현대의 농업은 자원위주의 농업에서 과학기술 위주의 농업으로 변하고 있다. 과학기술이 융합된 농업은 새로운 신성장 동력으로 인식하고 있으며, 지능적인 스마트팜을 구축하기 위하여 정부 및 지방자치단체, 연구소, 산업계가 협력하여 스마트팜에 필요한 각종 장치를 개발하여 보급하고 있다. 최근에는 클라우드 플랫폼을 구축하여 보다 지능적인 농업환경을 구축하는 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 도시의 건물 옥상을 활용하여 여가시간의 활용과 농업활동을 체험할 수 있는 도심형 에너지 자립 스마트팜 구축방안을 제시한다. 또한, IT 기술을 활용하여 스마트팜의 다양한 데이터를 원격지 서버에서 데이터를 관리하고 스마트팜 내부 환경을 제어할 수 있는 HMI 모듈을 개발하여 자동 또는 반자동으로 스마트팜을 관리하도록 한다. 서비스 모델은 모바일 기반으로 스마트팜의 내부 환경을 관리할 수 있는 모델을 제시한다.
본 연구는 도시농업을 위한 그린하우스 내의 환경 정보를 원격 감시 및 제어함으로써, 재배의 편리성을 확보하는 한편, 수집된 정보에 대하여 데이터베이스를 구축하여 작물 재배의 최적 환경을 도출하는 데 그 목적이 있다. 이를 위해서, 2연동 그린하우스 제작하여 내부에 여러 종류의 센서와 카메라를 장착하였으며, 이를 통해서 감지되는 정보를 원격에서 수집, 자료화 하였다. 사용자 편의를 위하여 웹페이지를 개설, 실시간으로 정보의 검색과 제어가 가능하게 하였으며, 모바일에서도 일부 기능 구사가 가능하도록 하였다. 정보의 수집과 전달, 사용자에 의한 그린하우스 환경제어와 관련한 모든 기능에 대한 안정성을 장시간 현장시험을 통해서 실험적으로 확인하였다. 이 시스템은 그린하우스를 설치하여 작물을 재배하는 농가에 편리를 제공하여 시간적, 공간적 제약에서 많은 융통을 부여할 것이다. 또한 공장, 사무실, 가정 등 유사한 환경 시설에 대해서 확대 적용하는 것이 가능할 것이다.
Various robot platforms have been designed and developed to perform given tasks in a hazardous environment for surveillance, reconnaissance, search and rescue, etc. We considered a terrain-adaptive and transformable hybrid robot platform that is equipped with rapid navigation capability on flat floors and good performance in overcoming stairs or obstacles. The navigation mode transition is determined and implemented by adaptive driving mode control of the mobile robot. In order to maximize the usability of wheel-track hybrid robot platform, we propose a terrain-adaptive and user-friendly remote controller and verify the efficiency and performance through its navigation performance experiments in real and test-bed environments.
최근 모바일 사용자들은 언제 어디서나 스마트폰을 이용한 인터넷 접속이 가능하고, 이를 통한 정보 검색 및 공유가 가능하다. 또한, MEMS(micro-electro mechanical systems) 기술의 발달과 함께 첨단 기능을 가진 센서들이 초소형화, 저가격화 되면서 스마트폰의 활용도가 점점 증가하고 있다. 스마트폰은 고해상도 카메라, GPS, 자이로스코프, 자기 센서 등과 같은 다양한 센서를 탑재하고 있어 카메라를 이용한 원격 모니터링 연구에 적합한 시스템 구성을 지닌다. 원격 모니터링 시스템은 영상 촬영을 위한 카메라와 영상 전송을 위한 인터넷 망이 필요하고, 이로 인해 모니터링 장소에 많은 영향을 받는 단점이 있다. 본 연구는 스마트폰 기술을 이용하여 원격 모니터링이 가능한 모니터링 앱을 설계하고 개발하는데 그 목적을 둔다. 이를 위해 안드로이드 SDK 2.3을 기반으로 자바와 C를 이용하여 모니터링 앱을 개발하였다. 개발된 모니터링 앱은 정해진 시간에 ROI(region of interest)를 촬영하고 촬영된 영상은 자동으로 서버로 전송되도록 구현되었다. 개발된 앱은 SMS(short message service)를 이용한 원격제어도 가능하다. 본 연구에서 제안한 모니터링은 스마트폰에 내장된 CMOS 카메라를 이용하여 고해상도 영상 촬영이 가능하며, 3G와 Wi-Fi를 이용하여 언제 어디서나 촬영된 영상과 정보를 서버에 자동으로 전송 가능하다.
