KR20220123800A - 스마트팜 측창제어시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스마트팜 측창제어시스템에 관한 것으로서, 권취모터에 의해 측창이 개폐되게 구비되는 복수동의 비닐하우스와; 상기 복수동의 비닐하우스의 권취모터의 구동을 제어하여 각 동의 측창의 개폐여부를 제어하는 통합제어실을 포함하며, 상기 각 동의 비닐하우스는, 길이방향을 따라 구비된 복수개의 수직프레임과, 상기 수직프레임을 수평하게 연결하는 수평프레임을 갖는 프레임부와; 상기 프레임부를 덮는 비닐과; 상기 비닐이 권취되는 권취축과, 상기 권취축을 정역 회전구동하여 측창을 개폐하는 권취모터가 구비된 측창개폐부와; 상기 통합제어실과 통신하며 상기 권취모터의 정역구동신호를 인가받아 상기 권취모터로 전달하는 각동제어반을 포함하며, 상기 각동제어반은, 상기 권취모터에 흐르는 전류량을 감지하는 전류센서와, 상기 전류센서에서 흐르는 전류량이 기준값을 초과하는 경우 상기 권취모터로의 전원공급을 차단하는 로컬제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

스마트팜 측창제어시스템{Smart Farm Side Window Control System}
본 발명은 스마트팜 측창제어시스템에 관한 것으로서, 복수동의 비닐하우스의 측창 개폐 및 각 측창의 개폐량을 정밀하게 제어할 수 있는 스마트팜 측창제어시스템에 관한 것이다.
비닐하우스는 작물의 최적 성장조건에 부합하는 온도, 습도 및 일조량의 조절이 매우 중요함에 따라 외부의 기후변화에 따라 다양한 조치들이 행해진다. 그 중에서 보온, 일조량 조절 등에 영향이 미치는 측창의 개폐는 외부의 기상변화와 밤과 낮 등의 일조량 변화 등에 따라 수시로 행해져야 한다.
종래 비닐하우스의 측창 개폐는 비닐하우스를 덮고 있는 비닐덮개를 권취모터와 연결된 권취축에 감고 권취모터를 정역구동하여 비닐덮개를 권취하거나 풀어 측창을 개폐하였다.
그런데, 종래 비닐하우스는 권취모터의 정방향 혹은 역방향 회전구동시에 걸림 사고에 의해 평소보다 더 많은 부하가 모터에 인가되어 모터가 파손되는 경우가 빈번하였다. 그러나, 종래 비닐하우스는 권취모터의 과부하를 감시할 수 있는 수단이 없어 과부하에 의한 권취모터의 손상과 잦은 고장을 예방할 수 없는 문제가 있었다.
또한, 종래 비닐하우스는 권취모터를 이용해 측창을 개폐할 때 측창 전체를 개방하거나, 전체를 닫는 경우만 가능하였다. 즉, 측창의 개폐량을 감지할 수 없어 열림과 닫힘만 가능하고 부분개폐가 불가능한 한계가 있었다.
또한, 종래 비닐하우스는 원격 제어가 불가능하여 관리자가 직접 비닐하우스에 있는 제어반으로 이동하여 측창의 개폐를 조작해야만 하는 번거로움이 있었다.
또한, 원격 제어가 가능한 경우에도 측창의 열림과 닫힘만 제어할 수 있을 뿐 현재 비닐하우스의 상태에 대한 정교한 모니터링이 불가능한 한계가 있었다.
또한, 종래 비닐하우스는 측창 개폐를 위한 제어반이 각 비닐하우스마다 개별적으로 설치되고 서로 간에 통신이 이루어지지 않으므로, 복수개의 비닐하우스로 이루어진 스마트팜의 경우에 복수개의 비닐하우스의 측창개폐를 연동하여 제어할 수 없게 되다. 이에 관리자가 개별적으로 각 비닐하우스를 다니면서 측창개폐를 조작해야 하는 불편함이 있었다.
