KR102003510B1

KR102003510B1 - Smart irrigation system

Info

Publication number: KR102003510B1
Application number: KR1020180169047A
Authority: KR
Inventors: 채한별
Original assignee: 스마프(주)
Priority date: 2018-12-26
Filing date: 2018-12-26
Publication date: 2019-07-24
Anticipated expiration: 2037-08-29
Also published as: KR20190024864A

Abstract

본 발명은 스마트 관개 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 관개 시스템은, 소정의 수원과 연결되며 소정의 면적에 대하여 물을 공급하는 하나 이상의 스마트 밸브; 스마트 밸브의 작동을 제어하는 중앙제어장치; 중앙제어장치와 스마트 밸브 사이의 신호를 교환하는 네트워크 장치; 및 스마트 밸브를 통해 제공되는 물의 수력으로 전력을 생산하여 스마트 밸브에 전력을 제공하는 자가 발전 유량계;를 포함한다..The present invention relates to a smart irrigation system. A smart irrigation system according to an embodiment of the present invention includes: at least one smart valve connected to a predetermined water source and supplying water to a predetermined area; A central control device for controlling the operation of the smart valve; A network device for exchanging signals between the central control device and the smart valve; And a self-generating flow meter that produces power from the hydraulic power of water provided through the smart valve and provides power to the smart valve.

Description

Smart Irrigation System {SMART IRRIGATION SYSTEM}

본 발명은 스마트 관개 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소정의 수원과 연결되며 소정의 면적에 대하여 물을 공급하는 하나 이상의 스마트 밸브; 상기 스마트 밸브의 작동을 제어하는 중앙제어장치; 상기 중앙제어장치와 상기 스마트 밸브 사이의 신호를 교환하는 네트워크 장치; 및 상기 스마트 밸브를 통해 제공되는 물의 수력으로 전력을 생산하여 상기 스마트 밸브에 전력을 제공하는 자가 발전 유량계;를 포함하여 원격에서 작물에 대한 안전한 물 공급이 이루어질 수 있는 스마트 관개 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a smart irrigation system, and more particularly, to a smart irrigation system comprising at least one smart valve connected to a predetermined water source and supplying water to a predetermined area; A central control device for controlling the operation of the smart valve; A network device for exchanging signals between the central control device and the smart valve; And a self-generating flow meter for generating electric power by the hydraulic power of water provided through the smart valve to supply electric power to the smart valve, and to a smart irrigation system in which safe water supply to crops can be performed remotely.

지역적으로 매년 반복되는 갈수기를 극복하고, 같은 시기에 집중되는 농업 용수 수요를 효율적으로 대처하기 위해서는 농업 용수의 효율적인 분배와 사용이 필요하다. 특히, 같은 시기에 사용량이 집중되는 농업 특성상 개별 농가에 농업용수를 공급할 수 있는 장치가 필요하며, 그 운영에 일손을 빼앗기지 않기 위해서는 시스템적으로 관리할 수 있는 솔루션이 요구된다.
정부 및 각 기관에서는 물 부족으로 인한 피해를 예방 및 해소하기 위하여 담수 시설 및 저수지 공급 등의 해결책을 마련하고 있으나, 비 효율적인 농업용수 공급 체계로 인해서 근본적인 해결책을 마련하지 못하고 있다.

이러한 피해를 방지하기 위해, 원격으로 작동을 제어하고 농경지 등에 물을 공급하는 각종 원격 제어 관개 시스템이 제안되었으나, 넓은 면적을 갖고 전기 공급과 통신 상황이 비교적 열악한 농경지 특성상 실질적인 사용 효율이 매우 낮은 실정이다.
따라서, 농경지에서의 다양한 정보를 송수신 할 수 있는 네트워크 시스템을 갖춤과 동시에, 열악한 전기 공급 상황에 대해서도 대처할 수 있는 농업용수 공급 시스템을 통해 공급 및 수요를 스마트하게 관리할 수 있는 시스템이 필요하다.Effective distribution and use of agricultural water is needed to overcome the region's yearly recurring season and efficiently cope with agriculture water demand concentrated at the same time. Especially, agricultural equipment that can supply agricultural water to individual farmers is required for the agricultural characteristics in which the usage is concentrated at the same time, and a system-manageable solution is required in order not to lose the operation.
The government and institutions are providing solutions to prevent and solve the damage caused by water shortage, such as the supply of fresh water facilities and reservoirs. However, the inefficient agricultural water supply system has not provided a fundamental solution.

In order to prevent such damage, various remote control irrigation systems have been proposed which control the operation remotely and supply water to the agricultural land, but the practical use efficiency is very low due to the characteristics of the agricultural land having a large area and relatively poor electric supply and communication conditions .
Therefore, there is a need for a system capable of smartly managing supply and demand through an agricultural water supply system capable of coping with poor electricity supply situation while having a network system capable of transmitting and receiving various information in agricultural land.

등록특허 제10-1413734호Registration No. 10-1413734

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 소정의 수원과 연결되며 소정의 면적에 대하여 물을 공급하는 하나 이상의 스마트 밸브; 상기 스마트 밸브의 작동을 제어하는 중앙제어장치; 상기 중앙제어장치와 상기 스마트 밸브 사이의 신호를 교환하는 네트워크 장치; 및 상기 스마트 밸브를 통해 제공되는 물의 수력으로 전력을 생산하여 상기 스마트 밸브에 전력을 제공하는 자가 발전 유량계;를 포함하여 원격에서 작물에 대한 안전한 물 공급이 이루어질 수 있는 스마트 관개 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is conceived to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a smart valve which is connected to a predetermined water source and supplies water to a predetermined area. A central control device for controlling the operation of the smart valve; A network device for exchanging signals between the central control device and the smart valve; And a self-generating flowmeter for generating electric power by hydraulic power of water provided through the smart valve to supply electric power to the smart valve, and a smart irrigation system capable of supplying safe water to crops remotely, There is a purpose.

