KR20130096597A - 유비쿼터스 지능형 축사 환기 시스템과 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 축사 관리 기술에 관한 것으로, 모바일 센서를 활용하여 축사의 구역별/위치별 환경 특성을 고려하여 환기팬을 효율적으로 작동시킴으로써 축산 농가의 생산 효율성 및 생산성을 향상시키기 위한 유비쿼터스 지능형 축사 환기 시스템과 그 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 축사 관리 기술에 관한 것으로, 모바일 센서를 활용하여 축사의 구역별/위치별 환경 특성을 고려하여 환기팬을 효율적으로 작동시킴으로써 축산 농가의 생산 효율성 및 생산성을 향상시키기 위한 유비쿼터스 지능형 축사 환기 시스템과 그 방법에 관한 것이다.
축사 환경이란 온도, 습도, 조도, 유해가스, 소음, 분진, 악취 및 기타 스트레스 요인 등으로 나열할 수 있으며, 축사의 설계 시 주 고려 요인은 온도, 습도이다.
축사의 온도와 습도를 조절하기 위하여 가장 많이 사용하는 것이 환기이며 그 다음이 단열, 가온, 냉방, 가습이다.
환기의 경우 가축의 성장발육을 저해시킬 뿐만 아니라 가축의 폐사의 주요 요인이 되는 암모니아, 이산화탄소 등의 가스와 먼지를 제거할 뿐만 아니라 악취를 제거하는 역할을 한다.
따라서 환기는 가축 사육에 매우 중요한 역할을 하며, 최근 축사 환기 시스템 및 방법과 관련하여 센서를 활용한 환기 시스템이나 회전형 환풍기 팬 등 기술이 제안된 바 있다.
따라서 본 발명의 목적은 환기팬에 부착된 모바일 센서를 동작시켜 축사의 구역 및 높이에 따른 암모니아, 이산화탄소 등의 가스와 먼지의 값을 측정한 후 환기팬을 동작시키는 유비쿼터스 지능형 축사 환기 시스템과 그 방법을 제공하기 위함이다.
상기의 해결하고자 하는 과제에 의한 본 발명은 축사 내부의 온도, 습도, 조도, 이산화탄소 농도, 암모니아 농도, 황화수소 중 어느 하나 이상의 값을 측정할 수 있는 센서와, 센서의 높이 및 위치를 변환시키는 센서 위치 조절부와, 축사내부의 공기를 순환하거나 배출할 수 있는 환기팬과, 환기팬의 속도를 조절할 수 있는 환기팬 제어부와, 환기팬의 회전 및 높이를 조절할 수 있는 환기팬 위치 조절부와, 악취 제거 및 습도 조절을 위한 물분사기와, 환기팬을 축사 전 구역으로 이동시킬 수 있는 이동장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 지능형 축사 환기팬에 의해 달성된다.
본 발명은 지능형 축사 환기팬에 부착된 센서가 센서 위치 조절부를 통해 축사의 높이 및 위치별로 이동하여 온도, 습도, 조도, 이산화탄소 농도, 암모니아 농도, 황화수소 등의 축사환경정보를 수집한 후 기존에 수집된 데이터베이스화 된 정보와 비교하여 환기팬과 물분사기 동작의 유무를 자동으로 판단한다. 이때 센서로부터 측정된 축사환경정보 값이 기준치를 초과하거나 미달하였을 경우 지능형 축사 환기팬은 센서가 축사환경정보를 측정한 위치와 높이로 이동하여 환기팬과 물분사기를 작동하게 된다.
상기된 과정을 통해 축사 구역별 높이별 특성을 고려하여 자동으로 축사를 환기할 수 있으며, 축사의 환경정보를 데이터베이스화함으로써 축사 환경 모니터링 및 최적 사육 환경에 대한 측정 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 유비쿼터스 지능형 축사 환기 시스템과 그 방법에 따르면, 가축의 성장발육을 저해시킬 뿐만 아니라 가축의 폐사의 주요 요인이 되는 축사 내부의 암모니아, 이산화탄소 등의 가스와 먼지를 제거함으로써 축산 농가의 생산성을 향상시킬 수 있으며, 또한 자동으로 축사환경정보를 측정하고 환기팬을 동작시키기 때문에 생산자에게 편의를 제공한다.
