KR20210143029A - 로라 네트워크를 이용한 스마트팜 제어시스템 - Google Patents

로라 네트워크를 이용한 스마트팜 제어시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20210143029A
KR20210143029A KR1020200059928A KR20200059928A KR20210143029A KR 20210143029 A KR20210143029 A KR 20210143029A KR 1020200059928 A KR1020200059928 A KR 1020200059928A KR 20200059928 A KR20200059928 A KR 20200059928A KR 20210143029 A KR20210143029 A KR 20210143029A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
smart farm
lamps
control unit
lora network
control system
Prior art date
Application number
KR1020200059928A
Other languages
English (en)
Inventor
신유식
Original Assignee
신유식
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 신유식 filed Critical 신유식
Priority to KR1020200059928A priority Critical patent/KR20210143029A/ko
Publication of KR20210143029A publication Critical patent/KR20210143029A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/02—Agriculture; Fishing; Forestry; Mining
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00—Botany in general
    • A01G7/04—Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth
    • A01G7/045—Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth with electric lighting
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • A01G9/249—Lighting means
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/155—Coordinated control of two or more light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/175—Controlling the light source by remote control
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/25—Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Economics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Marine Sciences & Fisheries (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Greenhouses (AREA)

Abstract

본 발명은 로라 네트워크를 이용한 스마트팜 제어시스템에 관한 것으로, 로라 네트워크를 이용한 스마트팜 제어시스템은 스마트 팜 내부의 각각의 구역의 조도 및 광파장을 측정하는 센서부; 상기 각각의 구역의 농작물에 광을 출력하는 복수개의 램프; 로라 네트워크를 통해 상기 센서부로부터 측정된 측정값을 분석하여 출력값을 생성하는 메인 제어부; 및 상기 로라 네트워크를 통해 상기 출력값에 기초하여 상기 스마트 팜 내부의 각각의 구역별로 상기 복수개의 램프를 제어하는 디바이스 제어부를 포함하고, 상기 복수개의 램프는 각각의 구역별로 그룹핑되고 상기 디바이스 제어부는 상기 복수개의 램프를 그룹별로 제어한다.

Description

로라 네트워크를 이용한 스마트팜 제어시스템{SMART FARM CONTROL SYSTEM USING LONG RANGE WIDE AREA NETWORK}
본 발명은 로라 네트워크를 이용한 스마트팜 제어시스템에 관한 것으로, 로라 네트워크에 기반하여 센서와 디바이스를 연결하고, 스마트팜을 각 구역별로 나누어 각 구역별 농작물에 대하여 서로 다른 제어를 가능하게 하는 스마트팜 제어시스템에 관한 것이다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진시키기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
로라기술은 900MHz 대 주파수를 사용하는 저전력 원거리 통신 프로토콜로서, 많은 리피터 및 AP가 필요하지 않아 인프라 구축 비용이 감소되며, 셀룰러 네트워크에 비해 임베디드 애플리케이션을 위한 보다 높은 확장 가능성과 비용 효율성을 제공할 수 있는 통신 프로토콜이다.
한편, 현대 사회에서 도시 집중화 현상이 지속되면서 농장에서 일하는 일손이 줄어들어 농장 운영이 어려운 문제가 발생하고 있다.
또한 농장 운영에 있어서 인건비는 생산 비용에 큰 비중을 차지하는 것으로 인건비에 따른 생산 단가의 증가, 이로 인한 가격 상승 등의 문제가 발생하고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위한 방법으로 최근 자동 제어 시스템의 발전으로 공장뿐만 아니라 농장에서도 자동 제어를 이용한 작물 관리 기술이 적용되고 있다.
하지만 종래의 자동 제어 시스템은 제어가 필요한 대부분의 온도, 습도 등과같은 구체적인 인자에 대해서 사용자의 설정을 원하고 있어 전문적인 지식이 없는 사용자가 운영하는데 불편함이 있었다.
이에 따라 농장 운영자가 직접적으로 컨트롤하지 못하고 외부 업체를 통하여 설정하는 불편함이 있었으며, 이로 인하여 스마트팜에 대한 접근성이 떨어지고 설치한 스마트팜을 제대로 활용하지 못하는 문제가 발생하고 있다.
본 발명의 일 과제는 로라 기술을 스마트팜에 접목하여 농작물의 생육과 착색을 용이하게 관리할 수 있는 시스템을 제공하고자 한다.