본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 관개 시스템은, 소정의 수원과 연결되며 소정의 면적에 대하여 물을 공급하는 하나 이상의 스마트 밸브; 상기 스마트 밸브의 작동을 제어하는 중앙제어장치; 상기 중앙제어장치와 상기 스마트 밸브 사이의 신호를 교환하는 네트워크 장치; 및 상기 스마트 밸브를 통해 제공되는 물의 수력으로 전력을 생산하여 상기 스마트 밸브에 전력을 제공하는 자가 발전 유량계;를 포함한다.
또한, 상기 중앙제어장치는, 작물의 생육 정보, 및 지역 정보를 포함한 정보가 저장되는 메인 데이터 베이스부, 상기 메인 데이터 베이스부에 저장된 정보를 이용하여 급수 스케쥴을 도출하는 알고리즘을 포함하는 메인 처리 장치를 포함할 수 있다.
또한, 상기 메인 처리 장치는, 자동 작동 모드와 수동 작동 모드를 포함하되, 상기 자동 작동 모드에서는 상기 메인 처리 장치에서 도출된 급수 스케쥴에 따라서 상기 스마트 밸브를 작동시키며, 상기 수동 작동 모드에서는 입출력 장치에서 수신된 사용자의 신호에 의해서 상기 스마트 밸브를 작동시키되, 상기 메인 처리 장치는 상기 수동 작동 모드에서 소정의 시간 동안 사용자의 신호가 수신되지 않으면 상기 자동 작동 모드로 전환될 수 있다.
또한, 상기 스마트 밸브는 각각 소정의 고유 번호를 갖고 복수 개 구비되며, 상기 중앙제어장치에 상기 고유 번호가 등록되면 해당 고유 번호를 갖는 스마트 밸브의 작동이 상기 중앙제어장치에 의해서 제어될 수 있다.
또한, 상기 스마트 밸브는 GPS 를 구비하여, 상기 스마트 밸브의 고유 번호가 등록되면 상기 스마트 밸브가 설치된 지역의 정보가 상기 중앙제어장치로 전달될 수 있다.
또한, 상기 스마트 관개 시스템은, 사용자의 이동 단말기에 통신가능하게 연결되고, 사용자는 상기 사용자의 이동 단말기의 애플리케이션을 통해서, 상기 스마트 밸브를 작동하고, 상기 중앙제어장치에서 생성된 급수 스케쥴을 출력할 수 있다.
또한, 상기 스마트 밸브의 고유 번호는, 상기 애플리케이션에 의해서 상기 중앙제어장치에 등록될 수 있다.
또한, 상기 애플리케이션은, 복수의 상기 스마트 밸브를 선택적으로 그루핑하고, 그루핑된 상기 스마트 밸브들을 연관지어 제어할 수 있다.
또한, 상기 스마트 밸브는 비상 제어 시스템을 포함하며, 상기 비상 제어 시스템은 상기 중앙제어장치와 신호 교환이 소정의 기간 동안 차단되면 작동하여 상기 스마트 밸브의 작동을 제어할 수 있다.
또한, 상기 스마트 밸브는 비상제어 시스템을 포함하고, 상기 자가 발전 유량계는 상기 스마트 밸브에 대해 전력을 제공하는 축전부를 포함하며, 상기 비상 제어 시스템은, 상기 축전부 내의 잔여 전력량이 소정 범위 이하로 판단되면 상기 스마트 밸브를 강제로 개방하여 상기 자가 발전 유량계에서 발전이 이루어 질 수 있다.A smart irrigation system according to an embodiment of the present invention includes: at least one smart valve connected to a predetermined water source and supplying water to a predetermined area; A central control device for controlling the operation of the smart valve; A network device for exchanging signals between the central control device and the smart valve; And a self-generating flow meter for generating electric power by hydraulic power of water provided through the smart valve to supply electric power to the smart valve.
In addition, the central control unit may include a main database unit for storing information including the growth information of the crops and the local information, and an algorithm for deriving a water supply schedule using the information stored in the main database unit, . &Lt; / RTI >
In addition, the main processing unit may include an automatic operation mode and a manual operation mode. In the automatic operation mode, the smart valve is operated in accordance with a water supply schedule derived from the main processing unit. In the manual operation mode, The main processing unit may switch to the automatic operation mode if the user signal is not received for a predetermined time in the manual operation mode.
In addition, the smart valves may have a predetermined number, and a plurality of smart valves may be provided. When the unique number is registered in the central control device, operation of the smart valve having the corresponding unique number may be controlled by the central control device.
In addition, the smart valve includes a GPS, and when the unique number of the smart valve is registered, information on the area where the smart valve is installed may be transmitted to the central control unit.
The smart irrigation system is communicatively connected to a user's mobile terminal, and a user operates the smart valve through an application of the user's mobile terminal, and outputs a water supply schedule generated by the central control device .
Further, the unique number of the smart valve may be registered in the central control apparatus by the application.
Further, the application may selectively group a plurality of the smart valves and control the associated smart valves.
In addition, the smart valve includes an emergency control system, and the emergency control system can operate when the signal exchange with the central control device is interrupted for a predetermined period of time to control the operation of the smart valve.
Further, the smart valve includes an emergency control system, and the self-generating flow meter includes a power storage unit that provides power to the smart valve, and the emergency control system determines that the residual power amount in the power storage unit is less than a predetermined range The smart valve can be forcibly opened to generate electricity in the self-generating flow meter.