한국공개특허 제10-2019-0083702호 "비닐하우스 자동개폐기 및 그 작동방법" 한국공개특허 제10-2015-0057169호 "가이드봉을 이용한 비닐하우스 환기창 개폐장치"
본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 각 비닐하우스의 권취모터의 과부하를 감지하여 권취모터의 손상을 예방할 수 있는 스마트팜 측창제어시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 각 비닐하우스의 측창의 개폐량을 감지하여 측창을 부분개폐할 수 있는 스마트팜 측창제어시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 원격으로 복수개의 비닐하우스의 측창개폐를 안정적으로 제어할 수 있는 스마트팜 측창제어시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 복수개의 비닐하우스와 통신으로 연결되어 관리자가 원격으로 현재 비닐하우스의 상태를 정밀하게 제어 및 모니터링할 수 있는 스마트팜 측창제어시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
본 발명의 목적은 스마트팜 측창제어시스템에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 스마트팜 측창제어시스템은, 권취모터에 의해 측창이 개폐되게 구비되는 복수동의 비닐하우스와; 상기 복수동의 비닐하우스의 권취모터의 구동을 제어하여 각 동의 측창의 개폐여부를 제어하는 통합제어실을 포함하며, 상기 각 동의 비닐하우스는, 길이방향을 따라 구비된 복수개의 수직프레임과, 상기 수직프레임을 수평하게 연결하는 수평프레임을 갖는 프레임부와; 상기 프레임부를 덮는 비닐과; 상기 비닐이 권취되는 권취축과, 상기 권취축을 정역 회전구동하여 측창을 개폐하는 권취모터가 구비된 측창개폐부와; 상기 통합제어실과 통신하며 상기 권취모터의 정역구동신호를 인가받아 상기 권취모터로 전달하는 각동제어반을 포함하며, 상기 각동제어반은, 상기 권취모터에 흐르는 전류량을 감지하는 전류센서와, 상기 전류센서에서 흐르는 전류량이 기준값을 초과하는 경우 상기 권취모터로의 전원공급을 차단하는 로컬제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 권취모터의 일측에 구비되어 상기 측창의 개폐정도를 감지하는 개폐감지부를 더 포함하며, 상기 로컬제어부는 상기 통합제어실로부터 전송된 개폐량에 대응되게 해당 비닐하우스의 측창이 개폐되도록 상기 권취모터와 상기 개폐감지부를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 개폐감지부는, 상기 권취모터의 일측에 구비되어 전원이 공급된 후 상기 권취모터의 현재 회전수를 감지하는 엔코더와; 상기 측창의 전체 개방높이와 상기 권취모터의 회전수를 고려하여 상기 측창의 개폐량을 산출하는 개폐량산출부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 통합제어실은, 관리자단말기 및 휴대단말기와 통신하며 입력신호 및 복수동의 비닐하우스의 현재상태를 송수신하는 외부통신부와;상기 복수동의 비닐하우스의 각동제어반과 통신하며 제어신호를 전송하고 현재 각 비닐하우스의 상태를 수신받는 내부통신부와; 강우여부를 감지하는 강우센서와; 관리자로부터 입력신호를 인가받고 현재 복수동의 비닐하우스의 상태를 표시하는 터치패널과; 복수동의 비닐하우스의 정보가 저장되는 저장부와; 상기 강우센서에서 감지한 강우량과 상기 터치패널 및 상기 외부통신부를 통해 입력받은 입력신호에 기초하여 상기 각동제어반으로 측창 개폐여부 및 측창개폐량 제어신호를 전송하는 통합제어부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 스마트팜 측창개폐시스템은 측창개폐에 이용되는 권취모터의 전류량을 감지하는 전류센서를 구비하여 권취모터의 과부하를 감지하여 권취모터의 손상과 고장을 미리 예방할 수 있다.
또한, 스마트팜 측창개폐시스템은 측창의 개폐량을 엔코더와 개폐량산출부의 동작에 의해 산출하여 현재 측창의 개폐량을 감지할 수 있으며, 측창을 부분개폐할 수 있게 된다.
또한, 스마트팜 측창개폐시스템은 복수동의 비닐하우스와 통합제어실이 내부통신부와 연결되고, 관리자단말기 및 휴대단말기가 외부통신부에 의해 통합제어실과 연결된다.