또한, 스마트팜의 센서 및 디바이스의 사용자 관리의 편의성을 향상시킨 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로라 네트워크를 이용한 스마트팜 제어시스템은 스마트 팜 내부의 각각의 구역의 조도 및 광 파장을 측정하는 센서부; 상기 각각의 구역의 농작물에 광을 출력하는 복수개의 램프; 로라 네트워크를 통해 상기 센서부로부터 측정된 측정값을 분석하여 출력값을 생성하는 메인 제어부; 및 상기 로라 네트워크를 통해 상기 출력값에 기초하여 상기 스마트 팜 내부의 각각의 구역별로 상기 복수개의 램프를 제어하는 디바이스 제어부를 포함하고, 상기 복수개의 램프는 각각의 구역별로 그룹핑되고 상기 디바이스 제어부는 상기 복수개의 램프를 그룹별로 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 로라 네트워크를 이용한 스마트팜 제어시스템은 스마트 팜 내부의 각각의 구역의 농작물을 촬영하여 이미지를 생성하는 카메라부를 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 메인 제어부는 상기 이미지를 분석하여 상기 스마트팜의 각 구역별 농작물의 생육 및 착색 상태를 판단한다.
일 실시예에서, 상기 메인 제어부는 판단 결과에 따라 상기 농작물의 생육 상태가 미리 저장된 기준 범위 이하인 경우, 생육 단계로 결정하고, 상기 농작물의 생육 상태가 미리 저장된 기준 범위에 속하는 경우, 착색 단계로 결정하여 상이한 출력값을 출력하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 복수개의 램프는 생육에 적합한 파장의 광을 조사하는 제1 램프와 착색에 적합한 파장의 광을 조사하는 제2 램프를 포함하고, 상기 디바이스 제어부는 상기 메인 제어부의 판단 결과에 따라 각 구역별로 제1 램프 또는 제2 램프의 온오프를 제어한다.
일 실시예에서, 디바이스 제어부는 복수개의 램프를 그룹별로 상기 제1 램프와 상기 제2 램프를 온/오프 가능하도록 매칭되는 온/오프 스위치를 구비한다.
일 실시예에서, 센서부는 복수개의 센서를 포함하고, 상기 메인 제어부는 복수개의 센서에 각각 아이디(ID)를 부여하고 상기 센서부의 상태를 각각의 아이디별로 판단하여 상기 디바이스 제어부를 통해 디스플레이 수단에 스마트팜의 구역별로 디스플레이하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 디바이스 제어부는 복수개의 램프에 각각 아이디(ID)를 부여하고 상기 복수개의 램프의 송수신 상태를 각각의 아이디별로 성공 또는 실패로 판단하여 디스플레이 수단에 스마트팜의 구역별로 디스플레이한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 농작물의 생육과 착색을 용이하게 관리하여 양질의 농산물의 생산을 가능하게 한다.
또한, 초보자도 스마트팜의 센서 및 디바이스의 관리를 용이하고 편리하게 수행할 수 있도록 한다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로라 네트워크를 이용한 스마트팜 제어시스템의 블록도이다.
도 2는 도 1의 센서부의 블록도이다.
도 3은 도 1의 메인 제어부의 블록도이다.
도 4는 도 1의 디바이스 제어부의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트팜 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 온실형태의 스마트팜의 일예를 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 그룹별 센서 및 램프의 상태를 출력하는 관리자 휴대용 단말기의 화면이다.
본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도하지 않는다.
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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 휴대가 용이한 선량 측정 장치에 대해 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로라 네트워크를 이용한 스마트팜 제어시스템의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 로라 네트워크를 이용한 디바이스 제어시스템(1000)은, 센서부(100), 카메라부(200), 메인 제어부(300) 및 디바이스 제어부(400)를 포함할 수 있다.
센서부(100)는 조도, 온습도, 강우량 또는 이산화탄소량 중 적어도 하나를 측정한다.
카메라부(200)는 렌즈를 통해 들어온 빛을 디지털 신호로 변환해 이미지를 생성한다.
메인 제어부(300)는 로라 네트워크를 통해 센서부(100)로부터 조도, 온습도, 강우량 또는 이산화탄소량 중 적어도 하나를 나타내는 신호 및 카메라부(200)에 의해 생성된 이미지를 수신하여 센싱 정보 및 이미지를 분석하여 출력값을 생성한다.
