Abstract
Continuous monitoring of environmental parameters provides farmers with useful information, which can improve the quality and productivity of crops grown in greenhouses. The objective of this study was to develop a greenhouse environment measurement system using a low-cost microcontroller with open-source software. Greenhouse environment parameters measured were air temperature, relative humidity, and carbon dioxide ($CO_2$) concentration. The ranges of the temperature, relative humidity, and $CO_2$ concentration were -40 to $120^{\circ}C$, 0 to 100%, and 0 to 10,000 ppm, respectively. A $128{\times}64$ graphic LCD display was used for real-time monitoring of the greenhouse environments. An Arduino Uno R3 consisted of a USB interface for communicating with a computer, 6 analog inputs, and 14 digital input/output pins. A temperature/relative humidity sensor was connected to digital pins 2 and 3. A $CO_2$ sensor was connected to digital pins 12 and 13. The LCD was connected to digital pin 1 (TX). The sketches were programmed with the Arduino Software (IDE). A measurement system including the Arduino board, sensors, and accessories was developed (totaling $244). Data for the environmental parameters in a venlo-type greenhouse were obtained using this system without any problems. We expect that the low-cost microcontroller using open-source software can be used for monitoring the environments of plastic greenhouses in Korea.
환경요인에 대한 계속적인 모니터링은 농민들에게 온실에서 생육한 작물의 품질과 생산성을 개선할 수 있는 유용한 정보를 제공해 줄 것이다. 이 연구의 목적은 개방형의 저비용 microcontroller를 사용하여 온실 환경 계측 시스템을 개발하기 위함이다. 측정하기 위한 온실 환경 요인들은 대기 온도, 상대습도와 이산화탄소 등이다. 온도, 상대습도와 이산화탄소 농도 측정범위는 $40{\sim}120^{\circ}C$, 0~100%와 0-10,000 ppm이다. 온실 환경 자료를 실시간으로 모니터링하기 위해 $128{\times}64$ 그래픽 LCD을 사용하였다. 컴퓨터와 통신하기 위해 USB 인터페이스를 구성한 아두이노 Uno R3는 6개의 아날로그 입력과 14개의 디지털 입출력 핀으로 구성되어 있다. 온도/습도 센서는 디지털 핀 2번과 3번에 연결하였다. 이산화탄소 센서는 디지털 핀 12번과 13번에 연결하였다. LCD는 디지털 1번(TX)에 연결하였다. 스케치는 아두이노 프로그램 (IDE)로 프로그래밍하였다. 아두이노보드, 센서 및 액세서리 등을 포함한 측정 시스템은 저비용(총 244$)으로 개발되었다. 벤로형 온실에서 환경 요인들은 문제 없이 잘 측정되었다. 우리는 개방형 소프트웨어를 사용한 저비용 microcontroller가 우리 나라의 대부분의 면적을 차지하는 비닐 온실의 대기 환경을 측정하기 위해서 유용하게 사용되리라 예상할 수 있었다.
