In this paper, Wireless sensor network technology applied to various greenhouse agro-industry items such as horticulture and local specialty etc., we was constructed automatic control system for optimum growth environment by measuring growth status and environmental change. existing monitoring syste...
In this paper, Wireless sensor network technology applied to various greenhouse agro-industry items such as horticulture and local specialty etc., we was constructed automatic control system for optimum growth environment by measuring growth status and environmental change. existing monitoring systems of greenhouse gather information about growth environment depends on the temperature. but in this system, Can be efficient collection and control of information to construct wireless sensor network by growth measurement sensor and environment monitoring sensor inside of the greenhouse. The system is consists of sensor manager for information processing, an environment database that stores information collected from sensors, the GUI of show the greenhouse status, it gather soil and environment information to soil and environment(including weather) sensors, growth measurement sensor. In addition to support that soil information service shows the temperature, moisture, EC, ph of soil to user through the interaction of obtained data and Complex Growth Environment information service for quality and productivity can prevention and response by growth disease or disaster of greenhouse agro-industry items how temperature, humidity, illumination acquiring informationin greenhouse(strawberry, ginseng). To verify the executability of the system, constructing the complex growth environment measurement system using wireless sensor network in greenhouse and we confirmed that it is can provide our optimized growth environment information.
In this paper, Wireless sensor network technology applied to various greenhouse agro-industry items such as horticulture and local specialty etc., we was constructed automatic control system for optimum growth environment by measuring growth status and environmental change. existing monitoring systems of greenhouse gather information about growth environment depends on the temperature. but in this system, Can be efficient collection and control of information to construct wireless sensor network by growth measurement sensor and environment monitoring sensor inside of the greenhouse. The system is consists of sensor manager for information processing, an environment database that stores information collected from sensors, the GUI of show the greenhouse status, it gather soil and environment information to soil and environment(including weather) sensors, growth measurement sensor. In addition to support that soil information service shows the temperature, moisture, EC, ph of soil to user through the interaction of obtained data and Complex Growth Environment information service for quality and productivity can prevention and response by growth disease or disaster of greenhouse agro-industry items how temperature, humidity, illumination acquiring informationin greenhouse(strawberry, ginseng). To verify the executability of the system, constructing the complex growth environment measurement system using wireless sensor network in greenhouse and we confirmed that it is can provide our optimized growth environment information.
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제안 방법
딸기를 재배하기 위해서는 300Lux정도의 조도가 필요하다. LED 광원을 이용한 조도의 자동제어 측정결과 09시부터 16까지 낮시간에는 외부로부터 들어오기 빛의 양이 많기 때문에 LED광원에 의한 제어가 필요하지 않지만 16시부터 22시까지 6시간 동안은 외부로부터 들어오는 빛에 양이 작거나 거의 없기 때문에 LED광원에 자동제어를 통해 일사량을 연장하고 딸기의 일사부족을 보충시켜 생장을 족진 시켰다. 이처럼 광은 작물 생장과 발육하는데 주요한 결정인자 이므로 광의 리듬이 깨지지 않도록 유지하는 것이 중요하다.
따라서 이 복합생장 환경 관제시스템에서는 온실 내 CO2발생기에서 발생되는 CO2 농도를 600ppm으로 설정하고 600ppm 아래로 떨어질 때 CO2발생기에 의해 자동으로 CO2가 발생할 수 있게 함으로써 딸기 성장속도 및 생산량을 높일 수 있도록 하였다, 은 자연상태 및 CO2발생기 자동제어에 의한 CO2 농도 측정결과 그래프이다.
파프리카 생장환경 관리 시 스템 에서 온도, 습도, EC, ph, 엽온및 줄기부위별 온도, 식물체 무게, 과일 온도 및 부피 등의 생장환경 모니터링 서비스를 제공하고 온실 내에 온실 환경 계측 및 식물의 근권환경 데이터 수집 시스템을 구축하여 온실 내부에서 식물의 근권에 영향을 주는 급액량, 급액EC, 급액pH, 배지내의 함수율 배지 온도, 급액 온도, 폐액 온도를 계측 및 분석하여 제공한다. 또한 재배 온실 내부에 기름 사용량을 비롯한 효율적인 에너지관리를 위해 벙커온도 및 온수 파이프 온도, 생장 난방 파이프 온도 정보에 따른 환경 제어시스템을 구축하였다. 하지만 각종 측정센서들을 통해 모니터링 서비스 및 창문, 커튼, 난방 등의 단순 제어를 통한 온 .
본 논문에서 원예, 특산물 등 다양한 온실 재배 품목 생장에 영향을 미치는 요소 즉, 온도, 습도, 강우, 풍향, 풍속 수분, 일사량, CO2 등을 측정하기 위해 딸기 온실에 환경 측정센서와 개폐기, 인공광원, 환풍기, 관수장치 등 제어장치를 구성하여 온실 복합 생장환경 관제시스템을 구죽하였다. 또한 시스템의 수행성을 검증하기 위해서 인공광원에 따른 광량, 온도, CO2 측정결과와 온실 내 통합제어기 GUI를 통해 온실의 정확한 생장환경이 모니터 링 되는 수행 결과를 보였다.