디바이스 제어부(400)는 로라 네트워크를 통해 메인 제어부(300)로부터 출력값을 나타내는 신호를 수신하여 디바이스(510, 520, 530, 540)를 제어한다. 여기서, 로라 네트워크에 적어도 하나의 디바이스(510, 520, 530, 540)가 연결되며, 로라 네트워크에 연결되는 디바이스의 개수는 디바이스(510, 520, 530, 540)의 위치 및 개수에 따라 결정된다. 도 1에서 디바이스의 개수는 4개로 도시하였으나, 여기서, LPWA 네트워크 기술의 대표적인 예가 로라기술(RoLa)이라 할 수 있으며, 저속 송신이 용인되고, 광역 커버리지를 필요로 하는 롱 배터리 라이프(Long Battery Life)를 지원하는 소량 데이터 송신에 특화된 IoT 기반 네트워크 기술이다.
전술한 로라 네트워크를 이용한 디바이스 제어시스템(1000)은 로라네트워크 조합에 의해 결합될 수 있으며, 이에 대해서는 특별한 제한이 없음을 유의해야 한다.
도 2 내지 도 4를 통해 센서부(100), 메인 제어부(300) 및 디바이스 제어부(400)의 구성을 상세히 살펴보기로 한다.
도 2는 도 1의 센서부의 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 센서부(100)는 조도센서(110), 자외선측정센서(120), 온습도 센서(130), 온습도 센서(130), A/D 변환기(Analog/Digital converter, 140) 및 제1 로라 네트워크 통신수단(150)을 포함할 수 있다.
여기서, 센서부(100)는 조도센서(110), 자외선측정센서(120), 온습도 센서(130) 등과 같은 다양한 센서로부터 기상상태 및 환경상태와 관련한 정보를 획득할 수 있다.
조도센서(110)는 밤과 낮을 구분하는 역할을 하며 농장이나 비닐 하우스와 같은 스마트팜 내에서 작물 주위의 빛을 감지하는 센서이다. 조도센서(110)의 측정값에 따라 낮, 태양이 없는 흐림, 밤 등으로 구분될 수 있다.
자외선측정센서(120)는 자외선을 측정하며 광의 파장을 측정한다.
온습도 센서(130)는 농장이나 비닐 하우스의 내에서 작물 성장을 위해 온도 및 습도가 적절히 유지되는지를 알기 위해 온습도를 측정한다.
본 발명의 일 실시예에서는 3개의 센서를 예로 하였으나 이에 한정하는 것은 아니며 배기 및 환기를 고려하기 위해 이산화탄소량을 측정하는 이산화탄소 측정 센서, 비닐 하우스의 개폐여부를 고려하기 위해 강우량을 측정하는 강우량 센서 등의 스마트팜의 주변환경을 센싱하기 위한 센서가 추가될 수 있다.
또한, 이들 각각의 센서(110, 120, 130)에는 적어도 하나의 A/D 변환기(140)가 연결될 수 있다. 도 2에서는 각각의 센서(110, 120, 130)에 연결되는 A/D 변환기(140)를 편의상 1대로 도시하였지만, A/D 변환기(145)의 개수는 디바이스의 위치 및 개수에 따라 결정된다.
이들 센서(110, 120, 130)와 A/D 변환기(140)의 전력은 AC GRID 또는 마이크로 태양광 MPPT 충전기로 소형 배터리(휴대폰 보조 배터리)로 이용될 수 있다.
A/D 변환기(140)는 이들 센서(110, 120, 130)로부터 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 제1 로라 네트워크 통신수단(150)에 송신한다.
도 3은 도 1의 메인 제어부의 블록도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 메인 제어부(300)는 제2 로라 네트워크 통신수단(210), 중앙처리수단(220), 입력 수단(230), 디스플레이 수단(240) 및 온/오프 스위치(ON/OFF switch, 250a, 250b, 250c, 250d)를 포함할 수 있다.
중앙처리수단(220)은 제2 로라 네트워크 통신수단(210)을 통해 센서부(100)로부터 수신한 신호의 출력값을 생성한다.
입력 수단(230)은 사용자의 입력 조작에 따라 신호를 생성한다.