이에 의해 관리자가 원격에서 휴대단말기나 관리자단말기를 통해 복수동의 비닐하우스의 온도, 습도, 측창개폐량, 권취모터 과부하여부 등의 현재 상태를 확인할 수 있고, 복수동의 비닐하우스의 측창 개폐신호를 인가할 수 있다.
또한, 통합제어실에서 강우센서, 온도, 습도 등의 조건에 맞게 복수동의 비닐하우스의 측창개폐를 자동으로 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트팜 측창제어시스템의 전체 구성을 개략적으로 도시한 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 스마트팜 측창제어시스템의 각 비닐하우스의 구성을 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 스마트팜 측창제어시스템의 각 비닐하우스의 측창개폐 제어구성을 도시한 블럭도,
도 4는 본 발명에 따른 스마트팜 측창제어시스템의 통합제어실의 제어구성을 도시한 블럭도,
도 5는 본 발명에 따른 스마트팜 측창제어시스템의 통합제어실을 통해 구현되는 제어기능을 모식화한 개략도,
도 6은 본 발명에 따른 스마트팜 측창제어시스템의 개폐감지부의 변형예를 도시한 예시도이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어 지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트팜 측창제어시스템(1)의 전체 구성을 개략적으로 도시한 개략도이다.
본 발명에 따른 스마트팜 측창제어시스템(1)은 복수동의 비닐하우스(100,100a,,,100n)와, 복수동의 비닐하우스(100,100a,,,100n)의 각 측창의 개폐를 원격으로 제어하는 통합제어실(10)을 포함한다. 복수동의 비닐하우스(100,100a,,,100n)는 각각 측창을 구비하며, 측창의 비닐을 권취하거나 풀어 측창을 개폐하는 좌우측 권취모터(131,131a)를 갖는다.
또한, 복수동의 비닐하우스(100,100a,,,100n)는 각각 해당 좌우측 권취모터(131,131a)의 구동을 제어하는 각동제어반(170,170a,,170n)을 갖는다.
통합제어실(10)은 복수동의 비닐하우스(100,100a,,,100n) 외부의 관리사무실이나 농막 등에 설치하여 운영된다. 통합제어실(10)은 각 비닐하우스(100,100a,,,100n)의 각동제어반(170,170a,,170n)과 내부통신에 의해 연결되어 원격으로 복수동의 비닐하우스(100,100a,,,100n)의 각동제어반(170,170a,,170n)으로 제어신호를 인가하여 전체 비닐하우스(100,100a,,,100n)의 측창의 개폐를 연동하여 제어할 수 있다.
도 2는 제1동 비닐하우스(100)의 구성을 도시한 사시도이다. 복수개의 비닐하우스(100,100a,,,100n)는 모두 동일한 구성을 가지므로 제1동 비닐하우스(100)에 대해서만 자세히 설명한다.
도시된 바와 같이 제1동 비닐하우스(100)는 프레임부(110)와, 프레임부(110)의 외부를 감싸게 구비된 비닐(120)과, 프레임부(110)의 측창(117)을 개폐하는 좌우의 측창개폐부(130)와, 좌우 측창(117)의 개폐량을 감지하는 좌우개폐감지부(140,140a)와, 비닐하우스(100,100a,,,100n) 내부의 온도를 감지하는 온도센서(150)와, 비닐하우스(100,100a,,,100n) 내부의 습도를 감지하는 습도센서(160)와, 통합제어실(10)과 통신하는 제1동제어반(170)을 포함한다.
프레임부(110)는 비닐하우스(100,100a,,,100n)의 전체 외관형상을 형성한다. 프레임부(110)는 길이방향을 따라 일정간격으로 수직하게 배치되는 복수개의 수직프레임(111)과, 복수개의 수직프레임(111)에 가로방향으로 결합되어 수직프레임(111)을 연결하는 하부수평프레임(113)및 상부수평프레임(115)을 포함한다. 수직프레임(111)은 아치형태로 형성되어 식물이 재배되는 공간을 형성한다.
