농업의 IoT
농사는 항상 힘든 일이었습니다. 오늘 농장을 산다면 농부들이 수 세기 동안 싸워온 심각한 어려움에 직면하게 될 것입니다. 토양 비옥도 저하, 물 부족, 작물 질병, 노동력 부족 등 수많은 문제가 있습니다. 한때 믿을 만했던 전통적인 농업 기술은 더 이상 통하지 않습니다. 세계 인구가 급증하는 상황에서 이러한 구식 농업 기술은 급증하는 식량 수요를 충족하기에 역부족입니다. 바로 이 지점에서 사물 인터넷(IoT)과 스마트 농업이 해결책이 될 수 있습니다. 이 글에서는 농업에서 사물 인터넷이 어떻게 활용되는지 자세히 살펴보겠습니다.
스마트 농업 또는 "스마트 파밍"은 주로 농업에 현대 기술을 활용하는 것을 의미합니다. IoT 센서와 기기를 활용하여 다양한 데이터를 수집함으로써 농부들은 가축과 작물 재배 모두에서 운영의 모든 측면을 개선하기 위한 정보에 기반한 결정을 내릴 수 있습니다.
스마트 농업의 핵심 원칙은 다음과 같습니다.
– 모니터링 및 데이터 기반 의사 결정
– 정확한 투입 관리(물, 비료, 살충제 등)
– 농업 활동의 자동화 및 원격 제어
– 다양한 신기술(센서, 연결성, AI, 드론 등)의 통합
아직 소비자용 IoT 기기만큼 대중화되지는 않았지만, 스마트 농업 IoT 시장은 매우 역동적이며 도입률이 꾸준히 증가하고 있습니다. COVID-19는 공급망 문제와 인력 부족으로 인해 연평균 성장률이 최대 9.9%에 달하면서 이 시장의 성장을 실제로 촉진했습니다. 최근 보고서에 따르면 스마트 농업 시장은 12.5년 2022억 달러 규모로 성장할 것으로 예상되며, 71.753에 의해 $ 2032 억시장이 아직 개발 단계에 있기 때문에 참여할 준비가 된 기업에게는 여전히 많은 기회가 남아 있습니다.
스마트 농업을 위한 IoT 아키텍처는 인식, 네트워크, 클라우드, 애플리케이션의 네 가지 통합 계층으로 구성됩니다. 이러한 계층은 효율적인 데이터 수집, 안전한 전송, 안정적인 저장을 가능하게 합니다.
스마트 농업은 단순한 개념을 넘어 훨씬 더 발전했습니다. 전 세계적으로 IoT 기술은 농업의 거의 모든 분야에 뿌리를 내리고 있습니다.
토양 수분, 영양분, 온도 등을 모니터링하는 센서를 통해 농부들은 토양과 작물 상태에 대한 심층적인 가시성을 확보할 수 있습니다. 문제를 더 빨리 파악하는 것 외에도, 농부들은 이 데이터를 활용하여 잠재적 문제를 예측하고 예방 조치를 취할 수 있습니다.
정밀 농업과 가변 비율 기술은 밭 전체에 균일한 투입재(물, 비료, 살충제)를 사용하는 대신, 작물, 줄, 또는 구역 단위의 세부적인 데이터와 특정 조건에 따라 투입재를 조절합니다. 이를 통해 낭비를 획기적으로 줄일 수 있습니다.
소와 유제품 추적부터 가금류 모니터링까지, IoT 기술은 가축 관리를 최적화하고 간소화합니다. 스마트 이어태그, 생체 인식 웨어러블, 비디오 카메라, 환경 센서는 동물의 건강, 영양 및 발달에 대한 심층적인 통찰력을 제공합니다.
파라과이 목장이 배치되다 가축 추적자 모션 센서를 장착하여 방목형 소의 위치와 행동을 모니터링하고 부상, 낙상 또는 도난과 같은 비정상적인 상황을 감지합니다.
기존 온실과 새롭게 부상하는 실내 수직 농장은 사물인터넷(IoT)으로 자동화된 제어 환경으로 변모하고 있습니다. 기후 제어, 보조 조명, 수경 재배 영양분 등 모든 요소를 감지하고 최적화할 수 있습니다.
