• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.239-243
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• 2012

본 논문에서는 전기 저항식 수분 측정 방식을 선택한 토양수분센서를 제안하였다. 이 방식은 토양내의 수분량에 따라 저항의 변화가 생기는 것을 전기적인 신호로 변환하여 토양수분량과의 관계를 비교하여 수분량을 측정하는 방식으로 방법이 간단하며 저렴한 비용으로 간단하게 장치를 구현하였으며, 시리얼통신을 이용하여 여러 개의 센서를 하나의 네트워크에 묶어 사용하였다. 이 센서 네트워크를 사용하여 IMS(Internet Management System)에 적용하였으며, 센서 네트워크가 웹에서도 잘 작동함을 보였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권3호
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• pp.331-336
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• 2011

최근 편리함과 측정의 정확성으로 인해 Capacitance sensor가 토양수분 연구나 물관리에 국제적으로도 널리 이용되고 있다. 이 연구는 Capacitance sensor (EnviroSCAN, Sentek Ltd.)가 화산회토양이 많이 분포하는 제주도 지역에서도 활용성이 있는 지를 알아보기 위해 유기물함량이 다른 제주도의 대표적인 토양 종류를 이용하여 Calibration 시험을 수행하였다. 시험 결과 화산회토양에서는 비화산회토양과 달리 센서의 Scaled frequency와 토양의 용적수분함량 간에 Calibration식이 로그식 형태로 나타내는 것이 일반적으로 적용되는 지수식 형태로 나타내는 것보다 상관이 더 높게 나타났다. 또한 화산회토양이 많이 분포하는 지역에 서는 토양수분함량이 높아 습하거나 매우 적어 건조할 경우에는 Capacitance sensor에 의한 수분함량 측정값이 건조기를 이용한 수분함량 값보다 과소하게 측정될 수 있었다. Capacitance sensor를 이용하여 화산회토양에서 토양 수분함량을 정확하게 측정하기 위해서 Calibration식에 적용될 수 있는 현실적인 계수값을 제시하였다. 또 현재 이용되는 EnviroSCAN capacitance probes의 활용성을 제고하기 위해서 계수값을 유기물함량별로 추정하는 식을 제시 하였다. Capacitance sensor를 이용하여 토양수분함량을 정확하게 측정하기 위해서는 사전에 토양의 공극분포, 유기물함량, EC 등 측정여건을 파악하여 조절하는 것이 필요하였다.

• Agricultural and Biosystems Engineering
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• 제6권2호
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• pp.39-46
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• 2005

Because soil compaction is a concern in crop production and environmental pollution, quantification and management of spatial and vertical variability in soil compaction for soil strength) would be a useful aspect of site -specific field management. In this paper, a soil strength profile sensor (SSPS) that could take measurements continuously while traveling across the field was developed and the performance was evaluated through laboratory and field tests. The SSPS obtained data simultaneously at 5 evenly spaced depths up to 50 em using an array of load cells, each of which was interfaced with a soil-cutting tip. Means of soil strength measurements collected in adjacent, parallel transects were not significantly different, confirming the repeatability of soil strength sensing with the SSPS. Maps created with sensor data showed spatial and vertical variability in soil strength. Depth to the restrictive layer was different for different field locations, and only 5 to 16% of the tested field areas were highly compacted.

• Agricultural and Biosystems Engineering
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• 제5권1호
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• pp.10-20
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• 2004