프레임부(110)의 외부는 비닐(120)에 의해 덮혀진다. 이 때, 하부수평프레임(113)과 상부수평프레임(115) 사이에는 비닐(120)이 개방되며 외부로 열려지는 측창(117)이 구비된다.
한편, 비닐하우스(100,100a,,,100n)의 전방에는 측창개폐부(130)의 좌우 권취모터(131,131a)가 상하로 이동할 수 있게 지지하는 가이드프레임(119)이 구비된다.
여기서, 도 2는 가이드롤러방식에 의해 좌우 권취모터(131,131a)가 이동되는 방식을 도시하였으나, 도 6에 도시된 바와 같이 조인트암방식에 의한 권취모터(131,131a)의 이동방식에도 본 발명의 스마트팜 측창제어시스템(1)이 동일하게 적용될 수 있다.
측창개폐부(130)는 측창(117)을 덮고 있는 비닐(120)을 권취하거나 풀어 측창(117)이 개방되거나 닫혀있게 조절한다. 측창개폐부(130)는 도 2에 확대도시된 바와 같이 복수개의 수직프레임(111)의 측면에 수평하게 구비되어 비닐(120)의 하부가 고정결합되는 권취축(133)과, 권취축(133)에 구동축이 결합된 좌우 권취모터(131,131a)와, 좌우 권취모터(131,131a)가 회전구동될 때 권취축(133)이 회전되면서 상하로 이동되도록 지지하는 가이드롤러모듈(135)을 포함한다.
가이드롤러모듈(135)에는 복수개의 가이드롤러(135a)가 결합되어 가이드프레임(119)을 따라 상하로 이동될 수 있게 지지한다. 이에 의해 좌우 권취모터(131,131a)가 정방향회전하면 권취축(133)이 정방향 회전하며 비닐(120)을 표면에 권취하고, 가이드프레임(119)을 따라 상부로 이동하며 측창(117)을 개방하게 된다.
반대로 좌우 권취모터(131,131a)가 역방향회전하면 권취축(133)이 역방향 회전하며 감겨있는 비닐(120)을 풀면서 가이드프레임(119)을 따라 하강하여 측창(117)을 닫게 된다.
여기서, 좌우 권취모터(131,131a)에는 측창(117)의 개폐량을 감지하는 좌우 개폐감지부(140,140a)가 각각 결합된다. 좌우 개폐감지부(140,140a)는 좌우 권취모터(131,131a)가 정역회전될 때 현재 측창(117)의 개폐량을 감지한다. 이러한 좌우 개폐감지부(140,140a)의 감지결과에 따라 통합제어실(10)에서는 측창(117)을 부분 개방할 수 있게 된다.
도 3은 제1동 비닐하우스(100)의 제어흐름을 개략적으로 도시한 블럭도이다. 도시된 바와 같이 좌우개폐감지부(140,140a)는 좌우 권취모터(131,131a)의 회전수를 감지하는 엔코더(141)와, 엔코더(141)에서 감지한 회전수에 기초하여 현재 측창(117)의 개폐량을 산출하는 개폐량산출부(143)를 포함한다.
개폐량산출부(143)는 도 2에 도시된 바와 같이 전체 측창(117)의 높이(h)의 비닐(120)을 모두 권취하여 열거나 닫기 위해서 요구되는 권취모터(131,131a)의 총회전수가 미리 저장된다. 그리고, 엔코더(141)가 구동신호가 인가된 후 권취모터(131,131a)의 회전수를 감지하고, 감지된 권취모터(131,131a)의 회전수를 총회전수와 비교하여 현재 측창(117)의 개방높이(h1)를 산출하여 부분개폐량을 산출할 수 있다.
이러한 개폐량산출부(143)의 동작에 의해 통합제어실(10)에서 입력한 부분개례량에 대응되게 측창(117)이 부분개폐될 수 있게 된다.
여기서, 개폐량산출부(143)는 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 좌우 권취모터(131,131a)의 후방에 직접 연결되어 좌우 권취모터(131,131a)의 구동축(132)의 회전수를 직접 감지할 수 있다.
