• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제21권5호
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• pp.175-182
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• 2021

The greenhouse is a complex system. It is subject to multiple input disturbances that are highly dependent on meteorological conditions, which are generally nonlinear and have a great influence on the agricultural production. The objective of this paper is to study the fuzzy logic technique as one of the most efficient technologies to control the greenhouse. The fuzzy logic controller (FLC) was developed to activate the actuator based on a ventilator was installed in an experimental greenhouse to obtain a desired temperature of the microclimate despite the externals disturbances.

• 한국농공학회논문집
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• 제57권3호
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• pp.9-19
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• 2015

Internal air temperature of greenhouse is an important variable that can be influenced by the complex interaction between outside weather and greenhouse inside climate. This paper focuses on a data-based model approach to predict internal air temperature of the greenhouse. External air temperature, solar radiation, wind speed and wind direction were measured next to an experimental greenhouse supported by the Electronics and Telecommunications Research Institute and used as input variables for the model. Internal air temperature was measured at the center of three sections of the greenhouse and used as an output variable. The proposed model consisted of a transfer function including the four input variables and tested the prediction accuracy according to the sampling interval of the input variables, the orders of model polynomials and the time delay variable. As a result, a second-order model was suitable to predict the internal air temperature having the predictable time of 20-30 minutes and average errors of less than ${\pm}1K$. Afterwards mechanistic interpretation was conducted based on the energy balance equation, and it was found that the resulting model was considered physically acceptable and satisfied the physical reality of the heat transfer phenomena in a greenhouse. The proposed data-based model approach is applicable to any input variables and is expected to be useful for predicting complex greenhouse microclimate involving environmental control systems.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.135-135
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• 2017

Greenhouse have been developed to provide the plants with good environmental conditions for cultivation crop, two major factors of which are the inside air temperature and humidity. The inside temperature are influenced by the heating systems, ventilators and for systems among others, which in turn are geverned by some type of controller. Likewise, humidity environment is the result of complex mass exchanges between the inside air and the several elements of the greenhouse and the outside boundaries. Most of the existing models are based on the energy balance method and heat balance equation for modelling the heat and mass fluxes and generating dynamic elements. However, greenhouse are classified as complex system, and need to make a sophisticated modeling. Furthermore, there is a difficulty in using classical control methods for complex process system due to the process are non linear and multi-output(MIMO) systems. In order to predict the time evolution of conditions in certain greenhouse as a function, we present here to use of recurrent neural networks(RNN) which has been used to implement the direct dynamics of the inside temperature and inside humidity of greenhouse. For the training, we used algorithm of a backpropagation Through Time (BPTT). Because the environmental parameters are shared by all time steps in the network, the gradient at each output depends not only on the calculations of the current time step, but also the previous time steps. The training data was emulated to 13 input variables during March 1 to 7, and the model was tested with database file of March 8. The RMSE of results of the temperature modeling was $0.976^{\circ}C$, and the RMSE of humidity simulation was 4.11%, which will be given to prove the performance of RNN in prediction of the greenhouse environment.

• 한국농촌생활과학회지
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• 제8권2호
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• pp.111-117
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• 1997

In this study we tried to give a decision on propriety of working conditions, to present ideas on reducing work loads. and to grope for efficiency of agricultural works. For this we examined the actual conditions of working environment, farmer's clothes, working posture, working methods, working time, resting state, fatigue recovery methods during cultivating lettuce in the winter greenhouse. And Ive improved harmful factors that affect farmer's health by considering results of previous study and farmer's subjective sensation. And we measured, compared, and analyzed the farmer's work loads before and after improvement. The results of this study are as follows ; 1. According to examine the actual conditions of cultivating lettuce in the winter greenhouse, farmers have experienced physical and mental chronic fatigue on the basis of the hot and humid crops-centered working environment, the rough ground condition, inconsistent arrangement of working stand and sorter, heavy-weared habits. and unsuitable working posture. 2. When we improved harmful factors that affect farmer's health, conformed the positive effects on important work efficiency index such as heart rate, electromyovolume, body temperature, and microclimate inside clothing and work loads were decreased by improving the hot and humid working environment, eliminating the hillock and obstacles of working path. deliver way, arranging the working stand and sorter consistantly, decreasing the clothing weight, improving the working postures and methods as using assistant appliances, alloting the working time and sequence effectively and presenting the light gymnastic exercises and rest for fatigue restoration.

