KR20220109630A - 다 파장 엘이디 어레이의 조도제어를 통한 산란계 생산성 향상 시스템 - Google Patents
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Abstract
다 파장 엘이디 어레이의 조도제어를 통한 산란계 생산성 향상 시스템은 산란율 향상을 위한 조도 제어용 발광모듈 및 유해충 억제를 위한 원적외선 발광모듈이 구비되는 복수의 엘이디 어레이와, 복수의 엘이디 어레이를 개별적으로 제어하기 위한 PWM(Pulse Width Modulation) 제어신호를 포함하는 조명제어 데이터를 생성하는 조명 구동부와, 조명 구동부를 제어함에 있어서 복수의 엘이디 어레이의 현재상태를 표시하고 주기적 스케쥴링 정보의 등록을 진행하는 제어 컴퓨터와, 제어 컴퓨터로부터 조명제어 데이터 및 산란정보를 주기적으로 수신하여 관리하는 빅데이터 서버와, 제어 컴퓨터와 원격으로 연결되어 관리 애플리케이션을 통해 조명 구동부를 원격에서 제어할 수 있는 휴대용 단말기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 산란계 생산성 향상 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 다 파장 엘이디 어레이의 조도제어를 통한 산란계 생산성 향상 시스템에 관한 것이다.
우리나라의 밀집 사육의 양계 환경은 조류독감의 위험이 외부 요인보다 생산 시스템 내부에 존재한다는 것을 말해 주고 있으며, 사료에 포함된 항생제, 방부제, 성장촉진제 등은 각종 영양성분과 함께 달걀에 농축돼 소비자에게 전달되는 문제점이 있다.
이는 삶의 질적 향상을 원하고 안전한 먹거리에 대한 사회적 관심이 고조되는 요즘 해결되어야 할 문제이며, 웰빙과 더불어 중요시 되고 있는 사회적 관심으로 나아가 동물복지로 이어진다.
즉, 최근 규모화/계열과 등 축산업이 선진화됨에 따라 생산성이 높아져 일반 국민들이 보다 저렴하게 축산식품을 섭취할 수 있게 되었으나, 이러한 과정에서 밀집사육과 공장식 축산이 일반화되었고, 그 결과 동물복지 수준은 매우 열악해졌으며, 항생제 과다 사용, 축산분뇨로 인한 환경오염이 심각한 수준에 이르게 되었다.
특히, 동물복지가 고려되지 않은 열악한 사육환경 하에서 FMD, AI 등 악성 전염성 질병이 급속도로 확산되어 국가적으로 큰 손실이 발생하고 있다.
특히, 닭은 장일성 동물로 점등 자극에 의하여 산란이 지속되어 형광등이나 백열전구와 같은 광원을 이용하여 점등관리를 실시하고 있는데, 증체는 빠르나 전력사용이 많고 폐사율이 높다는 문제점이 확인되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 산란율 향상을 위한 조도 제어용 발광모듈 및 유해충 억제를 위한 원적외선 발광모듈을 통해 조명을 제어하여 산란율을 향상시키면서도 사육환경조건을 개선할 수 있는 다 파장 엘이디 어레이의 조도제어를 통한 산란계 생산성 향상 시스템을 제공한다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 산란율 향상을 위한 조도 제어용 발광모듈 및 유해충 억제를 위한 원적외선 발광모듈이 구비되는 복수의 엘이디 어레이와, 복수의 엘이디 어레이를 개별적으로 제어하기 위한 PWM(Pulse Width Modulation) 제어신호를 포함하는 조명제어 데이터를 생성하는 조명 구동부와, 조명 구동부를 제어함에 있어서 복수의 엘이디 어레이의 현재상태를 표시하고 주기적 스케쥴링 정보의 등록을 진행하는 제어 컴퓨터와, 제어 컴퓨터로부터 조명제어 데이터 및 산란정보를 주기적으로 수신하여 관리하는 빅데이터 서버와, 제어 컴퓨터와 원격으로 연결되어 관리 애플리케이션을 통해 조명 구동부를 원격에서 제어할 수 있는 휴대용 단말기를 포함하는 조도제어를 통한 산란계 생산성 향상 시스템이 제공된다.
