KR20220029844A - 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 장치 및 그 방법 - Google Patents

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최문환
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Abstract

본 발명은 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 멀티 팩터 측정을 이용하여 스마트팜 기자재의 공간 위치를 인식하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 방법은 (a) 스마트팜 시설에 기자재를 설치하기 위해, 기자재 배치를 구성하는 단계와, (b) 기자재 자체의 정보와 기자재가 설치된 위치 정보를 담을 미디어를 선택하고, 상기 미디어를 활용할 장비를 선택하여 배치 정보를 생성하는 단계와, (c) 상기 스마트팜 시설에 기자재를 배치하고, 기자재 정보를 획득하는 단계와, (d) 상기 기자재가 설치된 곳의 위치 정보를 획득하는 단계와, (e) 상기 기자재 정보 및 상기 위치 정보를 이용하여 기자재 배치 정보를 생성하는 단계와, (f) 상기 기자재 배치 정보를 운영관리시스템에 전송하여 등록하는 단계와, (g) 상기 기자재를 운용하는 단계와, (h) 상기 기자재의 상태 변경이 발생되면, 기자재 배치 변경이 필요한지 여부를 확인하는 단계 및 (i) 상기 기자재의 위치를 변경하고 기자재의 배치 정보 등록 과정을 수행하는 단계를 포함한다.

Description

스마트팜 기자재 공간 위치 인식 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SPACE LOCATION RECOGNITION OF SMARTFARM EQUIPMENTS}
본 발명은 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 멀티 팩터 측정을 이용하여 스마트팜 기자재의 공간 위치를 인식하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래 기술에 따르면, 스마트팜에 활용되는 각종 기자재의 설치 및 배치를 손쉽게 할 수 있는 기술에 대한 요구가 있다.
본 발명은 스마트팜 기자재의 공간 위치 인식을 통해, 스마트팜에 활용되는 각종 기자재의 설치, 배치 및 이동 설치를 용이하게 하고, 기자재의 재배치를 통한 재사용성을 증대시키는 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 방법은 (a) 스마트팜 시설에 기자재를 설치하기 위해, 기자재 배치를 구성하는 단계와, (b) 기자재 자체의 정보와 기자재가 설치된 위치 정보를 담을 미디어를 선택하고, 상기 미디어를 활용할 장비를 선택하여 배치 정보를 생성하는 단계와, (c) 상기 스마트팜 시설에 기자재를 배치하고, 기자재 정보를 획득하는 단계와, (d) 상기 기자재가 설치된 곳의 위치 정보를 획득하는 단계와, (e) 상기 기자재 정보 및 상기 위치 정보를 이용하여 기자재 배치 정보를 생성하는 단계와, (f) 상기 기자재 배치 정보를 운영관리시스템에 전송하여 등록하는 단계와, (g) 상기 기자재를 운용하는 단계와, (h) 상기 기자재의 상태 변경이 발생되면, 기자재 배치 변경이 필요한지 여부를 확인하는 단계 및 (i) 상기 기자재의 위치를 변경하고 기자재의 배치 정보 등록 과정을 수행하는 단계를 포함한다.
상기 (a) 단계는 상기 스마트팜 시설에 설치할 상기 기자재의 설치 위치, 설치 수량에 대해 계획을 구성한다.
상기 (b) 단계는 바코드, QR 코드, NFC, RFID 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 미디어를 선택한다.
상기 (b) 단계는 상기 미디어를 생성하여 상기 배치 정보를 생성하되, 기자재 정보 미디어를 해당 기자재에 할당하고, 위치 정보 미디어를 스마트팜 시설에 할당한다.
상기 (c) 단계는 상기 운영관리시스템을 통해 해당 기자재의 통신 주소를 획득하고, 기자재 정보 미디어로부터 상기 기자재 정보를 획득한다.
상기 (c) 단계는 상기 기자재 정보를 획득함에 있어서, 현재 정보를 획득하는 장치가 상기 운영관리시스템에 등록하려는 장치와 동일한지 여부를 확인한다.
상기 (c) 단계는 상기 기자재 정보에서 장치ID 및 노드ID와 통신 인터페이스를 통해 상기 운영관리시스템과 연결되어 획득된 해당 기자재의 통신 주소를 비교한다.
상기 (d) 단계는 상기 위치 정보를 내재하는 미디어를 스캔하거나 태깅하여 상기 위치 정보를 획득한다.
상기 (e) 단계는 상기 기자재 정보 및 위치 정보를 혼합하여 상기 기자재 배치 정보를 생성한다.
상기 (e) 단계는 기자재 설치 시간, 기자재 등록 시간, GPS 좌표 중 적어도 어느 하나를 포함하는 부가 정보를 추가하여 상기 배치 정보를 생성한다.
상기 (f) 단계는 등록 과정이 완료되면, 상기 기자재 정보, 상기 위치 정보, 상기 배치 정보와 발신정보를 포함하는 이력정보를 저장한다.
