• 디지털융복합연구
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• 제19권12호
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• pp.331-337
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• 2021

정보통신기술과 융합된 스마트팜의 도입은 농업 분야의 생산성을 높이고 경쟁력을 강화하고 있다. 각종 센서를 통한 환경 모니터링과 이를 통한 재배 환경의 자동제어가 가능하며 원격제어를 지원하는 기술들이 개발되어 보급되었고, 스마트팜에서 생성된 데이터를 이용하여 스마트팜 기술의 고도화를 위한 연구들이 진행되고 있다. 본 논문에서는 스마트팜의 환경 및 제어 데이터를 이용하여 스마트팜의 에너지 소비를 줄이기 위한 환경 제어 방법을 제안한다. 누적된 환경 데이터를 이용하여 환경 예측 모델을 만들고, 다중 환경 요소를 고려하여 주어진 상황에서 에너지 소비를 최소화할 수 있는 제어 방식을 선택함으로써 독립적 환경 제어 방식과 비교해 에너지 사용량을 줄일 수 있음을 확인하였다. 향후 예측 모델의 고도화와 복합제어 알고리즘의 개선 통하여 더 높은 에너지 효율을 얻기 위한 연구가 필요할 것으로 보인다.

• 생물환경조절학회지
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• 제22권3호
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• pp.270-278
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• 2013

본 연구는 우리나라 상업용 온실의 보온성능 및 광투과 성능을 개선할 수 있는 피복방식을 결정하는데 필요한 자료를 제공하기 위하여 토마토 재배용 실험온실의 세 가지 피복방식에 대한 보온효과 및 광투과 특성을 평가하였으며 결과를 요약하면 다음과 같다. 공기주입 이중피복온실과 관행 이중피복온실의 관류열손실량이 거의 비슷한 것으로 나타났으나 외부기온이 비슷할 때 피복재와 보온커튼 사이의 온도가 공기주입 이중피복온실이 더 낮게 나타난 것은 공기주입 이중피복온실의 경우 나비식 천창의 틈새로 인한 환기전열손실이 크기 때문인 것으로 판단된다. 따라서 공기주입 이중피복온실에서 나비식 천창을 사용할 경우 틈새 환기전열손실을 줄일 수 있는 대책이 수립되어야 할 것으로 판단된다. 일중피복 온실과 관행이중피복온실의 관류열전달계수에 대한 온실 실험결과와 모형실험결과를 비교한 결과 모두 비슷한 값을 나타내었다. 이러한 결과는 측정된 관류열전달계수가 타당성 있는 값임을 보여주는 것이며 향후 온실의 난방설계시 직접 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 공기주입 이중피복온실이 비록 일중피복온실보다는 광투과율이 낮으나 동일한 이중피복온실인 관행이중피복온실보다 광투과율이 높기 때문에 보온을 위해서 이중피복을 설치할 경우에 광투과율을 확보하기 위해서는 공기주입 이중피복방식을 채택하는 것이 바람직할 것으로 판단된다. 공기주입 이중피복온실에 비해 일중피복온실의 피복재 내부표면에서 발생하는 결로량이 큰 이유는 일중피복온실의 피복재 내부표면온도가 훨씬 낮기 때문에 피복재에서의 포화습도가 작아져 내부공기의 절대습도와의 차이가 증가하기 때문인 것으로 판단된다.

• 한국환경농학회지
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• 제32권3호
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• pp.193-200
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• 2013

형광등이나 LED와 같은 인공광을 사용하는 식물공장(인공광 식물공장)은 계절에 상관없이 광, 온도 및 습도 등을 인위적으로 제어하면서 작물을 안정적으로 연중 생산할 수 있는 시스템이다. 본 연구에서는 수경재배 방식을 채택하고 있는 인공광 식물공장 시스템 내에서 엽채재배용 배양액을 이용한 방풍나물의 수경재배 가능성과 혼합광질이 생장에 미치는 영향을 검토하였다. 방풍나물은 청색과 적색 LED를 1:1 및 1:3의 비율로 혼합한 혼합광 조건에서 90일간 수행하였다. 광원의 광강도는 $100{\mu}mol/m^2/s$로 설정한 후 30일 간격으로 지상부 잎을 3회 수확하여 생장량을 조사하였다. 재배기간 동안 형광등과 LED의 혼합광 조사는 방풍나물 지상부 생장에 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 재배개시 30일째 방풍나물 지상부 생체중 및 건물중은 형광등+청색+적색의 혼합광(청, 적색 혼합비율 1:3, FLBR13구)에 의한 영향을 받아, 대조구인 형광등 조사구(FL구)에 비해 각각 3.7배 및 2배 증가하였다. 또한 식물체당 전개엽수는 FLBR13구에서 형광등+청색+적색 혼합광(청, 적색 혼합비율 1:1) 조사구인 FLBR11구에 비해 유의하게 증가하였다. LED와 형광등을 혼합 조사한 처리구에서와 같이, 형광등을 혼합하지 않고 청색과 적색의 LED만을 혼합하여 조사한 처리구에서도 청색과 적색의 혼합비율이 1:1인 BR11구에 비해 적색광의 혼합비율을 3배 증가시킨 BR13구에서 방풍나물의 지상부 생장이 촉진되었다.

