• 제목/요약/키워드: Remote Plant Cultivation

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LED 식물공장을 이용한 취미용 원격 식물재배 위탁 시스템에 대한 연구 (A Study on Remote Cultivation Consignment System for Hobby using LED Plant Factory)

  • 조면균
    • 융합정보논문지
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    • 제7권1호
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    • pp.49-54
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    • 2017
  • 본 논문에서는 LED 식물공장과 연계하여 식물재배를 환경을 제공받고 사용자는 원격으로 식물재배에 참여함으로써 개인적인 취미생활을 영위할 수 있는 시스템을 제안한다. 제안 시스템은 아두이노를 기반으로 다양한 센서들을 통해 식물의 생장상황을 모니터링하고 식물생장에 필요한 재배환경을 원격으로 조정함으로써 식물재배 및 수확에 대한 대리만족을 느낄 수 있게 하였다. 한편, 식물공장은 유휴의 공간을 온라인으로 개인에게 유료 분양함으로써 일정한 소득원을 확보하게 되어 상호 이득이 되는 구조를 제안한다. 결론적으로 본 논문은 아두이노와 안드로이드 애플리케이션(앱)을 이용하여 원격 식물재배 위탁시스템의 시작품을 제작하여 보임으로써, 제안 시스템의 실현가능성을 보이고 향후 이를 이용한 LED 식물공장의 대중화 및 사업 영역확장에 기여 할 것이다.

지상 고정형 작물 원격탐사 센서 자료와 표준 생육정보를 융합한 작물 모니터링 기법 (Crop Monitoring Technique Using Spectral Reflectance Sensor Data and Standard Growth Information)

  • 김현기;문현동;류재현;권동원;백재경;서명철;조재일
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제37권5_1호
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    • pp.1199-1206
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    • 2021
  • 원격탐사 기술을 이용하면 작물의 생육·생리 상태를 비파괴적이고 연속적으로 탐지할 수 있어 그 농업적 활용 가치가 크다. 원격탐사 기반 센서를 농장에 설치하여 스마트팜 시스템에 활용하면, 작물의 이상 여부를 실시간으로 연속해서 감시하여 농업정보(Agro-information)를 생산할 수 있다. 하지만, 작물은 동적으로 변하는 생물이므로, 관측 물리량이 작물의 이상 상태를 나타내는 것인지 생육단계에 따른 생육 변화를 나타내는 것인지 판단하기는 쉽지 않다. 따라서, 작물의 표준 생육정보(Standard growth information) 와 비교한 상대적인 생육을 파악해야 한다. 이상적인 재배관리에서 획득한 작물 생육관련 누적기온인 GDD (Growing Degree Days)와 식생지수의 관계를 표준 생육정보로 두고, 표준 재배관리 시행 논과 무비료처리한 논 각각에서 분광반사측정 센서로 관측된 식생지수(NDVI, Normalized Difference Vegetation Index; CCI, Chlorophyll/Carotenoid Index)와 비교해 작물 상태를 파악했다. 영양생장기 동안에는 생육 정도에 따라 NDVI의 차이가 나타났으며, 식물 스트레스에 따라 CCI가 반응했다. 벼가 익는 동안은 NDVI와 CCI 모두 감소하지만, 표준 생육에서 노화에 따른 그 감소 폭이 더 컸다. 향후 공학적 관측 기법과 농학적 해석 방법을 융합하여 유용한 농업정보를 생산하기 위해 다양한 기후조건과 품종을 대상으로 표준 생육정보 데이터베이스 구축이 필요하겠다.

드론 기반의 재배관리 지도 제작 및 활용방안 - 봄배추를 대상으로 - (Preparation and Application of Cultivation Management Map Using Drone - Focused on Spring Chinese Cabbage -)

