스마트팜 주요기술, 구축비용, 문제점 및 해결방안에 대해

스마트팜 이란 ICT 정보통신 기술을 이용하여 농작물 재배시설의 온, 습도, 토양 영양분 등을 분석하여 최적의 환경에서 농작물을 키우는 기술입니다. 스마트팜의 세계 시장은 연평균 9.8% 성장하고 있으며 국내의 경우도 연평균 15.5%씩 큰 폭으로 성장하고 있습니다.

스마트팜 개념

이를 구축하는데 필요한 기술 요소는 농촌진흥청에서 개발한 3세대 스마트팜을 통해 쉽게 이해해볼 수 있습니다. (아래 그림 참고)

기존 1세대 기술이 단순히 스마트폰이나 CCTV를 통해 원격으로 감시, 제어를 하는 방식이었다면, 3세대 기술은 작물의 생육환경을 클라우드 서비스를 이용해 자동 분석해 제어하는 시스템으로 진화하였습니다.

기존세대	3세대 기술
농장을 디지털화하여 원격으로 모니터링하고 제어가 가능하여 편의성을 향상하는데 중점을 두었으나, 환경설정과 제어는 사람의 경험에 의존하는 한계점을 가짐.	센서 정보를 통해 생육환경을 수집하여 클라우스 서비스의 인공지능 시스템, DB를 기반으로 분석하며, 이를 기반으로 자동 제어하여 작물생육 및 품질의 상향 평준화 달성

주요 기술은 크게 다음과 같이 센서, 통신, 제어, 분석기술로 나누어 설명할 수 있습니다.

IoT 센서 Device와 소형 무선통신 기술을 이용해서 다음과 같은 데이터를 수집합니다.

수집된 데이터를 클라우드 분석 시스템까지 전송하기 위해 LTE-M, LoRa, NB-IoT와 같은 저전력 통신기술을 사용합니다. 이는 전송속도는 빠르지 않지만 전력소모가 적기에 소형 센서 장치에 적합한 특징을 가집니다.

위의 그림은 지능형 센서 플랫폼의 구조를 나타낸 것으로, IoT 센서에 의해 얻은 데이터가 통신 네트워크를 통해 클라우드 서버의 분석시스템까지 이동하는 개념을 나타냅니다.

통신기술	특징
sigfox	2달러에 불과한 초저비용 사물인터넷 통신모듈
nb-IoT/LTE-M	저렴한 모듈과 통신 요금으로 전국 LTE 기지국을 기반한 장거리 통신이 가능한 방식
LoRa	16Km의 장거리 통신이 가능한 사물인터넷을 위한 통신규격. sigfox보다 빠른속도가 장점

복합 에너지 관제를 통해 난방비용 절감 등의 효율적인 에너지 관리를 수행합니다. 주 제어대상은 다음과 같습니다.

이렇게 수집된 데이터는 영상, 센서, 날씨 정보 및 병해충 DB, 작물 DB 등을 분석하여 영양이나 질병 예방을 위한 최적의 정보를 제공할 수 있습니다.

이러한 분석데이터는 선도 농가나 기존 유사 작목의 재배패턴을 참고하여 제공되므로, 경험이 부족하거나 초보 영농민도 기존의 데이터를 활용해 최적의 환경에서 작물재배가 가능하여, 생산성과 품질이 상향 평준화되는 효과를 기대할 수 있습니다.

Smart Farm은 앞서 설명해 드린 것처럼 최신 ICT 기술을 이용해서 농작물 재배 및 생산물의 품질을 높이는 효과가 있지만 구축비용에 있어 다소 비싸다는 문제점이 있습니다.

대략, 스마트팜의 구축 비용을 보면, 비닐하우스 및 각종 센서, 장치제어 및 분석플랫폼 등을 포함하면 대략 1평당 50만원에 이르는 것으로 알려져있습니다.

이러한 비용 부담을 줄이기 위해 초기 투자비와 운영비를 최소화할 수 있는 ‘보급형 모델’을 개발하였습니다. 가령, 기존 비닐하우스나 노지에 ICT 시설을 공급하는 ‘단독형/연동형 스마트팜’을 이용하면 구축비용을 평당 10만~20만원 까지 낮출 수 있습니다.

또한 매해 농림축산부에서 진행하는 청년교육생 모집을 통해 무료 1년 과정을 미리 경험해볼 수 있는 ‘스마트팜 혁신밸리’를 운영하고 있으므로 이를 통해 최소비용으로 스마트팜을 운영할 수 있는 기술을 배울 수 있습니다.

농침축산부의 2022년 신규 청년교육생 208명을 선발하였는데 모집경쟁률이 3:1에 이를 정도로 경쟁률이 높았습니다.

스마트팜 매해 연평균 15% 이상 성장하는 산업으로 미래가 기대되는 산업의 하나입니다. 귀농 창업에 관심이 있으시다면, 꼭 무료 교육사업에도 지원하여 혜택을 받으실 수 있기를 바랍니다.