본 내용은 토경재배를 기본으로 하는 서적 내용을 포함하고 있기에 가능한 재배환경보다는 작물 자체와 관련된 사항을 기록하였기에 이 점 유의바랍니다.
시스템 모니터링
- PC나 스마트폰을 통해 스마트팜 응용 소프트웨어의 실행화면 관찰이 가능하여야함. 실행 중인 소프트웨어 화면에서 시스템 이상 징후를 알려주는 알람음이나 경보가 발생하였는지를 확인한다.
- 경보가 발생하지는 않았더라도 CCTV, 센서, 구동기가 설정한 환경 값에 맞게 동작하는지 모니터링한다. 센서 노드, 구동기, CCTV, 시스템 통합 제어기 등 시스템 구성에서 정상, 비동작 동작을 식별할 수 있어야한다.
센서 노드, 제어 노드 정상 기능 확인
1. 센서 및 센서 노드 설치 조건 확인
- 센서 값 측정에 영향을 줄 수 잇는 출입문 입구, 난방기 주변, 전자파, 진동이 있는 기계, 직사광선을 직접 받는 곳 등에 센서를 설치할 때에는 측정에 영향을 주지 않는지 확인할 것.
- 여러 센서를 설치한 경우 일부 센서가 오작동하더라도 다른 센서의 신호값이 평균되어 일정 수준 이상의 신호값이 계속 전송되면 정상 작동하는 것으로 오인할 수 있다. 이 경우 다수 센서의 동시 오작동에 대한 모니터링 방안도 마련해야한다.
- 온실 내부에 여러 개의 센서를 설치하는 경우 온실의 면적, 방향, 일사각 등을 파악하여 균일하게 환경 측정 및 관리가 되도록 센서를 설치한다.
- 온실 내에 설치되는 온습도, Co2, 광량 등의 센서는 생장점 위치에 설치되어야한다.
- 근권부에 설치되는 지온, 지습, EC, pH 센서 등은 작물 재배 및 센서 관리에 문제가 되지 않게 설치한다.
- 오작동된 데이터는 환경관리 데이터에 반영되지 않아야 한다.
- 수집된 데이터를 통하여 센서 고장 여부를 확인 및 판단할 수 있어야한다.
- 센서 동작 설정을 사용자가 변경할 수 있어야한다.
- 센서 측정 값이 온실 관리 시스템까지 자동으로 전송되는지 확인한다.
2. 구동기 동작 확인
| 종류 | 기능 |
| 유동팬 | - 온실 내부의 온습도 측정값을 전송받아 온도, 습도 상태를 모니터링 할 수 있어야한다. - 이상 값에 대한 임계치 설정이 가능해야한다. - 설정 값과 다른 값이 입력될 경우 이상 정보를 알린다. |
| 측창개폐기 | - 설정된 값과 온도 센서를 자동으로 연동하여 개폐범위를 조정한다. - 편차가 발생한 경우 추가 제어를 할 수 있어야한다. - 좌우 개폐 정도를 다르게 제어할 수 있어야한다. - 작동주기는 단계별로 설정할 수 있어야한다. |
| 보온커튼개폐기 | - 외부 온도, 일사량, 내부 온습도 측정값과 연동하여 커튼 제어가 가능해야한다. |
3-1. 카메라 동작 확인
| 온실 내부용 관찰 카메라 | 외부용 보안카메라 |
| - 작물의 생육상태를 확인 - 작물의 근접 촬영이 가능하고 온실 내부 환경을 실시간으로 모니터링할 수 있어야한다. |
- 시설물을 관리감시 - 야간 촬영 및 식별이 가능하고 동작 감지 장치를 지원해야한다. |
