I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   20 ,   N o .   1 O c t o be r   20 20 ,   pp .   320 ~ 32 8   IS S N :   25 0 2 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 20 .i 1 . pp320 - 32 8             320       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   S m a r t   u r b a n   f a r m i n g   se r v i c e   m o d e l   w i t h   Io T   b a sed     o p e n   p l a t f o r m       A m   s u k   O h   D e pa r t m e n t   o f   D i g i t a l   M e di a   E ng i ne e r i ng ,   T o ng m y o n g   U ni v e r s i t y ,   S o ut K o r e a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e F e b   1 1 ,   2 020   R e v i s e A pr   12 ,   2020   A c c e pt e A p r   26 ,   2020       S m a r t   a nd  e f f i c i e nt   a g r i c ul t ur a l   p r o duc t i o o r   s m a r t   f a r m i ng   us i ng   I o T   s e ns o r s ,   bi g - da t a   a nd  c l o ud   s e r v i c e   ha s   pr o v e i t s   v a l ue   f o r   a   de c a de   b ut   t h e   e f f e c t   de pe nds   o t he   a g r i c ul t ur a l   e nv i r o nm e nt   o f   t he   c o unt r y   or   s o c i e t y .     I K o r e a ,   t he   po pu l a t i o o f   ur ba f a r m e r s   w ho   ut i l i z e s   s m a l l ,   po s s i bl y   s ha r e d   a r e a   i f a r m i ng .   U r ba f a r m i ng   us e s   r o o f t o of   t he   bu i l d i ng   o r   e v e i n do o r   f o r   c r o ppi ng   a nd  m a ny   ur ba f a r m e r s   m a y   n o t   ha v e   s uf f i c i e nt   pr o f e s s i o na l   f a r m i ng   e xpe r i e nc e s .   H o w e v e r ,   w i t i nf o r m a t i o t e c hno l o gy   l i ke   c l o ud  s e r v i c e ,   m a ny   c r i t i c a l   f a r m i ng   pr o c e s s   c a be   a u t o m a t e a nd   r e q ui r e s   m i ni m a l   hum a i n t e r v e nt i o i m o ni t o r i ng   a nd  c o nt r o l l i ng   s e n s o r s .   I t hi s   pa pe r ,   w e   pr o po s e   a   s m a r t   u r b a f a r m i ng   m o de l   w hi c m o di f i e s   T T A   s m a r t   g r e e nho us e   s t a nd a r s uc t h a t   c l o ud  s e r v i c e   u s   i nt e g r a t e w i t I oT   s e n s o r s .   T he   ha r dw a r e   d e s i g o f   i nt e g r a t e c o nt r o l l e r   a nd  s ub s e qu e n t   s o f t w a r e   s e r v i c e s   a r e   s p e c i f i e d .   T h i s   ne w   m o de l   c a be   us e t o   e nh a nc e   s m a r t   ur b a n   f a r m i ng   w h i c i s   o ne   o f   t o 1 a g r i c ul t u r a l   po l i c y   o f   t he   g o v e r nm e n t .     Ke y w or ds :   Cl o ud   G r e e nh o us e   s t a nda r d i z a t i o n   Int e rn e t   o f   t h i n gs   S m a r t   f a r m   U r b a n   f a rm i ng   C opy r i gh t   ©   2020   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   A m   s uk   O h ,     D e pa rt m e n t   o f   D i gi t a l   M e di a   E ngi n e e ri n g ,     428  S i n s e o n - r o ,   N a m - gu ,   B us a n,   48520 ,   S o ut K o r e a .     E m a i l :   a s o h@ t u . a c . k r       1.   I N TR O D U C TI O N   P r e c i s i o n   a g ri c ul t u r e ,   a   f a r m i n m a na ge m e nt   w i t h   o bs e r v i n g ,   m e a s u r i ng  a n r e s po n d i n t o   i n t e r   a n d   i n t ra - f i e l v a r i a b i l i t y   i n   c r o ps   b a s e o n   de c i s i o n   s uppo r t i ng  s y s t e m ,   ha s   b e e n   a do pt e i n   r e c e nt   15   y e a r s   [ 1].   W i t h   r e c e n t   ra p i d   de v e l o pm e n t   o f   In t e rn e t   o f   t hi n gs   (Io T t e c hn o l o g y   [2],   t h e   p r o c e s s   o f   r e a l - t i m e   da t a   ga t h e r i ng,   p r o c e s s i n a n a na l y s i s   b e c o m e   e qua l l y   i m po r t a nt   a s   t h e   t ra di t i o na l   a ut o m a t i o n   t e c hn o l o g y   of   t h e   f a r m i n p r o c e s s e s   i n   pr e c i s i o a g ri c ul t u r e   [3 ].   T h i s   c o n c e pt   o f   s m a r t   f a rm i ng  e xt e nds   t h e   a u t o m a t i o n   o f a r m i n g   t o w a r d   m o r e   i n f o r m e de c i s i o n   m a ki n g   by   t h e   f a rm e r s   f o b e t t e r   p r o duc t i o n   o f   c r o ps   [4] .   S m a r t   f a rm i n b a s e o n   Io T   t e c h n o l o gy   c a n   r e duc e   h u m a n   i nt e r a c t i o n   d r a s t i c a l l y   t o   i m pr o v e   t h e   e ff i c i e n c y   of   f a r m i n [ 5 ].   I t h e   p r o c e s s   of   a ut o m a t i o n ,   Io T   c o l l e c t s   da t a   us i ng  s e n s o r s   a n p r o c e s s e s   t h e   da t a   us i n c o n t r o l l e r s   a nd  c o m pl e t i n t h e   a ut o m a t i o n   pr o c e s s e s   by   us i n a c t ua t o r s   [6].   