• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2022년도 제65차 동계학술대회논문집 30권1호
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• pp.303-304
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• 2022

현재까지 IoT 관련 기술들은 수많이 발전해왔다. 하지만 IoT 관련 기술들이 농업에 적용된 사례는 많지 않다. 이로 인해 농업에서는 자동화로 대체가 가능한 노동들이 여전히 사람들이 직접 하고 있다. 본 논문은 농업에 종사하시는 분들의 편의성 증대와 함께 농촌의 부족한 노동력을 충족시키기 위해 센서들을 이용하여 자동화된 농업 시스템인 '온실 환경 자동 케어 시스템'을 제안한다. 기존의 사람의 노동력을 이용한 방식이 아닌 컴퓨터가 센서와 상호작용을 하여 데이터를 처리하고 온실을 제어하여 농업 종사자들의 편의성을 증대시켜 나아가 농업의 부족한 노동력을 충족 시킬 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제5권3호
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• pp.503-516
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• 2001

현재 국내의 산업 자동화 관련의 온실 환경 제어 시스템은 노동 집약적 시설에 타이머를 이용하여 각 장치를 제어하는 on/off식 제어반으로 구성되어 있다. 그러나 이러한 시스템은 야간이나 원격지에 있을 경우에는 온실의 상태 파악이 어렵다. 따라서, 본 논문에서는 기존의 on/off식 제어 방식을 액정 패널로 수동 제어를 하고, 컴퓨터로 수통 및 자동 제어 상황을 모니터링할 수 있는 시스템을 개발하였다. 또한, 재배 작물에 대한 관련 정보를 DB로 구축하여 사용자에게 정보 획득의 편의성을 제공하도록 한다.

• 생물환경조절학회지
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• 제8권4호
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• pp.232-241
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• 1999

본 논문에서는 온실재배 토마토에서 수분 상태를 고려한 정밀한 관개를 위하여 경직경의 변화에 근거한 자동관개 시스템을 구현하고자 하였으며 이와 같은 작물적 지표에 의한 관개제어시스템을 포트재배(closed feeding system) 조건과 포장재배 조건의 재배에 적용하여 토마토의 수량과 과실의 품질에 대하여 그 적합도를 평가하였다. 작물적 지표에 의한 관개 자동화를 위하여 경직경 측정 센서를 이용하여 측정한 경직경 일증가량(DI)를 관개 개시점의 결정에 이용하고, 동시에 이때의 관개량을 결정하기 위하여 토마토 증산모델을 적용한 마이크로 컴퓨터 자동관개 시스템을 구현하고 그 성능을 평가하였는데, 이 자동 관개 시스템을 이용하여 관개처리한 결과 포트재배에서는 토양수분에 의한 관개방식보다 수량 및 과실의 당도가 증가하였으나 포장조건에서는 관개방법간에 큰 차이가 없었다. 따라서 경직경 증가에 근거한 관개 개시점을 판단하고 관계량을 결정하는 증산모델을 사용하는 컴퓨터 시스템은 특히 closed feeding System에서 유용하며 토양조건에서는 토양의 상태, 작물의 반응 등을 고려하여 적용하여야 할 것으로 판단되었다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.9-15
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• 2013

본 논문은 온실하우스 시설내의 지하수 오염방지를 위한 유비쿼터스를 이용한 펌핑 시스템의 원격제어기 개발에 있다. 본 연구에서는 수막재배에서 펌프 살수에 대한 온도와 습도를 자동으로 제어한다. 이는 지하수의 무분별한 개발을 방지하고, 또한, 물 부족인 폐공의 경우 보완조치를 못하여 환경오염의 피해가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 연구 결과, 최적의 농작물 관리와 펌프 제어를 통해 무분별한 지하수 사용과 고갈을 막고 전기료 절감 등의 장점을 확인하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제29권3호
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• pp.265-276
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• 2020

본 연구는 여름철 고온기에 작물을 정상적으로 재배할 수 있는 환경을 조성하여 농산 가격이 가장 높은 여름철에 수확량을 높이고 재배기간을 연장시켜 농가소득을 올릴 수 있는 방안을 제시하고자 수행하였다. 바닥면적 504㎡의 연동온실의 최대 냉방부하는 462,609W로 나타났으며, 고온기에 온실을 차광하지 않고도 32℃ 이하로 유지하기 위해서는 시간당 472L의 물을 포그 분무해야 하는 것으로 나타났다. 포그 냉방 시스템은 포그 장치, 유동팬, 차광장치로 구성하고, 이들 장치를 효과적으로 제어할 수 있는 포그 냉방 자동제어장치를 개발하였다. 포그 냉방시스템의 냉방 성능은 온실 외기온 보다 내부온도를 6℃ 낮출 수 있는 것으로 나타났다. 포그 온실의 내부 상대습도는 주간에는 40~80%로 대조 온실의 20~60% 보다 약 20% 높게 나타나 오이의 생육에 기여하는 것으로 나타났다. 오이의 생육상태는 포그 온실에서 재배한 오이가 대조 온실에 비해 초장, 엽장, 엽폭, 엽수, 엽록소 값이 전체적으로 높게 나타났다. 포그 온실의 오이 수확량은 대조 온실에 비해 단동 온실에서는 1.8배, 연동 온실에서는 2배 높게 나타났다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2006년도 춘계학술발표논문집
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• pp.446-448
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• 2006