| - 촬영 영상은 추후 확인이 가능하도록 주기별로 저장할 수 있어야한다. - 렌즈는 카메라 용도에 적합한 규격을 선택하여 사용한다. |
|
3-2. 카메라의 기능
| 구분 | 요구사항 |
| 기능 | - 자동 감도/화이트 밸런스/렌즈 조정 등의 기능을 지원한다. |
| 내구성 | - 외부 진동, 충격, EMI 노이즈 등에 강한 내구성을 가진다. |
| 조도 | - 최저 조도는 0.5 lux 이하(화질이 메가픽셀 이상이면 1.0lux 이하) - 주야 구분 없이 재생 시 사물을 식별 가능한 수준으로 제공한다. |
| 촬상소자 | - 촬상소자 화소 수는 41만 화소 이상이어야한다. |
| 기타(옵션) | 모니터링 편의성을 위해 원격제어 및 줌 기능을 지원한다. |
4. 녹화장비 동작 확인
| 구분 | 요구사항 |
| 해상도 | 최소 320 x 240ppi 이상 |
| 영상 품질 | 최소 5fps 이상 |
| 저장기간 | 최소 30일 이상 |
| 재생 품질 | 녹화시 화질상태 유지 |
| 운영 체계 | 타 기기 간 호환성이 있는 제품 |
| 압축 방식 | MPEG4, H.264, MJPEG 등 지원 |
| 네트워크 | 전송 가능한 네트워크 포트 탑재 |
| 연동지원 | 외부 센서장치와 연동 가능 |
5. 정보 서비스 동작 확인
| 정보시스템 서비스의 기능 | ||
| 종류 | 기능 | |
| 환경조회 | 센서정보 조회 | 그래픽 형태로 센서정보 조회 |
| 센서 측정값 | 온습도 등의 측정 데이터를 표와 그래프 형태로 조회 | |
| 창 상태 정보 | 각 창의 개폐 상태 조회 가능 | |
| 센서 상태 정보 | 센서 동작 여부 확인 | |
| 센서 노드 데이터 | 센서 데이터 주기를 설정하여 조회 가능 | |
| 이상 상황 알림 | 최적 생육 환경이 아닌 경우 알림 기능 | |
| 생육환경제어 | 환기창 제어 | 환기 제어, 천측창 개별 제어 |
| 커튼 제어 | 외부 온도, 일사량, 내부 온도, 내부 습도 데이터에 따른 커튼 제어 | |
| 기타 장비 제어 | 양액기, 온풍기, 배기팬, 유통팬 등 제어 | |
| 정보 서비스 주요 내용 | ||
| 종류 | 기능 | |
| 모니터링 | 운영 정보 | - 내부 환경정보 모니터링 - 외부 환경정보 모니터링 - 토양 환경정보 모니터링 - 양액정보 모니터링 |
| 설정 정보 | - 환경 제어 설정 및 운영 가능 - 설정 정보 디스플레이 - 복합환경제어 자동 설정 -장애 발생 시 사용자에게 알림 - 사용자 입력 수동 환경제어 지원 |
|
| 통합제어시스템 | - 환경제어 - 최적 환경 설정을 위하여 온습도제어, 광량제어 등 복합환경 제어 기능 - 양액제어 기능 |
|
| 원격 모니터링 및 제어 서비스 | - 모바일 환경에서 환경정보 원격 모니터링 및 장비 제어 | |
6-1. 오작동 상황 인지
오작동 식별 단계에서는 우선 단일 장비 오작동ㅇ인지 다중 장비 오작동인지를 판단하여야 하며 판단기준별 모니터링을 위하여 장비와 데이터를 살펴보아야 한다.