또한, 본 발명에 포함되는 조도 제어용 발광모듈은, 조명 구동부의 제어에 따라 색온도 2700 ~ 3000k의 빛을 선택적으로 발광하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 포함되는 원적외선 발광모듈은, 조명 구동부의 제어에 따라 색온도 750 ~ 1400K의 빛을 선택적으로 발광하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 조도제어를 통한 산란계 생산성 향상 시스템은, 산란율 향상을 위한 조도 제어용 발광모듈 및 유해충 억제를 위한 원적외선 발광모듈을 통해 조명을 제어하여 산란율을 향상시키면서도 사육환경조건을 개선할 수 있다.
즉, 조도 조절을 통한 빛 조절은 양계 생산성에 막대한 영향을 미치므로, 제안된 조도제어를 통한 산란계 생산성 향상 시스템을 통해 균등한 조도를 방사하면서도 사육환경조건을 개선하여 산란계 생산성 향상을 도모할 수 있다. 또한, 빛으로 초기 사료 섭취를 적절히 제어하여 폐사율, 사료 이용성을 높이면서 후기 보상성장을 유도할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 조도제어를 통한 산란계 생산성 향상 시스템(1)의 구성도
도 2는 조도제어를 통한 산란계 생산성 향상 시스템(1)의 예시도
도 3은 양계장에 설치된 엘이디 어레이의 실사도
도 4는 제어 컴퓨터의 설정화면의 제1 예시도
도 5는 제어 컴퓨터의 설정화면의 제2 예시도
도 6은 제어 컴퓨터의 설정화면의 제3 예시도
도 7은 관리 애플리케이션의 설정화면의 예시도
도 2는 조도제어를 통한 산란계 생산성 향상 시스템(1)의 예시도
도 3은 양계장에 설치된 엘이디 어레이의 실사도
도 4는 제어 컴퓨터의 설정화면의 제1 예시도
도 5는 제어 컴퓨터의 설정화면의 제2 예시도
도 6은 제어 컴퓨터의 설정화면의 제3 예시도
도 7은 관리 애플리케이션의 설정화면의 예시도
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 발명에 따른 조도제어를 통한 산란계 생산성 향상 시스템(1)의 구성도이고, 도 2는 조도제어를 통한 산란계 생산성 향상 시스템(1)의 예시도이고, 도 3은 양계장에 설치된 엘이디 어레이의 실사도이다.
본 실시예에 따른 조도제어를 통한 산란계 생산성 향상 시스템(1)은 제안하고자 하는 기술적인 사상을 명확하게 설명하기 위한 간략한 구성만을 포함하고 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 조도제어를 통한 산란계 생산성 향상 시스템(1)은 엘이디 어레이(100), 조명 구동부(200), 제어 컴퓨터(300), 빅데이터 서버(400) 및 휴대용 단말기(500)를 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성되는 조도제어를 통한 산란계 생산성 향상 시스템(1)의 주요동작을 살펴보면 다음과 같다.
엘이디 어레이(100)는 산란율 향상을 위한 조도 제어용 발광모듈 및 유해충 억제를 위한 원적외선 발광모듈이 구비된다.
여기에서 조도 제어용 발광모듈은 조명 구동부(200)의 제어에 따라 색온도 2700 ~ 3000k의 빛을 선택적으로 발광한다.
또한, 원적외선 발광모듈은 조명 구동부(200)의 제어에 따라 색온도 750 ~ 1400K의 빛을 선택적으로 발광한다. 원적외선은 가시광선의 적색 영역보다 상대적으로 긴 파장으로 생체 내 침투력 증가 및 열작용 등으로 각종 질병의 원인이 되는 세균을 제거하는데 도움이 되고, 생체 내에 직접 작용하여서 혈액순환과 세포생성에 도움이 된다는 의학적인 연구가 다수 있어서 사람을 위한 의료용 기구에도 사용되고 있다.
복수의 엘이디 어레이(100)는 DC 48V로 구동되는 무방향성 발광 다이오드로 구성되며, LED 파장 변화를 통한 유해균(살모넬라)/유해 해충(와구모) 억제할 수 있다. 또한, 엘이디 어레이(100)는 어레이(수직 2M) 배열을 통한 균등 조도 방사에 따른 산란율 향상시킬 수 있도록 구성된다.
조명 구동부(200)는 복수의 엘이디 어레이(100)를 개별적으로 제어하기 위한 PWM(Pulse Width Modulation) 제어신호를 포함하는 조명제어 데이터를 생성한다. 조명 구동부(200)는 각 엘이디 어레이(100)에 접속하기 위한 단자 접속부와, PWM(Pulse Width Modulation) 조도제어구동부와, 직류전원 구동부와, 중앙제어장치로 구성될 수 있다.
