KR20190143678A - System for managing environment of green house based on internet of things - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 온실 내 환경 데이터 및 배지 데이터를 수집하여 IoT 기반 온실 환경 관리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an IoT-based greenhouse environment management system by collecting environmental data and badge data in the greenhouse.
온실을 기반으로 하는 식량 및 특용 작물 재배 농업은 전 세계의 농업 생산 환경의 주 재배 시스템이 되었다. IoT(Internet of Things) 기술과의 융합을 통한 스마트 온실 또는 스마트 팜과 같은 새로운 첨단 재배 시스템으로의 도약을 위해 다방면으로 연구되고 있다.Greenhouse-based food and specialty crop cultivation has become the main cultivation system for agricultural production around the world. It is being researched in various ways to leap to new advanced cultivation system such as smart greenhouse or smart farm through convergence with IoT (Internet of Things) technology.
농가가 기존 노지에서 온실을 이용하는 시설재배 시스템으로 전향해 온 것처럼, 온실 재배에 다양한 첨단 기술을 도입하는 이유는 재배의 편의, 작물의 효율적 관리, 생산성 증대 등 다양한 이유가 있다. Just as farmers have shifted from an existing open field to a facility cultivation system using greenhouses, there are various reasons for introducing various advanced technologies to greenhouse cultivation, such as convenience of cultivation, efficient management of crops, and increased productivity.
그런데, 현재 대부분의 첨단 재배 시스템은 온실 내부의 온도, 습도, 햇빛의 차단 제어를 수행하는데 치중하고 있으며, 온실 내부를 날씨의 변화나 이상 기후가 발생하지 않는 항상 일정한 상태로 유지시키기 위한 제어를 수행하는데 치중하고 있다. By the way, most modern cultivation systems are focused on controlling the temperature, humidity and sunlight blocking inside the greenhouse, and controlling to keep the greenhouse at a constant state without changing weather or abnormal weather. I'm focused on.
온실을 이용하는 시설재배 시스템은 유지 및 관리에 재배 비용이 많이 소모되는 시스템이기 때문에 그 재배 비용 이상의 수익을 얻을 수 있는 작물을 재배해야 한다. 하지만, 온실을 이용하는 시설재배 시스템을 이용하여 작물을 재배하기 위해서 작물 재배에 적합한 온실 온도, 습도, 햇빛 등을 설정하기 위해 작물 재배자의 해당 작물의 생장 환경에 대한 연구가 필요하고 시행착오가 발생할 수 있는 문제점이 있다.Since a facility cultivation system using a greenhouse is a cultivation cost system that is expensive to maintain and manage, it is necessary to cultivate a crop that can profit more than the cultivation cost. However, in order to cultivate crops using a greenhouse cultivation system, it is necessary to study the growing environment of the crop grower in order to set greenhouse temperature, humidity, and sunlight suitable for crop cultivation, and trial and error may occur. There is a problem.
본 발명은 온실 내 환경 데이터와 배지 데이터를 수집하고, 온실 내 설비를 원격 제어함으로써 온실 환경을 관리하고, 온실 내 작물 생육상태를 실시간 모니터링하고 예측하는 IoT 기반 온실 환경 관리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an IoT-based greenhouse environment management system that collects environmental data and badge data in a greenhouse, manages the greenhouse environment by remotely controlling the facilities in the greenhouse, and monitors and predicts the growth of crops in the greenhouse in real time. have.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 온실 환경 관리 시스템은 온실 내에 설치된 복수의 센서로부터 실시간 온실 대기 환경, 배지 데이터를 포함하는 온실 데이터를 수집하는 온실 데이터 수집 모듈, 상기 온실 데이터 수집 모듈로부터 수집된 온실 데이터를 기초로 상기 온실 내에 설치된 적어도 하나의 설비를 원격 제어하는 온실 환경 제어 모듈, 상기 온실 데이터 수집 모듈로부터 수집된 온실 데이터에 수집 날짜, 위치 정보, 식별정보를 포함하는 태그를 결합하여 표준화된 포맷으로 변환하고, 상기 표준화된 포맷의 온실 데이터가 미리 설정된 조건의 범위를 벗어난 경우, 상기 적어도 하나의 설비의 설정값을 변경하도록 상기 온실 환경 제어 모듈로 원격 제어신호를 생성하는 온실 환경 관리 모듈, 및 상기 온실 환경 관리 모듈에서 변환한 상기 표준화된 포맷의 온실 데이터와 상기 온실 내에 설치된 적어도 하나의 설비를 실행화면에 표시하고, 상기 실행화면에 표시된 특정 온실 데이터 또는 특정 설비에 대한 입력 신호를 수신하는 경우, 상기 온실 환경 관리 모듈로 상기 입력 신호 전송하는 사용자 단말기를 포함하고, 상기 온실 환경 관리 모듈은, 상기 사용자 단말기로부터 상기 입력 신호를 수신하는 경우, 상기 특정 설비로 원격 제어신호를 추가로 더 전송하여 상기 특정 설비를 원격 제어할 수 있다.In order to achieve the above object, an IoT-based greenhouse environment management system according to an embodiment of the present invention is a greenhouse data collection module for collecting greenhouse data including a real-time greenhouse atmosphere environment and badge data from a plurality of sensors installed in a greenhouse, A greenhouse environment control module for remotely controlling at least one facility installed in the greenhouse based on the greenhouse data collected from the greenhouse data collection module, and the collection date, location information, and identification information included in the greenhouse data collected from the greenhouse data collection module. Combines a tag to convert to a standardized format, and if the greenhouse data of the standardized format is out of a predetermined range, a remote control signal is transmitted to the greenhouse environment control module to change the setting value of the at least one facility. Greenhouse environment management module to generate, and the greenhouse environment When the greenhouse data of the standardized format converted by the module is displayed and at least one facility installed in the greenhouse is displayed on the execution screen and an input signal for the specific greenhouse data or the specific facility displayed on the execution screen is received, the greenhouse And a user terminal for transmitting the input signal to an environment management module, wherein the greenhouse environment management module further transmits a remote control signal to the specific facility when receiving the input signal from the user terminal. Can be controlled remotely.
