• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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• pp.485-488
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• 2016

국내 온실용 복합환경제어 기술은 온도, 습도 및 $CO_2$ 등의 환경을 작물재배 기술 및 전문가의 자문을 통하여 환경을 설정하여 하드웨어를 기계적으로 조작하는 단계이다. 이러한 자동화는 노동력 절감 등의 단순효과는 있으나, 실질적인 생산량 증대 및 품질을 개선하기 위하여 식물의 생육, 생리상태를 실시간으로 추적하고 그에 맞게 실시간으로 최적 환경을 제어하는 소프트웨어 기반의 복합환경제어 기술이 필요하다. 따라서 본고는 이러한 복합환경제어기술의 방안제시의 일환으로 국내에서 수행중인 스마트팜 빅데이터 분석 체계와 인공신경망 기술동향을 분석하고, 이를 기반으로 인공신경망을 이용한 시설원예 생산량 예측 방안을 제시하고자 한다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.424-433
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• 2021

본 연구는 상업적인 목적으로 미꾸라지, 잉어, 메기 등의 어종을 활용한 아쿠아포닉스 시스템과 다르게 가정에서 반려어로 사육하는 열대 어종인 구피를 활용한 가정용 아쿠아포닉스의 적용 가능성을 탐색한 논문이다. 가정에서 아쿠아포닉스의 적용이 쉽도록 사물 인터넷 기술을 활용하여, 수조, 수초, 수경재배 화분, 식물생장용 LED, 아두이노 센서 등을 연결하여 시스템을 갖추었다. 수경재배 작물로는 가정에서 쉽게 구할 수 있고 소비할 수 있는 상추를 선택하였다. 열대어를 활용한 아쿠아포닉스의 적용 가능성을 확인하기 위해 동일한 환경의 수경재배 작물을 대조군으로 성장률을 비교하였다. 열대어를 활용한 아쿠아포닉스 작물의 성장률은 수경재배 작물의 성장률 대비 77.4% 정도였으며 이것은 향후 사육 열대어의 수, 성장에 적절한 산도(pH) 조절 등의 조건을 충족시킬 경우 수경재배와 동일한 효과를 낼 수 있다고 볼 수 있으며 향후 이를 활용하여 가정에서 적용 가능한 아쿠아포닉스 표준 시스템을 개발할 수 있다.

• 한국농공학회논문집
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• 제64권3호
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• pp.63-73
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• 2022

A more accurate understanding of the irrigation water supply is necessary for efficient agricultural water management. Although we measure water levels in an irrigation canal using ultrasonic water level gauges, some errors occur due to malfunctions or the surrounding environment. This study aims to apply CNN (Convolutional Neural Network) Deep-learning-based image classification and segmentation models to the irrigation canal's CCTV (Closed-Circuit Television) images. The CCTV images were acquired from the irrigation canal of the agricultural reservoir in Cheorwon-gun, Gangwon-do. We used the ResNet-50 model for the image classification model and the U-Net model for the image segmentation model. Using the Natural Breaks algorithm, we divided water level data into 2, 4, and 8 groups for image classification models. The classification models of 2, 4, and 8 groups showed the accuracy of 1.000, 0.987, and 0.634, respectively. The image segmentation model showed a Dice score of 0.998 and predicted water levels showed R² of 0.97 and MAE (Mean Absolute Error) of 0.02 m. The image classification models can be applied to the automatic gate-controller at four divisions of water levels. Also, the image segmentation model results can be applied to the alternative measurement for ultrasonic water gauges. We expect that the results of this study can provide a more scientific and efficient approach for agricultural water management.

• 한국농공학회논문집
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• 제64권5호
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• pp.53-65
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• 2022

Most of the reservoirs managed by the city and county are small and it is difficult to respond to climate change because the drainage area is small and the inflow increases rapidly when a heavy rain occurs. In this study, the current status of reservoirs managed by city and county in Gyeonggi-do was reviewed and flood vulnerability due to climate change was analyzed. In order to analyze the impact of climate change, CMIP6-based future climate scenario provided by IPCC was used, and future rainfall data was established through downscaling of climate scenario (SSP8-8.5). The flood vulnerability of reservoirs due to climate change was evaluated using the concept provided by the IPCC. The future annual precipitation at six weather stations appeared a gradual increase and the fluctuation range of the annual precipitation was also found to increase. As a result of calculating the flood vulnerability index, it was analyzed that the flood vulnerability was the largest in the 2055s period and the lowest in the 2025s period. In the past period (2000s), the number of D and E grade reservoirs was 58, but it was found to increase to 107 in the 2055s period. In 2085s, there were 17 E grade reservoirs, which was more than in the past. Therefore, it is necessary to take measures against the increasing risk of flooding in the future.