본 발명에 따른 스마트 관개 시스템에 의하면, 사용자가 직접 관리하기 힘든 원격지에 대해서도 작물에 대한 급수가 이루어질 수 있다. 특히, 스마트 밸브는 네트워크 장치에 의해서 중앙제어장치와 신호를 교환하여 원격에서 수신받은 명령에 의해서 급수를 수행할 수 있으므로, 물 관리가 용이하게 이루어질 수 있다. 또한, 중앙제어장치는 작물 정보, 스마트 밸브의 제원 정보, 지역 정보 등을 저장한 메인 데이터 베이스를 갖고, 상기 각종 정보를 처리하여 최적의 급수 스케쥴을 도출하는 메인 처리 장치를 가지므로, 보다 효과적인 급수 관리가 이루어질 수 있다.
또한, 스마트 밸브는 고유 번호를 갖고 중앙제어장치에 등록되며, GPS 장치를 가지므로, 스마트 밸브가 설치된 지역의 정보가 효과적으로 중앙제어장치에서 획득되어 최적의 급수 스케쥴을 제공할 수 있다.
또한, 자가 발전 유량계를 가짐에 따라서, 전기 공급이 어려운 지역에 대해서도 스마트 밸브를 설치, 활용할 수 있다. 또한, 잔여 전력량이 적을 경우 강제로 발전을 수행하며 중앙제어장치와 스마트 밸브 사이의 신호가 차단될 경우 작동하는 비상 제어 시스템을 가짐으로써, 통신 상황이 좋지 않은 지역에서의 활용 가능성이 높아지며, 예기치 않은 사고로 작물에 대한 급수가 중단되는 것을 방지할 수 있다.According to the smart irrigation system of the present invention, crops can be supplied to a remote site, which is difficult for a user to directly manage. In particular, since the smart valve exchanges signals with the central control device by the network device, the water can be supplied by the command received from the remote, so that water management can be easily performed. Further, the central control device has a main database storing crop information, specification information of a smart valve, and local information, and has a main processing device for processing the various information to derive an optimum water supply schedule, Management can be done.
In addition, since the smart valve has a unique number and is registered in the central control unit and has a GPS device, the information of the area where the smart valve is installed can be effectively obtained from the central control device and can provide an optimal watering schedule.
In addition, with the self-generated flow meter, a smart valve can be installed and utilized even in areas where electricity supply is difficult. In addition, since the emergency control system operates when the residual power is low and the power is forcibly generated and the signal between the central control device and the smart valve is shut off, the possibility of utilization in a poor communication environment is increased, It is possible to prevent the water supply to the crop from being stopped in an accident.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 관개 시스템의 개념도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 관개 시스템의 신호 교환을 나타낸 블록도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 관개 시스템의 스마트 밸브와 자가 발전 유량계를 나타낸 도면이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 자가 발전 유량계의 구조를 도시한 도면이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따라서, 입출력 장치를 이용하여 스마트 밸브의 고유 번호를 중앙제어장치에 등록하는 것을 나타낸 개념도이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따라서, 입출력 장치를 통해 출력된 스마트 밸브의 제어 화면을 나타낸 도면이다.1 is a conceptual diagram of a smart irrigation system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating signal exchange of a smart irrigation system in accordance with an embodiment of the present invention.
3 is a view of a smart valve and a self-generating flow meter of a smart irrigation system according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a structure of a self-generating flow meter according to an embodiment of the present invention.
5 is a conceptual diagram illustrating registration of a unique number of a smart valve to a central control device using an input / output device according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a control screen of a smart valve output through an input / output device according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예가 상세하게 설명된다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 도면에서 본 발명의 실시예를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략되었다.
본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 명세서에서, "포함하다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 이하의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 명확하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 관개 시스템의 개념도이며, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 관개 시스템의 신호 교환을 나타낸 블록도이다. 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 관개 시스템의 스마트 밸브(100)와 자가 발전 유량계(400)를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 관개 시스템은, 스마트 밸브(100), 중앙제어장치(200), 네트워크 장치(300), 자가 발전 유량계(400), 및 입출력 장치(500)를 포함하여 구성될 수 있다.
스마트 밸브(100)는 경작지 등에 설치되고 소정의 수원과 소정의 배관을 통해 연결되어, 설치된 지역의 작물에 물을 공급하는 장치이다. 스마트 밸브(100)는 밸브 바디(110), 밸브 액츄에이터(120), 밸브 제어부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
밸브 바디(110)는 밸브 본체를 구성하는 부재이다. 밸브 바디(110)는 소정의 유로를 갖는 밸브 하우징(112), 및 밸브 하우징(112) 내에 마련되는 밸브부(미도시)를 포함할 수 있다.
밸브 하우징(112)은 소정의 관로에 연결되어 용수를 공급받을 수 있게 구성된다. 밸브 하우징(112)의 외부에는 공급된 용수가 외부로 배출될 수 있는 노즐(114)이 구비될 수 있다. 밸브 하우징(112) 내부에는 유로가 구비되어 노즐(114)과 관로를 연결할 수 있다. 노즐(114)의 개수, 및 구조는 한정하지 아니하며, 바람직하게는 노즐(114)은 소정의 수압으로 제공된 용수를 넓은 면적에 걸쳐서 고르게 제공할 수 있는 구성을 가질 수 있다.
밸브부(미도시)는 밸브 하우징(112) 내에 구비되며, 밸브 하우징(112) 내의 유로를 개폐할 수 있다. 상기 밸브부가 개방되어 유로와 관로가 연통되면 외부에서 공급된 용수가 노즐(112)을 통해 외부로 배출되어 작물에 공급될 수 있다. 밸브부는 예컨대 볼 밸브, 다이어프레임 밸브, 글로브 밸브, 게이트 밸브 등 임의의 작동 구조를 가질 수 있고, 특정한 구조에 한정하지 아니한다.
밸브 액츄에이터(120)는 소정의 동작 신호에 의해서 작동하는 소정의 액츄에이터이다. 밸브 액츄에이터(120)는 밸브 하우징(112) 내의 밸브부를 작동시켜서 급수가 선택적으로 이루어지도록 할 수 있다. 밸브 액츄에이터(120)는 특정한 종류의 장치로 한정되지 아니하며, 모든 타입의 전동 액츄에이터가 사용될 수 있다. 예컨대, 밸브 액츄에이터(120)는 소정의 솔레노이드, 또는 소정의 모터일 수 있다.
밸브 액츄에이터(120)는 저전력으로 구동이 가능한 래칭(latching) 방식의 솔레노이드 밸브로 구성될 수 있다. 한편, 밸브 액츄에이터(120)가 모터로 구성되며 밸브부가 모터에 의해서 작동하는 볼 밸브일 경우에는, 저 전력 구동을 위해서 완전 개방/폐쇄(fully open/close) 시그널 방식의 밸브 액츄에이터(120)가 사용될 수 있다.
밸브 제어부(130)는 밸브 액츄에이터(120)의 작동을 제어한다. 밸브 제어부(130)는 중앙제어장치(200)에서 수신된 작동 신호에 의해서 밸브 액츄에이터(120)를 작동시켜 밸브부를 개폐할 수 있다. 따라서, 밸브 제어부(130)는 소정의 신호를 생성하는 서브 처리 장치, 및 데이터가 저장되는 서브 데이터 베이스를 포함하여 구성될 수 있다. 밸브 제어부(130)는 밸브 액츄에이터(120)와 전기적으로 연결될 수 있다.
밸브 제어부(130)는 비상 제어 시스템을 포함할 수 있다. 비상 제어 시스템은 스마트 밸브(100)와 중앙제어장치(200) 사이의 신호 교환 여부, 또는 스마트 밸브(100)의 배터리 상태 여부, 자가 발전 유량계(400)의 축전부(450)의 잔여 전력 여부 등에 따라서 작동되는 장치이다.
일 예로, 비상 제어 시스템은, 중앙제어장치(200)와 신호 교환이 소정의 기간 동안 차단될 경우, 자동으로 작동할 수 있다. 비상 제어 시스템이 작동하면, 중앙제어장치(200)를 통해 전달되는 밸브 액츄에이터(120)의 작동 신호와 무관하게, 밸브 제어부(130)가 자체적으로 소정의 주기, 시간 간격에 따라서 밸브 액츄에이터(120)를 작동시켜 급수를 수행할 수 있다. 예컨대, 비상 제어 시스템이 작동하면, 중앙제어장치(200)에서 수신되는 신호가 차단되기 전에 밸브 제어부(130)에 입력된 밸브부의 개폐 주기, 개폐 시간 간격, 개폐 시간 등에 따라서 밸브 액츄에이터(120)의 작동을 제어할 수 있다.
한편, 다른 예로, 후술하는 바와 같이, 자가 발전 유량계(400)의 축전기 내의 전력이 소정 수치 이하일 경우, 상기 비상 제어 시스템이 작동하여 스마트 밸브(100) 내의 밸브부를 강제로 개방하고 전력을 충전하도록 할 수 있다.
상기 밸브 액츄에이터(120), 및 밸브 제어부(130)는 전기에 의해 구동될 수 있으며, 스마트 밸브에 밸브 액츄에이터(120) 및 밸브 제어부(130)를 작동시키기 위한 소정의 배터리가 구비되거나, 또는 후술하는 자가 발전 유량계(400)의 축전부(450)를 통해 전력을 제공받을 수 있다.
또한, 스마트 밸브(100)는 소정의 센서(미도시)를 가질 수 있다. 센서는 스마트 밸브(100)가 설치된 지역의 습도, 온도, 풍향, 염분 등을 센싱하는 소정의 온도계, 풍향계 및 습도계를 포함할 수 있으며, 이에 반드시 한정하지 아니한다.
각각의 스마트 밸브(100)는 소정의 고유 번호를 가질 수 있다. 이러한 고유 번호는 예컨대 소정의 바코드, 또는 QR 코드 등에 의해서 부여될 수 있다. 고유 번호에는 각각의 스마트 밸브(100)가 갖는 급수 범위, 급수 수압 등의 각종 제원 정보가 기록될 수 있다. 이와 같이 고유 번호를 갖는 스마트 밸브(100)를 일 지역에 설치하고 해당 고유 번호를 후술하는 중앙제어장치(200)에 등록하면, 등록된 고유 번호를 갖는 스마트 밸브(100)의 작동을 중앙제어장치(200)에서 제어할 수 있다.
이와 같은 스마트 밸브(100)의 고유 번호의 등록은 소정의 모바일 기기의 애플리케이션으로 구성되는 입출력 장치(500)에 의해서 이루어질 수 있다. 예컨대, 스마트 밸브(100)를 일 지역에 설치한 후, 해당 스마트 밸브(100)의 고유번호를 소정의 모바일 기기를 통해 중앙제어장치(200)에 등록하면, 이후 해당 스마트 밸브(100)는 중앙제어장치(200)에 의한 제어를 받을 수 있고, 사용자는 모바일 기기의 애플리케이션을 통해 스마트 밸브(100)의 작동을 제어하며, 결과를 확인할 수 있다.
또한, 각각의 스마트 밸브(100)는 스마트 밸브(100)가 설치된 위치를 나타낼 수 있는 소정의 GPS 장치(미도시)를 가질 수 있다. 따라서, 스마트 밸브(100)를 경작지에 설치하고 스마트 밸브(100)에 구비된 GPS 장치를 가동시키면, 스마트 밸브(100)가 설치된 위치를 파악할 수 있다.
아울러, 스마트 밸브(100)는 소정의 통신 수단을 가질 수 있다. 이러한 통신 수단은 후술하는 네트워크 장치(300)의 일부를 구성할 수 있다. 예컨대, 소정의 신호를 송 수신하는 통신 안테나(140)가 구비될 수 있다.