온실 데이터 수집 모듈은, 상기 온실 내의 천장 또는 기둥 중 적어도 일 영역에 설치되고 상기 온실 대기 환경에 대한 온도, 습도, 이산화탄소, 조도 중 적어도 하나의 정보를 센싱하는 제1 그룹의 센서가 인터페이스 포트에 각각 삽입되어 고정되고, 상기 제1 그룹의 센서를 통합 관리하는 환경 데이터 계측기, 상기 온실 내의 배지에 설치되고, 상기 배지의 무게, PH, 지온, EC 중 적어도 하나의 정보를 센싱하는 제2 그룹의 센서가 인터페이스 포트에 각각 삽입되어 고정되고, 상기 제2 그룹의 센서를 통합 관리하는 배지 데이터 계측기, 및 상기 환경 데이터 계측기와 상기 배지 데이터 계측기와 각각 RS-232 통신방식으로 통신하고, 상기 환경 데이터 계측기와 상기 배지 데이터 계측기로부터 센싱된 환경 데이터와 배지 데이터를 수신하고, 상기 환경 데이터 계측기와 상기 배지 데이터 계측기로 센서 제어 신호를 전송하는 계측기 관리부를 포함하여 구성될 수 있다.The greenhouse data collection module may include a first group of sensors installed in at least one region of a ceiling or a pillar in the greenhouse and configured to sense at least one of temperature, humidity, carbon dioxide, and illuminance of the greenhouse atmospheric environment at an interface port. Inserted and fixed, the environmental data measuring instrument for integrated management of the first group of sensors, the second group of sensors installed in the medium in the greenhouse, sensing the information of at least one of the weight, PH, geothermal, EC of the medium Are respectively inserted into and fixed to an interface port, the badge data measuring instrument for integrated management of the second group of sensors, and the environmental data measuring instrument and the badge data measuring instrument communicate with each other by RS-232 communication method, Receives the environmental data and the badge data sensed from the badge data measuring instrument, the environment data It can comprise a meter unit that transmits the sensor control signal to the instrumental data and the medium instrument.
계측기 관리부는, 상기 온실 환경 관리 모듈과 유선 또는 무선 인터넷으로 연결되고, 상기 환경 데이터 계측기와 상기 배지 데이터 계측기로부터 수집된 상기 환경 데이터와 상기 배지 데이터를 상기 온실 환경 관리 모듈로 전송하고, 상기 환경 데이터 계측기, 상기 배지 데이터 계측기 및 각 계측기를 구성하는 센서들에 대한 제어신호를 상기 온실 환경 관리 모듈로부터 수신하여 대응하는 계측기로 전송할 수 있다.The measuring instrument manager is connected to the greenhouse environment management module via a wired or wireless internet, and transmits the environmental data and the badge data collected from the environmental data measuring instrument and the badge data measuring instrument to the greenhouse environmental management module, and the environmental data. Control signals for the measuring instrument, the badge data measuring instrument, and sensors constituting each measuring instrument may be received from the greenhouse environment management module and transmitted to the corresponding measuring instrument.
여기서, 배지 무게는, 배지의 양액 공급 횟수, 양액 공급량, 배양액 등을 산출하여 재배 작물의 배지 무게가 계산될 수 있다.Here, the weight of the medium, the medium weight of the cultivated crop may be calculated by calculating the number of nutrient solution supply of the medium, the nutrient supply amount, the culture solution and the like.
또한, 적어도 하나의 설비는, 창문, 양액기, 팬, 냉난방 장치, LED 조명 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. In addition, the at least one facility may include at least one of a window, a nutrient solution, a fan, an air conditioner, and an LED light.
온실 환경 관리 모듈은, 상기 적어도 하나의 설비의 제어 상태를 표시하는 디스플레이부를 더 포함하고, 상기 디스플레이부는 각 설비에 대응하는 LED 조명을 상기 적어도 하나의 설비의 제어 상태에 대응하는 밝기 레벨로 표시할 수 있다.The greenhouse environment management module may further include a display unit displaying a control state of the at least one facility, and the display unit may display LED lights corresponding to each facility at a brightness level corresponding to the control state of the at least one facility. Can be.