상기 (h) 단계는 작물의 성장에 따라 센서 기자재의 이동이 필요한 경우, 상기 센서 기자재의 위치 변경 정도에 따라 상기 센서 기자재의 배치 정보의 변경이 필요한지 여부에 대해 판단한다.
본 발명에 따르면, 스마트팜에 활용되는 각종 기자재들의 배치에 있어서, 공간 위치 인식을 통해 직관적이고 용이한 기자재 설치 수단을 제공하고, 기자재들의 용이한 이동 설치를 지원하여 기자재의 재사용성을 높이고 농가 경영을 지원하는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 스마트 온실의 구성도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 스마트 온실 기자재 구성을 도시한다.
도 3은 종래 기술에 따른 스마트 온실 내 센서의 배치를 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 장치를 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스마트팜 기자재 정보를 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스마트팜 기자재가 설치되는 위치를 나타내는 시설 위치 정보를 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 스마트팜 기자재 배치 정보를 도시한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 스마트팜 기자재 등록 절차를 도시한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 장치를 도시한다.
본 발명의 전술한 목적 및 그 이외의 목적과 이점 및 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 수 있으며, 단지 이하의 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 목적, 구성 및 효과를 용이하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐으로서, 본 발명의 권리범위는 청구항의 기재에 의해 정의된다.
한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가됨을 배제하지 않는다.
이하에서는, 당업자의 이해를 돕기 위하여 본 발명이 제안된 배경에 대하여 먼저 서술하고, 본 발명의 실시예에 대하여 서술하기로 한다.
종래 기술에 따른 스마트팜은 생육 및 환경 정보를 모니터링 하기 위한 센서 장치, 스마트팜 시설을 제어하는 구동기, 각 시설에 부착된 장치들을 제어하는 제어기, 그리고 이들을 통합적으로 관리하는 운영관리시스템 등으로 구성된다.
센서 및 구동기는 센서 및 구동기 장치와, 이들과 연동되어 제어기를 통해 운영시스템까지 연결되는 센서 및 구동기 노드로 나눌 수 있다.
운영관리시스템은 인터넷을 통해 클라우드와 연결되어 원격에서의 스마트팜 관리도 가능한 수준으로 진화하고 있다.
센서 및 구동기 같은 스마트팜 기자재의 경우, 노드는 제어기와 유선으로 연결되는 형태가 많지만, 무선으로 통신하는 노드들이 점차 많아지고 있다.
이는 유선의 경우 배선에 따른 작업 효율이 저하될 수 있고, 소규모의 스마트팜 시설에서는 유선과 무선의 차이가 크지 않지만, 다수의 시설로 이루어진 대규모 스마트팜 온실 또는 과수원 같은 노지 농업 분야에서는 무선으로 스마트팜 기자재를 설치하는 것이 상대적으로 유리하기 때문이다.
특히 최근 활발히 도입되고 있는 드론과 같은 실시간 이동형 기자재들은 무선 연결이 필수적이며, 향후 미래 지향적 기자재를 활용하기 위해서는 무선 통신이 점차 보편화 될 것으로 전망된다.
한편 IoT기술은 급속한 발전에 따라 점차 생활 속의 편리성을 더해주고 있다.
바코드, QR코드, RFID, NFC 등은 인터넷 및 스마트폰 보급이 보편화 됨에 따라 이제는 누구나 쉽게 이 기술을 사용한 정보 매체를 생성할 수 있게 되었다.
이와 같은 매체를 활용하여 누구나 자기가 원하는 정보(예: 연락처)를 타인과 쉽게 교환할 수 있게 되었다.
심지어 NFC등을 활용하면, NFC등을 지원하는 IT기기 간 설정까지도 쉽게 조작할 수 있는 수준까지 발전하였다.
스마트팜은 기존의 전통적 농업에 IoT 등 ICT기술을 융합함으로써, 생산성과 효율성을 높이고 고부가가치 창출을 추구하는 첨단 농업 기술로서, 다양한 IT기기들이 활용된다.
스마트팜은 적용 분야에 따라 작물을 생육하는 스마트 온실, 가축을 키우는 스마트 축사, 과수를 생육하는 스마트 과수원 등으로 분류될 수 있다.
즉, 스마트팜은 생육하는 대상에 따라 분류될 수 있으며, 생육하는 대상의 품종에 따라 다시 세분화된다.
스마트팜에는 영농의 종류 및 방식에 따라 다양한 형태의 시설 및 장치들이 구비될 수 있는데, 그 중 스마트온실의 경우를 예로 설명한다.
도 1은 종래 기술에 따른 스마트 온실의 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 각 스마트 온실에는 센서 및 구동기들과, 이들로부터 온실의 환경 및 기자재의 상태 데이터를 수신하고 이들에 대한 제어 명령을 전달하는 제어기가 구비된다.