또한, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 개폐량산출부(140')는 좌우 권취모터(131,131a)와 이격되게 배치되고, 구동축(132)에 결합된 구동기어(141)와 엔코더(141)와 연결된 엔코더기어(143)를 포함할 수 있다.
엔코더(141)는 구동기어(141)와 맞물려 회전되는 엔코더기어(143)의 회전수를 통해 권취모터(131,131a)의 회전수를 감지할 수 있다.
제1동 비닐하우스(100)의 내부에는 복수개의 온도센서(150)와 습도센서(160)가 구비될 수 있다. 온도센서(150)와 습도센서(160)에서 감지된 온도와 습도는 제1동제어반(170)으로 수신된 후 통합제어실(10)로 전송된다.
각 동에서 감지된 온도와 습도에 기초하여 통합제어실(10)은 각 동의 비닐하우스(100,100a,,,100n)의 측창의 개폐여부, 부분개폐량을 제어하게 된다.
제1동제어반(170)은 제1동 비닐하우스(100)의 내부 또는 외부에 관리자의 접근이 용이한 곳에 위치된다. 제1동제어반(170)은 도 3에 도시된 바와 같이 좌우 권취모터(131,131a), 좌우 개폐감지부(140,140a), 온도센서(150) 및 습도센서(160)와 전기적으로 연결된다.
여기서, 제1동제어반(170)에는 좌우 권취모터(131,131a)와 연결된 좌우 전류센서(175,175a)가 구비된다. 좌우 전류센서(175,175a)는 좌우 권취모터(131,131a)에 흐르는 전류량을 감지하여 제1동로컬제어부(177)로 전송한다.
좌우 권취모터(131,131a)가 정역회전할 때 정상적으로 동작하여 비닐(120)이 권취되거나 풀릴때는 일정량의 전류가 흐르게 된다. 반면, 권취축(133)이 걸리거나 좌우 권취모터(131,131a)에 고장이 발생된 경우 과부하가 걸려 정상상태보다 현저히 높은 전류가 흐르게 된다.
제1동로컬제어부(177)는 좌우 전류센서(175,175a)로부터 수신된 현재 전류량에 기초하여 좌우 권취모터(131,131a)이 과부하여부를 판단한다. 현재 전류량이 설정된 기준 전류량을 초과할 경우 제1동로컬제어부(177)는 해당 권취모터(131,131a)에 과부하가 발생된 것으로 판단한다. 그리고 즉시 전원공급을 차단하고 경고부(173)에 경고신호를 인가한다.
경고부(173)는 제1동제어반(170)의 외부에 스피커 형태로 형성되어 경고음을 출력하거나, 표시부(174)로 구비되어 표시문구로 나타낼 수 있다. 또한, 해당 권취모터(131,131a)의 과부하 발생은 제1동내부통신부(176)를 통해 통합제어실(10)로 전송된다. 통합제어실(10)은 외부통신부(18)를 통해 관리자단말기(20) 또는 휴대단말기(30)로 즉시 전송하여 관리자가 과부하 발생사실을 즉시 인지할 수 있게 한다.
이러한 좌우측 전류센서(175,175a)의 감지결과에 의해 권취모터(131,131a)의 손상 및 고장을 미연에 예방할 수 있게 된다.
한편, 제1동로컬제어부(177)는 제1동내부통신부(176)를 통해 통합제어실(10)의 통합제어부(19)와 통신하며 제어신호를 수신받고, 현재 제1동 비닐하우스(100)의 온도, 습도, 각 측창 개폐량 등을 전송한다.
또한, 제1동로컬제어부(177)에는 수동입력부(171)가 구비된다. 측창(117)의 개폐신호는 통합제어실(10)의 제어신호에 의해 자동으로 이루어지나, 경우에 따라 작업자의 수동 입력신호에 의해 동작될 수 있다. 이를 위해 제1동제어반(170)에는 수동입력부(171)가 버튼 형태로 구비되어 작업자로부터 좌우측 권취모터(131,131a)의 조작신호를 인가받을 수 있다.