온실 환경 관리 모듈은, 상기 온실 데이터의 과거 이력, 표준 정보, 비교 정보를 표준화된 그래프 또는 테이블로 변환하여, 상기 사용자 단말기로 제공할 수 있다.The greenhouse environment management module may convert the past history, standard information, and comparison information of the greenhouse data into a standardized graph or table and provide the same to the user terminal.
또한, IoT 기반 온실 환경 관리 시스템은 상기 온실 내를 촬영하는 카메라 모듈을 더 포함하고, 상기 온실 환경 관리 모듈은, 상기 태그를 참조하여 상기 카메라 모듈에서 촬영된 이미지를 상기 태그된 온실 데이터와 연동하여 관리할 수 있다.In addition, the IoT-based greenhouse environment management system further includes a camera module for photographing the inside of the greenhouse, the greenhouse environment management module, by interlocking the image taken by the camera module with the tagged greenhouse data with reference to the tag Can manage
온실 환경 관리 모듈은, 상기 배지 데이터를 토대로 수확량, 생체중량, 증발산량을 예측할 수 있다.The greenhouse environment management module may estimate the yield, biomass, and evapotranspiration based on the medium data.
본 발명에 의하면, 여러 온실에서 수집한 온실 데이터를 수집 날짜, 위치 정보, 각 온실의 식별정보를 태깅하여 표준화된 포맷으로 관리함으로써 원거리의 온실 데이터를 통합 관리하고, 활용할 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, by managing the greenhouse data collected in the various greenhouses in the standardized format by tagging the collection date, location information, identification information of each greenhouse, there is an effect that can be integrated and manage the greenhouse data of the remote.
또한, 본 발명에 의하면, 온실 내의 설비를 원격 제어 가능하고, 온실 데이터를 외부 기후 데이터와 비교하여 외부 환경에 따라 온실 내부 환경 데이터를 조절할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to remotely control the facilities in the greenhouse, and to compare the greenhouse data with the external climate data to adjust the greenhouse environmental data according to the external environment.
또한, 본 발명에 의하면, 온실 환경 데이터와 배지 데이터를 분리하여 관리하는 계측기를 구비함으로써 다수의 환경 데이터를 수집하는 제1 그룹의 센서를 하나의 계측기에서 중계하고, 배지 데이터를 수집하는 제2 그룹의 센서를 하나의 계측기에서 중계할 수 있다.In addition, according to the present invention, by having a measuring instrument for separating and managing the greenhouse environment data and the medium data, the first group of sensors for collecting a plurality of environmental data is relayed in one instrument, the second group for collecting the medium data Sensor can be relayed in one instrument.
또한, 본 발명에 의하면, 온실 내에 설치된 카메라 모듈을 통해 촬영된 이미지를 이용하여 작물 생육상태를 실시간 확인할 수 있고, 생육상태 이력을 파나라마 영상으로 확인할 수 있다. In addition, according to the present invention, the crop growth state can be confirmed in real time using an image photographed through a camera module installed in a greenhouse, and the growth state history can be confirmed as a panama image.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 온실 환경 관리 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 온실 환경 관리 시스템을 구성하는 온실 데이터 수집 모듈의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 온실 환경 관리 시스템을 구성하는 온실 환경 관리 모듈의 개략적인 구성도와 외형도를 나타내는 도면이다.
도 4 내지 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 온실 환경 관리 시스템을 적용한 온실 데이터, 배지 데이터, 또는 작물의 생육상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 온실 환경 관리 시스템의 구현 모델을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a schematic diagram of an IoT-based greenhouse environment management system according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic configuration diagram of a greenhouse data collection module constituting an IoT-based greenhouse environment management system according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a schematic configuration and an outline of a greenhouse environment management module constituting an IoT-based greenhouse environment management system according to an embodiment of the present invention.
4 to 15 are views for explaining the growth state of greenhouse data, medium data, or crops to which the IoT-based greenhouse environment management system according to an embodiment of the present invention is applied.