I t   i s   r e po rt e t ha t   f o r   a l l   A us t ra l i a f a rm e r s   i t   b e c a m e   m a nda t o r y   t o   a f pa s s i ve   R F ID   e a r   t a gs   t o   t h e i r   c a t t l e   a n t o   r e po r t   m o ve m e n t s   b e t w e e n   f a r m s   t o   a n   o n l i n e   n a t i o na l   da t a b a s e   [7].   T h e r e   h a v e   be e n   s o m e   n o t i c e a b l e   pr o gr e s s e s   a n e xpe r i e n c e s   i a p pl y i n Io T   f o r   s m a r t   f a rm i ng  p r o c e dur e   w i t h   di f f e r e n t   a g ri c ul t u ra l   e n v i r o nm e n t   i n   r e c e n t   y e a r s   [8 - 11]   w h e r e   t h e y   s h o w   pa rt i a l   s uc c e s s e s   a n d   l i m i t a t i o n s .   Co m m u n i c a t i o n   t e c hn o l o g y   a l s o   pl a y s   a n   i m po r t a n t   r o l e   i n   s m a rt   f a rm i ng.   I n   [7] ,   t h e   G l o b a l   S e n s o N e t w o r (G S N [12]  m i ddl e w a r e   i s   e m pl oy e d,   w h i l e   s um m a ri e s   of   s e n s o r   da t a   a r e   t ra n s l a t e t o   r e s o ur c e   de s c r i pt i o n   f o r m ,   b a s e o n   t h e   S e m a n t i c   S e n s o r   N e t w o r (S S N o n t o l o g y   [13].   O t h e r   r e s e a r c h e s   us e   w i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o r k   [14 a n d/ o r   l o w   p ow e r   B l ue t o o t h   a n d   L o w   P ow e r   W i de   A r e a   N e t w o r ks   (L P W A N a n t h e   m o n i t o ri n a n c o n t r o l   f u n c t i o n s   a r e   u nde r   t h e   M e s s a ge   Q ue ui n g   T e l e m e t r y   T ra n s po rt   (M Q T T )   w h i c h   i s   a Io T   de di c a t e p r o t o c o l   [15],   O v e r a l l ,   t hi s   t r e n d   o f   a ppl y i n g   s m a r t   f a r m i n i n   a g ri c ul t u r e   i s   w o r l dw i de   i n c l udi ng  S o ut E a s t   A s i a   [16]   a nd  w e s t e rn   A f ri c a   [17] .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Sm ar t   ur ba f ar m i ng   s e r v i c e   m o de l   w i t IoT   bas e d   op e n   pl a t f or m   ( A m   s u k   O h )   321   In   K o r e a ,   s m a r t   f a rm i n b e c o m e s   o n e   o t o p   t e n   na t i o na l   a g ri c ul t u ra l   po l i c y   a do pt e by   t h e   M i n i s t r y   fo r   F o o d,   A g r i c ul t u r e ,   F o r e s t r y   a n F i s h e ri e s   (M F A F F ).   I [18] ,   M F A F F   p l a n s   t o   di s t r i b ut e   s m a r t   f a r m   f a c i l i t i e s   t o   4 , 000   h a   o f   f a c i l i t y   h o rt i c ul t u r e   (40 o f   f a c i l i t y   m o de r ni z a t i o n ) ,   73 l i v e s t oc f a r m s   (10%   of  f ul l - t i m e   f a r m e r s a nd  600  f r ui t   t r e e s   (25%  o o r c h a r d - s c a l e   f a r m s by   2022  a n e xpe c t   a r t i f i c i a l   i nt e l l i ge n c e   (A I)  b a s e c o n t r o l   s y s t e m   t h a t   a ut o m a t i c a l l y   l e a rn s   a n a n a l y z e s   t h e   gr o w t h   a nd  e n v i r o nm e n t a l   i n f o r m a t i o a ut o m a t i c a l l y   a c qui r e f r o m   Io T   s e n s o r s .     H ow e ve r ,   i n   K o r e a ,   t h e y   h a v e   a n o t h e f a r m i n g   i s s ue   c a l l e u r b a n   f a rm i n g .   U r b a f a r m i n i s   t h e   pra c t i c e   of   c ul t i v a t i ng,   p r o c e s s i n a n d i s t r i b ut i n f oo i n   or   a r o u n u r b a n   a r e a s   [19] .   W i t h   ra pi c o m i n o hi g h - a gi ng  s o c i e t y   a n y o ut h s ‟  j ob   c r i s i s ,   i f   w e l l   de s i gn e a s   a   po l i c y ,   ur b a n   f a rm i ng/ a g r i c ul t u r e   c o ul be   a   s t ra t e gy   fo r   s us t a i na b l e   r e gi o na l   de v e l o pm e n t ,   s o c i a l   s a f e t y   n e t   c o n s t r uc t i o n ,   a nd  v oc a t i o n a l   t ra i ni n [20] .     It   i s   po s s i b l e   t pa rt i c i p a t e   w i t h o ut   s pe c i a l i z e s ki l l s   i n   a g ri c ul t u r e / f a rm i n t hr o ug h   g ra du a l   e duc a t i o n   a n d   a l s o   i t   i s   a f f o r p h y s i c a l l y   fo r   y o un pe o pl e   o r e t i r e d   c i t i z e ns   [21] .   S m a r t   u r b a n   f a r m i n i s   t h e n   a   m uc h   n e e de s uppo r t i ng  t e c hn o l o g y   fo r   t h i s   s o c i o - e c o n o m i c   po l i c y   f r o m   go v e r n m e nt ‟s   po i n t   o f   v i e w .   N o n e t h e l e s s ,   t h e r e   i s   s o m e   n e ga t i v e   r e s ul t   i n   po l i c y   i m pl e m e n t a t i o n.   M F A F F   di s t r i b ut e s t a nd - a l o n e   t y pe   s m a rt   f a rm   e qui p m e nt   t o   820  f a r m s   i n   201 5,   b ut   o n l y   62  f a rm e r s   w e r e   s uc c e s s f ul   i n   e v a l ua t i o n,   w i t h   o nl y   7. 