• 한국농공학회논문집
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• 제65권4호
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• pp.25-32
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• 2023

KDS (Korean Design Standard) for agricultural drainage is a planning standard that helps determine the appropriate capacity and type of drainage facilities. The objective of this study was to analyze the inundation of the agricultural basin considering the current design standard and the critical rainfall duration. This study used the rainfall durations of 1-48 hour, and the time distribution method with the Chicago and the modified Huff model. For the runoff model, the NRCS (Natural Resources Conservation Service) unit hydrograph method was applied, and the inundation depth and duration were analyzed using area-elevation data. From the inundation analysis using the modified Huff method with different rainfall durations, 4 hours showed the largest peak discharge, and 11 hours showed the largest inundation depth. From the comparison analysis with the current method (Chicago method with a duration of 48 hours) and the modified Huff method applying critical rainfall duration, the current method showed less peak discharge and lower inundation depth compared to the modified Huff method. From the simulation of changing values of drainage rate, the duration of 11 hours showed larger inundation depth and duration compared to the duration of 4 hours. Accordingly, the modified Huff method with the critical rainfall duration would likely be a safer design than the current method. Also, a process of choosing a design hydrograph considering the inundation depth and duration is needed to apply the critical rainfall duration. This study is expected to be helpful for the theoretical basis of the agricultural drainage design standards.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.49-55
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• 2024

본 논문은 물고기 양식 전문가의 먹이 배급을 모방하는 신경망 모델인 PredFeed Net을 제안한다. PredFeed Net은 기존의 먹이 배급 자동화 시스템과 달리, 전문가의 먹이 배급 패턴을 학습하는 방식으로 먹이 배급량을 예측한다. 이는 실제 수조에서 환경에 따른 먹이 배급 변수를 바꾸며 실험할 필요 없이, 기존의 환경 데이터와 먹이 배급 전문가의 먹이 배급 기록만으로 학습이 가능하다는 이점이 있다. 학습이 완료된 PredFeed Net은 현재 환경이나 어류의 상태를 통해 다음 먹이 배급량을 예측한다. 먹이 배급량 예측은 먹이 배급 자동화에 필요한 요소이며, 먹이 배급 자동화는 스마트 양식업이나 아쿠아포닉스 시스템 같은 최신 양식어업에 발전에 기여한다.

• 벤처창업연구
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• 제16권6호
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• pp.249-267
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• 2021

디지털화의 진전과 함께 축적된 빅데이터의 활용은 글로벌 농산업계에 파괴적 혁신을 가져오고 있다. 최근 정부는 농업 빅데이터 플랫폼 구축 및 지원조직 신설 등의 조치를 취하고 있으나 국내 농산업계는 재배생육 분야의 일부기업 외에는 빅데이터 활용이 미흡한 실정이다. 이러한 배경에서 본 연구는 빅데이터를 선도적으로 활용하여 혁신을 창출하는 주체가 되어야 할 농업벤처를 중심으로 기술, 조직, 환경의 맥락에서 빅데이터 활용의도에 영향을 미치는 요인을 규명하고 기술분야에 따른 조절효과를 확인하고자 하였다. 이에 농업기술실용화재단 A+센터의 지원을 받는 농업벤처 309개로부터 연구 데이터를 확보하여 SPSS 22.0을 이용하여 분석하였다. 연구결과, 기술적 요인 중에서는 상대적 이점과 호환성이 유의한 정(+)의 영향을 미치고, 조직적 요인 중에서는 경영층 지원이 정(+)의 영향을, 비용이 부(-)의 영향을 미치며, 환경적 요인 중에서는 정책적 지원이 정(+)의 영향을 미치는 것으로 나타났다. 기술분야의 조절효과 검증 결과, 재배생육 외 기업일수록 상대적 이점, 호환성, 경쟁자 압력 외의 모든 변수와 빅데이터 활용의도와의 관계를 완화하는 조절효과가 있는 것으로 나타났다. 이러한 결과를 통해 다음과 같은 시사점을 제시하였다. 첫째, 빅데이터 활용을 통해 농업벤처에 새로운 수익창출 및 운영효율성 제고 기회를 제공할 핵심사업을 선정하여 정책적으로 협업기회를 늘릴 필요가 있다. 둘째, 농산업 특성으로 인한 분석의 어려움을 극복할 수 있는 빅데이터 분석 솔루션 제공이 필요하다. 셋째, 농업벤처와 같은 소규모 조직에서는 최고경영층의 빅데이터 활용에 대한 높은 이해수준으로부터 출발한 조직문화 재편 의지가 선행되어야 한다. 넷째, 중소·벤처기업 수준에서 벤치마킹할 수 있는 성공사례를 발굴하고 홍보하는 것이 중요하다. 다섯째, 농업벤처 기술분야별로 핵심사업 추진과 지원사업의 우선순위를 나누어 추진하는 것이 보다 효과적일 것으로 판단된다. 마지막으로 본 연구의 한계점과 후속 연구과제를 제시하였다.