16 is a view for explaining an implementation model of an IoT-based greenhouse environment management system according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.As the present invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the drawings, similar reference numerals are used for similar elements.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component. The term and / or includes any of a plurality of related description items or a combination of a plurality of related description items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급될 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to the other component, but it should be understood that there may be other components in between. something to do. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. Throughout the specification and claims, when a part includes a certain component, it means that it may further include other components, except to exclude other components unless specifically stated otherwise.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 온실 환경 관리 시스템의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic diagram of an IoT-based greenhouse environment management system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 온실 환경 관리 시스템(1000)은 온실 데이터 수집 모듈(100), 온실 환경 제어 모듈(200), 온실 환경 관리 모듈(500) 및 사용자 단말기(700)를 포함한다. 또한, IoT 기반 온실 환경 관리 시스템(1000)은 적어도 하나의 설비(300), 또는 카메라 모듈(400)을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the IoT-based greenhouse
온실 데이터 수집 모듈(100)은 온실 내에 설치된 복수의 센서로부터 센서로부터 실시간 온실 대기 환경, 배지 데이터를 포함하는 온실 데이터를 수집할 수 있다. 여기서, 복수의 센서는 온도 센서, 습도 센서, 조도 센서, 이산화탄소 측정 센서, 배지의 무게 감지 센서, PH 측정 센서, 지온 측정 센서, EC 측정 센서 중 적어도 하나가 될 수 있다. 온실 내에 종류가 다른 센서들은 일정한 간격으로 복수개 설치될 수 있다. The greenhouse
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 온실 환경 관리 시스템을 구성하는 온실 데이터 수집 모듈의 개략적인 구성도이다.2 is a schematic configuration diagram of a greenhouse data collection module constituting an IoT-based greenhouse environment management system according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 온실 데이터 수집 모듈(100)은 환경 데이터 계측기(100), 배지 데이터 계측기(130), 및 계측기 관리부(150)를 포함하여 구성된다. 환경 데이터 계측기(110)는 복수의 센서 중 온도 센서(111), 습도 센서(112), 이산화탄소 센서(113), 조도 센서(114)로 구성될 수 있다. 또한, 배지 데이터 계측기(130)는 배지 무게 센서(131), PH 센서(132), 지온 센서(133), EC 센서(134)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 배지의 무게는 배지의 양액 공급 횟수, 양액 공급량, 배양액 중 적어도 하나를 산출하여 계산될 수 있다.Referring to FIG. 2, the greenhouse
환경 데이터 계측기(110) 및 배지 데이터 계측기(130)는 각 센서가 인터페이스 포트에 각각 삽입되어 고정되고, 각 포트의 전기적 접속에 의해 계측기 관리부(150)와 전기적으로 연결되어 제어신호 및 센싱 데이터를 송수신할 수 있다. The environmental
구체적으로, 계측기 관리부(150)는 환경 데이터 계측기(110)와 배지 데이터 계측기(130)와 각각 RS-232 통신방식으로 통신하고, 환경 데이터 계측기(110)와 배지 데이터 계측기(130)로부터 센싱된 환경 데이터와 배지 데이터를 수신하고, 환경 데이터 계측기(110)와 배지 데이터 계측기(130)로 센서 제어 신호를 전송할 수 있다. 즉, 복수의 센서 중 지면으로부터 설정된 높이 이상에 설치되어 공기 중의 환경 데이터를 감지하는 제1 그룹의 센서를 환경 데이터 계측기(110)에 물리적으로 연결시키고, 설정된 높이 미만에 설치되어 배지 데이터를 감지하는 제2 그룹의 센서를 배지 데이터 계측기(130)에 물리적으로 연결시켜, 복수의 센서를 용이하게 관리할 수 있다. 따라서, 센서가 분실되거나, 고장난 경우, 빠른 교체가 가능하다.Specifically, the
계측기 관리부(150)는 온실 환경 관리 모듈(500)과 유선 또는 무선 인터넷으로 연결되고, 환경 데이터 계측기(110)와 배지 데이터 계측기(130)로부터 수집된 환경 데이터와 배지 데이터를 온실 환경 관리 모듈(500)로 전송할 수 있다. 또한, 계측기 관리부(150)는 환경 데이터 계측기(110), 배지 데이터 계측기(130) 및 각 계측기를 구성하는 센서들에 대한 제어신호를 온실 환경 관리 모듈(500)로부터 수신하여 대응하는 계측기로 전송할 수 있다. The measuring
다음으로, 온실 환경 제어 모듈(200)은 온실 데이터 수집 모듈(100)로부터 수집된 온실 데이터를 기초로 온실 내에 설치된 적어도 하나의 설비(300)를 원격 제어할 수 있다. 여기서, 적어도 하나의 설비(300)는 온실에 설치된 창문, 양액기, 팬, 냉난방 장치, LED 조명, 스프링쿨러, 포그 생성기 중 적어도 하나가 될 수 있다. Next, the greenhouse
