스마트팜 구축을 위한 데이터수집의 문제점 분석 연구

김송강,남기포 한국융합보안학회 2022 융합보안 논문지 Vol.22 No.5

Now that climate change and food resource security are becoming issues around the world, smart farms are emerging as an alternative to solve them. In addition, changes in the production environment in the primary industry are a major concern for people engaged in all primary industries (agriculture, livestock, fishery), and the resulting food shortage problemis an important problem that we all need to solve. In order to solve this problem, in the primary industry, efforts are made to solve the food shortage problem through productivity improvement by introducing smart farms using the 4th industrial revolution such as ICT and BT and IoT big data and artificial intelligence technologies. This is done through the public and private sectors.This paper intends to consider the minimum requirements for the smart farm data collection system for the development and utilization of smart farms, the establishment of a sustainable agricultural management system, the sequential system construction method, and the purposeful, efficient and usable data collection system. . In particular, we analyze and improve the problems of the data collection system for building a Korean smart farm standard model, which is facing limitations, based on in-depth investigations in the field of livestock and livestock (pig farming) and analysis of various cases, to establish an efficient and usable big data collection system. The goal is to propose a method for collecting big data. 기후변화 및 식량자원안보가 전 세계적으로 이슈화 되어 지고 있는 지금 스마트팜은 이를 해결할 수 있는 대안으로 떠오르고 있다. 또한 1차 산업에 있어 생산 환경의 변화는 모든 1차 산업(농업, 축산업, 어업)에 종사하는 사람들의 주요 관심사 이며, 이로 인해 발생하는 식량부족 문제는 우리 모두가 해결해야 할 중요문제이다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 1차 산업에서는 ICT 및 BT등 4차 산업 혁명과 기술인 IoT 빅데이터 및 인공지능 기술을 활용하여 스마트팜을 도입함으로 해서 생산성 향상을 통해 식량부족 문제를 해결하려는 노력이 민관을 통해 이루어지고 있다. 본 논문은 스마트팜의 발전 및 활용, 지속 가능한 농업경영 시스템구축을 위한 스마트팜 데이터 수집 시스템이 갖추어야 할 최소요건 및 순차적인 시스템 구축 방안, 목적성을 갖는 효율적이고 활용 가능한 데이터 수집 시스템 등에 관해 고찰 하고자 한다. 특히 한계에 부딪치고 있는 한국형 스마트팜 표준모델 구축을 위한 데이터 수집시스템의 문제점을 농축산(양돈)분야의 심층적인 조사와 다양한 사례분석을 기반으로 분석하고 개선하여 효율적이고 활용 가능한 빅데이터 수집시스템 구축을 목표로 빅데이터 수집방안을 제안하고자 한다.

유한폭의 장애물에 의한 전파손실 예측 알고리즘 연구

김송강,김복기,김상우,조삼렬,민상원,홍의식 한국통신학회 2002 韓國通信學會論文誌 Vol.27 No.5B

남극의 지상과 위성 관측자료를 활용한 세종, 장보고 과학기지 지역 오존전량 비교 분석

김송강,박상종,이하나,안다현,정연진,최태진,이방용,김성중,구자호 한국대기환경학회 2021 한국대기환경학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.10

남극은 기상학적으로 관측을 수행하기에 매우 열악한 환경임에도 불구하고 한국의 세종과학기지와 장보고 과학기지를 비롯한 남극 대륙의 여러 과학기지에서 지상 오존관측을 수행하기 위해 Brewer Spectrophotometer (Brewer)를 설치하여 남극 지역 오존 전량 관측을 수행해오고 있다. 본 연구에서는 남극 지역의 오존 전량을 지상에서 관측한 결과를 사용하여 남극 상공에서 관측을 수행하는 여러 위성 센서들의 오존 전량 결과에 대한 품질을 평가하는 연구를 수행하였다. 이를 위하여 위성에 탑재된 5개의 오존전량 관측센서(AURA/OMI, Aqua/AIRS, Sentinel-5 Precursor/TROPOMI, MetOp/GOME-2, Suomi-NPP/OMPS)를 사용하여 각각 산출되는 Level2, 3 오존전량 결과 자료와 지상 관측기기 Brewer로 관측한 오존전량 간의 일 평균 상관관계를 비교하였다. 결과적으로 지상 관측 결과와 위성 센서들과의 상관성은 산출되는 자료의 Level에 상관없이 대체로 높은 경향을 보이며 두 자료 간의 일치성을 확인할 수 있었으나 Aqua/AIRS 센서의 경우, 특히나 오존홀이 발생하는 남극 봄철기간에는 위성 산출 Level에 따른 관측 해상도와는 상관없이 비교결과 간의 이격이 매우 크게 벌어지는 현상을 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구를 통해 신뢰할 수 있는 위성 관측결과를 사용하기 위하여 분석지역과 알맞은 시기에 따라 적절한 위성을 사용하는 것이 중요하다는 것을 알 수 있었다.