• 생물환경조절학회지
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• 제1권2호
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• pp.123-134
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• 1992

양어 및 수경재배 시설의 효율적 이용가능성을 검사하고 이의 효율적인 결합기술을 확립하기 위한 기초자료를 얻기 위하여 양어ㆍ수경병용온실에서의 미기상 환경 특성과 그 환경에서의 작물의 생육 반응을 검토한 결과는 다음과 같다. 1. 평균체중 428.6g의 틸라피아 성어는 147일간에 1.83배로 성장하였고, 평균 체중 12.9g의 치어는 61일 동안 1.37배의 성장율을 보여 정상적으로 성장하였다. 2. 미나리, 상추, 배추 및 실파 공히 수경재배구에서 보다 양어ㆍ수경병용구에서 초장, 생체중 등의 생육이 양호하였다. 3. 두 처리구에서 양액의 pH및 EC의 차이는 크지 않았으나 양액 온도는 양어ㆍ수경병용구에서 약 2$^{\circ}C$가 높았다. 4. 일중의 온도 및 습도변화양상은 평균온도가 각각 23.8$^{\circ}C$ 및 20.9$^{\circ}C$로서 양어ㆍ수경병용구에서 약 2.9$^{\circ}C$ 더 높았고 상대습도는 약 6%높았다. 3. $CO_2$ 농도는 양어ㆍ수경병용구에서 약 200ppm 정도 높았다. 6. 수경재배구보다 양어ㆍ수경병용구에서 잎의 순동화율이 다소 높았다. 그러므로 동일한 시설공간내에 수경재배와 양어를 병행한다면 난방비의 절감효과 뿐만 아니라 양어와 엽채류의 성장에도 상호보완적인 가중효과를 얻을 수 있을 것이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제25권2호
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• pp.123-132
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• 2016

The importance of energy saving technology for managing greenhouse was recently highlighted. For practical use of energy in greenhouse, it is necessary to simulate energy flow precisely and estimate heating/cooling loads of greenhouse. So the main purpose of this study was to develope and to validate greenhouse energy model and to estimate annual/maximum energy loads using Building Energy Simulation (BES). Field experiments were carried out in a multi-span plastic-film greenhouse in Jeju Island ($33.2^{\circ}N$, $126.3^{\circ}E$) for 2 months. To develop energy model of the greenhouse, a set of sensors was used to measure the greenhouse microclimate such as air temperature, humidity, leaf temperature, solar radiation, carbon dioxide concentration and so on. Moreover, characteristic length of plant leaf, leaf area index and diffuse non-interceptance were utilized to calculate sensible and latent heat exchange of plant. The internal temperature of greenhouse was compared to validate the greenhouse energy model. Developed model provided a good estimation for the internal temperature throughout the experiments period (coefficients of determination > 0.85, index of agreement > 0.92). After the model validation, we used last 10 years weather data to calculate energy loads of greenhouse according to growth stage of greenhouse crop. The tendency of heating/cooling loads change was depends on external weather condition and optimal temperature for growing crops at each stage. In addition, maximum heating/cooling loads of reference greenhouse were estimated to 644,014 and $756,456kJ{\cdot}hr^{-1}$, respectively.

• 원예과학기술지
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• 제32권4호
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• pp.473-483
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• 2014

In this work, the effects of shade combination, shade height and wind regime on greenhouse climate were quantified. A two-dimensional (2-D) computational fluid dynamics (CFD) model was developed based on an 11-span plastic greenhouse in eastern China for wind almost normal to the greenhouse orientation. The model was first validated with air temperature profiles measured in a compartmentalized greenhouse cultivated with mature lettuce (Lactuca sativa L., 'Yang Shan'). Next, the model was employed to investigate the effect of shade combinations on greenhouse microclimate patterns. Simulations showed similar airflow patterns in the greenhouse under different shade combinations. The temperature pattern was a consequence of convection and radiation transfer and was not significantly influenced by shade combination. The use of shade screens reduced air velocity by $0.02-0.20m{\cdot}s^{-1}$, lowered air temperature by $0.2-0.8^{\circ}C$ and raised the humidity level by 0.9-2.0% in the greenhouse. Moreover, it improved the interior climate homogeneity. The assessment of shade performance revealed that the external shade had good cooling and homogeneity performance and thus can be recommended. Furthermore, the effects of external shade height and wind regime on greenhouse climate parameters showed that external shade screens are suitable for installation within 1 m above roof level. They also demonstrated that, under external shade conditions, greenhouse temperature was reduced relative to unshaded conditions by $1.3^{\circ}C$ under a wind speed of $0.5m{\cdot}s^{-1}$, whereas it was reduced by merely $0.5^{\circ}C$ under a wind speed of $2.0m{\cdot}s^{-1}$. Therefore, external shading is more useful during periods of low wind speed.

• 생물환경조절학회지
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• 제29권3호
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• pp.285-292
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• 2020

본 연구에서는 CFD 시뮬레이션 기법을 이용하여 유리온실의 내부 환경 변화를 예측하는 모델을 개발하였으며, 실험을 통해 확보한 데이터를 이용하여 이를 검증하였다. 주·야간 실험 데이터를 경계조건으로 하는 Case 1, 2, 3의 시뮬레이션 예측값은 실험값 대비 평균 2.62℃ 높게 나타났으며, 최대편차와 균일도는 각각 평균 1.12℃, 2.92%p 높게 나타났다. Case 1에서 Case 3으로 외기온도가 변화함에 따라 조성되는 온실 내부 온도는 평균 0.84℃의 차이를 보였으며, R²는 0.9628로 실험값과 시뮬레이션 예측값 간 유사한 경향을 보임을 확인하였다. 시뮬레이션 예측 결과 해석대상 온실 내 불균일한 온도분포를 확인하였다. 해석대상 온실의 효율적인 열에너지 관리를 위해 온실 내 방열관과 FCU의 위치 변경, 온실 구조 변경 등이 필요하다고 판단되었다. 추후 현장에서의 적용을 위해 정밀한 분석이 필요하며 이를 위해 온실 내부 작물 및 구조물 미고려, 온실을 완전 밀폐로 가정하는 등 모델 정립을 위한 조건들에 의한 열전달 현상을 고려한 모델의 개선이 필요하다고 판단된다.