본 시스템은 온실 내 온도센서, 습도센서, 조도센서, C02센서를 통해 실시간으로 작물의 생장환경 데이터를 수집하여 센서관리자에게 주기적으로 전달한다. 센서관리자는 수집된 데이터를 분석하여 데이터베이스에 저장하고 환경 기준값과 비교한다.
본 시스템의 성능평가를 위하여 딸기재배 온실에 조도센서와 C02측정센서를 설치하여 복합생장환경 관제시스템을 구축하고 하루 24시간 동안 1시간마다 인위적인 제어를 가하지 않는 자연상태 일 때와 LED광원 제어에 따른 조도와 C02 농도를 측정하였다. 광은 조도가 낮아짐에 따라 광합성 작용이 저하되므로 작물 종류에 따라서 생장에 적합한 조도 제어가 필요하다.
또한 온실 환경을 자동 . 수동제어가 가능하도록 통합제어기를 설치하였다.
외부의 온 . 습도센서를 비롯한 각종 측정센서와 설비장치로 구성된 물리계층, 물리계층과 사용자계층 사이의 통신을 지원하고 센서정보를 데이터베이스화하여 온실에 생장 환경 측정 및 제어를 지원하는 중간계층, 온실 내 생장 환경 모니터링 및 시설장치 제어 서비스를 제공하는 응용계층으로 구성된다.
파프리카 생장환경 관리 시 스템 에서 온도, 습도, EC, ph, 엽온및 줄기부위별 온도, 식물체 무게, 과일 온도 및 부피 등의 생장환경 모니터링 서비스를 제공하고 온실 내에 온실 환경 계측 및 식물의 근권환경 데이터 수집 시스템을 구축하여 온실 내부에서 식물의 근권에 영향을 주는 급액량, 급액EC, 급액pH, 배지내의 함수율 배지 온도, 급액 온도, 폐액 온도를 계측 및 분석하여 제공한다. 또한 재배 온실 내부에 기름 사용량을 비롯한 효율적인 에너지관리를 위해 벙커온도 및 온수 파이프 온도, 생장 난방 파이프 온도 정보에 따른 환경 제어시스템을 구축하였다.
대상 데이터
본 시스템의 수행성을 검증하기 위해 실제 온실에 환경 모니터링 센서 및 생장측정센서를 설치했다. 온실에 설치된 복합 생장환경 관제시스템은 크게 환경 측정 장치와 제어장치로 구성되어 있다.
성능/효과
이 3개의 요소들을 감시하기 위해 Precision Agi'iculture Project는 감자밭에 무선센서를 장착하여 데이터를 수집하고, 작물에 언제 발병 가능성이 있는지를 전파망원경(Lofar)을 통해 투시하였다. 또한 관리자에게 투시 정보를 전달하고 분석하여 살균제 등의 사용량을 줄이고, 작물의 생산량을 증가시켰다. 이 프로젝트에서는 센서 네트워크를 이용하여 모니터링 서비스만 제공할 뿐 식물 생장 환경에 필요한 지능화된 제어 서비스는 제공하지 않는다.
구죽하였다. 또한 시스템의 수행성을 검증하기 위해서 인공광원에 따른 광량, 온도, CO2 측정결과와 온실 내 통합제어기 GUI를 통해 온실의 정확한 생장환경이 모니터 링 되는 수행 결과를 보였다. 향후 연구로는 센서에서 수집된 데이터를 기반으로 작물생육 모델링 이론을 연구하고, 다양한 표준에 근거한 결과를 통해 복합생장 환경 제어 단말 기술뿐만이 아니라 수집되는 환경데이터와 생육데이터를 연계한 분석 알고리즘을 개발하고 농가에 제공함으로써 신뢰성을 확보 및 생산성 증대, 품질향상, 비용 절감 등 농가 경쟁력을 향상 시키고자 한다.
온실 내 온도센서, 습도센서, 조도센서, C02 센서가 생장환경 측정 데이터를 게이트웨이에게 전달하고 게이트웨이는 이 데이터들을 통합제어기에 제공함으로써 생산자는 온실에 생장환경측정 결과를 통합제어기 GUI를 통해 확인할 수 있다.
후속연구
또한 시스템의 수행성을 검증하기 위해서 인공광원에 따른 광량, 온도, CO2 측정결과와 온실 내 통합제어기 GUI를 통해 온실의 정확한 생장환경이 모니터 링 되는 수행 결과를 보였다. 향후 연구로는 센서에서 수집된 데이터를 기반으로 작물생육 모델링 이론을 연구하고, 다양한 표준에 근거한 결과를 통해 복합생장 환경 제어 단말 기술뿐만이 아니라 수집되는 환경데이터와 생육데이터를 연계한 분석 알고리즘을 개발하고 농가에 제공함으로써 신뢰성을 확보 및 생산성 증대, 품질향상, 비용 절감 등 농가 경쟁력을 향상 시키고자 한다.
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