IoT기술은 최근 수년간 급격히 발달하였고, 많은 분야에 적용되고 있다. 수산업 분야에서는 IoT 플랫폼을 활용한 양식장 수질관리 시스템이 개발되어 생산성 향상과 근로 환경 개선에 많은 도움을 주고 있다. 본 연구에서는 내수면 양식장 수질관리 시스템에서 더욱 발전하여, 수질 연동형 자동 급이 시스템을 설계함으로써 보다 효율적이고 체계적인 양식장 관리 시스템을 제안한다. IoT 전용망인 LPWA를 활용하여 내수면 양식장 환경에 적합하고, 저전력과 낮은 통신비용으로 상용화를 위한 경제성을 확보하였다. 본 연구를 통하여 내수면 양식 산업의 발전은 물론, 빅데이터 분석을 통한 양식 기술 발전에 일조할 것으로 기대한다.
IoT기술은 최근 수년간 급격히 발달하였고, 많은 분야에 적용되고 있다. 수산업 분야에서는 IoT 플랫폼을 활용한 양식장 수질관리 시스템이 개발되어 생산성 향상과 근로 환경 개선에 많은 도움을 주고 있다. 본 연구에서는 내수면 양식장 수질관리 시스템에서 더욱 발전하여, 수질 연동형 자동 급이 시스템을 설계함으로써 보다 효율적이고 체계적인 양식장 관리 시스템을 제안한다. IoT 전용망인 LPWA를 활용하여 내수면 양식장 환경에 적합하고, 저전력과 낮은 통신비용으로 상용화를 위한 경제성을 확보하였다. 본 연구를 통하여 내수면 양식 산업의 발전은 물론, 빅데이터 분석을 통한 양식 기술 발전에 일조할 것으로 기대한다.
IoT technologies have been rapidly developed in recent years, and applied to many industries. In the field of fisheries, the water quality management system have been developed, helping in improving productivity and working environment. In this paper, we have designed the smart feeding system, inter...
IoT technologies have been rapidly developed in recent years, and applied to many industries. In the field of fisheries, the water quality management system have been developed, helping in improving productivity and working environment. In this paper, we have designed the smart feeding system, interoperable with the water quality system, using LPWA network. LPWA network is an IoT network, which is appropriate to fish farms because of its wide area coverages and low power consumption. We expect this work to contribute to developing the aquaculture technology through the big data analysis with the accumulated data.
IoT technologies have been rapidly developed in recent years, and applied to many industries. In the field of fisheries, the water quality management system have been developed, helping in improving productivity and working environment. In this paper, we have designed the smart feeding system, interoperable with the water quality system, using LPWA network. LPWA network is an IoT network, which is appropriate to fish farms because of its wide area coverages and low power consumption. We expect this work to contribute to developing the aquaculture technology through the big data analysis with the accumulated data.
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문제 정의
본 논문은 국내외 사료 공급기에 관한 관련 연구를 고찰하고, IoT 전용망을 기반으로 한 스마트 급이 시스템의 구성 및 주요 기능을 설명한다. 마지막으로 결론과 향후 기대 효과를 서술하였다.
본 연구는 내수면 양식장을 위해 IoT 기술을 활용한 무선 자동 급이 시스템을 설계하였다. 이전 연구에서는 수질 감시 시스템을 구현하였고,[4] 이와 연동하여 급이 중 수질 영향을 고려한 제어가 가능하다.
본 연구에서는 내수면 양식장에 IoT 기술을 도입하여 스마트 급이 시스템을 설계하였다. 재래적인 양식장 관리방식의 문제점을 해결하여 생산성 향상은 물론 근무 환경을 개선하고자 하였다. 낮은 전력 소비와 넓은 커버리지를 갖는 IoT 전용망을 활용함으로써 경제성을 바탕으로 한 서비스 확산을 더욱 용이하게 하였다.