Precision agriculture aims to minimize costs and environmental damage caused by agriculture and to maximize crop yield and profitability, based on information collected at within-field locations. In this process, quantification of soil physical properties, including soil strength, would be useful. To quantify and manage variability in soil strength, there is need for a strength sensor that can take measurements continuously while traveling across the field. In this paper, preliminary analyses were conducted using two datasets available with current technology, (1) cone penetrometer readings collected at different compaction levels and for different soil textures and (2) tillage draft (TD) collected from an entire field. The objective was to provide information useful for design of an on-the-go soil strength profile sensor and for interpretation of sensor test results. Analysis of cone index (CI) profiles led to the selection of a 0.5-m design sensing depth, 10-MPa maximum expected soil strength, and 0.1-MPa sensing resolution. Compaction level, depth, texture, and water content of the soil all affected CI. The effects of these interacting factors on data obtained with the soil strength sensor should be investigated through experiments. Spatial analyses of CI and TD indicated that the on-the-go soil strength sensor should acquire high spatial-resolution, high-frequency ($\ge$ 4 Hz) measurements to capture within-field spatial variability.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2000년도 창립총회 및 춘계학술발표회
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• pp.125-128
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• 2000

Recently, development of advanced soil monitoring technology has became essential for effective site remediation. Soil gas evaluation is simple and powerful technology which can reduce the environmental impact during the survey of VOC contaminated area. In this research, the feasibility test of SnO$_2$ceramic gas sensor is conducted to improve soil gas measurement technology. As a result, it is successfully proved that this gas sensor has an possibility for soil gas monitoring.

• 센서학회지
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• 제30권6호
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• pp.415-419
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• 2021

We developed a highly accurate, yet inexpensive, refractive index (RI)-based soil moisture sensor. To detect the RI, a light guide was set with a light-emitting diode and photodiode. When the air fills the space between the soil particles, most of the incident light is reflected at the interface between the waveguide and the air because of the large RI difference. As the moisture of the soil increases, the macroscopic soil RI increases. This allows incident light to pass through the interface. The intensity of the light reaching the photodiode was simulated according to the change in the soil RI. Using the simulation results, we designed and manufactured a curved glass waveguide. We evaluated the performance of the RI-based soil sensor by comparing it with a commercially available, high-cost and high-performance time-domain reflectometer (TDR). Our sensor was 96% accurate, surpassing the costly TDR sensor.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제26권6호
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• pp.157-164
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• 2021

Smart agriculture requires sensing systems which are fundamental for precision agriculture. Adequate and appropriate water and nutrient supply not only improves crop productivity but also benefit to environment. However, there is no available soil sensor to continuously monitor nutrient status in soil. Electrical conductivity (EC) of soil is affected by ion contents in soil and can be used to evaluate nutrient contents in soil. Comparison of various commercial EC sensors showed similar water content and EC values at water content less than 20%. Soil EC values measured by sensors decreased with decreasing soil water content and linearly correlated with soil water content. EC values measured by soil sensor were highly correlated with water soluble nutrient contents such as Ca, K, Mg and N in soil indicating that the soil EC sensor can be used for monitoring changes in plant available nutrients in soil.

• 생물환경조절학회지
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• 제32권4호
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• pp.328-335
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• 2023

적절한 양분 관리와 식물 생육 증진을 위해 토양의 양분 수준을 반영하는 토양 센서가 요구된다. 토양의 양분을 모니터링할 수 있는 센서가 없으므로 전기전도도(EC) 센서를 토양의 양분 수준을 평가 하는데 사용할 수 있다. 센서 EC 값과 토양 온도, 수분 함량과 양분 함량과의 관계를 파악하면 EC 센서를 활용한 토양 양분 관리가 가능할 것이다. 그러나 센서 EC 값과 식물이 이용할 수 있는 양분의 관계는 구명되지 않았다. 따라서 본 연구의 목적은 고추와 브로콜리의 생육 기간동안 요소 비료 처리가 토양 센서 EC 값에 미치는 영향을 평가하고 토양에 존재하는 식물 유효태 양분 함량을 예측하는 것이다. 재배기간동안 주기적으로 토양을 채취하여 pH, EC를 측정하고 유효태 양분 함량을 분석하였다. 센서 EC 값은 수분 함량이 높아질수록 증가하였고 비료부족 처리구의 EC 값이 가장 낮게 나타났다. 센서 EC와 실제 토양 양분 함량과의 상관관계를 파악하기 위해 주성분 분석을 실시하였다. 센서 EC는 질산태질소와 유효태 칼슘과 강한 양의 상관관계를 보였다. 또한, 칼슘, 마그네슘, 칼륨, 인, 황, 질소와 같은 유효태 양분을 합한 값은 센서 EC 값과 관련이 있었다. 따라서 노지에서 EC 센서를 이용하여 양분 함량을 예측함으로써 적절한 양분 관리를 할 수 있을 것이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권4호
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• pp.401-408
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• 2022

