KR102135455B1 - 이미지 센싱 기술을 활용한 스마트 벌통 관리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이미지 센싱 기술을 활용한 스마트 벌통 관리 시스템 및 방법에 있어서, 특히 온습도 센서 및 이미지 센서가 구비된 꿀벌통 내부의 시각적 정보 및 온습도를 효율적으로 모니터링 함으로써 꿀벌통 내부의 꿀벌을 용이하게 관리할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 이미지 센싱 기술을 활용한 스마트 벌통 관리 시스템 및 방법에 관한 것으로,
꿀벌 사육을 위한 인터넷사이트에 접속하여 꿀벌의 사육을 원격 제어하는 원격지시스템; 상기 원격지시스템의 제어명령을 받아 꿀벌을 사육하는 사육지시스템; 및 상기 원격지시스템과 사육지시스템 사이를 인터넷 접속시켜주는 유무선통신망을 포함하며, 상기 사육지시스템은, 사육지의 꿀벌 상태를 나타내는 영상 및 음성을 획득하여 전송하기 위한 영상 및 음성전송장치; 사육지 생물에게 먹이 및 물을 공급하기 위한 먹이 및 물 공급장치; 상기 원격지시스템의 제어명령에 따라 각 구성들의 동작을 전체적으로 제어하기 위한 제어부; 및 상기 원격지시스템의 제어명령을 수신하여 상기 제어부로 전달하고, 상기 영상 및 음성전송장치의 영상 및 음성을 실시간으로 상기 원격지시스템에 전송하는 웹서버를 구비함이 특징이다.

Description

이미지 센싱 기술을 활용한 스마트 벌통 관리 시스템{SYSTEM HAVING A BEEHIVE BASED ON INTERNET OF THINGS}

본 발명은 이미지 센싱 기술을 활용한 스마트 벌통 관리 시스템에 관한 것으로, 특히 온습도 센서 및 이미지 센서가 구비된 꿀벌통 내부의 시각적 정보 및 온습도를 효율적으로 모니터링 함으로써 꿀벌통 내부의 꿀벌을 용이하게 관리할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 이미지 센싱 기술을 활용한 스마트 벌통 관리 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 벌꿀은 벌들이 자연생활 과정에서 바위나 돌 틈 또는 나무 등지에 꿀을 식량으로 저장하던 것을 인간들이 인위적으로 경제적인 생활수단을 추구하기 위하여 나무집 등을 공급하고 벌들을 불러들여 꿀을 얻음으로써 소득을 얻고 있다.

이를 좀 더 상세히 설명하면, 함체 형상으로 성형되고 뚜껑에 의해 개폐되는 사각 형상의 벌통 내에 탈부착 가능하게 다수의 벌집을 격판형으로 구비하고 벌통의 전면 하단에는 벌들이 출입할 수 있는 출입구를 구비하여서 벌들을 사육하고 있는 것이다.

따라서 벌들이 벌통의 출입구를 통해 출입하면서 적정 반경 내의 꽃을 찾아 꽃속에 있는 화밀을 먹이로 채취하여 벌통 내의 벌집에 저장하고, 이를 사람들이 인위적으로 채취하여 소망하는 꿀을 얻게 되는 것이다.

벌꿀은 고대로부터 자양 강장, 진정, 해독, 피로회복, 위장장애, 기침, 피부건조, 습진, 변비, 신경쇠약, 숙취등에 사용되어 왔다 또한, 미용과 건강에 좋고, 비타민 B군, 특히 B6가 풍부하게 함유되어 있다. 이외에도 벌꿀은 한약의 쓴 맛을 완화시켜 줌으로써 한방에서는 교미제로 널리 사용된다.

상기와 같은 다양한 효능을 갖는 벌꿀은 양봉을 통해 획득되는 것이 일반적이다. 그러나 이와 같은 양봉을 통한 꿀의 채집은 채밀기를 이용하여 작업자의 수작업에 의해 이루어져야 하므로 번거로운 면이 있다. 또한, 작업자는 벌꿀을 채취하는 시기를 결정하기 위해 벌통에 꿀이 얼마나 찼는지를 수시로 확인해야 하는 단점이 있다.

