초록 ▼

각 연구 과제별 연구내용 및 범위를 요약하면 다음과 같다.
[온실 환경 제어시스템 종합 관리 및 모니터링 시스템 개발(서울대학교)]
온실의 환경 제어시스템을 종합적으로 관리하고 감시할 수 있도록 인터넷을 이용하여 생육환경, 외부기상, 작동장치의 작동상태, 재배작업 등 온실의 운영에 관련된 각종 정보를 수집하여 데이터베이스에 저장하고, 가공 분석하여 인터넷을 이용하여 실시간으로 재배자 및 관련 전문가에게 유용한 정보를 제공하는 시스템을 개발하는 것으로 각 단계별 주요 연구 내용 및 범위는 아래와 한다.
1. 첨단온실의

각 연구 과제별 연구내용 및 범위를 요약하면 다음과 같다.
[온실 환경 제어시스템 종합 관리 및 모니터링 시스템 개발(서울대학교)]
온실의 환경 제어시스템을 종합적으로 관리하고 감시할 수 있도록 인터넷을 이용하여 생육환경, 외부기상, 작동장치의 작동상태, 재배작업 등 온실의 운영에 관련된 각종 정보를 수집하여 데이터베이스에 저장하고, 가공 분석하여 인터넷을 이용하여 실시간으로 재배자 및 관련 전문가에게 유용한 정보를 제공하는 시스템을 개발하는 것으로 각 단계별 주요 연구 내용 및 범위는 아래와 한다.
1. 첨단온실의 원격 생육환경 감시 시스템 구성
가. 온실의 문제점을 조사하고 감시 시스템의 요구 기능을 분석한다.
나. 요구기능에 적합한 시스템의 구성요소를 정의하고 논리적, 물리적 구성을 구명한다.
2. 생육환경 및 제어정보 수집 시스템 개발
가. 제어시스템 종합관리 및 모니터링에 필요한 계측 및 감시항목을 구명한다.
나. 생육환경 및 제어 정보를 수집할 모듈화된 계측장치를 개발한다.
다. 복수의 온실을 동시에 감시할 수 있는 클라이언트/서버 구조의 정보 수집 시스템을 개발한다.
3. 원격 제어 시스템 개발
첨단온실의 신뢰성을 향상시키기 위하여 돌발상황이 발생할 경우, 원격지에서도 온실 제어장치를 작동할 수 있는 제어 시스템을 개발한다.
가. 돌발상황에 대응할 수 있는 제어 대상 항목을 선정한다.
나. 기존 제어체계에 대한 조사를 통하여 원격 제어방법을 구명한다.
다. 기존 제어체계와 병행할 수 있도록 원격 제어시스템을 개발한다.
4. 통합관리 시스템 개발
가. 통합관리 시스템의 하드웨어 및 데이터베이스 관리시스템을 선정한다.
나. 구성요소로 개발된 시스템간의 네트워크 및 통신 프로토콜을 정의한다.
다. 통합관리 시스템을 구축하고, 구성요소로 개발된 모든 시스템을 통합하여 현장 적응실험을 위하여 공시온실에 설치한다.
5. 데이터베이스 구축 및 제어전략 제공 시스템 개발
가. 요구분석을 통해 개체를 선정하고 데이터베이스의 구성 및 기능을 구명하여, 개념적, 논리적, 물리적 설계과정을 통해 데이터베이스를 설계·구축한다.
나. 원격 감시와 제어시스템 종합관리 및 제어전략 정보 제공을 위하여, 필요한 각 모듈을 구명한다.
다. 온실 데이터베이스에 수집된 데이터로부터 종합관리 및 제어전략 정보 제공에 필요한 정보를 생성하기 위한 가공 및 분석 모듈을 개발한다.
라. 제어장치의 고장 등으로 작물에 피해를 유발하는 극단적인 생육환경의 발생을 감지하여 경보하는 경보 모듈을 개발한다.