중앙제어장치(200)는 메인 데이터 베이스(210), 및 메인 처리 장치(220)를 포함하여 구성될 수 있다.
메인 데이터 베이스(210)는 각종 정보가 입력되어 저장될 수 있는 소정의 정보 저장 장치이다. 메인 데이터 베이스(210)에 저장될 수 있는 정보는, 예컨대 기상 정보, 지역 정보, 및 각종 작물, 식물의 생육 정보 등일 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다.
메인 처리 장치(220)는 메인 데이터 베이스(210)에 저장된 정보를 처리하여, 스마트 밸브(100)가 설치된 지역의 작물에 대한 급수 주기, 및 급수량 등을 포함한 급수 스케쥴을 도출하는 장치이다.
위에서 설명한 바와 같이, 스마트 밸브(100)의 고유번호가 중앙제어장치(200)에 등록되면 등록된 해당 고유 번호를 갖는 스마트 밸브(100)는 중앙제어장치(200)에 의한 제어를 받게 된다. 아울러, 각각의 스마트 밸브(100)의 급수 범위, 수압 등의 제원 정보는 고유번호가 등록됨에 따라서 중앙제어장치(200)에 제공되며, 중앙제어장치(200)는 스마트 밸브(100)의 제원 정보를 급수 스케쥴 생성에 반영할 수 있다.
또한, 스마트 밸브(100)에는 GPS 장치가 내장되어 있으므로, 중앙제어장치(200)는 스마트 밸브(100)가 설치된 지역을 파악할 수 있으며, 따라서 외부의 지리, 기상 정보 제공 시스템에 의해서 스마트 밸브(100)가 설치된 지역의 지리, 기상 정보를 획득하고, 사용자에게 제공할 수 있다. 따라서 중앙제어장치(200)에서는 고유번호를 갖는 각각의 스마트 밸브(100)에 대해서 설치 지역의 정보에 따른 최적의 급수 스케쥴을 생성할 수 있다.
메인 처리 장치(220)는 소정의 CPU 와 같은 연산 장치일 수 있다. 메인 처리 장치(220)에는 제공된 각종 정보를 처리하여 최적의 급수 스케쥴을 도출하기 위한 알고리즘을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 알고리즘은, 메인 데이터 베이스(210)에 저장된 작물의 생육 정보, 외부의 기상 관제 시스템에서 제공된 기상 정보, 고유번호를 통해 등록된 스마트 밸브(100)의 제원 정보, 및 상기 스마트 밸브(100)에 마련된 센서부를 통해 획득된 각종 습도, 온도, 염분, 풍향 등을 종합, 처리하여 최적의 급수 스케쥴을 도출할 수 있다. 아울러, 상기 처리된 정보를 시각적으로 사용자에게 제공하는 알고리즘을 포함할 수 있다.
위와 같은 기상 정보, 지리 정보, 작물의 생육 정보, 밸브 제원 정보 등은 각각 별개로 작용하지 않고, 서로 유기적으로 결합되어 메인 처리 장치(220)에 반영됨으로써, 메인 처리 장치(220)는 최적의 급수 스케쥴을 생성할 수 있다.
예컨대, 쌀의 경우 통상 모내기 시점에 대량의 급수가 필요하다. 따라서, 우리나라의 농경지에 상기 스마트 밸브(100)가 설치되어 쌀의 급수에 사용되는 경우, 기상 정보에 따라서 모내기 시점에 많은 양의 급수를 행하도록 1 차적 급수 스케쥴을 마련할 것이나, 모내기 시점에 강수량이 많을 경우, 메인 처리 장치(220)는 기상 정보를 반영하여 적은 양의 급수가 이루어지도록 급수 스케쥴을 조정할 수 있다.
아울러, 사용자는 작물의 이앙 시점, 생육 시점 등을 소정의 입출력 장치(500)를 통해 중앙제어장치(200)에 입력할 수 있다. 중앙제어장치(200)는 메인 데이터 베이스(210)에 저장된 작물의 생육 정보를 토대로 작물에 필요한 급수 스케쥴을 도출할 수 있다. 일 예로, 통상적인 모내기의 시점보다, 모내기 시점이 늦춰지거나 빨라질 경우, 해당 모내기 시점을 중앙제어장치(200)에 입력하면 중앙제어장치(200)는 변경된 모내기 시점을 반영한 급수 스케쥴을 제공할 수 있다.
한편, 중앙제어장치(200)는 메인 처리 장치(220)에 의해서 도출된 급수 스케쥴에 따라서 자동으로 급수를 수행하는 자동 급수 모드, 및 사용자가 직접 급수 여부를 결정하는 수동 급수 모드를 가져서, 자동 급수와 수동 급수가 선택적으로 이루어질 수 있다. 예컨대, 사용자가 장기간 동안 관리할 수 없는 경우, 사용자 스스로 자동 급수 모드를 선택함으로써, 중앙제어장치(200)가 메인 처리 장치(220)에 의해서 도출된 급수 스케쥴에 따라서 급수가 이루어지도록 할 수 있다. 또는 수동 급수 모드 하에서도, 사용자에 의한 급수 명령이 소정의 기간 동안 이루어지지 않을 경우와 같이 비상 상황의 경우, 중앙제어장치(200)는 자동 급수 모드로 전환하여 급수가 이루어지도록 할 수 있다. 이에 따라서, 중앙제어장치(200)의 메인 처리 장치(220) 내에는 자동 급수 모드, 및 수동 급수 모드에 따른 작동 알고리즘과, 수동 급수 모드에서 비상 상황으로 파악되면 자동 급수 모드로 전환하는 비상 전환 알고리즘이 내장될 수 있다.
또한, 중앙제어장치(200)는 후술하는 입출력 장치(500)와 별개로 각종 정보의 입력 및 출력을 위해서 소정의 입력 장치 및 출력 장치를 포함할 수 있다.

네트워크 장치(300)는 상기 중앙제어장치(200)와 상기 스마트 밸브(100) 사이의 신호 전달을 매개하는 장치이다. 네트워크 장치(300)는 예컨대 스마트 밸브(100)에 설치되는 송수신 장치, 후술하는 자가 발전 유량계(400)에 설치되는 소정의 송수신 장치와, 중앙제어장치(200)에 구비되는 소정의 송수신 장치, 및 각각의 송수신 장치 간의 통신을 중계하는 소정의 통신망 및 서버 등을 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 네트워크 장치(300)는 RF, IrDA, WiFi, UWB, 블루투스, Zigbee, CDMA, WCDMA, LTE, LTE-A와 같은 근거리 또는 장거리 무선통신 수단을 사용할 수 있으며, 또는 LoRa(Long Range)와 같은 대규모 저전력 장거리 무선 통신 수단을 사용할 수 있으며, 이에 반드시 한정하는 것은 아니다.

