• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.318-325
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• 2019

최근, 스마트 농업에 대한 관심이 증가함에 따라 농업 자동화 및 로봇에 대한 연구개발이 증가하고 있다. 스마트 온실에서 사용되는 로봇은 작업 특성과 생육 환경이 고려되어야 한다. 이를 위해 스마트 온실의 환경 분석을 통해 개발되어진 방제 로봇들을 대상으로 하였다. 본 논문은 스마트 온실에 적용 가능한 방제 로봇의 요구조건을 고려한 평가방법에 대한 연구를 수행하였다. 로봇의 요구조건을 통하여 성능 및 품질 평가 기준을 수립하고 시험을 실시하였다. 로봇관련 표준을 참고하여 방제 로봇의 요구 기능과 목표를 도출하였다. 로봇의 성능을 위해 주행과 작업 능력 시험을 실시하였다. 주행시험은 로봇의 주행성능에 대한 시험을 실시하였고 작업능력은 방제성능에 대한 시험을 실시하였다. 로봇의 품질을 위해 내구성 시험을 실시하였다. 시험결과를 통하여 스마트 온실 로봇에게 요구되는 지표들을 도출할 수 있었다. 이를 통해 스마트 온실에 적용하기 위한 다양한 로봇들의 평가 기준이 될 것으로 판단된다.

• 현장농수산연구지
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• 제24권4호
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• pp.53-61
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• 2022

적절한 기후와 토양 조건을 조성하여 제어되는 온실에서 농작물을 재배하는 것은 중요한 연구 및 적용 과제가 되어왔다. 온실의 적절한 환경 조건은 최적의 식물 성장, 작물 수확량 향상을 위해 필요하다. 본 연구는 온도센서, 토양 센서, 작물 센서, 카메라 등 각종 센서와 장비를 연결하는 온실 IT기술을 적용하여 농작물 재배 환경과 생육 상태를 실시간으로 모니터링하는 웹 기반 원격 모니터링 시스템 구축을 목적으로 하였다. 측정항목은 기온, 상대습도, 일사량, CO₂ 농도, 양액 EC, pH, 배지온도, 배지 EC, 배지 수분함량, 수액 흐름, 줄기 직경, 과실 직경 등이다. 개발된 온실 모니터링 시스템은 네트워크 시스템, 센서가 부착된 데이터 수집 장치, 카메라로 구성되었다. 원격 모니터링 시스템은 서버/클라이언트 환경에서 구현되었다. 온실 환경 및 작물에 대한 정보는 데이터베이스에 저장된다. 저장된 정보 중 성장 및 환경에 대한 항목을 추출 비교하고 분석할 수 있다. 스마트 온실을 위한 통합 모니터링 시스템은 스마트 온실 관리를 위한 환경 및 작물성장을 이해하고 응용 실무에 사용될 것이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권3호
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• pp.152-162
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• 2022

본 연구는 데이터를 기반으로 한 인공지능 기계학습 기법을 활용하여 온실 내부온도 예측 시뮬레이션 모델을 개발을 수행하였다. 온실 시스템의 내부온도 예측을 위해서 다양한 방법이 연구됐지만, 가외 변인으로 인하여 기존 시뮬레이션 분석방법은 낮은 정밀도의 문제점을 지니고 있다. 이러한 한계점을 극복하기 위하여 최근 개발되고 있는 데이터 기반의 기계학습을 활용하여 온실 내부온도 예측 모델 개발을 수행하였다. 기계학습모델은 데이터 수집, 특성 분석, 학습을 통하여 개발되며 매개변수와 학습방법에 따라 모델의 정확도가 크게 변화된다. 따라서 데이터 특성에 따른 최적의 모델 도출방법이 필요하다. 모델 개발 결과 숨은층 증가에 따라 모델 정확도가 상승하였으며 최종적으로 GRU 알고리즘과 숨은층6에서 r² 0.9848과 RMSE 0.5857℃로 최적 모델이 도출되었다. 본 연구를 통하여 온실 외부 데이터를 활용하여 온실 내부온도 예측 모델 개발이 가능함을 검증하였으며, 추후 다양한 온실데이터에 적용 및 비교분석이 수행되어야 한다. 이후 한 단계 더 나아가 기계학습모델 예측(predicted) 결과를 예보(forecasting)단계로 개선하기 위해서 데이터 시간 길이(sequence length)에 따른 특성 분석 및 계절별 기후변화와 작물에 따른 사례별로 개발 모델을 관리하는 등의 다양한 추가 연구가 수행되어야 한다.

