KR20230093680A - Smart Farm System - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스마트 팜 시스템에 있어서, 온도 센서(110), 습도 센서(120), 토양 수분 센서(130), 강우센서(140), 수위 센서(150), 풍향 풍속 센서(160)로 구성되는 환경 정보 센서부(100)와; 상기 환경 정보 센서부(100)의 전송 신호 또는 관리자의 지령에 기초하여 설비를 제어하는 농장 제어기(200, 메인 컨트롤러)와; 상기 농장 제어기(200, 메인 컨트롤러)로부터 온 오프 신호, 또는 제어 신호를 수신하는 온풍기(310), 환풍기(320), 양수기(330), 개폐기(360)로 구성되는 기계 설비부(300)와; 상기 농장 제어기(200)로부터 환경 정보 센서부(100)의 정보, 기계 설비부(300)의 정보, 시설 감시수단부(400)의 정보를 수신하고, 상기 농장 제어기(200)에 기계 설비부(300)에 지제어 신호를 인가하는 관리자 컴퓨터(500) 또는 원격 서버(600)와; 상기 원격 서버(600)와 교신하는 관리자 스마트폰(700);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 효율적 시설 농업을 위한 스마트 팜 시스템에 관한 것이다. In the smart farm system of the present invention, an environment composed of a temperature sensor 110, a humidity sensor 120, a soil moisture sensor 130, a rainfall sensor 140, a water level sensor 150, and a wind direction sensor 160 an information sensor unit 100; a farm controller (200, main controller) that controls equipment based on a transmission signal from the environmental information sensor unit 100 or a manager's command; A mechanical equipment unit 300 composed of a hot air fan 310, a ventilator 320, a water pump 330, and a switch 360 receiving an on/off signal or a control signal from the farm controller 200 (main controller); Information of the environment information sensor unit 100, information of the machine equipment unit 300, and information of the facility monitoring means unit 400 are received from the farm controller 200, and the machine equipment unit 300 is transmitted to the farm controller 200. a manager computer 500 or a remote server 600 that applies an edge control signal; It relates to a smart farm system for efficient facility agriculture, characterized in that it is configured to include; a manager smartphone 700 communicating with the remote server 600 .
Description
본 발명은 효율적 시설 농업을 위한 스마트 팜 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a smart farm system for efficient facility agriculture.
농업이 고령화, 곡물 자급률 하락, 농가소득 정체, 기후변화 등에 따른 문제 해결을 위해 다양한 노력이 이루어지고 있다. 농업과 IT의 융합을 통해 농업의 경쟁력과 효율성을 높이기 위한 기술은 시대적 사명이 되고 있다. 최근 정부에서도 농업 육성을 위해 FTA 자금, 농가 육성 자금 등 IT 융합 농업에 대한 지원 정책을 발표하고 있다.Various efforts are being made to solve problems caused by aging in agriculture, decline in grain self-sufficiency, stagnant farm household income, and climate change. The technology to increase the competitiveness and efficiency of agriculture through the convergence of agriculture and IT is becoming the mission of the times. Recently, the government has also announced support policies for IT convergence agriculture, such as FTA funds and farmhouse development funds, to foster agriculture.
현재 농가 IT 융합 기술은 스마트팜을 중심으로 고품질, 생산성, 효율성 측면의 기술 개발이 가속화 되고 있다. 농업과 IT의 융합은 시스템 설치 관리가 용이한 시설농업에 주로 활용되고 있으며 농업에서 시설농업은 해마다 점차 증가하고 있다. 농업의 효율성을 높이고 농가 삶의 질 향상을 도모하는 스마트팜 기술은 농가 관계기관의 지원을 통해 시범적으로 운영되어 다양한 형태의 스마트 농업 기술이 연구되고 있다.Currently, farm IT convergence technology is accelerating technology development in terms of high quality, productivity, and efficiency, centering on smart farms. The convergence of agriculture and IT is mainly used for facility farming where system installation and management are easy, and facility farming in agriculture is gradually increasing every year. Smart farm technology, which enhances the efficiency of agriculture and promotes the improvement of the quality of life of farmhouses, is operated on a pilot basis with the support of farmhouse-related organizations, and various types of smart farming technologies are being studied.
스마트팜 기술은 환경정보 센싱 기술(센서, 제어기), 자동화 기술(개폐, 관수, 보일러 등), 영상 처리 기술, 통신기술 및 원격 관리 기술 등이 융합되어 있으나 환경정보 수집 기술에 외산 재료가 여전히 많고, 자동화 기술의 오작동 시 신속한 대처가 어려우며 영상처리 기술의 비용 문제 등 아직까지 많은 해결 과제들이 있다.Smart farm technology is a convergence of environmental information sensing technology (sensor, controller), automation technology (opening and closing, irrigation, boiler, etc.), image processing technology, communication technology, and remote management technology, but there are still many foreign materials in environmental information collection technology. However, there are still many problems to be solved, such as the difficulty of responding quickly to malfunctions of automation technology and the cost of image processing technology.