대한민국 등록실용신안 제20-0429355호(등록일자: 20061016) "벌꿀 채집장치"

상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은, 온습도 센서 및 이미지센서가 구비된 꿀벌통 내부의 온습도를 효율적으로 모니터링 함으로써 꿀벌통 내부의 온습도에 따른 꿀벌의 특성을 정확하게 파악하고 꿀벌의 이미지를 분석하여 꿀벌의 사육에 최적화시킴으로써 벌꿀의 획득량을 증대시킬 수 있는 온습도 센서 및 이미지 센서를 구비한 꿀벌통의 모니터링 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,

본 발명은 사육지 꿀벌통에 꿀벌을 키우고, 동시에 사육지 꿀벌을 유무선 통신을 통해 원격지에서 사육 제어하기 위한 장치에 있어서, 상기 꿀벌 사육을 위한 인터넷사이트에 접속하여 꿀벌의 사육을 원격 제어하는 원격지시스템과; 상기 원격지시스템의 제어명령을 받아 꿀벌을 사육하는 사육지시스템과; 상기 원격지시스템과 사육지시스템 사이를 인터넷 접속시켜주는 유무선통신망과; 상기 사육지 꿀벌통의 내부 일단에 설치되어 먼지를 측정하고, 기준이상이면 경보신호를 출력하는 먼지 측정수단과; 상기 먼지 측정수단에 전기적으로 연결되며 먼지 측정수단의 제어신호에 따라 외부로 경보신호를 출력하는 경보신호 출력부를 포함하여 구성하며; 상기 사육지시스템은, 사육지의 꿀벌 상태를 나타내는 영상 및 음성을 획득하여 전송하기 위한 영상 및 음성전송장치와; 사육지 꿀벌에게 먹이 및 물을 공급하기 위한 먹이 및 물 공급장치와; 상기 원격지시스템의 제어명령에 따라 각 구성들의 동작을 전체적으로 제어하기 위한 제어부와; 상기 원격지시스템의 제어명령을 수신하여 상기 제어부로 전달하고, 상기 영상 및 음성전송장치의 영상 및 음성을 실시간으로 상기 원격지시스템에 전송하는 웹서버를 구비하고; 상기 먼지 측정수단은, 적외선을 방출하기 위한 적외선 송신수단(A)과, 상기 적외선 송신수단과 대향되도록 위치하며 상기 적외선 송신수단으로부터 방출된 빛을 수신하여 그 수신량의 정도에 따라 먼지유입을 판단하도록 하기 위한 적외선 수신수단(B)과, 상기 적외선 수신수단(B)의 출력전압이 설정된 값보다 작으면 상기 적외선 송신수단(A)의 입력전압이 증가되도록 제어하기 위한 먼지 측정 제어부(C)를 포함하여 구성하며; 상기 적외선 송신수단(A)은, 다수개의 오목렌즈가 탑재되어 적외선의 출력을 제한시키는 오목렌즈군과; 상기 오목렌즈군에 근접되어 적외선을 출력시키는 적외선 송신소자와; 상기 오목렌즈군의 일측에 설치되어 오목렌즈군을 유동시켜 적외선 출력이 조절되도록하되 온도의 변화량에 따라서 기준설정온도보다 주변 온도가 높으면 오목렌즈군을 좌측으로 유동시켜 기준설정각도보다 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록함으로서 적외선 출력이 높아지도록 제어하고, 기준설정온도보다 주변 온도가 낮으면 오목렌즈군을 우측으로 유동시켜 기준설정각도보다 함몰각도가 높은 렌즈로 적외선이 통과되도록함으로서 적외선 출력이 낮아지도록 제어하는 형상기억 스프링과; 상기 형상기억 스프링의 우측 끝단에 위치하여 형상기억 스프링의 움직임을 지지하는 고정부를 포함하여 구성하며; 상기 적외선 송신수단(A)은, 상기 형상기억 스프링과 고정부를 수납하는 하우징과; 상기 하우징의 내측에 설치하되 형상기억 스프링의 일측에 설치되어 발열을 통해 형상기억 스프링을 강제로 팽창시켜 오목렌즈군을 좌측으로 이동시키고, 이에 따라 기준설정각도보다 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록하여 적외선 출력이 강제로 높아지도록 유도하는 발열수단과; 상기 하우징의 내측에 설치하되 형상기억 스프링의 타측에 설치되어 냉각열을 전달하여 형상기억 스프링을 강제로 수축시켜 오목렌즈군을 우측으로 이동시키고, 이에 따라 기준설정각도보다 함몰각도가 높은 렌즈로 적외선이 통과되도록하여 적외선 출력이 강제로 낮아지도록 유도하는 열전소자와; 상기 발열수단과 열전소자에 전기적으로 연결되며, 기준설정먼지보다 먼지가 많을 경우 발열수단을 동작시켜 적외선 출력을 높이도록 제어하고, 기준설정먼지보다 먼지가 적을 경우 열전소자를 동작시켜 적외선 출력을 낮추도록 제어하는 송신제어부를 포함하여 구성하고; 상기 고정부는, 케이스의 내부에 설치되어 상하 양방향으로 탄발력을 제공하는 탄발 스프링(4a)과, 상기 탄발 스프링의 끝단부에 설치되어 탄발 스프링에 의해서 상하방향으로 밀리면서 하우징(5)에 임시 고정되는 슬라이딩 볼(4b)을 포함하여 구성하며; 상기 사육지 시스템은 온습도 센서 및 LED광 제어부를 포함하고; 상기 원격지 시스템은 상기 온습도 센서에 의한 벌통의 온습도와 계절별 변화에 따른 제어 동작 기준을 바탕으로 상기 LED광 제어부를 제어하는 것이 특징이다.