6%  s uc c e s s   r a t e   [22 ].   T ha t   i s   p a r t l y   due   t o   t h e   a gi n g   o f   t h e   ru r a po pul a t i o n .   M o s t   f a rm   o w n e r s   a r e   l e s s   w i l l i n g   t o   a c qui r e   kn o w l e dge   a b o ut   n e w   t e c h n o l o gi e s ,   w hi c m a y   l i m i t   t h e i r   i m m e di a t e   r e s po n s e   t o   i n s t rum e n t a t i o n   a nd  pa rt i a l   s y s t e m   f a i l ur e s   a n f a i l u r e s .   A l s o ,   t h e r e   i s   s o m e   e n v i r o n m e n t a l   di f f e r e n c e   f r o m   o t h e r   c o u n t r i e s .   F o r   e xa m pl e ,   w hi l e   99 o f   f a rm h o us e s   a do pt   gl a s s   gr e e nh o us e s   i N e t h e rl a nds ,   t h e   m a j o r i t y   (ove r   90% o f   fa r m s   i K o r e a   de pe n o n   p l a s t i c   g r e e nh o us e s .     S i n c e   pl a s t i c   g r e e nh o us e s   a r e   l e s s   du r a b l e   a n l e s s   pr o duc t i v e   t h a n   g l a s s   g r e e nh o us e s ,   i t   i s   d i f f i c ul t   t o   a ppl y ,   di s s e m i n a t e   a nd  e xp a n d   i n f o r m a t i o t e c hn o l o g y   i n   t h e   f i e l [ 23].   In   t h i s   p a pe r,   w e   pr o po s e   a   m o de l   of   s m a r t   u r b a n   f a rm i n b a s e o n   o pe n   pl a t f o r m   Io T   t e c hn o l o g y .   T h e   s y s t e m   c o n f i gu r a t i o n   o f   ur b a n   s m a rt   f a rm   s o l ut i o n   p r o pos e i n   t h i s   pa pe r   c o m p o s e d   o c l o ud  s e r v i c e   t y p e   t hr o ugh   Io T   s e r v i c e   pl a t f o r m ,   w h i c h   i s   di f f e r e n t   f r o m   e x i s t i n i n t e g ra t e c o n t r o l   s y s t e m   t y pe .   F o r   t h i s   purpo s e ,   i nt e gra t e f un c t i o n s   o f   gr e e nh o us e   i n t e g ra t e c ont r o l l e r,   s e n s o r   n o de ,   a nd  c o n t r o l   n o de   of   t h e   e xi s t i n s y s t e m   a r e   i nt e gra t e i n t o   t h e   s m a rt   f a r m   i nt e g r a t e c o n t r o l l e r   (i n   t h i s   c a s e ,   c o m pl y   w i t t h e   s t a n d a r s pe c i f i c a t i o n   f o r   i n t e r o pe r a b i l i t y   (T T A K . K O - 06. 0288  [24] ).   S m a rt   F a rm   I n t e g r a t e Co n t r o l l e r   c o nn e c t s   di r e c t l y   t o   S m a r t   F a r m   s e r v i c e   pl a t f o r m   a s   a Io T   de v i c e .   T h e   p r o po s e m o d e l   s i m pl i f i e s   t h e   c o n f i gu r a t i o n   a n s t r uc t u r e   o f   t h e   e n t i r e   s y s t e m   a n d   p r o v i de s   unr e s t ri c t e d e v i c e   c o nn e c t i v i t y .         2.   S M A R U R B A N   F A R M I N G   S Y S T EM   C O N F I G U R A TI O N   A   t y pi c a l   s m a r t   f a rm i n g   s y s t e m   i s   c o m po s e of   s e n s o r   n o de ,   c o n t r o l   n o de ,   m a na ge m e n t   de c i s i o n   s uppo r t i ng  s y s t e m ,   a nd  i n t e g r a t e c o n t r o l   s y s t e m   t h a t   i s   o pe r a t e a s   a   s t a n d - a l o n e   s y s t e m   a t   a   s i t e   a s   s h ow n   i F i g u r e   1.   T hi s   m o de l   f oc us e s   o n   t h e   a u t o m a t i o n   o f   f a r m i n g   pr o c e s s   b ut   r e qui r e s   n o n - u nn e g l e c t a b l e   h u m a i n t e r v e n t i o n .   C l o ud  s e r v i c e   t e c h n o l o gi e s   c a n   p r o v i de   t h e   n e xt   l e v e l   of   s e r v i c e   f r o m   t h i s   m o de l .   T h e n ,     i t   r e qu i r e s   e qui p m e nt   m a na ge m e n t   s y s t e m ,   d a t a   m a na ge m e nt   s y s t e m ,   m o de l   m a n a ge m e nt   s y s t e m   a s   w e l l   a s   F a rm   m o n i t o r i ng  s e r v i c e   a nd  c o n t r o l   s e r v i c e .   T h e   m a na ge m e nt   s e r v i c e   s h o ul b e   a c c e s s e i n   o n e - to - m a n y     (1:   n f o r m s   o v i r t ua l i z a t i o n   b e t w e e n   v a r i o us   de v i c e s   a n pl a t f o r m s .   F u r t h e r m o r e ,   i t   s h o ul s uppo r t   i n f o r m a t i o a c c e s s   w i t e xt e rna l   pub l i c   da t a   a n d   t hi r d - p a r t y   m o de l s   a n a ppl i c a t i o n   s e r v i c e s .   U n fo r t u na t e l y ,   t h i s   l e v e l   of   s e r v i c e   i s   n o t   p r o v i de i n   t h e   r e a l   w o r l b ut   m a n y   r e l a t e r e s e a r c h e s   c a n   b e   f o un a n s um m a r i z e i [2 4 - 25] .     W h i l e   t h i s   f a rm i ng  m o de l   i n   a g ri c ul t u ra l   l o c a t i o n s   gi v e   v a l ue s   i n   p r o duc t i o n - m a rke t i n g - s e r v i c e   c h a i n ,   t h e   p r o po s e s m a rt   u r b a f a rm i ng  m o de l   h a s   m a ny   di ff e r e n t   a s pe c t s .   