도 4는 통합제어실(10)이 복수개의 비닐하우스(100,100a,,,100n)로 제어신호를 인가하는 제어과정을 개략적으로 도시한 블럭도이고, 도 5는 통합제어실(10)의 제어흐름을 모식화화여 도시한 개략도이다.
도시된 바와 같이 통합제어실(10)은 복수개의 비닐하우스(100,100a,,,100n)의 각동제어반(170,170a,,170n)과 내부통신부(17)에 의해 연결되어 측창개폐 제어신호를 인가하고, 각동제어반(170,170a,,170n)으로부터 각동 비닐하우스의 현재 온도, 습도, 측창 개폐량등을 수신받는다.
내부통신부(17)는 RS422, 혹은 캔통신을 비롯한 다양한 내부통신이 적용될 수 있다.
통합제어실(10)은 강우여부와, 강수량을 감지하는 강우센서(11)와 연결된다. 통합제어실(10)은 관리자로부터 입력신호를 인가받는 터치패널(13)과, 각동제어반(170,170a,,170n)으로부터 수신된 각동 비닐하우스의 정보가 저장되는 저장부(15)와, 관리자단말기(20) 또는 휴대단말기(30)와 통신하는 외부통신부(18)와, 이들을 제어하는 통합제어부(19)를 포함한다.
터치패널(13)은 도 5에 도시된 바와 같이 관리자에게 현재 각동 비닐하우스(100,100a,,,100n)의 상태를 표시하고, 각동 비닐하우스(100,100a,,,100n)의 측창 개폐량을 입력받는다. 이 때, 터치패널(13)에는 온도모니터링, 습도모니터링, 측창모니터링, 트렌드표시, 온도자동제어, 수동제어, 과부하/고장알림 등의 서브메뉴가 표시되어 관리자가 해당 항목별로 확인하고 입력신호를 인가할 수 있게 한다.
저장부(15)에는 내부통신부(17)를 통해 통합제어부(19)로 전송된 각동 비닐하우스(100,100a,,,100n)의 정보들이 DB(16)로 저장된다. 즉, 각 동 비닐하우스(100,100a,,,100n)의 온도, 습도, 측창개폐량 등이 저장된다. 이렇게 저장된 정보는 히스토리 형태로 저장되고, 터치패널(13)을 통해 관리자가 확인할 수 있게 된다.
또한, 저장부(15)에 저장된 정보는 외부통신부(18)를 통해 관리자가 통합제어실(10)과 이격된 장소의 관리자단말기(20) 또는 스마트폰과 같은 휴대단말기(30)에서 확인할 수 있게 된다.
또한, 관리자는 관리자단말기(20)와 휴대단말기(30)를 이용해 원격으로 각 동의 비닐하우스(100,100a,,,100n)의 측창개폐 신호를 인가할 수 있다.
통합제어부(19)는 터치패널(13) 또는 관리자단말기(20)와 휴대단말기(30)를 통해 관리자가 인가한 측창개폐 신호를 복수동의 비닐하우스(100,100a,,,100n)의 각동제어반(170,170a,,170n)으로 전송하여 각동의 비닐하우스(100,100a,,,100n)의 측창개폐가 개별적으로 이루어지게 한다.
또한, 통합제어부(19)는 강우센서(11)의 강우량에 기초하여 전체 비닐하우스(100,100a,,,100n)의 측창개폐가 일괄적으로 이루어지게 할 수도 있다. 또한, 통합제어부(19)는 각 동의 비닐하우스(100,100a,,,100n)의 온도와 습도에 기초하여 각 동의 측창개폐를 개별적으로 제어할 수 있다. 통합제어부(19)는 내부통신부(17)의 통신에 의해 최대 255개의 비닐하우스(100,100a,,,100n)를 연동하여 제어할 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 스마트팜 측창제어시스템(1)을 이용한 복수동의 비닐하우스(100,100a,,,100n)의 측창개폐 제어과정을 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한다.
사용자는 통합제어실(10)의 터치패널(13)을 이용해 관리자의 관리가 없더라도 자동으로 측창(117)이 개방되거나 닫혀져야할 자동 개폐조건을 입력한다. 즉, 강우량, 온도, 습도, 일조량 등의 조건을 입력한다.