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상술한 바와 같이 본 발명은 온습도 센서 및 이미지센서가 구비된 꿀벌통 내부의 온습도를 효율적으로 모니터링 함으로써 꿀벌통 내부의 온습도에 따른 꿀벌의 특성을 정확하게 파악하고 꿀벌의 이미지를 분석하여 꿀벌의 사육에 최적화시킴으로써 벌꿀의 획득량을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 전체 개념도.
도 2는 본 발명을 이용한 꿀벌 생태 위험감지 예시도.
도 3은 본 발명을 이용한 스마트 벌통 생태환경제어 예시도.
도 4는 본 발명을 이용한 하드웨어 구성 실시예도.
도 5는 본 발명을 이용한 전체 시스템 예시도.
도 6은 본 발명의 실시예 블록 구성도.
도 7은 본 발명의 먼지측정수단 및 경보신호 출력부 구성 블록도.
도 8은 본 발명의 먼지 측정수단을 구성하는 적외선 송신수단과 적외선 수신수단 개념도.
도 9는 본 발명의 적외선 송신수단과 적외선 수신수단을 이용하여 먼지를 측정하는 개념도.
도 10은 본 발명에 있어서 형상기억 스프링을 갖는 먼지측정수단 제 1 실시예도.
도 11은 본 발명에 있어서 발열수단과 열전소자 및 형상기억 스프링을 갖는 제 2 실시예도.
도 12는 본 발명에 있어서 고정부 일실시예도.
도 13은 본 발명에 적용되는 오목렌즈 구성도.

이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 이미 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능구성을 위주로 설명한다.

만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능구성 중에서 종래에 이미 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성요소와 본 발명을 위해 추가된 구성요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.

또한, 이하 실시예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.

결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 하나의 수단일 뿐이다.

도 1은 본 발명의 전체 개념도.

도 2는 본 발명을 이용한 꿀벌 생태 위험감지 예시도.

도 3은 본 발명을 이용한 스마트 벌통 생태환경제어 예시도.

도 4는 본 발명을 이용한 하드웨어 구성 실시예도.

도 5는 본 발명을 이용한 전체 시스템 예시도.

도 6은 본 발명의 실시예 블록 구성도.

도 7은 본 발명의 먼지측정수단 및 경보신호 출력부 구성 블록도.

도 8은 본 발명의 먼지 측정수단을 구성하는 적외선 송신수단과 적외선 수신수단 개념도.

도 9는 본 발명의 적외선 송신수단과 적외선 수신수단을 이용하여 먼지를 측정하는 개념도.

도 10은 본 발명에 있어서 형상기억 스프링을 갖는 먼지측정수단 제 1 실시예도.

도 11은 본 발명에 있어서 발열수단과 열전소자 및 형상기억 스프링을 갖는 제 2 실시예도.

도 12는 본 발명에 있어서 고정부 일실시예도.

도 13은 본 발명에 적용되는 오목렌즈 구성도로서,

본 발명은 기본적으로 꿀벌통에 각종 센서를 장착하되, 상기 센서는 온습도 센서와 이미지 센서를 포함하여 구성하며, 상기 센서들의 신호를 인가받아 모니터링 장치에 전달한다.

그러면, 작업자나 관찰자는 모니터링 장치를 통해서 벌의 상태를 파악하여 필요한 조치를 취할 수 있게 된다.

도 6에 나타낸 원격사육시스템은 원격지에 설치되어 꿀벌의 사육을 제어하기 위한 원격지시스템(10)과, 원격지시스템(10)의 제어에 따라 생물을 사육하기 위한 사육지시스템(20)으로 구성된다. 원격지시스템(10)과 사육지시스템(20)사이에는 유무선통신망(30)을 통해 연결된다. 원격지시스템(10)은 유무선통신 접속이 가능한 컴퓨터, 이동통신단말기, PDA 등으로 구현된다. 사육지시스템(20)은 유무선통신망(30)을 통해 원격제어장치(11)와 접속을 위한 웹서버(21)와 사육지를 촬영한 영상 및 음성을 원격지로 전송하기 위한 유무선통신망(30)을 통해 연결된다.

본 발명의 한 실시예에 따른 원격지 시스템(10)은 유무선통신망(30)을 통해 접속되는 컴퓨터, 이동통신단말기, PDA 등의 원격지 시스템(10)과 웹서버(21), 영상 및 음성전송장치(22), 제어부(23)와 먹이 공급부를 포함하여 구성된다.