도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 자가 발전 유량계(400)의 구조를 도시한 도면이다.
자가 발전 유량계(400)는 스마트 밸브(100)를 통해 급수되는 급수량을 측정함과 동시에, 유량계를 통과하는 수류에 의해서 전기를 생산하는 소정의 발전 장치로 구성된다. 자가 발전 유량계(400)는 예컨대 스마트 밸브(100)에 연결되는 관로에 설치되어, 스마트 밸브(100)가 개방 되었을 때 해당 관로를 통과하는 물의 흐름을 이용하여 발전하는 소규모의 수력 발전기일 수 있다.
자가 발전 유량계(400)는 유량계 하우징(410), 수력으로 회전하는 터빈(420), 터빈(420)에 연결되어 회전 가능한 자성부(430), 자성부(430)의 회전에 의해 전기가 유도되는 코일부(440), 및 유도된 전기가 충전되는 축전부(450)를 포함하여 구성될 수 있다.
유량계 하우징(410)은 양 방향에 관로가 연결되어 용수가 일 방향으로 통과하도록 구성될 수 있다. 유량계 하우징(410)은 내부에 터빈(420)이 배치되어 회전할 수 있는 베이스 하우징(412), 및 소정의 커버 하우징(414)을 포함할 수 있다. 상기 베이스 하우징 내에 형성된 공간은 원통형 구성을 가질 수 있으며, 내부에 설치된 터빈(420)이 물의 흐름에 따라서 일 방향으로 회전할 수 있도록 구성될 수 있다. 한편, 도 3 에서는 유량계 하우징(410)이 스마트 밸브(100)의 측부에 연결되어 자가 발전 유량계(400)가 스마트 밸브(100)와 별개로 구성되도록 도시되었으나, 이에 반드시 한정하는 것은 아니며, 스마트 밸브(100) 내에 유량계 하우징(410)이 내장되는 실시 형태도 가능하다. 즉, 자가 발전 유량계(400)는 스마트 밸브(100)를 통해 배출되는 물의 이동 경로 상의 임의의 위치에 설치될 수 있다.
터빈(420)은 유량계 하우징(410)을 통과하는 물의 흐름을 회전력으로 전환한다. 터빈(420)은 유량계 하우징(410) 내에 설치되며 소정의 축을 중심으로 회전할 수 있다.
자성부(430)는 자성을 갖는 부재로서, 터빈(420)에 연결되어 회전 가능한 부재이다. 예컨대, 도 4 에 도시된 바와 같이, 터빈(420)의 회전축에 판상의 베이스(432)가 연결되고, 상기 베이스 상에 복수 개의 마그넷 부재(434)가 배치되어, 터빈(420)의 회전에 따라서 상기 베이스(432) 및 마그넷 부재(434)가 회전하는 구성을 가질 수 있으며, 이에 반드시 한정하는 것은 아니다.
코일부(440)는 상기 마그넷 부재(434)의 회전에 따라 유도 전류가 발생하는 부재이다. 코일부(440) 또한 소정의 베이스 상에 복수 개 구비되는 구성을 가질 수 있으며, 이에 한정하지 않는다. 또한, 코일부(440)는 마그넷 부재(434)의 상부에 위치하거나, 또는 마그넷 부재(434)의 회전 중심축을 중심으로 하여 반경 방향 외측에 위치하는 구성을 가질 수도 있으며, 이에 한정하지 않는다.
자성부(430)와 코일부(440)의 구조는 도면에 도시된 바에 한정하지 아니하며, 터빈(420)의 회전에 의해서 전자기 유도가 발생하여, 전기를 생산할 수 있는 어떠한 구조도 가질 수 있다. 다른 예로, 자성부(430)가 고정되고 코일부(440)가 회전하는 형태의 실시 형태도 가능하다.
축전부(450)는 코일부(440)와 전기적으로 연결되는 소정의 축전 장치로서, 터빈(420)의 회전에 의해서 코일부(440)에 발생한 유도 전류가 전달되어 전력이 충전되는 장치이다. 축전부(450)는 스마트 밸브(100)에 전력을 공급할 수 있으며, 동시에 현재 보유한 전력량 정보를 스마트 밸브(100)에 구비된 밸브 제어부(130)에 전달할 수 있다.
자가 발전 유량계(400)는 스마트 밸브(100)를 통해 급수가 이루어질 때 작동하여 전기를 생산하므로, 통상 중앙제어장치(200)에 의해 작동한다. 그러나, 자가 발전 유량계(400)는 스마트 밸브(100)의 밸브 제어부(130)에 마련된 비상 제어 시스템에 의해서도 작동할 수 있다. 즉, 스마트 밸브(100)에 마련된 비상 제어 시스템은, 자가 발전 유량계(400)의 축전기 내의 전력이 소정 범위 이하로 판단될 경우, 중앙제어장치(200)의 작동 신호 없이 밸브 액츄에이터(120)를 작동시켜서 스마트 밸브(100)를 통해 급수가 이루어지도록 하여 자가 발전 유량계(400)가 전기를 생산하도록 하고 축전기가 충전되도록 할 수 있다. 따라서, 스마트 밸브(100)의 작동에 필요한 전력이 고갈되어 작동이 정지되는 것이 방지될 수 있다.
아울러, 자가 발전 유량계(400)는 계측부(미도시)를 포함할 수 있다. 계측부는 자가 발전 유량계(400)를 통과한 수량을 계측함으로써, 급수가 이루어진 양을 측정할 수 있다. 아울러, 스마트 밸브(100)의 고장 등이 발생하여 자가 발전 유량계(400)를 통과한 물의 양이 비정상일 경우, 소정의 고장 신호를 발생시킬 수 있다. 이를 위해, 스마트 밸브(100) 작동 시 통상적인 용수 유동량인 기준 유동량 데이터가 내장될 수 있으며, 작동 시 실제 용수 유동량과 기준 유동량을 비교하여 차이가 클 경우 고장 신호를 중앙제어장치(200)에 전달할 수 있다. 이와 같은 기준 유동량 데이터의 저장 및 유동량의 비교는 스마트 밸브(100)의 밸브 제어부(130)에서 이루어질 수 있으며, 또는 자가 발전 유량계(400)가 소정의 알고리즘이 내장된 제어부를 가짐으로써 자가 발전 유량계(400)에서 이루어지는 실시 형태도 가능하다.
자가 발전 유량계(400)가 구비됨에 따라서, 본 발명의 스마트 밸브(100)가 별도의 외부 전원과 연결됨이 없이 작동할 수 있다. 특히, 위와 같이, 자가 발전 유량계(400)는 중앙제어장치(200)의 작동 신호에 의한 작동 외에, 전력 고갈시 스마트 밸브(100)의 비상 제어 시스템에 의해서도 작동할 수 있게 구성되어 스마트 밸브(100)가 작동을 중지하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 관개 시스템은, 별도의 전원 공급 수단이 마련되지 않고 전원을 공급하기 어려운 지역 등에도 설치되어 스스로 전력을 생산하여 작동할 수 있다. 이는, 사막 지역 등과 같은 미개발 지역, 원격 지역에 대한 관개 및 작물 재배에 유리한 효과를 달성할 수 있다.

입출력 장치(500)는 사용자의 각종 신호가 입력되고, 각종 정보를 출력할 수 있는 장치이다. 입출력 장치(500)는 스마트 밸브(100) 및 중앙제어장치(200)에 대해 사용자의 신호를 전달하거나, 또는 스마트 밸브(100) 및 중앙제어장치(200)에서 생성된 신호를 사용자에게 출력할 수 있다. 또한, 입출력 장치(500)를 통해 각종 정보가 메인 데이터 베이스(210)에 입력되어 저장될 수 있다. 아울러, 처리 결과 등을 사용자가 확인할 수 있다. 바람직하게는, 이러한 입출력 장치(500)는 일 예로 소정의 애플리케이션을 갖는 모바일 장치일 수 있다. 상기 애플리케이션은 사용자의 명령과 정보를 입력할 수 있으며, 처리 결과를 시각적으로 나타내는 알고리즘을 포함할 수 있다.
일 예로, 도 5 와 같이, 사용자는 입출력 장치(500)를 통해서 스마트 밸브(100)의 고유번호를 중앙제어장치(200)에 등록하고, 각각의 스마트 밸브(100)가 급수하는 경작지 내에서 재배되는 작물의 품종 또한 선택하여 등록할 수 있다. 예컨대, 일 스마트 밸브(100)에 의해서 급수가 이루어지는 경작지에서 재배되는 작물의 품종이 입력되면, 메인 데이터 베이스(210) 내에 저장된 작물의 생육 정보를 메인 처리 장치(220)에서 처리하여 급수 스케쥴을 생성할 수 있다. 아울러, 수동 급수 모드에서는 사용자가 입출력 장치(500)를 통해 직접 급수 여부를 명령할 수 있으며, 자동 급수 모드에서는 사용자가 급수 상태 등에 대한 정보를 입출력 장치(500)를 통해 확인할 수 있다.
한편, 상기 애플리케이션은 복수 개의 스마트 밸브(100)를 그룹화하여 동시에 작동 명령을 내릴 수 있다. 예컨대, 일 지역 내에 스마트 밸브(100)가 복수 개 설치될 경우, 해당 지역의 스마트 밸브(100)는 공통된 지역 정보, 기상 정보를 가지므로, 사용자는 해당 스마트 밸브(100)의 고유 번호를 일 그룹 내에 묶어서 동시에 같이 작동하도록 하는 명령을 내릴 수도 있다. 이러한 그루핑(grouping)은 복수 개의 스마트 밸브(100)에 대해서 이루어질 수 있고, 복수 개의 그룹이 설정되는 것도 가능하다. 아울러, 소정의 고유 번호를 갖는 스마트 밸브(100)에 대해 소정의 정보를 부여하고, 해당 정보가 부여된 스마트 밸브(100)를 그루핑 하는 것도 가능하다. 예컨대, 일 지역에 설치된 복수의 스마트 밸브(100)에 해당 지역 정보를 부여하며, 동일한 지역 정보를 갖는 스마트 밸브를 하나의 그룹으로 묶는 것도 가능하다. 또한, 지역을 기준으로 그루핑이 이루어지는 것 외에, 스마트 밸브(100)의 제원, 스마트 밸브가 설치된 시점, 각각의 스마트 밸브를 통해 급수가 제공되는 작물의 종류 등을 기준으로 한 그루핑도 가능하다.
도 6 은 이와 같은 애플리케이션을 통해 입출력 장치(500)에 출력된 화면의 일 예를 나타낸 것이다. 도 6 (a) 와 같이, 소정의 그룹에 대한 물의 공급량이 입출력 장치(500)에 출력될 수 있으며, (b) 와 같이 급수 시간 및 급수량이 출력될 수 있다. 아울러, 기상 정보가 출력될 수 있으며, 급수 스케쥴을 타이머 형태로 설정하여 예정 스케쥴에 따라서 급수가 이루어지도록 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 사용자가 직접 관리하기 힘든 원격지에 대해서도 급수가 이루어질 수 있다. 특히, 스마트 밸브(100)는 네트워크 장치(300)에 의해서 중앙제어장치(200)와 신호를 교환하여 원격에서 수신받은 명령에 의해서 급수를 수행할 수 있으므로, 물 관리가 용이하게 이루어질 수 있다. 또한, 중앙제어장치(200)는 작물 정보, 스마트 밸브(100)의 제원 정보, 지역 정보 등을 저장한 메인 데이터 베이스(210)를 갖고, 상기 각종 정보를 처리하여 최적의 급수 스케쥴을 도출하는 메인 처리 장치(210)를 가지므로, 보다 효과적인 급수 관리가 이루어질 수 있다.
또한, 스마트 밸브(100)는 고유 번호를 갖고 중앙제어장치(200)에 등록되며, GPS 장치를 가지므로, 스마트 밸브(100)가 설치된 지역의 정보가 효과적으로 중앙제어장치(200)에 획득되어 최적의 급수 스케쥴을 제공할 수 있다.
또한, 자가 발전 유량계(400)를 가짐에 따라서, 전기 공급이 어려운 지역에 대해서도 스마트 밸브(100)를 설치, 활용할 수 있다. 또한, 잔여 전력량이 적을 경우 강제로 발전을 수행하며 중앙제어장치(200)와 스마트 밸브(100) 사이의 신호가 차단될 경우 작동하는 비상 제어 시스템을 가짐으로써, 통신 상황이 좋지 않은 지역에서의 활용 가능성이 높아지며, 예기치 않은 사고로 작물에 대한 급수가 중단되는 것을 방지할 수 있다.