통합제어부(19)는 복수동의 비닐하우스(100,100a,,,100n)의 각동제어부(177)로부터 전송된 온도, 습도의 조건이 자동 개폐조건에 해당할 경우 해당 비닐하우스(100,100a,,,100n)의 측창(117)이 개폐되도록 제어한다.
또한, 강우센서(11)에서 감지된 강우량에 기초하여 전체 비닐하우스(100,100a,,,100n)의 측창(117)이 일괄적으로 개폐되도록 제어할 수 있다.
각 동의 비닐하우스(100,100a,,,100n)는 좌우권취모터(131,131a)가 정역 구동되며 비닐(120)을 권취하거나 풀어 측창(117)이 개폐되게 한다. 이 때, 좌우권취모터(131,131a)와 연결된 좌우측전류센서(175,175a)가 좌우권취모터(131,131a)의 전류량을 감지하여 과부하발생을 감지한다. 각동로컬제어부(177)는 좌우측전류센서(175,175a)에서 감지된 전류량에 기초하여 과부하발생을 판단하고, 과부하가 발생된 경우 해당 권취모터(131,131a)로의 전원공급을 차단한다. 그리고, 경고부(173)에 과부하발생사실을 출력하고 통합제어부(19)로 전송한다.
통합제어부(19)는 과부하가 발생된 해당동의 비닐하우스(100,100a,,,100n)의 정보를 터치패널(13)과 관리자단말기(20) 및 휴대단말기(30)로 전송하여 관리자가 즉시 인지할 수 있게 한다.
한편, 관리자는 복수동의 비닐하우스(100,100a,,,100n)의 위치에 따라 측창(117)의 개폐량을 상이하게 입력할 수 있다.
즉, 제1동은 80%개방, 제2동은 90%개방, 제3동으 전체개방으로 입력할 수 있다. 통합제어실(10)은 각동로컬제어부(177)로 상이한 측창 개폐량을 인가한다. 제1동 비닐하우스(100)의 좌우개폐감지부(140,140a)의 엔코더(141)는 구동신호가 인가된 후 좌우권취모터(131,131a)의 회전수를 감지한다. 개폐량산출부(143)는 80% 개방량에 해당하는 회전수가 된 경우 제1동로컬제어부(177)로 신호를 전송하고, 제1동로컬제어부(177)는 좌우권취모터(131,131a)로의 전원공급을 차단한다. 이러한 방식에 의해 측창(117)의 부분개폐량을 정밀하게 조절할 수 있다.
여기서, 관리자는 복수동의 비닐하우스(100,100a,,,100n)의 좌우 측창의 개폐량을 상이하게 입력할 수도 있다.
측창(117)의 개폐동작이 완료되면, 각동로컬제어부(177)는 통합제어부(19)로 전송하고, 통합제어부(19)는 관리자단말기(20)와 휴대단말기(30) 및 터치패널(13)에 동작완료 신호를 전송한다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 스마트팜 측창개폐시스템은 측창개폐에 이용되는 권취모터의 전류량을 감지하는 전류센서를 구비하여 권취모터의 과부하를 감지하여 권취모터의 손상과 고장을 미리 예방할 수 있다.
또한, 스마트팜 측창개폐시스템은 측창의 개폐량을 엔코더와 개폐량산출부의 동작에 의해 산출하여 현재 측창의 개폐량을 감지할 수 있으며, 측창을 부분개폐할 수 있게 된다.
또한, 스마트팜 측창개폐시스템은 복수동의 비닐하우스와 통합제어실이 내부통신부와 연결되고, 관리자단말기 및 휴대단말기가 외부통신부에 의해 통합제어실과 연결된다.
이에 의해 관리자가 원격에서 휴대단말기나 관리자단말기를 통해 복수동의 비닐하우스의 온도, 습도, 측창개폐량, 권취모터 과부하여부 등의 현재 상태를 확인할 수 있고, 복수동의 비닐하우스의 측창 개폐신호를 인가할 수 있다.