센서의 종류에는 온도(Temperature), 습도(Humidity), 이산화탄소(CO2), 토양(Soil), 양분(Nutrient sensor) 등 다양한 센서들이 있으며, 각 센서들은 정해진 주기 또는 요청에 따라 현재의 측정값을 전달한다.
구동기의 종류에는 천창/측창(Roof/Window switch), 환기(Circulation Fan), 난방(Heater), 관수(Irrigation Control), 관비(Nutrient Provider), 영상장치(CCTV) 등 스마트 온실의 환경조절을 위한 다양한 구동기들이 있으며, 제어 신호에 따라 고유의 동작을 수행한다.
제어기는 구동기 장치를 제어하는 신호를 전달하고, 센서 및 구동기가 전송하는 데이터를 운영관리시스템으로 전달한다.
운영관리시스템은 복수의 온실을 통합하여 관리하며, 농가가 운영하는 각 온실의 상태를 전반적으로 관찰하고 통합적으로 제어한다.
도 2는 종래 기술에 따른 스마트 온실 기자재 구성을 도시한다.
센서 및 구동기 등의 기자재는 센서 및 구동기 노드에 다수의 센서 및 구동기 장치가 연결되어 동작한다.
센서 노드에는 여러 센서 장치들이 연결되고, 구동기 노드에는 여러 구동기 장치들이 연결된다.
하나의 노드에 센서 장치와 구동기 장치가 함께 연결되는 복합 노드의 경우, 비용 및 관리 등의 이유로 보편적으로 보급되어 있지는 않다.
각 노드는 제조사가 다르거나 특수 목적의 노드인 경우 별도의 제어기에 연결될 수 있으나, 통상적으로는 하나의 제어기에 연결된다.
도 3은 종래 기술에 따른 스마트 온실 내 센서의 배치를 도시한다.
각 스마트 온실에는 생육하는 작물(Crops)의 종류에 따라 각기 다른 종류의 스마트팜 기자재가 사용되고, 스마트팜 기자재가 배치되는 위치에 따라 동일 종류라 하더라도 복수의 기자재가 사용된다.
일례로, 온도 및 습도 센서의 경우 온실 내 위치, 작물의 상태(크기, 생장점 등)에 따른 위치 등 측정하고자 하는 목표에 따라 다수의 온도 센서가 설치될 수 있다.
또한, 정밀한 값을 얻기 위해 동일한 위치에 다수의 온도센서를 배치할 수도 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 온실 내 대기 온도 관찰을 위해 온실의 상단에 온도 센서를 설치할 수 있으며, 센싱값의 안정적 획득을 위해 센서를 이중화하여 설치할 수 있다.
온실의 중단에는 작물의 생장에 적합한 온도와 습도를 측정하기 위해 온도 센서 및 습도 센서를 설치할 수 있으며, 이는 작물의 생장에 따라 설치 위치가 변경될 수 있다.
온실의 하단에는 작물의 근권 환경을 측정하기 위한 온도 센서 및 습도 센서가 설치될 수 있다.
스마트 온실 내 각 센서 및 구동기를 효과적으로 배치하기 위해서는 다양한 고려 사항이 있을 수 있는데, 이에 대하여는 농촌진흥청 등 농업관련 기관에서 별도의 가이드라인을 제공하고 있다.
각 스마트팜 기자재를 설치할 때는 정해진 계획에 따라 설치하게 되는데, 통상 유선 통신 기반 기자재(이하, "유선 기자재"라고 함)의 경우 최초에 설치되면 해당 기자재가 폐기되기 전까지는 계속에서 동일한 위치에 있게 되는데, 이는 유선 기자재를 이동 설치하기 위해서는 배선도 함께 고려해야 하기 때문이다.
반면, 무선 통신 기반 기자재(이하 "무선 기자재")의 경우는 설치된 이후 다시 이동 설치될 가능성이 많고, 이동이 용이하므로, 유선 기자재에 비해 보다 정밀하게 값을 측정할 수 있다.
이러한 무선 기자재는 이동이 가능하므로, 제어기에 등록 시 현재 설치된 위치에 대한 정보의 중요도가 상대적으로 높다.
본 발명은 스마트팜에 활용되는 센서 및 구동기 등 다양한 기자재들 중 이동성이 확보된 기자재들의 설치에 있어서, 바코드, QR코드, RFID, NFC 등 농가의 실생활에서 쉽게 구현할 수 있는 기술을 통해 해당 노드의 물리적 위치를 쉽게 모니터링하는 것이 가능한 장치 및 방법을 제안한다.
본 발명의 실시예에 따른 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 장치 및 그 방법은 센서 및 구동기 장치의 위치를 쉽게 측정하고 제어기에 등록하는 절차를 제안하여, 스마트팜 기자재를 용이하게 설치하는 방안을 제안한다.
본 발명의 실시예에 따른 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 장치 및 그 방법은 멀티 팩터 측정을 기반으로 하며, 이 때 멀티 팩터 측정이란 스마트팜 기자재의 설치를 다양한 방법으로 수행한다는 의미이다.