근래에 이르러 시설농가, 농수산물 건조기, 저온 저장고, 양어장, 보일러, 심야전기기계장치 등의 사용이 증가하였지만 이를 관리하기 위한 인력은 항시 관련 장비의 근거리에 위치하였다. 그러나 관련 장비를 관리하기 위한 인력이 원거리에 있는 경우 장비의 이상 유무를 수시로 확인 할 수 없어서 장비의 고장이 발생하여도 적절한 조치를 취하지 못하여 커다란 손실을 입는다. 이러한 관점에서 장비에 이상이 발생하였을 때 이를 감지하여 원거리에 있는 관리자의 전화기에 자동 연결하여 녹음된 음성 메시지를 신속히 알려 적절히 대처할 수 있는 제어기 개발에 대한 연구를 수행하였다. 본 논문에서는 농업용 온실 및 기계장치에서 이상 발생 시 휴대전화를 이용하여 사용자에게 음성으로 자동 통보하는 시스템을 개발하여 시스템은 미리 지정된 전화번호로 통보를 하여 사용자가 정상적으로 인지하였는가를 인식할 수 있는 기능을 갖고 있다. 또한 미리 저장된 여러 개의 전화번호를 시스템에서 직접 Dialing 해주는 기능을 갖고 있으며, 음성합성 기능을 적용하여 온도와 이상 상태들을 음성으로 통보해 주는 기능도 갖고 있다. 또한 사용자가 원격지에서 전화를 이용하여 원격제어를 할 수 있는 기능도 갖추고 있으며, 이를 확인할 수 있는 기능을 갖는 시스템을 개발하였다.

• 농업과학연구
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• 제36권1호
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• pp.73-85
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• 2009

충남지역 토마토 재배온실의 구조적 안정성 확보와 체계적 환경관리를 위한 기초자료를 제공할 목적으로 구조 및 환경조절설비 실태를 조사 분석하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 조사대상 충남지역의 토마토 재배온실은 호당 평균면적 0.45ha, 플라스틱 단동온실의 형태가 대부분이며 10년 이상 시설을 사용하고 있는 농가가 많고, 설치방향은 단 연동 구분 없이 대부분 남북동으로 설치되어 있으며 토양재배가 수경재배에 비해 훨씬 많다. 온실의 폭은 7~8m(평균 7.6m), 길이는 80~100m(평균 89.7m)인 농가가 대부분이었으며, 단동온실의 평균 높이는 측고 1.6m, 동고 3.2m, 연동온실의 평균높이는 측고 2.9m, 동고 4.8m로 농촌진흥청의 보급형 온실에 비하여는 약간 높게 나타나고 있지만 토마토 재배에 적합한 환경관리를 위해서는 온실의 측고를 좀 더 높여야 할 것으로 사료된다. 단동온실의 서까래 규격은 양호하나 설치간격이 대체로 넓고, 도리의 설치 개수가 부족한 것으로 나타났다. 연동온실의 경우 서까래, 도리, 중방의 규격과 설치간격은 대체로 양호하나 기둥의 설치간격이 대체로 넓은 편이어서 구조적인 안전성 검토가 필요할 것으로 사료된다. 단동 서까래 매설부위 및 연동 기둥의 기초부위는 침하나 인발에 충분히 저항 할 수 있을 것으로 판단된다. 피복재는 대부분 PE필름을 사용하고 에너지 절감을 위해 내부에 고정터널을 설치하는 농가가 많으며 내피도 대부분 PE필름을 사용하고 있다. 단동온실에서는 보온커튼을 사용하는 농가가 많지 않고, 연동에서는 대부분 부직포 또는 알루미늄스크린 등의 다층 보온커튼을 사용하고 있다. 관수장치는 점적호스를 가장 많이 사용하고 다음으로 분수호스를 사용하고 있으며, 관수제어는 수동이 가장 많고 다음으로 타이머를 이용하고 있다. 토양수분 계측에 의한 자동제어는 7.5%에 불과해 관수자동화의 필요성이 높은 것으로 판단된다. 난방은 대부분 온풍 난방기를 이용하고 있으며 적정 난방기 용량을 확보하고 있지 못한 농가도 많아 저온기 생육적온 유지에 어려움이 있을 것으로 판단된다. 난방비는 10a당 평균 6백만 원 정도가 연간 소요되는 것으로 조사되어 난방비 절감 대책이 절실한 것으로 사료된다. 대부분 권취식 천측창을 설치하고 있으나 단동의 경우 천창을 설치한 온실은 17.5%에 불과하며, 환기창 개폐장치는 대부분 자동으로 이루어져 있다. 강제 환기팬이나 공기 유동팬을 설치한 온실은 25.8%에 불과하며 설치대수가 매우 부족하고 정확한 설치기준이 마련되어 있지 못하다. 별도의 구조물에 토마토 유인줄을 설치하지 않고 중방이나 서까래에 설치하는 농가가 많아 구조물에 미치는 작물하중의 영향을 검토할 필요가 있는 것으로 판단된다. 기타 탄산가스 시비, 광환경 제어, 지중가온이나 방충망설치, 하절기 온실 냉방 등 고도의 환경조절을 실시하는 농가는 거의 없는 것으로 나타났다.