제어 컴퓨터(300)는 양계장에 구비되는 업무용 컴퓨터로 정의될 수 있으며 조명 구동부(200)를 제어함으로서 엘이디 어레이(100)의 조도 및 색온도를 변경할 수 있다.
특히 제어 컴퓨터(300)는 복수의 엘이디 어레이(100)의 현재상태를 표시하고 주기적 스케쥴링 정보의 등록을 진행할 수 있도록 프로그래밍 될 수 있다.
제어 컴퓨터(300)의 운영 프로그램은 주기적 스케쥴에 따른 다 파장 LED 어레이의 구동을 제어할 수 있으며, 하루 1회, 30분 원적외선 파장 방사하여 유해균/유해충 억제시킬 수 있다.
원적외선 발광모듈의 구동주기 및 구동시간은 계절 및 양계장 내부온도에 따라 자동 조절될 수 있다.
빅데이터 서버(400)는 제어 컴퓨터(300)로부터 조명제어 데이터 및 산란정보를 주기적으로 수신하여 관리하며, 휴대용 단말기(500)는 제어 컴퓨터(300)와 원격으로 연결되어 관리 애플리케이션을 통해 조명 구동부(200)를 원격에서 제어할 수 있다. 휴대용 단말기(500)는 빅데이터 서버(400)로부터 데이터를 전달받도록 구성될 수도 있다.
여기에서 휴대용 단말기(500)는 휴대폰, 스마트폰, 스마트 패드 등과 같이 사용자가 휴대하면서 사용할 수 있는 기기를 총칭하는 것이며, 본 실시예에서는 사용자의 스마트폰으로 구성된 휴대용 단말기로 정의한다.
참고적으로 산란계를 촬영하는 복수의 카메라가 더 구비되고, 산란계의 촬영영상, 해당 산란계의 산란성 데이터, 양계장 내부온도가 빅데이터 서버(400)로 제공될 경우,
빅데이터 서버(400)는 학습 데이터를 이용하여 해당 산란계의 비정상 패턴을 검출한 후 해당 산란계에 할당된 원적외선 발광모듈의 구동주기 및 구동시간을 자동 증가시키도록 제어할 수 있다. 소정의 기간이후에도 해당 산란계의 비정상 패턴이 지속될 경우 빅데이터 서버(400)는 관리자의 휴대용 단말기(500)의 관리 애플리케이션으로 해당 산란계의 비정상 패턴정보를 경고할 수 있다.
즉, 빅데이터 서버(400)는 산란계의 촬영영상, 해당 산란계의 산란성 데이터, 양계장 내부온도/습도의 데이터를 인공 신경망을 이용한 딥러닝 알고리즘을 통해 학습하여 추천온도, 추천습도, 추천조도, 원적외선 발광시간을 제안하고 비정상 패턴을 예측할 수 있다. 이러한 정보는 휴대용 단말기(500)의 관리 애플리케이션으로 피드백 된다.
여기에서 인공 신경망은, 입력 레이어, 히든 레이어 및 출력 레이어로 구성되되, 히든 레이어의 활성함수(activation function)는 ELU function 을 사용하고, 히든 레이어의 아웃풋 레이어의 활성함수(activation function)는 tanh funtion을 사용하고, 손실함수(loss function)는 mean_squared_error를 사용하고, 옵티마이져(optimizer)는 Adam optimizer를 사용한다.
또한, 빅데이터 서버(400)는 산란계의 촬영영상을 수신하여, 실시간으로 영상의 객체를 인식하는 이미지 프로세싱을 진행한다. 빅데이터 서버(400)는 인식된 객체정보를 휴대용 단말기(500) 및 제어 컴퓨터(300)로 피드백한다.
즉, 객체인식을 진행하는 과정이 빅데이터 서버(400)에서 진행되고, 빅데이터 서버(400)는 인식된 결과만을 객체정보로써 휴대용 단말기(500) 및 제어 컴퓨터(300)에 피드백함으로써 휴대용 단말기(500) 및 제어 컴퓨터(300)의 연산부하가 감소되는 효과가 발생한다.