종래 선행특허기술로서 등록특허 제10-2324174호(한국전자통신연구원)는 스마트팜 내 정상 및 고장 상태에 관한 정보를 수신하는 입력부; 상기 스마트팜 내 고장 발생 시 제어 프로그램이 저장된 메모리; 및 상기 프로그램을 실행시키는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 스마트팜 내 고장이 발생한 부분에 따라 상이한 데이터를 활용하여 구동기에 대한 제어를 수행하고, 상기 프로세서는 통신게이트웨이의 고장 발생 시, 탑재된 데이터베이스의 데이터를 기반으로 구동기 제어를 수행하되, 상기 데이터베이스의 데이터와 기구축된 이전 데이터를 비교한 결과가 기설정된 범위 내에 포함되는지 여부를 확인하여 상기 데이터베이스의 데이터에 대한 가용성을 확인하고, 사용 가능한 것으로 확인한 경우 상기 데이터베이스의 데이터를 이용하여 구동기 제어를 수행하고, 사용이 불가능한 것으로 확인한 경우 상기 이전 데이터를 활용하여 상기 구동기 제어를 수행하는 것인 스마트팜 제어 장치를 개시한다.As a prior art, Patent Registration No. 10-2324174 (Korea Electronics and Telecommunications Research Institute) includes an input unit for receiving information about normal and faulty conditions within a smart farm; A memory in which a control program is stored when a failure occurs in the smart farm; And a processor that executes the program, wherein the processor controls the driver by utilizing different data according to the part where the failure occurs in the smart farm, and the processor controls the loaded database when a failure of the communication gateway occurs. Actuator control is performed based on the data, but the availability of the data in the database is checked by checking whether the result of comparing the data of the database with the previous data that is previously built-up is within a preset range, and it is confirmed that it is usable In this case, a smart farm control device is disclosed in which actuator control is performed using the data of the database and the actuator control is performed using the previous data when it is confirmed that the use is impossible.
2010년 이후 제주지역에는 100여 개 시설하우스에 ‘스마트팜’ 시스템이 보급되어 농가에 설치/운영되고 있으나, 50% 이상의 농가에서는 시설제어 등 몇가지 기능만을 사용하고 있으며, 도입 후 AS 문제 및 시스템 오작동으로 인해 전혀 사용하지 않는 농가도 30% 가량 되는 것으로 조사되고 있다.Since 2010, the 'Smart Farm' system has been distributed to more than 100 facility houses in the Jeju area and installed/operated in farms, but more than 50% of farms use only a few functions such as facility control, and AS problems and system malfunctions after introduction As a result, about 30% of farm households do not use it at all.
당사는 지난 2016년 ‘보급형 시설하우스 제어 시스템’ 개발을 시작하여, 현재 3군데 레퍼런스(본 과제 공동 개발 농가)를 구축하여 시범 운영중이며, 만감류 농장 2개소를 시험운영 협약 농가로 계약하여 관수, 시설제어 등 만감류 시설하우스를 직접 관리하며 제품을 개발 및 시험을 진행하여 왔다.In 2016, we started developing the 'supply type facility house control system', and are currently running a pilot operation by establishing 3 references (farmers jointly developing this project). We have directly managed the control and other persimmon flow facility houses, and have been developing and testing products.
또한 2019년에 농업전문가 연계지원을 통해 감귤 마이스터 기술협약을 통해 제품 개발에 농민의 요구 및 필요 기능을 현실에 맞게 지속적으로 수집 및 검토하여 개발 기능에 반영하고 있다.In addition, in 2019, through the tangerine meister technology agreement through agricultural expert connection support, farmers' needs and necessary functions are continuously collected and reviewed according to reality in product development, and reflected in the development function.
그러나 제품이 가격, 지역 환경, 사용자 환경에 적합한 스마트 농업 제품으로 발전을 위해서는 좀 더 다양한 사용자 의견과 작물, 유지관리의 요구와 기능 개선이 요구됨에 따라 본 발명을 고안하게 되었다.However, in order for the product to develop into a smart agricultural product suitable for price, local environment, and user environment, the present invention was devised as more diverse user opinions, crops, maintenance needs, and function improvement are required.
본 발명은 농업 효율성 향상을 위한 IT 기술은 시설농업, 농작물, 재배환경에 따라단순 효율화가 필요하고 신재생 에너지 활용과 낙뢰, 정전 등 재난상황에 대한 대처가 가능한 효율적 시설 농업을 위한 스마트 팜 시스템을 제공하기 위함이다. In the present invention, IT technology for improving agricultural efficiency requires simple efficiency according to facility agriculture, crops, and cultivation environments, and a smart farm system for efficient facility agriculture that can utilize renewable energy and cope with disaster situations such as lightning and power outages. is to provide
사용 방법이 용이하여 사용 농가의 활용도가 우수하고 관리가 용이하며, 전력계통의 끝단에 위치해 있는 농가에 낙뢰 등으로 인한 시스템 파손 등을 방지할 수 있으며, 전력과 연결된 시설(개폐기, 보일러, 관수시설, 전원 등) 관리가 가능하고, 물 관리를 위한 관수 관리 및 재난 상황 관리가 가능한 효율적 시설 농업을 위한 스마트 팜 시스템을 제공하기 위함이다.It is easy to use, so the utilization of farmhouses is excellent and management is easy, and system damage due to lightning strikes can be prevented in farmhouses located at the end of the power system, and facilities connected to power (switch, boiler, irrigation facility) , power supply, etc.) management, irrigation management for water management and disaster situation management are possible to provide a smart farm system for efficient facility agriculture.
