This study was carried out to design, construct, and test a greenhouse monitoring system fur the environment and status of control devices in a greenhouse from a remote site using internet. The measuring items selected out of many environmental factors were temperature, humidity, solar radiation, CO$_2$, SOx, NOx concentration, EC, pH of nutrient solution, the state of control devices, and the image of greenhouse. The developed greenhouse monitoring system was composed of the network system and the measuring module. The network system consists of the three kinds of monitors named the Croup Monitor. the Client Monitor and the Server Monitor. The results of the study are summarized as follows. 1. The measuring module named the House Monitor. which is used to watch the state of the control device and the environment of the greenhouse, was developed to a embedded monitoring module using one chip microprocessor 2. For all measuring items. the House Monitor showed a satisfactory accuracy within the range of ${\pm}$0.3%FS. The House Monitors were connected to the Croup Monitor by communication method of RS-485 type and could operate under power and communication fault condition within 10 hours. The Croup Monitor was developed to receive and display measurement data received from the House Monitors and to control the greenhouse environmental devices. 3. The images of the plants inside greenhouse were captured by PC camera and sent to the Group Monitor. The greenhouse manager was able to monitor the growth state of plants inside greenhouse without visiting individual greenhouses. 4. Remote monitoring the greenhouse environment and status of control devices was implemented in a client/server environment. The client monitor of the greenhouse manager at a remote site or other greenhouse manager was able to monitor the greenhouse environment and the state of control devices from the Server Monitor using internet.
한국농업기계학회 1996년도 International Conference on Agricultural Machinery Engineering Proceedings
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pp.1081-1089
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1996
In Korean agriculture, an automatic environment control system for greenhouse is essential to save labor and to increase the quality of products. The existing environment monitoring systems have weighed on greenhouse growers and researchers because of their high cost and difficult applications. Many sensors are widely used for monitoring the greenhouse environment, but most of commercial sensors are expensive and not suitable for use in greenhouses. Thus , the development of an environment monitoring system for exclusive use in greenhouses is essential . The objective of this study was to develop modular environment monitoring systems, which are low-cost , reliable and easy -to -use. The results showed that the sensors for indoor and outdoor environments and nutrient solution had the ranges and accuracies appropriate for use in greenhouses. Also the modular environment systems developed showed a satisfactory performance in terms of stability and reliability in the measurement and acquisition of the greenhouse environment data.
본 논문에서는 무선센서네트워크 기술을 활용하여 각종 생장환경 정보들을 수집하고 모니터링 할 수 있는 무선센서네트워크 기반의 온실환경 모니터링 시스템을 설계하고 구현하였다. 또한, 원격지에서 온실 시설내 내부 환경 및 시설제어시스템을 통합 제어 관리하기 위한 시스템을 제안한다. 본 논문에서 제안한 시스템은 넓은 온실 내부의 환경 데이터 수집 및 온실 시설 제어 서비스를 제공함은 물론 무선센서네트워크 기반 온실환경 모니터링 시스템 및 온실시설 제어를 통하여 실시간 원격 온실 통합 서비스 제공이 가능하다. 통합관리시스템을 위한 GUI 구현은 HMI기반의 시스템 모니터링부로 설계하였으며, 센서정보들은 실시간으로 통합관리시스템의 모니터링 화면을 통해 센서 결과값을 출력할 수 있음을 결과로 얻을 수 있었다.
In this paper, Wireless sensor network technology applied to various greenhouse agro-industry items such as horticulture and local specialty etc., we was constructed automatic control system for optimum growth environment by measuring growth status and environmental change. existing monitoring systems of greenhouse gather information about growth environment depends on the temperature. but in this system, Can be efficient collection and control of information to construct wireless sensor network by growth measurement sensor and environment monitoring sensor inside of the greenhouse. The system is consists of sensor manager for information processing, an environment database that stores information collected from sensors, the GUI of show the greenhouse status, it gather soil and environment information to soil and environment(including weather) sensors, growth measurement sensor. In addition to support that soil information service shows the temperature, moisture, EC, ph of soil to user through the interaction of obtained data and Complex Growth Environment information service for quality and productivity can prevention and response by growth disease or disaster of greenhouse agro-industry items how temperature, humidity, illumination acquiring informationin greenhouse(strawberry, ginseng). To verify the executability of the system, constructing the complex growth environment measurement system using wireless sensor network in greenhouse and we confirmed that it is can provide our optimized growth environment information.
Currently, the agricultural population in Korea indicates a decreasing and aging orientation. As the population of farm labor continues to decline, so farmers are feeling the pressure to be stable crop production. To solve the problem caused by the decreasing of farm labor, it is necessary to change over to "Digital agriculture". Digital agriculture is tools that digitally collect, store, analyze, and share electronic data and/or information in agriculture, and aims to integrate the several digital technologies into crop and livestock management and other processes in agriculture fields. In addition, digital agriculture can offer the opportunity to increase crop production, save costs for farmer. Therefore, in this study, for data-based Digital Agriculture, a greenhouse environment monitoring system for crop growth monitoring based on Node-RED, which even beginners can use easily, was developed, and the implemented system was verified in a hydroponic greenhouse. Several sensors, such as temperature, humidity, atmospheric pressure, CO2, solar radiation, were used to obtain the environmental data of the greenhouse. And the environmental data were processed and visualized using Node-RED and MariaDB installed in rule.box digital. The environment monitoring system proposed in this study was installed in a hydroponic greenhouse and obtained the environmental data for almost two weeks. As a result, it was confirmed that all environmental data were obtained without data loss from sensors. In addition, the dashboard provides the names of installed sensors, real time environmental data, and changes in the last three days for each environmental data. Therefore, it is considered that farmers will be able to easily monitor the greenhouse environment using the developed system in this study.