디스플레이 수단(240)은 제2 로라 네트워크 통신수단(210)을 통해 수신한 신호의 입력값과 중앙처리수단(220)이 생성한 출력값을 디스플레이 화면에 표시한다. 이때, 사용자는 디스플레이 화면을 통해 디스플레이 수단(240)이 수신한 신호의 입력값과 중앙처리수단(220)이 생성한 출력값을 육안으로 확인할 수 있다. 입력 수단(230)과 디스플레이 수단(240)은 터치패드 등에 의해 일체로 형성될 수 있다.
온/오프 스위치(250a, 250b, 250c, 250d)는 디바이스를 수동으로 동작시키고, 그 개수는 디바이스의 개수와 동일하게 변경된다.
본 발명의 일 실시예에서는 디바이스의 개수를 4개로 하였으므로, 도 3에 도시한 바와 같이 온/오프 스위치(250a, 250b, 250c, 250d)의 개수를 4개로 하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4는 도 1의 디바이스 제어부의 블록도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 디바이스 제어부(400)는 제3 로라 네트워크 통신수단(310) 및 디바이스 제어기(320)을 포함할 수 있다.
디바이스 제어기(320)는 제3 로라 네트워크 통신수단(310)을 통해 메인 제어부(300)로부터 출력값을 나타내는 신호를 수신하여 농업을 위해 사용되는 디바이스(510, 520, 530, 540)를 제어한다. 농업을 위해 사용되는 디바이스(510,520, 530, 540)는 조명, 팬, 온풍기, 에어컨, 스프링 쿨러, 개폐기, 비료공급장치 등 일 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.
디바이스 제어기(320)는 제3 로라 네트워크 통신수단(310)을 통해 농업을 위해 사용되는 디바이스(510, 520, 530, 540)와 직접 연결되어 제어신호를 전달하거나 디바이스(510, 520, 530, 540)를 전원공급을 제어하는 방식으로 제어한다.
디바이스 제어기(320)는 적어도 하나의 디바이스(510, 520, 530, 540)에 각각 아이디(ID)를 부여한다. 디바이스 제어기(320)는 적어도 하나의 디바이스(510, 520, 530, 540)의 송수신 상태를 각각의 아이디별로 판단하여 디스플레이 수단에 디스플레이한다. 또한, 디바이스 제어기(320)는 특정 아이디를 갖는 디바이스(510, 520, 530, 540)의 송수신 상태를 실패로 판단하였을 때 관리자 휴대용 단말기(도시되지 않음)에 통신불능상태 알람신호를 송신한다. 이때, 관리자는 특정 아이디를 갖는 디바이스(510, 520, 530, 540)가 통신불능상태라는 것을 알고 신속한 조치를 취할 수 있다.
관리자는 관리자용 어플리케이션(application)을 관리자 휴대용 단말기에 다운로드하여 설치함으로써 관리자 휴대용 단말기를 이용한 로라 네트워크를 이용한 디바이스 제어시스템(1000)을 이용할 수 있다. 관리자 휴대용 단말기는 관리자용 어플리케이션 실행을 통해 관리자 휴대용 단말기를 이용한 로라 네트워크를 이용한 디바이스 제어시스템(1000)에 접속하여 디바이스 관리를 이용할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트팜 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 온실형태의 스마트팜의 일예를 나타낸 예시도이다.
도 5의 스마트팜 제어 시스템은 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 제어 시스템을 따르며, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트팜 시스템은 특별히 과일의 착색 및/또는 생육을 위하여 조명을 제어한다.
본 발명의 제1 실시예에서 디바이스(500)는 복수개의 자외선 램프(510)이고, 도 6을 참조하면 스마트팜 내부는 복수개의 구역(A, B, C, D)로 구분될 수 있고, 자외선 램프(510)는 각 구역별로 램프 간에 일정한 간격을 두고 규칙적으로 배치되며, 복수개의 램프는 각각의 구역별로 그룹핑된다.
각각의 램프는 광원 및 특정한 파장을 필터링하여 발산하는 하나 이상의 광출력부를 포함된다. 상기 광원은 LED 또는 형광등 또는 수은등 또는 크세논램프로 구성될 수 있다.
예를 들어 자외선 램프(510)는 제1 램프(510)와 제2 램프(520)를 포함하고, 제1 램프(510)는 제1 파장을 발산하고, 제2 램프(520)는 제2 파장을 발산한다. 제1 램프(510)와 제2 램프(520)는 서로 교번적으로 배치될 수 있다.