W e   m a y   e n um e r a t e   s e v e r a l   di s t i ngui s ha b l e   c ha r a c t e r i s t i c s   o f   ur b a n   f a rm i n g   f r o m   a g ri c ul t ura l   f a r m i n g   a s   f o l l o w i n g;     1)   W h i l e   a g r i c ul t u r a l   f a rm i ng  s pa c e   h a s   t y pi c a l   fo r m   w i t h   r e s pe c t   t a gri c ul t u ra l   p l a s t i c   h o us e   s t a n d a r d ,   ur b a f a rm i n ha s   n o   s t a n d a r d   i s i z e ,   f o r m ,   a n d   a r e a .   2)   A gri c ul t u ra l   f a r m i n ha s   o ut do o r   f a c i l i t y   ga r de n i ng  w i t h   a r e a   i a v e ra ge   m o r e   t ha n   7 000  m b ut   u r b a n   ga r de n i n g   h a s   v a r i o us   s i z e s   i n   t ha t   t h e   a v e ra ge   a r e a   s i z e   c a n   b e   l e s s   t ha n   100   m 2   i f   t h e   f a rm e r   us e s   pe r s o n a l   s p a c e   a n d   m uc l e s s   s i z e   9 a b o ut   1000  m 2)   e v e n   i f   t h e   p ub l i c   i d l e   l a n d   i s   p r o v i de d.   3)   W h i l e   a g r i c ul t u ra l   f a r m i n i s   a   f a m i l y   b us i n e s s   a n t h e   l a n i s   e xc l us i v e l y   o c c upi e by   t h e   f a m i l y ,   ur b a f a rm i n t y pi c a l l y   s h a r e s   t h e   pub l i c   l a n d .     T h us ,   t h e   s m a rt   f a rm i ng  m o de l   f o r   ur b a n   f a r m i n s h o ul b e   m uc h   m o r e   s i m pl i f i e fo r m   a n f l e xi b l e   i n   c o n f i gura t i o n .   I n   u r b a n   f a r m i n g ,   s t i l l   t h e r e   a r e   s e v e r a l   t y p e s   of   ga r de n i n s t ruc t u r e   s uc h   a s   i n do o r - ga rde n,   r o o f t o ga rde n,   a n b o x - t y pe   ga r de n.   W i t r e s pe c t   t o   s uc h   e n v i r o nm e nt a l   d i f f e r e n c e s ,   t h e   s m a rt   f a r m i n g   s o l ut i o n   s h o ul c a r e   fo r   di f f e r e n t   m a n a gi n a s pe c t s   i n   t h e   a m o unt   o f   l i gh t ,   CO 2 ,   w i n d ,   t e m pe r a t u r e ,   h u m i di t y   e t c .   M e a n i ng  t h a t   o n e   c o m m o n   m a n a ge m e nt   s o l ut i o m a y   n o t   e xi s t .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   1 O c t o b e r   20 20  :     320   -   32 8   322   T h e r e f o r e   w e   pr o po s e   a   s m a rt   u r b a n   f a r m i n m o de l   c o n f i gu ra t i o n   w i t f l e xi b l e   e qui pm e n t   c o n n e c t i o n s   a nd  s i m pl i f i e s t r uc t u r e s .   I n   2 016 ,   T e l e c o m m uni c a t i o n   T e c hn o l o g y   A s s o c i a t i o n   ( T T A s e t   a   s t a n d a r i n f o r m a t i o n   a n d   c o m m u n i c a t i o n   t e c hn o l o g y   (ICT m o de l   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   2 .           F i gu r e   1 .   T y pi c a l   e xi s t i ng  s m a rt   f a rm i n g   m o de l   [23]           F i gu r e   2 .   T T A   s t a nda rd  f o r   g r e e nh o us e   ICT   c o n f i gura t i o n       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Sm ar t   ur ba f ar m i ng   s e r v i c e   m o de l   w i t IoT   bas e d   op e n   pl a t f or m   ( A m   s u k   O h )   323   W i t t h i s   s t a n d a rd ,   f o e ns u r i n g   t he   i n t e ro p e r a b i l i t y   s u c a s   i n t e rf a c e   m e t ho d   a n d   m e s s a g e   e x c h a ng e   b e t w e e e a c s y s t e m   c o m p o ne nt ,   t he   s y s t e m   s ho u l d   c o m p l y   s e v e ra l   s t a n d a r d s   s u c h   G re e n ho u s e   C o nt ro l   D a t a   S t a nd a r d   ( R U C F S - 0 0 0 9 )   a n d   S m a r t   F a r m   G re e n ho u s e   C o n t ro l   S y s t e m   R e q u i re m e n t s   P ro f i l e   ( T T A K . K O - 0 6 . 0 2 8 8 ) .     H ow e ve r ,   t h e   s t a n d a r m o de l   s h o w n   i n   F i g u r e   i s   b a s e o n   t h e   i n t e g r a t e c o n t r o l   s y s t e m   a r c hi t e c t u r e   w h i c h   h a s   l i m i t e f l e xi b i l i t y   i n   c o m po n e n t   c onn e c t i o n s .   I n   o r de r   t o   o ve r c o m e   t h a t   l i m i t a t i o n ,     w e   a do pt   c l o ud  s e r v i c e   s t r uc t u r e .   T h us ,   w e   i n t e g ra t e   g r e e nh o us e   c o n t r o l l e r,   s e n s o r   n o de s ,   c o n t r o l   n o de s   o f   t h e   e xi s t i n s y s t e m   i n t o   s i ngl e   „s m a rt   f a r m   i nt e g r a t e c o n t r o l l e r ‟  u nde r   t h e   s t a n d a r s pe c i f i c a t i o n   (T T A K . K O - 06. 