세종 및 장보고 기지에서의 오존전량 비교연구: 위성과 지상관측 자료 활용

김송강,구자호,이하나,박상종,최태진,김성중,이방용 한국기상학회 2021 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.10

1990년대 후반부터 세종과학기지에서는 지상 원격탐사 장비인 브루어 분광광도계(이하 브루어)를 설치하여 오존전량 관측을 통해 남극 성층권 오존층 파괴 현상을 감시해오고 있다. 이 활동은 2010년 초중반에 새로 구축된 장보고 과학기지에서도 이어짐으로서 한국은 서남극과 동남극 지역에 지상 오존전량 관측 자료를 동시에 수집할 수 있게 되었다. 남극은 환경상 지상관측을 광범위하게 수행할 수 없기 때문에 위성 자료를 통한 분석이 중요성을 가지지만, 이런 자료의 검증이 부족하여 아직 각 위성별로 같은 물리량을 얼마나 유사하게 또는 차이나게 생산하고 있는지에 대한 정보가 여전히 부족한 실정이다. 이런 이유로, 본 연구에서는 세종 및 장보고 기지에서 수집된 지상 브루어의 오존전량 자료를 활용, 여러 극궤도 위성에서 생산하는 오존전량 자료를 검증하는 작업을 수행하였다. 연구에는 총 5개의 극궤도 위성관측 자료가 활용되었다: AURA/OMI, Aqua/AIRS, Sentinel-5 Precursor/TROPOMI, MetOp/GOME-2, 및 Suomi-NPP/OMPS. 모든 위성 자료에서 Level 2와 3자료를 확보하여 일 평균 자료중심으로 지상 관측과 위성 관측의 상관관계를 분석하였다. 분석 결과, 전체적으로 모든 위성 자료가 세종 및 장보고 두 기지에서 측정한 브루어 오존전량과 좋은 상관성을 보여주고 있었으나 Aqua/AIRS의 경우는 봄철에 상대적으로 두드러지는 bias를 보이는 경향이 있었다. 다른 위성들과 달리 적외선 파장을 쓰는 것이 관련되어 있는 것으로 보이나 자세한 기술적 원인은 추후 좀 더 진단할 필요가 있다. Level 2와 Level 3 자료의 결과는 크게 상이하지 않았는데 남극 지표에서 오존을 배출하는 오염원이 없기 때문에 다소 큰 격자 사이즈를 갖는 Level 3 자료를 통해서도 충분히 성층권 오존량을 잘 감시할 수 있는 것으로 판단된다.

지상-위성 오존 전량 관측을 통한 남극 세종, 장보고 과학기지 비교

김송강,최태진,이하나,안다현,김성중,구자호 한국기상학회 2020 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.2020 No.10

남극 세종기지와 장보고 기지에서 브루어 분광 광도계와 OMI로 관측한 오존 전량 비교

김송강,최태진,안다현,이하나,김준,구자호 한국기상학회 2019 한국기상학회 학술대회 논문집 Vol.2019 No.05

알루미늄 접합종단 구조를 갖는 SiC Schottky Barrier Diode 의 항복전압 특성

김성진,김송강,김신,김창연,오동주,유순재,최용석 한국물리학회 2006 새물리 Vol.52 No.5

This paper reports the fabrication of and gives a comparison of different planar edge-termination structures, including aluminum (Al) guard-ring-assisted and Al guard ring-assisted field-limiting ring (FLR) structures, on high-blocking-voltage 4H silicon-carbide (SiC) Schottky barrier diode (SBD). The guard-ring-assisted and the guard-ring-assisted FLR structures are fabricated by using Al metal deposition and thermal treatment techniques without an ion implantation procedure. The breakdown voltage characteristics of the SiC-SBD are significantly improved with metal edge termination. The SiC-SBDs without metal edge termination show breakdown voltages of less than 250 V while the Al guard-ring-assisted structure and the Al guard ring-assisted FLR structure show breakdown voltages approximately 700 V and 1200 V, respectively. The improvement in the breakdown voltage characteristics is attributed to the effect of planar edge termination induced by the Al guard-ring-assisted structure or the Al guard-ring-assisted FLR structure surrounding the periphery of the Schottky contact. SiC-SBD (silicon carbide schottky barrier diode)의 고전압화를 달성하기 위하여 알루미늄 접합종단 구조 (edge termination)를 갖는 SiC-SBD를 제작하여 항복전압 특성을 평가하였다. 알루미늄 접합종단 구조가 없는 SiC-SBD의 항복전압은 약 250 V의 낮은 항복전압 특성을 나타냈지만, 알루미늄 가드링 구조를 갖는 SiC-SBD의 항복전압은 약 700 V의 항복전압 특성을 나타냈고, 알루미늄 전계제한테 구조를 갖는 SiC-SBD는 약 1200 V정도의 높은 항복전압 특성을 나타냈다. 항복전압 특성의 개선은 쇼트키 접촉 주위를 감싸고 있는 알루미늄 가드링과 알루미늄 전계제한테 의한 접합종단 효과 때문으로 생각된다.

