Wiznet Academy

위즈네트 아카데미

OPEN PROJECT

오픈 프로젝트

Intro

 

직접 비닐 하우스에 방문하지 않고, 실시간 원격으로 온도와 습도를 측정한다. 또한, 사람이 직접비닐 하우스에 방문하여 농작물에게 물을 주거나, 온도를 조절하는 것이 아니라 원격 제어 혹은 자동화를 통해 농작물에게 물을 주고, 비닐하우스 내 온도를 조절한다. 햇빛의 일조량을 측정하여, 일조량을 실시간으로 측정하고, 농작물들이 원하는 일조량을 받을 수 있도록 원격 제어한다. 또한 꽃이 피지 않도록 밤이 되면, 불빛을 켠다. 먼 미래에 벌어질 이야기가 아니라 벌써 코 앞까지 다가온 스마트 농장 시대에 벌어질 이야기이다. 이 글에서는 스마트 농장 시대에 사용될 만한 소자들에 대한 소개와 사용한 예시를 설명하고자 한다. 너무나 힘들고 어렵게 느껴지는 농업! 스마트하게 가는 첫 걸음을 시작해보자.

 

  1. /습도 센서(Temperature/Humidity Sensor)

현대 농업에서 비닐하우스를 하는 이유는 무엇일까? 여러 가지 이유가 있을 수 있으나, 그 중 가장 큰 이유는 바로 온/습도이다. 농작물들은 온/습도에 민감하고, 비닐하우스를 사용하면, 온/습도를 조절할 수 있기 때문에 좋은 농작물을 만들기 위해서 비닐하우스를 쓰는 것이 일반적이기 때문이다. 이러한 온/습도를 측정하기 위해서는 센서가 필요하다. 아래 그림은 DHT11이라고 불리는 온/습도를 모두 측정할 수 있는 센서이다.

아래 링크는 아두이노 보드와 DHT11 온/습도 센서를 이용하여 온도와 습도를 측정하는 예를 보여준다.

Link: http://paeton.tistory.com/61

이러한 온/습도 센서를 비닐하우스 내/외부에 적절하게 설치한다면, 온/습도에 민감한 농작물 농사를 짓는데 많은 도움을 줄 것이다.

 

< >조도센서(Illuminance Sensor)딸기와 고추, 깻잎과 같은 농작물은 온/습도도 중요하지만, 이에 못지않게 일조량도 중요하다. 일조량에 따라 농작물의 양과 질이 달라지기 때문이다. 일조량을 측정할 수 있는 방법 중 하나가 바로 아래 그림과 같은 조도센서이다.

아래 링크는 이러한 조도센서와 ARM mbed platform인 WIZwiki-W7500을 이용하여 조도를 측정하고, 일정 조도 값 이하로 떨어지는 경우 LED를 동작시키게 만드는 예제 코드이다.

https://os.mbed.com/teams/IOP/code/CDS_HelloWorld_WIZwiki-W7500/

이러한 조도 센서를 비닐하우스 내/외부에 적절하게 설치하고, LED와 같은 발광 물질을 컨트롤 한다면, 일조량에 민감한 농작물 농사를 짓는데 많은 도움을 줄 것이다.

< >가스 센서(Gas Sensor)또한 농사를 지을 때에는 공기도 영향을 끼친다. 일산화 탄소와 이산화 탄소의 농도에 따라 작황이 달라질 수 있기 때문이다. 또한 간혹, 생강 저장소 등과 같은 곳에서는 공기에 가스로 가득찬 곳에 농부가 모르고 들어가 인명피해가 나는 경우도 있다.

 

이러한 것을 감지하는 데 도움을 줄 수 있는 것이 바로 아래 그림과 같은 가스 센서이다.

아래 가스 센서는 MG811이라는 이산화탄소를 감지하는 센서이다.

