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개발자/스마트팜

Greenhouse 원격 관리시스템 체험관 구성




Greenhouse 원격관리시스템 체험관


Greenhouse 원격관리시스템은 사물인터넷을 활용한 시스템으로 Greenhouse의 관리자가 원격지에서 Greenhouse 상태를 모니터링하고, 관리할 수 있는 시스템이다. 사람이 상주하지 않는 Greenhouse 에 설치된 Gateway System 은 Greenhouse 상단, 하단, 출입구 등에 설치된 센서들 -온도 습도센서, 조도센서, 우중센서- 의 상태를 실시간 모니터링하고, 적절한 수의 카메라를 통해 실시간으로 영상을 제공하며, 원격지의 모바일 단말을 통해 Greenhouse에 설치된 액츄에이터 -워터펌프, FAN- 를 제어할 수 있다. Greenhouse 원격 모니터링 및 관리 시스템의 개념도를 아래에 나타내었다.


Greenhouse 원격관리시스템 개념도




 Gateway는 여러 서버 -데이터베이스, 동영상 스트리밍, 데이터베이스, 웹 등 ? 기능을 수행하며 사용자의 요청에 응답하게 된다. 또한 장기간의 데이터를 Gateway 자체에 보관하는 기능을 수행하며, 필요할 경우 클라우드 서버에 데이터를 저장하는 역할을 수행한다.

 Greenhouse 원격관리 시스템은 ARM11 기반의 라즈베리 파이 기반의 하드웨어를 갖추고 있으며, 각 센서부는 유선 방식을 사용하거나 향후 LoRa 무선통신 기술을 이용해 데이터를 송수신한다.


제품기능


Greenhouse 원격관리시스템의 주요 기능은 센서데이터 수집, 액츄에이터 제어기능으로 요약할 수 있다. 자체적으로 Greenhouse 관리에 필요한 센서데이터를 수집하고, 센서 데이터에 따라 Greenhouse의 액츄에이터를 제어하게 된다. 대표적인 기능을 아래에 나타내었다.

○ 스마트폰을 이용한 Greenhouse System Actuator의 원격제어

○ 온 습도 센서 데이터를 수집하여 공기순환 Fan 자동 제어

○ 온 습도 센서 데이터를 수집하여 급수 펌프 자동 제어

○ 강우센서 데이터를 수집하여 창문 개폐 자동 제어

○ 일조량 상태를 기반으로 식물용 LED 자동 제어

○ 현재 영상 원격 전송 기능으로 실시간 모니터링

○ 액츄에이터 4종(워터펌프, 팬, 조명, 개폐기) Wi-Fi 원격제어 기능

○ 센서 4종(온도습도, 강우센서, 조도센서, 풍속계) 실시간 모니터링 기능


개폐기/보온덮개 제어


Greenhouse의 실내 환경에 따라 자동으로 제어하는 기능으로 아래와 같은 제어동작을 수행한다.

- 온도에따라개폐기, 보온덮개 자동으로 여닫기

- 스마트폰을 통해 온도, 외부환경을 확인 후 직접 여닫기 버튼을 눌러 개폐기 작동제어

- 온.습도이상, 정전, 화재등 유사시 휴대폰으로 SMS 전송기능(미구현)


온 습도(CO2) 환경자동제어


Greenhouse 내부 센서를 통해 획득한 데이터를 바탕으로 환경 자동제어 기능을 수행한다.

-  온 습도 이상 시 농장주 휴대폰으로 SMS 통보

- 원격에서 확인/통제가 가능하고, 야간에도 안정적인 재배환경 유지 가능

- 온도에 따른 다양한 냉.난방 기자재 연동 가능, 환기팬, 보일러, 히트펌프, 관수펌프등 


실시간 영상 감시/녹화


- 주.야간 감시용 카메라로 농작물 도난방지 ? 일정 기간 영상 녹화 기능

- 하우스 내부에 설치하여 작물 생장상태 확인 가능


구성도


Greenhouse 원격관리 시스템을 이루는 전체 구성품들의 연결 Block도



제품 구성품 설명

 

구성품

사 양

기 능

라즈베리 파이

Raspberry Pi Model B+

Broadcom BCM2835 SoC

700 MHz ARM1176JZF-S CPU

센서 소프트웨어와 액츄에이터 소프트웨어를 실행하며 인터넷 연결기능을 수행합니다. Embeded H/W Linux 기반의 Firmware 실습

IO 보드

Huins IoT IO Board

Raspberry Standard GPIO Headers(40pin) 연동

인터넷 공유기

ipTIMEN704BCM

Ethernet, WIFI 인터넷 연결

센서

온 습도센서

대기 환경의 온도와 습도 측정

조도센서

농장 빛의 양을 측정

우중센서(강우센서)

강우를 감지하는 센서

풍속계

바람의 세기를 측정하는 센서

제어박스

제어시스템 박스

제어시스템의 구성품이 장착

스위칭 박스

전원 스위칭 박스

외부 액츄에이터에 전원 제어

액츄에이터

워터펌프

Greenhouse 내부에 물을 공급

공기순환팬

Greenhouse 실내 공기를 순환

개폐기

그린하우스 덮개를 Open, Close 제어

조명

그린하우스 조명 ON, OFF 제어

 


Greenhouse 구성품 



라즈베리 파이


IO 보드



인터넷 공유기




온 습도센서


조도센서


강우(우중)센서


풍속센서


케이스


관수모터



순환팬


개폐기 - 정방향, 역방향


조명



설치된 시스템 

















더욱 좋은 정보를 제공하겠습니다.~ ^^

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