초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
ICT 기술을 도시농업형 식물공장에 결합하여 지능형 고장진단 및 식물생장 환경 자동제어를 통해 무인운영이 가능한 고효율 도시형 식물공장 시스템 개발

◼ 전체 내용
주관연구개발기관의 수경재배용 식물공장 플랫폼 설계 및 제작 기술을 바탕으로 공동연구개발기관의 IOT 센서기반 모니터링 시스템 개발 경험을 융합하여 자동화 무인운영이 가능한 고효율 식물공장 시스템 개발
1. ICT 융복합기술을 적용한 도시형 자동 식물공장 시스템 개발
- 30-100㎡(10~30

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
ICT 기술을 도시농업형 식물공장에 결합하여 지능형 고장진단 및 식물생장 환경 자동제어를 통해 무인운영이 가능한 고효율 도시형 식물공장 시스템 개발

◼ 전체 내용
주관연구개발기관의 수경재배용 식물공장 플랫폼 설계 및 제작 기술을 바탕으로 공동연구개발기관의 IOT 센서기반 모니터링 시스템 개발 경험을 융합하여 자동화 무인운영이 가능한 고효율 식물공장 시스템 개발
1. ICT 융복합기술을 적용한 도시형 자동 식물공장 시스템 개발
- 30-100㎡(10~30평) 규모로 외부 기후 여건에 관계없이 365일 엽채류 채소 등 농산물을 생산할 수 있는 무인 도시형 식물공장을 목표로 기획, 설계 및 개발
- 센서로부터 환경 데이터 수집 및 수집된 데이터를 기반으로 작물별 성장에 필요한 적합한 환경 유지를 위한 공조기 및 구동기 자동 제어용 분전반 컨트롤러 개발
2. 시스템 통합 서버 개발
- HMI에서 수집된 데이터 수신 및 원격 자동화, 수동 제어 시 HMI로 제어 명령 전송 알고리즘 개발
- 원격연동이 가능한 REST API 서버 프로그램 구현
- 실시간 모니터링 및 경보 확인이 가능한 모바일 앱, 웹 기반 시각화를 통해 실시간 모니터링 개발
3. HMI 및 PCB 개발
- 10인치 터치형 디스플레이 탑재 HMI 개발 (센서 보드 데이터 수집 및 공조시설 제어, 관수펌프 제어가 가능한 게이트웨이용 PMS 개발)
- 온습도, CO2센서 보드, 물온도, PH, EC, 수위, 유량 센서 보드 개발
4. 식물 생장형 양액분배기 국산화
- 자동 양액배합 데이터 자동관수 및 작물별 A, B, Ph 양액 배합 비율 설정 기능
- 노즐의 최종 양액량 감지를 위해 유량 센서 탑재
- 양액배합 및 양액공급 제어용 컨트롤 PCB 제작
- 식물공장 플랫폼에 장착이 용이한 케이스 제작
5. LED Spectrometer가 탑재된 핸들형 디바이스 개발
- 식물 생장형 LED 노후화 예측 알고리즘 개발
- LED에서 발생하는 ppfd, lux 등 데이터 수집 및 데이터 전송을 위한 인터페이스 지원 PCB 개발
- 7인치 터치형 디스플레이가 탑재된 식물공장 플랫폼에 장착이 용이한 케이스 제작

□ 연구개발성과
1. 특허 출원
- 출원번호 : 10-2022-0035340“
- 발명인명 : 주식회사트레디오
- 발명명칭 : 식물생장용 LED 수명 예측 장치 및 방법”
- 요약 : 본 발명은 식물 생장용 LED 수명 예측 장치 및 방법에 관한 것으로, 이는 식물 생장용 LED을 식물 생장 공간에 설치 및 구동되면, 상기 식물 생장 공간에 설치된 스펙트로미터를 통해 상기 식물 생장용 LED의 스펙트럼 데이터를 획득 및 출력하는 단계; 제어 장치가 상기 스펙트럼 데이터를 주기적으로 획득한 후 시계열 자료로 변환하여 저장하는 단계; 및 상기 제어 장치가 ARIMA 모델을 통해 저장 데이터에 대한 시계열 분석을 수행하여 상기 식물 생장용 LED의 수명을 예측 및 통보하는 단계를 포함할 수 있다
2. 시제품 제작 4건
- 양액분배기 시제품 제작
- 식물생장 환경센서 디바이스 시제품 제작
- 식물생장용 LED Spectrometer 탑재형 단말기 시제품 제작
- 통합게이트웨이 및 HMI 단말기 시제품 제작
3. 소프트웨어 저작권 등록 3건
- 통합 모니터링 프로그램 및 REST API 서버 프로그램
- 식물생장용 LED Spectrometer 탑재형 단말기 임베디드 프로그램
- 통합게이트웨이 및 HMI 단말기 임베디드 프로그램
4. KC 전자파 인증 2건
- 식물생장용 LED Spectrometer 탑재형 단말기 KC 전자파 인증
- 통합게이트웨이 및 HMI 단말기 KC 전자파 인증
5. 소프트웨어 품질평가(KOLAS 성적서 기준) 시험 완료
- LED 노후화 진단 정확도 90% 이상 ( 시험 결과 : 평균 99.5% )
- 노즐 노후화 진단 정확도 90% 이상 ( 시험 결과 : 평균 99.0% )
- 모니터링 시스템 데이터 정확도 99% 이상 ( 시험 결과 : 100% )
6. 학술대회 논문제출
- 한국지능시스템학회 춘계 학술대회 논문 제출 및 채택
- 논문명 : “시계열 예측 모델을 이용한 식물생장 환경에서의 LED 수명예측 방안“
- 발표예정 : 2022년 5월 13일~14일

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
1. 주관기관 연구개발성과
- 지능형 수경 식물재배 이동식 플랫폼 S/W, 원격제어 원천기술 확보
2. 개발 완료 후 5년 성과 목표
- 국내매출 40억, 수출 100만불
- 신규 고용창출 20명
- 도심 유휴공간 도시농업 재활용으로 지역 일자리창출과 경제 활성화

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 8
• 1) 연구개발과제 수행 과정 ... 8
• 2) 연구개발과제 수행 과정별 산출물 ... 9
• 3) 연구개발과제 수행 과정별 내용 ... 12
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 39
• 1) 연구수행 결과 ... 39
• 2) 목표 달성 수준 ... 45
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 45
• 5. 연구개발성과의 활용 및 사업화 계획 ... 46
• 끝페이지 ... 48