최근 원예작물의 지속가능한 생산을 위한 작물 생육환경 센싱 기반 복합환경제어시스템 연구와 산업적 이용이 부각되면서, 노지재배에 적용하기 적합한 토양센서 활용 방안 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구는 산업 및 연구 현장에서 많이 사용되고 있는 TEROS 12 FDR 센서(frequency domain reflectometry sensor)를 노지 과수원의 토양에 알맞게 활용하기 위하여 국내 세 지역 과수원 토양의 토성별 FDR 센서 활용 방법을 제시하고자 수행하였다. 실제 과수가 재배되고 있는 각 과수원에서 토양을 채취하여, 토성 및 토양수분보유곡선을 조사하였으며, 토양별 TEROS 12 센서 Raw 값과 이에 대응하는 용적수분함량 값을 선형 회귀 분석, 3차 회귀 분석을 통해 보정식을 얻은 뒤 제조사에서 제공하는 광질 토양 보정식과 비교 분석하였다. 채취한 세 과수원의 토양은 모두 토성이 달랐으며, 토성에 따라 각 보수력에 따른 용적수분함량 수치에 차이가 있었다. 또한, TEROS 12 센서 보정식에서는 모든 토양에서 3차 회귀 분석 보정식이 결정계수 0.95 이상으로 가장 높게 나타났으며, RMSE도 가장 낮게 나타났다. 제조사에서 제공하는 보정식을 사용하여 TEROS 12 센서의 용적수분함량을 보정할 경우 토양에 따라 실제 수치에 비해 최대 0.09-0.17m³·m^-3가량 낮게 나타나, FDR 센서 사용시 적용 토양에 알맞은 보정이 반드시 선행되어야 함을 확인하였다. 또한 토성에 따라 토양의 보수력 구간에 따른 용적수분함량 범위의 차이가 있었으며, 토양 용적수분함량의 수치 해석에 보수력 정보가 수반되어야 할 것으로 나타났다. 또한, 사질이 많은 토양에서는 관수 개시점 측정을 위해 FDR 센서를 활용하는 데 있어 용적수분함량 측정 범위가 상대적으로 좁아 정밀도가 떨어질 것으로 판단되었다. 결론적으로 토양에서 FDR 센서를 통해 토양수분의 변화를 알맞게 해석하고 노지에서 알맞은 관수 시점을 선정하기 위해서는, 적용 토양의 수분보유특성을 파악하고 FDR 센서 보정을 선행하여 올바른 토양 수분 정보 제공이 필요할 것이다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제33권1호
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• pp.7-13
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• 2008

The tillage depth control system is one of the most salient control system of tractor implements. A contact-type height sensor was developed to measure ground clearance for the tillage depth control. The height sensor was fabricated in this study, and its efficacy in a tillage depth control system was evaluated. Experiments were conducted in order to determine both static and dynamic detection characteristics of the height sensor using soil bin system on the sampled soil (sandy loam, sand, clay loam). The results of the static detection characteristics showed that in the case, sandy loam soil despite and clay loam soil at a wet basis moisture content of 30%, large measurement errors were observed a due to penetration of a plastic puck into the sampled soil. The results of the dynamic detection characteristics showed that the height sensor detected the distance from the ground of sandy loam soil despite the uneven nature of the ground surface and the changes in traveling speed $1km/h{\sim}5km/h$ at a wet basis moisture content of 10%.