모니터링 시스템은 데이터 모니터링을 위한 장치들의 증가와 다양한 서비스를 지원하기 위해 많은 파라메타를 요구한다. 특히 무선 모바일 환경에서 장치의 상태 모니터링은 제한된 스크린 사이즈에 다량의 정보를 디스플레이 해야 하는 어려움과 네트워크상에 장치 상태 데이터의 전송은 네트워크 트래픽과 많은 관련을 가진다. 본 논문은 온실 환경 시스템의 효과적인 관리를 위하여 데이터 수집을 위한 컨트롤 보드를 설계하고, 무선 모바일과 웹 기반의 다중 인터페이스를 구현하여 장치, 그리고 환경 데이터 모니터링, 각 장치의 제어를 적응적으로 수행하는데 있다. 그러므로 사용자의 상황에 따른 효율적인 모니터링 및 제어를 위해서 분산 클라이언트가 컴퓨터인 경우는 서버 또는 지역 제어 모듈에 LabVIEW웹 서버를 통해서 웹브라우저로 모니터링 및 제어권을 획득하고, 클라이언트가 PDA인 경우는 디스플레이의 크기와 데이터 처리 능력을 고려한 무선 모바일의 어플리케이션을 연동하였다. 실험결과, 사용자의 환경에 따른 적응성과 이동성을 제공함으로써 인간 중심적인 설계 관점에서 만족할만한 결과를 확인할 수 있었다.
모니터링 시스템은 데이터 모니터링을 위한 장치들의 증가와 다양한 서비스를 지원하기 위해 많은 파라메타를 요구한다. 특히 무선 모바일 환경에서 장치의 상태 모니터링은 제한된 스크린 사이즈에 다량의 정보를 디스플레이 해야 하는 어려움과 네트워크상에 장치 상태 데이터의 전송은 네트워크 트래픽과 많은 관련을 가진다. 본 논문은 온실 환경 시스템의 효과적인 관리를 위하여 데이터 수집을 위한 컨트롤 보드를 설계하고, 무선 모바일과 웹 기반의 다중 인터페이스를 구현하여 장치, 그리고 환경 데이터 모니터링, 각 장치의 제어를 적응적으로 수행하는데 있다. 그러므로 사용자의 상황에 따른 효율적인 모니터링 및 제어를 위해서 분산 클라이언트가 컴퓨터인 경우는 서버 또는 지역 제어 모듈에 LabVIEW 웹 서버를 통해서 웹브라우저로 모니터링 및 제어권을 획득하고, 클라이언트가 PDA인 경우는 디스플레이의 크기와 데이터 처리 능력을 고려한 무선 모바일의 어플리케이션을 연동하였다. 실험결과, 사용자의 환경에 따른 적응성과 이동성을 제공함으로써 인간 중심적인 설계 관점에서 만족할만한 결과를 확인할 수 있었다.
A monitoring system needs many parameters to increase devices for monitoring data and to support various services. In particular, monitoring the status of a device in a wireless mobile environment has a difficulty in displaying multi data in a limited screen size, and transfer of the status data of ...
A monitoring system needs many parameters to increase devices for monitoring data and to support various services. In particular, monitoring the status of a device in a wireless mobile environment has a difficulty in displaying multi data in a limited screen size, and transfer of the status data of a device into a network is largely related with network traffic. The research aims at designing a control board that collects data in order to effectively manage a greenhouse environment system. Also, the research tries to appropriately operate devices, environment data monitoring, and the control of each device by realizing a multiplexed interface based on a web. Thus, in the case in which a distributed client was a computer, monitoring and control were obtained with a web browser through the Lab VIEW web server of a server or local control module in order to effectively monitor and control according to the status of a user. In the case in which a client was a PDA, application of a wireless mobile considering the scale and data processing capacity of a displayer was connected. As a result of the research, we could confirm a satisfactory outcome from the viewpoint of a human-centered design by supplying adaptability and mobility according to the environment of a user.
A monitoring system needs many parameters to increase devices for monitoring data and to support various services. In particular, monitoring the status of a device in a wireless mobile environment has a difficulty in displaying multi data in a limited screen size, and transfer of the status data of a device into a network is largely related with network traffic. The research aims at designing a control board that collects data in order to effectively manage a greenhouse environment system. Also, the research tries to appropriately operate devices, environment data monitoring, and the control of each device by realizing a multiplexed interface based on a web. Thus, in the case in which a distributed client was a computer, monitoring and control were obtained with a web browser through the Lab VIEW web server of a server or local control module in order to effectively monitor and control according to the status of a user. In the case in which a client was a PDA, application of a wireless mobile considering the scale and data processing capacity of a displayer was connected. As a result of the research, we could confirm a satisfactory outcome from the viewpoint of a human-centered design by supplying adaptability and mobility according to the environment of a user.
