비스를 제공 하므로 이를 NVR로 이용할 수 있을 것이다.

클라우드( Cloud ) 서비스는 인터넷상에 마련한 서버에 각종 문서, 사진, 음악 따위의 파일 및 정보를 저장하여 두는 시스템 서비스로 CCTV로 촬영된 영상을 실시간으로 저장 가능하며, 농작물 관리자는 별도의 관리나, 천재지변에 의한 고장, 도난, 분실 등으로 녹화된 영상을 볼 수 없는 등의 문제를 해결 할 수 있다.

농작물 관리자는 관리자용 단말기로 클라우드 서버에 접속하여 언제든지 녹화된 영상을 검색할 수 있다.

CCTV(Closed-Circuit TeleVision);는 비닐하우스 내부 및 외부에 설치하며 농작물의 생육 상태나 비닐하우스의 좌·우측 비닐 개폐 여부 및 비닐하우스 주변 상황을 촬영하여 실시간으로 NVR에 전송 하거나, 또는 관리자용 단말기로 영상을 제공한다.

최근 CCTV는 IP 카메라(Internet Protocol camera/ 유무선 인터넷에 연결하여 사용하는 카메라)로 PoE(Power over Ethernet/이더넷 전원 장치)기능을 지원하며, 이는 하나의 통신 케이블에 전원 공급과 통신 기능을 제공하므로 별도의 전원 공사 및 연결 없이 통신 케이블 연결 만으로 CCTV 카메라를 사용할 수 있다.

근접센서; 는 하나의 센서 모듈에 송신부와 수신부로 하나의 쌍을 이루며, 일정한 간격으로 이격되어(5~20mm) 동일한 방향을 바라보고 있다.

송신부에서는 일종의 전파를 송신하면 특정 물체에 부딪혀 반사되어 되돌아 오는 전파를 수신부에서 수신하여 물체의 존재 유무를 판단하는 수단으로 사용된다.

그러므로 수신부에 전파가 수신되면, 물체가 존재하고, 수신되지 않으면 물체가 존재하지 않는 것이다.

근접센서에는 적외선 센서나 초음파센서 등이 사용될 수 있으며, 이 센서들은 근거리에 물체의 존재 유무를 판별하는데 널리 사용되며 그 거리는 수 mm에서 수십m에 달한다.

본 발명의 근접 센서; 는 이러한 센서를 일정 길이의 바(BAR)에, 일정한 간격으로, 동일한 방향을 바라보도록 다수의 센서를 일렬로 설치하여 하나의 센서 바를 형성한다.

일반적으로 농작물 재배용 비닐하우스의 좌·우측 개폐용 비닐은 최대 열리는 길이가 0.6~0.8M(미터)가 많으며 그외에 더 긴 경우도 있다,

따라서, 열리는 길이를 최대 0.8M(80Cm/센티미터)로 가정하여 설명 한다..

열리는 길이가 80Cm일 경우 열리는 시작 위치부터 8Cm 간격으로 일렬로 센서를 부착할 경우 센서 바에 11개의 센서를 부착할 수 있으며 도 2, 도 3, 도 4 와 같이 센서 바를 비닐하우스 좌.우측에 각각 1개씩 설치 할 수 있을 것이다.

도 3을 보면 센서 바를 이용 하여 비닐의 개폐 정도를 10등분 하여 10% 단위로 감지 또는 조절 할 수 있다.

센서의 부착 수량에 따라 좀 더 비닐의 열림 정도를 세분화할 수 있을 것이다.

비닐하우스의 측면 비닐이 아래 끝까지 닫히면 11 한 개의 센서가 모두 감지가 되며, 비닐이 열리기 시작하면 센서 바의 아래서부터 위 방향으로 하나씩 감지가 해제된다.

도 3에 따라, 센서 바의 아래 방향부터 첫 번째 센서가 감지 해제되면 비닐이 열리기 시작하는 것이며, 두 번째 센서가 감지 해제되면, 10%(퍼센트)가 열린 것이고, 세 번째 센서가 감지 해제되면 20%가 열린 것이며, 8번째 센서가 감지 해제되면 70%가 열린 것으로, 11개가 모두 감지 해제되면 100% 전부 측면 비닐이 개방된 것이다.