• 생물환경조절학회지
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• 제32권3호
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• pp.181-189
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• 2023

수소는 다양한 신재생에너지 중 환경친화적인 에너지로 각광받고 있지만 농업에 적용된 사례는 드물다. 본 연구는 수소연료전지 삼중 열병합 시스템을 온실에 적용하여 에너지를 절약하고 온실가스를 줄이고자 한다. 이 시스템은 배출된 열을 회수하면서 수소로부터 난방, 냉각 및 전기를 생산할 수 있다. 수소 연료 전지 삼중 열 병합 시스템을 온실에 적용하기 위해서는 온실의 냉난방 부하 분석이 필요하다. 이를 위해서는 온실의 형태, 냉난방 시스템, 작물 등을 고려해야 한다. 따라서 본 연구에서는 건물 에너지 시뮬레이션(BES)을 활용하여 냉난방 부하를 추정하고자 한다. 전주지역의 토마토를 재배하는 반밀폐형 온실을 대상으로 2012년부터 2021년까지의 기상데이터를 수집하여 분석했다. 온실 설계도를 참고하여 피복재와 골조를 모델화하여 작물 에너지와 토양 에너지 교환을 실시했다. 건물 에너지 시뮬레이션의 유효성을 검증하기 위해 작물의 유무에 의한 분석, 정적 에너지 및 동적 에너지 분석을 실시했다. 또한 월별 최대 냉난방 부하 분석에 의해 평균 최대 난방 용량 449,578kJ·h^-1, 냉방 용량 431,187kJ·h^-1이 산정되었다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2017년도 춘계학술발표대회
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• pp.1123-1125
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• 2017

ICT 기술의 발달과 농촌의 고령화로 인한 사회적 문제(노동력 부족)를 해결하기 위하여 스마트팜(Smart-Farm) 상품이 많이 운용되고 있다. 하지만, 대부분의 스마트팜 솔루션은 통신기술을 기반으로 개발 및 상품화되었다. 따라서, 시설재배 농가의 요구사항(일관된 생산품질 유지 및 돌발상황 대처 등)이 반영된 스마트팜 상품을 개발하기 위한 제품과는 거리가 멀다. 본 연구에서는 IoT 플랫폼 기반의 시설재배용 스마트 관제시스템 최적화 모델을 개발을 위한 설계 결과를 제시하고자 한다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 추계학술발표논문집 1부
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• pp.147-150
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• 2010

현재 우리나라 제주도에서 스마트 그리드 실증단지를 만들어 한국형 스마트 그리드의 효용성과 실효성을 검증하려고 하고 있다. 이는 우리나라에 적합한 스마트 그리드 시스템을 실행하기 위한 범 정부 차원의 프로젝트다. 또한 다른 국가들도 자국의 정치, 경제, 기술, 기타 환경에 맞는 최적의 스마트 그리드 시스템을 찾기 위해서 구상하고 실행에 옮기고 있다. 따라서 다른 국가의 스마트 그리드 동향을 알아봄으로써 우리나라가 스마트 그리드의 국제 표준화 선점 및 핵심기술 확보 등을 통한 신 비즈니스 모델을 창출할 수 있고, 최적의 스마트 그리드 시스템을 찾아 궁극적으로는 전기 에너지의 고효율화 사용으로 온실가스를 감축 할 수 있다. 이러한 이유로 본 논문에서는 국내 스마트 그리드의 동향 및 미국, 일본, 중국, 유럽등의 스마트 그리드 동향에 대해서 분석하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.35-36
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• 2015

21세기 들어 지구온난화 현상이 심각해지면서 세계 각국의 온실가스 감축 노력이 추진되고 있다. 특히, 2005년 2월에 공식 발효한 교통의정서(Kyoto Protocol)에서 온실가스 배출에 실질적인 책임이 있는 38개 선진국을 대상으로, 2012년까지 1990년의 온실가스 배출량 대비 평균 5.2%의 감축을 의무화 한 것이다. 한국 정부 또한 2009년 11월 온실 가스 감축목표를 2020년 배출전망치(BAU : Business As Usual) 대비 30%로 결정하고 저탄소 녹색성장기본법에 명시하는 등 국제적 감축 행렬에 동참하였다. 한국 정부는 2009년 12월부터 2013년 5월까지 42개월간 제주도에서 스마트그리드 실증사업을 시행하였다. 본 논문에서는 제주 실증단지에서 개발된 기술을 이용하여 건물단위 에너지 통합관리를 할 수 있는 시스템으로서 스마트그리드 스테이션을 개발하여 현장에 적용하였고 이를 활용한 확산방안을 제시하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.373-373
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• 2018

