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스마트팜 #
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Computer science

스마트팜(Smart Farm) = 강소농, 농업과 ICT 융합 #

스마트팜(Smart Farm)은 강소농, 농업과 ICT 융합이다. IT의 관점에서 접근하면 새로운 물결(마이클 포터. HBR 2014)이라 할 수 있다. 잠시 IT의 역사를 살펴보면 크게 3가지의 물결이 있다. 첫 번째, 1970년도 "공장과 회계처리에 사용"이 최초의 물결이었다면, 1980-1990년대의 "인터넷"은 두 번째 물결이라고 할 수 있다. 그러면 현재 맞이하고 있는 세 번째 물결에 대하여 알아보자. 현재 세계 산업은 인더스트리 3.0에서 인더스트리 4.0으로 빠르게 변화하고 있기에 극단적으로 모든 산업체는 소프트웨어 기업화로 변하고 있다. 이러한 변화는 중심은 "모바일과 IoT" 라는 새로운 물결의 시대(세 번째 물결)이며, 이를 모두 활용한 대표적인 예가 스마트팜 이다.

industry 4.0

<그림1. 인더스트리3 .0과 4.0 비교>

이미지출처:http://dongabiz.com/DBRplus/GraphicDBR/article_content.php?atno=1803463001&chap_no=1

스마트팜(Smart Farm) = Capabilities of Smart, Connected Products #

스마트팜은 일종의 스마트에 연결된 제품들(Smart connectd products)이다. 모니터링(monitoing), 제어(control), 최적화(optimization), 자율화(autonomy)로 나누어지며 서로 종속적이다. 예를 들어 최적화는 모니터링과 제어 등이 전제되어야 한다는 것이다.

  • 모니터링은 가장 중요하면서도 우선되어야 할 것으로 일례로 디지털 혈당기를 이야기 하면, 피부 속에 센서를 넣고 당사자의 혈당이 한계치에 도달하기 전에 의사와 본인 자신에게 경고를 보냄으로써 상황에 맞는 조치를 할 수 있게 된다. 이러한 모니터링은 1개의 기기에 국한되기 보다는 다수의 여러 제품들을 모니터링 하는 것을 포함한다.
  • 제어는 일종의 규칙으로서 설정된 값 또는 임계치에 이르면 어떤 행동을 하도록 한다는 것이다. IT 분야에서는 워낙 많이 사용되고 있다.
  • 최적화는 스마트 커넥티드 제품에서 나오는 모니터링 결과에 비롯되어 제품의 성능 최적화를 이룬다는 것이다. 풍력 발전기를 예를 들면서 발전기 내에 있는 마이크로컨트롤러가 회전할 때마다 풍력 에너지를 최대 수준으로 얻을 수 있도록 각 날개의 움직임을 조정하고 터빈 또한 터빈 자체의 최적화 뿐만 아니라 주변의 다른 발전기와 커넥트 하여 효율성 전체를 최대화 하도록 한다는 것이다.
  • 마지막으로 자율화는 모니터링, 제어, 최적화 등의 3가지 기능이 결합하면서 자율적인 운전 상태가 되고 이는 기존에 도달할 수 없었던 수준 그 이상이 된다.

Smart

<그림2. 스마트의 기능 그리고 연결된 제품>

스마트팜과 농생산 #

작물 생육정보와 환경정보 등에 대한 정확한 데이터를 기반으로 언제 어디서나 작물, 가축의 생육환경을 점검하고, 적기 처방을 함으로써 노동력·에너지·양분 등을 종전보다 덜 투입하고도 농산물의 생산성과 품질 제고가 가능하다.

aplication of model

<그림3. 분야별 적용 모델>

스마트팜(농생산)의 운영원리 #

운영원리는 크게 3가지로 나눌 수 있다. 첫째, 생육환경 유지 관리, SW로 온실 및 축사의 온습도, CO2 수준 등 생육조건을 설정하는 것이다. 둘째, 온·습도, 일사량, CO2, 생육환경 등을 자동으로 수집하여 환경정보를 모니터링하는 것이다. 셋째, 자동 원격으로 냉·난방기 구동, 창문개폐, CO2, 영양분 및 사료 공급 등 환경을 관리하는 것이다.

smart model

<그림4. 스마트 온실 적용사례>

그 외의 스마트팜 적용 #

  • ICT(Information & Communication Technology:정보통신기술)를 접목한 스마트 팜이 보편적으로 확산되면 노동·에너지 등 투입 요소의 최적 사용을 통해 우리 농업의 경쟁력을 한층 높이고,미래성장산업으로 견인 가능하다. 단순한 노동력 절감 차원을 넘어서 농작업의 시간적·공간적 구속으로부터 자유로워져 여유시간도 늘고, 삶의 질도 개선되어 우수 신규인력의 농촌 유입 가능성도 증가할 것으로 예상한다.
  • 농업과 ICT융합은 생산분야 이외에 유통·소비 및 농촌생활에 이르기까지 현장의 혁신을 꾀할 수 있도록 다양한 형태로 적용될 수 있으며, 이를 광의의 스마트 팜이라 할 수 있다. 즉 생산·유통·소비 등 농식품의 가치사슬(value-chain)에 ICT를 융복합하여 생산의 정밀화, 유통의 지능화, 경영의 선진화 등 상품, 서비스, 공정 혁신 및 새로운 가치를 창출하는 것을 의미한다.
  • 사물인터넷(Internet of Things:IoT)·기계화에 기반한 농업생산, POS-Mall을 통한 전자상거래 등 유통, RFID에 기반한 농산물 이력추적관리까지 등 다양한 분야에서 이용할 수 있으며, 동물방역통합시스템(KAHIS)을 통해 질병 발생지역을 중심으로 신속히 방역대를 설정하고 취약농가 소독, 이동제한 등 효율적인 방역이 실시가 가능하다.
  • 스마트 팜 맵(농경지 전자지도) 기반으로 주요 수급품목에 원격탐사를 통해 재배면적, 생육현황 및 생산량 예측 등 정밀한 작황 추정이 가능하다. (무인항공기, 초분광 항공영상을 활용한 재배면적 및 작황 정보수집 및 모니터링)
  • 기존 농기계에 ICT 전자부품을 접목하면 정밀 농업과 스마트 농업의 실현이 가능하다. (센싱, 컨트롤링, 무인 자동화, 정보수집 등 기능접목으로 농업인의 작업을 돕고 정밀농업이 가능한 제반 기술적 요소들이 반영된 스마트 농기계 활용)

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<그림5. 사물인터넷의 미래>


IoT2

<그림6. 사물인터넷의 정의 및 범위>

출처 #

http://www.smartfarmkorea.net/itis/main.do
file:///C:/Users/hong/Downloads/%ED%8A%B9%EB%B3%84%EA%B0%95%EC%97%B01-%EC%97%AC%ED%98%84.pdf
http://www.storagestory.com/503
https://spri.kr/wp-content/uploads/2015/04/2015-Smart-Farm-in-Korea.pdf

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