네덜란드의 한 온실 시설에서는 HVAC 센서와 스마트 미터 플러그를 설치하여 에너지 비용을 50% 절감했습니다.
스마트 센서와 연결 기능을 갖춘 기상 관측소는 작물의 최신 미기후 모니터링을 가능하게 합니다. 서리, 가뭄, 강우, 해충 피해 등 잠재적 위험을 분석하는 데이터가 플랫폼으로 전송되어 실시간 경보를 발령하고 개입을 유도합니다.
IoT 물 모니터링과 스마트 관개 시스템을 통해 농부들은 최적의 수분 수준을 유지하면서도 사용량을 최적화할 수 있습니다. 통합된 기상 데이터와 토양 센서를 통해 지역, 작물 및 생장 주기에 맞춰 점적 관개 일정을 자동으로 조정합니다.
연결된 IoT 센서와 기기의 고유한 ID를 활용하여 농업 기업은 밭에서 운송, 가공, 유통, 소매까지 작물의 이동 경로를 디지털로 자동 기록할 수 있습니다. 이를 통해 공급망 전반의 가시성과 책임성이 향상됩니다.
스마트 농업에는 많은 신기술이 포함되지만 IoT는 다음과 같은 도구를 통합하고 상호 연결하여 핵심 기반 역할을 합니다.
센서 및 IoT 장치
현장 곳곳에 배치된 연결된 센서들의 광대한 생태계는 습도, 온도, 강우량, 토양 영양분, 잎 건강, 장비 운영 등 주요 데이터 포인트를 측정하고 모니터링합니다. 고급 센서 유형은 다음과 같습니다.
연결 기술
클라우드 컴퓨팅 및 데이터 분석
농장 전역의 IoT 센서에서 수백만 개의 데이터 포인트가 스트리밍되는 상황에서, 확장성이 뛰어난 클라우드 컴퓨팅과 빅데이터 분석 플랫폼은 스마트 농업에 필수적입니다. AWS IoT 및 Microsoft Azure IoT와 같은 클라우드 생태계는 대규모 센서 데이터를 수집, 처리 및 시각화할 수 있는 인프라를 제공합니다.
드론과 항공 사진
고해상도 카메라가 장착된 무인 항공기(UAV 또는 드론)는 전체 농경지의 공중 촬영을 제공합니다. 이미지에 머신러닝을 결합하면 항공 측량을 통해 작물의 전반적인 건강 상태를 평가하고, 관개 시스템의 결함을 발견하고, 해충/잡초 발생을 파악하는 등의 작업을 수행할 수 있습니다. 드론은 또한 특정 부위에 약제를 살포할 수 있습니다.
로봇공학 및 자율주행차
자율 트랙터와 로봇 군집과 같은 스마트 기계는 GPS, 컴퓨터 비전, 센서 및 자율 주행을 결합하여 심기, 가지치기, 잡초 제거 및 수확과 같은 노동 집약적인 현장 작업을 자동화할 수 있습니다.
다른 분야와 마찬가지로 농업 분야의 사물 인터넷은 수많은 이점을 제공합니다.
농업 분야에서 IoT의 이점은 엄청나지만 스마트 농업 솔루션을 개발하고 구현하려면 신중한 계획과 핵심 요소에 대한 고려가 필요합니다.
데이터 프라이버시 및 보안: 농업 운영은 악의적인 해커나 기업 스파이와 같은 위협으로부터 보호해야 할 막대한 양의 독점 데이터와 기록을 생성합니다. 모든 스마트 농업 플랫폼에는 암호화, 접근 제어, 에어갭 네트워크 및 기타 사이버 보안 조치가 구현되어야 합니다.
상호 운용성 및 표준화: 다양한 공급업체에서 IoT 장치와 농업 소프트웨어가 급증함에 따라 통합과 데이터 공유를 용이하게 하기 위해 시스템 전반의 상호 운용성과 표준화가 매우 중요합니다.