또한, 온실 환경 관리 모듈(500)은 온실 데이터 수집 모듈(100)로부터 수집된 온실 데이터에 수집 날짜, 위치 정보, 식별정보를 포함하는 태그를 결합하여 표준화된 포맷으로 변환할 수 있다. 온실 환경 관리 모듈(500)은 표준화된 포맷의 온실 데이터가 미리 설정된 조건의 범위를 벗어난 경우, 적어도 하나의 설비의 설정값을 변경하도록 온실 환경 제어 모듈(200)로 원격 제어신호를 생성할 수 있다. 적어도 하나의 설비(300)는 온실 환경 관리 모듈(500)의 원격 제어신호에 따라 대응하는 설비의 온 또는 오프를 제어하거나, 가동시간, 가동속도 등을 제어할 수 있다. In addition, the greenhouse
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 온실 환경 관리 시스템을 구성하는 온실 환경 관리 모듈의 개략적인 구성도와 외형도를 나타내는 도면이다. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration diagram and an external view of a greenhouse environment management module constituting an IoT-based greenhouse environment management system according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 온실 환경 관리 모듈(500)은 디스플레이부(510), 데이터베이스(520), 및 제어부(530)를 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 3, the greenhouse
구체적으로, 디스플레이부(510)는 적어도 하나의 설비(300)의 제어 상태를 표시할 수 있다. 이때, 각 설비의 명칭과 위치를 특정 인디케이터(W1, W2, .., L1, L2, .., C1, C2, ...)로 나타낼 수 있고, 특정 인디케이터가 가리키는 LED의 온/오프, 조명 밝기, 조명 색깔 등을 조정하여 각 설비의 제어상태를 표시할 수 있다. In detail, the
온실 환경 관리 모듈(500)은 온실 데이터의 과거 이력, 표준 정보, 비교 정보를 표준화된 그래프 또는 테이블로 변환하여, 사용자 단말기(700)로 제공할 수 있다. 또한, 온실 환경 관리 모듈(500)은 태그를 참조하여 카메라 모듈(400)에서 촬영된 이미지를 태그된 온실 데이터와 연동하여 관리할 수 있다. 온실 환경 관리 모듈(500)은 배지 데이터를 토대로 수확량, 생체중량, 증발산량을 자동 계산하여 예측할 수 있다. The greenhouse
사용자 단말기(700)는 온실 환경 관리 모듈(500)에서 변환한 표준화된 포맷의 온실 데이터와 온실 내에 설치된 적어도 하나의 설비(300)를 실행화면에 표시하고, 실행화면에 표시된 특정 온실 데이터 또는 특정 설비에 대한 입력 신호를 수신하는 경우, 온실 환경 관리 모듈(500)로 해당 입력 신호를 전송할 수 있다. 이때, 온실 환경 관리 모듈(500)은 사용자 단말기(700)로부터 입력 신호를 수신하는 경우, 특정 설비로 원격 제어신호를 추가로 더 전송하여 특정 설비를 원격 제어할 수 있다. 즉, 온실 환경 관리 모듈(500)은 센싱된 데이터를 이용하여 적어도 하나의 설비를 자동으로 원격 제어하면서 동시에 특정 설비 조작에 대한 사용자 입력을 수신하는 경우, 사용자 입력에 대응하는 조작을 더 수행할 수 있다. 이때, 자동으로 원격 제어된 조작과 사용자의 입력에 의한 조작이 상반되는 경우, 사용자의 입력을 우선적으로 실행할 수 있다. 예를 들어, 온실 환경 관리 모듈(500)은 자동으로 냉방기를 가동하는 제어신호를 전송한 후, 사용자 단말기(700)를 통해 냉방기를 끄는 입력 신호를 수신하는 경우, 사용자의 입력을 우선적으로 선택하여 냉방기를 끌수 있다. 이때, 사용자의 입력을 실행하기 전에 사용자 단말기(700)에 팝업창으로 원격 제어조작과 상반되는 입력을 수신했다는 내용을 표시하여 사용자의 재선택을 유도할 수 있다. The
도 4 내지 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 온실 환경 관리 시스템을 적용한 온실 데이터, 배지 데이터, 또는 작물의 생육상태를 설명하기 위한 도면이다. 4 to 15 are views for explaining the growth state of the greenhouse data, medium data, or crops to which the IoT-based greenhouse environment management system according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 배지 데이터 측정 모듈은 배지의 양액 공급 횟수, 양액, 공급량, 배액량을 산출하기 위해 모듈 상에 재배 작물의 배지 무게를 자동 측정할 수 있다. Referring to FIG. 4, the medium data measurement module may automatically measure the medium weight of the cultivated crops on the module to calculate the number of nutrient solution supply, nutrient solution, supply amount, and drainage amount of the medium.
도 5 내지 도 13을 참조하면, 온실 환경 관리 모듈은 온실 환경 모니터링을 위하여, 기상청 데이터를 토대로 온실 외부의 실시간 기상 데이터인 온도, 습도, 풍향, 풍속, 일출/일몰 시간 및 일기예보를 수신할 수 있다. 5 to 13, the greenhouse environment management module may receive temperature, humidity, wind direction, wind speed, sunrise / sunset time, and weather forecast, which are real-time weather data outside the greenhouse, for monitoring the greenhouse environment. have.
온실 데이터 수집 모듈은 실시간 온실의 온도, 습도, 조도, 이산화탄소, 배약의 EC, PH, 배지의 지온 데이터를 센싱하여, 센싱된 데이터를 온실 환경 관리 모듈 또는 사용자 단말기로 제공할 수 있다. 이때, 온실 환경 관리 모듈은 각 데이터를 표준화된 포맷으로 가공한 후 관리 및 제공할 수 있다. The greenhouse data collection module may sense temperature, humidity, illuminance, carbon dioxide, EC, PH, and geothermal data of a medium in real time, and provide the sensed data to a greenhouse environment management module or a user terminal. In this case, the greenhouse environment management module may process and manage and provide each data in a standardized format.