028 8)  f o r   i n t e r o pe r a b i l i t y a s   s h o w n   i F i gu r e   3 .   T h us ,   t h e   s m a r t   u r b a n   f a r m i ng  s t r uc t u r e   c a n   b e   s h ow n   i n   F i gur e   i n   di a g ra m   a s   c o m pa r e w i t h   t h e   e xi s t i n s t r uc t u r e   s h o w n   i n   F i gu r e   2.   T h e   di f f e r e n c e   i s   t h e   f l e xi b l e   c o n n e c t i o n s   of   s e n s o r   c o m p o n e nt s   w i t a do pt i o o f   t h e   c l o ud  s y s t e m   a s   e xpl a i n e d   i [23 ].             F i gu r e   3 .   P r o po s e gr e e nh o us e   c o n f i gura t i o di a g ra m           F i gu r e   4 .   P r o po s e ur b a n   f a rm i ng  s t ruc t u r e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   1 O c t o b e r   20 20  :     320   -   32 8   324   T h us ,   g r e e nh o us e   m a n a ge m e n t   s y s t e m   c o m m u n i c a t e s   w i t h   t h e   s m a rt   u r b a n   f a r m i n s e r v i c e   pl a t f o r m   unde r   T T A K . K O - 06. 0288  pa rt   a nd  a l s o   c o m m uni c a t e   w i t h   i nt e g r a t e s e n s o r   n o de s   c o n t r o l l e r   u n de r   T T A K . K O - 06. 0288   pa rt   3 .   S m a rt   u r b a n   f a r m i n g   s e r v i c e   pl a t fo r m   h a s   t h e   M Q T T   b r o ke r   f o r   i n t e g ra t e s e n s o n o de s   c o n t r o l l e a s   s h o w n   i F i gu r e   5.           F i gu r e   5 .   Co nn e c t i o n s   i t h e   p r o po s e a r c h i t e c t u r e       3.   C O M P O N EN TS   A N D   S ER V I C ES   T h e   s m a r t   u r b a n   f a r m i n i nt e gra t e c o n t r o l l e r   (S U F IC)   pr o po s e i n   t hi s   pa pe r   s uppo r t s   t h e   i n t e r l o c ki n o f   a l l   a c t ua t o r   e qui p m e n t   a n s e n s o r   de v i c e s   b a s e o n   t h e   T T A   s m a rt   g r e e nh o us e   s t a nda r d .     T h e   ha r dw a r e   i s   de s i gn e t o   s a t i s fy   t h e   s t a nda r s pe c i f i c a t i o n s   of   s m a r t   g r e e nh o us e   un de r   d r i v e r   i n t e r f a c e   dri v e r   i nt e r f a c e   (T T A K . K O - 10. 0 845)  a n s e n s o r   i n t e r f a c e   (T T A K . K O - 10. 0903) .   M a i n   c o n t r o l l e r   c o n s t i t ut e s   S T M 3 2 - 32  b i t   m i c r o c o nt r o l l e r   M CU   m o du l e   a nd  p r o v i de s   7 2M H z   pe r f o rm a nc e   f o r   f a s t   i nt e rru p t   r e s po ns e   f o r   r e a l - t i m e   s e n s i ng   a nd   c o nt ro l .   T he   ha rdw a r e   c o n f i g u ra t i o o f   S U F IC   c a b e   s u m m a ri z e d   a s   s h o w i F i gu re   6 .           F i gu r e   6 .   H a r dw a r e   c o n f i gura t i o o f   S U F IC   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Sm ar t   ur ba f ar m i ng   s e r v i c e   m o de l   w i t IoT   bas e d   op e n   pl a t f or m   ( A m   s u k   O h )   325   T a b l e   1 .   S U F IC  m e s s a ge   s t ruc t u r e   D i v i s i o n     T o p i c   S t a t u s   M e s s a g e   U s e ID   /   Co n t r o l l e r   ID   /   S t a t e   M e s s a g e   S T X   S e n s o r_ S i z e   S e p a ra t o r   Co n t r o l _ S i z e   S e p a ra t o r   „S   #   o f   c o n n e c t e d   s e n s o r s     „@   #   o f   c o n n e c t e d   d e v i c e s     |   P o r t   N u m b e r   S e p a ra t o r   S t a t u s   V a l u e   E T X   s o c k e t   „,   d e v i c e   s t a t u s   „;   Co n t r o l   M e s s a g e   T o p i c   U s e ID   /   Co n t r o l l e r   ID   /   O r d e r   M e s s a g e   S T X   P o r t   N u m b e r   S e p a ra t o r   Co n t r o l   V a l u e   E T X   „O   Co n t r o l   p o rt   „, ‟    Co n t r o l   d e v i c e   In fo   „;       T h e   s t a nda r d   M Q T T   m e s s a ge   pr o t o c o l   of   Io T   i s   pr o v i de b e t w e e n   S U F IC  a n s e r v i c e   pl a t f o r m .     W e   us e   us e r   a nd  c o n t r o l l e i n f o r m a t i o n   a s   a   t o pi c   f o r   M Q T T   c o m m u n i c a t i o t o   m a na ge   s t a t us   /   c o nt r o l   i n f o r m a t i o n   f o r   e a c h   i n t e g r a t e c o n t r o l l e r   de v i c e .   It   a l s c l a s s i f i e s   t o pi c   a c c o r di n t o   t h e   f un c t i o n   t o   di s t i ngui s h   s t a t us   m e s s a ge   a n c o n t r o l   m e s s a ge   a n de f i n e s   pr o t o c o l   a c c o r di n t o   m e s s a ge   s t a nda r b e t w e e n   S m a r t   G r e e nh o us e   In t e g ra t e Co n t r o l l e r   a nd  G r e e nh o us e   O pe r a t i o n   S y s t e m .   