최근 우리 사회 전반에서 유비쿼터스 개념이 적용된 유비쿼터스 공간에서 사용자들은 유비쿼터스 네트워크에 접속하여 언제, 어디서나 어떠한 정보라도 접근이 가능한 유비쿼터스 컴퓨팅을 일상화하고 있다. 이러한 새로운 패러다임(Paradigm)인 유비쿼터스 공간에서는 USN(Ubiquitous Sensor Network)을 기반으로 원격지에 있는 유비쿼터스 센서(Ubiquitous Sensor)들을 제어하여 원하는 데이터를 실시간으로 자동 수집 및 분석 결과를 다양한 사용자에게 제공할 수 있도록 많은 시도를 하고 있다.
유비쿼터스 시스템에서 필수 요소인 USN은 “필요한 모든 곳에 센서를 부착하여 사물의 인식 정보를 기본으로 주변의 환경 정보(온도, 습도, 오염 정도, 균열 정도, 생장 정보 등)까지 탐지하고, 이를 실시간으로 네트워크에 연결하여 정보를 관리하는 네트워크 시스템”으로 본 논문에서는 정의한다. 우리 생활의 모든 영역에 적용할 수 있는 USN 기술은 원자력과 같은 주요 시설의 실시간 원격감시 및 제어, 생산 및 유통, 의료 및 복지, 국방 및 교통, 그리고 농림업 분야 등에서 많은 편리성을 줄 수 있다. 그 동안 정보기술의 적용이 뒤쳐져있던 농림업 분야에서도 미래의 농업 시스템 및 지구 온난화에 따른 기후 변화에 대응하기 위하여 최신 정보기술과의 결합을 통한 생장관리 모델에 대한 연구를 진행하고 있다.
농림업 분야의 기반 기술인 생장측정 장치 및 방법은 주로 접촉식 측정 장치(줄자, 버어니어 ...
최근 우리 사회 전반에서 유비쿼터스 개념이 적용된 유비쿼터스 공간에서 사용자들은 유비쿼터스 네트워크에 접속하여 언제, 어디서나 어떠한 정보라도 접근이 가능한 유비쿼터스 컴퓨팅을 일상화하고 있다. 이러한 새로운 패러다임(Paradigm)인 유비쿼터스 공간에서는 USN(Ubiquitous Sensor Network)을 기반으로 원격지에 있는 유비쿼터스 센서(Ubiquitous Sensor)들을 제어하여 원하는 데이터를 실시간으로 자동 수집 및 분석 결과를 다양한 사용자에게 제공할 수 있도록 많은 시도를 하고 있다.
유비쿼터스 시스템에서 필수 요소인 USN은 “필요한 모든 곳에 센서를 부착하여 사물의 인식 정보를 기본으로 주변의 환경 정보(온도, 습도, 오염 정도, 균열 정도, 생장 정보 등)까지 탐지하고, 이를 실시간으로 네트워크에 연결하여 정보를 관리하는 네트워크 시스템”으로 본 논문에서는 정의한다. 우리 생활의 모든 영역에 적용할 수 있는 USN 기술은 원자력과 같은 주요 시설의 실시간 원격감시 및 제어, 생산 및 유통, 의료 및 복지, 국방 및 교통, 그리고 농림업 분야 등에서 많은 편리성을 줄 수 있다. 그 동안 정보기술의 적용이 뒤쳐져있던 농림업 분야에서도 미래의 농업 시스템 및 지구 온난화에 따른 기후 변화에 대응하기 위하여 최신 정보기술과의 결합을 통한 생장관리 모델에 대한 연구를 진행하고 있다.
