• Title/Summary/Keyword: 농업 환경 데이터

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저사양 사물인터넷 디바이스를 위한 블록체인 기술 동향

  • Heo, ShinWook;Jo, Uk;Kim, GuemBo;Kwon, Yool;Kim, Howon
    • Review of KIISC
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    • v.32 no.2
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    • pp.17-28
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    • 2022
  • 사물인터넷은 물류, 환경, 스마트 홈, 자율주행 자동차, 에너지 관리, 스마트시티, 농업 등 다양한 응용 분야를 가지며, 거의 모든 산업분야의 기본 인프라 사용되는 핵심 기술이다. 하지만, 사물인터넷은 쉬운 공격 노출과 다양한 보안 취약성, 다양한 센서로부터 수집되는 데이터에 대한 개인정보보호의 어려움 등 많은 문제점이 존재한다. 최근, 이러한 사물인터넷의 문제점들을 보완할 수 있는 기술로 블록체인 기술이 주목받고 있다. 사물인터넷과 블록체인을 접목하면, 블록체인의 높은 확장성과 공격에 대한 복원력, 신뢰성, 추적성 등을 통해 사물인터넷 서비스의 보안성, 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 데이터 및 프로세스의 정형화, O&M 효율성 향상 등 다양한 장점을 가질 수 있으며, 블록체인이 접목된 사물인터넷 기술은 대부분의 산업분야에 혁신을 발생시킬 수 있다. 하지만, 사물인터넷 디바이스는 기본적으로 높은 자원 제약성을 가지고 데이터 처리에 높은 TPS 성능을 요구하기 때문에 기존 블록체인 기술과 통합되는 것이 쉽지 않다. 이에, 본 고에서는 사물인터넷과 블록체인의 융합을 위한 요구사항을 분석하고, 사물인터넷과 블록체인의 융합을 위해 필수적으로 요구되는 블록체인 스케일링 기술에 대해 알아본다.

Domestic Forage Distribution and Management System Using IoT (IoT 기반 국내산 풀사료 유통 및 관리 시스템)

  • Cho, Sangwook;Kim, Dong-eon
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2018.10a
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    • pp.247-250
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    • 2018
  • 정부는 국내산 풀사료의 경쟁력을 강화하기 위해 풀사료용 기계장비 및 제조비 등의 지원에 해마다 1,000억 이상의 예산을 사용하고 있다. 이에 수반한 보조금의 공정한 집행을 위한 절차와 서류는 매우 복잡하기 때문에 집행 및 정산에 상당한 행정비용이 발생하여 국내 생산 확대의 걸림돌로 적용하고 있는 실정이다. 또한 풀사료는 생산시점의 환경(습도, 온도 등), 수분함유량, 압축압력, 풀사료 품종 등에 따라 품질이 달라지는데 품질기준이 미흡해 유통활성화에 걸림돌이 되고 있다. 풀사료 생산이력 정보 수집에 필요한 센서, IoT 통신기술 등은 상용화 수준에 도달했으나 풀사료 생산현장에 적용하기 위해서는 풀사료 수확기 등과의 통합이 필요하고, 데이터에 기반한 과학적 정책 입안을 위한 기반 데이터 축적이 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 국내산 풀사료의 생산량 증대 및 유통 활성화를 위한 IoT 기반의 풀사료 생산이력관리 시스템을 개발 중으로, 우선 관리 기준이 되는 표준 데이터를 정립해 DB화(化) 하고, 풀사료 수확현장에서 필요한 데이터를 확보하기 위한 생산이력 생성장치 및 생산이력 수집장치와 이를 IoT망을 활용해 전송하기 위한 생산이력 송신장치를 개발하며 수집된 데이터를 통합 데이터베이스화(化) 하여 다양한 사용자에게 유무선 인터넷을 활용해 정보를 제공하는 웹/앱을 개발 중이다. 개발을 위한 핵심 기술로는 풀사료 수확기에 부착된 다양한 센서에서 생성되는 압력 등의 데이터를 실시간으로 취득하는 기술, 제어용 컨트롤러 설계 기술, 센서 데이터 가공 기술, IoT망을 이용한 실시간 전송 기술, 풀사료 통합 DB 구축 기술, Full Stack JavaScript 기술 등이 있다. 본 시스템를 풀사료 현장에 적용하면 풀사료 현장 조사 시간 및 비용 절감, 풀사료 생산/유통/보조 업무 전반의 효율화 및 투명화, 생산이력제 정착으로 풀사료 온라인 유통 활성화 및 물류비 절감, 센서, 측정장치, 표기장치 판매 및 유지보수 등 농업분야 신규사업 창출이 가능하다.