T a b l e   s h ow s   t h e   m e s s a ge   s t ruc t u r e   o f   S U F IC F o r   m o ni t o ri n a n d   c o n t r o l l i ng  de v i c e s ,   t h e   p r o po s e s y s t e m   us e s   M Q T T   p r o t o c o l   a n d   H T T P   A P t o   e n a b l e   t h e   A pp  s e r v i c e s   a s   s h o w n   i F i gu r e   7.             F i gu r e   7 .   M o dul e s   o f   S e r v i c e   pl a t f o r m   In  u r b a n   s m a r t   f a rm   pl a t f o r m   s e r v e r ,   M Q T T   B r o ke r   f o r   m e s s a ge   e xc h a nge   b a s e o n   M Q T T   p r o t o c o l   a n da t a b a s e   f o r   us e r   a n s e r v i c e   i n f o r m a t i o n   m a na ge m e n t   a r e   b ui l t   i n   p l a t f o r m   s e r v e r   b a s e o n   w e b   s e r v e r   e n v i r o n m e n t .   T h e   s e r v i c e   pr o v i s i o n   s e r v e r   c o nn e c t s   t o   t he   M Q T T   B r o ke r   t o   r e c e i v e   s e n s o r   a n de v i c e   i n f o r m a t i o pub l i s h e f r o m   t h e   i nt e g r a t e c o nt r o l l e r ,   a n d   p rov i de s   t h e   s pe c i f i e s e r v i c e   a c c o r di n t o   t h e   A P r e que s t   o t h e   a ppl i c a t i o n.   W h e n   a   c o n t r o l   r e que s t   of   a   s p e c i f i c   c o n t r o l l e r   i s   r e c e i v e d   f r o m   t h e   i n t e g r a t e m a na ge m e n t   s y s t e m ,   c o n t r o l   da t a   f o r   t h e   ID   of   t h e   c o n t r o l l e r   i s   t r a n s m i t t e t o   t h e   c o rr e s po n di n c o n t r o l l e t hr o ugh   t h e   M Q T T   B r o ke r .   I n   t hi s   w a y ,   un i que   ID   i s   us e d   fo r   e a c h   i n t e g r a t e c o n t r o l l e r   a s   a   t o pi c ,   a l l o w i n f l e xi b l e   m o n i t o r i n a n c o n t r o l   s e r v i c e s   fo r   e a c h   c o n t r o l l e r   a c c o r di n t o   t h e   c o n f i gura t i o n   o f   t h e   t o pi c .   S uc h   pl a t f o r m   s e r v e r   o pe r a t i o n s   a r e   s um m a ri z e d   i F i gu r e   8.   S e r v i c e   a ppl i c a t i o n   t o   p r o v i de   s m a r t   f a rm i n s e r v i c e   i s   pr o vi de a s   w e b   a ppl i c a t i o n   us i n H T M L   /   CS S   /   J a v a S c r i p t   a n s up po r t s   s e r v i c e   i n   v a ri o us   c l i e n t   e n v i r o nm e n t s   s uc h   a s   P a n m o b i l e .   A l s o ,   t h e   s y s t e m   a ut o m a t i c a l l y   b ui l ds   c o m po n e n t s   a n i nt e r f a c e s   fo r   c o n t r o l l e r   da t a   r e c e i v e d   by   t h e   s e r v i c e   pl a t f o r m   (s uppo r t s   t h e   a b i l i t y   t o   a dd  /   c h a nge   c o m po n e n t s   a n d   i nt e rf a c e s   a c c o r di ng  t o   us e r   s e t t i n gs ).   F i g u r e   a n d   F i gu r e   10   de m o n s t r a t e s   a e xa m pl e   o f   s uc h   a dd i t i o n a l   s e r v i c e s .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   1 O c t o b e r   20 20  :     320   -   32 8   326       F i gu r e   8 .   P l a t f o r m   s e r v e p r o c e s s i n g           F i gu r e   9 .   E xa m p l e   o f   s e r v i c e   a ppl i c a t i o s uppo rt s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Sm ar t   ur ba f ar m i ng   s e r v i c e   m o de l   w i t IoT   bas e d   op e n   pl a t f or m   ( A m   s u k   O h )   327         F i gu r e   10 .   E x a m p l e   o f   w i dge t   c r e a t i o n   f o r   a ut o m a t i c   a p pl i c a t i o n   s e r v i c e       4.   C O N C LU S I O N   S m a r t   f a rm i ng  s y s t e m   us i ng  Io T   s uppo r t s   b e c o m e s   m o r e   po pul a r   w o r l dw i de .   E s pe c i a l l y ,   r e c e n t   pr o g r e s s   i n   t h i s   f i e l o w e s   t o   t h e   c l o ud  t e c hn o l o g y   a n b i da t a   a pp l i c a t i o [11 ,   23 ].   H ow e v e r ,   i K o r e a ,   t h e r e   i s   a n o t h e r   n e e f o r   t e c hn o l o gy   b a s e a gri c ul t u r e   s y s t e m .   S m a rt   u r b a n   f a r m i n i s   d i f fe r e nt   f r o m   pr o duc t i o n / m a r ke t i n o ri e nt e s m a rt   a g ri c ul t u r a l   f a rm i ng  i n   t h a t   i t   us e s   s m a l l   s h a r e a r e a   i n   c r o ppi n a nd  t h e   ga r de n i n g   c o n di t i o n   i s   a l s o   di f f e r e n t   f r o m   us ua l   o ut do o r   f a rm i n i n   m a n y   a s pe c t s .   T h us ,   w e   n e e t o   d e ve l o p   a   n e w   m o de l   o f   s m a r t   f a rm i ng  i n   u r b a n   e n v i r o nm e nt   s uc h   a s   r o of t o a n d   i n do o r   g a r de n i n g .   In  t hi s   p a pe r,   w e   pr o po s e   a   c l o ud  s y s t e m   b a s e s m a r t   u r b a f a rm i ng  m o de l   t h a t   s i m pl i f i e s   s t a n d a r d   ICT   g r e e nh o us e   m o de l   e s t a b l i s h e i n   2016  by   T T A .   