농촌의 청년들이 대도시로 대거 진출하여 농촌에 남아 생산에 종사하는 인력의 대부분이 노년층이 되어 온 것이 오래전부터의 일이다. 이들 노년층에게 있어서 가축에게 사료를 주는 일보다는 오히려 축사의 배설물을 치우는 일이 힘겨운 일이기 때문에 무엇보다 이부분의 자동화가 필요하다고 본다. 따라서 우리는 가축들의 폐사를 줄이기 위하여 축사의 배설물을 청소할 수 있고 혹한기와 혹서기 때 급격한 온도변화에 빠르게 대응할 수 있는 자동화시스템을 개발해 왔다. 시스템의 동작 환경을 원격지에서 모니터링 하기위하여 CCD 카메라를 이용하여 실시간으로 감시할 수 있는 시스템도 제안하였다. 본 논문에서는 이동 중에 축사 자동화 시스템을 제어할 수 있도록 PDA를 이용한 원격제어 시스템을 제안하였다. 제안 시스템은 사용자가 이동하고 있는 동안에 PDA 화면을 이용하여 제어 및 모니터링이 가능하도록 구현하였다. 또한 화재 및 외부로부터의 침입이 있을 경우 경고를 보내 도난을 방지하기 위한 보안시스템도 추가하였으며 도난 및 화재 등 비상시에 상황을 실시간으로 모바일을 이용하여 문자전송을 받을 수 있도록 구현하였다.
ICT 기반의 표고 스마트 재배시설 모델을 개발하기 위하여 외부환경 영향을 감소시킨 재배하우스를 선정하였다. 선정된 재배사 내외부에는 재배환경 변화를 모니터링하기 위한 센서를 설치하였으며 센서에 의해 수집되는 환경변화 데이터를 기반으로 실시간으로 모니터링 및 제어가 가능한 제어반을 제작하였다. 표고재배 환경관리를 효율적으로 진행하기 위하여 재배과정 분석을 통해 4가지 과정으로 구분하고 각 과정에 따라 환경제어 모듈을 설계하였다. 원격 모니터링 및 제어를 위한 PC, 모바일 소프트웨어를 개발하여 재배자가 편리하게 재배환경을 관리하고 보다 안정적으로 버섯을 생산할 수 있는 재배시스템을 개발하였다.
IMS는 모바일 사용자에게 IP 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 프레임워크이다. 분산 제어기를 통하여 플로우 처리를 수행하기 할 수 있는 IMS 기반 시그널링 플랫폼의 구성은 새로운 진화적 접근 방식으로 다양한 멀티미디어 서비스들의 신뢰성 및 QoS를 보장하기 위하여 필요하다. SDN은 분산 및 동적 그리고 고비용적인 아키텍처이며, 오늘날의 응용 프로그램을 위한 고대역폭 및 동적인 특성에 적합하도록 노력하고 있다. SDN은 제어 평면이 데이터 평면과 통신할 수 있는 방법을 요구한다. 이러한 방법들 중 하나는 OpenFlow이며, 이는 원격 SDN 제어기를 사용하여 네트워크 자원을 관리하는 대표적인 표준 프로토콜 및 인터페이스이다. 본 논문에서는 SDN 기술을 IMS 아키텍처와 통합하기 위한 직관한 방법을 제안한다. 따라서 기존 텔레콤 통화 서비스를 관리하는 IMS 기반 신호 플랫폼을 통하여, OpenFlow를 사용하여 플로우 처리를 수행하는 결합된 아키텍처 모텔을 제안하고 구축한다. 또한, 제안 구조로부터 얻은 적절한 실험 결과들을 설명한다.