뿐만아니라 기존의 고정형 환기팬을 사용한 축사 보다 환기팬의 설치 수를 줄일 수 있어 시설비를 감소시킬 수 있으며, 기존 시스템 보다 효율적인 사용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 유비쿼터스 지능형 축사 환기 시스템에 대한 구성 블록도
도 2는 본 발명의 유비쿼터스 지능형 축사 환기 시스템을 구성하는 지능형 축사 환기팬의 상세 구성 블록도
도 3은 도 2의 지능형 축사 환기팬의 설치 예시도
도 4는 본 발명의 지능형 축사 환기팬을 구성하는 센서와 센서위치조절부의 상세 구성 블록도
도 5는 본 발명에 축사 환기 과정의 예시 흐름도
도 2는 본 발명의 유비쿼터스 지능형 축사 환기 시스템을 구성하는 지능형 축사 환기팬의 상세 구성 블록도
도 3은 도 2의 지능형 축사 환기팬의 설치 예시도
도 4는 본 발명의 지능형 축사 환기팬을 구성하는 센서와 센서위치조절부의 상세 구성 블록도
도 5는 본 발명에 축사 환기 과정의 예시 흐름도
본 발명에서의 축사 관리 기술은, 축사의 위치/높이별 특성을 고려하여 모바일 센서가 축사의 위치/높이별로 암모니아, 이산화탄소 등의 가스와 먼지의 값을 측정한 후 기준치를 초과하거나 미달하였을 경우 센서가 축사환경정보를 측정한 위치와 높이로 이동하여 환기팬과 물분사기를 동작시키는 기술로서 축산 농가의 생산 효율성 및 생산성을 향상 시키고, 사용자에게 편의를 제공할 수 있는 특징이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에서의 유비쿼터스 지능형 축사 환기 시스템에 대한 구성 블록도를 예시한 것으로, 센서(110), 센서위치조절부(120), 환기팬(130), 환기팬제어부(140), 환기팬위지조절부(150), 물분사기(160), 이동장치(170) 등을 포함하는 지능형 축사 환기팬(100)과 지능형 축사 환기팬(100)을 제어 신호를 전송하거나 수집된 축사환경정보를 축사관리서버(400)로 전송하는 역할을 해주는 Access Point(300), 상기 지능형 축사 환기팬(100)으로 부터 수집된 축사 환경 정보를 저장하고 제공하는 역할을 하는 축사관리서버(400), 생산자가 축사환경정보를 모니터링하거나 지능형 축사 환기팬(100)을 제어할 수 있는 사용자 단말(600) 등을 포함 하고 있다.
지능형 축사 환기팬(100)은 센서위치조절부(120)와 이동장치(170)를 활용하여 축사의 구역 및 높이별로 센서(110)의 위치를 이동시키고, 센서(110)는 축사의 구역별/높이별로 축사의 환경정보를 수집한다. 수집된 축사 환경 정보는 Access Point(300)를 통해 유선 또는 무선으로 유무선망을 통하여 축사관리서버(400)로 전송하여 데이터베이스서버(410)에 저장한다. 이때 데이터베이스서버(410)에 저장된 환경기준값과 수집한 축사환경정보를 비교하여 기준값을 초과하거나 미달한 경우 축사관리서버(400)는 지능형 축사 환기팬(100)에 제어신호를 전송한다. 전송한 제어신호는 Access Point(300)를 통해 지능형 축사 환기팬(100)에 전달되며 제어신호를 받은 지능형 축사 환기팬(100)은 이동장치(170)와 환기팬위지조절부(150)를 활용하여 축사환경정보를 수집한 센서(110)의 위치로 이동하여 환기팬(130)을 동작시킨다. 이때 경기준값과 수집한 축사환경정보의 값의 차이가 클 경우 환기팬제어부(140)에서 환기팬(130)의 속도를 증가시키고 회전동작을 하게끔 제어한다.