• 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.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제20권11호
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• pp.586-591
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• 2014

최근 언제 어디서든 동영상 컨텐츠에 접근할 수 있게 됨으로써 배포된 영상은 쉽게 복사되고, 변형되고 재배포 되어 저작권 보호에 취약하다는 문제점을 내포하고 있다. 따라서 비디오 복사본의 유사도를 검출하고 측정하는 방법들이 요구되어진다. 본 논문에서는 복사본 검출 기술 중 MPEG에서 표준화 한 MPEG-7 Video Signature를 이용하여 다양한 변화를 갖는 동영상에서의 다양한 분별력 분석을 하였다. MPEG-7 Video Signature는 블록기반의 추상화 방식이므로 동영상의 영역 변화에 대해서 취약할 것이라고 가정하고 실험하였다. 분석한 결과 실제로 영역변화에 대해서 일반적으로 일어날 수 있는 강도에서도 매우 취약함을 볼 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.147-148
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• 2015

농업은 고 수율, 고 품질, 안전적인 지속적으로 발전하기 위해 과학 기술을 이용하면서 농업 생산, 가공, 유통이 정보화 지능화 시키고 표준화 관리 시스템을 구축해야한다. 이를 이루기 위해 농사 모니터링 시스템에 대한 연구를 많아지고 있는 반면에 일반 농가들은 비닐하우스로 농작물 재배 시에 여전히 전통적인 수공 측정 방식으로 습도를 측정하고 있다. 이런 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 센서, 디스플레이 장치 등을 결합하며 자동 습도 조절 환경을 구축한다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2002년도 동계 학술대회 논문집
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• pp.230-235
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• 2002

엽채류 양액재배용 정식판으로 사용되는 발포스틸로폼을 작기가 끝난 후에 세척할 수 있는 브러시와 물분사방식의 평면 세척기를 제작하여 시험한 결과는 다음과 같다. 가. 정식판을 세척기내로 이송하는 속도에 따라 세칙정도를 측정한 결과, 이송단수 1단 0.15m/s에서 진행저하율이 낮았으며 2단이상에서 진행저하율이 35~40%로 매우 크게 나타났으며, 이대의 명도값은 각각 79~80으로 세척전보다 42~44정도 증가한 것으로 나타났다. 나. 횡브러시 회전속도별 정식판의 이송속도와 진행저하율은 1010rpm에서 17%로 매우 큰 것으로 나타났으나, 이때의 세척정도는 세척전후 명도차가 44.1로 매우 크게 나타났다. 다. 물공급량별 정식판의 이송속도와 진행저하율은 물공급량 80$\ell$/min일 때 11.6%로 가장 적었으며, 세척전후의 명도차도 44.4로 크게 나타났다. 라. 정식판의 세척전후 명도는 대체로 세척전 명도값이 34~40이던 것이 세척후 명도값이 59~81로 크게 개선된 것으로 나타났다. 마. 이상과 같은 결과로부터 정식판 이송속도 0.17m/s, 횡브러시 회전속도 1010rpm, 물분무량 80$\ell$/mim으로 성능 시험한 결과, 300평용을 세척하는데 2.8시간으로 인력보다 20배 능률적으로 나타나 세척기의 사용이 노동력 절감에 크게 기여하는 것으로 판단된다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.986-988
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• 2012

최적의 식물 생장을 위해서는 적절한 수분의 유지가 필수적이며 넓은 지역, 다양한 종류, 고가의 식물의 경우일수록 적절한 수분의 관리를 위한 시스템의 도움이 필요하다. 이를 위해 저가의 센서노드 시스템이 적절한 해결책이 될 수 있으나 일반적인 배터리 기반의 센서노드 시스템을 적용시 배터리 용량 확인 및 교체 등의 유지보수 문제가 대두된다. 본 논문에서는 이러한 유지보수의 문제를 해결하고 식물재배에 도움을 줄 수 있는 자기유지 지원 방식의 정전용량 센싱기반의 수분 모니터링 센서노드를 설계하였다. UHF 기반의 무선 전력 전송의 자기유지 지원 시스템 및 PCB 패턴기반의 정전용량센싱 수분센서와 초저전력 센서노드 시스템으로 구성된다. 센서노드는 한번 송신시 약 0.24 mJ을 소모하며 에너지획득모듈은 에너지 획득 주기마다 약 4 mJ의 에너지를 공급하도록 설계하여 센서동작을 위한 충분한 에너지 마진을 주도록 설계하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제18권3호
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• pp.238-243
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• 2009