마. 인터넷으로 온실을 감시하고 돌발상황시 원격제어를 수행하는 웹 서비스 모듈을 개발한다.
[작물 생육 상태 모니터링 및 제어 전략 정보 제공 시스템 개발(한경대학교)]
1. 생장정보 계측을 위한 컴퓨터 시각장치 구축
가. 온실 환경과 작물의 특성을 고려한 생장정보 계측용 컴퓨터 시각장치를 구성한다.
2. 시계열 작물영상 획득 및 분석 기법 개발
가. 영상 측도 설정을 위한 기하학적 특성 및 색채 분석 방법을 개발한다.
나. 시계열 작물 영상을 분석하기 위한 인자를 선정한다.
3. 생육상태 계측 알고리즘 및 생장정보 분석 모델 개발
가. 작물의 생육상태 계측 알고리즘을 개발한다.
나. 작물의 구조 분석 방법을 개발한다.
다. 수확량 예측 모델을 개발한다.
라. 작물의 생육상태 진단 기법을 개발한다.
4. 생육상태 모니터링 유닛 제작 및 실증실험
가. 실증실험을 위한 생육상태 모니터링 유닛을 구축한다.
나. 실증실험을 통하여 시계열 영상의 특성을 조사하고 생체중 모델을 이용하여 수확량을 예측하는 방법을 개발한다.

Abstract ▼

Main research contents of each sub-subject are as follows.
[Development of monitoring and integrated management system for greenhouse control system (Seoul National University)]
The object of this research is the development of systems that collect data which are related with environment, weat

Main research contents of each sub-subject are as follows.
[Development of monitoring and integrated management system for greenhouse control system (Seoul National University)]
The object of this research is the development of systems that collect data which are related with environment, weather conditions, on-line status of greenhouse and that save the various data to the database and that offer the useful information to farmer and related experts in real-time through Internet.
The main research contents of each sub-subject are as follows.
1. Composition of remote monitoring system of a state-of-the-art greenhouse
A. Analyzing the requirement of greenhouse monitoring system through investigation the problems of current greenhouse.
B. Definition components of greenhouse monitoring system and study on logical and physical architecture of system.
2. Development of data collection system for environment and control status
A. Study on monitoring items for the monitoring and integrated management system
B. Development of monitoring equipment which can monitors environment and control state of greenhouse.
C. Development of a client/server type data collection system which can observes multiple greenhouses at the same time.
3. Development of remote control system
To increase the reliability of a state-of-the-art greenhouse, develops remote control system which can operate the control system of greenhouse in remote distance at emergency states.
A. Selection of the items to be controlled when emergency happens.
B. Study on remote control methods through investigating existing control system.
C. Development of remote control system to be used with existing control system.
4. Development of integrated management system
A. Selection of integrated management system hardware and database management system.
B. Definition of communication protocol and network between each system that has been developed as a component.
C. Construction of integrated management system by combination of all systems which were developed as components, and installation the system at greenhouse to field adaptability test.
5. Implementation of database and development of information providing system for greenhouse control strategy
A. Selection of the major entities through requirements analysis, study on structure and function of the database and design the database through the logical and physical design process.
B. Study on the required modules for remote monitoring, integrated management of control system and providing of information serving for control strategy.
C. Development analyzing module to produce necessary information that supply total management and control strategy information serving from greenhouse database.