비용 및 ROI 분석: 도입하기 전에 장비 취득, 설치, 연결/클라우드 서비스, 유지 관리 등의 비용을 파악하기 위해 철저한 비용-편익 분석을 실시해야 합니다. 효율성 향상과 수율 개선을 기반으로 한 현실적인 ROI 예측은 투자를 정당화할 것입니다.
확장성 및 시스템 통합: 스마트 농업 솔루션은 IoT 기기 구축 및 데이터 양이 매년 증가함에 따라 확장 가능해야 합니다. 클라우드 인프라는 확장 가능한 컴퓨팅 및 스토리지 요구를 지원해야 합니다. 기존 장비, 센서 및 소프트웨어 시스템과의 통합 또한 중요합니다.
규제 및 규정 준수 요구 사항: 지역에 따라 데이터 개인정보 보호, 농업 투입, 화학물질 분산 및 IoT 기술이 구현해야 하는 기타 프로세스와 관련하여 준수해야 할 규제 요구 사항과 규정 준수 사항이 있을 수 있습니다.
교육 및 변화 관리: 새로운 IoT 기반 프로세스를 구현하려면 솔루션 효과를 극대화하기 위해 설치, 유지 관리 및 데이터 해석에 대한 팀 교육이 필요한 경우가 많습니다.
농업의 미래는 스마트 디지털 기술에 의해 주도될 것이 분명하며, IoT는 농업 운영을 감지, 연결, 자동화하는 핵심 프레임워크 역할을 합니다. 농업의 풍요로운 미래는 디지털화되고 최적화되었으며, 새로운 혁신을 맞이할 준비가 되었습니다. IoT가 귀사의 농업 조직에 어떻게 큰 성장을 가져올 수 있는지 알아보고 싶으신가요? 저희 IoT 전문가에게 문의하여 지능적이고 연결된 농업 운영으로 나아가는 길을 모색해 보세요.
스마트 농업에는 일반적으로 어떤 유형의 센서가 사용됩니까?
일반적으로 사용되는 IoT 센서로는 토양 수분 센서, 토양 영양소 센서, 토양 온도 센서, 강우량과 바람과 같은 환경 요인에 대한 모니터링, 가축의 위치와 행동을 추적하기 위한 모션 센서와 카메라가 있습니다.
농업 IoT 기기의 데이터는 어떻게 수집되고 분석되나요?
IoT 센서 데이터는 현장 인프라에 따라 LoRaWAN, 셀룰러, Wi-Fi 또는 위성 등의 연결을 통해 무선으로 전송됩니다. 이 데이터는 클라우드 컴퓨팅 플랫폼으로 전송되어 인사이트를 도출하고, 문제를 감지하며, 자동화된 워크플로를 실행합니다.
원격 농업 지역에는 어느 수준의 연결성이 필요합니까?
인터넷/셀룰러 서비스 범위가 제한적인 농촌이나 외딴 지역에 있는 농장과 밭의 경우, 위성 연결과 더불어 LoRaWAN과 같은 저전력 광역 네트워크(LPWAN) 기술은 최소한의 전력을 사용하여 장거리에 걸쳐 IoT 데이터를 전송하는 효율적인 방법을 제공합니다.
IoT는 어떻게 식품 안전과 추적성을 개선할 수 있을까?
연결된 IoT 센서는 작물과 가축을 공급망 전체에 걸쳐 특정 공간/시간 데이터와 연결하는 영구적이고 변경 불가능한 기록을 생성합니다. 이러한 데이터 추적을 통해 식품 오염이나 안전 문제 발생 시 포괄적인 추적 및 근본 원인 분석이 가능해집니다.
농업 분야에서 IoT와 함께 활용되는 다른 신기술은 무엇인가?
사물인터넷(IoT)이 디지털 신경계를 형성하는 반면, 스마트 농업은 항공 드론 영상, 자율 로봇, 컴퓨터 비전 및 머신 러닝, 블록체인 기반 추적성, HVAC 및 기후 제어, 자동 관개 시스템과 같은 다른 혁신을 자주 통합합니다.
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