T h e   h a r dw a r e   de s i gn   o f   s m a r t   u r b a n   f a rm i n i nt e g r a t e c o n t r o l l e i s   s pe c i f i e a n d   s ub s e que n t   s e r v i c e   a pp l i c a t i o n s   a nd  m e s s a ge   ha n dl i n g   i s   e xp l a i n e d.   W i t t hi s   e a s y - to - a c c e s s   b ut   f l e xi b l e - in - c o nn e c t i n s e n s o r s   a n e qui p m e nt   m o de l ,   s m a rt   u r b a n   f a r m i n i s   e xpe c t e t o   be   m o r e   po pul a r   a n d   t hus   t o   c o n t ri b ut e   t o   t h e   n a t i o na l   po l i c y   t o   e nh a n c e   t h e   t e c hn o l o gy   i n   n e x t   f i v e   y e a r s .       A C K N O WL ED G E M EN TS     T h i s   w o r w a s   s uppo r t e d   by   t h e   B B 21+   P r o j e c t   i 2019 .         R EF ER EN C ES   [ 1]   A .   M c B r a t ne y ,   e t   al . ,   F u t u r e   D i r e c t i o ns   o f   P r e c i s i o A g r i c ul t u r e ,   J o ur na l   o f   P r e c i s i o A gr i c u l t ur e v o l .   6,     pp.   7 - 23 ,   2011 .     [ 2]   N .   G e r s he nf e l d ,   e t   a l . ,   T h e   I nt e r ne t   o f   T h i ng s ,   S c i e nt i c   A m e r i c a n v o l .   29 1,   pp .   76 - 81 ,   2011 .     [ 3]   A .   K a m i l a r i s ,   e t   a l . ,   A g r i - I o T :   A   s e m a nt i c   f r a m e w o r f o r   I nt e r n e t   o f   T hi ng s - e na bl e s m a r t   f a r m i ng   a pp l i c a t i o ns ,   2016   I E E E   3 r d   W or l d   F or um   o I n t e r ne t   o f   T h i ngs ,   pp .   442 - 44 7,   20 16.     [ 4]   F .   B a l duc c i ,   e t   a l . ,   M a c hi ne   l e a r ni ng   a ppl i c a t i o ns   o a g r i c ul t ur a l   d a t a s e t s   f o r   s m a r t   f a r m   e nh a nc e m e n t ,   M ac h i ne s v o l .   6,   pp .   1 - 22 ,   2 018 .     [ 5]   A .   M a du s ha nki ,   e t   al . ,   A do pt i o o f   t he   I nt e r n e t   o f   T hi ng s   ( I o T )   i A g r i c ul t u r e   a nd   S m a r t   F a r m i ng   t o w a r d s   U r b a n   G r e e n i ng :   A   R e v i e w ,   I n t e r nat i on al   J ou r na l   o f   A dv an c e C om put e r   Sc i e nc e   a nd  A p pl i c a t i on s ,   v o l .   10,     pp.   11 - 28 ,   201 9.     [ 6]   R .   V e nk a t e s a a nd  A .   T a m i l v a na n ,   " A   s us t a i n a bl e   a g r i c u l t u r a l   s y s t e m   us i ng   I o T , "   i I nt e r n at i ona l   C on f e r e nc e   on  C om m uni c at i on   a nd  Si gna l   P r oc e s s i n g ,   pp .   763 - 76 7,   20 17 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   1 O c t o b e r   20 20  :     320   -   32 8   328   [ 7]   K .   T a y l o r ,   e t   a l . ,   F a r m i ng   t he   w e b   o f   t hi ng s ,   I E E E   I n t e l l i ge nt   S y s t e m s ,   v o l .   28,   p p.   12 - 19 ,   201 3.     [ 8]   S .   V a i s ha l i ,   e t   al . ,   " M o bi l e   i n t e g r a t e d   s m a r t   i r r i g a t i o m a na g e m e nt   a nd  m o ni t o r i ng   s y s t e m   u s i ng   I O T , "     i I n t e r na t i ona l   C o nf e r e nc e   o C om m u ni c a t i o a nd   Si gna l   P r o c e s s i ng ,   pp.   2 164 - 216 7,   20 17 .     [ 9]   M .   R a j kum a r ,   e t   al . ,   " I nt e l l i g e nt   i r r i g a t i o s y s t e m   -   A I O T   ba s e a pp r o a c h, "   i I nt e r n at i on al   C on f e r e nc e   on   I nno v at i o ns   i n   G r e e E ne r g y   and   H e al t hc a r e   T e c hno l og i e s ,   pp .   1 - 5 ,   2017 .     [ 10]   A .   R a u,   e t   a l . ,   " I o T   ba s e s m a r t   i r r i g a t i o s y s t e m   a nd  nu t r i e nt   de t e c t i o w i t h   di s e a s e   a na l y s i s , "   i I E E E   R e gi o 10   Sy m pos i um ,   pp .   1 - 4 ,   201 7.     [ 11]   S .   S a l v i ,   e t   al . ,   " C l o ud  ba s e da t a   a na l y s i s   a nd  m o ni t o r i ng   o f   s m a r t   m u l t i - l e v e l   i r r i g a t i o s y s t e m   us i ng   I o T , "     i I n t e r na t i ona l   C o nf e r e nc e   o I oT   i S oc i al ,   M ob i l e ,   A na l y t i c s   an d   C l o ud ,   p p.   75 2 - 757 ,   2017 .     [ 12]   K a r l   A be r e r ,   M a nf r e H a u s w i r t h,   a nd  A l i   S a l e hi .   A   m i ddl e w a r e   f o r   f a s t   a nd  e x i b l e   s e ns o r   ne t w o r de p l oy m e nt ,   i P r o c e e di ngs   o f   t he   32 nd   i n t e r na t i ona l   c on f e r e nc e   on   V e r y   l a r ge   dat a   ba s e s ,   pp .   119 9 - 1202 ,   2006 .     [ 13]   M i c ha e l   C o m pt o n,   e t   al . ,   T h e   S S N   o nt o l o gy   of   t he   W 3C   s e m a nt i c   s e n s o r   ne t w o r i nc uba t o r   g r o up,   Sc i e nc e ,   Se r v i c e s   and   A ge n t s   on   t he   W or l d   W i de   W e b ,   v o l .   1 7,   pp .   25 - 32 ,   20 12.     [ 14]   C .   N w a b ue z e ,   e t   al . ,   E nha nc i ng   A g r i c ul t u r a l   P r o duc t i o U s i ng   W i r e l e s s   S e ns o r   N e t w o r k ,   I c o ni c   R e s e ar c A nd   E ngi ne e r i n J ou r na l ,   v o l .   2 ,   pp .   274 - 28 4,   20 19.     [ 15]   C .   Y o o n,   e t   al . ,   I m pl e m e nt   s m a r t   f a r m   w i t I o T   t e c hno l o gy ,   i 2018  20t I n t e r na t i o nal   C o nf e r e nc e   on  A dv anc e d   C om m uni c at i on   T e c hn ol ogy ,   pp .   7 49 - 752 ,   2018 .     [ 16]   Y .   W a c ,   e t   al . ,   P r o s pe c t s   f o r   f oo f e r m e nt a t i o i S o ut h - E a s t   A s i a ,   t o pi c s   f r o m   t he   t r o pi c a l   f e r m e nt a t i o a nd   bi o t e c hno l o gy   ne t w o r a t   t h e   e nd   o f   t he   A s i F o o E r a s m us +   P r o j e c t ,   F r on t i e r s   i m i c r ob i o l ogy ,   v o l .   9 ,   201 8.     [ 17]   C .   D upo nt ,   e t   al . ,   A o pe I o T   pl a t f o r m   t o   pr o m o t e   e c o - s us t a i n a b l e   i nno v a t i o i W e s t e r A f r i c a :   r e a l   u r ba a nd   r ur a l   t e s t be ds ,   W i r e l e s s   C om m uni c a t i o ns   and   M ob i l e   C om pu t i ng ,   v o l .   2018 ,   pp .   1 - 17,   20 18 .     [ 18]   B .   Y .   K i m ,   e t   al . ,   T o 10  I s s ue s   o f   A g r i c ul t ur a l   P o l i c i e s ,   F o c us   i n   A g r i c ul t ur a l   P o l i c y ,   publ i s he b y   K or e R ur al   E c onom i c   I n s t i t ut e ,   v o l .   142 ,   pp   1 - 27,   2 017 .     [ 19]   M .   B a i l k e y   a nd  J .   N a s r ,   " F r o m   B r o w nf i e l d s   t o   G r e e nf i e l ds :   P r o duc i ng   F oo i N o r t h   A m e r i c a C i t i e s , "   C om m u ni t y   F ood  Se c ur i t y   N e w s ,   2000 .     [ 20]   T .   G .   K i m ,   e t   a l . ,   C o m m uni t y   B us i ne s s   D e v e l o pm e n t   P l a n” ,   K o r e R ur al   E c onom i c   I n s t i t ut e ,   pp .   1 - 189 ,   2012 .     [ 21]   I .   K .   O h,   e t   al . ,   P e r s pe c t i v e s   o t h e   P o t e n t i a l   o f   J o C r e a t i o B a s e o P a r t i c i pa t i o M o t i v a t i o n,   A t t i t ud e s ,   a nd   B a r r i e r s   t o   U r ba F a r m i ng :   F oc us e o Y o ung   F a r m e r s ,   J o ur na l   o f   T he   K or e an  R e gi on al   D e v e l op m e nt   A s s o c i a t i on ,   v o l .   31 ,   pp .   5 5 - 70,   20 19 .     [ 22]   I .   B .   L e e ,   e t   a l . ,   A na l y s i s   o f   R e s e a r c T r e nd  a nd  C o r e   T e c hno l o g i e s B a s e o I C T   t o   M a t e r i a l i z e   S m a r t - f a r m ,   P r ot e c t e H or t i c u l t ur e   a nd  P l a nt   F ac t o r y ,   v o l .   25 ,   N o .   1 ,   pp .   3 0 - 41 ,   2016 .     [ 23]   S .   Y .   L e e ,   S m a r t   F a r m   T e c hno l o gy   ba s e o C l o ud,   J o ur n al   o f   T he   K or e an  I ns t i t u t e   of   C om m u ni c at i o Sc i e nc e s v o l .   34,   no .   1 ,   pp.   5 1 - 57,   20 16 .     [ 24]   S .   W o l f e r t ,   e t   al . ,   B i g   d a t a   i n   s m a r t   f a r m i ng a   r e v i e w ,   A gr i c u l t ur al   Sy s t e m s ,   v o l .   153 ,   pp.   6 9 - 80,   20 17 .     [ 25]   J .   J i,   e t   a l . ,   C o l l a bo r a t i v e   F i l t e r i ng   A l g o r i t hm   B a s e o U s e r - I t e m   A t t r i but e   P r e f e r e nc e ,   J ou r na l   o f   i n f or m at i on   and  c om m un i c at i on   c o nv e r ge nc e   e ngi ne e r i ng ,   v o l .   17 ,   no .   2 ,   pp .   13 5 - 141,   20 19.         B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R       A m   s u k   O h   r e c e i v e t he   B . S .   a n M . S .   d e g r e e s   i n   c o m put e r   s c i e nc e   f r o m   B us a N a t i o na l   U ni v e r s i t y   a nd  C hung - a ng   U ni v e r s i t y ,   r e s pe c t i v e l y .   H e   r e c e i v e d   P h. D   d e g r e e   a t   t he   c o m put e r   e ng i ne e r i ng   of   B us a N a t i o na l   U ni v e r s i t y .   H e   i s   c ur r e n t l y   w i t t h e   D e pa r t m e n t   o f   D i g i t a l   M e di a   E ng i ne e r i ng ,   T o ng m y o n g   U ni v e r s i t y   a s   P r o f e s s o r .   H i s   r e s e a r c i nt e r e s t s   a r e   D a t a ba s e ,   H e a l t hc a r e   S y s t e m ,   B i g   D a t a   a nd   I o T .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.