본 논문은 Java 기술을 이용하여 TCP/IP 상에서 웹 기반의 원격 감시제어시스템 개발에 대한 예를 제시하였다. Java의 Socket 클래스를 이용한 클라이언트/서버 소켓 프로그램을 구현하였고 이를 레고 블록으로 만든 온실 모델에 적용하여 웹 기반 온실 감시제어시스템을 구축하였다. 구축된 웹 기반 온실 감시제어시스템은 온실의 정보를 클라이언트 프로그램에 잘 전달하여 표시하며 웹 상에서 동작하는 Java Applet 클라이언트에서 보내는 제어 신호를 서버를 통해 온실 모델에 잘 전달하여 동작시키는 것을 볼 수 있었다.
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.
This study was carried out to develop database system using internet fur greenhouse. The database system consisted of group monitor, client monitor. server monitor and DBMS. The results of the study are summarized as follows. 1. The monitoring module, as data collection system for database. could monitor the state of the control device and the greenhouse environment. 2 The group monitor was connected to the house monitors by RS-485 communication method. Data received by the group monitor were sent to the server monitor and then stored in database server by TCP/IP and MIDAS. 3. The data of database consisted of on growing environment. control devices, operation and cultivation data in greenhouse. It was developed using MS-SQL server. 4. Remote monitoring of greenhouse was realized in a client/server environment. The client module. which was named as the client monitor. made requests to access the measurement data of greenhouse through the remote data module of the server monitor in internet environment.
본 연구는 원예시설의 원격제어에 대한 불안감을 해소하고 신뢰성을 확보하기 위하여 감시 및 제어 기능과 안정성을 높인 ICT기반 온실제어시스템을 개발하고 비닐하우스에 적용하여 그 성능을 검증하고자 하였다. 온실 환경 제어 시스템은 온실의 환경 정보를 취득하는 센서와 센서G/W로 구성된 센서부와 온실의 환경을 제어하는 PLC, 이더넷 통신을 통해 환경 정보 데이터와 구동부의 작동상태를 수집하고 외부 서버와 연계되어 환경정보와 제어정보를 전달하는 로컬서버, 천.측창, 커튼 등을 작동시키는 구동부, 재배작물과 작동부 감시를 위한 카메라 등으로 구성하였다. 온실 환경 제어 시스템은 현장제어와 원격 제어 간의 충돌을 방지하기 위해 원격/로컬 상태 구분을 위한 선택 스위치와 원격제어에 따른 안전성을 확보하기 위한 안전장치를 마련하였다. 즉, 각 내부장치를 동작시키는 전자개폐기, 조작 스위치로부터 상태를 수집하며, 모터 등 과부하 발생 시 과부하계전기의 TRIP신호를 감지하여 운영자의 컴퓨터와 스마트폰으로 경보가 보내지도록 구현하였다. 소프트웨어는 웹브라우저를 이용한 HMI(Human Machine Interface) 구현으로 관리자 페이지를 통해 다수의 브라우저에서도 지원 가능하도록 하였다. 또한, 모바일 웹방식을 도입하여 안드로이드, 아이폰 등 운영체제와 상관없이 구동할 수 있도록 구현하였다. 제어화면은 운영자가 한눈에 알아보기 쉽게 온실의 모형과 부대 장치와 작동기기를 이미지화하여 동작 상태를 표시하도록 하였으며, 작동 버튼을 클릭하여 수동조작도 가능하도록 구현하였다. 온실 환경 제어 시스템 성능시험결과 천창, 측창, 수평커튼, 측면커튼은 작동 조건에 따라 모두 성공적으로 작동함을 확인하였다. 또한, 소프트웨어의 데이터 수집 및 디스플레이 상태, 이벤트 출력, 영상모니터링 등 계측 및 제어성능 모두 양호하게 나타났다.
Purpose: As application-specific wireless sensor networks are gaining popularity, this paper discusses the development and field performance of the GHAN, a greenhouse area network system to monitor, control, and access greenhouse microenvironments. GHAN, which is an upgraded system, has many new functions. It is an intelligent wireless sensor and actuator network (WSAN) system for next-generation greenhouses, which enhances the state of the art of greenhouse automation systems and helps growers by providing them valuable information not available otherwise. Apart from providing online spatial and temporal monitoring of the greenhouse microclimate, GHAN has a modified vapor pressure deficit (VPD) fuzzy controller with an adaptive-selective mechanism that provides better control of the greenhouse crop VPD with energy optimization. Using the latest soil-matrix potential sensors, the GHAN system also ascertains when, where, and how much to irrigate and spatially manages the irrigation schedule within the greenhouse grids. Further, given the need to understand the microclimate control dynamics of a greenhouse during the crop season or a specific time, a statistical assessment tool to estimate the degree of optimality and spatial variability is proposed and implemented. Methods: Apart from the development work, the system was field-tested in a commercial greenhouse situated in the region of Punjab, India, under different outside weather conditions for a long period of time. Conclusions: Day results of the greenhouse microclimate control dynamics were recorded and analyzed, and they proved the successful operation of the system in keeping the greenhouse climate optimal and uniform most of the time, with high control performance.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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