이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly explain the embodiments of the present invention in the drawings, portions not related to the description are omitted.
The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions may include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
As used herein, the terms "comprises", "having", or "having" are used interchangeably to designate the presence of stated features, integers, steps, operations, components, Steps, operations, elements, components, or combinations of elements, numbers, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.
In addition, the following embodiments are provided to explain more clearly to those skilled in the art, and the shapes and sizes of the elements in the drawings and the like can be exaggerated for clarity.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a conceptual diagram of a smart irrigation system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram illustrating signal exchange of a smart irrigation system according to an embodiment of the present invention. 3 is a view of a smart valve 100 and a self-generating flow meter 400 of a smart irrigation system in accordance with an embodiment of the present invention.
1 to 3, a smart irrigation system according to an embodiment of the present invention includes a smart valve 100, a central control device 200, a network device 300, a self-generating flow meter 400, Device 500 as shown in FIG.
The smart valve 100 is a device installed on a cultivated land and connected to a predetermined water source through a predetermined pipe to supply water to the crop in the installed area. The smart valve 100 may include a valve body 110, a valve actuator 120, and a valve control unit 130.
The valve body 110 is a member constituting the valve body. The valve body 110 may include a valve housing 112 having a predetermined flow path and a valve unit (not shown) provided in the valve housing 112.
The valve housing 112 is connected to a predetermined conduit to receive water. A nozzle 114 may be provided outside the valve housing 112 to discharge the supplied water to the outside. A flow path is provided in the valve housing 112 to connect the nozzle 114 to the pipe. The number and structure of the nozzles 114 are not limited, and preferably the nozzle 114 can have a configuration capable of evenly distributing the water supplied at a predetermined water pressure over a large area.
A valve unit (not shown) is provided in the valve housing 112 and can open and close a flow path in the valve housing 112. When the valve is opened and the channel and the channel are communicated, the water supplied from the outside can be discharged to the outside through the nozzle 112 and supplied to the crop. The valve portion may have any operating structure such as a ball valve, a diaphragm valve, a globe valve, a gate valve, and the like, and is not limited to a specific structure.
The valve actuator 120 is a predetermined actuator operated by a predetermined operation signal. The valve actuator 120 may operate the valve in the valve housing 112 to selectively supply water. The valve actuator 120 is not limited to any particular type of device, and any type of electric actuator may be used. For example, the valve actuator 120 may be a predetermined solenoid or a predetermined motor.
The valve actuator 120 may be a latching type solenoid valve that can be driven with low power. On the other hand, when the valve actuator 120 is a motor and the valve is a ball valve operated by a motor, a valve actuator 120 of fully open / close signal type is used for low power driving .
The valve control unit 130 controls the operation of the valve actuator 120. The valve control unit 130 may operate the valve actuator 120 according to an operation signal received from the central control unit 200 to open and close the valve unit. Accordingly, the valve control unit 130 may include a sub-processing unit for generating a predetermined signal, and a sub-database for storing data. The valve control unit 130 may be electrically connected to the valve actuator 120.
The valve control unit 130 may include an emergency control system. The emergency control system determines whether or not the signal exchange between the smart valve 100 and the central control device 200 or the battery state of the smart valve 100 and the remaining power of the power storage unit 450 of the self- It is therefore a working device.
In one example, the emergency control system can automatically operate when the signal exchange with the central control device 200 is interrupted for a predetermined period of time. When the emergency control system is operated, the valve control unit 130 itself can control the valve actuator 120 according to a predetermined period and time interval, regardless of the operation signal of the valve actuator 120 transmitted through the central control unit 200. [ So that the water supply can be performed. For example, when the emergency control system is operated, the valve control unit 130 may control the operation of the valve actuator 120 based on the opening / closing cycle of the valve unit, the opening / closing time interval, The operation can be controlled.
Alternatively, as will be described later, when the electric power in the capacitor of the self-generated flow meter 400 is less than a predetermined value, the emergency control system operates to forcibly open the valve in the smart valve 100 and charge the electric power .
The valve actuator 120 and the valve control unit 130 may be electrically driven and the smart valve may be provided with a predetermined battery for operating the valve actuator 120 and the valve control unit 130, Power can be supplied through the power storage unit 450 of the self-generating flow meter 400. [
In addition, the smart valve 100 may have a predetermined sensor (not shown). The sensor may include, but is not necessarily limited to, a predetermined thermometer, a weather vane, and a hygrometer for sensing the humidity, temperature, wind direction, and salinity of the area where the smart valve 100 is installed.
Each smart valve 100 may have a predetermined number. Such a unique number can be given by, for example, a predetermined bar code or a QR code. Various specification information such as a water supply range and water supply water pressure of each smart valve 100 can be recorded in the unique number. When the smart valve 100 having the unique number is installed in one area and the corresponding number is registered in the central control device 200 to be described later, the operation of the smart valve 100 having the registered unique number is performed by the central control device (200).
The registration of the unique number of the smart valve 100 may be performed by the input / output device 500 configured by a predetermined application of the mobile device. For example, after the smart valve 100 is installed in one area and the unique number of the smart valve 100 is registered in the central control device 200 through a predetermined mobile device, The user can be controlled by the control device 200 and the user can control the operation of the smart valve 100 through the application of the mobile device and confirm the result.
In addition, each smart valve 100 may have a predetermined GPS device (not shown) capable of indicating the location where the smart valve 100 is installed. Therefore, when the smart valve 100 is installed on the cultivated land and the GPS device provided in the smart valve 100 is operated, the position where the smart valve 100 is installed can be grasped.
In addition, the smart valve 100 may have a predetermined communication means. Such a communication means can constitute a part of the network device 300 described later. For example, a communication antenna 140 for transmitting and receiving a predetermined signal may be provided.