이때, 제어 컴퓨터(300)는 카메라에서 촬영된 산란계의 촬영영상을 송신하는 동시에 처리를 원하는 영상처리명령까지 빅데이터 서버(400)에 전송하고, 그 결과값만을 피드백 받을 수 있다.
이와 같이 빅데이터 서버(400)는 인식된 객체정보를 제어 컴퓨터(300) 및 휴대용 단말기(500)로 피드백 하는데, 각각의 객체정보는 객체 종류(산란계의 머리, 날개, 다리, 몸통)별로 미리 할당된 식별코드 및 각 객체의 중심영역에 대한 위치정보를 포함한다.
참고적으로, 식별코드는 객체코드 및 부가코드를 포함하는데, 예를 들어 객체코드는 “산란계의 머리”라는 형상에 부여된 코드이고, 부가코드는 “산란계의 머리”의 세부패턴 등과 같은 부가 데이터 정보를 코드화한 것으로 정의될 수 있다.
또한, 제어 컴퓨터(300)의 운영 프로그램은 생육 일령별 조도 제어를 위해 사육 일령에 따른 조도 빅데이터 테이블 작성하여 스케쥴에 따른 데이터베이스 구성하고 빅데이터 서버(400)에 제공할 수 있다.
도 4는 제어 컴퓨터의 설정화면의 제1 예시도이고, 도 5는 제어 컴퓨터의 설정화면의 제2 예시도이고 도 6은 제어 컴퓨터의 설정화면의 제3 예시도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 제어 컴퓨터(300)의 운영 프로그램은 항시 인터넷을 통하여 표준시간을 동기화하여 조도제어 일정계획에 차질이 없도록 설계된다. 현재 국내에서 8개동 이하로 계사가 관리되는 곳이 95%에 이르기 때문에 기본 제어 대상을 8개동으로 표시하였으며, 최대 16개동까지 제어 가능하도록 설계할 수 있다.
점등조건을 2가지 설계한 이유는 계절별 /사육일령별 규정된 사료를 섭취하지 못하면, 성장적체와 불량란 생산으로 직결되기 때문에 더운 여름철의 경우 야간에 1-2시간 점등하여 필요 사료량을 섭취하도록 유도한다. 제어 컴퓨터(300)의 운영 프로그램은 사용자의 간단한 마우스 클릭 또는 터치만으로 간편히 조작이 가능한 인터페이스로 설계된다.
계절별/사육단계에 따른 점등조건은 달라지며 점등조건2는 사용하지 않는 경우가 있으며 이런 경우에는 회색으로 표시된다. 점등조건2의 사용 유/무를 체크하면 점등조건2가 활성화 되면서 색상이 다르게 표시된다. 조도설정 GUI로서 0-99단계, 점등조건 및 조도설정 입력 후 저장 버튼을 누르며, 저장 버튼을 선택하면 운영 프로그램은 유/무선으로 연결된 LED 조광제어 장치로 정보를 전달하고, 장비 측에서 송신한 저장 완료 응답을 통하여 설정완료를 표시한다.
운영 프로그램 우측 상단의 별칭 설정 아이콘을 누르면 팝업창이 활성화되며, 각 동의 이름을 실제 농장에서 사용하는 이름으로 변경하여 적용가능하다. LED 조광제어 운영 프로그램은 실시간 원격제어 기능을 제공하면서, 사용자의 일정계획 및 조도계획에 따라 연간 자동 운전이 가능하도록 개발된다. 운영 프로그램 우측 상단 자동조건 설정 버튼을 실행하면 자동조건관리 GUI가 로딩되어 표시된다.
도 7은 관리 애플리케이션의 설정화면의 예시도이다.
도 7을 참조하면, 제작한 안드로이드 기반 스마트앱 운영 프로그램은, SMS를 통하여 원격 조도제어 및 모니터링이 가능하도록 설계된다. 스마트폰 앱은 LED조광기 장비(제어 컴퓨터)의 UI와 유사하게 제공하여 사용자가 간단히 조작 가능하도록 설계된다.
본 발명의 실시예에 따른 조도제어를 통한 산란계 생산성 향상 시스템은, 산란율 향상을 위한 조도 제어용 발광모듈 및 유해충 억제를 위한 원적외선 발광모듈을 통해 조명을 제어하여 산란율을 향상시키면서도 사육환경조건을 개선할 수 있다.