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Analysis of water demand and alternative effectiveness using climate change scenarios (기후변화에 따른 용수수급분석 및 대안의 효과분석)

  • Jun, Sang Mook;Kang, Hyung Sik
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.594-598
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    • 2016
  • 기후변화는 사회 경제 환경부분에 영향을 미치며 수자원 부문에서는 안정적인 물 공급에 위기가 발생할 것으로 전망되고 있다. 인간이 이용하는 수자원은 강우에 의해 가장 민감하게 반응하므로 지속적이고 안정적인 수자원을 이용하기 위해서는 통합적이고 탄력적인 대응방안이 요구되고 있다. 특히 우리나라와 같은 여름에 집중적 강우가 나타나는 지역에서의 용수수급에 대한 중요성은 더욱더 커질 것이다. 또한 앞으로 1인당 물 수요량의 증가할 것으로 예상됨에 따라 용수수급 관리를 위한 적응전략 수립은 반드시 필요할 것이다. 본 연구에서는 수문모형인 SWAT을 이용하여 자연유량을 산출하기 위해 SWAT-CUP을 이용한 검보정을 수행하여 모형의 적용성을 검토하였다. 기후변화 시나리오인 RCP시나리오를 이용하여 기간별 자연유량을 산정하였다. 유역의 생활용수, 공업용수, 농업용수 및 하천유지유량 데이터를 수집하여 물 분배 모형인 K-MODSIM 모형에 적용하였다. 2011년부터 2100년까지 월별로 유역의 물 수급의 과부족을 산정하였다. 용수의 부족이 나타난 지역에 대한 수요관리와 공급관리 방안을 수립하였고 대안을 적용한 후 용수 공급에 미치는 영향을 다시 분석하였다. 수문모의 결과 RCP 시나리오별로 자연유량을 산정한 결과 시간의 흐름에 따라 물 공급량이 감소할 것으로 분석되었고 계절별로 차이는 더 크게 나타났다. 특히 갈수기인 봄과 겨울철의 유량감소가 나타났다. 모의된 월별 자연유량을 K-MODSIM에 입력하여 월별 모의를 수행한 결과 각 용수별로 부족현상이 나타났다. 생활용수의 부족이 나타난 경우 수요관리를 통해 물 수요량을 줄이는 적응전략을 수립하였고 부족량이 크게 나타나는 농업용수와 하천유지유량의 경우 공급량을 늘리는 공급관리를 통한 적응전략을 수립하여 효과분석을 수행하였다. 단계별로 용수공급에 대한 효과가 나타났다. 하지만 본 연구에서는 경제성 분석을 제외한 용수공급에 중점을 둔 적응전략을 수립하였으므로 이를 포함한 분석이 포함된다면 실제 용수공급 대안 선정을 위한 의사결정에 도움이 될 수 있을 것이다.

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Analysis of Power Requirement for 105 HP Agricultural Tractor during Rotary Tillage Operation (로타리 작업 시 105마력급 농업용 트랙터의 소요동력 분석)