또한, 본 발명은 시설하우스 원격관리 시스템(보급형 스마트 팜), 영농 데이터 활용을 위한 데이터 관리 시스템, 에너지 연계를 위한 부가 기능 (낙뢰 감지 및 분전반 제어)을 보유한 효율적 시설 농업을 위한 스마트 팜 시스템을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention provides a smart farm system for efficient facility agriculture with a facility house remote management system (popular smart farm), a data management system for agricultural data utilization, and additional functions for energy linkage (lightning detection and distribution panel control) It is to do.
본 발명의 효율적 시설 농업을 위한 스마트 팜 시스템은, 스마트 팜 시스템에 있어서, 온도 센서(110), 습도 센서(120), 토양 수분 센서(130), 강우센서(140), 수위 센서(150), 풍향 풍속 센서(160)로 구성되는 환경 정보 센서부(100)와; 상기 환경 정보 센서부(100)의 전송 신호 또는 관리자의 지령에 기초하여 설비를 제어하는 농장 제어기(200, 메인 컨트롤러)와;The smart farm system for efficient facility agriculture of the present invention includes a
상기 농장 제어기(200, 메인 컨트롤러)로부터 온 오프 신호, 또는 제어 신호를 수신하는 온풍기(310), 환풍기(320), 양수기(330), 개폐기(360)로 구성되는 기계 설비부(300)와; 상기 농장 제어기(200)로부터 환경 정보 센서부(100)의 정보, 기계 설비부(300)의 정보, 시설 감시수단부(400)의 정보를 수신하고, 상기 농장 제어기(200)에 기계 설비부(300)에 지제어 신호를 인가하는 관리자 컴퓨터(500) 또는 원격 서버(600)와; 상기 원격 서버(600)와 교신하는 관리자 스마트폰(700);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.A
본 발명의 효율적 시설 농업을 위한 스마트 팜 시스템은, 도어의 개폐를 감지하는 도어센서(410)와, 인체를 감지하는 인체감지 센서(420)와, 불꽃 또는 연기를 감지하는 화재감지수단(430)과, 시설 내부를 촬영하는 시설하우스 감시용 CCTV(440)로 구성되는 감시수단부(400)와; 낙뢰를 감지하여 시럴 전원을 오프시키는 낙뢰감지부(490);를 더 포함하여 구성되고, 농장 제어기(200)는 도어센서(410)로부터 도어 개폐신호, 인체감지 센서(420)로부터 인체감지신호, 화재감지수단(430)으로부터 화재감지신호를 수신하는 경우 상기 원격 서버(600)와 관리자 스마트폰(700)에 경보 신호를 전송하는 것이 바람직하다.The smart farm system for efficient facility agriculture of the present invention includes a
본 발명의 효율적 시설 농업을 위한 스마트 팜 시스템은, 상기 농장 제어기(200), 관리자 컴퓨터(500) 또는 원격 서버(600)에 상기 양수기(330)를 제어하기 위한 관수 관리용 알고리즘(800)이 구비되고, 상기 관수 관리용 알고리즘(800)은In the smart farm system for efficient facility agriculture of the present invention, the
농장주가 원격의 스마트폰(700) 또는 로컬의 관리자 컴퓨터(500) 입력수단으로 명령을 내려 제어하는 수동모드(Mode 1)와, 농장주가 언제 얼마간 몇분 간격으로 펌프를 동작하고 중지할지를 설정하면, 그 설정된 시간에 따라 펌프를 제어하는 스케쥴링 기반 동작 모드(Mode 2)와, 상기 토양 수분 센서(130)의 토양 수분 신호를 기초로 하여 제어하는 센서 기반 자동 모드(Mode 3)를 제공하는 것이 바람직하다.If the farmer sets a manual mode (Mode 1) in which the farmer controls by issuing commands to a remote smartphone 700 or a
본 발명의 효율적 시설 농업을 위한 스마트 팜 시스템에 있어서, 상기 센서 기반 자동 모드(Mode 3)는 상기 토양 수분 센서(130)의 수분 함량과 기상청의 강수 확률 예보를 입력 데이터로 하여, 토양의 수분 함량이 일정값 미만이며 미리 정하여진 일정 기간 안에 비가 올 확률이 일정값 미만인 경우 상기 양수기(330)를 가동하는 것이 바람직하다.In the smart farm system for efficient facility agriculture of the present invention, the sensor-based automatic mode (Mode 3) uses the moisture content of the
본 발명에 따르는 경우 농업 효율성 향상을 위한 IT 기술은 시설농업, 농작물, 재배환경에 따라단순 효율화가 필요하고 신재생 에너지 활용과 낙뢰, 정전 등 재난상황에 대한 대처가 가능한 효율적 시설 농업을 위한 스마트 팜 시스템이 제공된다. According to the present invention, IT technology for improving agricultural efficiency requires simple efficiency according to facility agriculture, crops, and cultivation environments, and smart farms for efficient facility agriculture capable of coping with disaster situations such as the use of renewable energy and lightning and power outages. system is provided.