즉, 조도 조절을 통한 빛 조절은 양계 생산성에 막대한 영향을 미치므로, 제안된 조도제어를 통한 산란계 생산성 향상 시스템을 통해 균등한 조도를 방사하면서도 사육환경조건을 개선하여 산란계 생산성 향상을 도모할 수 있다. 또한, 빛으로 초기 사료 섭취를 적절히 제어하여 폐사율, 사료 이용성을 높이면서 후기 보상성장을 유도할 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 : 엘이디 어레이
200 : 조명 구동부
300 : 제어 컴퓨터
400 : 빅데이터 서버
500 : 휴대용 단말기
200 : 조명 구동부
300 : 제어 컴퓨터
400 : 빅데이터 서버
500 : 휴대용 단말기
Claims (3)
- 산란율 향상을 위한 조도 제어용 발광모듈 및 유해충 억제를 위한 원적외선 발광모듈이 구비되는 복수의 엘이디 어레이;
상기 복수의 엘이디 어레이를 개별적으로 제어하기 위한 PWM(Pulse Width Modulation) 제어신호를 포함하는 조명제어 데이터를 생성하는 조명 구동부;
상기 조명 구동부를 제어함에 있어서 상기 복수의 엘이디 어레이의 현재상태를 표시하고 주기적 스케쥴링 정보의 등록을 진행하는 제어 컴퓨터;
상기 제어 컴퓨터로부터 조명제어 데이터 및 산란정보를 주기적으로 수신하여 관리하는 빅데이터 서버; 및
상기 제어 컴퓨터와 원격으로 연결되어 관리 애플리케이션을 통해 상기 조명 구동부를 원격에서 제어할 수 있는 휴대용 단말기;
를 포함하는 조도제어를 통한 산란계 생산성 향상 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 조도 제어용 발광모듈은,
상기 조명 구동부의 제어에 따라 색온도 2700 ~ 3000k의 빛을 선택적으로 발광하는 것을 특징으로 하는 조도제어를 통한 산란계 생산성 향상 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 원적외선 발광모듈은,
상기 조명 구동부의 제어에 따라 색온도 750 ~ 1400K의 빛을 선택적으로 발광하는 것을 특징으로 하는 조도제어를 통한 산란계 생산성 향상 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210012875A KR102621689B1 (ko) | 2021-01-29 | 2021-01-29 | 딥러닝을 이용한 다 파장 엘이디 어레이 조명제어 기반의 산란계 관리 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210012875A KR102621689B1 (ko) | 2021-01-29 | 2021-01-29 | 딥러닝을 이용한 다 파장 엘이디 어레이 조명제어 기반의 산란계 관리 시스템 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220109630A true KR20220109630A (ko) | 2022-08-05 |
| KR102621689B1 KR102621689B1 (ko) | 2024-01-05 |
Family
ID=82826245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210012875A KR102621689B1 (ko) | 2021-01-29 | 2021-01-29 | 딥러닝을 이용한 다 파장 엘이디 어레이 조명제어 기반의 산란계 관리 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102621689B1 (ko) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101027205B1 (ko) * | 2010-08-06 | 2011-04-06 | (주) 성광 엘이디 | 식물재배용 ｌｅｄ 조명장치 |
| KR20130094604A (ko) * | 2012-02-16 | 2013-08-26 | 주식회사 태종 | 성장발육이 우수한 양계를 생산할 수 있는 양계장용 엘이디조명제어장치 |
| KR101624929B1 (ko) * | 2015-08-13 | 2016-05-30 | 윤재순 | 생육광선용 led 조명 시스템 |
| KR102183380B1 (ko) | 2020-04-14 | 2020-11-26 | 그리심산업 유한회사 | 수직방향 또는 수평방향으로 전환하여 조명하는 양계장 led조명장치 |
-
2021
- 2021-01-29 KR KR1020210012875A patent/KR102621689B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR101027205B1 (ko) * | 2010-08-06 | 2011-04-06 | (주) 성광 엘이디 | 식물재배용 ｌｅｄ 조명장치 |
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| KR101624929B1 (ko) * | 2015-08-13 | 2016-05-30 | 윤재순 | 생육광선용 led 조명 시스템 |
| KR102183380B1 (ko) | 2020-04-14 | 2020-11-26 | 그리심산업 유한회사 | 수직방향 또는 수평방향으로 전환하여 조명하는 양계장 led조명장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102621689B1 (ko) | 2024-01-05 |
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