  • 나상일;이윤호;류재현;이동호;신형섭;김서준;조재일;박종화;안호용;소규호;이경도
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제37권3호
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    • pp.637-648
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    • 2021
  • 영농계획 수립 지원을 위해서는 대상작물의 작황 변화에 대한 선제적 평가 및 정밀한 정보 제공이 중요하다. 따라서 드론을 이용한 과학적이고 지속적인 관측을 통해 영농단계별 의사결정에 필요한 맞춤형 정보 제공 기술이 필요하다. 본 연구는 노지채소에 대한 영농계획 수립을 지원하기 위하여 수행하였다. 재배관리 지도의 각각의 정보들은 선행연구를 바탕으로 포장출현 지도, 스트레스 평가 지도 및 생산성 평가 지도와 같이 세가지 종류로 제작되었으며, 3차원 기반의 객체단위로 정보가 제공되어 포장내 공간적 변이를 잘 반영하는 것으로 나타났다. 따라서 재배관리 지도는 결주 지점 파악, 보식 여부 판단, 시비, 제초 및 방제, 관수시설 위치, 기간 및 조건 설정, 상품성 평가, 우선 수확지점 선정, 수확시기, 소요시간 및 비용 산정 등에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

The analysis of the cultivation status of the upland crops in the paddy field using unmanned aerial vehicle

  • Park, Jin-Ki;Kwak, Kang-Su;Park, Jong-Hwa
    • 한국작물학회:학술대회논문집
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    • 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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    • pp.352-352
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    • 2017
  • Recently, the South Korean government encourages the cultivation of upland crops in the paddy field to maintain an adequate level of rice production and then to balance the demand and supply of rice. This is mainly because the rice consumption per capita per year has continued to decline from 135 kg in 1979 to 61.9 kg in 2016, although the rice production was relatively stable. As a result, the rice overproduction became a big social problem. As a part of that, various upland crops such as soybean, maize, minor cereals and forage crops are planted in the paddy field 10 years ago. The cultivation of these crops may settle the problem of short supply and mass import of the crops to some extent. However, a systematic remote observation of upland crops in the paddy field is very scarce. This study investigated the cultivation status of upland crops and any changes of crop harvesting in the paddy field by using an unmanned aerial vehicle (UAV). Also, we analyzed the kind of upland crops and cultivation area in the paddy field by utilizing time series observation images. A fixed wing UAV is used for the investigation. This is because it is easy to use the flight operation and to control flight management software, and it can automatically cope with various emergency states such as a strong wind and battery discharge. The material of UAV is expanded polypropylene, which has an advantage of less equipment damage and risk during takeoff and landing. We acquired observed images in Buljeong-myeon, Goesan-gun, Chungcheongbuk-do, South Korea by using fixed wing UAV in 2015 and 2016. The total investigated area reaches 6,045 ha, and among them the agricultural area was 1,377 ha. For the next step, we created an orthoimage from all images taken using Pix 4D mapper program. According to the results of image analyses in 2015, the paddy field covered total 577 ha (75.9%) with crop plant. The cultivation area of beans, ginseng, maize, tobacco and peach was 256 ha (36.6%), 63 ha (9.2%), 37 ha (5.4%), 31 ha (4.5%) and 27 ha (3.8), respectively. And in 2016, the total covered area was 586 ha (77.1%), and it was comprised of 253 ha (35.5%), 88 ha (12.3%), 29 ha (4.1%), 22 ha (3.1%) and 32 ha (4.5%) in the same order. In this study, we focused on identifying the paddy field which was converted to the cultivation of upland crops by using UAV. And, it has been indicated that the cultivation area of rice decreased from 141 ha in 2015 to 127 ha in 2016, although that of ginseng increased by 25 ha. As a result, it is expected that a lot of paddy field could be replaced by high-income crops such as ginseng and fruit tree (peach) instead of relative low-income rice. More specific and widespread research on the remote sensing in the paddy field needs to be done.

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The Study of Applicability to Fixed-field Sensor for Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) Monitoring in Cultivation Area