상기 디바이스 제어부(400)는 상기 복수개의 램프를 그룹별 자외선 램프의 각각에 공급되는 전원을 각각 제어할 수 있다. 또는 자외선 램프(510)를 각 구역의 종류별로 제어할 수 있다. 예를 들어, A 영역의 제1 자외선 램프 그룹, A 영역의 제2 자외선 램프 그룹, B 영역의 제1 자외선 램프 그룹, B 영역의 제2 자외선 램프 그룹 등으로 나타낼 수 있다.
메인 제어부(300)는 복수개의 램프를 그룹별로 온/오프 가능하도록 매칭되는 온/오프 스위치를 구비하여, 상기 램프를 그룹별로 수동으로 동작시킬 수 있다.
도 5에 도시한 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트팜 제어방법을 설정 단계, 측정 단계, 판단 단계, 디바이스 제어 단계를 포함할 수 있다.
단계 S110의 설정단계는 메인 제어부(300)가 과수 생육 및 착색증진용 조명장치(램프)를 제어하기 위한 초기값을 설정하는 단계로서, 메인 제어부(300)가 과수의 종류에 따른 일일 누적 자외선 값을 입력 수단(240)을 통해 입력받아 메모리(도시 생략)에 저장한다. 메인 제어부(300)는 과수의 종류를 선택하는 기능을 구비하고 있는 경우, 입력 수단(240)을 통해 과수의 종류만을 선택받고, 선택된 과수에 대한 생육 및 착색증진용 일일 누적 자외선 값을 메모리로부터 읽어올 수 있다.
과수 종류별로 과수 착생용 파장은 서로 상이하며, 특정 자외선 파장의 경우, 어떤 과수에는 착색보다 생육 기능으로 작용하여 웃자람 등의 가능성도 있고, 타 과수 및 작물에 적용할 경우 부작용 또는 착색 증진 효과가 낮아지기 때문이다. 예를 들어 사과의 경우 착색을 위한 자외선 파장은 380nm이다.
단계 S120의 측정 단계에서 메인 제어부(300)는 조도센서(110) 및 자외선 측정센서(120)로부터 자외선 값(uv)을 측정하여 그 값을 읽어오는 단계이다. 자외선 측정센서(120)로부터 측정된 값에 시간값(t)을 곱한 값이 자외선 값(uv)이다. 그리고 누적 자외선양을 계산하기 위해서 시간값(t)을 1초 증가시킨다.
단계 S130의 판단 단계에서 메인 제어부(300)는 카메라부(200)로부터 획득한 이미지에 기초하여 농작물의 생육 및 착색 상태를 판단한다. 메인 제어부(300)는 스마트팜을 복수개의 구역으로 나누고, 각 구역별 농작물의 생육 및 착색 상태를 판단한다.
메인 제어부(300)는 이미지 센서(130)로부터 획득한 이미지에 근거하여 각 구역별 농작물의 생육 및 착색 상태를 분석하여, 각 구역별 농작물의 상태를 판단한다. 예를 들어, A구역의 a 농작물의 크기가 기준범위에 부합하여 충분히 생육되었다고 판단되면 A구역의 a 농작물은 착색단계로 판단한다. 다음 B구역의 a 농작물의 크기가 기준범위에 미치지 못하여 덜 자랐다고 판단되면, B구역의 a 농작물은 생육 단계로 판단한다.
보다 구체적으로, 메인 제어부(300)는 해당 구역의 이미지를 분석하여 농작물을 인식하여 농작의 크기 및 색상을 판단한다.
메인 제어부(300)는 인식된 농작물의 크기가 미리 설정된 기준 범위와 비교하여, 농작물의 크기가 기준 범위에 못 미치는 경우, 농작물의 상태를 생육 단계로 판정한다.
메인 제어부(300)는 인식된 농작물의 크기가 미리 설정된 기준 범위와 비교하여, 농작물의 크기가 미리 설정된 기준 범위인 경우, 농작물의 상태를 착색 단계로 판정한다.
단계 S140의 디바이스 제어 단계에서 메인 제어부(300)는 단계 S130의 판단 결과에 따라 자외선 램프(510)를 제어한다.
메인 제어부(300)는 각 구역 마다 설정된 파장의 자외선 램프(510)를 구동시킨다. 예를 들어 메인 제어부(300)는 착색 단계로 판단된 A구역은 a 농작물의 착색에 설정된 파장을 메모리로부터 읽어와 A구역 파장을 착색에 대응하는 파장의 자외선 램프를 온시키고, 생육에 대응하는 파장의 자외선 램프는 오프시킨다. B구역은 a 농작물의 생육이 부족하다고 판단되는 경우, B구역 파장을 a 농작물의 생육에 설정된 파장을 그대로 유지하기 위하여, 생육에 대응하는 파장의 자외선 램프가 오프되어 있는 경우 온 시키고, 생육에 대응하는 파장의 자외선 램프가 온 되어 있는 경우 온 상태로 유지한다.