The central control apparatus 200 may include a main database 210 and a main processing unit 220.
The main database 210 is a predetermined information storage device into which various kinds of information can be inputted and stored. The information that can be stored in the main database 210 may be, for example, weather information, local information, and various crops, plant growth information, and the like, but is not limited thereto.
The main processing unit 220 processes the information stored in the main database 210 to derive a water supply schedule including a water supply cycle for the crop in the area where the smart valve 100 is installed and a water supply amount.
As described above, when the unique number of the smart valve 100 is registered in the central control device 200, the smart valve 100 having the registered unique number is controlled by the central control device 200. [ The specification information such as the water supply range and water pressure of each smart valve 100 is provided to the central control unit 200 in accordance with the registration of the unique number and the central control unit 200 transmits the specification information Can be reflected in the generation of the water schedule.
In addition, since the smart valve 100 has a built-in GPS device, the central control device 200 can recognize the area where the smart valve 100 is installed, and thus the smart valve 100 ) Can be acquired and provided to the user. Accordingly, the central control device 200 can generate an optimal water supply schedule for each smart valve 100 having the unique number according to the information of the installation area.
The main processing unit 220 may be a computing device such as a predetermined CPU. The main processing unit 220 may include an algorithm for processing the various information provided to derive an optimal water supply schedule. For example, the algorithm may include information on the growth of crops stored in the main database 210, meteorological information provided by an external weather control system, specification information of the smart valve 100 registered through a unique number, Temperature, salinity, wind direction, etc., obtained through the sensor unit provided in the control unit 100, and thus an optimal water supply schedule can be derived. In addition, it may include an algorithm that visually provides the processed information to the user.
The main processing unit 220 is connected to the main processing unit 220 through an optimal water supply unit 220. The main processing unit 220 is connected to the main processing unit 220. The main processing unit 220 is connected to the main processing unit 220, You can create a schedule.
For example, in the case of rice, a large amount of water is required at the time of planting. Accordingly, when the smart valve 100 is installed in the agricultural land of Korea and is used for watering rice, a primary water supply schedule is to be provided so as to supply a large amount of water at the time of planting according to the weather information, The main processing unit 220 may adjust the water supply schedule so that the water supply is performed in a small amount by reflecting the weather information.
In addition, the user can input the transition point, growth point, etc. of the crop to the central control device 200 through the predetermined input / output device 500. The central control unit 200 can derive a water supply schedule necessary for the crop based on the growth information of the crop stored in the main database 210. [ For example, when the time of the planting is delayed or accelerated compared with the time of the normal planting, the central control device 200 can provide a feeding schedule reflecting the changed planting time point by inputting the planting time point to the central control device 200 .
On the other hand, the central control unit 200 has an automatic watering mode for automatically supplying water according to the watering schedule derived by the main processing unit 220, and a manual watering mode for determining whether watering is directly performed by the user, And manual feedwater can be selectively made. For example, when the user can not manage for a long period of time, the user can select the automatic water supply mode by himself / herself so that the central control device 200 can supply water according to the water supply schedule derived by the main processing unit 220. Or in the manual watering mode, the central control unit 200 may switch to the automatic watering mode to supply water in the case of an emergency such as when the watering command by the user is not performed for a predetermined period of time. Accordingly, in the main processing unit 220 of the central control device 200, an operation algorithm according to the automatic water supply mode and the manual water supply mode, and an emergency switching algorithm for switching to the automatic water supply mode Can be embedded.
In addition, the central control device 200 may include a predetermined input device and an output device for inputting and outputting various information separately from the input / output device 500 described later.

The network device 300 is a device that mediates signal transmission between the central control device 200 and the smart valve 100. The network device 300 includes, for example, a transceiver installed in the smart valve 100, a predetermined transceiver installed in the self-generated flow meter 400 described later, a predetermined transceiver provided in the central controller 200, And a predetermined communication network and a server for relaying communication between the respective transmitting and receiving devices. The network device 300 may use short-range or long-range wireless communication means such as RF, IrDA, WiFi, UWB, Bluetooth, Zigbee, CDMA, WCDMA, LTE and LTE- Low-power long-distance wireless communication means can be used, and the present invention is not limited thereto.

4 is a view showing a structure of a self-generating flow meter 400 according to an embodiment of the present invention.
The self-generated flow meter 400 is composed of a predetermined power generation device that measures the amount of water supplied through the smart valve 100 and generates electricity by the water flow passing through the flowmeter. The self-generated flow meter 400 may be, for example, a small-scale hydroelectric power generator installed in a conduit connected to the smart valve 100 and generating electricity using the flow of water passing through the conduit when the smart valve 100 is opened.
The self-generating flow meter 400 includes a flow meter housing 410, a turbine 420 rotating by hydraulic power, a magnetic part 430 connected to the turbine 420 and rotated, A coil part 440, and a power storage part 450 in which the induced electricity is charged.
The flow meter housing 410 may be configured such that the conduits are connected in both directions so that the water passes in one direction. The flow meter housing 410 may include a base housing 412 in which a turbine 420 is disposed and rotatable, and a predetermined cover housing 414. The space formed in the base housing may have a cylindrical configuration, and the turbine 420 installed therein may be configured to rotate in one direction in accordance with the flow of water. 3, the flow meter housing 410 is connected to the side of the smart valve 100 so that the self-generated flow meter 400 is configured separately from the smart valve 100. However, the present invention is not limited thereto, An embodiment in which the flowmeter housing 410 is embedded in the flowmeter 100 is also possible. That is, the self-generated flow meter 400 may be installed at any position on the movement path of the water discharged through the smart valve 100.
The turbine 420 converts the flow of water through the flowmeter housing 410 into rotational force. The turbine 420 is installed in the flow meter housing 410 and is rotatable about an axis.
The magnetic portion 430 is a member having magnetism and is a member rotatable in connection with the turbine 420. [ 4, a plate-shaped base 432 is connected to the rotating shaft of the turbine 420, and a plurality of magnet members 434 are disposed on the base, The base 432 and the magnet member 434 may be rotated, and the present invention is not limited thereto.
The coil part 440 is a member that generates an induced current in accordance with the rotation of the magnet member 434. The coil section 440 may also be provided on a predetermined base, but is not limited thereto. The coil portion 440 may be located on the top of the magnet member 434 or may be located radially outward about the rotational center axis of the magnet member 434, but is not limited thereto.
The structure of the magnetic part 430 and the coil part 440 is not limited to that shown in the drawings and electromagnetic induction is generated by the rotation of the turbine 420 so that it can have any structure capable of producing electricity. As another example, an embodiment in which the magnetic part 430 is fixed and the coil part 440 is rotated is also possible.
The power storage unit 450 is a predetermined power storage device electrically connected to the coil part 440 and is an apparatus in which an induced current generated in the coil part 440 is transmitted by the rotation of the turbine 420 to charge the power. The power storage unit 450 can supply power to the smart valve 100 and at the same time can transmit the current amount of power information to the valve control unit 130 provided in the smart valve 100.
The self-generated flow meter 400 is operated by the central control device 200, as it operates when water is supplied through the smart valve 100 to produce electricity. However, the self-generating flow meter 400 may also be operated by an emergency control system provided in the valve control unit 130 of the smart valve 100. [ That is, the emergency control system provided in the smart valve 100 operates the valve actuator 120 without the operation signal of the central control device 200 when the electric power in the capacitor of the self-generated flow meter 400 is judged to be below the predetermined range So that water is supplied through the smart valve 100 so that the self-generating flow meter 400 generates electricity and the capacitor is charged. Therefore, the power required for operation of the smart valve 100 is exhausted and the operation can be prevented from being stopped.
In addition, the self-generating flow meter 400 may include a measuring unit (not shown). The metering unit can measure the amount of water supplied by measuring the flow rate through the self-generating flow meter (400). In addition, when the malfunction of the smart valve 100 occurs and the amount of water passing through the self-generated flow meter 400 is abnormal, a predetermined failure signal can be generated. For this, the reference flow amount data, which is a normal water flow amount, can be embedded in the operation of the smart valve 100. When the actual flow amount of water is compared with the reference flow amount during operation, if the difference is large, a malfunction signal is transmitted to the central control device 200 . The storage of the reference flow volume data and the comparison of the flow volume can be performed by the valve control unit 130 of the smart valve 100 or by the self generation flow meter 400 having a control unit with a predetermined algorithm, 400) is also possible.
With the self-generated flow meter 400, the smart valve 100 of the present invention can operate without being connected to a separate external power source. In particular, as described above, the self-generated flow meter 400 is configured to be operable also by the emergency control system of the smart valve 100 in the event of power exhaustion, in addition to operation by the operation signal of the central control device 200, Can be prevented from stopping the operation. Therefore, the irrigation system according to the present invention can be installed in an area where power supply is difficult, and is not provided with a separate power supply means, so that the irrigation system can operate and produce electricity by itself. This can achieve beneficial effects for irrigation and crop cultivation in undeveloped areas such as desert areas and remote areas.

