• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제28권5호
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• pp.51-58
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• 2023

In this study, an empirical experiment was conducted to assess the feasibility of replacing groundwater with rainwater in melon cultivation using a smart rainwater harvesting system. The rainwater harvesting efficiency was calculated under three different melon cultivation scenarios. After cultivation, the quality of the fruits grown with rainwater and groundwater was compared by examining the weight, degree of sweetness, and flesh hardness of the products. The results revealed that the water quality of the smart rainwater harvesting device was suitable for melon cultivation to provide better hardness and chloride levels than groundwater. It was also estimated that about 40% of the total water demand for full growth of the melon could be supplied by rainwater. The fruit weight and sweetness were equivalent or slightly better for the melons cultivated with rainwater than those cultivated with groundwater. In particular, the flesh hardness was significantly improved by rainwater cultivation. These results collectively suggest that rainwater can be used as a substitute for groundwater to preserve groundwater resources without compromizing the produced fruit quality.

• 스마트미디어저널
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• 제6권4호
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• pp.58-64
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• 2017

현대 사회는 급속한 세계인구의 증가, 농촌 인구의 고령화, 산업화로 인한 농작물 재배 지역의 감소, 농촌 지역의 수익 구조의 불량 등으로 농부들의 탈농촌화 등으로 먹거리 문제 해결이 중요한 화두로 떠오르고 있다. 최근 농촌의 수익을 증대시키기 위해서 스마트 팜(Smart Farm) 분야의 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 기존의 스마트 팜 연구는 주로 온실의 농작물의 재배 환경을 모니터링 하여 온실의 조도, 습도, 토양 등이 불량해지면 재배 환경인자를 제어하는 시스템을 자동으로 가동시켜 농작물의 재배 환경을 최적의 상태로 유지하는 데 중점을 두어 연구되고 있다. 즉, 실내에서 재배하는 농작물에 중점을 두어 연구가 이루어지고 있으며 실외에서 재배되는 농작물의 재배환경에 적용되는 연구는 많이 이루어지지 않았다. 본 논문에서는 과수원에서 자라는 과수의 수확 시기를 정확하게 예측하여 최상의 품질로 과일이 수확되게 지원하고 수확이 불량한 지역을 빅데이터 분석을 통해 모니터링하여 불량 지역의 수확성을 향상시키기 위해서 집중 관리할 수 있은 기능을 제공하는 아키텍처를 제안한다. 수확에 관련된 인자는 과일 색상 정보와 과일 무게 정보를 사용하며 실시간으로 수집되는 수확 상관인자 데이터를 Apache Spark 엔진을 이용하여 분석하도록 제안한다. Apache Spark 엔진은 대용량 배치성 데이터 분석 뿐만 아니라 실시간 데이터 분석에서도 우수한 성능을 보인다. 서비스를 수신하는 사용자 디바이스는 PC User 와 Smart Phone User를 지원한다. 센싱 데이터 수신 장치는 센싱되는 데이터를 수신한 후 서버로 전송하는 단순한 처리만 필요하므로 Arduino를 적용하였다. 과일의 수확시기를 조절하여 좋은 품질의 과일을 생산하려면 수확이 불량한 지역을 판단하여 불량지역을 집중 관리해야 한다. 본 논문에서는 빅 데이터 분석 기법을 이용해서 과일 수확의 불량지역을 판단하는 아키텍처 모델을 제안한다.