상기 원격지 시스템(10)은 유무선통신망(30)을 통해 웹서버(21)에 접속되며, 원격지의 웹브라우저를 통해 사육지의 영상 및 음성전송장치(22)가 사육지의 생물의 상태를 실시간으로 확인할 수 있도록 영상 및 음성을 전송할 수 있도록 하는 제어명령을 전송 할 수 있다.

유무선통신망(30)은 원격지 시스템과 사육지 시스템을 연결한다.

상기 웹서버(21)는 네트워크 카메라와 같은 영상 및 음성 전송장치(22)의 핸드폰 인터페이스, PDA지원, 유동IP지원, 단문메세지 전송 서비스 SMS서비스, E-mail서비스 등과 같은 부가적인 기능을 지원할 수 있는 유무선 유무선통신멀티미디어 서비스가 가능한 다목적 서버이다. 또한 여러대의 네트워크 카메라가 접속될 수 있도록 구성된 네트워크 웹서버기능이 가능하다.

상기 영상 및 음성전송장치(22)는 TCP/IP기반의 유무선 네트워크 카메라가 사용될 수 있는데 이는 원격지시스템(10)에서 PC뿐만아니라 핸드폰, PDA로도 볼 수 있고 카메라와 각종 가전기기를 제어할 수 도 있다. 네트워크 기능이 내장되어 있어 별도의 장비가 필요없이 단독으로 구동이 가능하다. 또한 홈오토메이션장비, 보안장비, 감시장비의 기능이 가능하다.

고속 무선 유무선통신망에서 멀티미디어 통신용 유무선통신폰서비스 제공 방법 및 시스템은, 고속 무선유무선통신망에서 멀티미디어 통신용 유무선통신폰 시스템 및 방법에 관한 것이다. 이를 이용하면, 무선 유무선통신망이나무선 LAN망에서 CDMA송수신 모듈 또는 무선 LAN카드가 탑재된 PDA에 유무선통신폰을 사용하여 점대점 방식(point-to-point)으로 사용자 이동성 환경을 지원하고 언제 어디서든 장소에 관계없이 상대방 얼굴을 보며 통화할 수 있다.

회원가입된 사용자는 인터넷통신상의 사육동물 사이트에 사용자 또는 회원이 접속하여, 사육 화면을 클릭한다. 이 때, 원격지시스템의 서버에서는 화면을 클릭한 사용자 또는 회원에게 신규임을 확인하는 절차를 갖는다. 이때, 비회원인 경우, 유료사이트 약관을 제시하고 사용자 계정과 비밀번호(ID/PASSWORD)를 부여하며, 회원인 경우소정의 인증절차를 거쳐 로그인한다.(제100단계)

원격제어장치(10)의 웹브라우저에서 영상 및 음성전송장치(22) 제어명령을 송신한다. 회원이 자신의 유무선통신상의 꿀벌을 관찰할 수 있는 버튼을 클릭 할 경우, 웹브라우저상에 동영상 화면창과 꿀벌의 상태를 확인 및 제어할 수 있는 사육창이 표시된다.(제 101단계)

유무선통신망(30)을 통해 사육지의 웹서버(21)에서 원격지의 영상 및 음성전송장치 제어명령을 전송받아 상기 영상및 음성전송장치를 제어한다.(제102단계)

사육지의 영상 및 음성전송장치(22)에서는 웹서버(21)에서 송신한 원격지의 제어명령을 수신하여 사육지의 생물의 상태를 담은 영상 및 음성을 인코딩하여 웹 서버(21)로 전송한다.(제103단계)

사육지의 인코딩된 영상 및 음성을 웹서버(21)에서 수신하여 이를 실시간으로 유무선통신망(30)을 경유한 원격지시스템(10)에 스트리밍전송한다.(제104단계)

원격지시스템(10)에서 사육지의 영상 및 음성전송장치(22)를 통해 전송되어 웹서버(21)에서 인코딩된 영상 및 음성을 디코딩하여 원격지시스템(10)의 웹브러우저상에서 영상 및 음성을 웹브라우저, 모바일폰 또는 PDA를 비롯한 수신단말기에서 확인한다.(제105단계)

상기 제 100단계이후 원격지시스템(10)에서 먹이공급장치 및 물공급장치제어를 위한 제어명령을 전송한다.(제106단계)

원격지시스템(10)에서 송신한 제어명령을 유무선통신망(30)을 통해 웹서버(21)에서 수신한다.(제107단계)

마이컴 컨트롤러를 이용한 제어부(23)에서 웹서버(21)를 통한 제어신호에 따라 먹이공급장치 및 물공급장치(25)를 자동개폐한다.(제108단계)

한편, 본 발명은 꿀벌통의 내부 일단에 먼지 측정수단(1000)을 더 설치하며, 상기 먼지 측정수단(1000)의 측정 결과 기준이상의 먼지가 있는 것으로 판단되면 경보신호 출력부(2000)를 통해 경보신호를 출력하여 꿀벌통 내부의 미세먼지가 기준치 이상이므로 먼지를 적절히 제거토록 유도하거나 꿀벌통을 옮기도록 유도하여 꿀벌통이 오염되지 않토록 한다.