온실 환경 관리 모듈은 미기후 데이터를 토대로 온도/습도 제어를 위한 기초 정보를 자동 생성하고, 온실의 현재 온도/습도 상태와 그에 따른 작업 가이드를 제공할 수 있다. 또한, 온실 환경 관리 모듈은 수집한 데이터의 통계 차트를 일/주/월 단위로 제공할 수 있고, 이상적인 기준 범위를 함께 표시할 수 있다. The greenhouse environment management module may automatically generate basic information for temperature / humidity control based on microclimate data, and provide a current temperature / humidity state of the greenhouse and a work guide accordingly. In addition, the greenhouse environment management module may provide a statistical chart of the collected data on a daily / weekly / monthly basis and display an ideal reference range together.
온실 환경 관리 모듈은 모니터링 시점에서의 배지 함수량과 배액량을 실시간 데이터로 제공하고, 일간 총 급액 횟수, 급액 횟수 별 급액 시간과 급액량, 총 급액량, 총 배액량을 계산하여 제공할 수 있다. The greenhouse environment management module provides real-time data of the water content and the drainage amount at the time of monitoring, and calculates and provides the total number of times of daily feeding, the amount of feeding time and amount of each feeding, the total amount of feeding, and the total amount of draining.
이러한 배지 데이터에 기초하여, 온실 환경 관리 모듈은 양액 공급 제어에 활용되는 조도, 배지 무게, 배액량의 일변화 추이를 한눈에 확인 가능하도록 그래프로 제공할 수 있다. Based on the medium data, the greenhouse environment management module may provide a graph so that the daily change trend of illuminance, medium weight, and drainage amount used for nutrient solution supply control can be identified at a glance.
또한, 온실 환경 관리 모듈은 과거 온실 환경 및 배지 정보 이력을 표준화된 포맷으로 변환하여 데이터베이스에 저장할 수 있다. 데이터베이스에 저장된 데이터를 토대로, 온실 환경 관리 모듈은 과거부터 현재까지의 온실 환경 및 배지 정보를 조회할 수 있으므로, 온실 환경 변화에 따른 작물의 생육상태를 종합적으로 관리할 수 있다. 온실 환경 관리 모듈은 특정 날짜에 발생한 재배현황 및 특이사항을 추가로 기록할 수 있고, 기록된 데이터를 토대로 시기별 모니터링 항목 및 필요 작업을 선택할 수 있다. 온실 환경 관리 모듈은 선택된 모니터링 항목 및 필요 작업을 새로운 태그로 생성할 수 있고, 새로운 태그가 생성된 시점부터 온실 환경 데이터 및 배지 데이터 관리 시 새로운 태그 항목을 추가로 수집 및 관리할 수 있다. In addition, the greenhouse environment management module may convert the past greenhouse environment and badge information history into a standardized format and store it in a database. Based on the data stored in the database, the greenhouse environment management module can query the greenhouse environment and the badge information from the past to the present, thereby comprehensively managing the growth of crops according to the change of the greenhouse environment. The greenhouse environment management module can additionally record the cultivation status and specificities that occurred on a specific date, and can select time-based monitoring items and required work based on the recorded data. The greenhouse environment management module may generate a selected monitoring item and a required task as a new tag, and additionally collect and manage new tag items when managing the greenhouse environment data and badge data from the time when a new tag is created.
온실 환경 관리 모듈은 카메라 모듈을 통해 촬영된 온실 내의 작물 이미지를 태깅된 환경 데이터 및 배지 데이터와 결합하여 저장할 수 있다. 온실 환경 관리 모듈은 시간 순서로 저장된 작물 생육상태를 표시하거나, 위치별(온실 위치별), 온도, 습도 별 등 태깅된 정보를 필터로 사용하여 작물 이미지를 표시할 수 있다. The greenhouse environment management module may combine and store crop images in the greenhouse photographed through the camera module with tagged environmental data and badge data. The greenhouse environment management module may display crop growth state stored in chronological order, or display crop images by using tagged information such as location (by greenhouse location), temperature, and humidity as a filter.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 온실 환경 관리 시스템의 구현 모델을 설명하기 위한 도면이다. 16 is a view for explaining an implementation model of an IoT-based greenhouse environment management system according to an embodiment of the present invention.
도 16을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 온실 환경 관리 시스템의 구현 모델은 온실 및 하우스에 설치된 데이터 수집 모듈로부터 수집한 센싱 데이터를 저장하기 위한 인포메이션 센터(또는 데이터베이스)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 16, an implementation model of an IoT-based greenhouse environment management system according to an embodiment of the present invention may include an information center (or database) for storing sensing data collected from data collection modules installed in a greenhouse and a house. Can be.
효율적인 데이터 관리 및 재배 정보 관리를 위해 최적의 데이터베이스 스키마 정의를 통해 대용량의 데이터를 안정적으로 저장하고, 외부의 요청 및 응답을 빠르게 처리할 수 있다. For efficient data management and cultivation information management, an optimal database schema definition can reliably store large amounts of data and can quickly process external requests and responses.
또한, IoT 기반 온실 환경 관리 시스템은 등록된 사용자만 엑세스 가능하도록 접근 허용을 감시하고, 사용자 데이터 암호화 기능을 수행할 수 있다. 센서로부터 주기적으로 수신된 데이터를 영구적으로 저장하는 기능을 수행하며, 사용자 어플리케이션으로부터 재배 이력 및 실시간 데이터 요청을 처리할 수 있다. In addition, the IoT-based greenhouse environment management system may monitor access permission so that only registered users can access and perform user data encryption. It functions to permanently store data periodically received from the sensor, and can process cultivation history and real-time data requests from user applications.
