『스마트 융합 과수원』구성도

❍ 농식품 ICT 융복합 확산사업 과수분야인 『스마트 융합 과수원』의 ICT 시설장비 설치규격 및 서비스 기준을 정하고 이를 활용하여 노지 작물의 생장환경정보를 수집 및 활용방안에 대한 가이드라인을 정의한다.

통신방식 및 서비스 형태

❍ 통신방식 : 유선, 무선 또는 유·무선 겸용

❍ 서비스 형태

- 클라우드형(ICT기업체중심) : PC 및 모바일 매체 등으로 네트워크에 접속하여 ICT기업의 시설운영관리시스템 등의 솔루션을 이용하여 작물 생장환경 관리

- 토탈서비스형(농업경영체중심) : 시설운영관리시스템 등 전산장비 및 소프트웨어가 경영체에 설치․운영되는 형태의 서비스

1. 용어 정의

관제(Control and Monitoring) : 과수원의 환경을 모티터링하고, 식물의 생장에 필요한 환경을 제어

모니터링(Monitoring) : 환경의 상태와 그 변화를 기록하기 위해 과학적으로 계획된 일정에 따라 연속적으로 관측 및 기록

센서(Sensor) : 온도, 습도, 풍향, 풍속, 강우량, 일사량 등 환경 정보를 측정하는 장치

구동기(Actuator) : 환경을 조절하기 위한 장치

센서 노드(Sensor node): 센서와 통신모듈이 결합된 구조로서 측정된 환경정보를 통합제어기에 전달

제어 노드(Actuator node): 구동기와 통신모듈이 결합된 구조로서 통합제어기로부터 전달받은 메시지에 근거하여 구동기를 제어

통합제어기(Control gateway): 시설 운영관리시스템으로부터 받은 명령을 제어 노드에게 전달, 센서 노드로부터 전송된 센싱값을 시설운영관리시스템에 전달, 게이트웨이 역할 (프로토콜 변환)

시설 운영관리시스템(Facility Operations Management System) : 센서로부터 환경 및 작물생육 모니터링, 환경 제어 알고리즘 운영 및 제어, 수집된 데이터를 데이터베이스에 기록관리하며, 개별 노지 ‘통합제어기’로부터 수집된 데이터를 종합 분석하여 작물별 생장·생육 정보를 실험적으로 얻어진 최적생장조건을 생산·배포하는 시스템

양액기 : 인공배지 또는 무배지 상태에서 식물의 필요한 영양분을 알맞은 농도의 영양액을 공급할 수 있도록 조절하여 주는 장치

정보공동활용시스템 : 농림수산식품교육문화정보원(농정원)에서 정보 및 응용서비스를 공동으로 이용할 수 있도록 운영하고 있는 기반서비스

󰊱 통합제어기

❍ 센서 노드로부터 환경 정보를 수신하고 요청할 수 있어야 한다.

❍ 제어 노드로 제어 신호를 보내고 구동상태를 확인할 수 있어야 한다.

❍ 시설운영관리시스템과 환경 정보 및 제어 신호의 송수신이 가능해야 한다.

❍ 시설운영관리시스템과의 네트워크 단절 등 긴급 사항을 대비하여 독자적 제어가 가능해야 하며, 일정기간 센서노드 등으로 부터 수집된 데이터를 저장할 수 있어야 한다.

󰊲 센서노드

❍ 센서노드는 센서와 통신모듈이 결합된 구조로서 측정된 환경 정보값을 통합제어기에 전달한다.

❍ 센서노드 요구사항

- 통합제어기와 통신할 수 있는 유·무선 통신모듈을 포함해야 한다.

- 상시 전원(배터리 전원 공급)이 가능해야 한다.

- 센서는 교체나 추가가 간편해야 한다.

❍ 설치 시 고려사항

- 무선통신을 사용하는 센서는 통신장애 요소를 파악하여 정보의 송수신에 영향이 없도록 하여야 한다.

- 유선통신을 사용하는 센서는 작업에 장애가 되지 않도록 설치하고 이전설치의 편리성을 고려하여야 한다.