또한, 본 발명에 따르는 경우, 사용 방법이 용이하여 사용 농가의 활용도가 우수하고 관리가 용이함과 동시에 전력계통의 끝단에 위치해 있는 농가에 낙뢰 등으로 인한 시스템 파손 등을 방지할 수 있으며 전력과 연결된 시설(개폐기, 보일러, 관수시설, 전원 등) 관리가 가능하고 물 관리를 위한 관수 관리 및 재난 상황 관리가 가능한 효율적 시설 농업을 위한 스마트 팜 시스템이 제공된다.In addition, in the case of the present invention, the method of use is easy, so the utilization of farmhouses is excellent and management is easy, and at the same time, system damage due to lightning strikes to farmhouses located at the end of the power system can be prevented, and facilities connected to power A smart farm system is provided for efficient facility agriculture that can be managed (switch, boiler, irrigation facility, power source, etc.) and can manage irrigation for water management and disaster situation management.
또한, 본 발명에 따르는 경우 시설하우스 원격관리 시스템(보급형 스마트 팜), 영농 데이터 활용을 위한 데이터 관리 시스템, 에너지 연계를 위한 부가 기능 (낙뢰 감지 및 분전반 제어)을 보유한 효율적 시설 농업을 위한 스마트 팜 시스템이 제공된다.In addition, according to the present invention, a smart farm system for efficient facility agriculture with a facility house remote management system (distributive smart farm), a data management system for agricultural data utilization, and additional functions for energy linkage (lightning detection and distribution panel control) is provided.
도 1은 본 발명의 스마트 팜 시스템 전체 구성도.
도 2는 본 발명의 시설하우스 관리용 스마트 팜 시스템 블록도.
도 3은 본 발명의 보급형 스마트 농업 관리(제어기) 구조도.
도 4는 본 발명의 스마트 농장 전력관리를 위한 분전반 구조도.
도 5는 본 본 발명의 스마트 팜 시스템 내장 소프트웨어 구조도.
도 6은 본 발명의 스마트 팜 시스템의 관수관리를 위한 스케쥴링 알고리즘 순서도. 1 is a block diagram of the entire smart farm system of the present invention.
2 is a block diagram of a smart farm system for facility house management according to the present invention.
3 is a block diagram of a popular smart agricultural management (controller) structure of the present invention.
Figure 4 is a distribution board structure diagram for smart farm power management of the present invention.
Figure 5 is a smart farm system built-in software structure diagram of the present invention.
6 is a flowchart of a scheduling algorithm for irrigation management of the smart farm system of the present invention.
이하에서 본 발명의 일실시예에 따른 효율적 시설 농업을 위한 스마트 팜 시스템에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 스마트 팜 시스템 전체 구성도, 도 2는 본 발명의 시설하우스 관리용 스마트 팜 시스템 블록도, 도 3은 본 발명의 보급형 스마트 농업 관리(제어기) 구조도, 도 4는 본 발명의 스마트 농장 전력관리를 위한 분전반 구조도, 도 5는 본 본 발명의 스마트 팜 시스템 내장 소프트웨어 구조도이고, 도 6은 본 발명의 스마트 팜 시스템의 관수관리를 위한 스케쥴링 알고리즘 순서도이다.Hereinafter, a smart farm system for efficient facility agriculture according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is an overall configuration diagram of the smart farm system of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of the smart farm system for facility house management of the present invention, FIG. Figure 5 is a structure diagram of the distribution board for smart farm power management, Figure 5 is a software structure diagram of the built-in smart farm system of the present invention, Figure 6 is a scheduling algorithm flow chart for irrigation management of the smart farm system of the present invention.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 효율적 시설 농업을 위한 스마트 팜 시스템은 환경 정보 센서부(100)와 농장 제어기(200, 메인 컨트롤러)와 기계 설비부(300)와 관리자 컴퓨터(500) 또는 원격 서버(600)와 관리자 스마트폰(700)을 포함하여 구성된다.1 to 4, the smart farm system for efficient facility agriculture according to an embodiment of the present invention includes an environmental