  • Kim, Wan-Soo;Choi, Chang-Hyun;Park, Seong-Un;Kim, Yong-Joo
    • Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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    • 2017.04a
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    • pp.8-8
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    • 2017
  • 본 연구는 로타리 작업에 따른 105마력급 농업용 트랙터의 소요동력을 분석하기 위하여 수행되었다. 소요동력 측정 시스템은 차축 토크미터, PTO 토크미터, 주/보조 유압센서, 데이터 수집장치를 이용하여 구성하였다. 시험에 사용된 트랙터는 동양물산 105 HP급 트랙터 (S07, TYM, Korea)이며, 작업기는 로타베이터 (SW 230GL, Sungwoo Industrial Co. Ltd, Korea)를 사용하였다. 포장시험은 전라북도 부안군에 죽림길에 위치한 $4,000m^2$ ($100m{\times}40m$) 크기의 경작지 2곳에서 수행하였다. 포장시험 시 작업 단수는 주행단수 L3단 (2.38 km/h)에서 PTO 단수 1단 (540 rpm)과 2단 (750 rpm)으로 설정하였고, 로타리 작업 시 경심은 13 cm 조건에서 실시하였다. 트랙터 작업은 동양물산의 성능시험 업무를 맡고 있는 숙련된 작업자가 숙달된 방법으로 수행하였다. 포장시험지의 토양환경은 임의의 15곳에서 채취한 시료를 이용하여 토성, 함수율, 원추 관입지수에 대하여 미국 농무부 (USDA)법을 기준으로 분석하였다. 토양환경 분석 결과 토성은 Sandy loam (사양토), 평균 함수율은 35.15%, 평균 원추관입지수는 1,562 kPa로 나타났다. PTO 1단 작업 시 트랙터의 평균 소요동력은 차축, PTO, 주 유압, 보조 유압에 대하여 각각 1.8, 54.0, 1.3, 그리고 1.1 hp로 나타났다. PTO 2단 작업 시 트랙터의 평균 소요동력은 차축, PTO, 주 유압, 보조 유압에 대하여 각각 1.2, 79.4, 1.2, 그리고 1.0 hp로 나타났다. PTO 1단 작업 시 소요동력의 합은 58.2 hp로, 정격 마력 (105 hp) 대비 55.43 % 사용한 것으로 나타났으며, PTO 2단 작업 시 소요동력의 합은 82.8 hp로, 정격 마력 대비 78.85% 사용한 것으로 나타났다. PTO 1단 대비 2단에서는 PTO를 제외한 차축, 주 유압, 보조 유압의 소요동력이 감소하였으나, PTO에서 약 1.47배로 크게 증가하여 전체적으로 소요동력이 증가한 것으로 나타났다. 향후 다양한 작업기 및 작업 단수에 따른 소요동력을 분석하여 농업용 트랙터의 모든 부하 조건에 대한 데이터베이스 구축에 관한 연구를 수행할 예정이다.

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A Study on Analysis of Problems in Data Collection for Smart Farm Construction (스마트팜 구축을 위한 데이터수집의 문제점 분석 연구)

  • Kim Song Gang;Nam Ki Po
    • Convergence Security Journal
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    • v.22 no.5
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    • pp.69-80
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    • 2022
  • Now that climate change and food resource security are becoming issues around the world, smart farms are emerging as an alternative to solve them. In addition, changes in the production environment in the primary industry are a major concern for people engaged in all primary industries (agriculture, livestock, fishery), and the resulting food shortage problem is an important problem that we all need to solve. In order to solve this problem, in the primary industry, efforts are made to solve the food shortage problem through productivity improvement by introducing smart farms using the 4th industrial revolution such as ICT and BT and IoT big data and artificial intelligence technologies. This is done through the public and private sectors.This paper intends to consider the minimum requirements for the smart farm data collection system for the development and utilization of smart farms, the establishment of a sustainable agricultural management system, the sequential system construction method, and the purposeful, efficient and usable data collection system. In particular, we analyze and improve the problems of the data collection system for building a Korean smart farm standard model, which is facing limitations, based on in-depth investigations in the field of livestock and livestock (pig farming) and analysis of various cases, to establish an efficient and usable big data collection system. The goal is to propose a method for collecting big data.

Application of Greenhouse Climate Management Model for Educational Simulation Design (교육용 시뮬레이션 설계를 위한 온실 환경 제어 모델의 활용)