• 한국농림기상학회지
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• 제16권4호
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• pp.389-395
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• 2014

이 단보는 농업기상재해 조기경보시스템을 전국적인 현업서비스로 정착시키기 위한 초기단계 기술구현에 관해 설명한다. 먼저 집수역별 기상특보 서비스는 기상청에서 발표하는 기존 150개 시군단위 특보발생 여부를 공간통계기법에 의해 810개 집수역 단위의 순차적인 위험도로 표현하였다. 두번째로 집수역별 지발성 재해경보 서비스는 76개 정규기상관측소의 일별 자료를 토대로 810개 집수역의 중장기 경과기상을 주단위로 감시하여 같은 기간의 기후학적 평년기상에 대비한 현 시점의 만성적 재해위험을 상대지수로 표현하였다. 마지막으로 조기경보서비스 시범지역인 섬진강 하류유역 내 자원농가에 대해여 재해위험을 필지별로 산출하여 개별적으로 전달하기 위한 기반을 마련하였다. 이들 세 종류의 정보를 국토교통부 공간정보 오픈 플랫폼 배경지도 위에 전국 집수역 및 시범지역 내 농장단위 재해위험 레이어로 중첩시켜 준실시간 지도 서비스를 구축하였다.

• 한국농림기상학회지
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• 제15권4호
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• pp.320-331
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• 2013

재단법인 국가농림기상센터는 지난 3년간 기상청의 재정지원으로 기후스마트농업의 전제조건인 개별농장 수준의 기상위험 관리서비스를 설계하였다. 이 서비스는 기존 기상청 관측 및 예보시스템 외에 추가적인 자원소모 없이 해당 농지에 주어진 기상조건을 재배중인 작물의 종류와 그 발육단계에 맞게 '기상위험지수'로 정량화하고, 이를 평년기준과 비교하여 재해발생 가능성을 농민에게 일대일로 전달한다. 서비스 실용화에 필요한 기상실황 및 예보의 경관규모 추정기술, 시범 집수역 내 필지별 경과기상 및 예보에 근거한 작목 맞춤형 기상위험 산정기술을 개발하고, 이들 기술의 통합 및 시스템화를 완료하였다. 단일 집수역인 경남 하동군 악양면을 선정하여 이 시스템을 설치하고 230농가 400필지를 대상으로 시범서비스를 구현하였다. 이 과정에서 얻어진 경험을 공유함으로써 향후 농업부문의 기상이변 대응 조기경보서비스 구축에 기여하고자 한다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제42권4호
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• pp.314-322
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• 2017

Purpose: This study was conducted to investigate the hot air drying characteristics of squash slices depending on the drying conditions (input air velocity, input air temperature, and sample thickness). Methods: The developed drying system was equipped with a controllable air blower and electric finned heater, drying chamber, and ventilation fan. Squash (summer squash called Korean zucchini) samples were cut into slices of two different thicknesses (5 and 10 mm). These were then dried at two different input air temperatures (60 and $70^{\circ}C$) and air velocities (5 and 7 m/s). Six well-known drying models were tested to describe the experimental drying data. A non-linear regression analysis was applied to determine model constants and statistical indices such as the coefficient of determination ($R^2$), reduced chi-square (${\chi}^2$), and root mean square error (RMSE). In addition, the effective moisture diffusivity ($D_{eff}$) was estimated based on the curve of ln(MR) versus drying time. Results: The results clearly showed that drying time decreased with an increase in input air temperature. Slice thickness also affected the drying time. Air velocity had a greater influence on drying time at $70^{\circ}C$ than at $60^{\circ}C$ for both thicknesses. All drying models accurately described the drying curve of squash slices regardless of slice thickness and drying conditions; the Modified Henderson and Pabis model had the best performance with the highest R2 and the lowest RMSE values. The effective moisture diffusivity ($D_{eff}$) changes, obtained from Fick's diffusion method, were between $1.67{\times}10^{-10}$ and $7.01{\times}10^{-10}m^2/s$. The moisture diffusivity was increased with an increase in input air temperature, velocity, and thickness. Conclusions: The drying time of squash slices varied depending on input temperature, velocity, and thickness of slices. The further study is necessary to figure out optimal drying condition for squash slices with retaining its original quality.