화력발전소, 석유화학공단 등 대규모 배출원에서 발생되는 이산화탄소를 활용하여 온실가스의 배출을 줄이고, 경제적 가치를 창출할 수 있는 탄소자원화는 기후변화 대응을 위한 국가전략프로젝트 중 하나이다. 전 세계적으로 탄소자원화 기술은 아직 상용화 단계이지만 최근 강화된 온실가스 감축 의무로 인하여 탄소자원화 시장은 더욱 확대될 전망이다. 화력발전소의 이산화탄소 발생 과정에서 배출되는 수증기는 응축기술을 통하여 새로운 수원으로 활용이 가능하다. 응축된 물의 최적 활용과 사용처 지향적 효율적 물순환을 위한 시설 내 스마트 워터 그리드(SWG) 개념의 물분배 시스템은 발전 산업 내에 탄소자원화의 핵심기술로 사용될 수 있다. SWG는 시설 내 용수공급 관리에서의 관망 운영, 물 수요 관리 등 ICT를 활용한 종합적인 물 분배 시스템으로, 본 연구에서는 SWG 물순환 시스템의 국내외 기술조사를 통해 발전 산업 시설 내에 적용성을 검토하였다. 물의 재이용 시스템을 포함한 SWG 기술, 지능형 관망 운영 기법 기술, 실시간 수질 감시 체계 기술 연구를 기반으로, ICT 기반 용수공급 정보 관리 기술과 수운영 모니터링 기술을 통하여 SWG가 발전 산업 연계 기술로써 적용될 수 있도록 하였다. 본 연구에서 제시된 SWG 시스템을 적용한 산업 인프라를 통하여 산업적 파급 효과를 높이고, 이를 활용한 인력과 비용 절감이 기대되며, 저에너지, 고효율화를 위한 기술력과 글로벌 물 시장진출 경쟁력을 향상시키기 위한 기초연구자료로써 활용이 가능할 것으로 기대된다.

• 디지털융복합연구
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• 제16권4호
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• pp.87-94
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• 2018

지능형 교통시스템은 국내 인프라 중, 도로에서 가장 중요한 역할을 하는 기술로 차량이 도로에서 가장 효율적으로 움직일 수 있도록 만들어주는 시스템을 말한다. 국내 지능형 교통시스템인 하이패스는 다른 나라와 달리 조금 늦게 시작하였지만 빠른 속도로 발전하며 최근 스마트톨링 기술이 도입되면서 톨링 시스템에서 '멈추고 다시 출발'하는 stop and go를 해결할 수 있는 기회를 마련하였다. 본 연구는 사례연구를 통해 국내 스마트톨링을 견인한 롯데정보통신의 추진방법과 결과를 다루고자 한다. 롯데정보통신은 다른 기업과 다르게 정보통신 기술 중, 결재 시스템을 오래전부터 투자한 기업으로 인프라에 투자한 경험은 적지만 부산시와 협력하여 광안대교에 스마트톨링 시스템에 참여함으로써 지능형 교통시스템의 발전에 앞장서게 되었다. 새로운 투자를 감행한 롯데정보통신은 단순히 기존 핵심역량을 뛰어넘게 되었을 뿐 아니라 한국톨링 시스템의 온실가스 저감 역량을 한 단계 격상시키는 역할을 하게 되었고, 기업의 재무성과도 향상된 것을 확인할 수 있었다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.125-126
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• 2019

스마트농장과 스마트양식장으로 구분하여 첨단 정보통신기술(ICT), 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI) 그리고 빅데이터 등이 적용된 국내외 스마트농장과 스마트양식장 사례와 해수를 이용한 해수온실의 사례 그리고 플로팅 팜과 스마트 플로팅 팜의 계획안 및 실제 사례를 분석했다. 사례분석을 통해 스마트 플로팅 팜에 적용되는 다양한 종류의 시스템을 분류하여 해수복합형 시스템 개념을 도출해냈다.