축사관리서버(400)는 데이터베이스서버(410), 애플리케이션서버(420), 웹서버(430) 등을 포함 하고 있으며, 데이터베이스서버(410)는 지능형 축사 환기팬(100)에 설치된 센서(110)로부터 수집되는 축사환경정보 등을 저장하여 관리하는 역할을 하고, 애플리케이션서버(420)와 웹서버(430)는 사용자 단말(500)의 종류와 제공 서비스에 따라 그에 알맞은 형태와 서비스를 제공하는 역할을 한다.
도 2는 유비쿼터스 지능형 축사 환기 시스템을 구성하는 지능형 축사 환기팬의 상세 구성 블록도를 예시한 것이다. 지능형 축사 환기팬(100)은 센서(110), 센서위치조절부(120), 환기팬(130), 환기팬제어부(140), 환기팬위치조절부(150), 물분사기(160), 이동장치(170), 통신부(180), 전원부(190), 제어부(200) 등을 포함할 수 있다.
센서(110)는 축사 내부의 온도, 습도, 조도, 이산화탄소 농도, 암모니아 농도, 황화수소 등과 같은 축사환경정보를 수집하는 역할을 하며, 센서위치조절부(120)는 지능형 축사 환기팬(100)에 설치된 센서(110)를 상하로 이동시키는 역할을 한다.
환기팬(130)은 축사 내부의 암모니아, 이산화탄소 등의 가스와 먼지를 제거하는 역할을 하고, 환기팬제어부(140)는 환기팬(130)의 속도 및 회전 등을 제어하는 역할을 하며, 환기팬위치조절부(150)는 환기팬(130)을 상하로 이동시키는 역할을 한다. 물분사기(160)는 축사의 습도가 낮아졌을 경우 습도를 조절하는 역할과 이산화탄소 농도, 암모니아 농도, 황화수소 등의 가스를 제거하는 역할을 하며, 이동장치(170)는 지능형 축사 환기팬(100)을 축사내부에서 이동할 수 있게 해주는 역할을 한다.
통신부(180)는 축사관리서버(400)로 부터 송신되는 지능형 축사 환기팬(100)을 제어하는 신호를 수신하거나 각 구성요소의 상태 정보를 송신하는 역할을 하고, 전원부(190)는 지능형 축사 환기팬(100)을 구성하는 요소들에 전원을 공급하는 역할을 하며, 제어부(200)은 지능형 축사 환기팬(100)을 구성하는 요소들을 관리하거나 제어하는 역할을 한다.
도 3은 도 2의 가축 지능형 축사 환기팬(100)의 설치 예시도로서, 그림과 같은 형태로 축사에 설치될 수 있으며 환기팬제어부(140) 또는 환기팬위지조절부(150)를 통해 환기팬(130)이 회전을 하며 동작을 할 수 있게되며, 이동장치(170)의 경우 레일 등을 활용하여 축사내부를 이동할 수 있다.
도 4는 지능형 축사 환기팬을 구성하는 센서와 센서위치조절부의 상세 구성 블록도를 예시한 것으로, 센서(110)는 센서부(111), 센서제어부(112), 센서전원부(113), 센서통신부(114) 등을 포함할 수 있으며, 센서위치조절부(120)는 센서위치조절동력부(121), 센서위치조절제어부(122), 센서위치조절전원부(123)을 포함할 수 있다.
센서부(111)는 축사 내부의 온도, 습도, 조도, 이산화탄소 농도, 암모니아 농도, 황화수소 등의 축사환경정보를 수집하는 역할을 하며, 센서제어부(112)는 센서(110)를 구성하는 요소들을 관리하거나 제어하는 역할을 한다. 센서 통신부(114)는 센서부(111)로부터 수집된 축사환경정보를 유무선으로 전송하는 역할을 하며 상황에 따라 센서(110)에 구성되지 않고 통신부(180)에 통합될 수 있다. 센서전원부(112)는 센서(110)를 구성하는 각 요소에 전원을 공급하는 역할을 하며 상황에 따라 센서(110)에 구성되지 않고 전원부(190)에 통합될 수 있다.
