한 권으로 끝내는 스마트팜 만들기

저자의 말

1장 초보 농부 스마트팜을 알게 되다

1 스마트팜이란 무엇일까
스마트팜의 정의
스마트팜 구축에서 가장 중요한 IoT
스마트팜에서 빅데이터, 인공지능, 로봇의 역할
2 스마트팜이 필요한 이유
시간과 노력을 절약하는 스마트팜
기후변화와 이상기후를 극복하는 스마트팜
쓸 만한 데이터를 쌓아주는 스마트팜
3 세상이 바뀌면 스마트팜은 더 많이 바뀐다
농업 환경의 변화
스마트팜은 어떤 방식으로 진화할까
스마트팜 관련 기술 개발
4 스마트팜을 운영하기 위한 준비
스마트팜에 적합한 작물과 수익성이 높은 작물 선택
작물 재배 공부는 기본 중 기본
스마트팜을 설치할 장소와 공간 선택
스마트팜 온실을 직접 설계하는 법
스마트팜 시스템 구축에 필요한 요소
스마트팜 시스템을 직접 구축하는 법
5 스마트팜을 도입하고 운영할 때 주의할 점
스마트팜의 평균 투자비와 수익성
스마트팜 도입과 운영 과정의 문제점
국내 시장에서 스마트팜 온실 시설의 한계
6 스마트팜을 시작할 때 해야 하는 마지막 질문들
자칫하면 애증의 스마트팜이 된다
스마트팜에서 하는 농사도 농사다!
비닐하우스 온실 기반의 스마트팜이 가진 한계
인구 감소 시대에 필요한 스마트팜

2장 스마트팜 작물 재배와 수경재배

1 식물의 생장 원리와 재배 방법
식물의 구성과 기능
광합성작용과 호흡작용의 원리
식물의 생장 과정과 재배 환경 관리
식물이 잘 자라는 최상의 조건
비료와 영양소의 특성
2 스마트팜에서 하는 수경재배
수경재배의 장점과 단점
고형배지경 방식
순수수경 방식
스마트팜에서 수경재배를 할 때 주의할 점
3 IoT 기반의 스마트팜
IoT의 정의와 개념
스마트팜에 IoT가 꼭 필요한 이유
스마트팜 IoT 네트워크 구축 방법
스마트팜 IoT 디바이스
4 스마트팜 데이터의 가치와 중요성
스마트팜 데이터의 의미
스마트팜 데이터의 가치
스마트팜 데이터 축적과 관리 방법
5 스마트팜에서 인공지능 활용하기
프로그래밍과 인공지능의 차이
딥러닝과 머신러닝, 생성형 AI
스마트팜에서 활용하는 인공지능
앞으로 활용하게 될 스마트팜 인공지능
스마트팜에 직접 인공지능 적용하기

3장 스마트팜을 직접 구축하는 법

1 스마트팜 구축 계획 세우기
2 스마트팜 작물의 집, 온실
온실의 정의와 종류
온실의 종류를 결정하기 위한 조건
3 스마트팜의 기본, 전기의 원리 이해하기
스마트팜 장치의 전압과 전류
4 사람의 일을 대신하는 스마트팜 제어와 릴레이
릴레이의 역할과 종류
릴레이 모듈의 역할과 종류
5 본격적인 스마트팜 구축하기
온실 스마트팜 구조와 전기설비
스마트팜 구축에 필요한 재료 준비하기
IoT 스마트팜을 위한 네트워크 구축
펌웨어 설치와 Wi-Fi 설정 방법
Wi-Fi 설정 오류에 대처하는 법
6 스마트팜 DIY 따라하기
7 집에서 스마트팜처럼 수경재배 하기
스마트 홈파밍에 필요한 재료 준비하기
식물재배기 만들기
모종판에 상추 모종 끼우기
식물 생장 LED 설치하기
스마트 홈파밍 시스템 만들기
스마트 홈파밍을 위한 Tasmota 설정하기

4장 스마트팜의 미래와 진로

1 스마트팜 분야별 전문가와 역할
스마트팜 작물 재배 및 관리 전문가
스마트팜 설치 및 시설 전문가
스마트팜 빅데이터 및 인공지능 전문가
2 스마트팜을 잘 운영하는 법
투자비를 회수할 수 있어야 한다
작물과 대화하고 데이터와 친해져라
다양한 재배 기법을 연구하고 도전하라
스마트팜의 기능을 확장하라
3 직업과 진로로서의 스마트팜
미래 직업으로서 스마트팜 관련 분야
전국 대학에 설치된 스마트팜 관련 학과와 진로

스마트팜은 원격제어를 할 수 있는 자동화 장치이자 수경재배도 할 수 있는 시스템이다. 인터넷과 연결해 원격으로 농장이나 온실의 시설을 작동시킬 수 있고, 온실에서 작물이 잘 자라도록 환경을 유지시키며, 어떤 재배 방식이든 물과 영양분을 알아서 공급해주는 전기·전자장치이다. 다시 말해 인터넷에 연결된 장치로 자동 또는 원격으로 작물의 생육 환경을 조절하고 관리할 수 있다면, 온실과 시설의 규모, 재배 방식과 상관없이 모두 스마트팜이다.

최근 지구온난화의 영향으로 기상변화가 심해지고 있다. 작물은 충분한 광합성을 하기 어렵고, 온도가 너무 급격하게 변화함에 따라 생육이 느려지거나 각종 질병도 늘고 있다. 열매가 제대로 열리지 않는 등 생리장해가 발생하는 빈도 역시 늘고 있다. 노지에서 잘 자라는 작물이라도 여름철 집중호우와 폭염이 자주 발생하면 잘 자라지 못하고, 수확을 해도 상품성이 떨어진다. 스마트팜은 온실의 온습도와 일조량 등 센서 값의 조건에 따라 시설과 장치가 작동한다. 기상청의 기상 데이터와 스마트팜의 측정 데이터를 비교해 폭염과 폭우 같은 이상기후가 발생하기 전에 장치를 미리 작동시켜 작물의 생육 시기와 단계를 조절한다. 이에 따라 작물의 생산량과 상품성을 높이고, 계절에 상관없이 안정적으로 생산할 수 있다.

일반적으로 스마트팜에 적합한 작물이 따로 있는 건 아니다. 우리나라 스마트팜에서는 주로 상추, 양배추 같은 엽채류와 토마토, 딸기 같은 과채류를 많이 재배하고 있다. 스마트팜을 준비하는 과정에서는 무엇보다 작물 선택에 많은 시간을 투자해야 한다. 어떤 작물을 재배하느냐에 따라 온실(작물 재배 공간)의 규모, 구조와 형태, 스마트팜 시스템의 기능과 사양, 작물 재배 방법, 수익이 달라지기 때문이다. 스마트팜은 맞춤형 시스템이다. 중간에 재배 작물을 바꿀 경우 추가 비용이 들고, 시설물을 교체해야 할 수도 있다는 점을 명심한다.