본 발명의 먼지 측정수단(1000)은 적외선을 방출하기 위한 적외선 송신수단(A)과, 상기 적외선 송신수단과 대향되도록 위치하며 상기 적외선 송신수단으로부터 방출된 빛을 수신하여 그 수신량의 정도에 따라 먼지유입을 판단하도록 하기 위한 적외선 수신수단(B)과, 상기 적외선 수신수단(B)의 출력전압이 설정된 값보다 작으면 상기 적외선 송신수단(A)의 입력전압이 증가되도록 제어하기 위한 먼지 측정 제어부(C)를 포함하여 이루어진다.

그리고, 상기 적외선 송신수단(A)은 먼지 측정 제어부(C)로부터 적외선 송신 제어신호를 인가받아 적외선 송신량을 결정하여 변화된 적외선 송신량을 출력한다.

즉, 적외선 수신수단(B)의 결과값을 먼지 측정 제어부(C)에 전송하면, 먼지 측정 제어부(C)는 적외선 수신수단(B)의 데이터를 근거로 먼지 발생량을 예측하고, 먼지 발생량에 따라서 적외선 송신수단(A)에 제어신호를 출력하여 적외선 송신량을 조절하여 출력토록 유도하는 것이다.

즉, 먼지 측정 제어부에서 적외선 수신수단에서 출력되는 광량 데이터를 읽고, 이를 근거로 적외선 발광수단의 광량을 자동 제어하여 감도조절이 자동적으로 일정하게 유지되도록 하여 먼지로 인한 오염 상황에서도 먼지 검출을 최적의 감도상태로 유지하여 측정할 수 있도록 한 것이다.

다시말해서, 먼지 측정 제어부(C)는 적외선 수신수단(B)의 수신 광량이 미약하면 오염 정도가 높은 것으로 판단하여 보다 정밀한 먼지 측정을 위해서 적외선 송신수단(A)의 광량을 높이도록 제어신호를 출력하며, 적외선 수신수단(C)의 수신 광량이 너무 세면 오염이 없는 상태이나 정밀한 측정이 어려워지므로 적외선 송신수단(A)의 광량을 낮추도록 제어신호를 출력하는 것이다. 즉, 적외선 송신 광량을 적절한 상태로 유지할 필요가 있다. 그래야만 적외선 수신수단을 통해 측정되는 적외선량이 정확해져서 먼지 발생량을 보다 정밀하게 예측할 수 있다. 따라서, 본 발명의 먼지 측정 제어부에 의해서 측정되는 먼지량 데이터는 신뢰도가 높은 먼지 측정 결과를 출력할 수 있게 된다.

본 발명은 다수개의 오목렌즈가 탑재되어 적외선의 출력을 제한시키는 오목렌즈군(1)과;

상기 오목렌즈군에 근접되어 적외선을 출력시키는 적외선 송신소자(2)와;

상기 오목렌즈군의 일측에 설치되어 오목렌즈군을 유동시켜 적외선 출력이 조절되도록하되 온도의 변화량에 따라서 주변 온도가 높으면 오목렌즈군을 좌측으로 유동시켜 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록함으로서 적외선 출력이 높아지도록 제어하고, 주변 온도가 낮으면 오목렌즈군을 우측으로 유동시켜 함몰각도가 높은 렌즈로 적외선이 통과되도록함으로서 적외선 출력이 낮아지도록 제어하는 형상기억 스프링(3)과;

상기 형상기억 스프링의 우측 끝단에 위치하여 형상기억 스프링의 움직임을 지지하는 고정부(4)를 포함하여 구성한다.

그리고, 상기 스프링과 고정부를 수납하는 하우징(5)과;

상기 하우징의 내측에 설치하되 형상기억 스프링의 일측에 설치되어 발열을 통해 형상기억 스프링을 강제로 팽창시켜 오목렌즈군을 좌측으로 이동시키고, 이에 따라 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록하여 적외선 출력이 강제로 높아지도록 유도하는 발열수단(6)과;

상기 하우징의 내측에 설치하되 형상기억 스프링(3)의 타측에 설치되어 냉각열을 전달하여 형상기억 스프링(3)을 강제로 수축시켜 오목렌즈군을 우측으로 이동시키고, 이에 따라 함몰각도가 높은 렌즈와 적외선이 통과되도록하여 적외선 출력이 강제로 낮아지도록 유도하는 열전소자(7)와;

상기 발열수단과 열전소자에 전기적으로 연결되며, 먼지가 많을 경우 발열수단을 동작시켜 적외선 출력을 높이도록 제어하고, 먼지가 적을 경우 열전소자를 동작시켜 적외선 출력을 낮추도록 제어하는 송신제어부(8)를 포함하여 구성한다.