A Study on Monitoring and Control Architecture for Smart Lighting System in IoT Environment

박희동,김송강 사단법인 미래융합기술연구학회 2019 아시아태평양융합연구교류논문지 Vol.5 No.3

With the development of Information Technology(IT), smart lighting devices in the homes, office buildings and factories are evolving from the existing visual elements to non-visual elements in terms of functional and cognitive ability. In addition, these devices are utilizing monitoring functions through various environmental sensors. This paper suggests a monitoring and control architecture, and a frame structure for smart lighting system using wireless network toward Internet of Things(IoT) applications. The network can be organized as hierarchical architecture which includes physical devices, radio access modules connected as tree topology, and mobility service to interface internet for remote control and management. Using mobile devices that use ISM(Industry, Science, Medical) band, high-speed data transmission is possible; system status can be obtained through periodic status reporting from nodes; and request/reply structure for light device control is provided. Event reporting can be supported by frames and processing functions in main controller. Therefore, more efficient and low cost smart lighting system can be realized using this architecture.

전력절감 그린어뎁터를 이용한 스마트홈 전력 통제시스템

유승재,김송강,박희동 한국융합보안학회 2013 융합보안 논문지 Vol.13 No.4

오늘날 우리는 후대에 아름다운 지구를 보호하고 풍요로운 지구를 후손에게 물려주기 위해 많은 나라에서 스마트그리드 정책을 적극 지원하기 위해 많은 자원을 투입하고 있는 실정이다. 또한 스마트 그리드의 개념을 적용한 스마트홈 구현에 대한 요구도 급속히 증가하고 있다. 그러나 현재 90% 이상을 차지하고 있는 기존 주택에 대한 스마트홈의구축은 비용문제 및 추가 공사가 이루어져야 되는 등의 문제로 이루어지지 않고 있으며 오로지 신규 공공건설 주택에집중되어지고 있는 실정이다. 본 연구에서는 추가공사 및 건축 없이도 기존 주택을 스마트홈으로 구축할 수 있는 솔루션을 제공하고 있다. 이 기술은 대기전력을 약 800mW에서 약 20mW로 획기적으로 줄일 수 있는 기술을 제공하고 있다. 본 기술의 구성은 주IC의 전력을 차단하고 교류 입력부에 위치한 최소 소자의 전력소모만 이루어지도록 구현하여대기전력을 약20mW가 되도록 초절전 스마트홈을 구현하였다. 또한 스마트폰을 이용한 전력제어 및 각 가전제품의 소비전력을 확인할 수 있도록 스마트폰 어플을 이용할 수 있도록 구현하였다.

A Study of Advanced Reservation Scheduling Structure for Smartfarm Actuator Control

양안나,김송강,박희동 사단법인 미래융합기술연구학회 2019 아시아태평양융합연구교류논문지 Vol.5 No.4

As the growing aging and decline in population in a rural area, smartfarm system based on Information Technology (IT) and Internet of things (IoT) convergence are attracting as an alternative to improve agriculture productivity and self-sufficiency. The smartfarm control system, an option to solve food problems in the future, manages various sensors and actuators in the greenhouse. We propose in this paper an advanced reservation scheduling structure for base-level smartfarm automation having environmental condition dependency. Using this structure briefly, actuators are managed by corresponding thread with scheduling list which contains sensor-based constraint information. If there is scheduling list for each actuator, the configuration items in the list are continuously checked including control mode and availability and operation time of the actuator. The operation condition would be examined to avoid the repetition of a command delivered. The pre-defined sensor list which is relevant to the actuator should be referred for adapting quickly to sudden changes or constraints in the environment. With this system, the smartfarm actuators can be controlled and managed and controlled efficiently with consideration of environmental sensor values.