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문제 정의
- 그러므로 본 연구에서는 모듈화된 계측시스템을 개발하고 이를 이용하여 식물공장의 합리적·경제적 ·효율적 이용이 가능한 지능화된 식물 생산시스템을 위해 일사량, 온도, 습도, 난방기의 운전시간, 탄산가스 발생기의 운전시간 등과 같은 작물의 생육환경 정보 및 제어정보, 관리정보 등을 모두 기록하고 분석할 수 있도록 데이터베이스화하고 이를 감시 시스템에 이용하는 것을 목표로 하였다.
제안 방법
- 1.온실의 내부작물 생육환경 및 제어상태의 계측을 통합적으로 관리하고, 원격감시를위한 틀을 제공하기 위하여 개발된 계측 모듈인 하우스 모니터(House Monitor)를 RS-485 통신을 이용하여 그룹모니터(Group Monitor)와 통신할 수 있도록 시스템을 하였다.
- 3. MS SQL SERVER를 이용하여 온 실의 내부 환경 및 제어정보를 저장할 수 있는 데이터베이스를 설계 및 개발하였다.
- 4.인터넷 및 통해서버에 접속하여 분산 처리 기술을 이용하여 온 실 생육 환경 및 제어정보를 이용할 수 있는 클라이언트/서버 형태의 시스템을 구축하였다.
- 제작하여 감시하도록 하였다. 계측 모듈은 하우스 모니터(House Monitor)라고 이름 지었으며, 다수의 온실을 감시하기 위하여 개별 온실마다 하우스 모니터를 설치하여 내부 생육환경을 계측하여 전체 온실 시스템을 관리하는 PC에 관측한 데이터를 전송하도록 구성하였다.
- 그룹 모니터는 다수의 하우스 모니터로부터 받은 계측 데이터와 영상을 각 온실의 모니터링 뷰에 표시하고 서버에 데이터를 전송하였다. 클라이언트 모니터는 서버에의 접속을 통해서 사용자로그인 과정을 거쳐 Midas 기술을 통해 DBMS와 연결이 성립되고 데이터셋을 가져와서 이용한다.
- 모듈화된 정보시스템을 개발하기 위하여 인터넷 TCP/IP SOCKET 통신을 통해 원격지에서 현재 및 과거 온실 환경 및 제어정보를 공유할 수 있는 클라이언트/서버 모델을 개발하였다. 클라이언트 모니터는 서버 모니터에 정보를 요청하여 관리 대상 온실을 정해진 시간 간격으로 모니터링 할 수 있는 모니터링 모듈, 과거 재배 사례를 서버 모니터에 요청하여 Midas 기술을 통해 조회 및 분석할 수 있는 과거 재배 사례 모듈, 온실 재배계획 및 재배일지를 입력 및 편집할 수 있는 재배계획 및 일지모듈, 온실 및 작물정보를 조회할 수 있는 작물 정보 모듈로 구성하였다.
- 온실 내부 환경의 계측장치로 모듈화된 단일 칩마이크로프로세서를 이용한 하우스 모니터를 개발하였다. 개발된 다수의 하우스 모니터는 RS-485통신을 이용하여 개발된 프로토콜을 통항여그룹 모니터와 통신하면서 계측 데이터를 전송하였고 안정된 계측 성능을 보였다.
- 온실의 감시 대상은 개별 온실의 내부 생육 환경, 제어장치 상태, 온실 내부 영상, 외부환경으로 분류하였다.
- 외부기상환경은 개별 온실마다 측정할 필요가 없기 때문에 그룹 모니터에서 관측하도록 하였으며, 개별 온실의 내부 영상을 획득하도록 구성하였다.
- 전체 시스템은 여러 개의 하우스 모니터로부터 계측된 신호는 RS-485 통신을 통해 그룹 모니터에 전송되고 이는 다시 인터넷 TCP/IP통신을 통해 서버 모니터(Server Monitor)에 전송되어 데이터베이스 서버에 저장되도록 하였다. 클라이언트 모니터에서 요청이 들어오면 서버 모니터를 데이터베이스 서버에서 트랜잭션 과정을 거친 후 서버 모니터에 결과셋을 보내고 서버모니터는 다시 클라이언트에 결과 셋을 전송하도록 구성하였다.
- 클라이언트 모니터는 서버 모니터에 정보를 요청하여 관리 대상 온실을 정해진 시간 간격으로 모니터링 할 수 있는 모니터링 모듈, 과거 재배 사례를 서버 모니터에 요청하여 Midas 기술을 통해 조회 및 분석할 수 있는 과거 재배 사례 모듈, 온실 재배계획 및 재배일지를 입력 및 편집할 수 있는 재배계획 및 일지모듈, 온실 및 작물정보를 조회할 수 있는 작물 정보 모듈로 구성하였다.