농림업 분야의 기반 기술인 생장측정 장치 및 방법은 주로 접촉식 측정 장치(줄자, 버어니어 캘리퍼스, 접촉식 측정 센서 등)를 사용하여 생장 변화를 측정하고 있으며, 기존의 생장측정 장치들은 측정 대상에 흠집 및 압박(Stress)을 주어 생장에 영향을 줄 수 있다. 그리고 측정자(사람), 측정 장치의 사용 및 생장측정 방법마다 측정 오차가 크게 발생할 수 있어 측정값에 대한 신뢰성을 보장할 수 없다. 따라서 본 논문에서는 기존의 생장측정 장치 및 방법의 문제점을 해결할 수 있는 USN 기술을 활용한 새로운 생장측정 방법과 데이터 처리 시스템에 대하여 논의하고, 기존 장치들의 문제점 해결 및 생장측정 자동화를 위하여 USN 기술 기반의 새로운 비접촉 자동 생장측정 시스템을 제안하였다. 그리고 제안한 시스템 구현 및 해당 분야의 생장측정 실험을 통하여 측정 성능 및 데이터 전송 능력을 분석하였다.
본 연구에서는 제안한 2가지 비접촉 자동 생장측정 방법(3점 고정식, 360° 회전식) 및 데이터 처리 방법으로 수집된 생장 데이터 및 처리 결과에 대하여 정성적 및 정량적 성능 분석을 하였다. 정량적 분석에서 생장측정 성능은 측정된 값들이 제시한 신뢰기준 이내에서 모두 분포하였으며, 데이터 전송 성능에서는 전송 데이터 크기가 증가할 때 데이터 전송시간도 비례하여 증가하는 선형 특성을 나타내어 제시된 기준들을 만족하였다. 정성적 분석에서는 생장 단면형상 생성, 기존 장치의 문제점 해결 가능성 및 시스템의 품질 성능 비교에서 기존 생장측정 방법의 문제점이 크게 개선되는 것을 확인하였다.
특히, 정보기술을 응용한 생장 단면형상 생성 방법은 본 연구에서 최초로 제안한 것으로써 측정 대상의 생장 단면을 절단하지 않고 생장 단면의 변화를 실시간으로 파악할 수 있어 생장 변화 모델 정립에 활용할 수 있다.
제안한 2가지의 비접촉 자동 생장측정 방법 중에서 360° 회전식 적외선 측정 장치 및 데이터 처리 방법의 성능이 가장 우수한 것을 확인하였으며, 향후에는 이 방법을 적용한 시스템에 대한 지속적 개선 및 관련 분야에서 적용 방안에 대한 연구가 필요하다.
최근 우리 사회 전반에서 유비쿼터스 개념이 적용된 유비쿼터스 공간에서 사용자들은 유비쿼터스 네트워크에 접속하여 언제, 어디서나 어떠한 정보라도 접근이 가능한 유비쿼터스 컴퓨팅을 일상화하고 있다. 이러한 새로운 패러다임(Paradigm)인 유비쿼터스 공간에서는 USN(Ubiquitous Sensor Network)을 기반으로 원격지에 있는 유비쿼터스 센서(Ubiquitous Sensor)들을 제어하여 원하는 데이터를 실시간으로 자동 수집 및 분석 결과를 다양한 사용자에게 제공할 수 있도록 많은 시도를 하고 있다.
유비쿼터스 시스템에서 필수 요소인 USN은 “필요한 모든 곳에 센서를 부착하여 사물의 인식 정보를 기본으로 주변의 환경 정보(온도, 습도, 오염 정도, 균열 정도, 생장 정보 등)까지 탐지하고, 이를 실시간으로 네트워크에 연결하여 정보를 관리하는 네트워크 시스템”으로 본 논문에서는 정의한다. 우리 생활의 모든 영역에 적용할 수 있는 USN 기술은 원자력과 같은 주요 시설의 실시간 원격감시 및 제어, 생산 및 유통, 의료 및 복지, 국방 및 교통, 그리고 농림업 분야 등에서 많은 편리성을 줄 수 있다. 그 동안 정보기술의 적용이 뒤쳐져있던 농림업 분야에서도 미래의 농업 시스템 및 지구 온난화에 따른 기후 변화에 대응하기 위하여 최신 정보기술과의 결합을 통한 생장관리 모델에 대한 연구를 진행하고 있다.