• 디지털융복합연구
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• 제18권3호
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• pp.171-177
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• 2020

4차 산업혁명의 영향으로 농축산업 분야에도 정보통신 기술을 융합한 스마트팜 기술의 도입을 통한 생산성 증대 및 경쟁력 강화를 추진하고 있다. 이러한 스마트 농업 기술은 농업 분야의 미래 성장을 위한 새로운 패러다임으로 자리 잡고 있다. 스마트팜 구현을 위하여 실시간 재배 환경 모니터링과 이와 연계된 재배 환경 자동 제어 시스템의 개발이 필요하며 나아가 작물 생육 상태를 확인하여 관리하는 지능형 시스템의 개발이 요구되어 진다. 본 논문에서는 호환성과 확장성이 뛰어난 웹 플랫폼을 활용하여 클라우드 기반 스마트팜 관리 시스템 구현을 위한 빠르고 효율적인 개발 방법을 제안한다. 제안된 웹 플랫폼을 이용한 개발 방법이 효율적이며 안정적인 시스템 구현이 가능함을 실제 구현된 시스템의 운영을 통하여 확인하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제26권11호
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• pp.183-189
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• 2021

이 연구는 한국형 양송이버섯 재배 배지 후발효 시스템의 개발을 통해 양송이버섯 농가의 노동력 절감, 생산 사이클 단축을 통한 농가 소득 증가를 목적으로 두고 있다. 한국형 양송이버섯 재배 배지 후발효 시스템은 국내 양송이버섯 농가의 현실을 반영하여 설계되었으며, 후발효 시스템 내의 발효 배지의 온도 차를 줄여 균일한 품질을 보장하는 양송이버섯 재배 배지를 생산할 수 있다. 또한, 성능 실험 결과 배지 후발효 시스템이 40시간의 작업 시간이 단축되었으며, 양송이버섯 배지에 도움이 되는 호기성 세균 및 방선균은 증가함을 알 수 있었으며, 양송이버섯 품질을 저하시키는 사상균은 살균됨을 확인하였다.

• 한국농공학회논문집
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• 제64권2호
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• pp.27-35
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• 2022

Based on the current status of groundwater usage in the dry season through field surveys, this study tried to suggest countermeasures to reduce groundwater usage and to improve the water quality of baseflow from agricultural fields. For this purposes, basins with water curtain cultivation preceded were targeted where decreases of groundwater due to continuous use of groundwater in spring and winter annually observed. From monitoring groudwater usage of the study watershed, 130,058, 130,105 m³/day of water was pumped in during the water curtain cultivation period (October-February) in the Shindun, Seokwon watershed respectively. And the pilot application of the smart automated sensor-based water curtain cultivation system (smart WC system) developed in this study to reduce groundwater consumption has been conducted. As a result, the efficiency of the smart WC system when threshold temperature is set as 6.3 ℃ was 21.1% compared to conventional cultivation and efficiency increased as threshold temperature gets lower. Lastly, in this study, culvert drainage and Bio-filters were installed and rainfall monitoring was performed 15 times in order to analyze the baseflow securement and pollutant loads behavior. As a result, the test-bed with culvert drainage and Bio-filter installed together generated 61.4% more baseflow (4.974 m³) than the test-bed with only culvert drainage was installed (3.056 m³). However, the total pollutant load of all water quality contents (BOD, COD, T-N, TOC) except for the SS and T-P was found to be greater in the culvert drain and Bio-filter installed than in the culvert drain test-bed.

• 한국환경농학회지
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• 제41권1호
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• pp.32-40
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• 2022

BACKGROUND: Climate-smart agriculture (CSA) has been proposed for sustainable agriculture and food security in an agricultural ecosystem disturbed by climate change. However, scientific approaches to local agricultural ecosystems to realize CSA are rare. This study attempted to evaluate the weather condition, rice production, and greenhouse gas emissions from the rice cultivation in Hwaseong-si, Gyeonggi-do to fulfill CSA of the rice cultivation. METHODS AND RESULTS: Over the past 3 years (2017~2019), Chucheong rice cultivar yield and methane emissions were analyzed from the rice field plot (37°13'15"N, 127° 02'22"E) in the Gyeonggi-do Agricultural Research and Extension Services located in Gisan-dong, Hwaseong-si, Gyeonggi-do. Methane samples were collected from three automated closed chambers installed in the plot. The weather data measured through automatic weather station located in near the plot were analyzed. CONCLUSION(S): The rice productivity was found to vary with weather environment in the agricultural ecosystem. And methane emissions are high in a favorable weather condition for rice growth. Therefore, it is necessary to minimize the trade-off between the greenhouse gas emission target for climate change mitigation and productivity improvement for CSA in a local rice cultivation.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2018년도 춘계학술대회
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• pp.681-682
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• 2018