복수의 온실에 대하여 테스트베드를 설치하고, 온실 환경 관리 모듈에서 복수의 온실 내의 환경 데이터 및 배지 데이터, 작물 생육상태 등을 통합관리할 수 있다. 또한, 온실 환경 관리 모듈은 등록된 사용자 단말기로부터 자신의 온실에 대한 정보 요청을 수신한 경우, 사용자 인증을 거쳐, 등록된 사용자 단말기에 매칭되는 온실을 검색하고, 해당 온실의 정보를 사용자 단말기로 전송할 수 있다.A test bed may be installed for a plurality of greenhouses, and the greenhouse environment management module may collectively manage environmental data, medium data, and crop growth status in the plurality of greenhouses. In addition, when the greenhouse environment management module receives a request for information on its own greenhouse from a registered user terminal, the user receives a user authentication, searches for a greenhouse matching the registered user terminal, and transmits the information of the corresponding greenhouse to the user terminal. Can be.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
1000: IoT 기반 온실 환경 관리 시스템
100: 온실 데이터 수집 모듈
200: 온실 환경 제어 모듈
300: 적어도 하나의 설비
400: 카메라 모듈
500: 온실 환경 관리 모듈
700: 사용자 단말1000: IoT-based greenhouse environment management system
100: greenhouse data collection module 200: greenhouse environment control module
300: at least one facility 400: camera module
500: greenhouse environment management module 700: user terminal
Claims (9)
상기 온실 데이터 수집 모듈로부터 수집된 온실 데이터를 기초로 상기 온실 내에 설치된 적어도 하나의 설비를 원격 제어하는 온실 환경 제어 모듈;
상기 온실 데이터 수집 모듈로부터 수집된 온실 데이터에 수집 날짜, 위치 정보, 식별정보를 포함하는 태그를 결합하여 표준화된 포맷으로 변환하고, 상기 표준화된 포맷의 온실 데이터가 미리 설정된 조건의 범위를 벗어난 경우, 상기 적어도 하나의 설비의 설정값을 변경하도록 상기 온실 환경 제어 모듈로 원격 제어신호를 생성하는 온실 환경 관리 모듈; 및
상기 온실 환경 관리 모듈에서 변환한 상기 표준화된 포맷의 온실 데이터와 상기 온실 내에 설치된 적어도 하나의 설비를 실행화면에 표시하고, 상기 실행화면에 표시된 특정 온실 데이터 또는 특정 설비에 대한 입력 신호를 수신하는 경우, 상기 온실 환경 관리 모듈로 상기 입력 신호 전송하는 사용자 단말기;
를 포함하고,
상기 온실 환경 관리 모듈은, 상기 사용자 단말기로부터 상기 입력 신호를 수신하는 경우, 상기 특정 설비로 원격 제어신호를 추가로 더 전송하여 상기 특정 설비를 원격 제어하는,
IoT 기반 온실 환경 관리 시스템.
A greenhouse data collection module for collecting greenhouse data including a real-time greenhouse atmosphere environment and badge data from a plurality of sensors installed in the greenhouse;
A greenhouse environment control module for remotely controlling at least one facility installed in the greenhouse based on the greenhouse data collected from the greenhouse data collection module;
When the greenhouse data collected from the greenhouse data collection module is combined with a tag including a collection date, location information, and identification information and converted into a standardized format, and the greenhouse data of the standardized format is out of a preset condition, A greenhouse environment management module for generating a remote control signal to the greenhouse environment control module to change a set value of the at least one facility; And
When displaying greenhouse data of the standardized format converted by the greenhouse environment management module and at least one facility installed in the greenhouse on an execution screen, and receiving an input signal for a specific greenhouse data or a specific facility displayed on the execution screen A user terminal for transmitting the input signal to the greenhouse environment management module;
Including,
When the greenhouse environment management module receives the input signal from the user terminal, the remote control signal is further transmitted to the specific facility to remotely control the specific facility.
IoT-based greenhouse environment management system.
상기 온실 데이터 수집 모듈은,
상기 온실 내의 천장 또는 기둥 중 적어도 일 영역에 설치되고 상기 온실 대기 환경에 대한 온도, 습도, 이산화탄소, 조도 중 적어도 하나의 정보를 센싱하는 제1 그룹의 센서가 인터페이스 포트에 각각 삽입되어 고정되고, 상기 제1 그룹의 센서를 통합 관리하는 환경 데이터 계측기;
상기 온실 내의 배지에 설치되고, 상기 배지의 무게, PH, 지온, EC 중 적어도 하나의 정보를 센싱하는 제2 그룹의 센서가 인터페이스 포트에 각각 삽입되어 고정되고, 상기 제2 그룹의 센서를 통합 관리하는 배지 데이터 계측기; 및
상기 환경 데이터 계측기와 상기 배지 데이터 계측기와 각각 RS-232 통신방식으로 통신하고, 상기 환경 데이터 계측기와 상기 배지 데이터 계측기로부터 센싱된 환경 데이터와 배지 데이터를 수신하고, 상기 환경 데이터 계측기와 상기 배지 데이터 계측기로 센서 제어 신호를 전송하는 계측기 관리부;
를 포함하여 구성되는,
IoT 기반 온실 환경 관리 시스템.