이러한 실시예를 통해 농작물의 크기 및 색상을 제어할 수 있게 된다.
한편, 디바이스 제어부(400)는 복수개의 램프를 그룹별로 상기 제1 램프와 상기 제2 램프를 온/오프 가능하도록 매칭되는 온/오프 스위치를 구비할 수 있다.
메인 제어부(300)는 복수개의 센서에 각각 아이디(ID)를 부여하고 상기 센서부의 상태를 각각의 아이디별로 판단하여 상기 디바이스 제어부(400)를 통해 판단 결과를 디스플레이 수단에 스마트팜의 각 그룹별로 디스플레이한다.
메인 제어부(300)는 각 센서부의 측정값이 미리 설정된 측정 가능 범위를 벗어나는 경우, 측정 에러라고 판단하고, 각 센서부로부터 미리 설정된 시간 동안 측정값이 수신되지 않을 경우 통신 에러라고 판단한다.
디바이스 제어부(400)는 복수개의 램프에 각각 아이디(ID)를 부여하고 상기 복수개의 램프의 송수신 상태를 각각의 아이디별로 성공 또는 실패로 판단하여 디스플레이 수단에 스마트팜의 각 그룹별로 디스플레이한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 그룹별 센서 및 램프의 상태를 출력하는 관리자 휴대용 단말기의 화면이다.
도 7을 참조하면, 현재 A구역의 센서 및 램프의 상태에 관한 정보를 제공한다. 단말기의 화면을 통해 D3의 아이디를 갖는 램프의 상태가 불량한 것을 확인할 수 있으므로, 관리자는 이 메시지를 확인하여 불량한 램프에 대한 신속한 조치를 취할 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 센서부
110 : 조도센서
120 : 자외선측정센서
130 : 온습도 센서
200 : 카메라부
300 : 메인 제어부
400 : 디바이스 제어부

Claims (7)

  1. 스마트 팜 내부의 각각의 구역의 조도 및 광 파장을 측정하는 센서부;
    상기 각각의 구역의 농작물에 광을 출력하는 복수개의 램프;
    로라 네트워크를 통해 상기 센서부로부터 측정된 측정값을 분석하여 출력값을 생성하는 메인 제어부; 및
    상기 로라 네트워크를 통해 상기 출력값에 기초하여 상기 스마트 팜 내부의 각각의 구역별로 상기 복수개의 램프를 제어하는 디바이스 제어부를 포함하고,
    상기 복수개의 램프는 각각의 구역별로 그룹핑되고
    상기 디바이스 제어부는 상기 복수개의 램프를 그룹별로 제어하는 것을 특징으로 하는 로라 네트워크를 이용한 스마트팜 제어시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    스마트 팜 내부의 각각의 구역의 농작물을 촬영하여 이미지를 생성하는 카메라부;
    를 더 포함하고,
    상기 메인 제어부는 상기 이미지를 분석하여 상기 스마트팜의 각 구역별 농작물의 생육 및 착색 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 로라 네트워크를 이용한 스마트팜 제어시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 메인 제어부는 판단 결과에 따라 상기 농작물의 생육 상태가 미리 저장된 기준 범위 이하인 경우, 생육 단계로 결정하고, 상기 농작물의 생육 상태가 미리 저장된 기준 범위에 속하는 경우, 착색 단계로 결정하여 상이한 출력값을 출력하는 것을 특징으로 하는 로라 네트워크를 이용한 스마트팜 제어시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수개의 램프는 생육에 적합하다고 미리 정해진 파장의 광을 조사하는 제1 램프와 착색에 적합하다고 미리 정해진 파장의 광을 조사하는 제2 램프를 포함하고,
    상기 디바이스 제어부는 상기 메인 제어부의 판단 결과에 따라 각 구역별로 제1 램프 또는 제2 램프의 온오프를 제어하는 것을 특징으로 하는 로라 네트워크를 이용한 스마트팜 제어시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 디바이스 제어부는 복수개의 램프를 그룹별로 상기 제1 램프와 상기 제2 램프를 온/오프 가능하도록 매칭되는 온/오프 스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 로라 네트워크를 이용한 스마트팜 제어시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는 복수개의 센서를 포함하고, 상기 메인 제어부는 복수개의 센서에 각각 아이디(ID)를 부여하고 상기 센서부의 상태를 각각의 아이디별로 판단하여 상기 디바이스 제어부를 통해 디스플레이 수단에 스마트팜의 구역별로 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 로라 네트워크를 이용한 스마트팜 제어시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 디바이스 제어부는 복수개의 램프에 각각 아이디(ID)를 부여하고 상기 복수개의 램프의 송수신 상태를 각각의 아이디별로 성공 또는 실패로 판단하여 디스플레이 수단에 스마트팜의 구역별로 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 로라 네트워크를 이용한 스마트팜 제어시스템.