환경 정보 센서부(100)는 온도 센서(110), 습도 센서(120), 토양 수분 센서(130), 강우센서(140), 수위 센서(150), 풍향 풍속 센서(160)로 구성된다. 환경 정보 센서부(100)는 환경 정보를 감지하여 농장 제어기(200, 메인 컨트롤러) 또는 서브 제어기(미도시)에 전달한다. 서브 제어기(미도시)는 다시 농장 제어기(200, 메인 컨트롤러)에 신호를 전달하고, 농장 제어기(200, 메인 컨트롤러)는 서버(600)에 전달한다. 온도 센서(110)는 온도를 공기중 또는 토양 속의 온도(토양 온도 센서)를 감지한다.The environmental
도 4에 도시된 바와 같이, 온도 센서(110), 습도 센서(120), 토양 수분 센서(130), 강우센서(140), 수위 센서(150), 풍향 풍속 센서(160)의 신호는 각각 농장 제어기(200, 메인 컨트롤러)의 해당 센서 데이터 수집부로 전달된다.As shown in FIG. 4, the signals of the
도 4에 도시된 바와 같이, 농장 제어기(200, 메인 컨트롤러)는 환경 정보 센서부(100)의 전송 신호를 분석하여 조건에 해당하면 해당 설비의 제어신호를 생성하여 제어한다. 농장 제어기(200, 메인 컨트롤러)는 관리자의 지령(모바일 소프트웨어 생성 - 서버 경유)에 기초하여 해당 설비의 제어신호를 생성하여 설비를 제어할 수 있다.As shown in FIG. 4 , the farm controller 200 (main controller) analyzes the transmission signal of the environmental
기계 설비부(300)는 농장 제어기(200, 메인 컨트롤러)로부터 온 오프 신호, 또는 제어 신호를 수신하는 온풍기(310), 환풍기(320), 양수기(330), 개폐기(360)로 구성되고, 농장 제어기(200, 메인 컨트롤러)에 의해 제어된다.The
관리자 컴퓨터(500) 또는 원격 서버(600)는 농장 제어기(200)로부터 환경 정보 센서부(100)의 정보, 기계 설비부(300)의 정보, 시설 감시수단부(400)의 정보를 수신하고, 상기 농장 제어기(200)에 기계 설비부(300)에 제어 신호를 인가한다.The
관리자 스마트폰(700)은 원격 서버(600)와 교신한다. 관리자 스마트폰(700)은 감시수단부(400)에 의해 생성된 감시 정보를 수신하며 기계 설비부(300)를 직접 제어하는 지령을 앱을 통하여 서버를 경유하여 농장 제어기(200, 메인 컨트롤러)에 하달할 수 있다.The manager smartphone 700 communicates with the
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 효율적 시설 농업을 위한 스마트 팜 시스템은 감시수단부(400)를 더 포함하여 구성된다. 감시수단부(400)는 도어의 개폐를 감지하는 도어센서(410)와, 인체를 감지하는 인체감지 센서(420)와, 불꽃 또는 연기를 감지하는 화재감지수단(430)과, 시설 내부를 촬영하는 시설하우스 감시용 CCTV(440)로 구성된다. As shown in Figures 1 to 4, the smart farm system for efficient facility agriculture according to an embodiment of the present invention is configured to further include a monitoring unit 400. The monitoring unit 400 includes a
도 4에 도시된 바와 같이, 낙뢰감지부(490)는 낙뢰를 감지하여 시럴 전원을 오프시킨다. 농장 제어기(200)는 도어센서(410)로부터 도어 개폐신호, 인체감지 센서(420)로부터 인체감지신호, 화재감지수단(430)으로부터 화재감지신호를 수신하는 경우 원격 서버(600)와 관리자 스마트폰(700)에 경보 신호를 전송한다.As shown in FIG. 4 , the
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 효율적 시설 농업을 위한 스마트 팜 시스템에 있어서, 농장 제어기(200), 관리자 컴퓨터(500) 또는 원격 서버(600)에 상기 양수기(330)를 제어하기 위한 관수 관리용 알고리즘(800)이 구비된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 관수 관리용 알고리즘(800)은 농장주가 원격의 스마트폰(700) 또는 로컬의 관리자 컴퓨터(500) 입력수단으로 명령을 내려 제어하는 수동모드(Mode 1)와, 농장주가 언제 얼마간 몇분 간격으로 펌프를 동작하고 중지할지를 설정하면, 그 설정된 시간에 따라 펌프를 제어하는 스케쥴링 기반 동작 모드(Mode 2)와, 토양 수분 센서(130)의 토양 수분 신호를 기초로 하여 제어하는 센서 기반 자동 모드(Mode 3)를 제공한다.As shown in FIGS. 1 to 4, in the smart farm system for efficient facility agriculture according to an embodiment of the present invention, the water pump is installed in the
도 6에 도시된 바와 같이, 센서 기반 자동 모드(Mode 3)는 상기 토양 수분 센서(130)의 수분 함량과 기상청의 강수 확률 예보를 입력 데이터로 하여, 토양의 수분 함량이 일정값 미만이며 미리 정하여진 일정 기간 안에 비가 올 확률이 일정값 미만인 경우 양수기(330)를 가동한다.As shown in FIG. 6, the sensor-based automatic mode (Mode 3) uses the moisture content of the
이하에서 효율적 시설 농업을 위한 스마트 팜 시스템에 대하여 부연설명한다. 도 1은 본 발명의 스마트 팜 시스템 전체 구성도이다. 본 발명은 스마트 농업을 위한 핵심 기능을 수행할 수 있는 시설하우스 관리 시스템과, 농업 시설 전력 제어를 위한 모듈, 데이터 저장/명령 처리를 위한 서버 모듈, 원격관리를 위한 관리시스템 및 모바일 APP을 포함한다. Hereinafter, the smart farm system for efficient facility agriculture will be further explained. 1 is a block diagram of the entire smart farm system of the present invention. The present invention includes a facility house management system capable of performing core functions for smart agriculture, a module for power control of agricultural facilities, a server module for data storage/command processing, a management system for remote management, and a mobile APP. .