The method of claim 1,
The greenhouse data collection module,
A first group of sensors installed in at least one region of the ceiling or the pillar in the greenhouse and sensing at least one of temperature, humidity, carbon dioxide, and illuminance of the greenhouse atmospheric environment are respectively inserted into and fixed to an interface port; An environmental data measuring instrument for integrally managing the first group of sensors;
Installed in the medium in the greenhouse, a second group of sensors for sensing at least one of the weight, PH, geothermal, EC of the medium is inserted into and fixed to the interface port, respectively, the sensor of the second group integrated management A badge data measuring instrument; And
The environmental data measuring instrument and the badge data measuring instrument communicate with each other through an RS-232 communication method, and receive the sensed environmental data and the badge data from the environmental data measuring instrument and the badge data measuring instrument, and the environmental data measuring instrument and the badge data measuring instrument. An instrument manager to transmit a sensor control signal to the controller;
Configured including,
IoT-based greenhouse environment management system.
상기 계측기 관리부는, 상기 온실 환경 관리 모듈과 유선 또는 무선 인터넷으로 연결되고, 상기 환경 데이터 계측기와 상기 배지 데이터 계측기로부터 수집된 상기 환경 데이터와 상기 배지 데이터를 상기 온실 환경 관리 모듈로 전송하고, 상기 환경 데이터 계측기, 상기 배지 데이터 계측기 및 각 계측기를 구성하는 센서들에 대한 제어신호를 상기 온실 환경 관리 모듈로부터 수신하여 대응하는 계측기로 전송하는,
IoT 기반 온실 환경 관리 시스템.
The method of claim 2,
The instrument management unit is connected to the greenhouse environment management module via a wired or wireless internet, and transmits the environmental data and the badge data collected from the environmental data measuring instrument and the badge data measuring instrument to the greenhouse environmental management module, and the environment. Receiving a control signal for the data measuring instrument, the badge data measuring instrument and the sensors constituting each measuring instrument from the greenhouse environment management module and transmits to the corresponding measuring instrument,
IoT-based greenhouse environment management system.
상기 배지 무게는, 배지의 양액 공급 횟수, 양액 공급량, 배양액을 산출하여 계산되는,
IoT 기반 온실 환경 관리 시스템.
The method of claim 2,
The medium weight is calculated by calculating the number of nutrient solution supply, nutrient solution supply amount, culture medium,
IoT-based greenhouse environment management system.
상기 적어도 하나의 설비는, 창문, 양액기, 팬, 냉난방 장치, LED 조명 중 적어도 하나를 포함하는,
IoT 기반 온실 환경 관리 시스템.
The method of claim 1,
The at least one installation comprises at least one of a window, a nutrient solution, a fan, a heating and cooling device, LED lighting,
IoT-based greenhouse environment management system.
상기 온실 환경 관리 모듈은, 상기 적어도 하나의 설비의 제어 상태를 표시하는 디스플레이부;를 더 포함하고,
상기 디스플레이부는 각 설비에 대응하는 LED 조명을 상기 적어도 하나의 설비의 제어 상태에 대응하는 밝기 레벨로 표시하는,
IoT 기반 온실 환경 관리 시스템.
The method of claim 1,
The greenhouse environment management module may further include a display configured to display a control state of the at least one facility.
The display unit displays an LED light corresponding to each facility at a brightness level corresponding to a control state of the at least one facility.
IoT-based greenhouse environment management system.
상기 온실 환경 관리 모듈은, 상기 온실 데이터의 과거 이력, 표준 정보, 비교 정보를 표준화된 그래프 또는 테이블로 변환하여, 상기 사용자 단말기로 제공하는,
IoT 기반 온실 환경 관리 시스템.
The method of claim 1,
The greenhouse environment management module converts the past history, standard information, and comparison information of the greenhouse data into a standardized graph or table and provides the same to the user terminal.
IoT-based greenhouse environment management system.
상기 온실 내를 촬영하는 카메라 모듈;을 더 포함하고,
상기 온실 환경 관리 모듈은, 상기 태그를 참조하여 상기 카메라 모듈에서 촬영된 이미지를 상기 태그된 온실 데이터와 연동하여 관리하는,
IoT 기반 온실 환경 관리 시스템.
The method of claim 1,
It further comprises a camera module for photographing in the greenhouse,
The greenhouse environment management module manages the image taken by the camera module in association with the tagged greenhouse data with reference to the tag,
IoT-based greenhouse environment management system.
상기 온실 환경 관리 모듈은, 상기 배지 데이터를 토대로 수확량, 생체중량, 증발산량을 예측하는,
IoT 기반 온실 환경 관리 시스템.The method of claim 1,
The greenhouse environment management module, based on the medium data to predict the yield, biomass, evaporation amount,
IoT-based greenhouse environment management system.
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