  • Lee, Kyung-Do;Na, Sang-Il;Baek, Shin-Chul;Jung, Byung-Joon;Hong, Suk-Young
    • 한국토양비료학회지
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    • 제48권6호
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    • pp.593-601
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    • 2015
  • The NDVI (Normalized difference vegetation index) is used as indicators of crop growth situation in remote sensing. To measure or validate the NDVI, reliable NDVI sensors have been needed. We tested new fixed-field NDVI sensor, "SRS (Spectral Reflectance Sensor)" developed by Decagon Devices, during Kimchi cabbage growing season at the cultivation area located in Gochang, Gangneung and Taebaek in Korea from 2014 to 2015. The diurnal variation of NDVI measured by SRS (SRS NDVI) showed a slight ${\cap}$-profile shape and was affected by water on the sensor surface. This means that SRS NDVI around noontime is resonable, except rainy day. Comparisons were made between the SRS NDVI and NDVI of used widely mobile sensor (Cropcircle NDVI). The comparisons indicate that SRS NDVI are close to Cropcircle NDVI (R=0.99). SRS NDVI time series displayed change of the plant height and leaf width of Kimchi cabbage. An obvious exponential relationship is found between SRS NDVI and the plant height ($R^2{\geq}0.92$) and leaf width ($R^2{\geq}0.92$) of Kimchi cabbage. Thus, SRS NDVI will be used as indicator of crop growth situation and a very powerful tool for evaluation of remote sensing NDVI estimates and associated corrections.

MQTT와 RTSP를 통한 온실 정보의 실시간 전송 시스템 (Real-Time Transmission System for Greenhouse Information Using MQTT and RTSP)

  • 김동언;김성우;권순각
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제18권8호
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    • pp.935-942
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    • 2015
  • According to growing of the plant cultivation in a greenhouse environment, the demand of a system to control the greenhouse easier has increased. Currently, the methods to control by the mobile App represent the information in a greenhouse environment with a simple numerical data or compose only the contents with a limited degree of freedom. In order to solve these problems, this paper presents a system that can be viewed or controlled greenhouse conditions in near / remote distance using augmented reality and MQTT communication protocol, RTSP media streaming protocol. The proposed method is implemented in Android smartphone environment and acts monitoring the information (temperature, humidity, illuminance) obtained by greenhouse's sensors and transmits the real time greenhouse's video using RTSP in the remote distance, and controls the values of temperature, humidity, illuminance for the greenhouse using the augmented reality in the near distance.

Analysis of Growth Characteristics Using Plant Height and NDVI of Four Waxy Corn Varieties Based on UAV Imagery

  • Jeong, Chan-Hee;Park, Jong-Hwa
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.733-745
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    • 2021
  • Although waxy corn varieties developed after the 1980s show differences depending on development stages and conditions, studies on the characteristics of waxy corn during the growth stage are rare. The subject of this study was a field survey and unmanned aerial vehicle (UAV) image acquisition of four waxy corn varieties cultivated in Idam-ri, Gammul-myeon, Goesan-gun, Korea. The study was conducted in four stages at intervals of two weeks after planting in 2019. The growth characteristics of each of the four varieties were analyzed using growth curves obtained based on field survey and UAV imagery data. The characteristics of each growth stage of the four varieties of corn, as assessed using normalized difference vegetation index (NDVI) and plant height (P.H.) values, were as follows. The growth model was identified as a model in which three-parameter logistic (3PL) curves reflect the growth characteristics of corn well. In particular, it was found that the variations in growth rate shown by P.H. and NDVI values clearly explain the differences between corn varieties. Among the four cultivars, growth and development first occurred at the early vegetative stage in Daehakchal, followed by Mibaek 2, Miheukchal, and finally Hwanggeummatchal. The variationsin P.H. and NDVI were achieved quickly and earlier in Daehakchal, followed by Mibaek 2, Hwanggeummatchal, and Miheukchal. It was confirmed that these results reflected the characteristics of the fast white-type varieties, while the black-type varieties were delayed, as in a previous study. These results reflect the resistance to lodging that affects the cultivation environment and the response characteristics to nutrients and moisture. It was confirmed that UAV accurately provides growth information that is very useful for analyzing the growth characteristics of each corn variety.