구체적으로, 스마트팜 기자재의 설치에 있어, 기자재 자체의 정보와 기자재가 설치되는 위치의 정보를 분리하여, 기자재 자체의 정보 요소와 기자재가 설치되는 위치의 정보 요소를 함께 처리한다.
정보 요소를 처리하는 방식으로는 전술한 바와 같이 바코드, QR코드, RFID, NFC 등이 활용된다.
바코드 및 QR코드는 가시광선 또는 적외선을 이용해 사전에 약속된 기호로 정의된 정보를 판독하는 기술이다.
바코드 및 QR코드의 생성은 이미 스마트폰 앱이나, 웹 브라우저를 통해 소프트웨어가 보급되어 있기 때문에 사용자 입장에서 사용하기가 매우 편리하다.
정보를 생성하기 위해, 사용자는 앱이나 웹을 통해 원하는 정보를 입력 후 생성된 결과를 종이나 스티커 등에 출력하면 된다.
정보의 획득과정 또한 매우 용이하게 수행될 수 있는데, 과거에는 별도의 리더기가 필요하였으나 지금은 스마트폰 앱을 통해 단지 카메라에 비춤으로써 바코드나 QR코드의 내용을 읽을 수 있다.
NFC(Near Field Communication; 근거리무선통신)는 근거리 무선통신 기술로서 현재 휴대전화, 스마트폰 등 NFC 기능을 탑재한 전자기기들이 많이 보급되어 있으며, 이러한 NFC기술을 통해 기존 모바일카드와 교통카드를 대체하여 전자지불, 통행료지불 서비스 등이 제공되고 있다.
NFC는 파일의 전송도 가능할 정도로 많은 기능을 담고 있기 때문에, 현재 NFC 태그를 이용해 다양한 응용이 가능하다.
예로써, NFC를 지원하는 가전제품의 기능 설정 로직을 NFC를 지원하는 스마트폰에 입력한 후, 간단히 스마트폰을 가전제품에 태깅하는 것만으로 가전제품의 특정 기능을 동작시키는 것이 가능하다.
RFID(Radio-Frequency Identification)는 전파나 주파수를 이용해 ID를 식별하는 방식으로, 일명 전자태그로 불린다.
RFID는 NFC에 비해 수신거리가 더 길지만, 단방향 통신이고 리더와 태그의 역할이 고정되어 있기 때문에, RFID 기술을 활용하기 위해서는 전용 리더기가 필요하다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 장치를 도시한다.
본 발명의 실시예에 따른 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 장치(400)는 바코드, QR코드, NFC, RFID 등의 미디어를 인식하여 정보를 획득하는 미디어 인터페이스(410), 스마트팜 기자재의 원활한 등록을 위한 사용자 인터페이스(460), 스마트팜 기자재를 등록할 대상이 되는 운영관리시스템과 정보를 교환하는 통신 인터페이스(470), 설치된 스마트팜 기자재에 부착된 미디어로부터 등록할 스마트팜 기자재 정보를 획득하는 기자재 정보 입력부(420), 시설 내 부착된 미디어로부터 스마트팜 기자재가 설치된 시설 정보 및 설치위치 정보를 포함하는 위치 정보를 획득하는 위치 정보 입력부(430), 기자재 정보 및 위치 정보를 포함하고 시간 및 좌표 정보 등 부가 정보를 더하여 해당 기자재의 구체적인 시설 내 설치 정보를 생성하는 기자재 배치 정보 생성부(440), 생성된 기자재 배치 정보를 온실관리시스템에 등록하고, 등록 절차를 기록하는 배치 정보 등록부(450)를 포함한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스마트팜 기자재 정보를 도시한다.
스마트팜에 설치되는 기자재에는 다양한 종류가 있으며, 도 5에서는 센서 기자재로 예시하였으나, 그 외 새로운 센서 기자재, 구동기 등 다양한 기자재가 포함될 수 있다.
스마트팜 기자재 설치 시 스마트팜 운영관리시스템에 등록 가능한 정보로는 해당 기자재를 식별할 수 있는 장치ID 및 노드ID, 해당 기자재가 어떤 종류의 기자재인지를 알려주는 기자재 정보, 해당 기자재가 정보를 측정 및 생성하여 전송하는 주기를 나타내는 센싱 주기, 해당 기자재의 호환성을 위한 제조사 정보 및 기자재 호환코드, 운영자가 참고할 수 있는 사항이 기재되는 비고 등이 포함된다.
기자재 정보에는 기자재가 측정 및 생성하는 정보가 어떤 유형의 정보인지, 정보의 유효 범위는 어느 정도인지, 기자재가 측정 및 생성하는 정보의 단위를 나타내는 데이터 단위는 무엇인지 등이 포함된다.