가스 센서의 종류에는 여러 가지가 있으며, 농작물에 맞는 센서를 선택하여 사용한다면, 농사를 짓는 데에 도움을 줄 수 있을 것이다.

아래 내용은 가스 센서 중 MQ-2(LPG, 부탄, 메탄, 알코올 검출 센서)를 사용하는 예제를 나타낸다.

Link: https://blog.naver.com/roboholic84/220526674407

출처: [메카솔루션] http://Mechasolution.com

Source: [Mechasolution]

 

< >모터 (Motor)센서들을 이용하여 정보를 취합하면, 필요한 것이 동작일 것이다. 그 중 직관적으로 생각 나는 것이 바로 모터가 될 수 있다. 모터는 여러 분야에서 많이 사용되지만, 제어 관련한 분야에서는 특히나 더 중요한 기구이다. 예를 들어 비닐 하우스의 공기 환기를 시킬 때, 문을 열거나, 하우스의 창문을 열 때, 바로 모터가 사용될 수 있다. 또한, 환기를 위한 선풍기, 물을 주는 펌프와 같은 곳에서도 사용 가능한 것이 바로 이 모터이다.

 

아래 그림은 아두이노나 ARM mbed platform 에 바로 사용가능 한 워터 펌프 모터를 나타내며, 아래 링크는 펌프 모터 사용 예제이다.

Link: https://blog.naver.com/roboholic84/220845296348

출처: [메카솔루션] http://Mechasolution.com

Source: [Mechasolution]

 

< >움직임 센서 (Motion sensor)농작물을 농사짓는 것만큼 중요한 것이 농작물 관련 보안일 것이다. 뉴스에서 농산물 절도 사건이나, 기름, 농기구 등등의 절도 사건을 볼 수 있다. 열심히 키워놓은 농작물들이나 피땀 흘려 번 돈으로 구입한 기름, 농기구 등이 사라진다면, 매우 허망한 결과를 볼 수 있다. 이는 야생동물들의 침입으로 인해 손해를 보는 경우도 마찬가지이다. 이러한 보안을 위해 카메라를 설치하는 방법도 있으나 움직임 센서를 사용하는 방법도 있다.

 

아래 내용은 아두이노 움직임 센서 그림을 나타내며, 아래 링크는 아두이노 움직임 센서 중 하나인 PIR 센서 사용 예를 나타낸다.

Link: http://wiznetmuseum.com/portfolio-items/arduino-mega-ethernet-shield-pir/

 

< >무선 통신 (Wireless Communication)이러한 센서를 제어하려면, 네트워크와 연결되어야 하며, 스마트 팜 특성상 유선 통신보다는 무선 통신을 사용하는 것이 더 효율적이다. 이러한 센서들에 사용될 수 있는 무선 통신은 여러 가지가 있으며, 아래 링크를 확인하면, 관련 정보를 얻을 수 있다. 아래 링크는 필자가 지난번에 작성한 무선 통신에 대한 Article 이다.

 

Link: http://wiznetmuseum.com/examples-of-short-distance-wireless-iot/

 

마치며 (End of this article)

이 번 글에서는 스마트 팜에 도움이 될 만한 센서들과 그 센서들을 활용할 수 있는 것들에대해 알아보았다. 이 글에서 직접 언급하지는 않았으나, 스마트 팜에 필요한 각각의 센서를 사용하여, 무선통신으로 클라우드 서버에 연결하고, 이를 통하여 농사에 필요한 각각의 정보를 실시간으로 확인하고, 제어할 수 있다면, 우리는 쉽게 스마트 팜을 할 수 있을 것이다. 이는 현재 농촌에서 대두되는 인력난을 해결할 수 있는 하나의 방법이 될 수 있으며, 더 나아가 인건비 절감 효과로 이어져, 같은 가격에 질 좋고, 보다 많은 양의 농작물을 살 수 있는 진정한 웰빙 시대가 될 수 있지 않을까? 필자는 조심스럽게 예측해본다.