최근 국내 축산 농가들에서는 생산성 향상을 위해 축사 환경 및 사양관리, 안전한 축산물 생산, 동물 복지 등에 데이터를 기반으로 한 기술이 도입되고 있다. 또한, 정부는 정책적으로 축산물의 생산성 향상 및 축산 환경을 개선하기 위해 ICT기반의 축사시설 현대화를 통한 스마트 축사 보급 사업을 2017년부터 진행하고 있다. 그러나 현재 스마트 축사는 모니터링과 제어의 연계성, 다양성, 통합성 등에서 한계가 있다. 그러므로 다양한 모니터링과 제어의 연계 및 통합을 하기 위해 지능화된 알고리즘 및 원격 제어로 축산의 모든 과정을 지능적으로 시스템화하기 위해서는 사물인터넷, 빅데이터, 인공지능, 클라우드 컴퓨팅, 모바일 등 지능정보기술을 기반으로 한 스마트 축산 시스템 개발이 필요하다. 본 연구에서는 지능정보기술 기반의 스마트 축사 관련 국내외 연구동향을 소개하고 첨단기술의 국내 적용 한계를 분석하였다. 끝으로 축산분야에 적용 가능한 미래 지능정보기술에 대해서 살펴보았다.
Though the final goal of mobile robot navigation is to be autonomous, operators' intelligent and skillful decisions are necessary when there are many scattered obstacles. There are several limitations even in the camera-based tele-operation of a mobile robot, which is very popular for the mobile robot navigation. For examples, shadowed and curved areas cannot be viewed using a narrow view-angle camera, especially in bad weather such as on snowy or rainy days. Therefore, it is necessary to have other sensory information for reliable tele-operations. In this paper, sixteen ultrasonic sensors are attached around a mobile robot in a ring pattern to measure the distances to obstacles. A collision vector is introduced in this paper as a new tool for obstacle avoidance, which is defined as a normal vector from an obstacle to the mobile robot. Based on this collision vector, a virtual reflection force is generated to avoid the obstacles and then the reflection force is transferred to an operator who is holding a joystick to control the mobile robot. Relying on the reflection force, the operator can control the mobile robot more smoothly and safely. For this bi-directional tele-operation, a master joystick system using a hall sensor was designed to resolve the existence of nonlinear sections, which are usual for a general joystick with two motors and potentiometers. Finally, the efficiency of a force reflection joystick is verified through the comparison of two vision-based tele-operation experiments, with and without force reflection.
본 연구에서는 유무선 TCP/IP 기능과 Pan/Tilt 기능을 갖는 Charge-Coupled Device (CCD) 카메라를 이용하여 화재발생 위치를 추적하고, 스마트 모바일 통신 기능을 탑재한 안드로이드 시스템에 실시간으로 정보를 전달하여 원거리에서 화재를 인식하고 재난을 제어할 수 있는 스마트 화재 인식 시스템을 제안하였다. 제안한 방법을 구현하기 위하여 첫째, 입력영상을 hue saturation intensity (HSI) 변환하여 주변 밝기와 잡영상들을 제거하여 순수한 화염만을 분할하는 알고리즘을 제안하였다. 둘째, Pan/Tilt 기능으로 화재가 발생한 위치를 정확하게 추적하여 적절하게 화재 인식을 할 수 있도록 하였다. 셋째, 모바일 기능을 탑재한 안드로이드 통신시스템으로 화재상황을 원격지에서도 확인할 수 있는 스마트한 화재 인식 시스템을 구현할 수 있도록 하였다. 제안한 방법을 확인하기 위하여 10개의 화재 동영상을 입력하고 실험을 수행한 결과 10개의 동영상에서 화재영역을 분할하고 화재 위치를 모두 추적하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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