스마트팜 기자재 정보의 예로써, 장치ID가 "센서1"인 경우, 해당 기자재는 노드ID가 "노드1"인 노드에 연결된 온도센서 장치이고, 운영자가 10분에 한번씩 측정하도록 설정하였고, "제조사A"에서 제조한 기자재로서 호환코드 "AB"를 가진 기자재들과 호환됨을 나타낸다.
비고에는 구입처, 구입시기, 가격, 보증기간 등 운영자가 참고할 수 있는 사항이 기재될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스마트팜 기자재가 설치되는 위치를 나타내는 시설 위치 정보를 도시한다.
도 6을 참고하면, 스마트팜 시설 내의 특정 위치를 나타내기 위한 정보로서 위치를 참고할 수 있는 정보를 예시하였으나, 이 외에도 운영자가 참고할 수 있는 수준의 다양한 정보들이 포함될 수 있다.
스마트팜 기자재 설치 시 스마트팜 기자재가 설치되는 구체적인 스마트팜 시설 내의 위치를 특정할 수 있는 정보로서, 해당 위치를 식별할 수 있는 위치ID, 해당 위치가 속해 있는 시설을 식별할 수 있는 시설ID, 해당 기자재가 배치되는 구체적인 위치를 사람이 직관적으로 인식할 수 있는 형태로 표현하는 세부위치ID, 이외 운영자가 참고할 수 있는 사항이 기재되는 비고 등이 포함된다.
스마트팜 위치정보의 예로써, 위치ID가 "위치1"의 경우, 운영자가 운영하는 시설 중 시설ID가 "온실A"인 시설에서, 세부위치ID로 "중앙상단"을 가진 곳의 위치를 나타내며, 비고에는 어떤 기자재들의 설치 형태(언제, 어떻게, 단일 또는 복수로) 설치되어 있는지, 인근 위치와의 간격은 어느 정도인지 등 운영자가 참고할 수 있는 사항을 기재할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 스마트팜 기자재 배치 정보를 도시한다.
스마트팜 기자재 배치 정보는 스마트팜 기자재 정보 및 스마트팜 시설의 위치 정보에 측정되는 장비로부터 부가적으로 획득 가능한 정보가 추가되어 구성된다.
스마트팜 기자재 배치 정보는 측정된 스마트팜 기자재를 식별하는 장치ID, 측정된 스마트팜 시설의 특정 위치를 식별하는 위치ID, 스마트팜 기자재 정보를 설치한 시간을 나타내는 설치 시간 정보, 스마트팜 기자재가 물리적으로 위치하는 GPS좌표 정보, 스마트팜 기자재 정보 및 스마트팜 시설 위치 정보를 측정한 장비를 나타내는 등록 단말 정보, 이외 운영자가 참고할 수 있는 사항을 기재하는 비고 등이 포함된다.
이러한 정보들은 운영관리시스템에서 운영자가 활용 가능한 형식으로 등록된다.
스마트팜 기자재 배치 정보에 있어서, 장치ID 및 위치ID는 각 장치 및 위치에서 획득하게 되는 정보인 반면, 설치시간 정보, GPS좌표 정보, 등록 단말 정보 등은 스마트팜 기자재 정보 및 스마트팜 시설 위치 정보를 측정하는 장비로부터 얻어질 수 있는 값이며, 어떤 장비를 선택하는가에 따라 기록할 수 있는 정보가 달라질 수 있다.
스마트팜 기자재 배치 정보의 예로써, 장치ID가 "센서1"인 경우는 해당 장치가 위치ID가 "위치1"인 위치에 설치되었고, 설치된 시간은 "Timestamp1"이며, 설치된 장소의 실제 물리적인 위치는 GPS좌표가 "x1,y1,z1"인 곳이며, 등록에 사용된 장비는 등록 단말이 "Smartphone1"인 장비임을 나타낸다.
또한 전술한 스마트팜 기자재 정보 예시와 스마트팜 위치 정보 예시를 고려할 때, 시설ID가 "온실A"인 시설에 기자재를 설치할 때는 "Smartphone1"을, 시설ID가 "온실B"인 시설에 설치할 때는 "TabletPC2"와 "Smartphone3"을 사용하여 기자재를 등록하였음을 알 수 있다.
한편, 설치시간 및 물리적 위치와 같은 기계가 읽을 수 있는(machine-readable) 정보의 저장은 추후 Cyber Physical System (CPS), Digital-Twin 등과 같이 기자재 배치 및 상태의 관측을(Monitoring) 자동화함으로써, 운영시스템을 동적으로 운용하도록 확장하는데 매우 유용하게 활용될 수 있으므로, 정보의 저장 행위 자체의 의미가 크다고 볼 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 스마트팜 기자재 등록 절차를 도시한다.
S801 단계는 스마트팜 시설에 스마트팜 기자재를 설치하기 위해, 스마트팜 기자재 배치 구성 작업을 수행한다.
S801 단계는 스마트팜 시설에 어떤 스마트팜 기자재를 얼마나 설치할 것인지에 대한 계획을 구성한다.