그리고, 상기 고정부(4)가 위치하는 하우징의 테두리에는 다수개의 홀(5a, 5b 5c)을 형성하고, 상기 홀에는 고정부(4)의 위치를 세팅하기 위한 자석(9)을 삽입 결합하여 이루어진다.

즉, 고정부(4)는 금속으로 구성하며, 자석(9)을 홀에 삽입하여 고정부를 임시 고정시킨다. 이에 따라 기온이 낮은 지역은 자석을 중앙홀(5b) 또는 왼쪽홀(5a)에 위치시켜 세팅하고, 기온이 높은 지역은 자석(9)을 중앙홀(5b) 또는 오른쪽(5c)에 위치시켜 세팅한다.

그러면 최초 송신소자(2) 위치가 오목렌즈군(1)의 중앙에 위치되고, 이후 온도변화에 따라서 적절히 팽창과 수축을 하여 먼지의 농도를 정확하게 판별할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 고정부(4)는 원터치에 의해서 결합토록 구성할 수 있는바, 고정부 케이스 내부에 설치되는 탄발 스프링(4a)과, 상기 탄발 스프링의 끝단부에 설치되는 슬라이딩 볼(4b)를 설치하여 구성하며, 하우징(5)에 딸깍 하면서 결합되도록 구성한다.

즉, 미리 하우징(5)에 일정 간격으로 홀을 형성하고, 상기 고정부를 움직이면서 슬라이딩 볼(5b)이 홀에 임시 결합되도록하고, 이때 탄발 스프링(4a)의 작용으로 슬라이딩 볼이 좌우로 펼쳐지면서 고정상태가 지속되도록 한 것이다.

이에 따라 고정부의 위치를 사용자가 자유롭게 조절할 수 있도록 하는 것이 가능하다.

본 발명은 온도의 변화에 따라서 송신소자(2)의 출력이 자동으로 조절되도록 구성하였는바, 형상기억 스프링(3)이 기본 온도로 세팅되어 있으며, 이후 온도가 올라가면 형상기억 스프링이 늘어나면서 송신소자의 광을 줄여서 출력시키고, 온도가 내려가면 형상기억 스프링(3)이 줄어들면서 송신소자(2)의 광을 낮추어서 출력시킨다.

즉, 먼지는 기체속에 분포되기 때문에 온도가 올라가면 움직임이 활발해져서 송신소자(2)의 출력을 낮추었을때 보다 더 정밀한 먼지 농도를 채크할 수 있으며, 온도가 낮아지면 움직임이 둔해지기 때문에 송신소자(2)의 출력을 높였을때 보다 더 정밀한 먼지 농도를 체크할 수 있다.

이에 따라 본 발명은 온도변화를 반영하여 오목렌즈군(1)을 유동시켜 먼지 농도를 보다 더 정확하게 파악할 수 있도록 한 것이다.

실제로의 동작을 살펴보면 먼저 기본적으로 오목렌즈군(1)의 가장 중심에 설치되는 제 3 오목렌즈(1c)를 통해 송신소자의 빛이 출력된다.

그리고, 주변 온도가 올라가면 형상기억 스프링이 팽창되면서 제 3 오목렌즈(1c)의 오른쪽에 위치하며 동시에 함몰각도가 제 3 오목렌즈(1c)보다 낮은 제 2 오목렌즈(1b)가 송신소자의 위치에 오게 되며, 이에 따라 송신소자(2)의 광 출력을 낮추어서 출력하게 된다. 그리고, 주변 온도가 내려가면 형상기억 스프링(3)이 수축되면서 제 3 오목렌즈(1c)의 왼쪽에 위치하며 동시에 함몰각도가 제 3 오목렌즈(1c)보다 높은 제 4 오목렌즈(1d)가 송신소자(2)의 위치에 오게 되며, 이에 따라 송신소자(2)의 광 출력을 높여서 출력하게 된다.

상기와 같이 본 발명은 주변 온도에 반응하여 형상기억 스프링(3)이 자동으로 팽창과 수축을 함으로서 먼지의 움직임에 따른 광량 변화를 촉진하여 보다 더 정밀한 먼지 농도를 파악할 수 있고, 보다 더 정확한 경보출력이 이루어진다.