TDR 수분함량 측정 센서를 이용하여 암면 슬라브 배지의 수분함량, 수분분포, 배액 시점의 특성과 포수 시킨 슬라브 배지의 수분함량 분포를 중량법(로드셀 이용)과 TDR 법으로 비교하였다. 배지수분 함량이 40%, 50%, 60%를 TDR 센서 3개의 평균값을 기준으로 급액시점을 정하며 $5{\sim}6$개월간 파프리카 72주를 유리온실에서 재배하였다. 두 곳의 급액 포인트로부터 등간격으로 설치된 5개의 TDR 센서를 이용하며 건조상태에서 0.2L씩 식 증액시키면서 급액시 슬라브내의 수분분포 특성을 살펴본 결과 급액 장소와 관계없이 슬라브내의 위치별 수분 분포가 매우 유사한 값을 나타내었다. 슬라브내의 포화수분 상태에서 TDR 센서값은 약 $58{\sim}65%$ 사이의 값을 나타내었으며, 약 $50{\sim}55%$의 수분함량 조건에서 배액이 시작되는 것을 확인 할 수 있었다. 배양액으로 완전 포화시킨 슬라브의 TDR 값은 100%를 보인 반면 중량법으로 측정한 유효수분함량(v/v, %)은 90%를 나타내었다. 그러나 증발에 의해 슬라브내의 수분함량이 낮아지면서, 두 측정간의 오차도 줄어들어, 약 60% 이하의 수분함량 조건에서 두 측정방식간의 오차는 5%미만을 보였다. 이러한 결과는 과채류 급액 제어 방식으로 TDR 센서의 이용 가능성을 확인 할 수 있었으며, 급액 시점을 3가지 배지수분조건으로 파프리카를 재배하였을 때 파프리카의 과수, 과중, 식물체의 엽면적 또는 경장과 같은 모든 요인에서 유의적인 차이를 발견 할 수 없었다.

• 원예과학기술지
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• 제34권1호
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• pp.77-83
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• 2016

생체중은 작물 생육의 중요한 지표이기 때문에 계획 생산을 위해서는 반드시 측정이 필요하다. 비파괴적으로 생체중을 측정하기 위하여 이미지 기반의 방법 들이 개발되어 왔으나 한계점을 가지고 있다. 또한 수경재배에서는 양액의 중량 때문에 작물 생체중을 직접 측정하기에 어려움이 있다. 본 연구의 목적은 NFT 방식의 식물공장에서 생육시기에 따른 생체중을 실시간으로 정확하게 측정할 수 있는 방법을 개발하는 것이다. 식물공장 모듈에서 로메인 상추를 재배하며 실험을 진행하였다. 정식 후 7일 간격으로 28일 까지 전체 채널의 중량, 채널 내에 남아 있던 양액의 양, 로메인 상추의 지상부와 지하부의 생체중을 측정하였다. 특히, 양액이 공급 중일 때 채널의 초기 무게(Wi)와 양액 공급을 중단한 후에 채널의 중량 변화를 매초 간격으로 측정하였다. 채널을 통해 더 이상의 배액이 발생하지 않을 때, 채널의 최종 중량(Ws)와 채널에 잔류하고 있는 양액의 양을 측정하였다. 시상수(${\tau}$)는 Wi와 Ws의 변화 추세를 고려하여 계산되었다. Wi, Ws, ${\tau}$와 실제 생체중과의 관계를 정량적으로 분석하였다. 양액 공급을 멈춘 뒤 채널의 중량은 지수적으로 감소하였다. 채널 내 지하부의 중량이 증가하면서 양액이 채널을 빠져나가는 속도는 감소하였다. 실제 작물의 생체중과 채널의 중량을 통하여 예측된 생체중 사이에는 큰 차이가 있었고, 이는 채널 내에 잔류된 양액 때문이다. 이러한 차이는 생육시기에 따라 예측하기에는 어려웠으나 시상수를 이용한 모델식은 높은 예측성을 보였다. Wi, Ws, ${\tau}$를 사용한 모델을 이용하면 작물의 실제 생체중을 추정할 수 있으리라 기대된다.