S801 단계에서 구성하는 계획에는 스마트팜 시설 내 기자재를 설치할 구체적인 위치와 해당 위치에 어떤 종류의 스마트팜 기자재를 어느 정도의 수량으로 배치할 것인지가 포함된다.
에컨대, 온실A의 중앙, 입구 등의 상단, 중단, 하단에 온도 및 습도 센서를 배치하되, 중앙 상단의 위치에는 데이터 안정성을 확보하기 위해 센서를 2개씩 배치하고, 나머지 세부 위치에는 센서를 각 1개씩 배치함에 대해 기자재 배치 구성을 수행한다.
S802 단계는 배치 정보를 생성하는데, 이는 일종의 사전 설치 작업으로서, 기자재 자체의 정보와 기자재가 설치될 위치 정보를 담을 미디어를 선택하고, 해당 미디어를 활용할 수 있는 장비를 선택한다.
정보를 다룰 미디어로는 바코드, QR코드, NFC, RFID 등 다양한 기술이 사용될 수 있는데, 운영자의 여건에 적합한 미디어를 선택한다.
어느 미디어를 선택하는가에 따라, 미디어를 판독하고 등록을 하기 위한 장비가 달라질 수 있지만, 통상 스마트폰에 구현되는 앱으로 활용되는 것이 바람직하다.
스마트폰은 이미 보급률이 상당하므로 접근성이 좋으며, 대부분의 스마트폰은 이미 해당 미디어를 다룰 수 있는 여건이 구비되어 있고, 해당 서비스를 제공하는 앱을 구현하기 위한 환경 또한 활성화되어 있기 때문이다.
S802 단계는 활용할 미디어 종류를 선택하고, 해당 기자재 및 위치 정보를 내재하는 미디어를 생성한다.
미디어 생성은 선택한 미디어에 따라 달리 적용되는데, 예컨대, 바코드 또는 QR코드 미디어는 PC나 스마트폰의 앱이나 웹을 통해 해당 기자재 또는 위치 정보를 입력하여 바코드 또는 QR코드를 생성하고, 해당 바코드 또는 QR코드를 종이나 스티커 등 물리적인 매체에 출력한다.
NFC 또는 RFID의 경우 전용 미디어를 별도로 구비하여 해당 정보를 입력한다.
NFC의 경우 NFC기능이 내장된 스마트폰으로 이 절차를 처리할 수 있다.
S802 단계는 전술한 바와 같이 미디어를 생성하여 배치 정보를 생성하는데, 기자재 정보 미디어는 해당 기자재에 할당하게 되고, 위치 정보 미디어의 경우 스마트팜 시설에 할당하게 된다.
이 때 위치 정보 미디어는 스마트팜 시설에 할당하기 때문에 기자재 설치와 무관하게 사전에 미리 설치되는 것이 가능하다.
미디어를 할당하는 방식은 해당 정보를 종이에 인쇄하거나, 간단한 하드웨어가 내장된 미디어에 해당 정보를 입력하는 등 어떤 미디어를 어떻게 활용하는가에 따라 다양하게 수행될 수 있으며, 이 중 운영자에게 가장 유리한 방식이 선택된다.
S803 단계에서 스마트팜 시설에 기자재를 설치/배치하고 기자재의 동작이 시작되면, 해당 기자재는 제어기를 통해 운영관리시스템에 연결된다.
S803 단계에서, 해당 기자재가 연결되면 운영관리시스템을 통해 해당 기자재의 통신 주소를 획득하고, 운영자는 기자재 정보 미디어로부터 기자재 정보를 획득한다.
기자재의 통신 주소는 운영자가 직접 부여한다면 운영자를 통해 알 수 있고, 운영관리시스템을 통해 자동으로 생성된다면 운영자가 운영관리시스템을 조회함으로써 알 수 있다.
정보의 획득은 미디어의 종류에 따라 달라진다.
예컨대, 바코드 또는 QR코드로 구성된 미디어는 스마트폰 앱으로 구현된 등록소프트웨어의 기자재 정보 입력 기능을 통해 해당 바코드 또는 QR코드를 스캔하여 정보를 획득한다.
NFC 또는 RFID경우 동일 기능의 태깅을 통해 정보를 획득한다.
해당 기자재의 정보를 획득할 때 중요한 사항은 현재 정보를 획득하는 장치가 운영관리 시스템에 등록하려는 장치와 동일한지 여부를 확인하는 것이다.
즉, 실제 현장에 설치하고 있는 장치가 운영관리시스템이 인식한 장치가 맞는지 여부를 확인한다.
이는 해당 장치를 본 발명의 실시예에 따른 기능블록 중 기자재 정보 입력부를 통해 입력되는 스마트팜 기자재 정보에서 장치ID 및 노드ID와 통신 인터페이스를 통해 운영관리시스템과 연결되어 획득된 해당 기자재의 통신주소를 비교함으로써 확인이 가능하다.