농림업 분야의 기반 기술인 생장측정 장치 및 방법은 주로 접촉식 측정 장치(줄자, 버어니어 캘리퍼스, 접촉식 측정 센서 등)를 사용하여 생장 변화를 측정하고 있으며, 기존의 생장측정 장치들은 측정 대상에 흠집 및 압박(Stress)을 주어 생장에 영향을 줄 수 있다. 그리고 측정자(사람), 측정 장치의 사용 및 생장측정 방법마다 측정 오차가 크게 발생할 수 있어 측정값에 대한 신뢰성을 보장할 수 없다. 따라서 본 논문에서는 기존의 생장측정 장치 및 방법의 문제점을 해결할 수 있는 USN 기술을 활용한 새로운 생장측정 방법과 데이터 처리 시스템에 대하여 논의하고, 기존 장치들의 문제점 해결 및 생장측정 자동화를 위하여 USN 기술 기반의 새로운 비접촉 자동 생장측정 시스템을 제안하였다. 그리고 제안한 시스템 구현 및 해당 분야의 생장측정 실험을 통하여 측정 성능 및 데이터 전송 능력을 분석하였다.
본 연구에서는 제안한 2가지 비접촉 자동 생장측정 방법(3점 고정식, 360° 회전식) 및 데이터 처리 방법으로 수집된 생장 데이터 및 처리 결과에 대하여 정성적 및 정량적 성능 분석을 하였다. 정량적 분석에서 생장측정 성능은 측정된 값들이 제시한 신뢰기준 이내에서 모두 분포하였으며, 데이터 전송 성능에서는 전송 데이터 크기가 증가할 때 데이터 전송시간도 비례하여 증가하는 선형 특성을 나타내어 제시된 기준들을 만족하였다. 정성적 분석에서는 생장 단면형상 생성, 기존 장치의 문제점 해결 가능성 및 시스템의 품질 성능 비교에서 기존 생장측정 방법의 문제점이 크게 개선되는 것을 확인하였다.
특히, 정보기술을 응용한 생장 단면형상 생성 방법은 본 연구에서 최초로 제안한 것으로써 측정 대상의 생장 단면을 절단하지 않고 생장 단면의 변화를 실시간으로 파악할 수 있어 생장 변화 모델 정립에 활용할 수 있다.
제안한 2가지의 비접촉 자동 생장측정 방법 중에서 360° 회전식 적외선 측정 장치 및 데이터 처리 방법의 성능이 가장 우수한 것을 확인하였으며, 향후에는 이 방법을 적용한 시스템에 대한 지속적 개선 및 관련 분야에서 적용 방안에 대한 연구가 필요하다.
Recently, as a whole in our society, the term ‘ubiquitous’ can be used for the computing and networking environment in which many users get whatever information they want anytime and anywhere. In this new ubiquitous paradigm, users want to gather, analyze, and control data automatically in real-time...
Recently, as a whole in our society, the term ‘ubiquitous’ can be used for the computing and networking environment in which many users get whatever information they want anytime and anywhere. In this new ubiquitous paradigm, users want to gather, analyze, and control data automatically in real-time by ubiquitous sensors (Ubiquitous Sensor) at a remote place through the USN (Ubiquitous Sensor Network) and the analyzed results are used by various users.
In this paper, the USN is defined as a networking system that gathers surrounding environmental information (temperature, humidity, pollution level, crack propagation, growth information and so on) by locating and managing sensors in all the necessary places in real-time. The USN technology can be applied to various aspects in our lives. One good example is real-time remote control for major facilities or infrastructure such as nuclear power, production, marketing, healthcare, welfare, defense, traffic, agriculture, forestry and fisheries.
Compared to other industries, the agricultural and forestry are lagging in terms of adopting advanced information communication technologies. Recently, many studies have been focusing on improving forest administration, developing state-of-the-art agricultural technology, and dealing with various climate conditions by using convergence technology.
Growth measurement devices and techniques are crucial in the agricultural sector. By now, contact measurement devices (tape lines, vernier calipers, contact sensors, etc.) used widely in order to measure changes in the growth. These manual measurement devices may affect plant growth because they can injure and stress the plants, and we cannot guarantee the reliability of the measurement data because of variations produced by raters, measurement devices and methods of measurement.
Therefore, in this paper, we analyzed the problems of existing plant growth measurement methods, and discussed a new method and system. In this research, we also propose a new real-time non-contact plant growth measurement system based on the USN technology to automate the plant growth measurement and to solve the problem caused by existing measurement devices. And we have implemented this system for a group of plants near a farmhouse and verified its performance by analyzing the data measured by field experiments.
The qualitative and quantitative performance analysis proposed by the non-contact automatic growth measurement method (3-point fixed-type and 360° rotary-type) and the data processing system using the experimental results. In quantitative analysis of the growth measurement performance, the measured data was distributed within the proposed confidence interval and analysis of the data transfer performance is shown to be linear in terms of the data transmission time toward the size of the transmitted data. And all other the proposed criteria are satisfied. In qualitative analysis, we confirmed that growth cross-sectional form generation, possibility of solving the problems of the existing devices, the quality performance comparison of systems are improved.
In particular, we proposed for the first time the growth cross-sectional form generation method adopting the latest information technology. Without cutting the stem, we were able to collect data using the proposed measurement devices, which can automatically identify changes in growth. Therefore, the proposed system can contribute establishing a growth model.
In the performance analysis of the proposed system, we confirmed that the performance of the 360° Rotary-type measurement method shows the highest quality among the proposed non-contact automatic growth measurement devices and methods. As a further study, continuous improvement and efforts is required such as the application to agriculture and forestry fields.
Recently, as a whole in our society, the term ‘ubiquitous’ can be used for the computing and networking environment in which many users get whatever information they want anytime and anywhere. In this new ubiquitous paradigm, users want to gather, analyze, and control data automatically in real-time by ubiquitous sensors (Ubiquitous Sensor) at a remote place through the USN (Ubiquitous Sensor Network) and the analyzed results are used by various users.
In this paper, the USN is defined as a networking system that gathers surrounding environmental information (temperature, humidity, pollution level, crack propagation, growth information and so on) by locating and managing sensors in all the necessary places in real-time. The USN technology can be applied to various aspects in our lives. One good example is real-time remote control for major facilities or infrastructure such as nuclear power, production, marketing, healthcare, welfare, defense, traffic, agriculture, forestry and fisheries.
Compared to other industries, the agricultural and forestry are lagging in terms of adopting advanced information communication technologies. Recently, many studies have been focusing on improving forest administration, developing state-of-the-art agricultural technology, and dealing with various climate conditions by using convergence technology.
Growth measurement devices and techniques are crucial in the agricultural sector. By now, contact measurement devices (tape lines, vernier calipers, contact sensors, etc.) used widely in order to measure changes in the growth. These manual measurement devices may affect plant growth because they can injure and stress the plants, and we cannot guarantee the reliability of the measurement data because of variations produced by raters, measurement devices and methods of measurement.
Therefore, in this paper, we analyzed the problems of existing plant growth measurement methods, and discussed a new method and system. In this research, we also propose a new real-time non-contact plant growth measurement system based on the USN technology to automate the plant growth measurement and to solve the problem caused by existing measurement devices. And we have implemented this system for a group of plants near a farmhouse and verified its performance by analyzing the data measured by field experiments.
The qualitative and quantitative performance analysis proposed by the non-contact automatic growth measurement method (3-point fixed-type and 360° rotary-type) and the data processing system using the experimental results. In quantitative analysis of the growth measurement performance, the measured data was distributed within the proposed confidence interval and analysis of the data transfer performance is shown to be linear in terms of the data transmission time toward the size of the transmitted data. And all other the proposed criteria are satisfied. In qualitative analysis, we confirmed that growth cross-sectional form generation, possibility of solving the problems of the existing devices, the quality performance comparison of systems are improved.
In particular, we proposed for the first time the growth cross-sectional form generation method adopting the latest information technology. Without cutting the stem, we were able to collect data using the proposed measurement devices, which can automatically identify changes in growth. Therefore, the proposed system can contribute establishing a growth model.
In the performance analysis of the proposed system, we confirmed that the performance of the 360° Rotary-type measurement method shows the highest quality among the proposed non-contact automatic growth measurement devices and methods. As a further study, continuous improvement and efforts is required such as the application to agriculture and forestry fields.
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