본 발명은 농업 융합 시스템을 개발/제품화 하기 위해 시설하우스 관리 보드를 설계하고 펌웨어 및 관리 소프트웨어를 개발하고, 농가 데이터 관리를 위한 서버 모듈과 모바일 원격관리 시스템을 개발한다.The present invention designs a facility house management board, develops firmware and management software, and develops a server module and mobile remote management system for farm data management in order to develop/produce an agricultural convergence system.
또한 낙뢰 등으로 인한 시스템 파손에 대비하기 위해 낙뢰 감지 및 시설하우스 전력관리를 위한 분전반 개발로 지열, 태양열 등 재생 에너지 관리 기술 습득을 통해 국가 전력 관리 데이터 연계 기반을 마련한다. 개발 시스템을 통해 습득된 영농 데이터는 향후 빅데이터 분석을 통해 농가 정책 활용 데이터로 응용되어 농가 수익 및 농업 효율성을 극대화 한다. In addition, in order to prepare for system damage due to lightning, etc., the foundation for national power management data linkage is prepared by acquiring renewable energy management technologies such as geothermal heat and solar heat by developing distribution boards for lightning detection and power management of facility houses. Farming data acquired through the development system will be applied as farm policy utilization data through big data analysis in the future to maximize farm household profits and agricultural efficiency.
도 2는 본 발명의 시설하우스 관리용 스마트 팜 시스템 블록도이다. 도 2는 시설물 감시 기능을 탑재한 임베디드 시스템을 도시하고, 시설하우스 모니터링 소프트웨어, 온도/습도 센서를 활용한 온도, 습도 센싱데이터 분석 및 화재 감시 모듈 등이 포함된다.2 is a block diagram of a smart farm system for facility house management according to the present invention. 2 shows an embedded system equipped with a facility monitoring function, and includes a facility house monitoring software, temperature/humidity sensing data analysis using a temperature/humidity sensor, and a fire monitoring module.
도 3은 본 발명의 보급형 스마트 농업 관리(제어기) 구조도이다. 도 3은 수위센서를 활용한 물탱크 잔량 및 원격 관수 시설 제어 기능 모듈, 보일러, 개폐기 원격 제어 모듈, 원격 전원 제어 모듈을 포함한다.3 is a structural diagram of a popular smart agricultural management (controller) of the present invention. 3 includes a water tank remaining amount and remote irrigation facility control function module using a water level sensor, a boiler, a switch remote control module, and a remote power control module.
도 4는 본 발명의 스마트 농장 전력관리를 위한 분전반 구조도이다. 도 4의 장치는 시설하우스 전력관리를 모듈과 관련하여, 분전반에 전력을 공급하고 차단할 수 있는 제어 회로, 전력을 공급하고 차단하기 위한 제어신호를 생성하고 전송하는 기능, 낙뢰 감지 센서를 통한 낙뢰 예측 명령을 통한 전원 차단하는 기능, 태양광 활용 배터리를 통해 정전, 낙뢰 등 재난상황에 시스템을 안정적으로 종료할 수 있도록 하는 기능을 제공한다.Figure 4 is a distribution board structure diagram for smart farm power management of the present invention. The device of FIG. 4 relates to a facility house power management module, a control circuit capable of supplying and blocking power to a distribution board, a function of generating and transmitting a control signal for supplying and blocking power, and lightning prediction through a lightning detection sensor. It provides a function to shut off the power through a command and a function to stably shut down the system in disaster situations such as power outages and lightning strikes through a solar battery.
도 5는 본 본 발명의 스마트 팜 시스템 내장 소프트웨어 구조도이다. 도 5의 구성은 보급형 스마트팜 서버 모듈과 관련된 것으로, 시설하우스 관리 제어기로부터 시설제어 및 센서 데이터 관리 기능, 관수 스케쥴링 정책 수립 및 전력관리 알고리즘 처리를 통한 명령 수행 기능, 사용자 관리 및 보안 인증 관리 모듈, 모바일 원격관리/사용자 관리 소프트웨어로 시설하우스 상태 및 명령처리 데이터 송수신 기능을 구비한다. 5 is a software structure diagram of a smart farm system built-in according to the present invention. The configuration of FIG. 5 is related to the entry-level smart farm server module, and includes facility control and sensor data management functions from the facility house management controller, irrigation scheduling policy establishment and command execution function through power management algorithm processing, user management and security authentication management module, As a mobile remote management/user management software, it is equipped with a facility house status and command processing data transmission/reception function.