  • Yoon, Seungri;Kim, Dongpil;Hwang, Inha;Kim, Jin Hyun;Shin, Minju;Bang, Ji Wong;Jeong, Ho Jeong
    • Journal of Bio-Environment Control
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    • v.31 no.4
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    • pp.485-496
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    • 2022
  • Modern agriculture is being transformed into smart agriculture to maximize production efficiency along with changes in the 4th industrial revolution. However, rural areas in Korea are facing challenges of aging, low fertility, and population outflow, making it difficult to transition to smart agriculture. Among ICT technologies, simulation allows users to observe or experience the results of their choices through imitation or reproduction of reality. The combination of the three-dimension (3D) model and the greenhouse simulator enable a 3D experience by virtual greenhouse for fruits and vegetable cultivation. At the same time, it is possible to visualize the greenhouse under various cultivation or climate conditions. The objective of this study is to apply the greenhouse climate management model for simulation development that can visually see the state of the greenhouse environment under various micrometeorological properties. The numerical solution with the mathematical model provided a dynamic change in the greenhouse environment for a particular greenhouse design. Light intensity, crop transpiration, heating load, ventilation rate, the optimal amount of CO2 enrichment, and daily light integral were calculated with the simulation. The results of this study are being built so that users can be linked through a web page, and software will be designed to reflect the characteristics of cladding materials and greenhouses, cultivation types, and the condition of environmental control facilities for customized environmental control. In addition, environmental information obtained from external meteorological data, as well as recommended standards and set points for each growth stage based on experiments and research, will be provided as optimal environmental factors. This simulation can help growers, students, and researchers to understand the ICT technologies and the changes in the greenhouse microclimate according to the growing conditions.

Research on Ways to Apply Smart Livestock Farming Based on Metaverse (메타버스 기반의 축사 스마트팜 적용 방안 연구)

  • YeonJae Oh
    • Smart Media Journal
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    • v.13 no.2
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    • pp.136-144
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    • 2024
  • In recent years, with the rapid development of IT technology and the aging of the population, various solutions to the labor shortage have emerged. In the livestock industry, there are an increasing number of management systems that utilize artificial intelligence technology. The Metaverse Smart Farm is a system that combines the digital virtual world with advanced agricultural technology. With this system, farmers can monitor the health of their animals in real time without having to visit the barns, and analyze the data collected through sensors and cameras for more efficient agricultural management. In addition, the barn environment can be adjusted through a remote control function, which is expected to reduce labor and revitalize the livestock industry.

A Study on Durability Enhancement of Hopper of the Transplanter (정식기 호퍼 내구성 향상에 관한 연구)

  • Lee, Dongkeun;Kim, Young-Joo;Yang, Seung-Hwan;Lee, Sangdae;In, Hyunki
    • Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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    • 2017.04a
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    • pp.51-51
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    • 2017
  • 정식기는 주로 노외에서 사용되므로 사용자에 따라 극심한 작업환경 하에 놓일 수 있다. 사용 중 정식기 호퍼에 토양이나 자갈, 돌 등에 의해 반복적인 하중이 가해지거나 순간적인 충격하중이 가해져 취약부가 파손될 가능성이 있으므로, 토양과 직접 맞닿는 삽날부의 경우 내구성을 고려한 설계/제작이 필수적이다. 본 연구에서는 보행형 반자동 정식기 개발에서 고추묘와 같은 초장이 긴 작물의 묘를 효과적으로 이식할 수 있도록 개선된 삽날에 대해 기존 삽날과 강도 및 강성을 비교하고, 그 결과가 삽날의 내구성에 미칠 영향에 대하여 고찰하였다. 실험에는 양날 개폐 방식의 기존 및 개선삽날 2종이 사용되었으며, 각각 3회씩 정적 강도를 평가하였다. 실제 정식기 사용시 하중이 가해지는 방향은 삽날에 수직한 방향의 압축하중으로 이를 모사하여 일정변위 속도로 삽날에 하중을 가하였으며, 시험 진행시 DAQ 시스템을 통해 실시간으로 하중 및 변위 데이터를 저장하여 시험 종료 후 해당 데이터를 이용하여 $P-{\delta}$ 선도를 도출하였다. 시험 결과 기존삽날의 평균 최대하중이 개선삽날에 비해 높은 것으로 나타났으며, 최대 하중이 나타나는 지점의 변위의 경우, 기존삽날이 개선삽날에 비해 짧게 나타났다. 정적 강도측면에서 개선삽날이 기존삽날에 비해 최대 강도가 낮은 것으로 판단할 수 있으나, 실제 호퍼의 내구성에 영향을 줄 수 있는 주요 인자는 반복적으로 가해지는 비교적 낮은 수준의 충격하중으로 볼 수 있다. 이러한 관점에서 볼 때 일정 수준 이상의 강도를 가지면서, 기존삽날에 비해 낮은 강성을 가지는 개선삽날이 변형을 통한 충격에너지 흡수로 오히려 삽날 조립체(호퍼)의 내구성 측면에서 유리할 수 있다. 따라서 향후에는 기존 및 개선삽날을 적용한 호퍼에 대해 피로시험을 수행하여 관련 내용을 실험적으로 검증하고자 한다.