각각의 센서에는 전원 상태를 표시하는 LED와 감지를 표시하는 LED를 구비하여 설치 장소에서 손쉽게 동작및 고장 유.무를 판별할 수 있다.

또한, 하나의 센서 바에서 감지되는 센서에 따라 고장 유·무나 오동작 등을 파악하여 관자용단말기를 통하여 관리자에게 통보 할 수 있다.

센서 바의 아래 첫 번째 센서가 감지되어 있는데, 이후 센서들 중에 감지가 해제되어 있다면, 이는 센서바의 오작동으로 추정할 수 있다.

아래 첫 번째 센서가 감지되어 있다는 것은 비닐이 전부 닫혀있는 상태이므로 이 후 센서들 또한 전부 감지되어 있어야 하기 때문이다.

온·습도 센서; 는 비닐하우스 내부에 설치되며, 비닐하우스 개폐기의 MCU가 센서 제어부를 통하여 비닐하우스 내부의 온도 및 습도를 측정 할수 있게 한다.

측정된 온·습도는 비닐하우스 개폐 여부를 판가름하는 정보로 사용된다.

우적 감지 센서; 는 비닐하우스 외부 주변에 설치되며, 비닐하우스 개폐기의 MCU가 센서 제어부를 통하여 비닐하우스 외부의 비가 내리는지를 확인할 수 있게 한다 .

비닐하우스 개폐기의 설정 상태에 따라, 우천 시 비닐하우스를 닫거나, 또는 비가오는 정보(오는 날짜, 시간, 기간)를 서버에 전송 저장 한다.

조도 센서; 는 비닐하우스 외부에 설치되며, 비닐하우스 개폐기의 MCU가 센서 제어부를 통하여 일출, 일몰시각을 파악하는데 사용되며, 비닐하우스 개폐기의 설정 상태에 따라, 일출 시간대면 비닐하우스를 개방하고 일몰 시간대면 비닐하우스를 개폐하는 식으로 사용될 수 있으며, 하루의 일조시간 및 일조량 등을 서버에 송신 저장 한다.

좌·우 비닐 개폐용 모터; 는 비닐하우스 좌·우에 각각 1개씩 도 2 내지 도 3과 같이 설치된다.

좌·우 비닐 개폐용 모터는 주로 DC 24V 용 모터가 사용되며 전원의 극성을 바꾸어 회전 및 역회전을 조정 할 수 있다.

좌·우 비닐 개폐용 모터는 회전수를 제한하는 스위치가 회전 방향에 따라 각각 1개씩 부착되어 있어서, 특정한 회전수만큼 회전하면 회전 제한 스위치에 의하여 자동으로 멈추며, 다시 극성을 바꾸어 전원을 인가하면 반대방향으로 회전하며 이때에도 특정한 회전수만큼 회전하면 회전 제한 스위치에 의하여 자동으로 멈춘다.

좌·우 비닐 개폐용 모터는 특정 회전수만큼 회전하지 않더라도 전원을 끊으면 당연히 그 즉시 회전 동작을 멈춘다.

좌·우 비닐 개폐용 모터의 이러한 특성을 이용하여 종례의 시스템들은 비닐을 필요에 따라 전부 열거나 전부 닫는 식으로 동작하였으며, 일부만 열거나 일부만 닫는등의 동작을 할 수 없었다.

비닐을 감아 말아 올리는 파이프의 지름이 25mm인 경우 원주율 공식에 의하여, 모터 1회전 시 열리는 길이를 계산 할 수 있다.

25mm 파이프를 사용할 경우 25mm *3.14159(원주율)=약 78.5mm

10회전 시 * 78.5mm =785mm

비닐하우스 개폐 길이가 80Cm(800mm)일 경우 비닐이 감길 때 두께 등을 고려하면 약 10회전을 하면 비닐을 전부 개방 할 수 있을 것이다.

관 수용 모터; 는 전원을 인가하면 동작하고 전원을 끊으면 동작을 멈추며, 온·습도 센서의 측정된 습도에 따라 특정 습도 이하일 경우 동작하여, 농작물이 마르지 않게 물을 주는 기능을 할 수 있으며, 비닐하우스 개폐기의 설정 상태에 따라, 다음과 같은 동작을 할 수 있다.

관리자가 필요에 따라 특정 시간에 물을 주어야 할 경우, 비닐하우스 내부에서 수동 조작으로 관 수용 모터를 동작시켜 물을 공급 하거나, 관리자용 단말기를 이용하여 원격지에서 비닐하우스 개폐기를 통하여 관 수 용 모터를 동작 시킨다.