The input / output device 500 is a device that receives various signals of a user and can output various kinds of information. The input / output device 500 may transmit a user's signal to the smart valve 100 and the central control device 200 or may output a signal generated by the smart valve 100 and the central control device 200 to the user have. In addition, various information can be input to the main database 210 through the input / output device 500 and stored. In addition, the user can confirm the processing result and the like. Preferably, such input / output device 500 may be a mobile device having a predetermined application as an example. The application can input commands and information of a user, and can include an algorithm that visually indicates processing results.
5, the user registers the unique number of the smart valve 100 in the central control unit 200 through the input / output device 500, and the smart valve 100 is cultivated in the field where water is supplied The crop varieties to be selected can also be registered. For example, when a variety of crops to be cultivated on the cultivated area where water supply is performed by the one smart valve 100 is input, the main processing unit 220 processes the growth information of the crops stored in the main database 210 to generate a water supply schedule can do. In addition, in the manual watering mode, the user can directly instruct water supply through the input / output device 500, and in the automatic watering mode, the user can confirm information on the water supply state and the like through the input / output device 500.
Meanwhile, the application may group the plurality of smart valves 100 and issue an operation command at the same time. For example, when a plurality of smart valves 100 are installed in one area, since the smart valve 100 of the corresponding area has common local information and weather information, the user can change the unique number of the corresponding smart valve 100 to one group You can also bundle them together and issue commands to work together at the same time. This grouping may be performed for a plurality of smart valves 100, and a plurality of groups may be set. It is also possible to give predetermined information to the smart valve 100 having a predetermined number and to group the smart valve 100 to which the information is given. For example, it is possible to assign the local information to a plurality of smart valves 100 installed in one area, and to group the smart valves having the same local information into one group. In addition to the grouping based on the area, the grouping based on the specification of the smart valve 100, the time when the smart valve is installed, and the type of the crop to which water is supplied through each smart valve can be grouped.
6 shows an example of a screen output to the input / output device 500 through such an application. As shown in FIG. 6 (a), the water supply amount for a predetermined group can be output to the input / output device 500, and the water supply time and water supply amount can be output as shown in (b). In addition, the weather information can be output, and the watering schedule can be set as a timer so that the watering can be performed according to the scheduled schedule.

According to the present invention, it is possible to supply water to a remote place that is difficult for a user to directly manage. In particular, since the smart valve 100 exchanges signals with the central control unit 200 by the network device 300, water can be supplied by a command received from a remote location, so that water management can be easily performed. The central control unit 200 has a main database 210 storing crop information, specification information of the smart valve 100, local information, and the like. The main control unit 200 processes the various information, Since the processing device 210 is provided, more effective water management can be achieved.
Since the smart valve 100 has a unique number and is registered in the central control device 200 and has a GPS device, the information of the area where the smart valve 100 is installed is effectively acquired by the central control device 200, Can be provided.
Further, with the self-generated flow meter 400, the smart valve 100 can be installed and utilized even in an area where electricity supply is difficult. In addition, by having an emergency control system that is activated when a signal is interrupted between the central control device 200 and the smart valve 100 by forcibly generating electric power when the remaining power amount is small, It is possible to prevent the water supply to the crop from being stopped in an unexpected accident.

While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, . Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by equivalents to the appended claims, as well as the appended claims.

100: 스마트 밸브
110: 밸브 하우징
112: 노즐
120: 밸브 액츄에이터
130: 밸브 제어부
140: 통신 안테나
200: 중앙제어장치
210: 메인 데이터 베이스
220: 메인 처리 장치
300: 네트워크 장치
400: 자가 발전 유량계
410: 유량계 하우징
412: 베이스 하우징
414: 커버 하우징
420: 터빈
430: 자성부
432: 베이스
434: 마그넷 부재
440: 코일부
450: 축전부
460: 제어 장치
500: 입출력 장치100: Smart valve
110: valve housing
112: nozzle
120: Valve actuator
130:
140: Communication antenna
200: Central control device
210: main database
220: main processing unit
300: Network device
400: self-generated flow meter
410: Flow meter housing
412: Base housing
414: Cover housing
420: Turbine
430:
432: Base
434: Magnet member
440: coil part
450:
460: Control device
500: input / output device

Claims

At least one smart valve connected to a predetermined water source and supplying water to a predetermined area;
A central control device for controlling the operation of the smart valve;
A network device for exchanging signals between the central control device and the smart valve; And
And a self-generating flowmeter for measuring the amount of water supplied through the smart valve and generating electric power as a hydraulic power of water provided through the smart valve to supply electric power to the smart valve,
Wherein the self-generating flow meter includes a power storage unit that provides power to the smart valve,
The smart valve comprising an emergency control system,
The emergency control system comprising:
If it is determined that the remaining amount of power in the power storage unit is less than a predetermined range, the smart valve is forcibly opened to allow power generation in the self-generated flow meter, or when the smart valve is interrupted for a predetermined period of time The operation of the smart valve is controlled according to a predetermined cycle so that power generation is performed in the self-
The central control device includes a main processing unit including a main database unit for storing information including crop growth information and area information, and an algorithm for deriving a water supply schedule using information stored in the main database unit And communicably connected to a user's mobile terminal,
The user registers the unique number of the smart valve in the central control unit through the application of the mobile terminal and outputs the water supply schedule generated by the central control unit to operate the smart valve,
The user can select one of the plurality of smart valves based on at least one of the area information of the smart valve installed, the crop information, and the specifications of the valve, Irrigation systems.

delete

The method according to claim 1,
The main processing apparatus includes:
Including automatic operation mode and manual operation mode,
In the automatic operation mode, operates the smart valve in accordance with a water supply schedule derived from the main processing unit,
In the manual operation mode, the smart valve is operated by a user signal received from the input / output device,
Wherein the main processing unit is switched to the automatic operation mode when no user signal is received for a predetermined time in the manual operation mode.

The method according to claim 1,
Wherein each of the smart valves has a predetermined number and is provided with a plurality of smart valves,
Wherein the operation of the smart valve having the unique number is controlled by the central control unit when the unique number is registered in the central control unit.

5. The method of claim 4,
The smart valve includes a GPS,
Wherein the information about the area where the smart valve is installed is transmitted to the central control unit when the unique number of the smart valve is registered.

delete

The method according to claim 1,
Wherein the smart valves each have a unique number in the form of a QR code, and when the unique number is registered in the central control device, operation of the smart valve having the unique number is controlled by the central control device.