• 원예과학기술지
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• 제29권5호
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• pp.420-432
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• 2011

방울토마토(Lycopersicon esculentum cv. Koko) 재배 온실에 피해를 주는 온실가루이 개체군(Trialeurodes vaporariorum (Westwood))의 온도 발육 모형과 암컷 성충 산란 모형을 작성하여 시설 내 대기 중 온도와 미기상 온도인 잎 뒷면 온도를 적용한 DYMEX 프로그램(호주 CSIRO에서 개발한 미리 탑재된 모듈들을 사용하는 모의 실험 프로그램)으로 밀도 변동을 모의 실험하였다. 온도에 따라 상이한 발육 기간과 산란수를 각각 표준화시킨 발육 완료 분포 모형과 연령 특이적 산란수와 생존율을 비선형 회귀 모형에 적합시켜 밀도 변동 모의 실험을 하였다. 실제 줄내림 방식의 방울 토마토에서 토마토 식물체를 3위치(상단: 지상 1.6m 이상, 중단: 지상 0.9-1.2m 사이, 하단: 지상 0.3-0.5m 사이)로 나누어 각 위치별로 온실 내 대기 중 온도와 잎 뒷면 온도를 기록하였다. 온실 내 대기 중 온도와 잎 뒷면 온도간의 상관 관계를 비선형 회귀로 적합하여, 온실 내 미기상 온도 자료를 만들었다. 온실 내 미기상 온도 자료인 잎 뒷면 최대 온도는 대기 중 최대 온도보다 항상 낮게 유지되고 있었으며, 하단, 상단, 중단의 순으로 온도가 낮아지는 현상을 보였다. 모의 실험을 위한 시기와 초기 이입 밀도의 설정은 황색 점착 트랩을 이용하여 실제 온실에서 이입되는 시기(6월초)에 유인된 암컷 성충 10마리를 사용하였다. 온실 내 대기 중 온도 자료와 잎 뒷면 온도 자료를 각각 이용하여 온실가루이 유충의 발육 모형과 성충의 산란 모형을 DYMEX 프로그램으로 모의 실험하였다. 모의 실험 결과 검증을 위해 대기 중 온도와 잎뒷면 온도를 조사한 온실에서 토마토 식물체 3위치별, 각태별 온실가루이 밀도의 육안 조사도 실시하였다. 알의 경우 크기로 인해 육안 조사 대상에서 제외되었다. 육안 조사 결과와 육안 조사 시기의 DYMEX 모의 실험 결과값을 상관 분석하였다. 육안 조사 온실가루이 밀도와 잎 뒷면 온도를 이용한 모의 실험 결과 밀도가 모든 발육태에서 항상 양의 상관 관계를 보였다. 육안 조사 결과 밀도 변동 패턴도 방울토마토 잎 뒷면 온도를 이용한 모의 실험 결과 밀도 변동 패턴과 유사하였다. 본 연구 결과 방울토마토 온실에서 온실가루이 개체군 밀도 변동의 적절한 예측을 위해서는 잎 뒷면 온도를 고려해야 하는 것으로 나타났다.

• 생물환경조절학회지
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• 제6권3호
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• pp.205-215
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• 1997

본 연구에서는 온실 재배 토마토 군락의 열수지에 근거한 증산모델을 구성하고 실험을 통하여 모텔에 필요한 계수의 추정과 모질의 검증을 수행하였다. 온실의 일사략과 엽-대기수증기압차(LVPD)를 매개변수로 하는 기공확산저항 추정식을 구성하여 기공작산저항 실측 자료를 이용하여 추정식의 계수를 추정하였다. 이 추정식으로 기공확산저항 변이의 80％ 이상을 설명할 수 있었으며 추정식에 이용하지 않았던 독립 자료를 이용하여 검정한 결과 추정정도가 높아 증산예측 모델의 구성식으로 이용될 수 있는 것으로 판단되었다. 반투과성 매질의 복사 흡수이론을 적용한 Stanghellini의 식을 다소 변형하여 모델의 군락 순복사 추정식으로 사용하였으며 이 추정식에 의하여 계산된 순복사량은 실측치와 잘 일치하였다. 계수 추정에 사용하지 않았던 독립 자료를 이용하여 순복사 및 기공확산저항 추정식으로 구성된 증산예측 모델의 군락온도 및 증산예측 정도를 검증하였다. 모델에 의하여 계산된 군락 온도, 순간 증산속도 및 일 총 증산량은 실측치와 잘 일치하여 본 연구에서 작성된 증산 예측 모델은 온실 재배 토마토의 환경제어, 관개제어 등에 실용적으로 활용될 수 있을 것으로 판단되었다.