한편, 본 발명은 먼지 농도에 따라 송신 제어부(8)가 강제로 오목렌즈군(1)을 움직여서 가장 정확한 먼지 농도를 파악할 수 있도록 구성하는바, 온도 변화가 없더라도 먼지의 농도에 따라 송신소자의 광량을 조절하여 정확한 먼지의 농도를 파악할 수 있도록 하였다.

즉, 본 발명은 적외선 송신수단의 광량 변화를 용이하게 하기 위해서 먼지 측정 제어부(C)가 제어신호를 출력하면 송신 제어부(8)에서 이를 인지하여 발열수단(6) 및 열전소자(7)를 구동하여 가장 적절한 적외선 송신이 이루어지도록 하였다.

먼저, 기본적으로 오목렌즈군(1)의 가장 중심에 설치되는 제 3 오목렌즈(1c)를 통해 적외선 광을 출력토록하며, 적외선 광을 조금 줄여서 출력해야할 경우 송신제어부(8)가 발열수단(6)을 가동시켜 열을 발생시켜 형상기억 스프링이 팽창되도록하고 이에 따라 송신소자(2)가 고정되어 있으므로 오목렌즈군(1)이 이동하되 제 3 오목렌즈(1c)의 오른쪽에 설치되는 제 2 오목렌즈(1b)가 송신소자(2) 위치로 움직이면서 송신소자의 출력광이 제 2 오목렌즈를 통해 출력된다.

그리고, 적외선 광을 더 많이 줄여서 출력해야할 경우 송신제어부(8)가 발열수단(6)을 가동시켜 열을 더 많이 발생시켜 형상기억 스프링(3)이 더 많이 팽창되도록하고 이에 따라 오목렌즈군(1)이 이동하되 제 1 오목렌즈(1a)가 송신소자(2)의 위치로 이동되도록 가열하며, 이에 따라 송신소자(2)의 광이 제 1 오목렌즈(1a)를 통해 출력한다.

그리고, 적외선 광을 높여서 출력해야할 경우 송신제어부(8)가 열전소자(7)를 구동하여 냉각열을 발생시켜 형상기억 스프링(3)이 수축되도록하고 이에 따라 오목렌즈군(1)이 이동하되 제 3 오목렌즈(1c)의 왼쪽이 설치되는 제 4 오목렌즈(1d)가 송신소자에 위치하며, 이에 따라 송신소자(2)의 광이 제 4 오목렌즈(1d)를 통해 출력된다.

그리고, 적외선 광을 더 높여서 출력해야할 경우 송신제어부(8)가 열전소자(7)를 구동하여 냉각열을 더 많이 발생시켜 형상기억 스프링(3)이 더 많이 수축되도록하고 이에 따라 오목렌즈군(1)이 이동하되 제 5 오목렌즈(1e)가 송신소자(2) 위치로 이동되며, 이에 따라 송신소자(2)의 광이 제 5 오목렌즈(1e)를 통해 광을 출력한다.

그리고, 상기 오목렌즈군은 중심부의 함몰 각도에 따라서 적외선 광의 출력 정도를 달리하도록 설계되며, 제 3 오목렌즈(1c)는 기본적으로 작동봉의 가장 중심에 설치되며 함몰각도를 25도로 형성시킨다.

그리고, 제 2 오목렌즈(1b)는 적외선 광을 조금 줄여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 3 오목렌즈(1c)의 오른쪽에 설치되며 함몰각도를 15도로 형성시킨다.

그리고, 제 1 오목렌즈(1a)는 적외선 광을 더 많이 줄여서 출력해야할 경우에 사용되며 제 2 오목렌즈(1b)의 오른쪽에 설치되며 함몰각도를 5도로 형성시킨다.

그리고, 제 4 오목렌즈(1d)는 적외선 광을 더 높여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 3 오목렌즈(1c)의 왼쪽에 설치되며 함몰각도를 35도로 형성시킨다.

그리고, 제 5 오목렌즈(1e)는 적외선 광을 더 많이 높여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 4 오목렌즈(1d)의 왼쪽에 설치되며 함몰각도를 45도로 형성시킨다.

10 : 원격지시스템
11 : 원격제어장치
20 : 사육지 시스템
21 : 웹서버
30 : 유무선통신망

Claims (4)

1. 사육지 꿀벌통에 꿀벌을 키우고, 동시에 사육지 꿀벌을 유무선 통신을 통해 원격지에서 사육 제어하기 위한 장치에 있어서,
   상기 꿀벌 사육을 위한 인터넷사이트에 접속하여 꿀벌의 사육을 원격 제어하는 원격지시스템과;
   상기 원격지시스템의 제어명령을 받아 꿀벌을 사육하는 사육지시스템과;
   상기 원격지시스템과 사육지시스템 사이를 인터넷 접속시켜주는 유무선통신망과;
   상기 사육지 꿀벌통의 내부 일단에 설치되어 먼지를 측정하고, 기준이상이면 경보신호를 출력하는 먼지 측정수단과;
   상기 먼지 측정수단에 전기적으로 연결되며 먼지 측정수단의 제어신호에 따라 외부로 경보신호를 출력하는 경보신호 출력부를 포함하여 구성하며;
   
