스마트팜이란? (정의, 운영원리, 적용, 필요성, 기대효과)

1. 스마트팜이란?

• 정보통신기술 (ICT: Information and Communication Technology) 을 활용해 원격으로, 농작물 및 축산물의 생산, 관리, 유통 과정을 최적화하고 자동화하는 농업 시스템을 의미합니다.  ＇시간과 공간의 제약 없이＇ 작물의 생육환경을 관측하고 최적의 상태로 관리하는 과학 기반의 농업방식입니다.
• 농산물의 생산량 증가는 물론, 노동시간 감소를 통해 농업 환경을 개선하고 빅데이터 기술과 결합해 최적화된 생산·관리의 의사결정이 가능합니다.
• 스마트팜에서는 센서, 데이터 분석, 자동화 장비 등을 사용하여 실시간으로 환경 정보를 수집하고 분석하여, 작물이나 가축이 자라기 위한 최적의 조건을 유지하도록 합니다. 이러한 기술의 적용은 생산성 향상, 비용 절감, 품질 관리, 노동력 절감 등을 가능하게 하며, 지속 가능한 농업 발전에 기여할 수 있습니다. 
  스마트팜의 예로는 온실 내 온도, 습도, 이산화탄소 농도 등을 자동으로 조절하여 최적의 생장 환경을 유지하는 시스템, 드론을 이용한 농약 및 비료 살포, IoT(사물인터넷) 기반의 가축 건강 모니터링 시스템 등이 있습니다.

2. 스마트팜 운영원리

• 생육환경 유지관리 SW(온실·축사 내 온 ·습도, CO2 수준 등 생육조건 설정)
• 환경정보 모니터링(온 ·습도, 일사량, CO2, 생육환경 등 자동수집립)
• 자동·원격 환경관리(냉·난방기 구동, 창문 개폐, CO2, 영양분·사료 공급 등)
• 스마트팜의 운영 원리는 기술을 통해 전통적인 농업 방식을 혁신하여, 생산성을 높이고 자원을 효율적으로 활용하며, 환경에 미치는 영향을 최소화하는 것을 목표로 합니다.
• 
  가. 센서 네트워크 구축
     스마트팜에서는 다양한 센서를 사용하여 실시간으로 데이터를 수집합니다. 이러한 센서는 온도, 습도, 조도, 토양 수분, 이산화탄소 농도, 작물의 생장 상태, 가축의 건강 상태 등과 같은 다양한 환경적 요소를 측정합니다. 센서는 작물 또는 가축이 있는 지역에 설치되어 지속적으로 데이터를 모니터링합니다.
  
  나. 데이터 수집 및 분석
     센서에서 수집된 데이터는 중앙 시스템으로 전송됩니다. 이 데이터는 클라우드 기반의 데이터 서버에 저장되며, 빅데이터 분석 기법을 사용하여 분석됩니다. 데이터 분석은 농작물 또는 가축의 현재 상태를 파악하고, 이상 징후나 문제를 조기에 발견하는 데 중요한 역할을 합니다.
  
  다.자동 제어 시스템
• 분석된 데이터를 바탕으로 자동 제어 시스템이 작동합니다. 예를 들어, 온실의 온도와 습도를 자동으로 조절하는 시스템이 설정된 최적의 조건과 비교하여 온도를 조절하고, 물을 공급하거나 환기를 제어합니다. 또한, 가축의 건강 상태를 모니터링하여 필요한 경우 자동으로 약품을 투여하거나 먹이를 제공할 수 있습니다.
  
  라. 인공지능(AI) 및 머신러닝 활용
     스마트팜은 인공지능과 머신러닝 알고리즘을 사용하여 농업 데이터를 학습하고 예측 모델을 개발합니다. 이러한 모델은 작물의 생장 패턴을 예측하고, 수확 시기나 병해충 발생 가능성을 미리 예측하여 대처할 수 있게 해줍니다. AI는 축적된 데이터를 바탕으로 스스로 학습하여 점점 더 정확한 예측과 결정을 내리도록 도와줍니다.
  
   마. 모바일 및 원격 제어
     스마트팜 시스템은 스마트폰, 태블릿 또는 컴퓨터와 같은 모바일 기기를 통해 원격으로 접근할 수 있습니다. 농부나 관리자들은 언제 어디서나 농장의 상태를 실시간으로 확인하고, 필요한 조치를 즉각적으로 취할 수 있습니다. 이로 인해 농장 운영의 효율성과 편의성이 크게 향상됩니다.
  
   바. 클라우드 컴퓨팅 및 IoT
     스마트팜 운영에서 클라우드 컴퓨팅은 대규모 데이터 저장 및 분석을 가능하게 하며, IoT(사물인터넷)는 모든 센서와 장치를 네트워크로 연결하여 실시간 데이터 교환과 통신을 가능하게 합니다. 이로 인해 데이터의 접근성과 분석 속도가 높아지고, 여러 농장을 통합적으로 관리할 수 있는 기반이 마련됩니다.

3. 스마트팜 분야별 적용

    가. 스마트 온실

       PC 또는 모바일을 통해 온실의 온·습도, CO2등을 모니터링하고 창문 개폐, 영양분 공급 등을 원격 자동으로 제어하여         작물의 최적 생장환경을 유지 및 관리합니다.

    나. 스마트 과수원

       PC 또는 모바일을 통해 온·습도, 기상상황 등을 모니터링하고 원격 자동으로 관수,병해충 등을 관리합니다.

    다. 스마트 축사

       PC 또는 모바일을 통해 온·습도, 등 축사 환경을 모니터링하고 사료 및 물 공급 시기와 양 등을 원격 자동으로 제어합니다.

4. 스마트팜의 필요성

• 최적의 작물 생육과정 조절을 위한 정밀한 환경제어를 위해 데이터를 활용할 수 있는 스마트팜이 필요합니다.

[표]작물 생육과정 조절을 위한 환경제어시스템

 

5. 스마트팜 기대효과

• ICT를 접목한 스마트 팜이 보편적으로 확산되면 노동·에너지 등 투입 요소의 최적 사용을 통해 우리 농업의 경쟁력을 한층 높이고, 미래성장산업으로 견인 가능합니다.
• 단순한 노동력 절감 차원을 넘어서 농작물의 시간적·공간적 구속으로부터 자유로워져 여유시간도 늘고, 삶의 질도 개선되어 우수 신규 인력의 농촌 유입 가능성도 증가할 것으로 기대됩니다.

 

•