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Enhancement of SATEEC GIS system using ArcP (ArcPy를 이용한 SATEEC모델의 개선)

  • Lee, Gwanjae;Shin, Yongchul;Jung, Younghun;Lim, Kyoung Jae
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.515-515
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    • 2015
  • 토양유실량을 산정하기 위한 모델로 Universsal Soil Loss Equation(USLE)가 전 세계적으로 가장 많이 사용되고 있다. USLE 모형은 농경지에서 면상침식(Sheet erosion)과 세류침식(Rill erosion)을 모의할 수 있는 시험포단위 모형(Field-scale)으로 농경지에서 유실된 토양이 하류 하천으로 얼마나 흘러 들어가 하류 수계의 탁수발생과 이에 따른 수질악화에 얼마나 기여하는지, 즉, 유역단위의 토양유실량을 평가하는데 이용될 수 없다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 Sediment Assessment Tool for Effective Erosion Control (SATEEC) ArcView 시스템이 개발되어 사용되고 있다. SATEEC ArcView 시스템은 USLE모형의 입력자료와 DEM만으로 유역면적에 따른 유달률을 산정하여 유역에서 유실된 토양이 얼마만큼 하류로 유달되는지를 모의할 수 있으며, 유역 경사도에 의한 유달률도 산정할 수 있어 지형적인 특성을 좀 더 다양하게 분석 할 수 있게 개발 되었다. 그러나 ArcView는 출시한지 오래되어 사용자가 많지 않고, 프로그램상의 오류가 많고, 대용량의 데이터 처리가 가능한 64비트 운영체제에서는 설치가 불가능한 단점이 있다. 또한, ArcView의 프로그래밍 언어인 Avenue는 클래스를 정의한다거나 상속을 한다거나 하는 문법을 제공하지 않기 때문에 객체지향 언어로 보기에는 부족하다고 할 수 있다. 또한, 최근의 ArcGIS 기반의 많은 모델들이 서로 연계하여 사용하고 있으나, Avenue는 기타 다른 프로그래밍 언어와 연계하여 사용하기가 쉽지 않은 단점이 있다. 그러나 최근 ArcGIS 버전들의 프로그래밍 언어인 Python은 간결하고 확장성이 좋으며, 다른 언어와의 연계가 쉽다. 또한, ArcGIS 10.x버전부터 제공되는 arcpy 모듈은 사용자와의 접근성이 매우 향상되었다. 따라서 SATEEC ArcView 버전을 ArcGIS 10.1 기반의 Python 으로 재개발하여 기존의 불편한 접근성과 대용량 데이터의 처리가 불가능했던 부분을 개선하였다.

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LeafNet: Plants Segmentation using CNN (LeafNet: 합성곱 신경망을 이용한 식물체 분할)

  • Jo, Jeong Won;Lee, Min Hye;Lee, Hong Ro;Chung, Yong Suk;Baek, Jeong Ho;Kim, Kyung Hwan;Lee, Chang Woo
    • Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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    • v.24 no.4
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    • pp.1-8
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    • 2019
  • Plant phenomics is a technique for observing and analyzing morphological features in order to select plant varieties of excellent traits. The conventional methods is difficult to apply to the phenomics system. because the color threshold value must be manually changed according to the detection target. In this paper, we propose the convolution neural network (CNN) structure that can automatically segment plants from the background for the phenomics system. The LeafNet consists of nine convolution layers and a sigmoid activation function for determining the presence of plants. As a result of the learning using the LeafNet, we obtained a precision of 98.0% and a recall rate of 90.3% for the plant seedlings images. This confirms the applicability of the phenomics system.