• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제19권2호
• /
• pp.33-39
• /
• 2015

최근 급속한 기후변화 및 광범위한 사회간접시설의 개발 등으로 인해 사면붕괴가 곳곳에서 발생하고 있으며, 이에 대한 모니터링 및 예방시스템 구축에 대한 사회적인 관심이 증가하고 있는 상태이다. 사면붕괴 메카니즘에 영향을 미치는 중요한 영향인자는 지표내 수분 및 온도이며 이에 대한 변화 추이를 통해 사면붕괴를 예측할 수 있다. 따라서, 사면붕괴 모니터링을 위해서는 지표 깊이별 온도 및 함수비를 연속적으로 측정할 수 있는 복합센싱 기법이 필요하다고 볼 수 있다. 현재까지 온도 및 함수비에 대해 각각의 계측이 가능한 개별 센서는 다양하게 개발되어 있는 상태이지만, 온도 및 함수비를 동시에 연속적으로 측정할 수 있는 복합계측 시스템의 경우에는 많은 연구가 필요한 상태이다. 본 논문에서는 전류소모가 최소화된 측온 회로와 고주파 신호를 토양에 방사하는 수분 측정 센서를 적용한 고정밀 온도-함수비 복합센서를 개발하여 효율적이고 정확도를 향상시킨 사면붕괴 모니터링 시스템에 적용할 수 있도록 하였다. 개발된 복한센서의 성능검증을 위하여 기본성능 표준시험, 실내검증실험, 현장장기실험 등의 다양항 실험적 연구를 수행하였으며, 실험결과를 통해 개발된 복합센서를 이용한 모니터링 시스템은 지반의 온도 및 함수비를 정확하게 모니터링할 수 있는 것으로 나타났다.

• Journal of Biosystems Engineering
• /
• 제34권1호
• /
• pp.15-20
• /
• 2009

This study was conducted to develop a moisture sensor for rapeseed, a bio-diesel material. A typical rapeseed, SUNMANG, was used as a raw material. The rapeseed moisture content sensor consists of three components, such as upper and bottom electrodes, a test material dish, and a fixing housing. To evaluate the performance, a data acquisition system was equipped with the rapeseed moisture sensor, computer, printer, and main board. The findings of this study were: 1) the rapeseed moisture content was inversely proportional to electric resistance, and 2) values of electric resistance were recorded in a range of $10{\sim}100\;M{\Omega}$, depending upon a change of the moisture content. The determination of coefficient ($R^2$) and standard error between rapeseed moisture content and electric resistance were 0.9921 and ${\pm}0.289$, which indicated a highly correlative relationship. The response of rapeseed moisture sensor to temperature change was also observed for further performance test. Satisfying results were obtained, such as the determination of coefficient ($R^2$) of 0.9918, predicted standard error of ${\pm}0.373%$, deviation of 0.103%, measurement error of $0.14{\sim}0.48%$, standard deviation of $0.01{\sim}0.22%$, and measurement time of 28.3 s per point, respectively.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제31권2호
• /
• pp.85-94
• /
• 1998

물의 높은 유전율을 이용하여 토양 수분함량을 검정하고저 피복 절연 철봉을 토양에 박아 두 극으로 하는 토양 매질 콘덴서에 RC발진회로를 적용하여 주기를 조사하거나 또는 10 mega Herz Pulse 투여시 최대 저장(貯藏) 전압을 검정하는 방식으로 수분 변화에 따른 토양의 유전율을 조사하였다. 주기식 쎈서에선 토양 콘덴서의 용량이 영점 조정후 표준 콘덴서에 비교된 백분율로 출력되었는데 쎈서봉을 물에 담근 깊이와 선형적 관계에 있었다. 여러 개의 쎈서를 가까운 거리에 설치하면 쎈서봉이 안테나 역할을 하여 RC 발진에 교란이 있었으며 변온에 따른 출력 보정 함수를 제시했다. 토양 수분 함량과 출력사이에 높은 상관성이 있으나 쎈서 붕이 설치된 깊이 및 방향에 따라 출력반응이 변화하므로 사용자가 설치후 출력을 토양수분으로 변환하는 함수를 구하여야 한다. 전압식 쎈서에선 출력이 토양수분 함량과 역함수적 관계에 있어 토양 수분 정밀 계측용으론 적합치 않으나 구성 부품이 적고 노화가 느리어 토양 수분의 간이 검정에 적합하고 출력 전압에 따라 relay를 개폐하되 개폐 전압을 사용자가 설정할 수 있는 회로를 첨부하여 수위 조절 또는 토양수분에 따른 관개 line개폐에 활용한 결과 재현성이 우수하였다.