- 정밀한 값을 위해 다수의 센서를 설치할 시 한 두개의 센서가 오작동하더라도 다른 센서의 신호 값과 합산 평균되어져 나타나게 되는 경우가 발생하며, 이러한 경우에는 어느 정도의 신호 값이 지속적으로 전송되어 정상 작동하는 것으로 오인할 수 있으므로 다수의 센서 설치 시 오작동에 대한 대처 방안을 마련하여야 한다.

- 또한 수집된 데이터를 통해 센서의 고장 여부를 확인 가능하여야 하며, 오작동에 대한 데이터는 환경정보에 반영되지 않도록 한다.

- 취급이 용이하고 단순한 방식의 센서를 사용한다. 센서의 구성이 복잡하지 않고 단순하면 확실한 동작을 기대할 수 있고, 특히 잔 고장 시 현장에서 수리가 가능하도록 조치한다.

- 센서는 그 성능이 아무리 우수하더라도 설치방법이 올바르지 않으면 성능을 충분히 발휘할 수 없고 오차의 원인이 될 수 있다. 이전설치 및 교체 시 농가에서 탄력적으로 설치할 수 있도록 센서의 설치방법을 충분히 교육하여야 한다.

- 센서가 수입품일 경우 한글매뉴얼을 함께 제공하여야 하며, 매뉴얼은 상세히 기술하여 제공하고, 구체적인 유지보수 방법을 제시하여야 한다.

❍ 정보측정 주기 및 축정단위

- 시설물에 설치된 센서부의 작동 값(전송주기, 횟수)을 사용자가 변경할 수 있어야 하며, 각 센서부로부터 측정된 센서 값이 시스템으로 자동으로 전송되도록 하여야 한다.

※ 센서 값의 전송주기는 실시간에 근접하도록 송신하여야 하며, 횟수는 현장상황과 기업체가 제공하는 시스템의 운영메뉴얼에 따라 적용

장비 설치 유의 사항

❍ 농식품 ICT융복합 확산 사업 장비 설치 유형은 클라우드형, 토탈서비스형으로 구분되어지며, 선택의 기준은 확산사업 농업경영체의 요구사항 및 컨설팅 결과에 따라 달라질 수 있다.

❍ 스마트 융합 과수원은 PC, 스마트폰, 태블릿 등 원거리 모니터링 및 제어가 가능하여야 한다.

❍ 센서노드 및 제어노드는 제작사 및 타사 제품과 호환이 가능하여야 한다.

※ 상기 기준충족이 어려운 경우 도입 시 별도(추가) 부품확보 또는 호환성확보 방안을 수립하여 제시하여야 한다.

❍ 스마트 융합 과수원는 센서노드, 제어노드, 게이트웨이 등 구동장비 및 시스템 간에 패킷통신이 가능하여야 한다.

- 유선 : Ethernet(IEEE802.3)통신, 전력선통신(PLC), RS-232C, RS-485 등

- 무선 : IEEE802.15.4, IEEE802.15.4e, IEEE802.11n 등

❍ 스마트 융합 과수원에서 발생되는 센싱정보, 제어정보 등은 농정원의 농식품 ICT융복합 정보공동활용 시스템으로 정보가 수집되도록 하여야 한다.

- 정보연계항목(붙임 3)과 같으며, 연계방법은 정보연계 가이드 참조한다.

※ 경영체에 설치 장비에 따라 수집되는 정보는 다를 수 있다.

- 정보공동활용시스템으로 수집되는 정보는 향후 분석 가공을 통해 농가의 생산성 향상 및 경영효율화를 위한 자료로 제공될 예정

❍ 계약 및 하자보수

- 설치된 장비 및 시스템의 무상 하자보수기간은 소비자 보호법 등의 관련법규를 따라야 하며, 계약에 따라 조정될 수 있다.

- 하자보수 기간 중 시스템 장애 또는 중대한 결함이 발생하는 경우 문제 해결 시까지 인력을 투입하여 조치하여야 한다.

- 유지보수 기간 중 시스템의 결함 및 H/W, S/W의 설계, 제작, 설치 등의 하자가 발견 될 경우 해결 방안을 해당 경영체에 24시간 이내에 조치를 취하고 장비 또는 부품을 무상으로 수리하거나 동일 신품 또는 그 상위기능의 부품으로 무상 교환하여야 하며, 개발된 S/W상의 문제가 발견된 경우 필요한 조치를 취하여 문제점을 해결해야 한다.