제목 : ICT융합 스마트팜 장비 표준화

스마트팜은, 스마트폰이나 컴퓨터를 이용해서 시설 내의 재배환경과 농작물의 생육상태를 자동으로 측정 분석하고, 측정된 빅데이터를 자료화해 농작물의 생육을 원격으로 관리하는 것을 말합니다.
과학과 기술, 정보통신이 결합한 스마트 기술을 농업에 이용할 경우 편리함, 생산성 증대, 경제적인 효과등의 장점이 있습니다.

1. 스마트팜의 장점

우선, 여러 동의 온실을 원격제어로 한 번에 관리하고, 그 결과를 영상으로 확인할 수 있어 농가의 불안감 해소는 물론 매번 시설을 방문해야 했던 수고를 크게 줄일 수 있습니다.
그리고, 수집된 데이터를 바탕으로 작물의 상태에 가장 알맞은  환경을 맞춰 주므로 작물의 생산성과 품질이 동시에 향상됩니다.
또한, 언제 어디서나 편리하게 시설환경을 조절하고, 작물의 상태를 확인 할 수 있어 인력문제를 해결하는데도 큰 도움이 되며, 정전이나 고장등 시설에 문제가 생길 경우 농장주에게 알람이 전송되면서 동시에 비상조치 기능까지 가능합니다.

2. 스마트팜 활용 효과

스마트팜은 채소와 화훼 시설 농가에서 큰 효과를 보이고 있는데요. 충남 부여에 위치한 토마토 재배 시설에서는 작물의 성장에 맞춰 수분과 양액은 물론 모든 시설관리가 수확 때까지 실시간으로 조절 되며, 작물의 상태를 전문가와 함께 상의하면서 병해충 발생이 크게 줄어 건강하고 안전한 토마토를 수확하고 있습니다.

<인터뷰 : 배효영 농업인 / 스마트팜 활용 농가>
“지금은 컴퓨터나 핸드폰으로 온도, 습도, 일사량을 매분, 매초 확인하고 문제발생시 실시간으로 조치가 가능하여 전보다 편안하게 농사를 짓고 있습니다.”

그럼 스마트팜은 어떻게 구성되어 있고 어떤 과정으로 이루어지는지, 스마트팜 장비에 대해 살펴봅니다.

3. 스마트팜의 구성과 구조

스마트팜 장비는 크게 환경 정보 수집 장치, 통합제어장치, 생육환경 정보관리 시스템 그리고 작물재배에 필요한 장치로 구성됩니다.
환경 정보 수집 장치는 시설 내부에 온도와 습도, 토양수분을 측정 할 수 있는 센서가 있고, 외부에는 풍향, 강우, 일사량을 측정하는 센서가 있어서 시설 환경과 작물이 어떤 상황에 있는지 세심하게 기록합니다.
환경 정보 수집 장치가 측정한 정보들을 바탕으로,통합제어장치를 통해 환기, 난방, 차광, 보온, 관수 등을 제어하는데요.
작물에게 지금 필요한 것이 무엇인지 판단하고, 자동으로 물도 주고 환기도 시켜주면서 가장 좋은 환경을 만들어 줍니다.
그리고 이런 기능들은 CCTV와 웹카메라 같은 영상감지 장치를 통해 녹화되며, 스마트폰, 컴퓨터, 태블릿PC 등과 연결됩니다.

4. ICT 융합 스마트팜 장비표준화와 산업화의 필요성
이렇게 체계적인 첨단 스마트 장비를 통해 농장을 관리하면 편리하고 경제적인 효율이 높지만, 지금까지 보급되고 있는 ICT 기기들은 업체마다 제품의 규격이 달라 서로 호환되지 않기 때문에 스마트팜 농가의 통합관리와 유지보수가 어려운 단점이 있는데요.
최근 시설원예에 적용되는 각종센서 및 제어기의 형식과 통신방식 등을 하나의 공동규격으로 통일하는 스마트팜 장비 표준화 작업이 추진되고 있습니다.

<인터뷰 : 김현환 연구관 / 국립농업과학원>
“한국형 차세대 한국형 스마트팜 기술은 외국의 선진 기술을 모방하지 않고 우리나라 비닐하우스 등 국내 실정에 맞게 기술을 개발하여 적용 할 계획을 가지고 있으며, 그 기술은 향후 외국 수출을 통해 더욱 발전시킬 계획입니다.”

5. 스마트팜 모델의 특징
국내에 보급되고 있는 한국형 스마트팜은 효율적 기술개발과 신속한 보급을 위해 적용기술을 3단계로 구분하여 개발을 추진하고 있습니다.
 *자막- 1세대(편리성 증진), 2세대(생산성 향상-네덜란드추격형), 3세대(글로벌산업화-플랜트 수출형)

그럼 각 단계별 모델의 특징을 간단히 살펴 보겠습니다.

1) 1세대 - 원격 모니터링과 제어로 편이성 향상
1세대 스마트팜은 원격관리를 통한 농가의 편이성 향상을 목적으로 한 모델로, 지금까지 개발된 자동화 ICT 기술들을 농가 시설 수준에 맞추어 선택형과 기본형 중 알맞은 모델을 선택할 수 있습니다.

2) 2세대 - 지능형 정밀 생육관리로 생산성 향상
2세대 스마트팜은 동식물의 생장모델을 기반으로, 생육시기별 환경요인(온도, 광, CO2 농도) 변화에 따라 생장 상태나 수확시기, 수확량을 예측하고, 측정 자료를 빅데이터로 정밀하게 관리하는 인공지능 모델입니다.
2세대 스마트팜 기술은, 지금까지 농민의 경험과 지식에 의존하던 의사결정 방식에 전문지식과 선도농가의 경험을 기계로 학습한 인공지능의 데이터를 더해, 최적화된 생산·관리 의사결정을 하게되므로, 보다 정밀한 생육관리는 물론 품질과 생산량 향상에도 큰 도움이 됩니다.

3) 3세대 - 에너지 최적화 및 로봇 자동화 등 스마트팜 통합시스템 수출
3세대 스마트팜은, 편의성 중심의 1세대와 생산성 향상이 기대되는 2세대 기술에,지능형 생육관리모델을 탑재한 고성능 한국형 스마트팜 이라고 할 수 있는데요. 온실이나 축사 에너지 시스템을 최적화하고 인공지능 로봇을 활용한 무인 자동화 시스템으로, 스마트팜 전 과정의 통합제어와 생산 관리가 가능해 생산비와 노동력 절감 효과가 큽니다.

<인터뷰 : 김현환 연구관 / 국립농업과학원>
“스마트팜 표준화는 궁극적으로 경제성을 높이는데 그 목적을 두고 있습니다. 농업인들이 시설원예에 사용하는 센서류, 제어기들을 제어반에서서로 소통하면서 사용할 수 있도록 저희들이 25종(제어기 9종, 센서 13종, 복합장비 3종)에 대해서 한국정보통신기술협회(TTA)의 표준을 완료하였고, 이 표준화를 이룩함으로써 농업인들이 경제성 있게 본인들의 호환성을 가지고 농업경영을 할 수 있도록 하는데 목표를 두고 있습니다.”

스마트장비가 표준화 되면 기기의 유지보수 작업이 쉬워지고, 보급가격의 인하는 물론 호환성 개선으로 농가의 통합관리가 편리해 집니다. 한국형 스마트팜의 보급 확산은 국내 농가의 생산성과 소득향상뿐만 아니라 농업 생산기술과 시스템을 수출해 우리 농업기술의 경쟁력을 높이는 데에도 크게 기여할 것으로 기대 됩니다.