“본 기술을 여러 개의 모듈로 구성하는 연구를 통해 향후
저개발국가에 연구성과를 적용하는 등 해외시장에도
진출할 수 있을 것으로 보인다.”
기후변화와 인구증가에 따른 식량안보 위협 등으로 국내 농업시장에도 새로운 바람이 불고 있다. 과학
기술과의 융·복합을 통해 스마트 팜, 무인농업, 정밀농업 등으로 변화하면서 기존의 전통적 생산방식에
혁신을 불러오는 중이다. 본 연구를 통해 확보된 ‘스마트 관수공급시스템’은 센서·네트워크 기술을 적용한
스마트 기술로서, 어플리케이션을 통한 용수공급 제어·관리가 가능해 물관리 기술의 실용화를 이끌 것으로
전망된다.
6차 산업화의 꽃
‘스마트 팜’
6차 산업화의 꽃으로 ‘스마트 팜(Smart Farm)’이 주목받고 있다. 6차 산업은 1차 산업(농림수산업)과 2차 산업
(제조·가공업), 3차 산업(서비스업)을 융합해 고부가가치를 낳는 산업으로, 스마트 팜은 사물인터넷(IoT) 등의
ICT(정보통신기술)로 농작물 시설을 관리하고 모바일 기기를 통해 원격제어가 가능한 농장을 말한다. 국내 스마
트 팜 분야는 농업·ICT 융합 지원을 목표로 2002년 ‘1차 농업·농촌정보화 기본계획’이 수립되었고, 2012년 이
후 ‘제3차 정보화 기본계획(2012~2016)’이 추진됐다. 글로벌 스마트 팜 투자는 2014년 23억 달러(약 2조 6천억원)
에서 2015년 62억 달러(약 7조 544억원)로 빠른 성장세를 보이고 있으며, 2025년에는 1조9400억 달러(약 2,200조
원) 수준으로 성장할 전망이다. 우리 정부도 2017년까지 국내 농가에 스마트 팜 8,000개를 공급해 5조7,000억원
대의 경제 파급효과를 낳고 식량 안보 문제를 해결하겠다는 구상을 내놓았다.
우리나라의 물관리 기술 및 스마트 관수공급기술은 농촌진흥청 등을 중심으로 ICT 융복합 기술 연구가 활발히
진행 중이나 물관리 체계와 연계한 농업생산 인프라는 기대에 못 미치는 실정이다. 외국의 경우 네덜란드와 캐
나다를 중심으로 지역소도시 재생을 위한 스마트 관수공급기술 개발 연구가 진행되고 있다. 네덜란드는 수십 년
이상 누적된 데이터와 재배환경 최적화 노하우를 바탕으로 각종 센서와 제어솔루션을 개발했으며, 농업IT 기술
을 통해 생산량 및 품질 최적화를 도모하고 있다. 캐나다의 Priva사는 50년 이상 축적된 시설제어 기술을 바탕으
로 각종 센서를 활용하여 시설 내 환경을 최적으로 제어하는 것은 물론 RFID 등의 첨단 기술로 작물 수확량을 모
니터링하는 시스템을 제공하고 있다. 우리나라의 농촌은 도시 대비 사회기반시설이 낙후되어 있기 때문에 소도
시 재생을 위한 스마트 관수공급시스템 개발이 시급하다.
스마트 팜패드앱 개발
용수공급 자동제어 가능
본 연구는 지역소도시 재생을 위해 수재생 저류조, 자동배수장치, 보호공, 스마트 관수공급기술 등을 개발하고
사업화를 지원하는 것을 목표로 추진됐다. 연구의 성격상, 시설·장비 구축은 필수적인 부분이었다. 연구진은
가장 먼저 ‘분산형 수재생 지하저류조’를 설계하고, 충북 청주시에 테스트베드를 설치했다. 저류조는 빗물을 저
장하는 박스형 시설물로 하천 하류에 발생하는 홍수를 방지하며, 저장된 물은 작물재배 및 소방용수 등 다목적으
로 활용가능하다.
다음으로는 ‘침수방지 자동배수장치’를 개발·적용하여 침수피해를 방지했다. 인위적 조작에 의한 인명피해를 방지하기 위해
자동 배수되도록 우적감지부, 메인 콘트롤 장치(프로그램 포함), 수문 등으로 구분해 시제품을 제작했으며 충북 청주시에 테
스트베드를 설치했다.
마지막으로 본 기술의 최종 목표인 ‘스마트 관수공급시스템’을 개발했다. 분산형 수재생 저류조의 빗물을 농업용수로 공급하
기 위해 센서 및 네트워크 기술을 개발했으며, 최적의 작물재배 환경조성을 위해 테스트베드를 구축했다. 스마트 팜패드 어플
리케이션을 설계하고 프로토타입을 개발해 2015년 8월부터 이듬해 1월까지 시범운영했고 스마트 팜패드 어플리케이션을 사
용하면 모바일과 PC를 통해 토양수분·온도·습도 등을 모니터링 할 수 있어 용수공급 자동제어가 가능하다.
스마트 관수공급 시스템 구축
과실 성장률 35% 증가
본 연구를 통해 개발된 성과물은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 첫 번째는 홍수방지 및 가뭄대비를 위한 ‘분산형
수재생 지하저류조’다. 농촌지역의 지형적 특성에 맞게 형태·규모·시공방식을 선택할 수 있도록 설계되어
기존 철근콘크리트 지하저류조 대비 시공비를 40% 절감하는 효과를 거뒀다. 두 번째는 분산형 수재생 지하
저류조와 연계한 ‘스마트 관수 공급시스템’ 개발이다. 센서 및 네트워크 기술을 적용해 분산형 수재생 저류조의
빗물을 농업·생활용수로 자동 공급할 수 있는 시스템으로 테스트베드 운영 결과 기존의 관수방식 대비 과실
성장률이 약 35% 증가한 것으로 나타났다. 이러한 성과는 시간·장소에 대한 제약 없이 토양수분량·온도·
습도 등을 수시로 측정·모니터링할 수 있는 어플리케이션의 개발 덕분에 가능했다. 앞으로 스마트 팜패드
어플리케이션을 통한 원격·자동 용수공급 및 제어를 통해 지역소도시의 노동력 문제를 해결하는 것은 물론
농업용수의 낭비를 방지해 경제적인 효과를 거둘 수 있을 것으로 보인다. 아울러 본 기술을 여러 개의 모듈로
구성하는 연구를 통해 향후 저개발국가에 적용하는 등 해외시장에도 진출할 수 있을 것으로 전망되고 있다.
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