D. Development of alarm module that detects extreme environment from the failure of control unit.
E. Development of web-service module that can control remotely and can watch the greenhouse by Internet.
[Monitoring for plant growing status and development of information providing system of control strategy(Hankyung National University)]
1. Construction of computer vision system for measuring growth information
A. Construction of computer vision system for measuring growth information that was considered the characteristics of plant and environment of green house
2. Acquisition of time series of plant images and development of analyzing technique
A. Development of analyzing technique of geometrical characteristics and color for image calibration
B. Selection of effective factors for analyzing time series plant images.
3. Development of measurement algorithm for growing status and model for analyzing growth information
A. Development of measurement algorithm for growing status of plant
B. Development of analyzing method of plant structure
C. Development of yield prediction model
D. Development of diagnostic technique of plant growing status
4. Construction of plant monitoring unit and verification experiment
A. Construction of plant monitoring unit for verification experiment
B. Investigation of time series image property through verification experiment and development of prediction technique of yield with fresh weight prediction model

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 요약문 ...3
• SUMMARY ...11
• CONTENTS ...22
• 목차 ...27
• 제1장 연구개발과제의 개요 ...32
• 제1절 연구배경 및 필요성 ...32
• 제2절 연구 목적 및 범위 ...34
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ...35
• 제1절 온실환경 제어시스템 관리 및 모니터링 시스템 ...35
• 제2절 작물 생육상태 모니터링 및 제어전략 정보제공 ...38
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ...42
• 제1절 첨단온실의 원격 생육환경 감시 시스템 구성 ...42
• 1. 재료 및 방법 ...42
• 가. 문헌조사에 의한 자료수집 ...42
• 나. 감시 시스템의 요구기능 ...43
• 1) 온실 영역 ...43
• 2) 센터 영역 ...43
• 3) 원격지 ...44
• 2. 결과 및 고찰 ...44
• 가. 논리적 구성 ...44
• 나. 물리적 구성 ...46
• 제2절 생육환경 및 제어정보 수집 시스템 개발 ...48
• 1. 재료 및 방법 ...48
• 가. 생육환경 및 제어정보 수집 시스템의 구성 ...48
• 나. 감시항목 선정 ...49
• 다. 생육환경 및 제어정보 계측 ...49
• 1) 하우스모니터의 측정대상 ...49
• 2) 환경 계측 센서의 명세 ...52
• 3) 외부 기상환경 측정 ...52
• 4) 온실 내부 영상 획득 ...54
• 라. 하우스모니터 개발 ...56
• 1) 하드웨어 ...56
• 2) 운용소프트웨어 ...64
• 마. 그룹모니터 개발 ...66
• 1) 개요 ...66
• 2) 동작특성 ...66
• 3) 개발환경 ...67
• 바. 하우스 모니터와 그룹모니터 간의 통신 알고리즘 ...68
• 1) 개요 ...68
• 2) 데이터 프레임의 구조 ...68