도 6은 본 발명의 스마트 팜 시스템의 관수관리를 위한 스케쥴링 알고리즘 순서도이다. 스케쥴링 알고리즘은 농장주가 원격의 스마트폰(700) 또는 로컬의 관리자 컴퓨터(500) 입력수단으로 명령을 내려 제어하는 수동모드(Mode 1)와, 농장주가 언제 얼마간 몇분 간격으로 펌프를 동작하고 중지할지를 설정하면, 그 설정된 시간에 따라 펌프를 제어하는 스케쥴링 기반 동작 모드(Mode 2)와, 토양 수분 센서(130)의 토양 수분 신호를 기초로 하여 제어하는 센서 기반 자동 모드(Mode 3)를 제공한다.6 is a flowchart of a scheduling algorithm for irrigation management of the smart farm system of the present invention. The scheduling algorithm is a manual mode (Mode 1) in which the farmer controls the remote smartphone 700 or a
도 6에 도시된 바와 같이, 센서 기반 자동 모드(Mode 3)는 상기 토양 수분 센서(130)의 수분 함량과 기상청의 강수 확률 예보를 입력 데이터로 하여, 토양의 수분 함량이 일정값 미만이며 미리 정하여진 일정 기간 안에 비가 올 확률이 일정값 미만인 경우 상기 양수기(330)를 가동한다.As shown in FIG. 6, the sensor-based automatic mode (Mode 3) uses the moisture content of the
본 발명은 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명됐지만, 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위에 의하여 정하여지는 것으로 본 발명과 균등 범위에 속하는 다양한 수정 및 변형을 포함할 것이다.Although the present invention has been described in relation to the preferred embodiments mentioned above, the scope of the present invention is not limited to these embodiments, and the scope of the present invention is defined by the following claims, and the scope equivalent to the present invention It will contain various modifications and variations pertaining to.
아래의 특허청구범위에 기재된 도면부호는 단순히 발명의 이해를 보조하기 위한 것으로 권리범위의 해석에 영향을 미치지 아니함을 밝히며 기재된 도면부호에 의해 권리범위가 좁게 해석되어서는 안될 것이다.The reference numerals described in the claims below are merely to aid understanding of the invention and do not affect the interpretation of the scope of rights, and the scope of rights should not be interpreted narrowly by the reference numerals described.
100 : 환경 정보 센서부 110 : 온도 센서
120 : 습도 센서 130 : 토양 수분 센서
140 : 강우센서 150 : 수위 센서
160 : 풍향 풍속 센서 200 : 농장 제어기(메인 컨트롤러)
300 : 기계 설비부 310 : 온풍기
320 : 환풍기 330 : 양수기
360 : 개폐기 370 : 지열기
400 : 시설 감시수단부
410 : 도어센서 420 : 인체감지 센서
430 : 화재감지수단 440 : CCTV
490 : 낙뢰감지부 500 : 관리자 컴퓨터
600 : 원격 서버 700 : 관리자 스마트폰
800 : 관수 관리용 알고리즘100: environmental information sensor unit 110: temperature sensor
120: humidity sensor 130: soil moisture sensor
140: rain sensor 150: water level sensor
160: wind direction wind speed sensor 200: farm controller (main controller)
300: mechanical equipment part 310: hot air machine
320: Ventilator 330: Water pump
360: opener 370: geothermal
400: facility monitoring unit
410: door sensor 420: human body detection sensor
430: fire detection means 440: CCTV
490: lightning detection unit 500: manager computer
600: remote server 700: manager smartphone
800: Algorithm for irrigation management
Claims (4)
온도 센서(110), 습도 센서(120), 토양 수분 센서(130), 강우센서(140), 수위 센서(150), 풍향 풍속 센서(160)로 구성되는 환경 정보 센서부(100)와;
상기 환경 정보 센서부(100)의 전송 신호 또는 관리자의 지령에 기초하여 설비를 제어하는 농장 제어기(200, 메인 컨트롤러)와;
상기 농장 제어기(200, 메인 컨트롤러)로부터 온 오프 신호, 또는 제어 신호를 수신하는 온풍기(310), 환풍기(320), 양수기(330), 개폐기(360)로 구성되는 기계 설비부(300)와;
상기 농장 제어기(200)로부터 환경 정보 센서부(100)의 정보, 기계 설비부(300)의 정보, 시설 감시수단부(400)의 정보를 수신하고, 상기 농장 제어기(200)에 기계 설비부(300)에 지제어 신호를 인가하는 관리자 컴퓨터(500) 또는 원격 서버(600)와;
상기 원격 서버(600)와 교신하는 관리자 스마트폰(700);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 효율적 시설 농업을 위한 스마트 팜 시스템.
In the smart farm system,
an environmental information sensor unit 100 composed of a temperature sensor 110, a humidity sensor 120, a soil moisture sensor 130, a rainfall sensor 140, a water level sensor 150, and a wind direction and wind speed sensor 160;
a farm controller (200, main controller) that controls equipment based on a transmission signal from the environmental information sensor unit 100 or a manager's command;
A mechanical equipment unit 300 composed of a hot air fan 310, a ventilator 320, a water pump 330, and a switch 360 receiving an on/off signal or a control signal from the farm controller 200 (main controller);
Information of the environment information sensor unit 100, information of the machine equipment unit 300, and information of the facility monitoring means unit 400 are received from the farm controller 200, and the machine equipment unit 300 is transmitted to the farm controller 200. a manager computer 500 or a remote server 600 that applies an edge control signal;
A smart farm system for efficient facility agriculture, characterized in that it is configured to include; a manager smartphone 700 communicating with the remote server 600 .