S804 단계는 해당 기자재가 설치된 곳의 위치 정보를 획득한다.
위치 정보의 획득은 기자재 정보 획득 과정과 동일한 방법으로 수행된다.
즉, 위치 정보를 내재하는 미디어를 스캔하거나, 태깅함으로써 이루어지게 되는데, 기자재 정보 획득 과정에 이어 순차적으로 이루어지게 된다.
다만 등록절차를 정하는 정책에 따라 또는 등록 시스템을 구현하는 방법에 따라, 기자재 정보 또는 위치 정보 중 어떤 정보를 먼저 획득할 지는 변경될 수 있다.
S805 단계는 기자재 정보 및 위치 정보를 혼합하여 기자재 배치 정보를 생성한다.
이때 기자재 설치 또는 등록 시간이나 GPS 좌표 등과 같이 등록하는 장비에서 부가적으로 얻을 수 있는 정보가 함께 추가된다.
즉, 어떤 기자재인지는 기자재 정보를 통해서, 어느 곳에 설치하는지는 위치 정보를 통해서, 언제 어떤 방법으로 설치되는지 그리고 해당 위치의 물리적인 위치가 어디인지 등의 machine-readable 정보는 부가 정보를 통해서 정의된다.
S805 단계에서 생성된 기자재 배치 정보는 S806 단계에서 운영자의 확인을 거쳐 운영관리시스템으로 전송되어 등록된다.
등록되는 과정은 다양하게 처리될 수 있는데, 등록 과정이 성공적으로 이루어지면, 이 과정은 추후 운영자가 참고할 수 있는 이력정보로 저장된다.
이력정보에는 기자재 정보, 위치 정보, 두 가지 정보를 기반으로 생성한 배치 정보 외에 운영관리시스템으로 해당 내역을 송신한 발신정보 등이 포함된다.
운영관리시스템에 등록하는 과정이 끝나면, S807 단계에서 기자재는 기자재 고유의 기능을 수행하게 되는데, 예컨대 온도 센서의 경우 정해진 주기에 따라 측정된 온도 값을 전송한다.
무선 기자재의 경우 고정된 상태가 아니기 때문에 추후 통신상태, 작동상태, 위치변경 등 다양한 원인으로 기자재의 상태 변경이 발생하게 되면, 기자재 배치 변경이 필요한지 확인이 필요하다.
예컨대, 작물의 열매 근처에서 온도를 측정하는 센서 기자재가 작물의 성장에 따라 소폭의 이동이 필요한 경우 기자재의 위치변경 정도에 따라 기자재 배치 정보의 변경이 필요한지에 대해 운영자의 판단이 필요할 수 있다.
이 때, 기자재 배치 정보의 변경이 필요하다고 판단되는 경우, 기자재의 위치를 변경한 후 기자재 배치정보 등록과정을 다시 수행함으로써, 해당 기자재의 재사용이 손쉽게 수행될 수 있다.
S808 단계에서 기자재 상태 변경이 확인되면, S809 단계는 기자재 배치를 변경시키고, 기자재 배치정보 등록 과정을 다시 수행하게 된다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 장치를 도시한다.
본 발명의 실시예에 따른 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 장치는 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 프로그램이 저장된 메모리(910) 및 프로그램을 실행시키는 프로세서(920)를 포함하고, 프로세서는 스마트팜 시설에 기자재를 설치하기 위해, 기자재 배치를 구성하고, 기자재 자체의 정보와 기자재가 설치된 위치 정보를 담을 미디어를 선택하고, 미디어를 활용할 장비를 선택하여 배치 정보를 생성하고, 스마트팜 시설에 기자재를 배치하고, 기자재 정보를 획득하고, 기자재가 설치된 곳의 위치 정보를 획득하고, 기자재 정보 및 위치 정보를 이용하여 기자재 배치 정보를 생성하고, 기자재 배치 정보를 운영관리시스템에 전송하여 등록하고, 기자재의 운용에 따라 기자재의 상태 변경이 발생되면, 기자재 배치 변경이 필요한지 여부를 확인하여, 기자재의 위치를 변경하고 기자재의 배치 정보 등록 과정을 수행한다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 방법은 컴퓨터 시스템에서 구현되거나, 또는 기록매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 시스템은 적어도 하나 이상의 프로세서와, 메모리와, 사용자 입력 장치와, 데이터 통신 버스와, 사용자 출력 장치와, 저장소를 포함할 수 있다. 전술한 각각의 구성 요소는 데이터 통신 버스를 통해 데이터 통신을 한다.
컴퓨터 시스템은 네트워크에 커플링된 네트워크 인터페이스를 더 포함할 수 있다. 프로세서는 중앙처리 장치(central processing unit (CPU))이거나, 혹은 메모리 및/또는 저장소에 저장된 명령어를 처리하는 반도체 장치일 수 있다.