현재 일정하지 않는 기후 때문에 여러 가지 피해가 속출하고 있다. 그 중에 제일 기후의 영향을 많이 받는 것은 농업일 것이다. 농업은 기후와 계절 등에 따라 키울 수 있는 작물들이 한정되어 있다. 이에 농업기술에 정보통신기술(ICT)을 융합하여 기존의 농업기술의 생산력을 향상시키는 스마트 팜을 개발한다. 라즈베리파이와 아두이노를 이용해 하드웨어와 소프트웨어를 제어하고 여러 가지 센서를 이용해 작물 재배에 필요한 환경을 인지하여 최적의 환경을 유지한다. 추가적으로 이러한 스마트 팜을 모바일이나 개인 PC로 조작할 수 있도록 설정해서 유동적인 스마트 팜을 구현한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.559-564
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• 2021

ICT의 발전에 따라 농업 분야에서는 재배시설의 첨단화를 위해 스마트팜 관련 연구가 꾸준히 진행되고 있다. 하지만 현재의 스마트팜은 특정 작물이 아닌 여러 분야에 활용이 가능한 범용 시스템이 대부분을 이루고 있다. 본 논문에서는 버섯재배에 특화된 무균 생육환경 조성이 가능한 환경제어 장치 및 통합제어시스템을 제안하고, 구성되는 시스템의 설계, 제작 및 프로그램을 구현해 재배환경에 대한 시험을 진행하였다. 이를 통해 정밀한 생육환경 유지가 필요한 작물에 최적화된 스마트팜 구축이 가능하다.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제11권2호
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• pp.211-218
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• 2022

Pandemic situations such as COVID-19 can occur supply chain crisis. Under the supply chain crisis, delivering farm products from the farm to the city is also very challenging. Therefore it is essential to prepare food sufficiency people who live in a city. We firmly insist on food self-production/consumption systems in each home. However, since it is impossible to grow high-quality crops without expertise knowledge. Therefore expert system is essential to grow high-quality crops in home. To address this problem, we propose a smart kitchen farm as a data-based monitoring system and platform with ICT convergence technology. Our proposed approach 1) collects data and makes judgments based on expert knowledge for home users, 2) increases product quality of the smart kitchen farms by predicting abnormal/normal crops, and 3) controls each personal home cultivation environment through data-based monitoring within the smart central server. We expect people can cultivate high-quality crops in thir kitchens through this system without expert knowledge about cultivation.

• 한국환경과학회지
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• 제28권9호
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• pp.729-735
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• 2019

The aim of this study was to determine the effects of different compositions of environmental substrates on hydroponic tomato cultivation. Three different substrates were used in coir chip:dust (v/v=50:50; CP1), coir chip:dust (v/v=80:20; CP2), and rock wool cube with CP2 (CPR). The amount of irrigation during the cultivation period was 190 mL/(plant time) in all substrates. The pH and EC were 5.8-6.2 and 2.6-2.9 dS/m, respectively. The drainage rate in CP1 was 31%, in CP2 was 36%, and in CPR was 29%. The growth of tomato plants in terms of height was higher in CP1 and CPR. The leaf area was greater in CP2. The fresh and dry weights were greater in CP2 and CPR treatments. The net photosynthesis in CP2 ($19.31{\mu}mol\;CO_2/m^2s$) and root activity in CP2 were higher among all three treatments. The soluble solid content of fruit was not significantly different among treatments. The yield per plant in CP2 and CPR treatments was 17% greater than the yield per plant in CP1. Therefore, the most suitable substrate for hydroponic tomato cultivation is the substrate mixed with coir chip:dust (v:v=80:20; CP2), i.e., CPR.