KR1020200059928A 2020-05-19 2020-05-19 로라 네트워크를 이용한 스마트팜 제어시스템 KR20210143029A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200059928A KR20210143029A (ko) 2020-05-19 2020-05-19 로라 네트워크를 이용한 스마트팜 제어시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200059928A KR20210143029A (ko) 2020-05-19 2020-05-19 로라 네트워크를 이용한 스마트팜 제어시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210143029A true KR20210143029A (ko) 2021-11-26

Family

ID=78700402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200059928A KR20210143029A (ko) 2020-05-19 2020-05-19 로라 네트워크를 이용한 스마트팜 제어시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20210143029A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230102918A (ko) 2021-12-30 2023-07-07 코리아디지탈 주식회사 블루투스 하이브리드 토플로지를 활용한 엣지 클라우드 컴퓨팅 기반 스마트팜 시스템
WO2023225688A1 (en) * 2022-05-20 2023-11-23 Peak Roots, Inc. Horticulture automation systems, devices, and methods

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230102918A (ko) 2021-12-30 2023-07-07 코리아디지탈 주식회사 블루투스 하이브리드 토플로지를 활용한 엣지 클라우드 컴퓨팅 기반 스마트팜 시스템
WO2023225688A1 (en) * 2022-05-20 2023-11-23 Peak Roots, Inc. Horticulture automation systems, devices, and methods

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chew et al. Smart lighting: The way forward? Reviewing the past to shape the future
US20210192936A1 (en) Lighting system
USRE48299E1 (en) Illumination control network
US9049756B2 (en) Intelligent lighting control system and network comprising multiple-channel photo sensor
KR101270383B1 (ko) 유비쿼터스 센서 네트워크 기반의 식물 공장 ｌｅｄ 조명 시스템 및 방법
US20170163439A1 (en) Lighting system
US20080266846A1 (en) Solar Lamp with a Variable Display
KR20210143029A (ko) 로라 네트워크를 이용한 스마트팜 제어시스템
CN105050246A (zh) 一种移动终端调节灯光亮度的方法和移动终端
US9480117B2 (en) Control system for controlling a load via power-line communications
CN107072008B (zh) 基于无线控制技术的智能照明系统
CN115052386B (zh) 一种led阵列照明效果的调控方法及系统
JP2011125274A (ja) 植物育成システム
CN106993357B (zh) 一种根据环境光自动调整的led灯系统及其实现方法
CN109640458A (zh) 一种联动调光的智慧路灯照明系统及其控制方法
KR20140071313A (ko) Ｕｓｎ 기반 식물공장 에너지 통합관리 시스템 및 그 방법
CN108717307B (zh) 一种面向作物整株需光差异的多通道补光调控方法与系统
KR101064591B1 (ko) Ｌｅｄ 스마터 컨트롤 모듈을 갖는 ｌｅｄ 조명등용 객체 관제 장치
CN115908321A (zh) 创新型智能宠物综合维护管理系统及其方法
KR20220105704A (ko) 실시간 차양 장치 복합 제어를 통한 조명 및 냉난방 제어에 특화된 건물 에너지 관리 시스템
CN204948413U (zh) 利用传感技术的智能照明系统
Chatterjee et al. Daylight integrated indoor VLC architecture: an energy‐efficient solution
CN108055738A (zh) Led电源和led照明装置
KR101883264B1 (ko) 식물 공장을 위한 광량 제어 시스템
KR20160136156A (ko) 가시광통신을 이용한 led 식물공장 시스템 및 그를 이용한 관리 방법

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application