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학술논문비즈니스융복합연구2023.04 발행KCI 피인용 6

IoT 기술과 머신러닝 기술을 융합한 효율적인 스마트 팜 프레임워크 설계

Designing an Efficient Smart Farm Framework That Combines IoT Technology and Machine Learning Technology

정윤수(목원대학교)

8권 2호, 137~142쪽

초록

최근 농가에서는 ICT 기술을 이용하여 농작물을 효율적으로 재배할 수 있도록 노동력∙에너지∙양분 등의 농업 경쟁력을 향상시키려고 스마트 팜과 관련된 다양한 노력을 시도하고 있다. 그러나, 스마트 팜은 농장에 영향을 미치는 외부 요인(날씨, 해충, 일조량 등)을 농작물 생산에 모두 반영하지 못하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 스마트 팜에서 생산하는 농작물의 생육 환경 정보를 적정하게 관리할 수 있는 IoT 기술과 머신러닝 기술을 융합한 스마트 팜 프레임워크를 제안한다. 제안 프레임워크는 IoT 기술과 인공지능 기술을 스마트 팜에 적용함으로써 생산성 향상, 비용 절감 그리고 인건비 절약 등을 개선시켰다. 제안 프레임워크는 농작물의 성장과 발달에 영향을 미칠 수 있는 환경 요인들을 찾아 반영한다. 또한, 제안 프레임워크는 농작물의 생육 환경 정보를 IoT 데이터로 사전 추출한 후, IoT 데이터 선별 과정에서 IoT 데이터 간 비선형 상관관계의 특징 정보를 포착할 수 있도록 주성분 분석(PCA)을 적용하였다. 제안 프레임워크는 농작물의 생육 환경 정보를 IoT 데이터로 통합 관리함으로써 IoT 데이터의 종류 및 특성에 따라 주기적으로 자동 원격 관리가 가능하도록 하였다. 제안 프레임워크는 농작물의 생육 환경정보를 원격에서 자동으로 관리하기 때문에, 기존 환경 대비 생육 환경 유지관리, 환경정보 모니터링 등에서 자동 원격 환경 관리가 개선 가능하다.

Abstract

Recently, farmers are attempting various efforts related to smart farms to improve agricultural competitiveness such as labor, energy, and quantity so that crops can be grown efficiently using ICT technology. However, smart farms have the problem of not reflecting all external factors (weather, pests, sunlight, etc.) affecting farms in crop production. In this paper, we propose a smart farm framework that combines IoT technology and machine learning technology that can properly manage the growth environment information of crops produced by smart farms. The proposed framework has improved productivity, cost reduction, and labor cost savings by applying IoT technology and artificial intelligence technology to smart farms. The proposed framework finds and reflects environmental factors that may affect the growth and development of crops. In addition, after pre-extracting crop growth environment information into IoT data, the proposed framework applied principal component analysis (PCA) to capture feature information of nonlinear correlation between IoT data during IoT data selection. The proposed framework integrated and managed crop growth environment information into IoT data, enabling periodic automatic remote management according to the type and characteristics of IoT data. Since the proposed framework automatically manages crop growth environment information remotely, automatic remote environment management can be improved in terms of growth environment maintenance and environmental information monitoring compared to the existing environment.

발행기관:
한국비즈니스학회
분류:
과학기술학

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