특정 시간대에 반복적으로 농작물에 물을 주어야 할 경우, 24시간 중 특정 시간대와 동작 시각을 설정( 오전 9시 10분간, 12시 10분 간 ,13시 10분간, 16시 10분간)

위와 같은 경우 자동으로 매일 동일 시간대에 반복적으로 농작물에 물을 공급할 수 있을 것이다.

이 또한, 관리자는 원격지에서 관리자용 단말기를 통하여 CCTV 영상으로 감시 할 수 있다.

비닐하우스 개폐기; 는 각각의 비닐하우스에 설치되며, 서버나 관리자용 단말기와 통신을 담당하는 통신부와 근접센서 등 여러 센서를 제어하는 센서 제어부와, 좌·우 비닐 개폐용 모터 및 관 수용 모터를 제어하는 모터 제어부와 통신부, 센서제어부, 모터 제어부를 관장하는 MCU로 구성 된다.

비닐하우스 개폐기는 수동·자동 전 환부를 구비하여, 관리자가 비닐하우스 내부에서 수동으로 전환하여 비닐하우스 좌·우측 비닐을 직접 열거나 닫으며, 관 수 모터를 조작 할 수 있다.

비닐하우스 개폐기는 수동·자동 전 환부가 자동으로 전환되어 있을 경우 다음과 같이 동작 한다.

비닐하우스 개폐기는 설정 상태에 따라 다음 2가지로 동작한다.

첫째 수동 설정 시 관리자가 관리자용 단말기를 이용하여 원격지에서 특정 비닐하우스의 좌.우측 비닐을 직접 열거나 닫는다.

관리자는 관리자용 단말기를 이용하여 비닐하우스에 설치된 CCTV 영상을 보면서 비닐하우스 측면 비닐의 열림정도를 조절할 수 있다.

둘째 자동 설정 시

동작 방법 1)

설정 온도에 따른 동작으로, 서버의 기초자료에 의하여 비닐하우스 내부 기준 온도를 30도로 설정하였을 경우 비닐하우스 개폐기의 MCU는 센서제어부를 통하여 온도를 감시하고 있다가 기준 온도 30도를 넘을 경우, 모터 제어부를 통하여 좌·우 비닐 개폐용 모터를 동작시켜 측면 비닐을 개방한다. 이때에 센서 제어부를 통하여 센서 바를 모니터링 한다.

센서 바의 첫 번째 센서가 감지 해제되면 비닐이 열리기 시작한 것이며, 모터가 동작 되고 일정 시간이 지나도록 센서 바의 첫 번째 센서가 감지 해제가 되지 않으면 즉시 모터 동작을 중지하고 관리자용 단말기를 통하여 관리자에게 고장 점검 메세지를 발송 하여, 관리자로 하여금 고장에 대처하도록 한다.

또한, 비닐하우스 개폐기에 경광등, 사이렌 등을 구비하여 시각, 청각적으로 근거리에 있을지 모르는 관리자에게 장비의 고장 상태를 알린다.

이후 동작도 마찬가지로 모터 동작 중 특정 센서가 감지 해제 후 바로 다음번 센서가 일정 시간이 지나도 감지 해제가 되지 않을 경우도 위와 같이 고장 처리한다.

비닐을 닫을 경우도 위와 같이 동일한 방법 또는 원리로 처리한다.

이것은 비닐하우스 개폐기가 모터 제어부를 통하여 좌·우 비닐 개폐용 모터를 동작시킬 경우, 모터 제어부는 MCU의 제어 명령에 따라 비닐 개폐용 모터에 전기적 신호를 주어 모터를 동작시키는 데 있어서 특정 사건(모터 전원의 단선, 고장 등)으로 인하여 비닐 개폐동작이 정상적으로 이루어 지지 않을 수 있다.

이럴 경우, 비닐하우스 개폐기의 모터 제어부나 MCU는 모터의 실질적인 동작 상태를 알 수 없음으로, 모터 동작 시 바닥에서 첫 번째 센서가 감지되는 시간, 센서와 센서 간 감지되는 시간을 특정하여, 모터 동작에 따른 센서 감지 시간 또는 해제 시간을 감시하여 정상 동작 내지는 고장 유무를 신속하게 판별하여, 관리자로 하여금 농작물이(고온 또는 저온으로) 손상되지 않도록 즉시 대처가 가능하도록 한다.