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문제 정의
제안되고 있다[8]. 그러나 본 논문은 데이터 수집과 관련된 하드웨 어 연동에서 많은 유용성을 제공하는 그래픽 컬 언어인 LabVIEW를 사용하여 개발의 효율성을 제 공하고자 한다.
그리고 온실 환경 시스템의 중요한 문제 중의 하나는 온실의환경 데이터 모니터링을 통해서 작물에 적절한 환경을즉각적 으로 제 공해 주는 것 이 다. 따라서 본 논문에 서 제안하는 시스템의 목적은 온실 환경 시스템의 효과적 인관리를 위해서 무선 모바일과 웹 기반의 다중 인터페이스를 구현하여 효과적인 데이터 수집과 장치 및 환경 데이터 모니터링, 각 장치의 제어를 적응적으로 수행하는데 있다. 본 논문의 모니터링 및 제어 시스템은 온실의환경 상태를 감지하는 환경 상태 추출 알고리 즘과 온실의 환경에 따른 각 장치의 상태를 자동 제어하는 실시간반응 알고리 즘으로 구성 한다.
본 논문은 온실 환경의 데이터 수집과 제어를 위한하드웨 어 구성을 실물 프로토타이 핑으로 설계하고 이를 효율적인 모니터링 및 제어 어플리케이션과 연동하였다. 온실 환경 시스템의 효과적인 관리를 위해서 무선 모바일과 웹 기반의 다중 인터페이스를 구현하고, 온실 환경 시스템으로 부터 수집한장치의 상태 정보와 환경 데 이 터를 무선의 모바일 디바이스 또는 LabVIEW 웹 서버를통하여 데이터 및 장치의 상태를모니터링 및 제어 한다.
본 논문은 작물에 영향을 미치는 기후 변화와 작물의환경 데이터 모니터링을 위한 장치 상태를 효과적으로관리하기 위해서 무선 모바일 기 반의 온실 환경의 효율적 인 모니 터 링 과 제 어 시스템을 제안한다. 온실 환경 시스템의 효과적인 관리를 위해서는 작물의 환경 데이터모니터링 및 장치의 연속적인 데이터 수집과 관리자가수집 된 데 이 터 를 쉽 게 접 근할 수 있는 사용자 인터 페 이스가 구축되 어 야 한다.
기존의 환경 정보에 대한 모니터링과 관련된 연구로는 공기나 물에서 탄화수소 농도의 모니터링으로 환경 오염을 측정하는 시스템이 설계되고 있다. 이 시스템의 연구 목적은 모바일 관측 지 점으로 접근하여 GSM/GPRS(Global System for Mobile Communication/ General Packet Radio Service)의 사용으로 탄화수소 오염으로부터 지역을 보호하는데 있다[1]. 논문 [2]는 RFID 기반의 모바일 모니터 링 시스템(RFID-MMS)을 개발하여 위 험으로부터 동물을 보호하고, 사람에 게 동물에 대한 모니터 링을 허용함으로써 동물에 대한 더 많은 이해를 증가시키는데 있다.
제안 방법
또한 (4) 단계의 지 역 제어 모듈에서는TCP 네트워크 연결을 위 한 Listener를 생성 하고 클라이 언트인 PDA로 부터 해당 지 역 모듈의 IP로 TCP 네트워크 연결이 수락될 때까지 기다린다. PDA로부터 지역 제어 모듈로의 연결 이성 립 되 면 VISA resource name 에 의 해 서 Port 설 정 및 초기화를 수행 한다. (6) 단계는 PDA에서 모니 터 링 또는 제어 명령을 선택할 수 있다.
풍속, 일사량, 감우는 컨트롤 보드에 연결된 센서를 통하여 데이터를 수집하는 실물 프로토콜을 구현하였다. 그리고 온실 환경의 적절한 환경을 제공하기 위한 환풍기, 보일러, 관수는 가상 머신을 통한 환경을 제어와 모니터링을수행한다.
따라서 PDA 디스플레이 크기에 적절한 인터페이스로 변환할 필요가 있다. 따라서 PDA에서 서버 또는 지역 제어 모듈과의 원격 모니터링및 제어를 위한 인터페이스를 구축하고 어플리케이션을 개 발함으로써 무선 네트워크를 이용한 모니 터 링 및제어를 수행한다.
첫째, 클라이 언트가 컴 퓨터 인 경우는 서 버 또는 지 역 제어 모듈에 LabVIEW 웹 서버를 통해서 웹브라우저로모니터링 및 제어권을 획득할수 있다. 따라서 온실 환경 데이터 분석 및 출력, 온실 환경 데이터 설정, 웹 카메라 또는 온실 환경 데이터와 장치 모니터링 및 제어를 수행한다. 그리고 제어는 실시간 반응 알고리즘을기 반으로 자동 모드로 설 정 하면 온실 의 환경 에 따른 각장치의 상태를 자동 제어한다.
지역 제어 모듈에서는 각 장치의 상태 정보의 변화를감지 하여 시스템 상태를 자동제어하고 네트워크상의 모니터링 시스템으로 변화된 상태 신호를 보낸다. 또한 지 역 제어 모듈에서 수행되는 모든 작업은HTTP 기반의 웹서버에 의해 원격 제어 및 모니터링을 수행한다. 클라이언트인 무선의 pda는서버뿐만아니라지역 제어 모듈의 퍼스컴에 직접 접근하여 수집한 데이터를 모니터링 및 제어할 수 있다.
다른 방법으로 장치의 상태 정보와 환경 데이터는TCP 또는 HTTP 프로토콜의 기 본 인터 넷을 통하여 서 버 또는클라이 언트 컴퓨터로 데이터를 전송하고 갱신된다. 본 논문에서 제안하는 시스템 구성은 그림 1과 같이 지 역제어 모듈, 클라이언트, 서버로 구성된다. 지역 제어 모듈은 개 별의 온실 환경 모니터 링을 위 한 장치 와 이 장치로부터 온실 환경의 데이터 수집을 위한 퍼스컴, 컨트롤 보드로 구성되어 있다.
따라서 본 논문에 서 제안하는 시스템의 목적은 온실 환경 시스템의 효과적 인관리를 위해서 무선 모바일과 웹 기반의 다중 인터페이스를 구현하여 효과적인 데이터 수집과 장치 및 환경 데이터 모니터링, 각 장치의 제어를 적응적으로 수행하는데 있다. 본 논문의 모니터링 및 제어 시스템은 온실의환경 상태를 감지하는 환경 상태 추출 알고리 즘과 온실의 환경에 따른 각 장치의 상태를 자동 제어하는 실시간반응 알고리 즘으로 구성 한다.
본논문의 실험 환경은온실 환경의 모니터링 및 제어를 위한 컨트롤 보드를 설계하고 클라이언트 및 서버와의 연동을 구현하였다. 그림 3과 같이 지 역 제어 모듈에서 온실 환경의 데이터 수집 및 제어를 위해 설계한 컨트롤 보드의 내부를 나타내고 있다.
논문 [3]은 상황 인식 (Context-Awareness) 과 위 치 인식 (Location Awareness) 을 활용한 유비쿼터스 어플리케이션을 제안하고, 위치 인식은 무선 주파수(Radio Frequency: RF)를 통해서 현재 위치에서 다른 위치에 있는 노드들과 통신을 담당하고 있다. 상황 인식은 각 지 역의 RF 통신에 의해 수집한 상황 정보를 기반으로 각 장치의 제어 및 모니터 링을 제안한다. 논문 [4]는 생리학적인 데이터를 모바일 통신 네트워크를 기반으로 모니터링 시스템을 연구하고 있다.
온실 환경 시스템의 효과적인 관리를 위해서 무선 모바일과 웹 기반의 다중 인터페이스를 구현하고, 온실 환경 시스템으로 부터 수집한장치의 상태 정보와 환경 데 이 터를 무선의 모바일 디바이스 또는 LabVIEW 웹 서버를통하여 데이터 및 장치의 상태를모니터링 및 제어 한다. 온실의 환경 상태를 자동 감지 하여 상태 신호를 추출하고 각 장치 의 상태를 즉각적 으로 자동 제 어한다.
클라이 언트의 PDA 기 종은 HPrw6100, 해상도는 240 x 320 픽 셀, OS는 Pocket PC 2003, 메모리 는 128MB 플래시 ROM, WLAN 802.11b의 무선 랜을 내장하고 있고, LabVIEW 기 반의 무선 네트워 크 모니 터 링 및 제 어 어플리 케 이 션을 구현하였다. 클라이 언트의 컴 퓨터 는 LabVIEW 웹 서버를 통해서 모니터링 및 제어권을 획득할 수 있다.
습도, 풍향 . 풍속, 일사량, 감우는 컨트롤 보드에 연결된 센서를 통하여 데이터를 수집하는 실물 프로토콜을 구현하였다. 그리고 온실 환경의 적절한 환경을 제공하기 위한 환풍기, 보일러, 관수는 가상 머신을 통한 환경을 제어와 모니터링을수행한다.
이론/모형
컨트롤 보드에 구성된 장치들 중온 . 습도 센서의 모델은DTH-100, 창문 개폐를 위한 모터의 모델은 SWM-102 자동 개폐기, 이산화탄소 COS cc-05, 풍속, 풍향, 일사량, 감우 센서 는 D-Unit사의 DWS, DWD, DIS, DRS 모델을 사용하였다.
성능/효과
제어한다. (9) 단계의 다수의 지 역 제어 모듈에서서버측으로 연속적인 데이터 전송은서버의 CU邛적재율을 높이고 네트워크 트래픽을 감소하기 위해서 상태 변화 추출의 임계치를 설정하여 지역 제어 모듈에서 측정된 데이터가 임계치 보다 높으면 서버로 TCP 네트워크를 연결을 통해서 데이터를 전송하고 임계치보다 낮으면 TCP 네트워크 데이터 전송을 중지한다. 또한 지역 제어 모듈에서 설정한 환경 데이터를 기반으로 온실 환경의 데이터를 자동 추출하여 각 장치의상태를 자동 제어함으로서 온실 장치의 상태를 변경할수 있다.
그리고 제어는 실시간 반응 알고리즘을기 반으로 자동 모드로 설 정 하면 온실 의 환경 에 따른 각장치의 상태를 자동 제어한다. 둘째, 클라이언트가 PDA인 경우는 웹브라우저를 통해서 모니터링 및 제어할 수 있으나 PDA 디스플레 이 의 디 바이스의 크기 는 많은 데 이 터 를 나타내기 는 문제 가 많고 PDA의 데 이 터 처리 능력 또한 부족하다. 따라서 PDA 디스플레이 크기에 적절한 인터페이스로 변환할 필요가 있다.
본 논문에서 제안하는 전반적인 모바일 모니터 링과제어 알고리즘은 표 1과 같으며, 사용자의 상황에 따른효율적 인 모니터 링 및 제어를 위해서 분산 클라이 언트는 무선 모바일과 웹기반의 두 가지의 접근 방법을 지원하여 지 역 제어 모듈 또는 서버에 접근할 수 있다. 첫째, 클라이 언트가 컴 퓨터 인 경우는 서 버 또는 지 역 제어 모듈에 LabVIEW 웹 서버를 통해서 웹브라우저로모니터링 및 제어권을 획득할수 있다.
연속적인 데이터 수집은CPU의 적재를 어렵게 하고, 네트워크 트래픽을 증가, 클라이언트 시스템의 성능을 감소한다. 따라서 서버로 전송되는 데이터 량을 줄이기 위해서 지역 제어 모듈은 온실의 환경 상태를 감지하는 환경 상태 추출 알고리즘을 기반으로 환경 설정 임계치를 설정하고 연속적인 데이터 수집과 모니터링 시스템에서 발생할 수 있는 네트워크 트래픽 및 시스템 부하를 최소화한다.
첫째, 클라이 언트가 컴 퓨터 인 경우는 서 버 또는 지 역 제어 모듈에 LabVIEW 웹 서버를 통해서 웹브라우저로모니터링 및 제어권을 획득할수 있다. 따라서 온실 환경 데이터 분석 및 출력, 온실 환경 데이터 설정, 웹 카메라 또는 온실 환경 데이터와 장치 모니터링 및 제어를 수행한다.
후속연구
온실 환경의 효율적인 모니터링 및 제어를 위한 어플리케이션 구현으로 사용자의 환경에 따른 적응성과이동성을 제공함으로써 인간 중심적인 설계 관점에서만족할만한 결과를 확인할 수 있었고, 효과적인 모니터 링 시스템으로의 다양한 응용에 활용될 것으로 기 대된다.
참고문헌 (8)
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jacky S. L. Ting, S. K. Kwok, W. B. Lee, Albert H. C. Tsang and Benny C. F. Cheung, "A Dynamic RFID-based Mobile Monitoring System in Animal Care Management over a Wireless Network," Wireless Communications, Networking and Mobile Computing, pp.2085-2088, 2007
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Y. Imai, M. Ocga, D. Yamane, O. Sadayuki, Y. Iwamoto, and S. Masuda, "Mobile Phone-enhanced User Interface of Remote Monitoring System," Proceeding of the International Conference on Mbile Business(ICMB'05), IEEE, pp. 63-68, 2005
심춘보, 임은천 '모바일 사용자를 위한 PDA 기반의 온실 및 병충해 모니터링 시스템,' 한국해양정보통신학회논문지, Vol. 12, No. 12, pp. 2315-2322, 2008년
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