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정용준 ( Yong Jun Jeong ),신윤수 ( Youn Soo Sin ),이충호 ( Choong Ho Lee ),양승환 ( Seung Hwan Yang ) 한국농업기계학회 2018 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.23 No.2
스마트팜은 농업에 정보통신기술(ICT)을 접목시켜 작물의 생육 환경을 자동 조절하는 시스템으로 온도, 습도, 광, 이산화탄소, EC, HP 등을 조절해 최적의 생육환경을 만들어 작물을 재배하는 것이다. KIST 강릉분원 천연물 연구소는 토마토를 재배하여 스마트팜에 관련된 여러 가지 실험을 테스트하는 실증팜이다. 실증팜의 온실 내부 설비는 공통으로 천장, 보온/차광 커튼, 유동팬, 내부환경센서, 급액/배액 라인으로 구성되어있으며 메인 전원 분전함은 복합환경제어 판넬과 분전함 1~4할당으로 100동, 200동, 300동, 400동으로 총 4동이 이루어져있다. 분전함1은 이산화탄소 공급기, 에어컴프레서, 분전함2는 신한양액/살균기, 노루양액/살균기, NP제거기, 에어포그기가 배치 되어있다. 그리고 분전함3은 배지중량/배액 측정기, 분전함4는 복합생육계측센서용 전원이 구성되어있다. 기계실은 신한에어텍 양액기/살균기가 있으며 살균 전 탱크로 모인 배액의 일부는 NP제거기 테스트로 이용된다. 이렇게 계측된 생육정보는 중앙서버에 저장되며 최적의 작물 생육 환경 조건을 빅데이터화 시킨다. 외부 설비는 서쪽 끝에 이산화탄소공급기/가스통이 있으며 그 옆쪽으로 보일러등유탱크, 에어컴프레서가 설치 되어있다. 내부의 분전함 400동 기준으로 바깥 앞쪽에는 지열히트펌프와 여러 실험 장비들이 시스템화 되어있다. 외부에는 기상대가 있어 데이터를 온실 안에 있는 컴퓨터에 입력이 되어 온실 내외부의 환경을 제어하도록 되어있다. 온도, 습도, 광, 이산화탄소가 측정이 되게 개발된 스마트팜 복합센서기의 신뢰성을 검증하기 위해 실제 측정과 비교성능실험을 수행하였다. 온실 외부의 환경을 시간대별로 최소 두시간 간격씩 온도, 습도, 이산화탄소, 광을 측정하였다. 측정 결과 온실 내 기온(설정온도)과 외기 온도의 차이가 나면서 외부기상대에서 입력해 들어오는 온실 내부 컴퓨터에 저장되는 데이터들의 값과 실제 측정값은 미미한 것으로 나타났다. 또한 외부환경의 변화에 따라 스마트팜 온실 내부의 환경 요소들의 변화가 커져 실제 값들과의 차이에 대한 알고리즘 개발이 필요함을 확인하였다. 본 실험을 통해 우리나라의 토양 기후에 맞는 한국형 스마트팜 온실용 복합센서의 표준화 개발이 중요하며 이에 따라 환경특성을 기여하기 위해 스마트팜 온실 측정과 분석을 하였다. 향후 보다 다양한 센서와 환경에 따른 제어 알고리즘과 빅데이터화 시키는 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다.
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