| 구분 | 판단기준 | 비고 (예시) |
| 단일 장비 오작동 감지 | 변화량이 임계치 초과 | 단일 값으로 실시간 처리 가능 |
| 부적절한 설치 | 송풍기, 온풍기, 보일러 근처에 온도센서 설치 | |
| 센서 유효기간 초과 | 센서 유효기간 메타데이터가 필요 | |
| 통신 장매 및 수집 장애 | 최종 수집 일시 저장 관리가 필요 |
| 구분 | 판단기준 | 비고 (예시) |
| 다중 장비 오작동 감지 | 센서 간의 상관관계를 이용한 검출 | 관련 센서 값들이 모두 수집되어야 하므로 일정 기간 동안 누적한 후 일괄 처리가 필요(예 : 높은 온도나 습도) |
| 인접 센서 값과의 차이를 이용한 검출 | 특정 센서 값이 임계치 이상ㅇ 차이 발생 시 | |
| 상황 연계형 오작동 감지 | 생육 단계에 구동기 오작동 검출 | 생육 단계 정보가 필요하고 특정 구동기 오작동이 아닌 오작동이 의심되는 구동기 종류에 대한 이벤트 발생 |
| 장시간 구동기를 작동하였으나 센서 측정 값에 변화가 없는 경우 구동기 오작동 검출 | 구동기 구동 정보 필요 |
| 오작동 요소 식별 예 | ||
| 오작동 항목 | 증상 | 비고 |
| 센서류(온도센서 예시) | 설치 환경온도 오류 | - 온도센서가 설치된 위치의 온도 확인이 필요 |
| 온도센서 측정값 이상 | - 센서의 이상, 고장을 육안으로 확인한다. - 습도센서, 커튼, 측창, 천창 등 온실 내 환경 제어에 따른 변화를 모니터링한다. |
|
| 온도센서 외부충격 | - 외부의 물리적 충격 혹은 청소 과정에서 이상이 발생했는지 육안으로 확인하고 측정값을 모니터링한다. | |
| 온도센서 전원 이상 | - 외부 전원을 사용하는 경우 적정 전압이 유지되는지 모니터링이 필요하다. 아울러 배터리 수명이 다되었는지 점검이 필요하다. | |
| 통신 |
전원 연결 확인 | - 전원이 연결되었는지 전원연결 LED 표시 등 및 소리 확인이 필요하다. - 전원이 공급되고 있는 경우 공급 상황 모니터링이 필요하다. |
| 외부 충격 | - 외부의 물리적 충격, 청소 과정에서의 침수 여부를 육안으로 확인한다. | |
| 통신 전원 이상 | - 외부 전원을 사용하는 경우 적정 전압이 유지되는지 모니터링이 필요하다. 아울러 배터리 수명이 다되었는지 점검이 필요하다. | |
7. 시스템 통합 모니터링을 위한 운영환경 점검
시스템 통합 모니터링
- 센서 현황 조사
- CCTV 와 녹화장비 현황을 조사
- 컴퓨터 및 서버 현황 조사(
- 네트워크 동작 현황 조사. 통신회선, 공유기 등 네트워크 장비 및 회선 현황을 조사
- 스토리지 현황 조사
- 데이터베이스 현황 조사
- 시스템 응용 소프트웨어와 스마트폰 앱의 현황을 조사
로그 데이터 모니터링
- 구축된 통합 모니터링 환경에서 운영 상태, 관리 항목에 대하여 운영 중인 로그 데이터를 모니터링한다.
고장 증상과 모니터링
| 고장 유형별 모니터링 예시 | |
| 유형 | 대처 |
| 센서 소자 손상 | - 충격, 노이즈 등으로 칩이 리셋되는 경우 잔여 노이즈를 읽게 되면 나타난다. - 리셋 시 정상으로 돌아오는 경우가 많으나 상태를 계속 모니터링할 필요가 있다. - 소자가 손상되어 오류 메시지가 계속 나타나는지를 모니터링한다. |
| 센서 쇼트 | - 센서 회로 쇼트나 측정 온도 이상을 방치하면 센서가 손상된다. - 따라서 발견 즉시 멀티미터 등을 사용하여 쇼트를 점검하거나 측정온도 범위를 초과하지 않았는지 확인이 필요하다. |
| 센서 접촉 불량 | - 센서의 선로 단선, 센서의 단자대와 같은 접촉 부위에 대한 충격이 대표적인 접촉 불량원인이다. - 센서의 선로, 단자대, 센서 봉 부위의 손상 등을 점검하고 모니터링한다. |
| 전원인가 확인 | - 제품 부팅 시 불규칙한 전원이 인가되면 계속해서 경고가 발생할 수 있으며 정확한 전원을 사용하면 없어지므로 전원인가를 모니터링한다. |
| 카메라의 전원선 확인 | - 종종 전원선이 빠질 수 있으므로 오작동 발생 시 우선 확인 |
응급 상황 발견 시
육안관찰 및 매뉴얼 확인 후 긴급한 조치가 필요한 이슈가 아니라면 기록만 해둔 뒤 여유가 있을 때 수리를 한다.
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