- 데이터베이스 서버에 저장되도록 하였다. 클라이언트 모니터에서 요청이 들어오면 서버 모니터를 데이터베이스 서버에서 트랜잭션 과정을 거친 후 서버 모니터에 결과셋을 보내고 서버모니터는 다시 클라이언트에 결과 셋을 전송하도록 구성하였다. Fig.
- 통신은 그룹 모니터와 하우스 모니터의 거리는 최대 수십 미터까지 가능하기 때문에 일대다(최대 32) 통신이 가능하고, 10Mbps로 최대 1200m까지 신호를 전송할 수 있는 RS-485통신을 채택하였다. 그룹 모니터와 서버 모니터와의 통신은 초고속 인터넷 전용선 환경의 TCP/IP통신에 기반한 클라이언트 /서버 시스템을 구성하였다.
이론/모형
- 그룹 모니터와 서버 모니터와의 통신은 초고속 인터넷 전용선 환경의 TCP/IP통신에 기반한 클라이언트 /서버 시스템을 구성하였다. 또한 멀티-티어 분산 컴퓨팅을 가능하게 해주는 인프라이즈 기술인 마이다스(Midas, Multi-tier Distributed Application Service)를 이용하였다.
성능/효과
- 개발하였다. 개발된 다수의 하우스 모니터는 RS-485통신을 이용하여 개발된 프로토콜을 통항여그룹 모니터와 통신하면서 계측 데이터를 전송하였고 안정된 계측 성능을 보였다.
- 있는 있었다. 또한 분산환경기술을 이용하여 서버를 경유하여 데이터베이스 서버에서 데이터 셋을 가져와 과거 재배 사례 등을 조회 및 이용 가능하였다. 이는 전문가에게 접근을 허용함으로써 재배에 관한 지원이 가능하도록 하였다.
후속연구
- 개발된 시스템을 식물공장 내 작물의 재배환경을 데이터베이스화하여 재배 사례 데이터베이스를 형성하고 작물이 가장 잘 자라는 최적 재배 환경을 연구하여 고품질의 작물 재배에 이용될 수 있다. 또한 식물 공장의 운전실적, 환경조건, 환경조절비용 등의 분석에 효율적으로 이용될 수 있을 것으로 예상되며 각 환경인자들과의 관계를 구명하는 데 도움을 줄 것이다.
- 실증 실험을 통해 수정·보완하여야 할 것이다. 또한 시설원예 분야에서 있어서 통신체계에 대한 표준화 연구가 수행되어 앞으로 개발될 다른 시스템들과의 호환성을 갖도록 해야 할 것이다.
- 있다. 또한 식물 공장의 운전실적, 환경조건, 환경조절비용 등의 분석에 효율적으로 이용될 수 있을 것으로 예상되며 각 환경인자들과의 관계를 구명하는 데 도움을 줄 것이다. 축적된 작물의 재배 사례 데이터베이스를 이용하여 작물 특성 및 재배연구에 도움을 줄 수 있을 것이다.
- 을 구축하여야 할 것이다. 또한, 시설원예의 환경설계의 기준을 적용할 수 있도록 하여야 할 것이다.
- 본 연구에서 개발한 계측 모듈 및 데이터베이스 시스템은 실제 농가에 설치된 전용선을 이용하여 실증 실험을 통해 수정·보완하여야 할 것이다. 또한 시설원예 분야에서 있어서 통신체계에 대한 표준화 연구가 수행되어 앞으로 개발될 다른 시스템들과의 호환성을 갖도록 해야 할 것이다.
- 앞으로 온실의 경영 및 관리 데이터베이스를 개발하여 첨단 온실의 통합관리 및 정보 시스템을 구축하여야 할 것이다. 또한, 시설원예의 환경설계의 기준을 적용할 수 있도록 하여야 할 것이다.
- 축적된 작물의 재배 사례 데이터베이스를 이용하여 작물 특성 및 재배연구에 도움을 줄 수 있을 것이다. 제어장치들의 운영실적을 분석함으로써 제어시스템의 효율적이고 경제적인 제어가 가능하도록 할 수 있을 것이다. 이들이 모두 완성되면 전문가 및 전문가 시스템으로부터 지원을 받는 지능 형 식물공장이 가능할 것이다.
- 또한 식물 공장의 운전실적, 환경조건, 환경조절비용 등의 분석에 효율적으로 이용될 수 있을 것으로 예상되며 각 환경인자들과의 관계를 구명하는 데 도움을 줄 것이다. 축적된 작물의 재배 사례 데이터베이스를 이용하여 작물 특성 및 재배연구에 도움을 줄 수 있을 것이다. 제어장치들의 운영실적을 분석함으로써 제어시스템의 효율적이고 경제적인 제어가 가능하도록 할 수 있을 것이다.
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