• 3) 명령어 ...70
• 4) 통신 데이터 흐름 ...75
• 2. 결과 및 고찰 ...76
• 가. 생육환경 계측성능 ...76
• 1) 정밀도 ...76
• 2) 안전성 ...77
• 3) 직선성 ...77
• 4) 분해능 ...78
• 나. 제어 장치의 감시 성능 ...79
• 다. 하우스모니터 성능 ...80
• 1) 주요명세 및 외관 ...80
• 2) 안정성 ...81
• 3) 사용자 인터페이스 ...82
• 라. 그룹모니터 성능 ...82
• 3. 요약 및 결론 ...85
• 제3절 작물 생육상태 모니터링 시스템 개발 ...86
• 1. 생장정보 계측을 위한 컴퓨터 시각장치 구축 ...86
• 가. 서론 ...86
• 나. 생장정보 계측용 컴퓨터 시각장치 구성 ...86
• 다. 온실과 작물을 고려한 컴퓨터 시각장치 구축 ...91
• 라. 결론 ...96
• 2. 시계열 작물영상 획득 및 분석 기법 개발 ...98
• 가. 서론 ...98
• 나. 시계열 작물영상 획득 ...99
• 다. 영상분석을 위한 측도 설정 ...103
• 라. 시계열 작물영상의 추적인자 개발 ...107
• 마. 결론 ...111
• 3. 생육상태 계측 알고리즘 및 생장정보 분석 모델 개발 ...112
• 가. 서론 ...112
• 나. 작물의 생육상태 계측 알고리즘 개발 ...113
• 다. 작물의 구조 분석 방법 개발 ...116
• 라. 수확량 예측 모델 개발 ...121
• 마. 작물의 생육상태 진단 기법 개발 ...132
• 바. 결론 ...149
• 4. 생육상태 모니터링 유닛 제작 및 실증실험 ...151
• 가. 서론 ...151
• 나. 선형 이동장치 제작 ...152
• 다. 카메라 Pan/Tilt 구동장치 구축 ...153
• 라. 비디오 서버 구축 ...154
• 마. 생육상태 감시 시스템의 전체 구성 ...154
• 바. 고정식 모니터링 유닛을 이용한 상추의 생육 실험 ...157
• 사. 결론 ...172
• 5. 요약 및 결론 ...173
• 제4절 원격 제어 시스템 개발 ...174
• 1. 재료 및 방법 ...174
• 가. 첨단온실의 자동제어 체계 ...174
• 나. 시스템 구성 ...175
• 다. 제어항목 선정 ...176
• 라. 제어시스템 구축 ...176
• 1) 하드웨어 구성 ...176
• 2) 운용 소프트웨어 ...180
• 2. 결과 및 고찰 ...181
• 가. 성능시험 방법 ...181
• 나. 성능 시험 ...183
• 3. 요약 및 결론 ...183
• 제5절 통합관리 시스템 개발 ...185
• 1. 시스템 구성 ...185
• 가. 통합관리 서버 ...186
• 나. 데이터베이스 ...188
• 다. 웹서버 ...188
• 라. 경보서버 ...190
• 2. 네트워크 구성 ...191
• 가. 프로토콜의 선정 ...191
• 나. 데이터 전송절차 ...192
• 3. 시스템 통합 설치 ...194
• 가. 재배작물 선정 및 작물재배 ...194
• 나. 생육환경 감시 시스템의 설치 ...195
• 다. 제어장치 감시 시스템의 설치 ...196
• 라. 생육상태 감시 시스템의 설치 ...197
• 4. 요약 및 결론 ...198
• 제6절 데이터베이스 구축 및 제어전략 제공 시스템 개발 ...199
• 1. 재료 및 방법 ...199
• 가. 데이터베이스 설계 ...199
• 1) 데이터베이스 개발 방법 ...199
• 2) 데이터베이스 요구분석 ...200
• 3) 개념적 데이터 모델 설계 ...200
• 4) 논리적 물리적 데이터베이스 설계 ...203
• 나. 제어전략 제공 시스템 ...204
• 1) 가공 및 분석 모듈 개발 ...204
• 2) 경보 모듈 개발 ...204
• 3) 웹서비스 모듈 개발 ...210
• 2. 결과 및 고찰 ...212
• 가. 데이터베이스 설계 및 구축 ...212
• 1) 개체관계도 ...212
• 2) 테이블 정의 ...213
• 3) 데이터베이스 구축 ...222
• 나. 제어전략 정보제공 시스템 ...224
• 1) 가공 및 분석 모듈 ...224
• 2) 온실 데이터베이스 관리 ...236
• 3) 경보 모듈 성능 ...239
• 4) 웹서비스 모듈 ...242
• 3. 요약 및 결론 ...246
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ...249
• 1. 연도별 연구목표 및 평가착안점 ...249
• 가. 연도별 연구목표 ...249
• 나. 평가 착안점 ...252
• 2. 연구개발 목표 달성도 ...253
• 가. [세부과제] 온실환경 제어시스템 종합 관리 및 모니터링 시스템 개발 ...253
• 나. [협동연구과제] 작물 생육상태 모니터링 및 제어전략 정보제공 시스템 개발 ...257
• 3. 관련분야의 기술발전 기여도 ...261
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ...263
• 제6장 참고문헌 ...264