• Journal of Biosystems Engineering
• /
• 제43권4호
• /
• pp.426-439
• /
• 2018

Purpose: To continuously monitor soil and climatic properties, a data acquisition system (DAQ) was developed and tested in plum farms (Gyewol-ri and Haechang-ri, Suncheon, Korea). Methods: The DAQ consisted of a Raspberry-Pi processor, a modem, and an ADC board with multiple sensors (soil moisture content (SEN0193), soil temperature (DS18B20), climatic temperature and humidity (DHT22), and rainfall gauge (TR-525M)). In the laboratory, various tests were conducted to calibrate SEN0193 at different soil moistures, soil temperatures, depths, and bulk densities. For performance comparison of the SEN0193 sensor, two commercial moisture sensors (SMS-BTA and WT-1000B) were tested in the field. The collected field data in Raspberry-Pi were transmitted and stored on a web server database through a commercial communications wireless network. Results: In laboratory tests, it was found that the SEN0193 sensor voltage reading increased significantly with an increase in soil bulk density. A linear calibration equation was developed between voltage and soil moisture content depending on the farm soil bulk density. In field tests, the SEN0193 sensor showed linearity (R = 0.76 and 0.73) between output voltage and moisture content; however, the other two sensors showed no linearity, indicating that site-specific calibration is important for accurate sensing. In the long-term monitoring results, it was observed that the measured climate temperature was almost the same as website information. Soil temperature information was higher than the values measured by DS18B20 during spring and summer. However, the local rainfall measured using TR 525M was significantly different from the values on the website. Conclusion: Based on the test results obtained using the developed monitoring system, it is thought that the measurement of various parameters using one device would be helpful in monitoring plum growth. Field data from the local farm monitoring system can be coupled with website information from the weather station and used more efficiently.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제33권1호
• /
• pp.329-336
• /
• 2013

아스팔트 콘크리트 포장의 하부구조는 보조기층, 동상방지층 및 노상층으로 구성되어 있으며, 노상층의 경우 겨울철을 지나 봄이되면 동상효과에 따른 포장 파손과 여름철 장마 기간 동안의 수분 침투로 인한 지지력 감소와 같은 문제점이 발생할 수 있다. 따라서 도로하부의 함수비를 계측하기 위하여 시간이력 반사방식(Time Domain Reflectometry, TDR)의 함수센서를 통하여 실시간 함수비를 계측하는 기술이 국내에 도입되었다. TDR 방식의 함수센서는 흙과 물의 유전율을 통하여 함수비를 측정하기 때문에 온도의 영향을 받을 수 있다. 특히 국내는 계절 영향을 받아서 겨울철 대기 온도가 지역적으로 영하 $20^{\circ}C$ 보다 낮은 온도를 보여줄 수 있기 때문에 영하의 측정 온도 범위에 대한 함수센서의 정확도를 파악할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 흙의 온도 범위를 영하 $2^{\circ}C$ 미만까지 확장하여 TDR 방식의 함수비 센서에 대한 온도 민감도 시험을 수행하였다. 체적함수비 20%와 30%에 대한 시험 결과 공시체 표면 온도가 영하로 떨어지면서 센서부근의 수분이 감소하고, 공시체 상부의 함수비가 증가하는 경향을 보여주었다. 그러나 함수센서에 대한 온도의 영향은 함수비가 낮을 경우 미소한 것으로 나타났다.

• 한국지리정보학회지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.107-119
• /
• 2019

최근 ICT 기술과 융합 기술의 발달에 힘입어 농업 분야에서도 많은 변화와 혁신이 추구되고 있다. 과거 전통적인 농작물 생산 중심의 농업 분야에서 다양하고 첨단의 기술과 접목되어 6차 산업이라는 새로운 산업 형태를 만들고 있으며 이러한 변화의 핵심은 농업 분야에서도 ICT 기술과 공간정보의 융합이 있기에 가능하다. 센서를 이용한 농작물 작황 분석과 이를 공간정보 기반에서 분석 및 예측하기 위한 다양한 접근이 시도되고 있다. 특히 최근에는 드론을 이용한 농작물 재배 및 스마트 팜을 위한 다양한 연구가 추진되고 있다. 하지만, 이러한 연구는 드론을 이용한 직접적인 농작물 재배 등의 물리적 활용과 공간정보 구축에 국한되는 문제가 있다. 이에 본 연구에서는 농작물 재배에 가장 영향을 미치는 가뭄에 대한 과학적이고 객관적인 지표를 산출하기 위한 드론을 활용한 농업 가뭄 모니터링 체계 구축을 목표로 하였다. 이를 위해 가뭄 우심지역에 대하여 토양수분 센서를 설치하여 실제 토양의 수분을 확인하고 기준값으로 설정하여 드론에서 구축한 온도 및 정규식생지수를 비교분석하였다. 드론 열화상 센서에서는 대상 지역의 토양 온도를 산출하였으며, 드론 초분광센서를 이용하여 대상 농작물의 정규식생지수를 산출하여 실제 대상 지역의 농작물의 작황상태 및 토양온도와의 상관관계를 분석하였으며, 이를 검증하기 위해 대상지역에 설치된 토양수분측정 센서를 이용하여 실제 토양수분을 산출하여 드론 성과와 비교 분석하였다. 이와 같은 접근은 비접촉 방식으로 작물의 종류, 작물의 생육정도, 단위면적 당 작황상태에 관한 데이터를 생산하여 효율적인 가뭄피해 분석에 활용될 것으로 기대된다.