도어의 개폐를 감지하는 도어센서(410)와, 인체를 감지하는 인체감지 센서(420)와, 불꽃 또는 연기를 감지하는 화재감지수단(430)과, 시설 내부를 촬영하는 시설하우스 감시용 CCTV(440)로 구성되는 감시수단부(400)와;
낙뢰를 감지하여 시럴 전원을 오프시키는 낙뢰감지부(490);를 더 포함하여 구성되고,
농장 제어기(200)는 도어센서(410)로부터 도어 개폐신호, 인체감지 센서(420)로부터 인체감지신호, 화재감지수단(430)으로부터 화재감지신호를 수신하는 경우 상기 원격 서버(600)와 관리자 스마트폰(700)에 경보 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 효율적 시설 농업을 위한 스마트 팜 시스템.
According to claim 1,
A door sensor 410 that detects the opening and closing of the door, a human body sensor 420 that detects a human body, a fire detection means 430 that detects flame or smoke, and a facility house monitoring CCTV that photographs the inside of the facility ( 440) and the monitoring unit 400 composed of;
It is configured to further include; a lightning detection unit 490 for detecting lightning and turning off the power of the cable,
When the farm controller 200 receives a door open/close signal from the door sensor 410, a human body detection signal from the human body sensor 420, and a fire detection signal from the fire detection means 430, the remote server 600 and the manager smart Smart farm system for efficient facility agriculture, characterized in that for transmitting an alarm signal to the phone (700) .
상기 농장 제어기(200), 관리자 컴퓨터(500) 또는 원격 서버(600)에 상기 양수기(330)를 제어하기 위한 관수 관리용 알고리즘(800)이 구비되고,
상기 관수 관리용 알고리즘(800)은
농장주가 원격의 스마트폰(700) 또는 로컬의 관리자 컴퓨터(500) 입력수단으로 명령을 내려 제어하는 수동모드(Mode 1)와,
농장주가 언제 얼마간 몇분 간격으로 펌프를 동작하고 중지할지를 설정하면, 그 설정된 시간에 따라 펌프를 제어하는 스케쥴링 기반 동작 모드(Mode 2)와,
상기 토양 수분 센서(130)의 토양 수분 신호를 기초로 하여 제어하는 센서 기반 자동 모드(Mode 3)를 제공하는 것을 특징으로 하는 효율적 시설 농업을 위한 스마트 팜 시스템.
According to claim 1,
The farm controller 200, the manager computer 500, or the remote server 600 is provided with an algorithm 800 for irrigation management for controlling the water pump 330,
The algorithm 800 for irrigation management is
A manual mode (Mode 1) in which the farmer issues commands to a remote smartphone 700 or a local administrator computer 500 input means to control;
A scheduling-based operation mode (Mode 2) that controls the pump according to the set time when the farmer sets the pump to operate and stop at intervals of how long and how many minutes;
A smart farm system for efficient facility agriculture, characterized in that it provides a sensor-based automatic mode (Mode 3) that controls based on the soil moisture signal of the soil moisture sensor 130.
상기 센서 기반 자동 모드(Mode 3)는 상기 토양 수분 센서(130)의 수분 함량과 기상청의 강수 확률 예보를 입력 데이터로 하여,
토양의 수분 함량이 일정값 미만이며 미리 정하여진 일정 기간 안에 비가 올 확률이 일정값 미만인 경우 상기 양수기(330)를 가동하는 것을 특징으로 하는 효율적 시설 농업을 위한 스마트 팜 시스템.
According to claim 3,
The sensor-based automatic mode (Mode 3) uses the water content of the soil moisture sensor 130 and the forecast of precipitation probability of the Korea Meteorological Administration as input data,
A smart farm system for efficient facility agriculture, characterized in that for operating the water pump 330 when the moisture content of the soil is less than a predetermined value and the probability of rain within a predetermined period is less than a predetermined value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210182512A KR20230093680A (en) | 2021-12-20 | 2021-12-20 | Smart Farm System |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210182512A KR20230093680A (en) | 2021-12-20 | 2021-12-20 | Smart Farm System |
Publications (1)
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|---|---|
| KR20230093680A true KR20230093680A (en) | 2023-06-27 |
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| KR1020210182512A KR20230093680A (en) | 2021-12-20 | 2021-12-20 | Smart Farm System |
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|---|---|
| KR (1) | KR20230093680A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102642457B1 (en) * | 2023-07-14 | 2024-02-29 | 주식회사 비바엔에스 | Apparatus for preventing to low temperature damage on the crops |
-
2021
- 2021-12-20 KR KR1020210182512A patent/KR20230093680A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102642457B1 (en) * | 2023-07-14 | 2024-02-29 | 주식회사 비바엔에스 | Apparatus for preventing to low temperature damage on the crops |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal |