KR102546183B1 - 지능형 농장 관리 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스마트 팜(smart farm) 내에서 위치하는 자원에 대한 정보와 관련 이벤트 정보를 모니터링하고 모니터링 정보에 기초하여 자원 및 이벤트를 효과적으로 통합 제어하는 지능형 농장 관리 방법 및 시스템을 개시한다. 지능형 농장 관리 시스템은 인력, 장비, 설비, 측정기기 및 물류를 포함한 자원을 모니터링하는 모니터링부, 자원에 대한 위치 정보, 이동 정보 및 상태 정보를 저장하고 자원의 객체들 간의 관계 있는 정보를 서로 연결하여 관리하는 데이터베이스, 모니터링부의 모니터링 결과를 토대로 농장 내 작물의 성장, 질병 및 환경을 관리하는 작물관리부, 모니터링부의 모니터링 결과를 토대로 인력과 관련된 제1 자원 및 제1 이벤트를 관리하는 인력관리부, 모니터링부의 모니터링 결과를 토대로 농장 내 생산설비와 관련된 제2 자원 및 제2 이벤트를 관리하는 장비관리부, 및 모니터링부의 모니터링 결과를 토대로 농장 내 생산량관리 및 물류이동과 관련된 제3 자원 및 제3 이벤트를 관리하는 물류관리부를 포함한다.

Description

지능형 농장 관리 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR MANAGING SMART FARM}

본 발명은 농장 관리 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스마트 팜(smart farm) 내에서 위치하는 자원에 대한 정보와 관련 이벤트 정보를 모니터링하고 모니터링 정보에 기초하여 자원 및 이벤트를 효과적으로 통합 관리하는 지능형 농장 관리 방법 및 시스템에 관한 것이다.

최근 기후 변화와 노동 인력의 고령화 및 감소로 인하여 노동 자원의 크게 부족하고 이러한 노동 자원 부족이 사회 문제화되고 있다. 특히, 농촌의 경우가 도시의 경우보다 노동 자원 부족에 대한 문제가 더욱 심각한 상황이다.

이에 대한 대안으로 농촌의 농장 등에서 스마트 팜(smart farm)으로의 변화를 시도하고 있으나, 최소 필수 인력, 다수의 측정기기, 필요 설비 그리고 관리 시스템 등을 효과적으로 유지 관리하기 위한 리엔지니어링(reengineering) 기법이 아직까지 스마트 팜에 적절하게 적용되지 못하고 있는 실정이다.

리엔지니어링 기법을 일부 이용하는 농장 작업 관리 시스템 및 방법의 일례가 공개특허공보 제10-2019-0142291호(2019.12.26.)에 개시되어 있다. 이 공개특허공보의 농장 작업 관리 시스템은 작업 공간에 분산 설치되고 위치 식별정보를 가진 다수의 위치태그, 위치태그에 근접하여 위치 식별정보를 인식할 수 있는 위치태그 리더와 작업기 식별정보를 포함하는 작업기 태그를 포함하는 작업기, 작업기 태그에 근접하여 작업기 식별정보를 인식할 수 있는 작업기태그 리더를 포함하는 작업자용 단말기, 작업기를 통해 인식된 위치정보와 작업자용 단말기를 통해 인식된 작업기 식별정보를 전송받고, 작업기의 이동에 따른 작업 공간에서의 위치 정보를 확인하여 확인된 위치정보를 작업자의 작업수행 정보로써 모니터링하는 구성을 개시한다.

또한, 전술한 종래 기술은 작업 공간에 분산 설치된 위치태그를 통해 작업기의 위치를 작업자용 단말기로 인식하고 이를 작업관리 서버로 전송하여 작업기, 작업자를 연계하여 관리하고, 작업 공간의 이산화탄소 농도를 감지하여 작업기의 작업수행 계획을 수정하고 수정된 작업계획을 작업자용 단말기에 전송하도록 구성된다.

하지만, 전술한 종래 기술은 농장 등 작업 공간 내 인력이나 장비를 포함한 자원과 이 자원의 객체들 간의 관계 정보를 고려하고 있지 않다. 따라서, 전술한 종래 기술은 객체들 간의 관계 정보를 토대로 자원의 통합적인 관리를 수행하는 것은 불가능하다.

이와 같이, 농장 등과 같이 특정 작업 공간 내 인력이나 장비들 간의 관계 정보를 토대로 자원의 통합적인 관리를 효과적으로 수행할 수 있는 방안이 요구되고 있다.

공개특허공보 제10-2019-0142291호(2019.12.26.)

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 본 발명의 목적은 농장 등과 같은 특정 작업 구역 내 자원(resource) 전반에 걸쳐 모니터링을 수행하고 업무와 조직을 재구성하여 경영의 효율을 높이며, 경영 성과를 극대화할 수 있는 지능형 농장 관리 방법 및 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 스마트팜(smart farm)의 통합 관리를 위한 프레임워크(framework)로서 어플레케이션이나 솔수션의 개발을 용이하게 하고 구체적인 기능을 모듈화하여 설계, 구현 및 재현을 효과적으로 수행할 수 있는 지능형 농장 관리 방법 및 시스템을 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 지능형 농장 관리 시스템은, 인력이나 장비를 포함한 자원의 위치나 상태를 모니터링하는 모니터링부-상기 인력이나 장비는 농장 내에서 위치 결정을 위한 단말을 가짐-; 상기 자원에 대한 위치 정보, 이동 정보 및 상태 정보를 저장하고 상기 자원의 객체들 간의 관계 있는 정보를 서로 연결하여 관리하는 데이터베이스; 상기 모니터링부의 모니터링 결과를 토대로 상기 농장 내 작물의 성장, 질병 및 환경을 관리하는 작물관리부; 상기 모니터링부의 모니터링 결과를 토대로 상기 인력과 관련된 제1 자원 및 제1 이벤트를 관리하는 인력관리부; 상기 모니터링부의 모니터링 결과를 토대로 상기 농장 내 장비와 관련된 제2 자원 및 제2 이벤트를 관리하는 장비관리부; 및 상기 모니터링부의 모니터링 결과를 토대로 상기 농장 내 생산량관리 및 물류이동과 관련된 제3 자원 및 제3 이벤트를 관리하는 물류관리부를 포함한다.

일실시예에서, 상기 모니터링부는, 상기 위치 결정을 위한 단말로부터 위치 정보와 상태 정보 및 이벤트 정보를 획득하는 정보 획득부; 상기 농장에 설치되는 복수의 카메라들로부터 영상 신호를 획득하는 영상 획득부; 상기 정보 획득부에서 획득한 정보를 미리 설정된 기준에 따라 분류하고 누적하는 통계 관리부; 상기 영상 획득부와 상기 통계 관리부에서 획득한 정보를 미리 설정된 기준에 따라 분류하는 실시간 작업 관리부; 상기 실시간 작업 관리부에 의해 분류된 객체별 정보에 기초하여 지정된 객체의 작업 경로를 생성하는 작업 경로 관리부; 및 상기 정보 획득부, 상기 영상 획득부, 상기 통계 관리부, 상기 실시간 작업 관리부 및 상기 작업 경로 관리부에 연결되고 사용자 인터페이스를 통한 요청 메시지에 따라 실시간 작업 관리 화면, 일일 작업 통계 화면, 작업 경로 조회 화면, 이벤트 통계 화면, 실시간 환경 모니터링 화면 또는 이들의 조합을 디스플레이장치의 화면에 출력하기 위한 영상신호를 생성하는 출력화면관리부를 구비한다.

일실시예에서, 상기 위치 결정을 위한 단말은 범지구위치결정시스템(global positioning system, GPS)이 탑재된 이동통신 단말 또는 모바일 단말을 포함하거나, 상기 모바일 단말과 무선 키트를 포함하며, 상기 무선 키트는 상기 농장에 배치되는 복수의 비콘들과 통신 신호를 주고받고 상기 비콘들의 식별자나 기설정 위치정보를 토대로 자신의 위치 정보를 생성할 수 있다.

일실시예에서, 상기 지능형 농장 관리 시스템은, 상기 농장의 생산물에 대한 품질을 관리하는 품질관리부를 더 포함한다. 상기 품질관리부는 생산경과일자와 보관온도의 조합 또는 보관기간과 보관온도의 조합에 따른 품질분석결과의 선형 조건에 기초하여 상품의 품질을 결정할 수 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 지능형 농장 관리 방법은, 지능형 농장 관리 시스템에서 실행되는 지능형 농장 관리 방법으로서, 농장 내에서 위치 결정을 위한 단말을 가진 인력이나 장비를 포함한 자원의 위치와 상태를 모니터링하는 단계; 상기 자원에 대한 위치 정보, 이동 정보 및 상태 정보를 데이터베이스에 저장하고 상기 데이터베이스를 통해 상기 자원의 객체들 간의 관계 있는 정보를 서로 연결하여 관리하는 단계; 상기 모니터링 단계에서의 모니터링 결과를 토대로 상기 농장 내 작물의 성장, 질병 및 환경을 관리하는 단계; 상기 모니터링 단계에서의 모니터링 결과를 토대로 상기 인력과 관련된 제1 자원 및 제1 이벤트를 관리하는 단계; 상기 모니터링 단계에서의 모니터링 결과를 토대로 상기 농장 내 장비와 관련된 제2 자원 및 제2 이벤트를 관리하는 단계; 및 상기 모니터링 단계에서의 모니터링 결과를 토대로 상기 농장 내 생산량관리 및 물류이동과 관련된 제3 자원 및 제3 이벤트를 관리하는 단계를 포함한다.

일실시예에서, 상기 모니터링하는 단계는, 상기 위치 결정을 위한 단말로부터 위치 정보와 상태 정보 및 이벤트 정보를 획득하는 정보 획득 단계; 상기 농장에 설치되는 복수의 카메라들로부터 영상 신호를 획득하는 영상 획득 단계; 상기 정보 획득 단계에서 획득한 정보를 미리 설정된 기준에 따라 분류하고 누적하는 통계 관리 단계; 상기 영상 획득 단계와 상기 통계 작업 단계에서 획득한 정보를 미리 설정된 기준에 따라 분류하는 실시간 작업 관리 단계; 상기 실시간 작업 관리부에 의해 분류된 객체별 정보에 기초하여 지정된 객체의 작업 경로를 생성하는 작업 경로 관리 단계; 사용자 인터페이스를 통한 요청 메시지에 따라 상기 정보 획득 단계, 상기 영상 획득 단계, 상기 통계 관리 단계, 상기 실시간 작업 관리 단계 및 상기 작업 경로 관리 단계로부터 받은 신호 및 데이터에 기초하여 실시간 작업 관리 화면, 일일 작업 통계 화면, 작업 경로 조회 화면, 이벤트 통계 화면, 실시간 환경 모니터링 화면 또는 이들의 조합을 디스플레이장치의 화면에 출력하기 위한 영상신호를 생성하는 출력화면관리 단계를 구비한다.

일실시예에서, 상기 위치 결정을 위한 단말은 범지구위치결정시스템(global positioning system, GPS)이 탑재된 이동통신 단말 또는 모바일 단말과, 무선 키트를 포함하며, 상기 무선 키트는 상기 농장에 배치되는 복수의 비콘들과 통신 신호를 주고받고 상기 비콘들의 식별자나 기설정 위치정보를 토대로 자신의 위치 정보를 생성한다. 여기서, 상기 모니터링하는 단계는 상기 모바일 단말과 상기 무선 키트를 통해 상기 자원의 각 객체에 대한 위치 정보, 이동 정보, 상태 정보 및 이벤트 정보를 획득한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 지능형 농장 관리 시스템은, 일정단위의 구역 섹터별로 구분되는 작업 공간 및 작업 경로를 따라 이동하면서 작업을 수행하는 다수의 작업객체를 갖는 지능형 농장 관리 시스템으로서, 상기 작업객체의 위치를 감지하기 위한 적어도 하나 이상의 위치인식 장치; 상기 작업객체의 영상 정보를 획득하는 영상 수집 장치; 상기 위치인식 장치 및 영상 수집 장치로부터 제공되는 위치 정보 및 작업 이벤트 정보를 수신하여 작업객체를 관리 제어하기 위한 스마트농장 플랫폼이 구비되는 클라우드 서버; 상기 클라우드 서버와 연동하여 상기 작업객체들에 대한 각각의 위치 정보와 발생되는 이벤트정보를 저장하는 데이터베이스; 및 상기 클라우드 서버에 접속하여 상기 작업객체들을 모니터링하기 위한 뷰어(Viewer) 및 웹(Web) 또는 앱(App) 기반 제어 프로그램이 설치되는 관리자 장치를 포함한다.

일실시예에서, 상기 위치인식 장치는, 작업객체 중의 작업자가 휴대하면서 GPS 신호 기반 위치 정보 및 설치되는 스마트농장 앱(Application)에 의하여 작업 이벤트 정보를 생성하는 제1 작업객체장치와 상기 작업객체 중의 어느 하나 이상에서 부착 또는 소유하고, WiFi 신호 기반 방식, 비콘 신호 기반 방식, 블루투스 신호기반 방식, RFID 태그 기반 방식중의 어느 하나를 통하여 위치 정보를 제공할 수 있는 제2 작업객체장치를 포함한다.

일실시예에서, 상기 제1 작업객체장치로부터 생성되는 작업 이벤트 정보는, 작업객체가 작업 시작 전 로그인으로 작업 준비 및 작업 종료를 알리는 작업 시작 이벤트 또는 작업 종료 시의 작업 종료 이벤트와 작업객체가 수행할 작업을 선택하는 작업 선택 이벤트, 작업객체의 작업 현황을 제공하는 작업 현황 이벤트 및 수동으로 작업객체의 위치를 보정하여 제공하는 위치 보정 이벤트를 포함한다.

일실시예에서, 상기 스마트농장 플랫폼은, 작업객체들의 위치 정보 및 영상 화면을 실시간 모니터링할 수 있는 기능을 제공하는 실시간 환경 모니터링 모듈; 작업 이벤트를 수신하여 발생한 이벤트에 대한 위치 정보 및 작업 이벤트 정보를 인증하여 확인하고, 확인된 작업 이벤트 발생 시 실시간으로 관리자 장치의 화면에 팝업으로 이벤트 알림 기능을 제공하는 이벤트 정보 처리 모듈; 이벤트 정보 처리 모듈에서 수신 받은 작업 이벤트 정보에 대하여 작업객체의 작업 통계를 산출하는 이벤트 통계 제공 모듈; 및 작업객체별 이동 경로를 확인 가능하게 작업객체의 실시간 정보 표시 기능을 제공하는 작업 경로 조회 모듈을 포함한다.

일실시예에서, 상기 데이터베이스는 일정단위의 구역 섹터별로 구분되는 작업 공간 및 작업 경로를 데이터 맵(Map)으로 저장한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 지능형 농장 관리 방법은, 클라우드 서버에서 운용되는 지능형 농장 관리 방법으로서, 스마트농장 내의 작업객체에 부착되거나 소지한 제1 작업객체장치 또는 제2 작업객체장치로부터 제공되는 위치 정보 및 작업 이벤트 정보를 수신하는 정보 수신 단계; 상기 작업객체의 위치 정보 및 작업 이벤트 정보를 실시간 모니터링하는 정보 모니터링 단계; 실시간 모니터링되는 상기 작업객체의 위치 및 작업 이벤트 정보를 처리하고 데이터베이스에 저장하는 정보 처리 단계; 및 상기 작업객체의 작업 이벤트 정보를 분류하고 작업 이벤트 통계를 산출하는 정보 통계 산출 단계를 포함한다.

일실시예에서, 상기 정보 수신 단계는, 일정단위의 구역 섹터별로 구분되는 공간에 적어도 하나 이상 구비되는 IP 카메라 기반 영상 수집 장치의 영상 정보를 더 수신한다.

일실시예에서, 상기 정보 모니터링 단계는, 작업 이벤트에 대한 알림 기능이 작업 종류의 구분에 따라 하나 이상의 색깔별로 시각화하여 팝업으로 제공되며, 작업 이벤트의 경, 중에 따른 레벨을 표시한다.

일실시예에서, 상기 정보 처리 단계는, 작업 이벤트 선택 후 작업 이벤트 정보를 해결 또는 미해결로 처리하고 데이터베이스에 저장한다.

일실시예에서, 상기 정보 통계 산출 단계는, 작업객체에 따른 작업 이벤트 정보에 대하여 주간 월간 연간 단위별로 작업 종류, 작업 시간, 작업 이동 거리의 항목을 통계적으로 추출하여 작업자 관리 장치에서 시각적으로 나타낸다.

전술한 지능형 농장 관리 방법 및 시스템을 사용하는 경우에는, 농장 등과 같은 특정 작업 구역 내 자원(resource) 전반에 걸쳐 모니터링을 수행하고 모니터링 결과에 기초하여 업무와 조직을 실시간 재구성하여 경영의 효율을 높이며 경영 성과를 극대화할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 스마트 팜(smart farm)의 통합 관리를 위한 프레임워크(framework)를 제공함으로써 어플레케이션이나 솔수션의 개발을 용이하게 하고 구체적인 기능을 모듈화하여 설계, 구현 및 재현을 효과적으로 수행할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 기존 농장의 스마트 팜으로의 변화 과정에 있어 늘어나는 작업객체들의 작업 이벤트 정보 및 위치 정보를 복합적으로 모니터링하여 작업 이벤트 정보를 처리하고, 작업객체별 이벤트 통계를 제공함으로써, 농장의 리소스(Resource)를 재분배하거나 경영의 성과를 극대화하기 위한 플랫폼을 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 농장 내에 모든 객체에 위치측위 시스템을 적용하여 실시간으로 모든 객체의 위치 정보, 이동 정보, 상태 정보 또는 이벤트 정보를 모니터링하고, 이를 토대로 농장 관리자가 원격에서 객체 정보나 작업 정보를 제공받을 수 있고, 농장 내에 일어나는 모든 이벤트를 시각적으로 모니터링함으로써 농장에서 발생하는 모든 상황을 더욱 효율적으로 대응하고 관리할 수 있는 장점이 있다.

도 1a는 본 실시예에 따른 지능형 농장 관리 시스템이 적용되는 농장을 설명하기 위한 구성도이다.
도 1b는 도 1a의 농장에 채용가능한 지능형 농장 관리 시스템(이하 간략히 '농장 관리 시스템'이라고도 한다)의 개략적인 구성을 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1b의 농장 관리 시스템의 주요 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1b의 농장 관리 시스템에 채용할 수 있는 무선 키트의 구성에 대한 블록도이다.
도 4는 도 1b 또는 도 2의 농장 관리 시스템에 채용할 수 있는 모니터링부의 상세 구성을 나타내는 예시도이다.
도 5는 도 1b 및 도 2의 농장 관리 시스템에 채용할 수 있는 모바일 단말 형태의 제1 작업객체장치에 탑재된 애플리케이션의 작동 원리를 예시한 도면이다.
도 6은 본 실시예에 따른 농장 관리 시스템의 실시간 작업 관리 화면을 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 지능형 농장 관리 방법(이하 간략히 '농장 관리 방법'이라 한다)을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 실시예에 따른 농장 관리 방법에 채용할 수 있는 일간 작업 통계 화면을 예시한 도면이다.
도 9는 본 실시예에 따른 농장 관리 방법에 채용할 수 있는 실시간 환경 모니터링 화면을 예시한 도면이다.
도 10은 도 9의 실시간 환경 모니터링 화면을 출력하는 작업자 혹은 관리자의 모바일 단말을 예시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 농장 관리 시스템에 대한 개략적인 블록도이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1a는 본 실시예에 따른 지능형 농장 관리 시스템이 적용되는 농장을 설명하기 위한 구성도이다.

도 1a를 참조하면, 본 실시예에 따른 지능형 농장 관리 시스템(200)이 적용되는 농장(100)은 제1 작업객체장치(110), 제2 작업객체장치(120), 비콘(130), 무인운반차(automated guided vehicles, AGV; 140), 드론(drones, 150), 카메라(160) 및 센서(170)를 구비한다.

농장(100)은 농작물이나 가축의 생육 환경을 최적으로 유지하는 농업 시설로서, 일정 넓이와 일정 공간을 가지며, 일정단위의 구역 섹터별로 구분되는 작업 공간 및 작업 경로를 구비할 수 있다. 작업 공간은 작업 구역에 대응된다. 농장(100) 내에는 미리 설정된 경로를 따라 이동하면서 일정 시간동안 일정 작업을 수행하는 객체 또는 작업객체가 존재한다. 작업객체는 작업자, 농장 작업에 최적화된 작업로봇(robots), AGV(140), 무인 비행체로서의 드론(150) 등을 포함할 수 있다. 작업객체는 자신의 위치를 감지하거나 위치 정보를 제공하기 위해 적어도 하나의 위치인식 장치를 부착하거나 소지할 수 있다.

제1 작업객체장치(110)는 이동통신 단말이나 모바일 단말일 수 있고, 범지구위치결정시스템(global positionaing system, GPS)을 탑재하고 위치 정보나 이벤트 정보를 지능형 농장 관리 시스템(200)에 제공할 수 있다. 또한, 제1 작업객체장치(110)는 직관적인 화면으로 사용자 인터페이스(user interface, UI) 구성을 갖는 특정 앱 예컨대 스마트팜 앱을 탑재할 수 있다. 이러한 제1 작업객체장치(110)는 안드로이드 OS(operating system)와 같은 운영체계가 설치된 스마트폰이거나, GPS 기능과 스마트팜 앱(application)이 탑재된 전용 단말 장치일 수 있다.

여기서 스마트팜 앱은 작업객체 중의 작업자가 휴대하면서 발생되는 위치 좌표와 이 작업자에게 발생되는 작업 이벤트를 지능형 농장 관리 시스템(200)에 제공하는 응용프로그램일 수 있다. 스마트팜 앱은 작업객체별 등록 및 로그인 기능, 작업별 선택 기능, 현재 작업 상황 표시 기능 및 클라우드 서버 연동 기능을 구비할 수 있다.

제2 작업객체장치(120)는 비콘(130)과 비콘 신호를 송수신하고 비콘 신호들에 기초하여 위치 정보를 생성하고 생성한 위치 정보를 지능형 농장 관리 시스템(200)에 전송하는 무선 키트를 포함할 수 있다. 제2 작업객체장치(120)를 사용하면, 주변의 비콘(130)을 통해 제2 작업객체장치(120)를 소지한 작업자나 제2 작업객체장치(120)를 탑재한 장비의 위치 정보를 획득할 수 있다. 또한, 지능형 농장 관리 시스템(200)은 제2 작업객체장치(120)에 탑재된 이벤트 보고 인터페이스를 통해 특정 작업자나 장비 주변에서 발생하는 이벤트 정보를 획득할 수 있다.

예를 들어, 제2 작업객체장치(120)는 WiFi 신호에 따른 수신신호강도(RSSI: received signal strength indication) 측정과 거리 환산을 수행하여 위치 좌표를 포함한 위치 정보를 산출하는 WiFi 신호 기반 센서 혹은 WiFi AP(Access Point) 장치이거나, 복수의 비콘들의 신호들을 감지하여 위치 정보를 산출하는 비콘 신호 기반 센서 혹은 마스터 비콘이거나, 혹은 복수의 블루투스 센서에 식별자(ID)와 장소 정보를 포함한 알림 패킷(advertising packet)을 송신하여 거리 및 위치 정보를 산출하는 호스트 BLE(BlueTooth Low Energy) 장치일 수 있다.

비콘(130)은 농장(100) 내 특정 구역(102)이나 특정 건물 내에서 규칙적으로 혹은 일정 간격 이격되어 배열되는 다수의 비콘들을 포함한다. 다수의 비콘들은 가로 약 200m, 세로 약 100m의 공간에 적용 시, 가로 8개, 세로 4개로 등각격으로 배열된 32개의 격자점들 형태로 설치될 수 있다.

비콘(130)은 기본적으로 제2 작업객체장치(120)와 비콘 신호를 송출한다. 이러한 비콘(130)은 라이센스가 없는 ISM 대역에서 고정식으로 초음파를 송출하는 실내 측위 시스템용 장치일 수 있다. 제2 작업객체장치(120)는 적어도 2개의 비콘 신호들에 기초하여 자기의 위치 정보를 생성할 수 있다.

AGV(140)는 농장에 필요한 물품, 농장 생산물 등을 이송하는데 사용되는 AVG(제1 AVG) 뿐만 아니라 농장 내 작물을 관리하고 수확하는데 사용되는 AVG(제2 AVG)를 포함한다. AVG(140)는 특정 형태의 농장 예컨대 다수 열들로 배열되는 작물 재배 구역에 서로 이격되어 배치되는 다수의 가이드 파이프들 중에서 지능형 농장 관리 시스템(200)에 의해 지정되는 특정 가이드 파이프를 찾아 올라가서 미리 설정된 작업 명령에 따라 작물 재배 구역 내 특정 위치의 작물에 대하여 가이드 파이프 상에서 작업을 수행하도록 이루어질 수 있다. AGV(140)를 사용하면, 예를 들어 농약, 물 등을 저장하는 탱크와 유체 도포 노즐 사이를 연결하는 호스(hose)의 길이를 작업 위치에 따라 자동으로 연장하면서 작업 구역의 작물들에 순차적으로 농약이나 물 등을 살포할 수 있다.

드론(150)은 농장(100) 내에서 간헐적으로 혹은 필요에 따라 동작될 수 있다. 드론(150)은 카메라를 탑재할 수 있고, 작업자나 장비의 작업 구역이나 작물 재배 구역 상에서 카메라 영상을 촬영하여 지능형 농장 관리 시스템(200)에 제공할 수 있다. 특히, 드론(150)은 미리 설정된 구역에 대한 영상뿐만 아니라 이벤트가 발생한 구역에 대한 영상을 촬영하도록 지능형 농장 관리 시스템(200)에 의해 그 운행 경로가 실시간 조정될 수 있다.

또한, 전술한 AGV(140), 드론(150), 작업자, 로봇 등에 대한 위치 정보는 GPS 외에 제1 작업객체장치(110), 제2 작업객체장치(120), 또는 기타 무선통신모듈에 의한 신호의 전파 지연을 기반으로 거리 및 위치를 계산하는 삼각측량법을 사용하여 획득될 수 있다.

카메라(160)는 농장(100) 내 다수의 위치들에 설치되는 다수의 카메라들을 포함할 수 있다. 즉, 농장(100)에는 작업자나 장비 등의 작업객체에 대한 영상을 획득하기 위하여 다수의 카메라가 일정 단위의 구역별로 설치될 수 있다. 카메라(160)는 영상 수집 장치의 하나로서 농장(100) 내 작업 구역이나 작물 재배 구역에 배치되어 작업자나 장비의 작업 과정을 모니터링하기 위한 영상을 지능형 농장 관리 시스템(200)에 제공하거나 작물의 성장 상태나 환경 상태에 대한 영상을 지능형 농장 관리 시스템(200)에 제공할 수 있다. 이러한 카메라(160)는 IP(internet protocol) 기반 카메라일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

센서(170)는 카메라(160) 외에 농장(100)에 설치되는 각종 센서를 포함할 수 있다. 센서(170)는 작물 재배 구역에 설치되는 온도 센서, 습도 센서, 동작 감지 센서, 인체 감지 센서, 높이 센서 등을 포함할 수 있다. 특히 센서(170)는 물 부족 감지 센서, 식물의 온도를 감지하는 온도 센서를 포함할 수 있다. 이러한 센서(170)는 IoT(internet of thing) 센서로서 무선 키트나 농장에 설치된 액세스 포인트를 통해 감지된 신호를 지능형 농장 관리 시스템(200)에 전송할 수 있다.

전술한 제1 작업객체장치(110), 제2 작업객체장치(120), AGV(140), 드론(150), 카메라(160) 및 센서(170)는 유선 또는 무선 네트워크를 통해 지능형 농장 관리 시스템(200)에 연결될 수 있다. 유선 네트워크는 인트라넷, 인터넷 등을 포함하고, 무선 네트워크는 이동통신망, 근거리 통신망 등을 포함할 수 있다.

또한, 제1 작업객체장치(110)이나 제2 작업객체장치(120)를 포함하는 위치인식 장치와 전술한 카메라(160)를 포함하는 영상 수집 장치는 농장(100) 내에서 IoT 센서 네트워크를 구성할 수 있다. IoT 센서 네트워크는 외부 인터넷이나 또는 외부 네트워크와의 인터페이스를 제공하는 통로 역할을 수행하는 게이트웨이와 연결될 수 있다. 그 경우, 게이트웨이는 농장(100) 내에 위치하는 작업객체들의 위치 정보를 파악하고, 작업객체들 각각에 대한 이벤트 처리를 관리하는 지능형 농장 관리 시스템(200)에 연결될 수 있고, 지능형 농장 관리 시스템(200)은 제1 작업객체장치(110), 제2 작업객체장치(120), AGV(140), 드론(150), 카메라(160) 및 센서(170)로부터의 신호와 데이터를 미리 설정된 규칙이나 정책에 따라 처리할 수 있다.

도 1b는 도 1a의 농장에 채용가능한 지능형 농장 관리 시스템(이하 간략히 '농장 관리 시스템'이라고도 한다)의 개략적인 구성을 나타낸 구성도이다.

도 1b를 참조하면, 본 실시예에 따른 농장 관리 시스템(200)은 농장(100) 등과 같은 특정 작업 구역 내 자원(resource) 전반에 걸쳐 모니터링을 수행하고 모니터링 결과에 기초하여 업무와 조직을 실시간 재구성하여 경영의 효율을 높이며 경영 성과를 극대화하기 위하여 지능형 농장 관리를 수행하기 위한 수단 또는 이에 상응하는 기능을 수행하는 구성부로서 모니터링부(210), 통합관리부(220), 데이터베이스 시스템(230) 및 사용자 인터페이스(240)를 포함한다.

농장 관리 시스템(200)은 일정단위의 섹터별로 구분되는 작업 공간 및 작업 경로를 데이터 맵(Map)으로 구축되고 데이터베이스(230)에 저장할 수 있다.

모니터링부(210)의 적어도 일부는 지능형 농장 관리를 위한 주요 프레임워크(framework)로서 제공될 수 있다. 모니터링부(210)는 클라우드 서버를 포함할 수 있다. 또한, 모니터링부(210)는 제1 작업객체장치(110), 제2 작업객체장치(120), 카메라(160)와 같은 영상 인식 장치, 센서(170) 등을 통해 인력, 장비 및 작물을 포함한 자원을 모니터링한다. 여기서 작업자 등의 인력이나, AGV, 드론, 작업로봇, 카메라, 센서 등의 장비는 농장 내에서 위치 결정을 위한 단말을 구비할 수 있다.

위치 결정을 위한 단말은 제1 작업객체장치(110)나 제2 작업객체장치(120)와 같은 위치 결정 장치, 카메라(160)와 같은 영상 수집 장치, 센서(170) 또는 이들의 조합에 대응될 수 있다. 또한, 위치 결정을 위한 단말은 범지구위치결정시스템(GPS)이 탑재된 이동통신 단말 또는 모바일 단말을 포함하거나, 모바일 단말과 무선 키트를 포함할 수 있다. 무선 키트는 농장에 배치되는 복수의 비콘들과 통신 신호를 주고받고 비콘들의 식별자나 기설정 위치정보를 토대로 자신의 위치 정보를 생성하고, 위치 정보를 포함한 신호나 데이터를 클라우드 서버나 지능형 농장 관리 시스템으로 전송할 수 있다.

통합관리부(220)는 작물관리부(221), 인력관리부(222), 장비관리부(223), 물류관리부(224) 및 품질관리부(225)를 구비할 수 있다. 통합관리부(220)는 컴퓨팅 장치의 메모리에 저장된 프로그램이나 소프트웨어를 실행하는 프로세서로서 프로그램에 의해 작물관리부(221), 인력관리부(222), 장비관리부(223), 물류관리부(224) 및 품질관리부(225) 각각의 기능이나 동작을 수행하기 위한 일련의 과정을 수행할 수 있다. 특히, 통합관리부(220)는 모니터링부(210)에 의해 수집된 객체 또는 작업객체의 위치 정보와 미리 설정된 기준 위치 정보를 비교하여 객체의 위치를 조정하거나, 작물의 성장 상태나 환경 상태를 미리 설정된 작물 관련 기준 정보와 비교하여 작업자의 제1 작업객체장치나 AGV에 필요한 지시나 명령을 전달할 수 있다.

작물관리부(221)는 모니터링부(210)의 모니터링 결과를 토대로 농장 내 작물의 성장, 질병 및 환경을 관리한다. 작물관리부(221)는 카메라(160)이나 센서(170)에 의한 모니터링 결과를 토대로 제1 작업객체장치(110)이나 제2 작업객체장치(120)를 가진 작업자나 장비에 대한 작업 지시 신호를 생성할 수 있다.

인력관리부(222)는 모니터링부(210)의 모니터링 결과나 작물관리부(221)의 작업 지시 신호에 따라 인력과 관련된 자원(제1 자원)이나 해당 이벤트(제1 이벤트)를 관리한다. 인력관리부(222)는 제1 이벤트의 처리를 위한 이벤트 처리 신호를 생성하고 관련 작업자 측에 전달할 수 있다.

장비관리부(223)는 모니터링부(210)의 모니터링 결과나 작물관리부(221)의 작업 지시 신호에 따라 농장 내 장비나 생산설비와 관련된 자원(제2 자원)이나 해당 이벤트(제2 이벤트)를 관리한다. 장비관리부(223)는 제2 이벤트의 처리를 위한 이벤트 처리 신호를 생성하고 관련 장비에 전달할 수 있다.

물류관리부(224)는 모니터링부(210)의 모니터링 결과나 작물관리부(221)의 작업 지시 신호에 따라 농장 내 생산량관리 혹은 물류이동과 관련된 자원(제3 자원)이나 해당 이벤트(제3 이벤트)를 관리한다. 물류관리부(224)는 제3 이벤트의 처리를 위한 이벤트 처리 신호를 생성하고 관련 작업자나 해당 장비 측에 전달할 수 있다.

품질관리부(225)는 모니터링부(210)의 모니터링 결과나 작물관리부(221)의 작업 지시 신호에 따라 농장 내 작물이나 생산물에 대한 품질을 관리한다. 품질관리부(225)는 작물의 품질과 관련하여 예를 들어 생산 후 경과 일자(생산경과일자)와 보관온도의 조합 또는 보관기간과 보관온도의 조합에 따른 해당 작물의 품질분석결과의 선형 조건에 기초하여 작물 즉 수확된 작물(상품)의 품질을 결정할 수 있다.

데이터베이스 시스템(230)은 자원에 대한 위치 정보, 이동 정보 및 상태 정보를 저장하고 자원의 객체들 간의 관계 있는 정보를 서로 연결하여 관리한다. 데이터베이스 시스템(230)의 데이터베이스에는 농장 내 일정 단위의 구역별로 작업 공간 및 작업 경로에 대한 정보, 각 작업 공간의 작업객체 정보, 각 작업객체별 이동 경로에 대한 이동 경로 정보 등이 저장될 수 있다.

사용자 인터페이스(240)는 농장 관리 시스템(200)과 사용자 단말 간의 소통을 중계한다. 사용자 인터페이스(240)를 사용하면, 사용자 단말에는 농장 관리 시스템(200)에서 획득한 제1 정보와 제1 정보를 토대로 관리 중인 객체나 작업에 대한 제2 정보 등이 표시될 수 있다. 제1 정보는 모니터링 정보를 포함하고, 제2 정보는 객체의 이동 경로에 대한 정보가 실시간 표시될 수 있다. 또한, 사용자 인터페이스(240)를 사용하면, 사용자는 사용자 단말의 모니터링 화면에서 필요한 작업 일정, 작업 지시 또는 명령을 생성하여 인력이나 장비 측으로 전송하는 것도 가능하다.

전술한 농장 관리 시스템(200)은 농장에 설치되는 컴퓨팅 장치로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 농장 관리 시스템(200)은 클라우드 서버 형태로 구현될 수 있다.

도 2는 도 1b의 농장 관리 시스템의 주요 작동 원리를 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 도 1b의 농장 관리 시스템에 채용할 수 있는 무선 키트의 구성에 대한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 농장 관리 시스템(200a)은 클라우드 서버 형태를 포함한다. 그 경우, 농장 관리 시스템(200a)은 제1 작업객체장치(110), 제2 작업객체장치(120), AGV(140), 관리자 단말에 대응하는 사용자 단말(300) 또는 이들 중 다수와 네트워크를 통해 신호 및 데이터를 송수신하는 클라우드 서버로서 도 1b를 참조하여 앞서 설명한 농장 관리 시스템의 각 구성부의 기능을 수행하는 수단을 구비할 수 있다.

제1 작업객체장치(110)는 GPS에 기초하거나, 또는 농장 내 특정 구역(102)에 서로 일정 간격을 두고 상대적으로 규칙적으로 배열되는 비콘(130)의 비콘 신호에 기초하여 자신의 현재 위치를 결정하고, 결정된 위치 정보를 농장 관리 시스템(200a)에 전달할 수 있다. 또한, 제1 작업객체장치(110)는 장치에 탑재된 스마트팜 앱을 통해 로그인을 통한 작업 시작, 작업 선택, 현재 작업 현황, 이벤트 발생 또는 작업 종료에 대한 신호나 메시지를 농장 관리 시스템(200a)에 전송할 수 있다.

AGV(140)는 차량에 탑재된 무선통신모듈을 통해 농장 관리 시스템(200a)과 신호 및 데이터를 송수신할 수 있다. AGV(140)는 무선통신모듈을 통해 차량의 현재 위치, 이동 상태 등에 대한 정보를 농장 관리 시스템(200a)에 제공할 수 있다.

제2 작업객체장치(120)는 농장 내 특정 구역(102)에 서로 일정 간격을 두고 상대적으로 규칙적으로 배열되는 비콘(130)의 비콘 신호에 기초하여 자신의 현재 위치를 결정하고, 결정된 위치 정보를 농장 관리 시스템(200a)에 전달할 수 있다. 또한, 제2 작업객체장치(120)는 장치에 탑재된 스마트팜 앱을 통해 로그인을 통한 작업 시작, 작업 선택, 현재 작업 현황, 이벤트 발생 또는 작업 종료에 대한 신호나 메시지를 농장 관리 시스템(200a)에 전송할 수 있다.

이러한 제2 작업객체장치(120)는 도 3에 도시한 바와 같이 측위부(121), 제어부(122), 통신부(123) 및 전원부(124)를 포함할 수 있다.

측위부(121)는 장치 주변의 복수의 비콘 신호들에 기초하여 삼각 측량 방식 등으로 자신의 위치를 결정하는 수단이나 이러한 수단에 상응하는 기능을 수행하는 구성부를 포함할 수 있다.

제어부(122)는 측위부(121)에 연결되고 측위부(121)로부터의 위치 정보를 통신부(123)를 통해 농장 관리 시스템(200a)에 전송하는 일련의 동작을 수행할 수 있다. 제어부(122)는 메모리와 프로세서를 포함한 컨트롤러일 수 있다.

통신부(123)는 제어부(122)에 연결되고 근거리 무선 통신을 위한 서브통신시스템, 이동통신망을 통해 신호 및 데이터를 송수신하는 서브통신시스템 등과 같이 기존의 다양한 무선 통신 방식 중 어느 하나 이상을 사용하는 서브통신시스템을 포함할 수 있다.

전원부(124)는 측위부(121), 제어부(122) 및 통신부(123)에 연결되어 이들에게 전력을 공급한다. 전원부(124)는 배터리나 재충전가능한 이차전지를 구비하고, 또 다른 구현에서 태양전지나 연료전지를 더 구비할 수 있다.

전술한 제2 작업객체장치는 WiFi 신호 기반 방식, 비콘 신호 기반 방식, 블루투스 신호기반 방식, RFID 태그 기반 방식 중 어느 하나를 통하여 감지한 위치 정보를 제공할 수 있는 위치인식 태그 또는 위치인식 장치 중 어느 하나에 대응할 수 있다.

전술한 농장 관리 시스템(200a)은 스마트팜 플랫폼이 내장되는 클라우드 서버로 구현될 수 있다. 그 경우, 클라우드 서버는 작업객체들에 대한 위치 정보와 간헐적으로 획득되는 이벤트 정보를 저장하는 데이터베이스 시스템과 연동할 수 있다. 또한, 클라우드 서버는 웹(web), 앱(app.) 또는 이들의 조합을 기반으로 하는 제어 프로그램을 탑재하고 작업객체들을 모니터링하며 사용자 단말이나 관리자 장치의 접속을 허용하고 모니터링 결과를 디스플레이 뷰어(viewer) 등을 통해 사용자 단말(300)에 제공할 수 있다. 사용자 단말이나 관리자 장치는 스마트폰과 같은 이동통신 단말이나 모바일 단말뿐만 아니라 서버와 연동하는 개인용 컴퓨터, 노트북 컴퓨터 등의 컴퓨팅 장치일 수 있다.

도 4는 도 1b 또는 도 2의 농장 관리 시스템에 채용할 수 있는 모니터링부의 상세 구성을 나타내는 예시도이다.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 농장 관리 시스템의 모니터링부(210)는 정보 획득부(211), 통계 관리부(212), 실시간 작업 관리부(213), 작업 경로 관리부(214) 및 출력 화면 관리부(215)를 포함한다. 이러한 모니터링부(210)의 적어도 일부 구성부는 클라우드 서버의 스마트팜 플랫폼을 포함하거나 스마트팜 플랫폼에 대응될 수 있다.

또한, 모니터링부(210)는 실시간 환경 모니터링 모듈, 이벤트 정보 처리 모듈, 이벤트 통계 제공 모듈, 작업 경로 조회 모듈을 포함할 수 있다. 그 경우, 정보획득부(211)는 실시간 환경 모니터링 모듈을 포함할 수 있고, 통계관리부(212)는 이벤트 통계 제공 모듈을 포함할 수 있고, 실시간 작업 관리부(213)는 이벤트 정보 처리 모듈을 포함할 수 있고, 작업 경로 관리부(214)는 작업 경로 조회 모듈을 포함할 수 있다.

정보획득부(210)에서 실시간 환경 모니터링 모듈은 농장(100) 내의 작업객체에 부착되거나 소지한 제1 작업객체장치 또는 제2 작업객체장치뿐만 아니라 카메라 등의 영상 수집 장치로부터 제공되는 영상 정보를 통해 작업객체들의 위치, 이동 및 작업 상태 등을 모니터링한다. 모니터링 결과는 사용자 단말 혹은 관리자 장치의 디스플레이 뷰어(viewer) 및 제어 프로그램에서 출력하도록 제공될 수 있다. 이를 통하여 관리자 장치는 실시간 환경 모니터링 결과를 사용자 또는 관리자에게 제공할 수 있다.

통계관리부(212)는 농장 내의 작업객체에 부착되거나 소지한 제1 작업객체장치 또는 제2 작업객체장치뿐만 아니라 영상 수집 장치로부터 제공되는 작업객체들의 위치 정보와 스마트팜 앱을 통하여 제공되는 작업객체별 등록 및 로그인 기능, 작업별 선택 기능, 현재 작업 상황 표시 기능 및 클라우드 서버 연동 기능에 따른 메시지나 이벤트 발생 정보를 수신하고, 작업객체나 이벤트에 대한 위치 정보, 상태 정보 혹은 내역 정보를 분류하고 저장한다.

팝업으로의 알림 기능에서는 색깔별로 작업 종류의 시각화 기능과 작업 이벤트 알림의 경, 중에 따른 레벨 표시를 제공하고, 이때 관리자 장치에서는 해결하기 버튼을 통해 작업 이벤트 선택 후 이벤트 정보를 해결 또는 미해결로 처리할 수 있는 기능을 제공한다.

실시간 작업 관리부(213)에서 이벤트 정보 처리 모듈은 이벤트 발생 시 실시간으로 관리자 장치의 화면에 팝업으로 이벤트 발생을 알리고 관리자 장치로부터의 제어신호나 명령에 따라 해당 인력이나 장비 측에 해당 이벤트와 관련된 이벤트 처리 요청 메시지를 전달할 수 있다.

통계관리부(212)의 이벤트 통계 제공 모듈은 이벤트 정보 처리 모듈에서 수신 받은 작업 이벤트 정보에 대하여 주간, 월간, 연간 또는 이들의 조합 단위로 작업객체의 작업 통계를 산출하며, 작업객체의 식별코드에 따른 작업 시간(시작 시간, 종료 시간), 일 이동거리와 같은 작업 거리의 항목을 통계적으로 추출하여 시각적 정보 형태로 작업자 장치, 사용자 단말 혹은 관리자 장치에 제공할 수 있다.

작업경로 관리부(214)에서 작업 경로 조회 모듈은 데이터 맵(Map)으로 구축되고 데이터베이스에 저장된 일정단위의 구역 섹터별로 구분되는 작업 공간 및 작업 경로를 참조하여 작업객체별 이동 경로를 확인하며, 작업 중인 작업객체의 실시간 정보 표시 기능을 제공한다. 작업 경로 조회 모듈에서는 작업객체 별로 특정 날짜를 입력하여 작업 경로를 조회할 수 있는 기능을 제공할 수 있다.

추가적으로 클라우드 서버의 스마트팜 플랫폼은 관리자 장치 및 제1 작업객체장치와 제2 작업객체장치 각각에 대하여 프로그램을 업데이트하거나 웹 또는 앱 프로그램이나 장치 펌웨어를 배포하여 설치할 수 있는 프로그램 버전 체크 기능 및 프로그램 자동 배포 기능을 구비할 수 있다. 또한, 클라우드 서버는 관리자 등록 관리 기능과 아이디와 비밀번호를 관리하는 보안 기능을 위한 소프트웨어 모듈을 구비할 수 있다.

본 실시예에 따른 농장 관리 시스템은 농장 내에서 작업하는 작업객체들(객체1, 객체2 객체3 등)이 소지한 제1 작업객체장치와 제2 작업객체장치인 위치인식 장치의 위치 정보와 영상 수집 장치를 통하여 발생되는 작업객체의 이벤트 정보를 복합적으로 모니터링하는 실시간 환경 모니터링 기능을 통하여, 작업객체에서 발생되는 이벤트 및 위치 정보에 대한 작업객체별 이벤트 정보 처리 기능, 작업객체별 이벤트 통계 제공 기능, 및 작업객체별 작업 경로 조회 기능을 수행할 수 있다.

도 5는 도 1b 및 도 2의 농장 관리 시스템에 채용할 수 있는 모바일 단말 형태의 제1 작업객체장치에 탑재된 애플리케이션의 작동 원리를 예시한 도면이다.

도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 제1 작업객체장치(110)에는 스마트팜 앱(application)이 탑재되고, 스마트팜 앱을 통해 작업객체별 등록 및 로그인을 수행하도록 하는 사용자 인터페이스 화면(111)을 구비할 수 있다.

작업객체별 등록 및 로그인 기능은 작업객체가 작업 시작 전 로그인 기능을 통해 작업 시작을 알리는 작업 시작 이벤트를 생성하는 기능으로서, 제1 작업객체장치가 변경되어도 로그인 계정에 따라 클라우드 서버에서 정보를 확인할 수 있으며, 관리자 장치에 의하여 사전에 관리자가 데이터베이스에 작업객체의 정보 등록을 통해 계정을 생성할 수 있다.

또한, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 스마트팜 앱은 작업 선택 기능을 위한 사용자 인터페이스 화면(112)을 구비할 수 있다. 작업별 선택 기능은 작업객체가 수행할 작업을 선택하는 작업 선택 이벤트를 통해 클라우드 서버를 통해 관리자 장치에 알림 이벤트를 제공하는 기능으로서 작업 목록은 데이터베이스에서 추가 및 제거가 가능하다. 또한, 작업별 선택 기능은 일정 작업 완료 후에 다른 작업을 선택 가능하도록 제공된다.

또한, 도 5의 (c)에 도시한 바와 같이, 스마트팜 앱은 현재 작업 현황을 표시 하기 위한 사용자 인터페이스 화면(113)을 구비할 수 있다. 현재 작업 상황 화면에는 작업객체가 선택한 작업을 표시하는 선택한 작업 표시 기능, 작업을 시작한 시간을 표시하는 작업 시작 시간 기능, 작업 시작 시간으로부터 경과한 시간을 표시하는 작업 경과 시간 기능, 작업자의 위치와 이동 속도를 표시하는 이동 속도 표시 기능 및 선택한 작업에 대해 이동한 전체 거리를 표시하는 총 이동거리 표시 기능이 구비될 수 있다.

또한, 현재 작업 상황 화면에는 현재 작업 현황을 작업객체가 직관적으로 확인 가능하게 하며 현재 작업에서의 이벤트 발생을 보고하기 위한 입력 인터페이스와 작업 종료에 대한 사용자 입력을 위한 작업 종료 인터페이스가 구비될 수 있다. 작업 종료에 대한 사용자 입력이 생성되면, 관리자 장치에 작업 종료를 알리는 작업 종료 이벤트 알림이 전송되고, 작업 종료 후 재시작 시 다른 작업을 선택 가능하게 하는 재작업 선택 화면에 제공될 수 있다. 또한, 현재 작업 상황 화면에는 사용자 인터페이스에서 제공되는 버튼을 통해 수동으로 작업객체의 위치를 보정하여 제공하는 작업 위치 보정 기능이 구비될 수 있다.

현재 작업 상황 표시 기능에 의하면, 도 5의 (d)에 도시한 바와 같이 작업객체는 작업 중 발생되는 이벤트에 대하여 미리 설정된 화면(114)에서 선택하여 해당 이벤트 발생 정보를 클라우드 서버에 전달할 수 있다. 이러한 이벤트 발생 정보는 클라우드 서버를 통해 관리자 장치로 전달될 수 있다. 그 경우, 관리자 장치에서는 작업자가 검색 바를 통해 이벤트 리스트를 검색할 수 있고, 선택한 이벤트에 대한 내역이나 위치 정보는 주변의 다른 작업자의 제1 작업객체장치의 화면에 실시간으로 공유될 수 있다. 이벤트 리스트는 데이터베이스에서 추가 및 제거가 가능하며, 제1 작업객체장치에서 실시간으로 업데이트될 수 있다.

작업이 완료되면, 작업자는 제1 작업객체장치(110)의 현재 작업 현황 화면에서 작업 종료를 선택하고, 작업 완료 문의 화면(115)에서 완료 혹은 종료 버튼을 선택함으로써 현재 작업을 종료할 수 있다.

전술한 스마트팜 앱은 제1 작업객체 스마트폰의 응용프로그램 설치방법과 동일한 방식으로 앱스토어 등의 어플리케이션 제공자로부터 다운로드받아 설치될 수 있다.

도 6은 본 실시예에 따른 농장 관리 시스템의 실시간 작업 관리 화면을 예시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 농장 관리 시스템은 사용자 인터페이스의 하나로써 사용자 단말에 실시간 작업 관리 화면(310)을 제공할 수 있다.

실시간 작업 관리 화면(310)은, 실시간 또는 특정 작업자(작업자1, 작업자2 등)를 선택하는 화면 모드 선택 영역(311), 특정 구역(102)를 포함한 농장 대부분을 표시하는 농장 지도 상에 지도 상의 인력과 장비 등 객체를 표시하는 지도 표시 영역(313), 작업A 내지 작업E를 포함한 작업 내역과 작업자수, 총작업시간, 평균이동속도 등을 표시하는 작업 상황 표시 영역(S315), 및 이벤트a 내지 이벤트c 및 기타 이벤트와 같은 이벤트 종류와 해당 이벤트의 발생 횟수를 표시하는 이벤트 표시 영역(317)을 포함할 수 있다.

작업A 내지 작업E는 순제거, 가지치기, 수확, 유인줄작업, 청소 등의 작업을 포함할 수 있다. 또한, 이벤트a 내지 이벤트c는 병충해, 장비 이상, 작업자 부상 등에 대한 이벤트를 나타낼 수 있다.

전술한 실시간 작업 관리 화면(310)에 의하면, 관리자나 작업자는 농장 내 인력이나 장비의 위치나 이동 경로를 확인할 수 있고, 현재 작업 중인 작업내역, 작업자수, 작업시간, 작업속도, 이벤트 발생 등을 실시간 확인할 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따른 농장 관리 시스템은 실시간 작업 관리 정보에 기초하여 인력이나 장비의 위치 변경이나 이동, 작업 내역 변경 등에 대한 사용자 입력 혹은 작업지시 신호를 받고, 사용자 입력이나 작업지시 신호에 대응하는 작업자나 장비 측으로 작업지시 신호나 작업명령 신호를 전송할 수 있고, 그에 의해 농장 내 작업의 통합적이고 총괄적인 관리 및 제어가 이루어지도록 기능할 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 지능형 농장 관리 방법(이하 간략히 '농장 관리 방법'이라 한다)을 나타낸 흐름도이다. 도 8은 본 실시예에 따른 농장 관리 방법에 채용할 수 있는 일간 작업 통계 화면을 예시한 도면이다. 도 9는 본 실시예에 따른 농장 관리 방법에 채용할 수 있는 실시간 환경 모니터링 화면을 예시한 도면이다. 도 10은 도 9의 실시간 환경 모니터링 화면을 출력하는 작업자 혹은 관리자의 모바일 단말을 예시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 농장 관리 방법은, 작업객체에 대응하는 객체의 위치 정보와 객체, 카메라 또는 센서로부터의 이벤트 정보를 수신하고(S111), 이를 통해 농장 내 자원을 실시간 모니터링한다(S112). 그런 다음, 이벤트 발생을 감지하고(S113), 감지한 이벤트의 처리를 위한 명령을 제1 작업객체장치, 제2 작업객체장치 등을 통해 출력하고(S114) 및 수신 정보나 이벤트를 분류하고 통계를 산출할 수 있다(S115).

구체적으로, 정보 수신 단계(S111)에서 농장 관리 시스템은 농장 내의 작업객체에 부착되거나 소지한 제1 작업객체장치 또는 제2 작업객체장치뿐만 아니라 추가적으로 영상 수집 장치로부터 제공되는 작업객체들의 위치 정보와 영상 정보 및 스마트팜 앱을 통해 수집되는 작업객체별 현재 작업 상황이나 이벤트 발생 정보를 수신할 수 있다.

다음, 모니터링 단계(S112)에서 농장 관리 시스템은 수신된 작업객체들의 위치 정보와 이벤트 정보를 토대로 데이터 맵(Map)으로 구축되고 데이터베이스에 저장된 일정 단위의 구역별 작업 공간이나 작업객체별 작업 경로를 토대로 작업객체별 현재 작업 중인 작업객체의 모니터링하고, 모니터링 결과를 관리자 장치의 화면에 실시간 디스플레이할 수 있다. 모니터링 단계(S112)에서 농장 관리 시스템은 작업객체의 위치를 판단하기 위하여 제1 작업객체장치에서의 위치 좌표와 제2 작업객체장치의 위치 좌표 및 작업객체의 영상 정보를 합하여 위치 좌표의 정확한 판단을 수행할 수 있다.

예를 들어 도 8에 도시한 바와 같이 농장 관리 시스템은 모니터링 단계(S112)에서 작업객체 별로 특정 날짜의 작업 시간, 총 이동거리 및 작업 내역을 색상별 누적 막대 그래프로 조회할 수 있는 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 사용자 단말의 특정 사용자 인터페이스 화면(320)에서 특정 작업자의 특정 작업 내역의 막대 부분을 선택하거나 해당 막대 부분 상에 커서를 위치시키면, 해당 작업자의 작업 내역(예컨대, 가지치기)과 작업 시간에 대한 세부 정보가 팝업창 형태로 표시될 수 있다.

또한, 모니터링 단계(S112)에서 농장 관리 시스템은 관리자 장치 화면으로 작업 이벤트에 대한 알림 팝업을 제공할 수 있다. 알림 팝업은 색상별로 작업 종류의 시각화를 통해 높은 사용자 편의성을 제공할 수 있으며, 작업 이벤트 알림의 경, 중에 따른 레벨을 표시하여 관리자의 효과적인 실시간 모니터링을 지원할 수 있다.

또한, 농장 관리 시스템은 작업자별 주간, 월간, 년간 작업자 통계 조회 화면을 제공하고, 색상별로 작업 종류를 시각화하여 사용자 편의성을 향상시킬 수 있다. 작업자 통계 조회 화면에는 작업자 이름, 작업 시간, 총 이동거리 항목이 순서대로 나열되어 표시될 수 있다.

또한, 농장 관리 시스템은 작업자별로 특정 날짜를 조회하여 해당 작업자가 작업하였던 경로를 조회하는 화면을 제공할 수 있다. 경로 조회 화면에는 구역별 혹은 섹터별 작물 재배 영역들과 작물 재배 영역들 사이의 통로 상에 특정 색상으로 작업자의 이동 경로가 표시될 수 있다.

또한, 농장 관리 시스템은 발생한 이벤트에 대한 정보를 확인하기 위한 이벤트 통계 화면을 제공할 수 있다. 이벤트 통계 화면에서는 이벤트 발생 시, 실시간으로 팝업 표시될 수 있다. 이벤트 통계 화면에서 작업자는 이벤트에 대한 '해결하기' 버튼을 통해 이벤트 처리를 진행할 수 있고, 처리가 필요하지 않거나 처리하지 않는 이벤트에 대하여는 '미해결' 버튼을 선택하여 처리할 수 있다. 이러한 이벤트 알람은 중요 이벤트, 일반 이벤트 등의 경중 레벨에 따라서 이벤트 통계 화면 상에서 서로 다른 색상이나 서로 다른 소리를 통해 서로 다르게 출력될 수 있다.

또한, 농장 관리 시스템은 도 9에 도시한 바와 같이 모니터링 단계(S112)에서 수집한 정보와 작물 상태 등에 대한 영상을 포함하는 멀티 화면 형태의 모니터링 결과 영상(330)을 사용자 단말에 제공할 수 있다. 또한, 농장 관리 시스템은 도 10에 도시한 바와 같이 관련 작업자나 관련 관리자의 모바일 단말이나 제1 작업객체장치(110)에 모니터링 결과 영상(330a)을 제공할 수 있다. 이러한 모니터링 결과 화면은 농장 내 각 구역별로 설치된 카메라나 폐쇄회로텔레비전(CCTV)을 통해 실시간 수집되어 사용자 단말에 제공될 수 있다.

이벤트 발생 감지 단계(S113)에서 농장 관리 시스템은 제1 작업객체장치나 제2 작업객체장치로부터 이벤트 발생 메시지를 수신할 수 있고, 카메라나 센서를 통해 이벤트 발생을 감지할 수 있고, 드론에 설치된 카메라나 센서를 통해서도 이벤트 발생을 감지할 수 있다.

이벤트 처리 단계(S114)에서 농장 관리 시스템은 정보 수신 단계(S111), 모니터링 단계(S112) 또는 이벤트 발생 감지 단계(S113)에서 획득한 이벤트 발생 정보에 대하여 미리 설정된 처리 규칙이나 처리 정책에 따라 이벤트 처리를 위한 작업지시, 명령 등을 작업자나 장비에 전송할 수 있다. 예를 들어, 이벤트 처리 단계(S114)에서 농장 관리 시스템은 명령 출력에 따라 특정 AGV에 물 분사 명령 메시지를 전송할 수 있다. 그 경우, 해당 AGV는 물 분사 명령 메시지에 포함된 위치 정보에 따라 작물들 사이를 연장하는 가이드 파이프를 찾아 자동으로 안착하고 가이드 파이프를 따라 이동하면서 위치 정보에 대응하는 작물 영역이나 작업 구역에 물을 분사하여 수분을 공급하거나 화재를 진압하는 등의 작업을 수행할 수 있다.

또한, 이벤트 처리 단계(S114)에서 농장 관리 시스템은 이벤트 처리를 모니터링하고, 모니터링 경과에 따라 해당 이벤트의 해결 또는 미해결에 대한 정보를 데이터베이스 시스템에 전달하여 데이터베이스에 이벤트 처리 기록이 저장되도록 기능할 수 있다.

다음으로 통계산출 단계(S115)에서 농장 관리 시스템은 수신된 정보나 이벤트를 분류하고 각 작업객체별로 혹은 통합적으로 통계를 산출할 수 있다. 또한, 농장 관리 시스템은 통계산출 단계(S115)에 있어서 이벤트 처리 단계(S114)에서 처리된 이벤트에 대하여 주간, 월간 또는 연간 단위로 작업객체의 작업 통계를 산출하고, 작업객체의 식별코드에 따른 작업 시간, 일일 이동거리와 같은 작업 거리의 항목을 통계적으로 추출할 수 있다.

전술한 정보 수신 단계(S111), 모니터링 단계(S112), 이벤트 발생 감지 단계(S113), 이벤트 처리 단계(S114) 및 통계산출 단계(S115)는 클라우드 서버에서 수행될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 농장 관리 시스템에 대한 개략적인 블록도이다.

도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 농장 관리 시스템(200b)은 관리자 단말, 관리자 장치 혹은 사용자 단말(300)에 탑재될 수 있다. 또한, 농장 관리 시스템(200b)은 클라우드 서버와 연결되고 클라우드 서버를 통해 농장 내 작업객체의 위치 정보, 작업 상황 정보, 이벤트 발생 정보 등을 획득하고, 농장 내 작물이나 작물 주변 환경에 대한 정보를 획득할 수 있다.

전술한 경우, 클라우드 서버는 농장 관리 시스템의 모니터링부의 정보획득부에 대응하는 수단이나 이러한 수단에 상응하는 기능을 수행하는 구성부일 수 있다. 클라우드 서버는 획득한 정보를 사용자 단말(300)에 탑재된 농장 관리 시스템(200b)에 전달하도록 구성될 수 있다.

농장 관리 시스템(200b)은 모니터링부의 적어도 일부의 기능이나 구성을 제외하고 도 1b을 참조하여 설명한 농장 관리 시스템의 구성요소들을 모두 구비할 수 있다.

본 실시예에 의하면, 클라우드 서버에서는 데이터 수집을 주로 수행하고, 데이터 처리는 사용자 단말에서 직접 처리하도록 이루어질 수 있다.

전술한 본 실시예에 따른 농장 관리 시스템은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 프로그램의 형태로 구현될 수 있다. 프로그램은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명의 상세한 설명에서는 바람직한 실시예들에 관하여 설명하였지만, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.

Claims (17)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 모니터링부가 농장 내에서 위치 결정을 위한 단말을 가진 인력과 장비를 포함한 자원을 모니터링하는 단계;
   데이터베이스가 상기 자원에 대한 위치 정보, 이동 정보 및 상태 정보를 저장하고 상기 자원의 객체들 간의 관계 있는 정보를 서로 연결하여 관리하는 단계;
   작물 관리부가 상기 모니터링 단계에서의 모니터링 결과를 토대로 상기 농장 내 작물의 성장, 질병 및 환경을 관리하는 단계;
   인력관리부가 상기 모니터링 단계에서의 모니터링 결과를 토대로 상기 인력과 관련된 제1 자원 및 제1 이벤트를 관리하는 단계;
   장비관리부가 상기 모니터링 단계에서의 모니터링 결과를 토대로 상기 농장 내 장비와 관련된 제2 자원 및 제2 이벤트를 관리하는 단계;
   물류관리부가 상기 모니터링 단계에서의 모니터링 결과를 토대로 상기 농장 내 생산량관리 및 물류이동과 관련된 제3 자원 및 제3 이벤트를 관리하는 단계;
   품질관리부가 상기 농장의 생산물에 대한 품질을 관리하며, 생산경과일자와 보관온도의 조합 또는 보관기간과 보관온도의 조합에 따른 품질분석결과의 선형 조건에 기초하여 상품의 품질을 결정하는 단계;
   제1 AVG가 상기 농장에 필요한 물품과 농장 생산물을 이송하는 단계;
   제2 AVG가 상기 농장 내 작물을 관리하고 수확하는 단계; 및
   카메라를 탑재한 드론이 상기 농장의 미리 설정된 구역에 대한 영상과 이벤트가 발생한 구역에 대한 영상을 촬영하도록 운행 경로가 실시간으로 조정되는 단계;을 포함하고,를 포함하고,
   상기 모니터링하는 단계는,
   정보 획득부가 상기 위치 결정을 위한 단말로부터 위치 정보와 상태 정보 및 이벤트 정보를 획득하는 정보 획득 단계;
   영상 획득부가 상기 농장에 설치되는 복수의 카메라들로부터 영상 신호를 획득하는 영상 획득 단계;
   통계 관리부가 상기 정보 획득 단계에서 획득한 정보를 미리 설정된 기준에 따라 분류하고 누적하는 통계 관리 단계;
   실시간 작업 관리부가 상기 영상 획득 단계와 상기 통계 관리 단계에서 획득한 정보를 미리 설정된 기준에 따라 분류하는 실시간 작업 관리 단계;
   작업 경로 관리부 상기 실시간 작업 관리 단계에서 분류된 객체별 정보에 기초하여 지정된 객체의 작업 경로를 생성하는 작업 경로 관리 단계; 및
   출력화면관리부가 사용자 인터페이스를 통한 요청 메시지에 따라 상기 정보 획득 단계, 상기 영상 획득 단계, 상기 통계 관리 단계, 상기 실시간 작업 관리 단계 및 상기 작업 경로 관리 단계로부터 받은 신호 및 데이터에 기초하여 실시간 작업 관리 화면, 일일 작업 통계 화면, 작업 경로 조회 화면, 이벤트 통계 화면, 실시간 환경 모니터링 화면 또는 이들의 조합을 디스플레이장치의 화면에 출력하기 위한 영상신호를 생성하는 출력화면관리 단계를 구비하고,
   상기 위치 결정을 위한 단말은 범지구위치결정시스템(global positioning system, GPS)이 탑재된 이동통신 단말 또는 모바일 단말과, 무선 키트를 포함하며, 상기 무선 키트는 상기 농장에 배치되는 복수의 비콘들과 통신 신호를 주고받고 상기 비콘들의 식별자나 기설정 위치정보를 토대로 자신의 위치 정보를 생성하고,
   상기 비콘은,
   상기 농장에 격자점들의 형태로 설치되어 고정식으로 초음파를 송출하는 지능형 농장 관리 방법.
   
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