제안 방법
급이 관리 서버는 급이 중인 수조의 수질을 실시간으로 확인하기 위하여 수조 모니터링 서버와 통신하고, 웹 기반의 대시보드와 모바일 애플리케이션을 통해 장소의 제약을 받지 않고 급이량과 급이 시간 설정 및 모니터링이 가능하도록 설계되었다. 또한 양식 기술 개발을 위한 빅 데이터 분석과 최적 급이 관리를 위하여 수산과 학원과 같은 외부 서버와 연동할 수 있다.
내수면 양식장은 자동 급이 장치를 중심으로 자동화가 시작되었고, 각 나라별 대표적 사례를 통해 주요 기능과 수준을 고찰한다. 또한 IoT 서비스 전용망인 LPWA(Low Power Wide Area) 네트워크에 대한 개요와 장점을 요약한다.
본 논문은 국내외 사료 공급기에 관한 관련 연구를 고찰하고, IoT 전용망을 기반으로 한 스마트 급이 시스템의 구성 및 주요 기능을 설명한다. 마지막으로 결론과 향후 기대 효과를 서술하였다.
본 연구에서 설계한 스마트 급이 시스템은 양식장에서 사료를 급이하기 위하여 제작되는 자동 급이기와 이를 제어하는 급이 관리 서버, 그리고 자동 급이기와 급이 관리 서버 간 데이터 전송을 위한 IoT 전동망 기반의 통신시스템으로 구성된다.
본 연구에서는 내수면 양식장에 IoT 기술을 도입하여 스마트 급이 시스템을 설계하였다. 재래적인 양식장 관리방식의 문제점을 해결하여 생산성 향상은 물론 근무 환경을 개선하고자 하였다.
수조 또는 수면의 높낮이를 고려하여 분사 위치를 조절할 수 있도록 설계하였다. NFC 칩을 통해 수조별 ID를 식별하고, IoT 전용망으로 급이 관리 서버와 연동하여 적절한 급이량과 시간에 따라 자동 급이 기능을 수행한다.
수조별 수질 모니터링 기능을 수행하는 스마트양식장시스템과 연동하여 급이 중의 수질을 감시하고 급이 기능을 조절할 수 있도록 하였다. 또한 수산과 학원 서버 등과 연동할 수 있도록 함으로써 양식 기술 기반의 급이 추천 기능을 구현할 수 있고, 누적된 급이 정보들을 전달하여 빅데이터 분석에 활용할 수 있다.
성능/효과
한편, 최근 IoT 기술이 급속히 발전되어 LoRa(Long Range), 또는 LTE-m과 같은 LPWA (Low Pwer Wide Area) 망이 확산되고 있다.[3] 저 전력으로 넓은 영역을 서비스 할 수 있는 IoT 전용망이어서, IoT 서비스를 확산시킬 수 있는 장점을 가지고 있다.
재래적인 양식장 관리방식의 문제점을 해결하여 생산성 향상은 물론 근무 환경을 개선하고자 하였다. 낮은 전력 소비와 넓은 커버리지를 갖는 IoT 전용망을 활용함으로써 경제성을 바탕으로 한 서비스 확산을 더욱 용이하게 하였다.
모바일 애플리케이션은 급이기별 원격 조회 및 제어기능을 수행한다. 따라서 조회 화면에서는 어종 및 해당수조의 수질 상태, 급이 주기 및 급이량 등의 정보를 나타내고, CCTV에 의한 급이 영상 조회가 가능하여 수조의 현재 급이 상태를 확인할 수 있다. 또한 사료량 및 분사 시간을 설정하고, 급이기의 사료잔량 부족이 발생할 경우 급이 관리 서버에 의해 Push를 통한 알람이 모바일로 전달되는 기능을 가지고 있다.