   상기 사육지시스템은,
   사육지의 꿀벌 상태를 나타내는 영상 및 음성을 획득하여 전송하기 위한 영상 및 음성전송장치와;
   사육지 꿀벌에게 먹이 및 물을 공급하기 위한 먹이 및 물 공급장치와;
   상기 원격지시스템의 제어명령에 따라 각 구성들의 동작을 전체적으로 제어하기 위한 제어부와;
   상기 원격지시스템의 제어명령을 수신하여 상기 제어부로 전달하고, 상기 영상 및 음성전송장치의 영상 및 음성을 실시간으로 상기 원격지시스템에 전송하는 웹서버를 구비하고;
   
   상기 먼지 측정수단은,
   적외선을 방출하기 위한 적외선 송신수단(A)과, 상기 적외선 송신수단과 대향되도록 위치하며 상기 적외선 송신수단으로부터 방출된 빛을 수신하여 그 수신량의 정도에 따라 먼지유입을 판단하도록 하기 위한 적외선 수신수단(B)과, 상기 적외선 수신수단(B)의 출력전압이 설정된 값보다 작으면 상기 적외선 송신수단(A)의 입력전압이 증가되도록 제어하기 위한 먼지 측정 제어부(C)를 포함하여 구성하며;
   상기 적외선 송신수단(A)은,
   다수개의 오목렌즈가 탑재되어 적외선의 출력을 제한시키는 오목렌즈군과;
   상기 오목렌즈군에 근접되어 적외선을 출력시키는 적외선 송신소자와;
   상기 오목렌즈군의 일측에 설치되어 오목렌즈군을 유동시켜 적외선 출력이 조절되도록하되 온도의 변화량에 따라서 기준설정온도보다 주변 온도가 높으면 오목렌즈군을 좌측으로 유동시켜 기준설정각도보다 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록함으로서 적외선 출력이 높아지도록 제어하고, 기준설정온도보다 주변 온도가 낮으면 오목렌즈군을 우측으로 유동시켜 기준설정각도보다 함몰각도가 높은 렌즈로 적외선이 통과되도록함으로서 적외선 출력이 낮아지도록 제어하는 형상기억 스프링과;
   상기 형상기억 스프링의 우측 끝단에 위치하여 형상기억 스프링의 움직임을 지지하는 고정부를 포함하여 구성하며;
   
   상기 적외선 송신수단(A)은, 상기 형상기억 스프링과 고정부를 수납하는 하우징과;
   상기 하우징의 내측에 설치하되 형상기억 스프링의 일측에 설치되어 발열을 통해 형상기억 스프링을 강제로 팽창시켜 오목렌즈군을 좌측으로 이동시키고, 이에 따라 기준설정각도보다 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록하여 적외선 출력이 강제로 높아지도록 유도하는 발열수단과;
   상기 하우징의 내측에 설치하되 형상기억 스프링의 타측에 설치되어 냉각열을 전달하여 형상기억 스프링을 강제로 수축시켜 오목렌즈군을 우측으로 이동시키고, 이에 따라 기준설정각도보다 함몰각도가 높은 렌즈로 적외선이 통과되도록하여 적외선 출력이 강제로 낮아지도록 유도하는 열전소자와;
   상기 발열수단과 열전소자에 전기적으로 연결되며, 기준설정먼지보다 먼지가 많을 경우 발열수단을 동작시켜 적외선 출력을 높이도록 제어하고, 기준설정먼지보다 먼지가 적을 경우 열전소자를 동작시켜 적외선 출력을 낮추도록 제어하는 송신제어부를 포함하여 구성하고;
   
   상기 고정부는,
   케이스의 내부에 설치되어 상하 양방향으로 탄발력을 제공하는 탄발 스프링(4a)과, 상기 탄발 스프링의 끝단부에 설치되어 탄발 스프링에 의해서 상하방향으로 밀리면서 하우징(5)에 임시 고정되는 슬라이딩 볼(4b)을 포함하여 구성하며;
   
   상기 사육지 시스템은 온습도 센서 및 LED광 제어부를 포함하고;
   상기 원격지 시스템은 상기 온습도 센서에 의한 벌통의 온습도와 계절별 변화에 따른 제어 동작 기준을 바탕으로 상기 LED광 제어부를 제어하는 것을 특징으로 하는 이미지 센싱 기술을 활용한 스마트 벌통 관리 시스템.
   
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