센서 바의 첫 번째 센서의 감지가 해제된 후 두 번째 센서가 감지 해제 되면(10% 개폐) 바로 모터를 정지시키고, 일정 시간대기 하며 온도센서를 감시 한다.

기준 온도보다 내려가면 비닐을 닫고, 기준 온도보다 높으면, 모터를 세 번째 센서가 감지 해제될 때까지 동작시키며, 온도 변화에 따라 이 과정을 반복한다.

비닐을 100% 개방하였는데도 기준 온도보다 상승하거나, 비닐을 닫았는데도 기준 온도보다 떨어질 경우에도 관리자용 단말기를 통하여 경보 메시지를 발송하고, 경광등, 싸이렌을 통하여서도 관리자에게 알린다.

동작 방법 2)

비닐하우스 걔 폐기의 MCU 는 센서 제어부에 연결된 조도 센서를 통하여 감지된 값에 의거, 서버로부터 전송받은 기초 자료와 비교하여 주·야간을 판별 할 수 있다.

따라서, 일출 후 비닐을 개방하고, 일몰 시 비닐을 개폐한다.

동작 방법 3)

비닐하우스 걔 폐기의 MCU 는 센서 제어부에 연결된 우적 감지 센서를 통하여 감지된 값에 의거, 서버로부터 전송받은 기초 자료와 비교하여 안개, 이슬, 비가 내리는지등을 판별 할 수 있다.

우적 감지 센서의 감지 값이 특정 값 이하면 안개, 또는 이슬, 특정 값 이상이면 비가 내리는 상황으로 인식 하고 이에 따른 동작을 한다.

비가 개면 비닐을 개방하고, 비가 오면 비닐을 닫는다.

동작 방법 4)

각종 센서에 의한 감지 값을 참고로 우선순위를 두어서, 온도 1순위, 강우 2순위, 주·야 3순위로 설정하여 야간일 경우에도 비닐하우스 내부온도가 기준온도보다 높으면 비닐을 개방하고, 낮으면 개방하고, 우천 시에도 내부 온도가 기준 온도보다 높으면 비닐을 개방 하고 낮으면 닫는다.

본 발명은 이상과 같이 비닐하우스 개폐 시스템으로서 비닐하우스 계폐기는 통신부; 통신부는 서버로부터 기초자료를 전송받는 단계, 비닐하우스 개폐기의 동작 상태 값을 서버로 전송하는 단계, 센서 제어부로부터 각종 센서에 의하여 감지된 값을 서버로 전송하는 단계로 설계될 수 있다.

센서제어부; 는 근접센서, 온·습도 센서, 우적 감지 센서, 조도 센서를 구비하고 MCU의 요청에 따라 각각 센서로부터 감지된 값을 MCU로 전송하도록 설계된다.

모터 제어부; 는 좌·우 비닐 개폐용 모터와, 관 수용 모터를 구비하고, MCU의 제어 명령에 따라 좌·우 비닐 개폐용 모터나 관 수용 모터를 동작시키도록 설계 된다..

MCU; 는 통신부를 통하여 서버로부터 전송된 기초자료와 제어 명령, 센서 제어부를 통하여 각종 센서로부터 수집된 자료를 바탕으로, 모터 제어부를 통하여 좌.우 비닐 개폐용 모터와 관수용 모터를 제어 하도록 설계된다.

서버; 는 각각의 비닐하우스 개폐기에 기초 자료(비닐을 열고 닫는 기준이 되는 온도 값, 습도 값, 히터 동작 온도 값, 관 수 펌프 동작 시간표, 주·야 전환 기준 조도 값 등)와 제어 명령을 통신망을 통하여 전송하고, 비닐하우스 내부의 환경자료( 온도, 습도, 조도 값에 의한 주·야 전환 시간, 조도센서에 의한 일조량, 관 수 시간 등)와 비닐하우스 개폐기의 동작 상태 값을 각각의 비닐하우스 계폐기로 부터 전송받아 축적하고, 관리자용 단말기에서 서버에 축적된 자료 검색하고 각각의 비닐하우스 개폐기에 제어 명령을 전송할 수 있도록 설계된다.