• Journal of Biosystems Engineering
• /
• 제28권5호
• /
• pp.457-464
• /
• 2003

The purpose of this study was to develop a pilot scale bio-filter system removing ammonia gas with microorganisms. The system consisted of chaff(filter medium), a blower, a temperature sensor, a moisture sensor, a solenoid valve, and a heating system. Temperature and moisture contents were controlled via a PC to provide the microorganisms with proper environment. The microorganisms used in this study were Bacillius. coagulans NLRI T-6 and Pseudononas. putida NLRI S-21 of bacilli. Performance tests were performed to evaluate gas removal rate during 20 days. The result was shown that the removal rate was high in early days and gradually dropped below 90% without injecting the microbes. However, it was shown that when injecting the microbes, the removal rate was almost 100% and pH value was maintained at between 7 and 9 during the whole twenty-day period.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
• /
• pp.296-296
• /
• 2022

농업적 가뭄은 토양의 수분함량(토양수분)이 마르기 시작하면서 식생 활동에 영향을 주는 것으로 정의할 수 있다. 광범위한 농업적 가뭄을 판별하기 위해 인공위성 자료를 토대로 토양수분을 산정하고 이를 이용해 가뭄지수를 산정하고, 가뭄 상태를 판별한다. 기존 인공위성 기반의 토양수분의 경우, microwave sensor에서 제공되는 밝기온도(brightness temperature)를 통해 토양수분을 추정하는 방식이 일반적으로 활용되었다. 하지만, microwave sensor에서 제공되는 자료들의 공간해상도가 10 km 이상이기 때문에, 한반도나 더 작게는 유역 단위, 행정 단위별 가뭄 분석을 하기에는 적합하지 않다. 이에 본 연구에서는 공간 해상도 500m의 광학센서(visible infrared imaging radiometer suite sensor (VIIRS))에서 제공되는 지표면 온도(land surface temperature)와 지표 반사도(land surface albedo) 자료들을 조합하여 토양수분을 산정하는 방식을 제안하고, 산출된 토양수분으로 농업적 가뭄을 모니터링한 결과를 제시하고자 한다. 기존의 microwave sensor로 산출된 토양수분 결과 값과의 비교 및 검증을 통해 광학센서를 통한 토양수분 산출물의 한반도 내 적용성을 확인할 수 있다.

• 디지털산업정보학회논문지
• /
• 제7권1호
• /
• pp.1-9
• /
• 2011

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.

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제10권2호
• /
• pp.23-30
• /
• 2010

본 연구는 도로 설계나 공용성 평가 및 잔류 수명 예측시 필요한 아스팔트 콘크리트 포장 하부의 함수비 계측에 관한 논문으로 여러 함수비 계측 방법 중 미국 Campbell 사에서 제작한 TDR(Time Domain Reflectometry) 방식의 함수센서(CS616)를 도로 하부에 설치하고, 함수 센서에 대한 검정과 보정시험을 수행하였다. 함수센서의 검정 방법으로 피복두께 및 센서간섭의 영향, $5^{\circ}C\sim25^{\circ}C$ 범위에서 온도의 영향 및 다짐률의 영향에 대하여 검토하였으며, 함수센서가 매설된 6개 지역으로부터 얻어진 토질에 대하여 보정시험을 수행하였다. 함수센서 검정결과 피복두께 및 센서 간섭의 영향은 크지 않은 것으로 나타났으며, 온도 및 다짐률의 영향은 체적함수비로 $\pm6%$ 미만으로 무시가능 한 것으로 나타났다. 또한 노상 및 보조기층에 대한 보정시험 결과 $R^2$값이 모두 0.9이상으로 나타났으며, 6개 현장 시료에 대한 총괄식보다 개별 현장에 대한 보정식을 사용하는 것이 보다 정확한 현장계측이 이루어질 것으로 사료된다.