센서위치조절동력부(121)는 센서(110)를 상하로 이동시키는 역할을 하며, 센서위치조절제어부(122)는 센서위치조절부(120)를 구성하는 요소들을 관리하거나 제어하는 역할을 한다. 센서위치조절전원부(123)는 센서위치조절부(120)를 구성하는 각 요소에 전원을 공급하는 역할을 하며 상황에 따라 센서위치조절부(120)에 구성되지 않고 전원부(190)에 통합될 수 있다.
도 5는 본 발명에서의 지능형 축사 환기팬(100)을 이용한 축사 환기 과정의 예시 흐름도이다.
도 5에서 예시한바와 같이, 센서위치조절부(120)가 센서(110)의 높이를 조절하게 되면(S110), 센서(110)는 각 이동위치(높이별)에서의 축사환경정보 값을 수집하게 된다(S120).
이때 수집된 축사환경정보값은 Access Point(300)를 통해 축사관리서버(400)로 전송하게 되며, 데이터베이스서버(410)에 위치별/높이별 축사환경정보를 저장한다(S130).
이렇게 수집된 축사환경정보와 데이터베이스서버(410)에 저장된 환경기준값을 축사관리서버(400)가 비교하여, 정상일 경우 축사의 환경정보를 계속 모니터링 하게 되고, 만약 기준값을 초과나 미달하였을 경우 지능형 축사 환기팬(100)에 제어신호를 전송하게 된다(S150).
제어신호를 전송받은 지능형 축사 환기팬(100)은 환기팬위치조절부(150)에 센서(110)의 높이 정보를 전송하여 환기팬(130)을 이동시켜(S160), 환기팬제어부(160)를 통해 환기팬(130)을 동작시킨다(S170).
환기팬제어부(160)는 축사관리서버(400)로부터 전송된 환경기준값과 축사환경정보의 차이를 확인하여 팬속도와 팬회전범위를 제어한다(S170).
이때 센서(110)는 축사환경정보를 수집하여 축사관리서버(400)로 전송하게 되며(S180), 축사관리서버(400)는 실시간으로 측정된 축사환경정보 값이 정상인지 여부를 확인하여 비정상일 경우 환기팬(130)을 동작 신호를 전송시키고 정상일 경우 환기팬(130)을 동작 종료 신호를 전송한다(S190).
동작 종료 신호를 받은 환기팬제어부(160)는 환기팬 동작을 종료시킴으로서 축사의 환기 동작과정이 마무리된다.
Claims (3)
- 센서, 센서위치조절부, 환기팬, 환기팬제어부, 환기팬위치조절부, 물분사기, 이동장치, 통신부, 전원부, 제어부 중 어느 하나 이상으로 구성되는 축사 환기팬과;
이를 관리하거나 사용자에게 제공해주는 축사관리서버로 구성되는 축사 환기 시스템. - 제 1항에 있어서
상기 축사 환기팬은
축사 내부의 온도, 습도, 조도, 이산화탄소 농도, 암모니아 농도, 황화수소 등과 같은 축사환경정보를 수집하는 센서와;
설치된 센서를 상하로 이동시키는 센서위치조절부와;
축사 내부의 암모니아, 이산화탄소 등의 가스와 먼지를 제거하는 환기팬과;
환기팬의 속도 및 회전 등을 제어하는 환기팬제어부와;
환기팬을 상하로 이동시키는 환기팬위치조절부와;
축사의 습도를 조절과 이산화탄소 농도, 암모니아 농도, 황화수소 등의 가스를 제거하는 물분사기와;
축사 환기팬을 축사내부에서 이동할 수 있게 해주는 이동장치를
포함하는 축사 환기 시스템. - 제 2항에 있어서
상기 이동장치는 휠(wheel), 캐터필러(caterpillar), 레일(rail), 컨베이어벨트(conveyer belt) 중 어느 하나인 축사 환기 시스템.
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