관리자용 단말기; 는 서버에 축적된 자료를 검색하고 각각의 비닐하우스 개폐기에 제어명령을 전송하며 각각의 비닐하우스에 설치된 CCTV 영상을 감시하며, NVR 에 녹화된 영상을 검색할 수 있도록 설계된다.

NVR; 은 각각의 비닐하우스에 설치된 CCTV 영상을 녹화하고 관리자용 단말기에서 검색 가능도록 설계된다.

통신망; 은 서버와 관리자용 단말기, NVR, 각각 비닐하우스에 설치된 CCTV, 각각 비닐하우스에 설치된 비닐하우스 개폐기를 연결하여 통신 가능하도록 설계된다.

CCTV; 는 각각의 비닐하우스 내부와 외부에 설치하여 비닐하우스 내부의 농작물 생육 상태나, 환경 등을 촬영하고, 외부 카메라는 비닐하우스 주변 환경을 촬영하여 NVR에 녹화 저장하며, 관리자용 단말기에서 실시간 감시 가능하도록 설계된.

MCU(Main Control Unit)
CCTV(Closed-Circuit TeleVision)
NVR(Network Video Recorder)
모바일 PC(mobile Personal Computer)
태블릿PC(Tablet Personal Computer)
스마트폰(SmartPhone)

Claims (1)

1. 비닐하우스 개폐시스템;
   비닐하우스 개폐기; 를 구비하고 동작을 위하여 기초 자료(비닐을 열고 닫는 기준이 되는 온도 값, 습도 값, 히터 동작 온도 값, 관 수 펌프 동작 시간표, 주·야 전환 기준 조도 값 등)와 제어 명령을 비닐하우스 개폐기; 에 전송하고, 비닐하우스 내부의 환경자료( 온도, 습도, 조도 값에 의한 주·야 전환 시간, 조도센서에 의한 일조량, 관 수 시간 등)와 비닐하우스 개폐기 동작 상태 값을 비닐하우스 개폐기로부터 전송받아 축적하도록 서버;를 구비하며,
   상기 비닐하우스 개폐 시스템은 각각의 비닐하우스 내. 외부의 주변 환경 및 좌·우 비닐의 개폐상황과 농작물의 생육환경을 촬영하고, NVR에 녹화하며, 비닐하우스 개폐상황을 육안으로 볼 수 있도록 관리자용 단말기에 실시간으로 제공 할 수 있게 CCTV(Closed-Circuit TeleVision);와 NVR;를 구비한다.
   상기 비닐하우스 개폐시스템은 상기 서버에 축적된 자료를 검색하거나, 각각의 비닐하우스 개폐기에 제어명령 전송하거나, 상기 NVR에 녹화된 영상을 검색하도록 관리자용 단말기;를 구비한다.
   상기 비닐하우스 개폐시스템의 비닐하우스 개폐기; 는 통신부; 를 구비하여 통신망에 연결된 서버 및 관리자용 단말기와 자료를 주고받는 통신을 담당하며, 센서 제어부; 를 구비하여, 비닐하우스 좌·우측에 각각 1조씩 설치하여 비닐의 개폐 정도를 감지하는 근접센서(센서 바); 와 강우를 감지하는 우적 감지센서;, 주·야간을 판별하고 일조량을 감시하는 조도센서;, 비닐하우스 내부의 온·습도 변화를 감지하는 온.습도센서를 포함한다.
   상기 비닐하우스 개폐 시스템의 비닐하우스 개폐기는 모터 제어부; 를 구비하고 비닐하우스 좌·우 비닐 개폐용 모터;, 와 관수용 모터;를 포함 한다.
   상기 비닐하우스 개폐 시스템의 비닐하우스 개폐기는 통신부를 통하여 서버로부터 전송된 기초자료와 센서 제어부를 통하여 각종 센서로부터 수집된 자료를 바탕으로, 모터 제어부를 통하여 좌·우 비닐 개폐용 모터와 관수용 모터를 제어하도록 MCU;를 구비한다.
   상기 비닐하우스 개폐 시스템의 비닐하우스 개폐기는 고장, 오동작 시 또는 필요에 따라 관리자가 수동으로 좌·우 비닐개폐용 모터나 관 수용 모터를 수동으로 조작하도록 수동/자동 전 환부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 비닐하우스 개폐시스템.
   
   

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