후속연구
수조별 수질 감시 시스템과 연동하여 급이 중 수질 상태를 관리하는 기능을 포함하여, 모바일과 웹 기반의UI/UX 제공 등은 기존의 급이기와는 많은 발전을 이루었다. 또한 누적되는 급이량과 시간, 출하량 등의 정보는 향후 어종별 내수면 양식 기술 발전에 중요한 자료가 될 것으로 생각하며, 향후 자동 급이기와 수질 감시 시스템을 포함하는 스마트 양식장 시스템을 확산하여 어종별 축적 데이터를 기반으로 빅 데이터 분석에 의한 내수면양식 기술의 괄목할 만한 성장에 기여할 수 있기를 기대한다.
수조별 수질 모니터링 기능을 수행하는 스마트양식장시스템과 연동하여 급이 중의 수질을 감시하고 급이 기능을 조절할 수 있도록 하였다. 또한 수산과 학원 서버 등과 연동할 수 있도록 함으로써 양식 기술 기반의 급이 추천 기능을 구현할 수 있고, 누적된 급이 정보들을 전달하여 빅데이터 분석에 활용할 수 있다.
이전 연구에서는 수질 감시 시스템을 구현하였고,[4] 이와 연동하여 급이 중 수질 영향을 고려한 제어가 가능하다. 무선 통신을 통하여 이동성을 확보하였고, 많은 시간 동안 축적되는 급이량, 출하량, 수질 등의 데이터들은 양식 기술 향상을 위한 빅 데이터 분석에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
IoT 전용망의 특징은 ?
본 연구에서는 내수면 양식장 수질관리 시스템에서 더욱 발전하여, 수질 연동형 자동 급이 시스템을 설계함으로써 보다 효율적이고 체계적인 양식장 관리 시스템을 제안한다. IoT 전용망인 LPWA를 활용하여 내수면 양식장 환경에 적합하고, 저전력과 낮은 통신비용으로 상용화를 위한 경제성을 확보하였다. 본 연구를 통하여 내수면 양식 산업의 발전은 물론, 빅데이터 분석을 통한 양식 기술 발전에 일조할 것으로 기대한다.
모바일 애플리케이션은 어떤 기능을 수행하는가 ?
모바일 애플리케이션은 급이기별 원격 조회 및 제어기능을 수행한다. 따라서 조회 화면에서는 어종 및 해당수조의 수질 상태, 급이 주기 및 급이량 등의 정보를 나타내고, CCTV에 의한 급이 영상 조회가 가능하여 수조의 현재 급이 상태를 확인할 수 있다.
IoT기술은 수산업 분야에서 어떻게 활용되는가 ?
IoT기술은 최근 수년간 급격히 발달하였고, 많은 분야에 적용되고 있다. 수산업 분야에서는 IoT 플랫폼을 활용한 양식장 수질관리 시스템이 개발되어 생산성 향상과 근로 환경 개선에 많은 도움을 주고 있다. 본 연구에서는 내수면 양식장 수질관리 시스템에서 더욱 발전하여, 수질 연동형 자동 급이 시스템을 설계함으로써 보다 효율적이고 체계적인 양식장 관리 시스템을 제안한다.
참고문헌 (9)
"수산양식", 한국수산신문사, 제28권 통권322호, 2016.
"수산양식", 한국수산신문사, 제28권 통권324호, 2016
SK telecom, "IoT-LPWA LoRa사업 Guidebook", 2016.
Sehjoon Dokko, "The Fish Tank Monitoring System on the IoT Technology for the Water Quality Management of the Eel Farms", The 1st International Conference on Internet of Things and Convergence 2015. Vol.1, No.1, 2015.
고승호,"먹이 급이장치가 구비된 해상 가두리 관리 시스템", 글로비트, 2013.
프로봇, http://www.probot.co.kr/, 프로봇, 2016.
Land Based Fish Farming and Cage Farming, http://www.akvagroup.com/products, 노르웨이, 2016.
Aqua Manager, http://www.aqua-manager.com/, 그리스, 2016.
고가람, 안홍범, 김규백, 이종은, 이상민, 이재한, "ThingPlug로 시작하는 IoT 서비스 개발", 페이지블루, 2015.
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