• 생물환경조절학회지
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• 제26권4호
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• pp.353-360
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• 2017

본 연구에서는 장미 재배온실을 대상으로 온실 내부의 태양잉여열과 외부의 공기열을 선택적 열원으로 이용하여 온실난방용 온수를 생산할 수 있는 공기 대 물 히트펌프의 설계와 성능시험을 수행하였다. 태양잉여열 이용 축열운전과 외기열 이용 축열운전은 작물의 생육적온을 고려한 온실내부의 설정온도에 따라 자동전환 되도록 설계하였다. 제어반에 12개의 기준온도를 설정함으로써 축열운전 전환, 난방, 환기를 자동제어하며, 태양잉여열-외기열 선택적 축열운전에서 축열조의 온도는 축열능력과 난방부하에 대응하여 $35{\sim}52^{\circ}C$로 3단계 변온제어 하였다. 태양잉여열-외기열 선택적 축열에서 태양잉여열 이용 축열은 전체 시간의 23.1%, 외기열 이용 축열은 30.7%, 히트펌프 휴지시간은 46.2%를 차지하였으며, 난방성능계수는 태양잉여열 이용 축열 시 3.83, 외기열 이용 축열시 2.77, 전체 3.24로 평가되었다. 비교시험을 위해 축열조 온도를 $50{\sim}52^{\circ}C$로 항온제어 하는 조건에서 외기열 단독 이용 축열 시험을 수행하였으며 이때의 난방성능계수는 2.33으로 분석되었다. 결과적으로 공기 대 물 히트 펌프의 열원으로 온실내부 태양잉여열과 외부 공기열을 병용하고, 축열조 온도를 변온제어 한 결과 일반적인 외기열 이용 축열운전과 축열조 항온제어에 비해 난방성능 계수가 39% 향상됨을 확인하였다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2003년도 동계 학술대회 논문집
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• pp.387-392
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• 2003

노동 집약적이던 농업은 급속한 기계화로 인하여 노동력의 절감은 여러 분야에서 이루어지고 있지만, 농업은 수익성이 높지 않아 여전히 사람들이 노동을 기피하는 산업중의 하나이다. 온실 자동화는 특용 작물 등의 고부가가치 상품을 중심으로 발전하고있다. 대부분의 기계 및 공정은 점차적으로 무인자동화로 발전되고 있으며, 작업의 편리성을 강조하고 있다. 앞으로의 농업기계는 무인자동화 시스템의 도입으로 인하여 누구나 손쉽게 작업설정을 하고 기계 스스로 원활하게 작업을 수행할 수 있도록 개선되어야 한다. (중략)

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제23권6호
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• pp.599-606
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• 1998

This study was carried out to develop the control system with PLC and its operating software and to investigate its control ability of greenhouse environments. Two experimental greenhouses were controlled by PLC and ON/OFF controller, respectively. In greenhouse controlled by PLC, target values of air temperature, relative humidity and $CO_2$ concentration were automatically changed. In warm-water heating, the variation of air temperature was reduced to $\pm$ $0.6^{\circ}C$ by the method of proportional-integration(PI) control with an inverter. In ventilation, the variation of air temperature was reduced, since windows open and close with multistage by mutual relation formula among the target, indoor, and outdoor temperature. Relative humidity at daytime was maintained with range of 35% to 55% by PLC controlled fogger. $CO_2$ concentration was automatically controlled from 300 to 800 $\mu$molㆍ$mol^{-1}$ according to amount of solar radiation. The suppling amount and frequency of nutrient solution were controlled by total integrated solar radiation. Difference in the yield of cucumber in the greenhouse controlled by PLC and by ON/OFF controller was not significant at the 5% level.