또한, 통합제어실에서 강우센서, 온도, 습도 등의 조건에 맞게 복수동의 비닐하우스의 측창개폐를 자동으로 제어할 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 스마트팜 측창제어시스템의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
1 : 스마트팜 측창제어시스템 10 : 통합제어실
11 : 강우센서 13 : 터치패널
13a : 통합입력부 13b : 통합표시부
15 : 저장부 16 : DB
17 : 내부통신부 18 : 외부통신부
19 : 통합제어부 20 : 관리자단말기
30 : 휴대단말기 100 : 제1동비닐하우스
110 : 프레임부 111 : 수직프레임
113 : 하부수평프레임 115 : 상부수평프레임
117 : 측창 119 : 가이드프레임
120 : 비닐 130 : 측창개폐부
131,131a : 좌측권취모터 133 : 권취축
135 : 가이드롤러모듈 140, 140a : 좌우측개폐감지부
141 : 엔코더 143 : 개폐량산출부
150 : 온도센서 160 : 습도센서
170 : 제1동제어반 171 : 수동입력부
173 : 경고부 174 : 표시부
175 : 좌측전류센서 175a : 우측전류센서
176 : 제1동 내부통신부 177 : 제1동로컬제어부

Claims (4)

  1. 권취모터에 의해 측창이 개폐되게 구비되는 복수동의 비닐하우스와;
    상기 복수동의 비닐하우스의 권취모터의 구동을 제어하여 각 동의 측창의 개폐여부를 제어하는 통합제어실을 포함하며,
    상기 각 동의 비닐하우스는,
    길이방향을 따라 구비된 복수개의 수직프레임과, 상기 수직프레임을 수평하게 연결하는 수평프레임을 갖는 프레임부와;
    상기 프레임부를 덮는 비닐과;
    상기 비닐이 권취되는 권취축과, 상기 권취축을 정역 회전구동하여 측창을 개폐하는 권취모터가 구비된 측창개폐부와;
    상기 통합제어실과 통신하며 상기 권취모터의 정역구동신호를 인가받아 상기 권취모터로 전달하는 각동제어반을 포함하며,
    상기 각동제어반은,
    상기 권취모터에 흐르는 전류량을 감지하는 전류센서와, 상기 전류센서에서 흐르는 전류량이 기준값을 초과하는 경우 상기 권취모터로의 전원공급을 차단하는 로컬제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트팜 측창제어시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 권취모터의 일측에 구비되어 상기 측창의 개폐정도를 감지하는 개폐감지부를 더 포함하며,
    상기 로컬제어부는 상기 통합제어실로부터 전송된 개폐량에 대응되게 해당 비닐하우스의 측창이 개폐되도록 상기 권취모터와 상기 개폐감지부를 제어하는 것을 특징으로 하는 스마트팜 측창제어시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 개폐감지부는,
    상기 권취모터의 일측에 구비되어 전원이 공급된 후 상기 권취모터의 현재 회전수를 감지하는 엔코더와;
    상기 측창의 전체 개방높이와 상기 권취모터의 회전수를 고려하여 상기 측창의 개폐량을 산출하는 개폐량산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트팜 측창제어시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통합제어실은,
    관리자단말기 및 휴대단말기와 통신하며 입력신호 및 복수동의 비닐하우스의 현재상태를 송수신하는 외부통신부와;
    상기 복수동의 비닐하우스의 각동제어반과 통신하며 제어신호를 전송하고 현재 각 비닐하우스의 상태를 수신받는 내부통신부와;
    강우여부를 감지하는 강우센서와;
    관리자로부터 입력신호를 인가받고 현재 복수동의 비닐하우스의 상태를 표시하는 터치패널과;
    복수동의 비닐하우스의 정보가 저장되는 저장부와;
    상기 강우센서에서 감지한 강우량과 상기 터치패널 및 상기 외부통신부를 통해 입력받은 입력신호에 기초하여 상기 각동제어반으로 측창 개폐여부 및 측창개폐량 제어신호를 전송하는 통합제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트팜 측창제어시스템.
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KR20190083702A (ko) 2018-01-05 2019-07-15 김영진 비닐하우스 자동개폐기 및 그 작동방법

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