저전력 장거리 무선통신기술(LPWA) 기반 원격감시 및 제어가 가능한 자가설치형 농업 자동화 시스템 설계 및 구현 (Design and Implementation of Self-installing Agricultural Automation System for Remote Monitoring and Control Based on LPWA Technology)

  • 백재구;이형우
    • 사물인터넷융복합논문지
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    • 제3권1호
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    • pp.13-19
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    • 2017
  • 본 논문에서 저전력 장거리 무선통신기술(LPWA) 기반으로 원격감시 및 제어가 가능한 자가설치형 농업 자동화 시스템 "씽커넥트-Green" 을 설계 및 구현하였다. 영농을 위해서는 물, 햇빛, 흙, 비료, 온도 조절 등이 필요하며 이러한 요소들을 자동화된 시스템을 이용하여 원격 모니터링 및 제어할 수 있다. 본 시스템을 이용하여 비닐하우스부터 화훼단지에 이르기까지 식물의 종류와 재배 환경에 따라 최적화하여 구축할 수 있는 농업 자동화 시스템을 구축할 수 있다. 센서로부터 수집된 정보는 게이트웨이를 통해 서버에 저장되며, 빅데이터를 토대로 스마트폰을 이용하여 최적화된 재배 환경을 설정 및 운영할 수 있다.

RADARSAT-2 SAR를 이용한 서산 및 평양 지역의 벼 생육 모니터링 적용성 평가 -RapidEye와의 비교를 통해- (Evaluation of the Applicability of Rice Growth Monitoring on Seosan and Pyongyang Region using RADARSAT-2 SAR -By Comparing RapidEye-)

  • 나상일;홍석영;김이현;이경도
    • 한국농공학회논문집
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    • 제56권5호
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    • pp.55-65
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    • 2014
  • Radar remote sensing is appropriate for rice monitoring because the areas where this crop is cultivated are often cloudy and rainy. Especially, Synthetic Aperture Radar (SAR) can acquire remote sensing information with a high temporal resolution in tropical and subtropical regions due to its all-weather capability. This paper analyzes the relationships between backscattering coefficients of rice measured by RADARSAT-2 SAR and growth parameters during a rice growth period. And we applied the relationships to crop monitoring of paddy rice in North Korea. As a result, plant height and Leaf Area Index (LAI) increased until Day Of Year (DOY) 234 and then decreased, while fresh weight and dry weight increased until DOY 253. Correlation coefficients revealed that Horizontal transmit and Horizontal receive polarization (HH)-polarization backscattering coefficients were correlated highly with plant height (r=0.95), fresh weight (r=0.92), vegetation water content (r=0.91), LAI (r=0.90), and dry weight (r=0.89). Based on the observed relationships between backscattering coefficients and variables of cultivation, prediction equations were developed using the HH-polarization backscattering coefficients. Concerning the evaluation for the applicability of the LAI distribution from RADARSAT-2, the LAI statistic was evaluated in comparison with LAI distribution from RapidEye image. And LAI distributions in Pyongyang were presented to show spatial variability for unaccessible areas.

SLAM기반 확률적 필터 알고리즘을 이용한 스마트 식물 제어 시스템 개발 (Development of Smart Garden Control System Using Probabilistic Filter Algorithm Based on SLAM)

  • 이양원
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제12권3호
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    • pp.465-470
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    • 2017
  • 본 논문은 가전로봇 항해 성능 개선을 위하여 사용된 SLAM기반 확률적 필터 개선 알고리즘을 이용하여 최근 각광받고 있는 사물인터넷과 융합한 아파트 실내나 베란다에서 사용이 가능한 스마트 가든 시스템을 설계 구현하였다. 이를 위하여 개방하드웨어 제어기인 아두이노와 센서들을 이용하였고, 세 가지 무선방식(블루투스, 이더넷, 와이파이)으로 자동 급수 및 조명, 성장모니터링을 제어 및 관찰이 가능하도록 설계하였다. 본 시스템은 이미 많은 활용이 되고 있는 기존의 식물공장과 같은 대규모 재배 시스템이 아니고 아파트와 같은 실내에서 사용 할 수 있도록 하기 위하여 개발되었다. 개발된 시스템은 스마트폰 앱을 통한 제어는 물론 토양센서, 조도센서, 습도센서, 온도센서 등을 이용하여 환경데이터를 수집하고 수집된 데이터를 분석하여 급수펌프와 LED 램프, 온도를 제어하기 위한 환기팬 등의 기능으로 구성되었다. 무선 원격제어 방법으로는 블루투스, 이더넷, 와이파이 등이 모두 가능하도록 구현 하였다. 따라서 사용자가 집안에 없을 때 원격 제어 및 모니터링이 가능하도록 설계하였다.