메모리 및 저장소는 다양한 형태의 휘발성 혹은 비휘발성 저장매체를 포함할 수 있다. 예컨대, 메모리는 ROM 및 RAM을 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 방법은 컴퓨터에서 실행 가능한 방법으로 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 방법이 컴퓨터 장치에서 수행될 때, 컴퓨터로 판독 가능한 명령어들이 본 발명에 따른 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 방법을 수행할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명에 따른 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로는 컴퓨터 시스템에 의하여 해독될 수 있는 데이터가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래시 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다. 또한, 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.

Claims (13)

  1. (a) 스마트팜 시설에 기자재를 설치하기 위해, 기자재 배치를 구성하는 단계;
    (b) 기자재 자체의 정보와 기자재가 설치된 위치 정보를 담을 미디어를 선택하고, 상기 미디어를 활용할 장비를 선택하여 배치 정보를 생성하는 단계;
    (c) 상기 스마트팜 시설에 기자재를 배치하고, 기자재 정보를 획득하는 단계;
    (d) 상기 기자재가 설치된 곳의 위치 정보를 획득하는 단계;
    (e) 상기 기자재 정보 및 상기 위치 정보를 이용하여 기자재 배치 정보를 생성하는 단계;
    (f) 상기 기자재 배치 정보를 운영관리시스템에 전송하여 등록하는 단계;
    (g) 상기 기자재를 운용하는 단계;
    (h) 상기 기자재의 상태 변경이 발생되면, 기자재 배치 변경이 필요한지 여부를 확인하는 단계; 및
    (i) 상기 기자재의 위치를 변경하고 기자재의 배치 정보 등록 과정을 수행하는 단계
    를 포함하는 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계는 상기 스마트팜 시설에 설치할 상기 기자재의 설치 위치, 설치 수량에 대해 계획을 구성하는 것
    인 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 바코드, QR 코드, NFC, RFID 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 미디어를 선택하는 것
    인 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 상기 미디어를 생성하여 상기 배치 정보를 생성하되, 기자재 정보 미디어를 해당 기자재에 할당하고, 위치 정보 미디어를 스마트팜 시설에 할당하는 것
    인 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계는 상기 운영관리시스템을 통해 해당 기자재의 통신 주소를 획득하고, 기자재 정보 미디어로부터 상기 기자재 정보를 획득하는 것
    인 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 (c) 단계는 상기 기자재 정보를 획득함에 있어서, 현재 정보를 획득하는 장치가 상기 운영관리시스템에 등록하려는 장치와 동일한지 여부를 확인하는 것
    인 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 (c) 단계는 상기 기자재 정보에서 장치ID 및 노드ID와 통신 인터페이스를 통해 상기 운영관리시스템과 연결되어 획득된 해당 기자재의 통신 주소를 비교하는 것
    인 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 (d) 단계는 상기 위치 정보를 내재하는 미디어를 스캔하거나 태깅하여 상기 위치 정보를 획득하는 것
    인 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 (e) 단계는 상기 기자재 정보 및 위치 정보를 혼합하여 상기 기자재 배치 정보를 생성하는 것
    인 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 (e) 단계는 기자재 설치 시간, 기자재 등록 시간, GPS 좌표 중 적어도 어느 하나를 포함하는 부가 정보를 추가하여 상기 배치 정보를 생성하는 것
    인 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 (f) 단계는 등록 과정이 완료되면, 상기 기자재 정보, 상기 위치 정보, 상기 배치 정보와 발신정보를 포함하는 이력정보를 저장하는 것
    인 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 (h) 단계는 작물의 성장에 따라 센서 기자재의 이동이 필요한 경우, 상기 센서 기자재의 위치 변경 정도에 따라 상기 센서 기자재의 배치 정보의 변경이 필요한지 여부에 대해 판단하는 것
    인 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 방법.
  13. 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 프로그램이 저장된 메모리; 및
    상기 프로그램을 실행시키는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는 스마트팜 시설에 기자재를 설치하기 위해, 기자재 배치를 구성하고, 기자재 자체의 정보와 기자재가 설치된 위치 정보를 담을 미디어를 선택하고, 상기 미디어를 활용할 장비를 선택하여 배치 정보를 생성하고, 상기 스마트팜 시설에 기자재를 배치하고, 기자재 정보를 획득하고, 상기 기자재가 설치된 곳의 위치 정보를 획득하고, 상기 기자재 정보 및 상기 위치 정보를 이용하여 기자재 배치 정보를 생성하고, 상기 기자재 배치 정보를 운영관리시스템에 전송하여 등록하고, 상기 기자재의 운용에 따라 상기 기자재의 상태 변경이 발생되면, 기자재 배치 변경이 필요한지 여부를 확인하여, 상기 기자재의 위치를 변경하고 기자재의 배치 정보 등록 과정을 수행하는 것
    을 특징으로 하는 스마트팜 기자재 공간 위치 인식 장치.
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