작물을 키우는 온실(농장)에 IoT를 접목하면 어떤 변화가 일어날까?

작물을 키우기 위해서 온실(농장)은 온도, 습도, 빛의 량, 산소 및 이산화탄소의 농도 등의 조건들이 맞아야 작물을 이상적으로 경작 할 수 있다. 전통적으로 이러한 조건을 맞춰주는 역할은 사람이 해왔으며, 사람의 노동력이 많이 필요한 일이었다. 최근 들어 기술력이 발달해 가면서 작물을 키우는 온실(농장)에 IoT기술을 접목하는 온실들이 증가하는 추세이다. 

 온실(농장)에 접목이 되는 IoT 기술은 다양한 센서 측정 기술과 네트워크 통신 기술을 결합해 온실(농장)의 상태를 실시간으로 모니터링하고, 작물의 최적의 온도를 설정하여 해당 범위를 벗어나는 등 이상 징후가 발견되면, 모바일 서비스나 특정 알림 서비스를 이용해 경작자에게 알려주게 된다. 경작자는 이러한 정보를 바탕으로 온실(농장)의 온도, 조명 제어, 침입자 감지, 수분 공급 등의 온실(농장) 관리에 필요한 조치를 원격으로 제어할 수 있게 되어, 기존의 온실(농장)을 방문하는 번거로움이 사라지게 된다. 또한 작물이 자랄 수 있는 최적의 환경이 유지가 되어 수확물의 량이 증가한다. 이로써 경작자는 1인이 관리할 수 있는 온실(농장)의 규모가 대폭 확대되고 작물로 인한 수익이 증가한다. 더불어 클라우드 시스템과 연동이 가능하며, 클라우드 시스템으로 누적된 빅데이터를 활용해 '머신 러닝'을 접목한 시스템도 가능하다.

 그리고 최근 도시의 사람들이 농사를 짓기도 한다. 아파트 옥상이나 베란다, 작은 공터에 텃밭을 만들어 작물을 기르고, 기른 작물을 수확해서 식탁에 올린다. 이런 도시의 사람들은 대부분 취미 활동으로 작물을 기는 것이고, 직장생활 등 바쁜 생활 중에 시간을 내서 하는 것이다. 이러한 도시형 농장에 IoT를 접목하게 된다면, 사람들은 다른 활동 등을 하면서 작물들의 상태를 확인하고 필요한 조치를 원격에서 할 수 있게 된다.

 하지만, 단점이 있다. 바로 비용이다. 

 그래서 내가 저렴한 비용으로 온실(농장)에 IoT를 접목하는 것을 소개하겠다. 아래 내가 소개하는 프로젝트들은 Arduino를 이용해서 저렴한 초기 투자 비용으로 온실(농장)에 IoT를 접목한 프로젝트들이다.

1.       The Greenhouse is Operational

이 프로젝트는 Arduino와 Ethernet Shield를 이용해서 온실의 내부 온도, 외부 온도, 태양의 밝기를 측정해 온실 내부의 온도를 조절하는 프로젝트이다. Arduino에 원하는 온도를 설정하고, 온도를 조절하기 위해서 Fan과 Heat Light를 사용했다. 온실 내부 온도가 높고 온실 외부 온도가 낮으면 Fan을 동작 시켜서 온실 외부 공기를 유입해 온도를 낮추고, 온실 내부 온도가 낮으면 Heat Light를 동작시켜 온도를 높인다. 그리고 Arduino는 내부의 온도, 외부의 온도, 태양의 밝기, Fan의 속도, Heat Light 밝기의 값을 Ethernet Shield를 통해 별도의 서버로 데이터를 보내고, 그 서버에서는 그 데이터를 그래프로 시각화 시킨다.

WIZnet Museum : http://wiznetmuseum.com/portfolio-items/the-greenhouse-is-operational/

Original : http://ncrosty.thefbox.net/wordpress/?cat=2

 

2.      Arduino Greenhouse

이 프로젝트는 Arduino를 이용해 온실 내부/외부 습도, 온도, 토양의 수분과 빛을 모니터링 하는 프로젝트이다.

Arduino Mega는 설정된 습도, 온도, 토양의 수분 값을 유지하기위해 작은 가습기를 동작 시키거나, Fan을 이용해서 외부공기를 유입해 습도, 온도, 토양의 수분을 조절한다. 이 데이터들은 TFT LCD에 시각적으로 표현이 되어 센서들의 값과 Fan의 동작 상태 등을 확인할 수 있다.

Arduino UNO는 Arduino MEGA로부터 센서들의 값을 수신해서, Amazons web service에서 동작하는 Mysql의 instance로 그 값들을 전송한다.

WIZnet Museum : http://wiznetmuseum.com/portfolio-items/arduino-greenhouse/

Original

http://itswagg.tumblr.com/

http://forum.arduino.cc/index.php?action=profile;area=showposts;u=246453

https://forum.arduino.cc/index.php?topic=280864.0

https://twitter.com/itswagg

 

3.      Arduino ile Sera Projesi

이 프로젝트는 터키인의 프로젝트이기 때문에 제목이 터키어 이다. 제목을 영어로 하면 “Greenhouse project with Arduino” 이다.

이 프로젝트는 Arduino를 이용해 온실의 온도, 습도, 토양의 수분을 측정해 웹 서버에 표시하는 프로젝트이다. 릴레이를 이용해서 팬, 남방 시스템, 스팀 시스템, 펌프를 제어해서 식물이 잘 자랄 수 있는 환경을 만들어 준다.

WIZnet Museum : http://wiznetmuseum.com/portfolio-items/arduino-ile-sera-projesi/

Original : http://arduinom.org/arduino-ile-sera-projesi/

 

위 3가지 프로젝트에 대해서 알아보았다. 이 프로젝트들은 모두 개인이 만든 것들 이고, 간단한 작물들을 기를 수 있다. 많은 비용 투자 없이 나만의 Smart Greenhouse를 만들 수 있고, IoT기술로 인해 언제든지 나의 작물의 상태를 확인하며, 작물이 자랄 수 있는 최적의 조건으로 만들어 줄 수 있다.

집적 작물을 먹고 싶다면, 이 프로젝트들을 따라 하는 것을 추천한다.